Stamcellen zijn ongedifferentieerde cellen die zich kunnen differentiëren in verschillende lichaamsweefsels en zijn onderverdeeld in embryonale stamcellen, volwassen stamcellen en geïnduceerde pluripotente stamcellen. Deze stamcellen bieden revolutionaire mogelijkheden voor de behandeling van verschillende ziekten, waaronder leukemie, de ziekte van Parkinson en diabetes, en met name geïnduceerde pluripotente stamcellen worden beschouwd als een belangrijke doorbraak bij het aanpakken van ethische problemen. In de jaren 2020 maakt de convergentie met genbewerkingstechnologie behandelingen geavanceerder en veiliger.
De 21e eeuw is het tijdperk van de biotechnologie, en het is niet overdreven om te zeggen dat stamcellen een van de grootste aanjagers van dit tijdperk zijn. Net als de industriële revolutie in het verleden is het volledig begrijpen van stamcellen een revolutie in medische behandelingen die elke industriële revolutie uit het verleden zou kunnen overtreffen. Stamcelonderzoek is een mondiale onderneming en de resultaten hebben nu al invloed op ons leven.
Er zijn drie hoofdtypen stamcellen: embryonale stamcellen, die worden gevormd wanneer een bevruchte eicel zich voor het eerst deelt; volwassen stamcellen, die zich in volwassen weefsels bevinden; en geïnduceerde pluripotente stamcellen, die volwassen cellen kunnen terugbrengen naar hun staat van vóór de differentiatie.
Stamcellen werden voor het eerst erkend in 1961 door Till en McCloach. Ze ontdekten volwassen stamcellen tijdens onderzoek naar kankerbehandelingen bij muizen. Toen de muizen werden bestraald, ontwikkelden ze een tekort aan beenmerg, dat herstelde toen ze werden getransplanteerd met normale beenmergcellen. Dit experiment toonde aan dat beenmergcellen hematopoietische stamcellen bevatten, de cellen die nieuwe bloedcellen maken. Volwassen stamcellen zijn ongedifferentieerde cellen die worden aangetroffen in de ‘gedifferentieerde’ cellen van een weefsel of orgaan. Omdat ze ongedifferentieerd zijn, kunnen volwassen stamcellen, wanneer ze in een weefsel worden getransplanteerd, stabiel in dat weefsel differentiëren zonder het potentieel om kanker te worden. Ze zijn ook in staat hun eigen cellen zelf te transplanteren, wat het voordeel heeft dat ze geen immuunafstoting veroorzaken. De nadelen zijn echter dat het vermogen om te differentiëren in verschillende weefsels zeer beperkt is, dus het is moeilijk toe te passen op alle delen van het lichaam, en omdat er in elk weefsel heel weinig cellen zitten, is het moeilijk om een grote hoeveelheid te verkrijgen. en vanwege immuunafstoting is het moeilijk om te doneren en te doneren.
In 1988 stelde het team van Dr. James Thompson in de Verenigde Staten het concept van menselijke embryonale stamcellen vast. Het idee was dat embryonale stamcellen, die kunnen worden verkregen uit een bevruchte eicel die is ontstaan door de bevruchting van een spermacel en een eicel, kunnen worden gebruikt om verschillende menselijke ziekten te behandelen, omdat ze zich in elke cel kunnen differentiëren, net zoals een enkele embryonale cel dat kan. differentiëren in welke cel dan ook om een compleet menselijk individu te creëren. Het proces van het extraheren van embryonale stamcellen is als volgt: Verwijder de kern uit een normale menselijke lichaamscel. De kern van de somatische cel wordt in een eicel geïnjecteerd en gefuseerd, wat resulteert in een embryonale cel. Deze embryonale cellen worden gekweekt om blastocysten te vormen. Wanneer een blastocyst een blastocyst wordt, wordt deze verdeeld in een binnenste celmassa en een buitenste celmassa, en de binnenste celmassa heeft pluripotentie om zich te differentiëren in allerlei soorten lichaamscellen. Daarom worden stamcellen geëxtraheerd uit de binnenste celmassa van de blastocyst en gedifferentieerd in verschillende cellen. Embryonale stamcellen zijn technisch gemakkelijker te verkrijgen dan volwassen stamcellen en hebben het voordeel dat ze in vitro langere tijd ongedifferentieerd kunnen blijven. Als embryonale stamcellen kunnen worden gebruikt om een onbeperkt aantal orgaancellen te creëren voor de behandeling van verschillende ongeneeslijke ziekten en in een reageerbuis kunnen worden getransplanteerd, zal de droom van een lang leven werkelijkheid worden. Deze technologie is essentieel omdat gedoneerde organen schaars zijn. Momenteel worden pogingen ondernomen om patiënten met leukemie, de ziekte van Parkinson, diabetes en andere ziekten te behandelen door normale cellen van buiten het lichaam te kweken en te injecteren om de defecte cellen te vervangen.
Bovendien biedt het nieuwe hoop voor onvruchtbare paren: hoewel er veel mogelijkheden zijn voor paren die problemen hebben met sperma en niet op de normale manier kunnen bevruchten, maakt somatische celkernoverdracht, zoals hierboven vermeld, bevruchting zonder sperma mogelijk, waardoor de weg wordt geopend voor los dit probleem op een heel ander niveau op. Door het ei van de moeder te gebruiken voor het cytoplasma en de lichaamscellen van de moeder of vader voor de kern, is het mogelijk een dochter te krijgen die precies op de moeder lijkt, of een zoon die precies op de vader lijkt. Bovendien kunnen bevruchte eicellen met embryo-isolatietechnieken worden onderzocht voordat ze in de baarmoeder worden geïmplanteerd om defecten eruit te filteren of alleen die genen te corrigeren om de gewenste gezonde baby te verkrijgen.
Embryonale stamcellen hebben echter ook een aantal duidelijke nadelen. Ze zijn erg moeilijk te onderscheiden, dus ze hebben het potentieel om zich te ontwikkelen tot kankercellen, wat technische precisie vereist. Er is ook veel discussie over het gebruik van embryonale stamcellen vanuit bio-ethisch oogpunt, vanwege het feit dat de aanvoer van eieren niet altijd soepel verloopt vanwege juridische en ethische kwesties, en het feit dat potentieel levengevende embryo’s moet worden vernietigd om het leven van een patiënt te redden. Een embryo is een stadium voordat het een foetus wordt, en afhankelijk van uw standpunt wordt het misschien niet als leven beschouwd. Gezien het feit dat embryonale stamcellen uitgroeien tot menselijke wezens, zijn er echter verschillende argumenten vanuit verschillende religies en overtuigingen dat dezelfde bio-ethiek die op mensen van toepassing is, ook op embryo's zou moeten gelden. Daarom wordt er niet actief onderzoek gedaan. Bovendien hebben de meeste landen wetten op het gebied van bio-ethiek, en in Korea is de 'Bioethics and Safety Act' van kracht. Deze wet verbiedt het gebruik van embryo’s om embryonale stamcellen te creëren. Om embryonaal stamcelonderzoek in Korea uit te voeren kunnen daarom alleen sperma en onbevruchte eieren of ingevroren embryo's worden gebruikt die na een onvruchtbaarheidsbehandeling zullen worden weggegooid. Er zijn dus praktische problemen bij het uitvoeren van explosief onderzoek.
Deze bio-ethische kwesties hebben geleid tot de opkomst van een nieuw type stamcel. Het zijn geïnduceerde pluripotente stamcellen. Met andere woorden, ze worden ook wel omgekeerde differentiatiestamcellen genoemd. Geïnduceerde pluripotente stamcellen zijn cellen die al gedifferentieerd zijn en vóór differentiatie zijn teruggekeerd naar een cellulair stadium. Door vier specifieke genen die omgekeerde differentiatie veroorzaken in de huidcellen van de patiënt te introduceren en tot expressie te brengen, of door de omgekeerde differentiatie-inducerende eiwitten die door de vier genen zijn gemaakt, terug in de huidcellen te extraheren en te injecteren, worden de huidcellen stamcellen die zich kunnen differentiëren in verschillende soorten genen. delen, zoals embryonale stamcellen. Dit worden omgekeerde differentiatiestamcellen genoemd. In 2006 slaagden professor Shinya Yamanaka en zijn team erin stamcellen te creëren met het vermogen om zich te differentiëren zoals embryonale stamcellen, door genen in de huidcellen van ratten te introduceren. De ontdekking van geïnduceerde pluripotente stamcellen was zo belangrijk dat hij in 2012 de Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde kreeg voor zijn werk. Dit is een prestatie die zo groot is dat de leerboeken over de menselijke biotechnologie herschreven moeten worden, en het is duidelijk dat het vermogen om ledematen, wervels, enz. bij hagedissen te regenereren een grote prestatie is van de biotechnologie van de 21e eeuw. Het is ook een enorme bron van hoop voor slachtoffers van brandwonden, mensen die ledematen of andere delen van hun lichaam hebben verloren, en mensen met ruggengraatverlamming. Hoewel embryonale stamcellen hun eigen bio-ethische problemen hebben gehad, zoals het directe gebruik van de eicellen van een vrouw en het risico op afstoting van het immuunsysteem bij transplantatie in een patiënt, zijn geïnduceerde pluripotente stamcellen belangrijk omdat ze deze ethische en technische problemen in één keer oplossen. duik.
In december 2009 zond de BBC een verhaal uit over acht mensen die stamceltherapie kregen en weer konden zien. De heer Turnbull, wiens hoornvlies door een chemisch ongeluk aan één oog werd beschadigd, is een goed voorbeeld van een directe toepassing van geïnduceerde pluripotente stamcellen. Dr. Francisco Figueiredo en zijn team van het North East of England Stem Cell Institute (NESCI) in Groot-Brittannië hebben stamcellen uit het normale oog van de heer Turnbull geëxtraheerd en gekweekt. De stamcellen werden in het blinde oog getransplanteerd en meneer Turnbull kon weer met één oog zien.
Omdat het onderzoek nog gaande is, kunnen er echter bijwerkingen optreden waar we nog geen weet van hebben. Er bestaat bijvoorbeeld bezorgdheid dat ze mutaties of andere genetische afwijkingen kunnen veroorzaken, en er bestaat ook de mogelijkheid dat tumoren ontstaan door het genetische modificatieproces van omgekeerde differentiatie van somatische cellen tot stamcellen. Daarom is er nog veel verder onderzoek nodig voordat ze veilig bij patiënten kunnen worden gebruikt.
Samenvattend kunnen we stellen dat stamcellen ongedifferentieerde cellen zijn die het vermogen hebben om zich in verschillende weefsels te differentiëren. Sinds hun ontdekking is er veel onderzoek en ontwikkeling geweest. De geschiedenis van het stamcelonderzoek is gericht op het oplossen van problemen die zich voordoen bij het toepassen van stamcellen in het menselijk lichaam. Om het grootste probleem met volwassen stamcellen, hun beperkte vermogen om zich in verschillende weefsels te differentiëren, te overwinnen, werden embryonale stamcellen ontdekt. Om de ethische problemen van embryonale stamcellen te overwinnen, werd een nieuwe doorbraak ontdekt, namelijk geïnduceerde pluripotente stamcellen. De mensheid heeft altijd nieuwe manieren ontwikkeld om problemen op te lossen, en ik geloof dat de huidige problemen ooit zullen worden opgelost. In de jaren 2020 combineren onderzoekers actief genbewerkingstechnologie met stamceltherapie om meer geavanceerde en veiligere stamceltherapieën te ontwikkelen. Als het dus mogelijk wordt om de differentiatie van geïnduceerde pluripotente stamcellen te beheersen, wat momenteel onmogelijk is, zal de bevrijding van ziekten waar de mensheid van heeft gedroomd niet ver weg zijn.
Update verouderde informatie met de nieuwste informatie en voeg nieuwe inhoud toe
De 21e eeuw is het tijdperk van de biotechnologie, en het is niet overdreven om te zeggen dat stamcellen een van de grootste aanjagers van dit tijdperk zijn. Net als de industriële revolutie in het verleden is het volledig begrijpen van stamcellen een revolutie in medische behandelingen die elke industriële revolutie uit het verleden zou kunnen overtreffen. Stamcelonderzoek is een mondiale onderneming en de resultaten hebben nu al invloed op ons leven.
Er zijn drie hoofdtypen stamcellen: embryonale stamcellen, die worden gevormd wanneer een bevruchte eicel zich voor het eerst deelt; volwassen stamcellen, die zich in volwassen weefsels bevinden; en geïnduceerde pluripotente stamcellen, die volwassen cellen kunnen terugbrengen naar hun staat van vóór de differentiatie.
Stamcellen werden voor het eerst erkend in 1961 door Till en McCloach. Ze ontdekten volwassen stamcellen tijdens onderzoek naar kankerbehandelingen bij muizen. Toen de muizen werden bestraald, ontwikkelden ze een tekort aan beenmerg, dat herstelde toen ze werden getransplanteerd met normale beenmergcellen. Dit experiment toonde aan dat beenmergcellen hematopoietische stamcellen bevatten, de cellen die nieuwe bloedcellen maken. Volwassen stamcellen zijn ongedifferentieerde cellen die worden aangetroffen in de ‘gedifferentieerde’ cellen van een weefsel of orgaan. Omdat ze ongedifferentieerd zijn, kunnen volwassen stamcellen, wanneer ze in een weefsel worden getransplanteerd, stabiel in dat weefsel differentiëren zonder het potentieel om kanker te worden. Ze zijn ook in staat hun eigen cellen zelf te transplanteren, wat het voordeel heeft dat ze geen immuunafstoting veroorzaken. De nadelen zijn echter dat het vermogen om te differentiëren in verschillende weefsels zeer beperkt is, dus het is moeilijk toe te passen op alle delen van het lichaam, en omdat er in elk weefsel heel weinig cellen zitten, is het moeilijk om een grote hoeveelheid te verkrijgen. en vanwege immuunafstoting is het moeilijk om te doneren en te doneren.
In 1988 stelde het team van Dr. James Thompson in de Verenigde Staten het concept van menselijke embryonale stamcellen vast. Het idee was dat embryonale stamcellen, die kunnen worden verkregen uit een bevruchte eicel die is ontstaan door de bevruchting van een spermacel en een eicel, kunnen worden gebruikt om verschillende menselijke ziekten te behandelen, omdat ze zich in elke cel kunnen differentiëren, net zoals een enkele embryonale cel dat kan. differentiëren in welke cel dan ook om een compleet menselijk individu te creëren. Het proces van het extraheren van embryonale stamcellen is als volgt: Verwijder de kern uit een normale menselijke lichaamscel. De kern van de somatische cel wordt in een eicel geïnjecteerd en gefuseerd, wat resulteert in een embryonale cel. Deze embryonale cellen worden gekweekt om blastocysten te vormen. Wanneer een blastocyst een blastocyst wordt, wordt deze verdeeld in een binnenste celmassa en een buitenste celmassa, en de binnenste celmassa heeft pluripotentie om zich te differentiëren in allerlei soorten lichaamscellen. Daarom worden stamcellen geëxtraheerd uit de binnenste celmassa van de blastocyst en gedifferentieerd in verschillende cellen. Embryonale stamcellen zijn technisch gemakkelijker te verkrijgen dan volwassen stamcellen en hebben het voordeel dat ze in vitro langere tijd ongedifferentieerd kunnen blijven. Als embryonale stamcellen kunnen worden gebruikt om een onbeperkt aantal orgaancellen te creëren voor de behandeling van verschillende ongeneeslijke ziekten en in een reageerbuis kunnen worden getransplanteerd, zal de droom van een lang leven werkelijkheid worden. Deze technologie is essentieel omdat gedoneerde organen schaars zijn. Momenteel worden pogingen ondernomen om patiënten met leukemie, de ziekte van Parkinson, diabetes en andere ziekten te behandelen door normale cellen van buiten het lichaam te kweken en te injecteren om de defecte cellen te vervangen.
Bovendien biedt het nieuwe hoop voor onvruchtbare paren: hoewel er veel mogelijkheden zijn voor paren die problemen hebben met sperma en niet op de normale manier kunnen bevruchten, maakt somatische celkernoverdracht, zoals hierboven vermeld, bevruchting zonder sperma mogelijk, waardoor de weg wordt geopend voor los dit probleem op een heel ander niveau op. Door het ei van de moeder te gebruiken voor het cytoplasma en de lichaamscellen van de moeder of vader voor de kern, is het mogelijk een dochter te krijgen die precies op de moeder lijkt, of een zoon die precies op de vader lijkt. Bovendien kunnen bevruchte eicellen met embryo-isolatietechnieken worden onderzocht voordat ze in de baarmoeder worden geïmplanteerd om defecten eruit te filteren of alleen die genen te corrigeren om de gewenste gezonde baby te verkrijgen.
Embryonale stamcellen hebben echter ook een aantal duidelijke nadelen. Ze zijn erg moeilijk te onderscheiden, dus ze hebben het potentieel om zich te ontwikkelen tot kankercellen, wat technische precisie vereist. Er is ook veel discussie over het gebruik van embryonale stamcellen vanuit bio-ethisch oogpunt, vanwege het feit dat de aanvoer van eieren niet altijd soepel verloopt vanwege juridische en ethische kwesties, en het feit dat potentieel levengevende embryo’s moet worden vernietigd om het leven van een patiënt te redden. Een embryo is een stadium voordat het een foetus wordt, en afhankelijk van uw standpunt wordt het misschien niet als leven beschouwd. Gezien het feit dat embryonale stamcellen uitgroeien tot menselijke wezens, zijn er echter verschillende argumenten vanuit verschillende religies en overtuigingen dat dezelfde bio-ethiek die op mensen van toepassing is, ook op embryo's zou moeten gelden. Daarom wordt er niet actief onderzoek gedaan. Bovendien hebben de meeste landen wetten op het gebied van bio-ethiek, en in Korea is de 'Bioethics and Safety Act' van kracht. Deze wet verbiedt het gebruik van embryo’s om embryonale stamcellen te creëren. Om embryonaal stamcelonderzoek in Korea uit te voeren kunnen daarom alleen sperma en onbevruchte eieren of ingevroren embryo's worden gebruikt die na een onvruchtbaarheidsbehandeling zullen worden weggegooid. Er zijn dus praktische problemen bij het uitvoeren van explosief onderzoek.
Deze bio-ethische kwesties hebben geleid tot de opkomst van een nieuw type stamcel. Het zijn geïnduceerde pluripotente stamcellen. Met andere woorden, ze worden ook wel omgekeerde differentiatiestamcellen genoemd. Geïnduceerde pluripotente stamcellen zijn cellen die al gedifferentieerd zijn en vóór differentiatie zijn teruggekeerd naar een cellulair stadium. Door vier specifieke genen die omgekeerde differentiatie veroorzaken in de huidcellen van de patiënt te introduceren en tot expressie te brengen, of door de omgekeerde differentiatie-inducerende eiwitten die door de vier genen zijn gemaakt, terug in de huidcellen te extraheren en te injecteren, worden de huidcellen stamcellen die zich kunnen differentiëren in verschillende soorten genen. delen, zoals embryonale stamcellen. Dit worden omgekeerde differentiatiestamcellen genoemd. In 2006 slaagden professor Shinya Yamanaka en zijn team erin stamcellen te creëren met het vermogen om zich te differentiëren zoals embryonale stamcellen, door genen in de huidcellen van ratten te introduceren. De ontdekking van geïnduceerde pluripotente stamcellen was zo belangrijk dat hij in 2012 de Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde kreeg voor zijn werk. Dit is een prestatie die zo groot is dat de leerboeken over de menselijke biotechnologie herschreven moeten worden, en het is duidelijk dat het vermogen om ledematen, wervels, enz. bij hagedissen te regenereren een grote prestatie is van de biotechnologie van de 21e eeuw. Het is ook een enorme bron van hoop voor slachtoffers van brandwonden, mensen die ledematen of andere delen van hun lichaam hebben verloren, en mensen met ruggengraatverlamming. Hoewel embryonale stamcellen hun eigen bio-ethische problemen hebben gehad, zoals het directe gebruik van de eicellen van een vrouw en het risico op afstoting van het immuunsysteem bij transplantatie in een patiënt, zijn geïnduceerde pluripotente stamcellen belangrijk omdat ze deze ethische en technische problemen in één keer oplossen. duik.
In december 2009 zond de BBC een verhaal uit over acht mensen die stamceltherapie kregen en weer konden zien. De heer Turnbull, wiens hoornvlies door een chemisch ongeluk aan één oog werd beschadigd, is een goed voorbeeld van een directe toepassing van geïnduceerde pluripotente stamcellen. Dr. Francisco Figueiredo en zijn team van het North East of England Stem Cell Institute (NESCI) in Groot-Brittannië hebben stamcellen uit het normale oog van de heer Turnbull geëxtraheerd en gekweekt. De stamcellen werden in het blinde oog getransplanteerd en meneer Turnbull kon weer met één oog zien.
De afgelopen jaren is het stamcelonderzoek geavanceerder geworden, wat een revolutie teweeg heeft gebracht in de behandeling van een verscheidenheid aan ziekten. In de jaren 2020 zijn stamceltherapieën in verschillende klinische onderzoeken effectief en veilig gebleken. Met name de combinatie van CRISPR-Cas9, een technologie voor het bewerken van genen, heeft het mogelijk gemaakt om het differentiatieproces van stamcellen nauwkeuriger te controleren. Dit heeft het scala aan ziekten dat kan worden behandeld vergroot, en zelfs complexe ziekten die onmogelijk te behandelen zijn met conventionele therapieën kunnen worden overwonnen met stamceltherapie.
Nog in 2022 heeft een team van onderzoekers in de Verenigde Staten met succes stamcellen gebruikt om hartweefsel te regenereren dat door een hartaanval is beschadigd. Dit gaf patiënten met een hartaanval veel hoop en opende de deur voor toepassing van stamceltherapie op nog veel meer hart- en vaatziekten. In 2023 gebruikte een team van Japanse onderzoekers met succes geïnduceerde pluripotente stamcellen om bètacellen van de pancreas te regenereren bij diabetespatiënten. Dit maakte de weg vrij voor diabetici om een normaal leven te leiden zonder insuline-injecties.
Omdat het onderzoek echter nog volop aan de gang is, kunnen er bijwerkingen optreden waar we nog geen weet van hebben. Het zou bijvoorbeeld mutaties of andere genetische afwijkingen kunnen veroorzaken, en er is ook de mogelijkheid dat tumoren ontstaan als gevolg van het proces van genetische modificatie, waarbij de omgekeerde differentiatie van somatische cellen tot stamcellen plaatsvindt. Daarom is er nog veel verder onderzoek nodig voordat ze veilig bij patiënten kunnen worden gebruikt.
Samenvattend kunnen we stellen dat stamcellen ongedifferentieerde cellen zijn die het vermogen hebben om zich in verschillende weefsels te differentiëren. Sinds hun ontdekking is er veel onderzoek en ontwikkeling geweest. De geschiedenis van het stamcelonderzoek is gericht op het oplossen van problemen die zich voordoen bij het toepassen van stamcellen in het menselijk lichaam. Om het grootste probleem met volwassen stamcellen, hun beperkte vermogen om zich in verschillende weefsels te differentiëren, te overwinnen, werden embryonale stamcellen ontdekt. Om de ethische problemen van embryonale stamcellen te overwinnen, werd een nieuwe doorbraak ontdekt, namelijk geïnduceerde pluripotente stamcellen. De mensheid heeft altijd nieuwe manieren ontwikkeld om problemen op te lossen, en ik geloof dat de huidige problemen ooit zullen worden opgelost. In de jaren 2020 combineren onderzoekers actief genbewerkingstechnologie met stamceltherapie om meer geavanceerde en veiligere stamceltherapieën te ontwikkelen. Als het dus mogelijk wordt om de differentiatie van geïnduceerde pluripotente stamcellen te beheersen, wat momenteel onmogelijk is, zal de bevrijding van ziekten waar de mensheid van heeft gedroomd niet ver weg zijn.
