أنواع الخلايا الجذعية: الخلايا الجذعية الجنينية والكبيرة

أنواع الخلايا الجذعية: الخلايا الجذعية الجنينية والكبار!

1. الخلايا الجذعية الجنينية:

تستمد معظم الخلايا الجذعية الجنينية من الأجنة التي تنمو من بيض تم تخصيبه في المختبر - في عيادة تخصيب في المختبر - ثم تبرعت به لأغراض البحث بموافقة مستنيرة من المانحين. لا تشتق من البيض الملقحة في جسم المرأة.

وتعرف الخلايا المتنامية في المختبر بزراعة الخلايا. يتم توليد الخلايا الجذعية الجنينية البشرية (hESCs) عن طريق نقل الخلايا من جنين مرحلة ما قبل الزرع إلى طبق ثقافة المختبر البلاستيكي الذي يحتوي على مرق مغذي يعرف باسم مستنبت.

تنقسم الخلايا وتنتشر على سطح الطبق. السطح الداخلي لطبق الثقافة عادة ما يكون مغطى بخلايا الجلد الجنينية للفئران التي تم علاجها بحيث لا تنقسم. تسمى طبقة طلاء الطبقة هذه طبقة مغذية.

توفر خلايا الماوس الموجودة في أسفل طبق الثقافة الخلايا سطحًا لزجًا يمكن توصيلها به. أيضا ، خلايا المغذي إطلاق العناصر الغذائية في وسط الثقافة. ابتكر الباحثون طرقًا لنمو الخلايا الجذعية الجنينية بدون خلايا تغذية الفئران. هذا تقدم علمي كبير بسبب خطر أن الفيروسات أو الجزيئات الأخرى في خلايا الفأر قد تنتقل إلى الخلايا البشرية.

عملية توليد خط الخلايا الجذعية الجنينية غير فعالة. لذلك ، لا يتم إنتاج خطوط في كل مرة يتم فيها وضع الخلايا من الجنين مرحلة ما قبل الزرع في طبق الثقافة. في حالة ، تبقى الخلايا المطلية على قيد الحياة ، وتقسم وتتكاثر بما يكفي لحشد الطبق ، يتم إزالتها بلطف ومطلية لقطع جميع أطباق الثقافة الطازجة. تتكرر العملية عدة مرات ولعدة أشهر. يشار إلى كل دورة فرعية من زراعة الخلايا كممر.

الخلايا الأصلية تنتج الملايين من الخلايا الجذعية الجنينية عندما يتم إنشاء خط الخلية ، أما الخلايا الجذعية الجنينية التي انتشرت في زراعة الخلايا لفترة طويلة من الزمن دون تمييز ، فهي متعددة القدرات ، ولم تطوَّر شذوذات وراثية يشار إليها باسم الجذع الجنيني خط الخلية.

يمكن للخلايا أن تشكل خلايا عضلية وخلايا عصبية والعديد من أنواع الخلايا الأخرى. على الرغم من أن التفريق التلقائي هو مؤشر جيد على أن ثقافة الخلايا الجذعية الجنينية سليمة ، إلا أنها ليست طريقة فعالة لإنتاج ثقافات لأنواع محددة من الخلايا.

لتوليد ثقافة من أنواع محددة من الخلايا المختلفة - خلايا عضلة القلب ، وخلايا الدم ، أو الخلايا العصبية ، يحاول العلماء التحكم في تمايز الخلايا الجذعية الجنينية كما هو موضح في الصورة الملونة 8.1. فهي تغير التركيب الكيميائي لوسط الثقافة ، أو تغير سطح طبق الثقافة ، أو تعدل الخلايا بإدخال جينات معينة.

2. الخلايا الجذعية الكبار:

يعتقد أن الخلية الجذعية البالغة هي خلية غير متمايزة. توجد بين الخلايا المتمايزة في نسيج أو عضو يمكن أن يجدد نفسه ويمكن أن يفرز لإعطاء بعض أو كل أنواع الخلايا المتخصصة الرئيسية للنسيج أو العضو. الأدوار الأساسية للخلايا الجذعية البالغة في الكائن الحي هي الحفاظ على الأنسجة الموجودة فيها وإصلاحها.

يستخدم العلماء أيضًا مصطلح الخلية الجذرية الجسدية بدلاً من الخلايا الجذعية البالغة ، حيث يشير الجسم الجسدي إلى خلايا الجسم (وليس الخلايا الجنسية أو الحيوانات المنوية أو البيض). لا يزال أصل الخلايا الجذعية البالغة في بعض الأنسجة الناضجة قيد التحقيق.

الخلايا الجذعية للبالغين في العديد من الأنسجة أكثر مما اعتقدت أنه ممكن. وقد قادت هذه النتيجة الباحثين والأطباء إلى السؤال عما إذا كان يمكن استخدام الخلايا الجذعية للبالغين في عمليات الزرع. في الواقع ، تم استخدام الخلايا الجذعية المكونة للدم ، أو الخلايا المكونة للدم من نخاع العظم في زراعة الأعضاء لمدة 40 عامًا. هناك أدلة على وجود خلايا جذعية في الدماغ والقلب.

اكتشف أن النخاع العظمي يحتوي على نوعين على الأقل من الخلايا الجذعية. واحد من السكان ، ودعا الخلايا الجذعية المكونة للدم ، وتشكيل جميع أنواع خلايا الدم في الجسم. تم اكتشاف مجموعة ثانية ، تسمى الخلايا الجذعية لخلايا النخاع العظمي بعد بضع سنوات.

تشكل هذه الخلايا الجذعية غير المكونة للدم نسبة صغيرة من خلايا الخلايا اللحمية في النخاع العظمي ، ويمكنها توليد العظام ، والغضروف ، والدهون ، والخلايا التي تدعم تكوين الدم ، والنسيج الضام الليفي.

وقد تم اكتشاف منطقتين من الدماغ تحتوي على خلايا فاصلة تصبح في نهاية المطاف خلايا عصبية. على الرغم من هذه التقارير ، يعتقد معظم العلماء أن الدماغ البالغ لا يستطيع توليد خلايا عصبية جديدة. ولم يوافق العلماء حتى التسعينيات على أن الدماغ البالغ يحتوي على خلايا جذعية قادرة على توليد أنواع الخلايا الرئيسية الثلاثة في الدماغ ـ الخلايا النجمية والخلايا قليلة التغصن.

تم تحديد الخلايا الجذعية البالغة في العديد من الأعضاء والأنسجة ، بما في ذلك الدماغ ونخاع العظم والدم المحيطي والأوعية الدموية والعضلات الهيكلية والجلد والأسنان والقلب والأمعاء والكبد وظهارة المبيض والخصية. في العديد من الأنسجة ، تشير الأدلة الحالية إلى أن بعض أنواع الخلايا الجذعية عبارة عن باريكات ، وهي الخلايا التي تشكل الطبقة الخارجية من الأوعية الدموية الصغيرة. قد تبقى الخلايا الجذعية هادئة (غير قابلة للانقسام) لفترات طويلة من الوقت حتى يتم تنشيطها بحاجتها الطبيعية لمزيد من الخلايا للحفاظ على الأنسجة ، أو عن طريق الإصابة بالمرض أو الأنسجة.

تستخدم واحدة أو أكثر من الطرق التالية لتحديد الخلايا الجذعية البالغة:

(أ) ضع علامة على الخلايا في نسيج حي يحتوي على علامات جزيئية ثم حدد أنواع الخلايا المتخصصة التي تولدها ؛

(ب) إزالة الخلايا من حيوان حي ، وتمييزها في مزرعة الخلايا ، وزرعها مرة أخرى في حيوان آخر لتحديد ما إذا كانت الخلايا تحل محل نسيج منشأها.

توضح الصورة الملونة 8.2 التقرير أن الخلايا الجذعية البالغة تحدث في العديد من الأنسجة وأنها تدخل مسارات التمايز الطبيعية لتشكيل أنواع الخلايا المتخصصة للأنسجة التي توجد بها.

تنتج الخلايا الجذعية المكونة للدم جميع أنواع خلايا الدم: خلايا الدم الحمراء والخلايا اللمفاوية البائية والخلايا اللمفاوية التائية والخلايا القاتلة الطبيعية والعدلات والقاعدية و الحمضات والوحيدات والبلاعم. هناك الخلايا الجذعية الوسيطة التي تؤدي إلى مجموعة متنوعة من أنواع الخلايا وهي: خلايا العظام (الخلايا العظمية) ، خلايا الغضروف ، الخلايا الدهنية.

هناك الخلايا الجذعية العصبية في الدماغ التي تؤدي إلى ثلاثة أنواع الخلايا الرئيسية وهي: الخلايا العصبية (الخلايا العصبية) وفئتين من الخلايا غير العصبية - الخلايا النجمية و oligodendrocytes. تحدث الخلايا الجذعية الظهارية في بطانة الجهاز الهضمي في الخبايا العميقة وتؤدي إلى عدة أنواع من الخلايا وهي الخلايا الاستيعابية ، والخلايا الكأسية ، وخلايا paneth ، وخلايا enteroendocrine.

الخلايا الجذعية البشرة تؤدي إلى الخلايا الكيراتينية ، التي تهاجر إلى سطح الجلد وتشكل طبقة واقية. يمكن للخلايا الجذعية الجريبية أن تؤدي إلى كل من بصيلات الشعر والبشرة.

من أجل التمايز الانتقالي ، ذكر عدد من التجارب أن بعض أنواع الخلايا الجذعية البالغة يمكن أن تتفرق إلى أنواع الخلايا المشاهدة في الأعضاء أو الأنسجة غير تلك المتوقعة من النسب المتوقعة للخلايا. وتعرف هذه الظاهرة التي تم الإبلاغ عنها بالتمايز الانتقالي.

وقد ثبت أن بعض أنواع الخلايا البالغة يمكن "إعادة برمجتها" إلى أنواع أخرى من الخلايا في الجسم الحي باستخدام عملية ضبط جيني مسيطر عليها بشكل جيد.

قد تقدم هذه الاستراتيجية وسيلة لإعادة برمجة الخلايا المتاحة في أنواع الخلايا الأخرى التي فقدت أو تضررت بسبب المرض. من خلال "إعادة بدء" التعبير عن ثلاثة جينات حرجة لخلايا بيتا في خلايا إفرازية بنكرياسية مختلفة للبنكرياس ، تمكن الباحثون من إنشاء خلايا تشبه خلايا بيتا يمكنها إفراز الأنسولين.

كانت الخلايا التي تم إعادة برمجتها مشابهة لخلايا بيتا في المظهر والحجم والشكل ؛ جينات معبر عنها مميزة لخلايا بيتا؛ وتمكنوا جزئيا من استعادة تنظيم سكر الدم في الفئران التي تم تدمير خلايا بيتا الخاصة بها كيميائيا. في حين لا يمكن تحويل الاختلاف عن طريق التعريف ، يمكن استخدام هذه الطريقة لإعادة برمجة الخلايا البالغة كنموذج لإعادة برمجة أنواع الخلايا البالغة الأخرى مباشرةً.

من الممكن الآن إعادة برمجة الخلايا الجسدية للكبار لتصبح خلايا جذعية جنينية (خلايا جذعية متعددة القدرات مستحثة ، iPSCs) من خلال إدخال الجينات الجنينية. وبالتالي ، يمكن توليد مصدر للخلايا خاصة بالجهة المانحة ، مما يزيد من فرصة التوافق إذا تم استخدام هذه الخلايا لتجديد الأنسجة.

الخلايا الجذعية للبالغين هي خلايا غير متمايزة ، وجدت في جميع أنحاء الجسم بعد التطور الجنيني الذي يتضاعف بانقسام الخلايا لتجديد خلايا الموت وتجديد الأنسجة التالفة. المعروف أيضا باسم الخلايا الجذرية الجسدية ، ويمكن العثور عليها في الأحداث وكذلك الحيوانات البالغة والبشر.