Kmenová buňka

Kmenové buňky jsou tělesné buňky (somatické buňky), které se mohou dělit a diferencovat.

Když organismus roste, kmenové buňky se specializují a přebírají specifické funkce. Například zralé tkáně, jako je kůže, svaly, krev, kosti, játra, nervy, mají různé typy buněk. Protože kmenové buňky ještě nejsou diferencované, mohou se změnit na některý druh specializovaných buněk. Organismy také využívají kmenové buňky k nahrazení poškozených buněk.

Kmenové buňky se nacházejí ve většině rostlin a živočichů, ne-li ve všech. Dělí se a diferencují na řadu buněčných typů.Výzkum v oblasti kmenových buněk vyrostl na základě poznatků z 60. let 20. století.

Dva základní typy savčích kmenových buněk jsou embryonální kmenové buňky a dospělé kmenové buňky, které se nacházejí v dospělých tkáních. Ve vyvíjejícím se embryu se kmenové buňky mohou diferencovat do všech specializovaných embryonálních tkání. V dospělých organismech fungují kmenové buňky jako opravný systém těla, který doplňuje specializované buňky, ale také udržuje normální obměnu krevních, kožních a střevních tkání.

Kmenové buňky lze pěstovat na tkáňových kulturách. V kultuře je lze přeměnit na specializované buňky, například svalové nebo nervové. Vysoce plastické dospělé kmenové buňky lze získat z různých zdrojů, včetně pupečníkové krve a kostní dřeně. V současné době se používají v lékařských terapiích a vědci očekávají, že kmenové buňky budou využívány v mnoha budoucích terapiích.

Lidské embryonální kmenové buňky A: Kolonie buněk, které ještě nejsou diferencované. B: Nervová buňka

Embryonální kmenové buňky

Embryonální kmenové buňky (ES buňky) jsou kmenové buňky odebrané z vnitřní buněčné hmoty embrya v raném stadiu zvaném blastocysta. Lidská embrya dosahují stádia blastocysty 4-5 dní po oplodnění. V té době se skládají z 50 až 150 buněk.

Stav kmenových buněk a to, v co se dceřiné buňky promění, ovlivňují signály z jiných buněk v embryu.

Kolonie lidských embryonálních kmenových buněk

Dospělé kmenové buňky

Dospělé kmenové buňky existují v celém těle i po ukončení embryonálního vývoje. Nacházejí se uvnitř různých typů tkání a zůstávají v nedělícím se stavu až do onemocnění nebo poškození tkáně. Trvale se mění na specializované buňky a ztrácejí schopnost se dále dělit a specializovat. Výhodou dospělých kmenových buněk je menší pravděpodobnost odmítnutí. Nevýhodou by mohla být omezená dostupnost k jejich získání.

Rostlinné kmenové buňky

Rostlinné kmenové buňky jsou nespecializované a mohou se vyvinout v jakýkoli typ rostlinné buňky. Specializují se na buňky kořenů, listů nebo květů. Kmenové buňky se nacházejí v meristému, ve vrcholcích kořenů a stonků. Umožňují pokračování růstu.

Klonování rostlin

Jedná se o rostliny vypěstované z řízků (tedy o stejnou rostlinu). Jsou ponořeny do hormonálního zakořeňovacího prášku, aby se vytvořil větší kořenový systém. Z nich se vytvoří tkáně (např. xylém a floém) a orgány (např. kořeny, listy a květy), čímž se z nich stane zcela nová rostlina.

Klonování rostlin je levný způsob výroby nové rostliny.

Kmenové buňky v medicíně

Některé druhy rakoviny lze léčit pomocí kmenových buněk. Příkladem je leukémie, rakovina bílých krvinek (WBC).

Tento proces probíhá ve dvou fázích:

Chemoterapie a radioterapie, které ničí rakovinné bílé krvinky a zastavují tvorbu dalších. To však může zanechat pacienta s vážně oslabeným imunitním systémem s rizikem infekce.
Transplantace kostní dřeně obsahující zdravé kmenové buňky (pro tvorbu normálních krvinek).

Otázky a odpovědi

Otázka: Co jsou to kmenové buňky?

Odpověď: Kmenové buňky jsou tělesné buňky (somatické buňky), které se mohou dělit a diferencovat. Zatím se nespecializovaly na určitý typ buňky, ale mohou se změnit a stát se určitým druhem specializované buňky.

Otázka: Kde se kmenové buňky nacházejí?

Odpověď: Kmenové buňky se nacházejí u většiny rostlin a živočichů, ne-li u všech.

Otázka: Kdy začal výzkum v oblasti kmenových buněk?

Odpověď: Výzkum v oblasti kmenových buněk vyrostl na základě poznatků z 60. let 20. století.

Otázka: Jaké jsou dva základní typy kmenových buněk savců?

Odpověď: Dva základní typy savčích kmenových buněk jsou embryonální kmenové buňky a dospělé kmenové buňky, které se nacházejí v dospělých tkáních.

Otázka: Jak organismy využívají kmenové buňky?

Odpověď: Organismy používají kmenové buňky k nahrazení poškozené nebo ztracené tkáně a k udržení normálního oběhu krve, kůže a střevních tkání.

Otázka: Jak mohou vědci využívat kmenové buňky?

Odpověď: Výzkumníci je mohou využívat k léčebným terapiím a očekávají, že v budoucnu budou využívány k mnoha terapiím.