A sejtbiológia , egy őssejt egy differenciálatlan sejt , amely képes mind az előállító specializált sejtek sejtdifferenciálódás és fennmaradni a szervezetben a szimmetrikus vagy aszimmetrikus szétválás . Az őssejtek minden többsejtű élőlényben jelen vannak . Központi szerepet játszanak az élőlények fejlődésében, valamint integritásuk megőrzésében az egész életen át.
Az állati őssejtek vizsgálata nagyon aktív kutatási terület, különösen az orvostudományban történő alkalmazásuk miatt . Ez a vizsgálati terület a közelmúltban gyors terjeszkedésen ment keresztül olyan technikák kifejlesztésével, amelyek lehetővé teszik a kultúrában pluripotens őssejtek előállítását a test bármely sejtjéből, állítólag ezek az őssejtek indukálódnak . Az őssejtek azonban jelen vannak a többsejtű élet más formáiban is, mint a növények merisztémáiban .
Az őssejtek megkülönböztethetők differenciálódási lehetőségeik szerint:
Tudományos vagy orvosi kutatás céljából az emberi őssejteket (és általánosabban emlősökből származóakat) eredetük szerint is besorolhatjuk: embrionális, magzati vagy felnőtt.
Az egyesült államokbeli James Alexander Thomson (az emberi blasztocisztákról) és a japán Shinya Yamanaka (egérsejtek) csapatának sikerült 2007-ben genetikai transzformációval differenciálódniuk a felnőtt sejtektől embrionális őssejtekké. Ez fontos előrelépést jelenthet, mivel lehetővé tenné az embrionális őssejtek kutatását anélkül, hogy embriókat használnának erre a célra.
2007-ben Yamanaka professzornak (Kiotói Egyetem) sikerült őssejteket termelni felnőtt szomatikus sejtekből, transzkripciós faktorok bevitelével a szomatikus sejtekbe. Az egyik kérdéssel - a c-myc onkogén használatával - egy évvel később ugyanaz a csapat foglalkozott. Ezek a sejtek bizonyos (szintén onkogén ) tényezők hatására különféle szövetekké differenciálódhatnak, és a közeljövőben azt remélik, hogy az őssejteket képesek használni olyan agybetegségek, mint például az Alzheimer-kór kezelésére .
„ES sejteknek” is nevezik (az angol embrionális törzsből , „embrió szár”), ezek pluripotens őssejtek vannak jelen az embrióban röviddel a megtermékenyítés után az úgynevezett blastocysta fejlődési stádiumig, ahol még mindig belső sejttömeget alkotnak (az a blasztociszta egyéb sejtjei a trophectoderm sejtek ).
Ezek a sejtek a felnőtt test összes szövetének forrása, ezért pluripotensek . Elkülöníthetők és in vitro tenyészthetők differenciálatlan állapotban. Pontos tenyésztési körülmények között (szuszpenzió, bizonyos növekedési faktorok stb.) Differenciálódásuk orientálható egy adott sejttípusra (idegsejtek, melanociták, izomsejtek, vérsejtek stb.).
Az embrionális őssejteket az 1980-as évek elejétől egerekben izolálták és tenyésztették, és lehetővé tették a gén-érvénytelenítés technikájának kifejlesztését homológ rekombinációval (vagy kiütéssel ), amely lehetővé teszi e befogadó embrióban és keresztezésben mutált sejtek újbóli bejuttatása után egy adott gén mutációjához homozigóta egereket kapunk .
A gyakorlatban a blasztociszta (150-nél kevesebb sejtet tartalmazó embrió) belső tömegének sejtjeiből veszik őket, ami megköveteli az embrió megsemmisítését. Ezek a következő címen szerezhető fagyasztott számfeletti embriók , eredő in vitro megtermékenyítés , vagy klónozással (átvitelével az atommag egy cella egy petesejt előzőleg megfosztott saját).
Ezek a sejtek lehetővé tehetik sejtterápia kifejlesztését számos degeneratív kórkép esetén (például a Parkinson-kórban károsodott dopamin neuronok regenerációja az agyba történő újbóli bejuttatás után, a sérült szívizomszövet helyreállítása infarktus után stb. ) .
A magzati őssejt egyfajta multipotens őssejt, amely magzati eredetű . A terhesség önkéntes megszakításából származó magzatokból vehetők át . A magzati őssejtek sajátossága, hogy már egy adott sejttípus felé orientálódnak.
A felnőtt őssejtek differenciálatlan sejtek, amelyek a szövetekben találhatók, és amelyek főleg a legtöbb felnőtt szövetben és szervben differenciálódott sejtekből állnak. Általában multipotens sejtek. Képesek előidézni egy adott szövet különböző sejtvonalait . Ezek képezik az alapját a szövet természetes megújulásának és sérülés utáni helyreállításának.
" Szomatikusnak " nevezik őket (a görög σωμα sōma = testből), a csírasejtekkel ellentétben , és nemcsak felnőtteknél, de gyermekeknél is megtalálhatók, sőt a köldökzsinórban is .
Az őssejtek gyakran kétféle sejtosztódást képesek végrehajtani : egy klasszikus, szimmetrikusnak mondják (a sejt 2 őssejtre oszlik) és aszimmetrikusnak, amely egyrészt egy progenitort, egy differenciáltabb sejtet ad , másrészt pedig egy őssejt. Így a szimmetrikus osztódás lehetővé teszi az őspopuláció számára, hogy a differenciált sejtek termelése során többé-kevésbé állandóan tartsa a számát.
A differenciált cellák létrehozásának két lépése van:
Így három fázist különböztethetünk meg egy differenciált szövet kialakulása során:
Az első fázis (differenciálódás nélküli proliferáció) és a harmadik (proliferáció nélküli differenciálódás) között a köztes fázis nagyon rugalmas, lehetővé teszi a sejtvonalaktól függően többé-kevésbé hosszú érlelési periódusokat.
Az őssejtek a szervezet egész életében léteznek, de különösen emlősökben megkülönböztethetünk embrionális őssejteket és felnőtt őssejteket.
Az embrionális őssejtek a fejlődés központi sejtjei, mivel fokozatosan generálják a test összes többi sejtjét, a differenciálódás és a szaporodás finoman hangszerelt szakaszainak köszönhetően, hogy végül életképes többsejtű egyént hozzanak létre.
A felnőtt őssejtek sokkal ritkábbak, mivel a fejlődés befejezése után a szaporodás szükségessége veszélyessé válhat . Az őssejtek ezért kis helyeken megmaradnak az egyes szövetekben ; ezek a fülkék komplex fenntartó mechanizmusokkal rendelkeznek, és szabályozásuk szerint csak a funkcionális organizmus fenntartásához szükséges sejteket termelik.
Ezek az őssejtek kevésbé "pluripotensek", mint az embriót alkotó sejtek: csak a szövetükre specifikus sejteket képesek előállítani. Például felnőtt emlősökben a hematopoietikus őssejtek folyamatosan regenerálják a vérsejteket . Vannak bél őssejtek, valamint idegi őssejtek is . Ezek csak az agy két különálló régiójában vannak: a hippocampusban és a subventricularis zónában (az oldalsó kamrákkal határos területen ).
Az őssejtek jelenléte a szövetektől függően különböző mechanizmusokat szolgálhat:
A 1981 , az embrionális őssejtek azonosítottak egerekben Martin Evans , Kaufman és Martin és 1998 emberekben a csapatok az amerikai James Alexander Thomson , Joseph Itskovitz-Eldor és az izraeli Benjamin Reubinoff. A 2000 , az utóbbi transzformált ES sejteket neuronok.
2006-ban Shinya Yamanaka és James Alexander Thomson függetlenül fedezték fel az indukált pluripotens őssejteket (iPSC) . Ezek az iPS sejtek érett sejtek, amelyek lehetővé teszik a test minden típusú sejtjének megszületését. Ez a technika magában foglalja a laboratóriumi genetikai újraprogramozást is . Ezenkívül a genetikai manipuláció lehetővé teszi ilyen sejtvonalak előállítását az embriók megsemmisítése nélkül. Ezt a felfedezést 2012 -ben orvosi Nobel-díjjal tüntették ki Shinya Yamanaka.
A pluripotens őssejtek előállítására többféle technika létezik:
Az orvostudomány , az állati és az emberi őssejtek voltak a kutatások folynak, mivel a 1990-es években , abban a reményben, regenerálódó szövetek , vagy akár létre a semmiből, és ideális esetben rekonstruálására szervek ( sejtterápia ) A ugyanúgy, mint opozones , kitalált írta Auguste Lumière . Ezek a potenciális előnyök terápiás klónozási kísérleteket eredményeztek annak előállítása érdekében, hogy nagy számban ellenőrizzék annak termelését.
Az első őssejtekből készült gyógyszert 2009 - ben hagyták jóvá2012. májusa kanadai hatóságok. Ez a Prochymal , felnőtt mesenchymalis őssejtekből nyert készítmény .