Celulă stem neuronală, celulă în mare măsură nediferențiată, originară din sistemul nervos central. Celulele stem neuronale (NSC) au potențialul de a da naștere celulelor descendente care cresc și se diferențiază în neuroni și celule gliale (celule non-neuronale care izolează neuronii și sporesc viteza cu care neuronii trimit semnale).
celula stem: celule stem neuronale
Cercetările au arătat că există și celule stem în creier. La mamifere se formează foarte puțini neuroni noi după naștere, dar unii neuroni
Ani de zile s-a crezut că creierul este un sistem închis, fix. Chiar și renumitul neuroanatomist spaniol Santiago Ramón y Cajal, care a câștigat Premiul Nobel pentru Fiziologie în 1906 pentru stabilirea neuronului ca celulă fundamentală a creierului, nu știa mecanismele neurogenezei (formarea țesutului nervos) în timpul carierei sale remarcabile.. Au existat doar o mână de descoperiri, în primul rând la șobolani, păsări și primate, în a doua jumătate a secolului XX, care a scos în evidență capacitatea de regenerare a celulelor creierului. În acest timp, oamenii de știință au presupus că, odată ce creierul a fost deteriorat sau a început să se deterioreze, nu poate regenera noi celule, în modul în care alte tipuri de celule, cum ar fi celulele hepatice și ale pielii, sunt capabile să se regenereze. Generația de celule cerebrale noi în creierul adult a fost crezută a fi imposibilă, deoarece o nouă celulă nu s-ar putea integra pe deplin în sistemul complex complex al creierului. Abia în 1998, au fost descoperite NSC-uri la om, găsite mai întâi într-o regiune a creierului numită hipocamp, despre care se știa că este instrumental în formarea amintirilor. Ulterior, s-a descoperit că NSC-urile sunt active în becurile olfactive (o zonă care procesează mirosul) și în stare latentă și inactivă în sept (o zonă care procesează emoția), striatum (o zonă care procesează mișcarea) și în măduva spinării.
Astăzi, oamenii de știință investighează produse farmaceutice care ar putea activa NSC-uri latente în cazul în care zonele în care sunt localizați neuronii sunt deteriorate. Alte căi de cercetare încearcă să descopere modalități de transplantare a NSC-urilor în zonele deteriorate și de a-i determina să migreze în zonele deteriorate. Încă alți cercetători cu celule stem încearcă să ia celule stem din alte surse (adică embrioni) și să influențeze aceste celule pentru a se dezvolta în neuroni sau celule gliale. Cele mai controversate dintre aceste celule stem sunt cele procurate din embrioni umani, care trebuie distruse pentru a obține celulele. Oamenii de știință au reușit să creeze celule stem pluripotente induse prin reprogramarea celulelor somatice adulte (celule ale corpului, excluzând spermatozoizii și ovulele) prin introducerea anumitor gene regulatoare. Cu toate acestea, generarea de celule reprogramate necesită utilizarea unui retrovirus și, prin urmare, aceste celule au potențialul de a introduce viruși dăunătoare cancerului la pacienți. Celulele stem embrionare (ESC) au un potențial uimitor, deoarece sunt capabile să fie transformate în orice tip de celule găsite în corpul uman, însă sunt necesare cercetări suplimentare pentru a dezvolta metode mai bune de izolare și generare de CES.
Recuperarea accidentului vascular cerebral este un domeniu de cercetare în care s-au descoperit multe despre promisiunea și complexitățile terapiei cu celule stem. În terapia cu celule stem se pot adopta două abordări principale: abordarea endogenă sau abordarea exogenă. Abordarea endogenă se bazează pe stimularea NSC-urilor adulte din propriul corp al pacientului. Aceste celule stem se găsesc în două zone ale gyrusului dentat (o parte a hipocampului) din creier, precum și în striat (o parte a ganglionilor bazali localizați adânc în emisferele cerebrale), neocortexul (grosimea exterioară a cortexul cerebral puternic convolut), iar măduva spinării. La modelele de șobolan, factorii de creștere (substanțe mediatoare de creștere a celulelor), cum ar fi factorul de creștere a fibroblastului, factorul de creștere endotelială vasculară, factorul neurotrofic derivat din creier și eritropoietina, au fost administrați după accidente vasculare cerebrale, în efortul de a induce sau îmbunătăți neurogeneza, stingând astfel afectarea creierului și stimulând recuperarea funcțională. Cel mai promițător factor de creștere la modelele de șobolan a fost eritropoietina, care promovează proliferarea celulelor progenitoare neuronale și s-a dovedit că induce neurogeneză și îmbunătățire funcțională în urma unui accident vascular cerebral embolic la șobolani. Aceasta a fost urmată de studii clinice în care eritropoietina a fost administrată la un eșantion mic de pacienți cu AVC, care în cele din urmă au arătat îmbunătățiri dramatice față de indivizii din grupul placebo. Eritropoietina a arătat de asemenea promisiune la pacienții cu schizofrenie și la pacienții cu scleroză multiplă. Cu toate acestea, trebuie efectuate studii suplimentare în grupuri mai mari de pacienți pentru a confirma eficacitatea eritropoietinei.
Terapiile cu celule stem exogene se bazează pe extracție, cultivarea in vitro și transplantul ulterior de celule stem în regiunile creierului afectate de accident vascular cerebral. Studiile au arătat că NSC-urile adulte pot fi obținute din gyrusul dentat, hipocamp, cortexul cerebral și substanța albă subcorticală (strat sub cortexul cerebral). Studiile de transplant efective au fost efectuate la șobolani cu leziuni ale măduvei spinării, folosind celule stem care au fost biopsiate din zona subventriculară (zona care stă la baza pereților cavităților pline de lichid sau ventriculelor) ale creierului adult. Din fericire, nu au existat deficite funcționale ca urmare a biopsiei. Au fost, de asemenea, studii la șobolani în care ESC sau celule stem neuronale derivate de făt și celule progenitoare (celule nediferențiate; similare cu celulele stem, dar cu capacități de diferențiere mai restrânse) au fost transplantate în regiuni ale creierului afectate de accident vascular cerebral. În aceste studii, NSC-urile altoite s-au diferențiat cu succes în neuroni și celule gliale și a existat o oarecare recuperare funcțională. Cu toate acestea, principala atenție cu terapii exogene este că oamenii de știință nu au încă înțeles pe deplin mecanismele de bază ale diferențierii celulelor progenitoare și integrarea lor în rețelele neuronale existente. În plus, oamenii de știință și clinicienii nu știu încă să controleze proliferarea, migrația, diferențierea și supraviețuirea SNC și a descendenților acestora. Acest lucru se datorează faptului că NSC-urile sunt parțial reglementate de micro-mediu specializat, sau nișă în care locuiesc.
De asemenea, s-au făcut cercetări asupra celulelor stem hematopoietice (HSC), care se diferențiază de obicei în celulele sanguine, dar pot fi, de asemenea, transdiferențiate în linii neuronale. Aceste HSC pot fi găsite în măduva osoasă, sângele cordonului ombilical și celulele sângelui periferic. Interesant este că aceste celule s-au dovedit a fi mobilizate spontan de anumite tipuri de accidente vasculare cerebrale și pot fi, de asemenea, mobilizate în continuare prin factorul de stimulare a coloniei granulocitelor (G-CSF). Studiile G-CSF la șobolani au arătat că poate duce la îmbunătățirea funcțională în urma unui accident vascular cerebral, iar studiile clinice la om par promițătoare. Studii exogene au fost, de asemenea, efectuate la șobolani cu HSC. HSC-urile au fost administrate local la locul afectării în unele studii sau administrate sistemic prin transplant intravenos în alte studii. Această din urmă procedură este pur și simplu mai fezabilă, iar cele mai eficiente HSC par a fi cele derivate din sângele periferic.
Cercetările efectuate pe terapii cu celule stem pentru epilepsie și boala Parkinson demonstrează, de asemenea, promisiunea și dificultatea cultivării corespunzătoare a celulelor stem și introducerea lor într-un sistem viu. În ceea ce privește ESC, studiile au arătat că sunt capabili să fie diferențiați de neuronii dopaminergici (neuroni care transmit sau sunt activați de dopamină), neuronii motori spinali și oligodendrocite (celule non-neuronale asociate cu formarea mielinei). În studiile care vizează tratarea epilepsiei, precursorii neuronali derivați de celulele stem embrionare de șoarece (ESN) au fost transplantați în hipocampi de șobolani cronici epileptici și șobolani de control. După transplant, nu s-au găsit diferențe în proprietățile funcționale ale ESN-urilor, deoarece toate au afișat proprietățile sinaptice caracteristice neuronilor. Cu toate acestea, rămâne de văzut dacă ESN-urile au capacitatea de a supraviețui pentru perioade îndelungate în hipocampul epileptic, de a se diferenția în neuroni cu funcțiile hipocampale adecvate și de a suprima deficiențele de învățare și memorie în epilepsia cronică. Pe de altă parte, s-au observat că NSC-urile supraviețuiesc și se diferențiază în diferite forme funcționale ale neuronilor la șobolani. Cu toate acestea, nu este clar dacă NSC-urile se pot diferenția în diferite forme funcționale în cantități adecvate și dacă pot sinapsa în mod corespunzător cu neuroni hiperexcabili pentru a-i inhiba, reducând astfel convulsiile.
Tratamentele pentru boala Parkinson arată de asemenea promisiuni și se confruntă cu obstacole similare. S-au efectuat cercetări clinice privind transplantul țesutului mezenfalic fetal uman (țesut derivat din creierul mijlociu, care face parte din trunchiul creierului) în striata pacienților Parkinson. Cu toate acestea, acest țesut are o disponibilitate limitată, ceea ce face ca transplantul ESC să fie mai atrăgător. Într-adevăr, cercetările au arătat deja că neuronii dopaminergici transplantabili - genul de neuroni afectați în boala Parkinson - pot fi generați din CES de șoarece, primat și om. O singură diferență majoră între CES-uri de șoarece și om uman este însă că ESC-urile umane durează mult mai mult pentru a-l diferenția (până la 50 de zile). De asemenea, programele de diferențiere pentru CES umane necesită introducerea serului animal pentru a se propaga, ceea ce ar putea încălca anumite reglementări medicale, în funcție de țară. Cercetătorii vor trebui, de asemenea, să găsească o modalitate de a obține celulele progenitoare dopaminergice derivate de ESC pentru a supraviețui pentru o perioadă mai lungă de timp după transplant. În cele din urmă, există problema purității populațiilor de celule derivate de ESC; toate celulele trebuie să fie certificate ca celule precursoare dopaminergice înainte de a putea fi transplantate în siguranță. Cu toate acestea, tehnicile de diferențiere și purificare se îmbunătățesc cu fiecare studiu. Într-adevăr, generarea de mari bănci de populații de celule pure și specifice pentru transplant uman rămâne un obiectiv atins.
