Skrátená história výskumu
Prvýkrát bol pojem "kmeňová bunka" použitý ruským histológom Alexandrom Mitalipovom na kongrese hematologickej spoločnosti v Berlíne v roku 1908. A. Mitalipov predpokladal existenciu buniek, z ktorých vznikajú nové krvné bunky . V roku 1963 Ernest McCulloch a James Till prezentovali model dvojlineárnej proliferácie kmeňových buniek. Jednu líniu nazvali "birth" - línia zachovania štádia kmeňovej bunky a línia "death" - línia, kde sa bunky špecializovali ( Till J. a McCulloch E., 1963).
V roku 1968 sa podarila prvá transplantácia kmeňových buniek medzi súrodencami Prof. Edwardovi Thomasovi.
Ďaľším významnejším krokom bola prvá úspešná izolácia embryonálnych kmeňových buniek myší Prof. M. Evansom a Prof. M. Kaufamanom (GB) a nezávisle na ich výskume Prof. G. Martinovej (USA). Prvú líniu ľudských embryonálnych buniek sa podarilo získať v roku 1998 Dr. Jamesovi Thomsonovi a jeho kolektívu.
V posledných rokoch však výskum smeruje viac k získavaniu indukovaných pluripotentných kmeňových buniek (teda nie embryonálneho pôvodu). Po prvýkrát sa ich podarilo vytvoriť Dr. K. Takahashimu a Dr S. Yamankovi z fibroblastov myší v roku 2006, čím získali prvenstvo v tomto obore (Yamanaka a kol., 2006). O rok neskôr sa týmto dvom vedcom podarilo indukovať pluripotetntné kmeňové bunky z ľudských fibroblastov ( Takahashi a kol., 2007). Nezávisle na ich výskume sa rovnaký cieľ podarilo dosiahnuť Dr. Yuovi a Dr. J. Thomsonovi (Yu a kol.,2007), boli to prvé ľudské indukované pluripotentné kmeňové bunky. V súčasnosti sa indukované pluripotentné kmeňové bunky získavajú rôznymi prístupmi, veda v tomto smere stále napreduje.
Čo je to kmeňová bunka
Bunka, ktorej najzákladnejšou schopnosťou je deliť sa. Delenie prebieha asymetricky, v dvoch líniách. Ako bolo popísané už v štúdii Dr. McCullocha a Dr. Tilla. ( obr. 1.)
obr. 1 : Asymetrické delenie, a) línia je línia diferinciácie, b) línia zachovania štádia kmeňovej bunky, c) diferencovaná bunka, d smrť bunky
Ďaľšou schopnosťou je možnosť diferenciácie. Najširšie spektrum možností majú embryonálne kmeňové bunky, ktoré sa dokážu diferencovať na akýkoľvek typ bunky tela. Rovnakú schopnosť sa snažia vedci dodať aj somatickým bunkám - reprogramovať ich na indukované pluropotentné kmeňové bunky.
Typológia kmeňových buniek
Embryonálne kmeňové bunky - bunky embrya. Nachádzajú sa vo vnútri ranného štádia embrya, zvaného blastocysta, u ľudí cca 5 dní po oplodnení. Z embryonálnych kmeňových buniek vznikajú všetky tri zárodočné línie buniek vytvárajúceho sa embrya - ektoderm, endoderm aj mezoderm, vďaka čomu sa označuju ako pluripotentné.
Adultné kmeňové bunky - nachádzajú sa v každom organizme, boli identifikované v rôznych orgánoch a tkanivách. Ich úlohou je opravovať poškodené časti orgánov, obnovovať staré alebo poškodené bunky. Sú čiastočne špecializované a dávaju vznik len určitým typom buniek, v obvyklých situáciách. Podľa novších zistení sú však aj adultné kmeňove bunky tiež pluripotetné a to vďaka plasticite alebo transdifernciácii, avšak len za určitých okolností a zatial bola táto schopnosť zistená len u niektorých druhov stavovcov.
Indukované pluripotetné kmeňové bunky - získavané procesom reprogramovania somatických buniek. Sú to kmeňové bunky neembryonálneho pôvodu, sú však rovnako pluripotentné. Ich ďaľšou výhodou je, že pri terapeutických účeloch by nemuseli lekári bojovať s imunitným systémom pacienta, boli by takpovediac ušité na mieru. V súčasnosti je vypracovaných niekoľko spôsobov reprogramovania, ktoré rozpracujem v nasledujúcich článkoch :)
Till J. E., McCulloch E. A., Sminovitch L., 1963, A stochastic model of stem cell proliferation, based on the growth of spleen colony - forming cells, Proc Natl Acad Sci USA, 51 (1) : 29-36.
Takahashi K., Tanabe K., Ohnuki M., Narita M., Ichisaka T., Tomoda. K., Yamanaka S., 2007, Induction of pluripotent stem cells from adult human fobroblasts by defined factors, Cell, 131 ( 5) : 861 - 872.
Yamanaka S. a Takahashi K., 2006, Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors, Cell, 126 : 663 - 676.
Yu J., Vodyanik M. A., Smuga-Otto K., Antosiewicz-Bourget J., Frane J. L., Tian S., Nie J., Jonsdottir G.A., Ruotti V., Stewart R., Slukvin I. I., Thomson J. A.,2007, Induced pluripotent stem cells lines derived from human somatic cells, Science, 318 : 1917 - 1920.
