www.biology4u.gr

Τελικώς κάθε κύτταρο του ανθρωπίνου σώματος, μας φέρνει πίσω σε ένα γονιμοποιημένο ωάριο που προήλθε από την ένωση ενός ωαρίου με ένα σπερματοζωάριο. Όμως το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από 200 διαφορετικούς τύπους κυττάρων, όχι από έναν μόνο.  Κατά τη διάρκεια της πρώιμης ανάπτυξης, όπως και αργότερα, διάφοροι τύποι βλαστοκυττάρων γεννούν εξειδικευμένα ή διαφοροποιημένα κύτταρα, όπως τα νευρικά κύτταρα, τα κύτταρα του δέρματος, του αίματος, και των μυών, που διεκπεραιώνουν συγκεκριμένες λειτουργίες του οργανισμού.

Οι πηγές των εμβρυικών βλαστοκυττάρων

In Vitro Fertilization: Η μεγαλύτερης δυναμικότητας πηγή βλαστοκύστεων για την έρευνα των βλαστοκυττάρων προέρχεται από τις κλινικές in vitro γονιμοποίησης  (IVF).  Η διαδικασία της  IVF  προϋποθέτει την πρόσληψη των ωαρίων μιας γυναίκας με μια  χειρουργική διαδικασία την οποία η γυναίκα υφίσταται μετά την υποβολή της σε εντατική αγωγή με «φάρμακα γονιμότητας», προκειμένου να υποκινηθούν οι ωοθήκες της να παράγουν μεγάλο αριθμό ώριμο ωαρίων.  Όταν η  IVF χρησιμοποιείται για αναπαραγωγικούς λόγους, οι γιατροί γονιμοποιούν όλα τα ωάρια, ώστε να μεγιστοποιηθεί η πιθανότητα παραγωγής μιας βιώσιμης βλαστοκύστης που μπορεί να εμφυτευθεί στη μήτρα.  Επειδή όμως δεν εμφυτεύονται όλα τα γονιμοποιημένα ωάρια παράγεται μια μεγάλη τράπεζα βλαστοκύστεων που περισσεύουν, οι οποίες φυλάσσονται σε ψυκτικούς θαλάμους που είναι διεσπαρμένοι σε όλη τη χώρα. Οι βλαστοκύστεις που αποθηκεύονται στις κλινικές IVF θα μπορούσαν να αποδειχθούν μια σημαντική πηγή εμβρυικών βλαστοκυττάρων προορισμένων να χρησιμοποιηθούν στην βιοιατρική έρευνα. Επειδή όμως οι περισσότερες από αυτές τις  βλαστοκύστεις είχαν δημιουργηθεί πριν υπάρξει έρευνα στα βλαστοκύτταρα, οι περισσότεροι δότες δεν είχαν ερωτηθεί αν συγκατατίθενται στη χρησιμοποίηση αυτών των εναπομεινασών βλαστοκύστεων  για ερευνητικούς σκοπούς.

Η τεχνική in vitro γονιμοποίησης θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή βλαστοκύστεων για συγκεκριμένους ερευνητικούς σκοπούς. Αυτό θα διευκόλυνε την απομόνωση βλαστικών κυττάρων με γενετικά χαρακτηριστικά που είναι απαραίτητα για τη μελέτη συγκεκριμένων ασθενειών. Για παράδειγμα μπορεί να γίνει δυνατή η μελέτη της προέλευσης μια κληρονομικής νόσου όπως η κυστική ίνωση, χρησιμοποιώντας βλαστικά κύτταρα που έχουν παραχθεί από ωάρια και σπερματοζωάρια δοτών οι οποίοι πάσχουν από αυτό το νόσημα. Ωστόσο για μερικούς ανθρώπους η δημιουργία βλαστικών κυττάρων για ερευνητικούς λόγους με τη χρήση IVF, θεωρείται ηθικά προβληματική, επειδή αποσκοπεί στη δημιουργία μιας βλαστοκύστης που δεν θα αναπτυχθεί ποτέ σε ένα ανθρώπινο όν.

Πυρηνική μεταφορά:  Η διαδικασία που αποκαλείται πυρηνική μεταφορά αποτελεί μια άλλη πιθανή μέθοδο παραγωγής εμβρυικών βλαστοκυττάρων. Στα ζώα η πυρηνική μεταφορά διενεργείται με την εισαγωγή  του πυρήνα ενός ήδη διαφοροποιημένου ενήλικου κυττάρου- για παράδειγμα ενός κυττάρου του δέρματος – σε ένα ωάριο από το οποίο έχει αφαιρεθεί ο πυρήνας. Το ωάριο αυτό, που πλέον περιέχει το γενετικό υλικό του κυττάρου του δέρματος, διεγείρεται ώστε να σχηματίσει μια βλαστοκύστη από την οποία μπορούν να παραχθούν εμβρυικά βλαστοκύτταρα. Συνεπώς τα βλαστοκύτταρα που δημιουργήθηκαν με τη μέθοδο αυτή, αποτελούν «κλώνους» του αρχικού ενήλικου κυττάρου, καθώς το πυρηνικό DNA τους, είναι όμοιο με το δικό του.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αν μπορούν να χρησιμοποιήσουν την πυρηνική μεταφορά για την παραγωγή ανθρώπινων βλαστοκυττάρων θα μπορούν να  μελετήσουν την ανάπτυξη και την πορεία συγκεκριμένων ασθενειών, κατασκευάζοντας βλαστοκύτταρα που περιέχουν τα γονίδια για τις ασθένειες αυτές.  Στο μέλλον οι επιστήμονες θα μπορεί να είναι ικανοί να κατασκευάσουν «προσωποποιημένα» βλαστοκύτταρα που θα περιέχουν το γενετικό υλικό του συγκεκριμένου ασθενούς.  Τα εμβρυικά βλαστοκύτταρα που δημιουργούνται με την

πυρηνική μεταφορά μπορούν να ταιριάζουν γενετικά με το άτομο που χρειάζεται ένα μόσχευμα, μειώνοντας την πιθανότητα να το απορρίψει ο οργανισμός του, κάτι που συμβαίνει στις παραδοσιακές διαδικασίες μεταμόσχευσης.
Αν και η χρησιμοποίηση της πυρηνικής μεταφοράς για την παραγωγή βλαστοκυττάρων δεν είναι ταυτόσημη με την αναπαραγωγική κλωνοποίηση, μερικοί ανησυχούν ότι  θα υπάρξει κακή  εφαρμογή της τεχνικής σε διαδικασίες που αποσκοπούν στην αναπαραγωγική κλωνοποίηση. Άλλες ηθικές ενστάσεις περιλαμβάνουν την χορήγηση ωαρίων που απαιτούν τη συγκατάθεση της δότριας και επίσης την πιθανή καταστροφή των βλαστοκύστεων.

Ενήλικα Βλαστοκύτταρα: Τα βλαστοκύτταρα τα ενήλικα βλαστοκύτταρα βρίσκονται βαθιά κρυμμένα στα όργανα περιβαλλόμενα από εκατομμύρια συνηθισμένων κυττάρων και μπορούν, όποτε χρειάζεται να αναπληρώνουν μερικά από αυτά.  Στην πραγματικότητα μερικά ενήλικα βλαστοκύτταρα χρησιμοποιούνται σήμερα στη θεραπεία.

Τα βλαστοκύτταρα έχουν βρεθεί σε διάφορα όργανα που χρειάζονται μια συνεχή ανανέωση των κυττάρων τους, όπως στο αίμα, το δέρμα, το επιθήλιο των εντέρων και έχουν επίσης βρεθεί σε αναπάντεχες θέσεις, όπως για παράδειγμα στον εγκέφαλο, που δεν είναι γνωστό, αν αναπληρώνουν τα κύτταρά του.  Αντίθετα από τα εμβρυικά βλαστοκύτταρα, τα ενήλικα είναι ήδη σε κάποιο βαθμό εξειδικευμένα. Για παράδειγμα τα βλαστοκύτταρα του αίματος κανονικά παράγουν τους διάφορους τύπους  κυττάρων του αίματος, ενώ τα νευρικά βλαστοκύτταρα, παράγουν μόνο τους  διαφορετικούς τύπους κυττάρων του εγκεφάλου.  Ωστόσο σύγχρονες έρευνες δείχνουν ότι μερικά βλαστοκύτταρα μπορούν να είναι περισσότερο ευέλικτα απ΄όσο θεωρούσαμε στο παρελθόν, καθώς μπορούν να παράγουν μια μεγάλη ποικιλία κυτταρικών τύπων.  Για παράδειγμα μερικά πειράματα προτείνουν ότι βλαστικά κύτταρα του αίματος που απομονώθηκαν από ενήλικους ποντικούς  μπόρεσαν να παραγάγουν ηπατικά, μυϊκά κύτταρα καθώς και κύτταρα του δέρματος. Αυτά όμως τα αποτελέσματα δεν έχουν αποδειχτεί και δεν έχουν επίσης παρατηρηθεί σε ανθρώπινα κύτταρα.  Ωστόσο οι επιστήμονες εργάζονται προκειμένου να ανακαλύψουν έναν τρόπο να διεγείρουν  τα ενήλικα βλαστοκύτταρα ή άλλους τύπους ενηλίκων  κυττάρων, ώστε να γίνουν άνω περισσότερο πολύπλευρα. Αν το επιτύχουν, τότε θα έχουν παράξει μια άλλη πηγή αδιαφοροποίητων βλαστοκυττάρων.

ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΩΝ ΠΗΓΩΝ ΒΛΑΣΤΟΚΥΤΤΑΡΩΝ
	Εμβρυικά βλαστοκύτταρα		Ενήλικα βλαστοκύτταρα
Ιδιότητες	In vitro γονιμοποίηση • Μπορεί να παραγάγει όλους τους κυτταρικούς τύπους. •Σχετικώς εύκολη στην ταυτοποίηση, απομόνωση, διατήρηση και καλλιέργεια στο εργαστήριο. •Μεγάλη πηγή βλαστοκυττάρων που "περισσεύουν" από κλινικές IVF.	Πυρηνική μεταφορά •Μπορεί να παραγάγει όλους τους κυτταρικούς τύπους. •Σχετικώς εύκολη στην ταυτοποίηση, απομόνωση, διατήρηση και καλλιέργεια στο εργαστήριο. •Παραγωγή βλαστοκυττάρων που μπορεί να είναι γενετικώς συμβατά με τον ασθενή	Ενήλικες ιστοί •Επιτυχής εφαρμογή σε μερικές θεραπείες. •Παραγωγή βλαστοκυττάρων που μπορεί να είναι γενετικώς συμβατά με τον ασθενή.
Περιορισμοί	•Περιορισμένος αριθμός κυτταρικών γραμμών για τις ανάγκες της ομοσπονδιακά χρηματοδοτούμενης έρευνας. •Κίνδυνοι για τη δημιουργία τερατωμάτων (όγκων) από την μεταμόσχευση αδιαφοροποίητων βλαστοκυττάρων.	•Δεν έχει ακόμη επιτευχθεί στον άνθρωπο. •Κίνδυνοι για τη δημιουργία τερατωμάτων (όγκων) από την μεταμόσχευση αδιαφοροποίητων βλαστοκυττάρων.	•Παραγωγή περιορισμένου αριθμού κυτταρικών τύπων. • Δεν βρίσκονται σε όλους τους ιστούς. • Δυσκολίες στην ταυτοποίηση, απομόνωση, διατήρηση και καλλιέργεια στο εργαστήριο.
Ηθικές επιφυλάξεις	• Καταστροφή ανθρώπινων βλαστοκύστεων. • Η χορήγησή τους απαιτεί τη σύμφωνη γνώμη των δοτών.	• Καταστροφή ανθρώπινων βλαστοκύστεων. • Η χορήγησή των ωαρίων απαιτεί τη σύμφωνη γνώμη της δότριας. • Φόβοι για ενδεχόμενη χρησιμοποίησή τους σε αναπαραγωγική κλωνοποίηση.	•Δεν έχουν ανακύψει σημαντικές ηθικές επιφυλάξεις για τη χρήση τους.

Η εργασία με τα βλαστοκύτταρα

Η καθημερινή εργασία των εργαστηρίων που μελετούν τα βλαστοκύτταρα, ξεκινά με τη ανάπτυξη τρόπων ταυτοποίησης των βλαστικών κυττάρων, καλλιέργειας κυτταρικών γραμμών και διέγερσης των βλαστοκυττάρων, ώστε να διαφοροποιηθούν.  Μόλις επιτευχθούν αυτά τα βήματα,  η εργασία πάνω σε ζωικούς οργανισμούς, κατέχει έναν σημαντικό ρόλο στην προώθηση της βασικής έρευνας και την ανάπτυξη ιατρικών εφαρμογών. Αυτή η εργασία είναι απαραίτητη προκειμένου να διαμορφωθεί το θεμέλιο της γνώσης που θα σηματοδοτήσει τα ιατρικά επιτεύγματα.

Η ταυτοποίηση των βλαστοκυττάρων
Από το 1961 ήδη οι επιστήμονες γνώριζαν ότι ο ενήλικας ερυθρός μυελός περιέχει κύτταρα που από τα οποία μπορούν να προκύψουν όλα τα ήδη κυττάρων του αίματος. Δεν ήταν όμως παρά το 1988 που αυτά τα βλαστικά κύτταρα απομονώθηκαν ως καθαροί πληθυσμοί. Γιατί πήρε τόσο πολύ χρονικό διάστημα;  Η τεχνική για την ταυτοποίηση των βλαστοκυττάρων αναπτύχθηκε σχετικά προσφάτως. Αυτό ως ένα βαθμό οφείλεται στο ότι τα ενήλικα βλαστικά κύτταρα είναι από την ίδια τη  φύση τους  δυσδιάκριτα στη μορφή, το μέγεθος, και τη λειτουργία. Τείνουν επίσης να κρύβονται  βαθιά στους ιστούς και ανευρίσκονται σε πολύ μικρό αριθμό, κάτι που κάνει την ταυτοποίησή τους και την απομόνωση τους τόσο δύσκολη, όσο η εύρεση μιας βελόνας σε μια θημωνιά άχυρου. Πώς όμως οι επιστήμονες γνωρίζουν πότε έχουν βρει ένα βλαστοκύτταρο; 

Κάθε κύτταρο έχει μια συγκεκριμένη συλλογή πρωτεϊνών στην επιφάνειά του που διαφέρει ανάμεσα στους διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιούν αυτές τις επιφανειακές πρωτεΐνες ως «δείκτες» οι οποίοι χαρακτηρίζουν κάθε κυτταρικό τύπο, λειτουργώντας ως ένα είδος «μοριακής ταυτότητας». Έτσι χρησιμοποιώντας μόρια που φθορίζουν όταν βάλλονται από συγκεκριμένα μήκη κύματος και που μπορούν να  αναγνωρίζουν και να  συνδέονται με συγκεκριμένες επιφανειακές πρωτεΐνες, οι επιστήμονες μπορούν να διακρίνουν αν έχουν να κάνουν με ένα βλαστοκύτταρο του αίματος ή με ένα ώριμο λευκό αιμοσφαίριο. 

Δυστυχώς όμως δεν είναι δυνατός ο προσδιορισμός όλων των βλαστοκυττάρων με τον τρόπο αυτό, διότι οι επιστήμονες δεν έχουν προσδιορίσει ακόμη όλους τους δείκτες για όλους τους τύπους βλαστοκυττάρων.  Οι επιστήμονες αναγνωρίζουν επίσης τα βλαστοκύτταρα από τη συμπεριφορά τους στο εργαστήριο: Τα βλαστικά κύτταρα τείνουν να παραμένουν αδιαφοροποίητα και να αναγεννώνται για μεγάλες χρονικές περιόδους.
Οι επιστήμονες θεωρούν ότι ίσως υπάρχουν περισσότεροι τύποι ενήλικων βλαστοκυττάρων από τη χούφτα, που ήδη έχουν προσδιορίσει, αλλά η εύρεσή τους είναι μια δύσκολη διαδικασία.

Η καλλιέργεια των κυτταρικών γραμμών και η διέγερση των βλαστικών κυττάρων, ώστε να διαφοροποιηθούν
Ο όρος κυτταρική καλλιέργεια αναφέρεται στην ανάπτυξη και τη διατήρηση κυττάρων σε ένα ελεγχόμενο περιβάλλον, έξω από κάποιον οργανισμό.  Μια επιτυχής κυτταρική καλλιέργεια βλαστοκυττάρων είναι μια καλλιέργεια στην οποία τα κύτταρα διατηρούνται υγιή, διαιρούμενα και αδιαφοροποίητα.   Η καλλιέργεια βλαστοκυττάρων είναι το πρώτο βήμα στη δημιουργία μιας γραμμής βλαστοκυττάρων-δηλαδή ένα πολλαπλασιαζόμενο σύνολο γενετικώς ταυτόσημων κυττάρων.  Οι γραμμές βλαστοκυττάρων είναι σημαντικές διότι αποτελούν μια μακροχρόνια πηγή πολλαπλασιαζόμενων κυττάρων που είναι διαθέσιμα στους επιστήμονες για την έρευνα και την ανάπτυξη νέων θεραπειών. Οι Εθνικές Ακαδημίες στην αναφορά τους  Τα Βλαστοκύτταρα και το μέλλον της Αναγεννητικής Ιατρικής (2001) περιέγραψαν μερικές από τις προκλήσεις της διατήρησης κυτταρικών γραμμών: «Με την πάροδο του χρόνου όλες οι κυτταρικές γραμμές… μεταβάλλονται, συνήθως συσσωρεύοντας δυσμενείς γενετικές μεταλλάξεις. Δεν υπάρχει λόγος να περιμένουμε οι κυτταρικές γραμμές να συμπεριφέρονται διαφορετικά. Ενώ λοιπόν έχουμε να μάθουμε πολλά από τις υπάρχουσες κυτταρικές γραμμές… τέτοιες ανησυχίες επιβάλλουν τη συνέχιση του ελέγχου αυτών των κυττάρων αλλά και την ανάπτυξη νέων κυτταρικών γραμμών βλαστοκυττάρων στο μέλλον».
Μετά τη δημιουργία μιας σταθεροποιημένης κυτταρικής γραμμής βλαστοκυττάρων οι επιστήμονες ξεκινούν τη διαδικασία της διέγερσης τους ώστε να διαφοροποιηθούν σε εξειδικευμένους κυτταρικούς τύπους. Το κυτταρικό περιβάλλον στο οποίο τα βλαστοκύτταρα φυσιολογικά βρίσκονται, παρέχει στους επιστήμονες  πληροφορίες  για το πώς θα προκαλέσουν τη διαφοροποίησή τους στο εργαστήριο.  Για παράδειγμα στο μυελό των οστών, όπου βρίσκονται τα βλαστοκύτταρα του αίματος, τα οστικά κύτταρα αποστέλλουν φυσικά και χημικά μηνύματα που κατευθύνουν τα βλαστοκύτταρα να διαφοροποιηθούν.  Οι επιστήμονες έχουν μόλις τώρα αρχίσει να κατανοούν αυτά τα μηνύματα και έχουν αναπτύξει μεθόδους με τις οποίες προσομοιώνεται η διαδικασία αυτή στις κυτταρικές καλλιέργειες.  Συνήθως η τεχνική  περιλαμβάνει την προσθήκη συγκεκριμένων πρωτεϊνών  στην κυτταροκαλλιέργεια και σε μερικές περιπτώσεις, την εισαγωγή συγκεκριμένων γονιδίων στα βλαστικά κύτταρα.  Είναι σημαντικό να είναι βέβαιοι οι επιστήμονες ότι τα βλαστικά κύτταρα, θα έχουν πλήρως διαφοροποιηθεί, πριν χρησιμοποιηθούν σε ιατρικές εφαρμογές.  Αν πλήρως αδιαφοροποίητα βλαστικά κύτταρα (όπως τα εμβρυικά) μεταμοσχευθούν κατευθείαν σε έναν οργανισμό, είναι πιθανή η δημιουργία ενός τύπου όγκου που αποκαλείται τεράτωμα, κάτι που οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει σε πειράματα με ποντικούς. Ημι-εξειδικευμένα ενήλικα  βλαστοκύτταρα  και διαφοροποιημένα κύτταρα που έχουν προέλθει από εμβρυικά βλαστοκύτταρα, δεν προκαλούν τη δημιουργία τερατωμάτων.

Ο ρόλος των ζώων στην έρευνα για τα βλαστοκύτταρα
Στην ιατρική έρευνα, όπως και στην έρευνα στην οποία μελετώνται οι βασικές διαδικασίες με τις οποίες αναπτύσσονται οι οργανισμοί και οι ασθένειες, οι επιστήμονες συχνά χρησιμοποιούν πειραματόζωα. Η μεταμόσχευση ανθρώπινων κυττάρων σε ζώα, όπως ο ποντικός, από καιρού αποτελεί μια συνήθη πρακτική για τον έλεγχο της ασφάλειας και της αποτελεσματικότητας νέων φαρμάκων, διαδικασιών και ιατρικών συσκευών, πριν τη χρησιμοποίησή τους σε ανθρώπους εθελοντές.  Στην έρευνα για τα βλαστοκύτταρα, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν ζώα για να βεβαιωθούν ότι τα κύτταρα αυτά μπορούν να ενσωματωθούν στους ιστούς χωρίς να προκαλέσουν ανεπιθύμητες συνέπειες και ότι η λειτουργία τους εναρμονίζεται με τη λειτουργία του υπόλοιπου σώματος.  Για παράδειγμα, πριν τη χρησιμοποίηση βλαστικών κυττάρων για την αντικατάσταση παγκρεατικών κυττάρων που έχουν καταστραφεί από το διαβήτη τύπου Ι στον άνθρωπο,  οι επιστήμονες μεταμοσχεύουν ανθρώπινα βλαστικά κύτταρα σε ποντικούς, ώστε να διαπιστώσουν αν διαφοροποιούνται σε  υγιή κύτταρα, που παράγουν ινσουλίνη.

Προκειμένου οι επιστήμονες να ικανοποιήσουν τις ηθικές ενστάσεις για την καταστροφή των βλαστοκύστεων, προσπαθούν να βρουν νέους τρόπους για την παραγωγή  βλαστοκυττάρων που συμπεριφέρονται όπως τα εμβρυικά,  με τους  οποίους δεν προκαλείται καταστροφή των βλαστοκύστεων. Καθώς η επιστήμη προοδεύει είναι πιθανό να ανακύψουν ηθικά ζητήματα για την εφαρμογή αυτών των εναλλακτικών μεθόδων.  Μερικοί πιθανές εναλλακτικές δυνατότητες, είναι:

• Από κύτταρα που έχουν συλλεγεί από το μορίδιο, το αναπτυξιακό στάδιο πριν το στάδιο της βλαστοκύστης. Το μορίδιο, μια συμπαγής σφαίρα από 16-30 κύτταρα  η οποία φαίνεται ότι μπορεί να αντέξει την αφαίρεση μερικών κυττάρων, χωρίς τα εναπομείναντα να απολέσουν τη δυνατότητα να αναπτύσσονται.  Η αφαίρεση κυττάρων από το μορίδιο γίνεται ήδη σε  μερικές κλινικές που εξετάζουν τα έμβρυα που έχουν παραχθεί με in vitro γονιμοποίηση, για την ανίχνευση πιθανών γενετικών νοσημάτων. Ερευνητές προσφάτως έδειξαν ότι τα κύτταρα που απομονώθηκαν από μορίδια ποντικού, μπορούν να παραγάγουν εμβρυικά βλαστοκύτταρα,  ενώ τα εναπομείναντα κύτταρα του μοριδίου αναπτύσσονται σε έναν υγιή ποντικό.
  Ωστόσο η διαδικασία αυτή για μερικούς μπορεί να είναι ηθικά μη αποδεκτή από μερικούς εξαιτίας της πιθανότητας να βλαφτεί το μορίδιο και εξαιτίας του ότι δεν είναι γνωστές οι  μακροπρόθεσμες επιδράσεις της αφαίρεσης κυττάρων από το μορίδιο.
• Η δημιουργία εμβρυικών βλαστοκυττάρων μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται τροποποιημένη πυρηνική μεταφορά           (alterednucleartransferANT). Σε αυτήν την εναλλακτική δυνατότητα της τεχνικής της πυρηνικής μεταφοράς οι επιστήμονες δημιουργούν μια βλαστοκύστη της οποίας το γενετικό υλικό έχει τροποποιηθεί έτσι ώστε να μην είναι δυνατή η παραπέρα ανάπτυξη και εμφύτευση στη μήτρα. Η τεχνική αυτή στοχεύει στη δημιουργία οντοτήτων που στην πραγματικότητα δεν αποτελούν κανονικά έμβρυα, αλλά πηγές πολυδύναμων βλαστικών κυττάρων. Η τεχνική ΑΝΤ που προς το παρόν έχει δοκιμαστεί μόνο σε βλαστοκύστεις ποντικών, επέτρεψε την παραγωγή βλαστικών κυττάρων, χωρίς την καταστροφή βιώσιμων ανθρώπινων βλαστοκύστεων. Μερικοί απ’ όσους αντιτίθενται στην έρευνα για τα βλαστοκύτταρα, εγκρίνουν την τεχνική ΑΝΤ, καθώς η προκύπτουσα βλαστοκύστη, ποτέ δεν αναπτύσσεται σε ένα πλήρως ανθρώπινο ον και συνεπώς δεν έχει την ηθική υπόσταση ενός ανθρώπινου εμβρύου.  Εντούτοις αυτή η διαδικασία απορρίπτεται από άλλους διότι περιλαμβάνει τη δημιουργία μιας ατελούς βλαστοκύστης που είναι σχεδιασμένη ώστε να καταστρέφεται.  
• Να κάνεις ένα ώριμο κύτταρο να δρα σαν εμβρυικό βλαστοκύτταρο. Κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης που τα κύτταρα διαφοροποιούνται ολοένα και περισσότερο, χάνεται η δυνατότητά τους να δραστηριοποιούν τα γονίδια που επιτρέπουν στα εμβρυικά βλαστικά κύτταρα να είναι τόσο εύελικτα. Η σίγαση αυτών των γονιδίων φαίνεται ότι είναι υπεύθυνη για τη διατήρηση των εξειδικευμένων κυττάρων ως τέτοιων και για τον περιορισμό των διαφοροποιητικών δυνατοτήτων των ώριμων βλαστοκυττάρων. «Αναπρογραμματίζοντας» ένα ώριμο βλαστοκύτταρο ώστε να μπορεί να δραστηριοποιήσει τα γονίδια που επιτρέπουν την ευελιξία, οι επιστήμονες ελπίζουν ότι θα τα κατευθύνουν ώστε να επιστρέψουν σε μια κατάσταση μεγαλύτερη ευελιξίας. Είναι επίσης πιθανό, κάποια ημέρα, να κατορθώσουν να επαναπρογραμματίζουν κάθε κύτταρο και όχι μόνο τα βλαστικά. Ωστόσο  η έρευνα στο πεδίο αυτό βρίσκεται στα αρχικά στάδια και οι επιστήμονες ίσως βρίσκονται πολλά χρόνια μακριά, μέχρι να μπορούν να καταστήσουν ένα ώριμο κύτταρο, τόσο ευέλικτο όσο ένα εμβρυικό βλαστοκύτταρο.

Αυτή τη στιγμή λίγες μόνο ασθένειες θεραπεύονται με τη χρήση βλαστοκυττάρων, διότι οι επιστήμονες μπορούν να αναγεννήσουν μερικούς μόνο τύπους ιστών. Ωστόσο η επιτυχία των περισσότερο καθιερωμένων θεραπειών που βασίζονται στα βλαστοκύτταρα -μεταμοσχεύσεις δέρματος και αίματος- γεννούν την ελπίδα, ότι κάποια ημέρα τα βλαστοκύτταρα θα επιτρέψουν στους επιστήμονες να αναπτύξουν θεραπείες για μια ποικιλία ασθενειών που θεωρούνταν ως ανίατες. Πολλές σοβαρές ασθένειες προκαλούνται από την απώλεια ενός τύπου κυττάρου ή ιστού. Για παράδειγμα ο διαβήτης τύπου Ι (νεανικός) οφείλεται στην απώλεια των κυττάρων του παγκρέατος που παράγουν ινσουλίνη και η θεραπεία περιορίζεται μόνο στην ανακούφιση των συμπτωμάτων του. Η εύρεση  μιας θεραπείας για τέτοια νοσήματα θα γινόταν ευκολότερη για τους επιστήμονες αν είχαν τη δυνατότητα απλώς να επαναναπτύσσουν τα ελλείποντα ή κατεστραμμένα κύτταρα και να τα μεταμοσχεύουν στους ασθενείς.

Βλαστικά κύτταρα του αίματος

Μετά από ένα γδάρσιμο στο γόνατο ή μια αιμοδοσία το σώμα αναπληρώνει τα κύτταρα που χάθηκαν από ένα μικρό αριθμό ημι-εξειδικευμένων αιματοποιητικών βλαστοκυττάρων που περιέχονται στο αίμα και τον ερυθρό μυελό. Για δεκαετίες οι επιστήμονες χρησιμοποιούσαν αυτούς τους τύπους ώριμων βλαστοκυττάρων για να θεραπεύσουν ασθενείς που έπασχαν από λευχαιμία, δρεπανοκυτταρική αναιμία, καταστροφές του ερυθρού μυελού , από μερικές μεταβολικές ασθένειες και από ανοσοανεπάρκειες, στις οποίες ο οργανισμός έχει χάσει τη δυνατότητα να αναπληρώνει τα δικά του υγιή κύτταρα του αίματος. Τα αιματοποιητικά βλαστοκύτταρα γεννούν όλα τα είδη των κυττάρων του αίματος, από αυτά που προασπίζονται τον οργανισμό μας έναντι των μολύνσεων, ως τα αιμοπετάλια. Προκαταρκτικά αποτελέσματα συνηγορούν ότι ίσως είναι ικανά να παράγουν και άλλους τύπους κυττάρων, αλλά αυτό δεν έχει ακόμη αποδειχτεί.
Κατά το παρελθόν ο μοναδικός τρόπος χρήσης των αιματοποιητικών βλαστοκυττάρων σε θεραπείες διεξαγόταν μέσω των μεταμοσχεύσεων μυελού. Η εξαγωγή όμως μυελού των οστών είναι μια δυσχερής για τον ασθενή και επεμβατική διαδικασία και για να είναι επιτυχής πρέπει ο δότης και ο δέκτης να είναι γενετικώς παρόμοιοι. Αν από γενετική άποψη είναι τελείως διαφορετικοί, τα κύτταρα του αίματος που παράγονται από τον μεταμοσχευμένο μυελό, είναι πιθανό να αναγνωρίζουν το σώμα του δέκτη ως ξένο και να επιτίθενται στα κύτταρα και τα όργανά του. Επίσης το ανοσοβιολογικό σύστημα του ασθενούς είναι πιθανό να απορρίψει το μόσχευμα, προκαλώντας έναν επικίνδυνο «πόλεμο» μέσα στο σώμα του ασθενούς.
Προσφάτως οι επιστήμονες ανέπτυξαν τρόπους να παραγάγουν αιματοποιητικά βλαστικά κύτταρα από το αίμα που περιέχεται στον ομφάλιο λώρο και τον πλακούνται κατά τον τοκετό. Τα βλαστικά κύτταρα που έχουν απομονωθεί από τον ομφάλιο λώρο, αν χρησιμοποιηθούν για θεραπείες σε κάποιο από τα επόμενα στάδια της ζωής ενός ασθενούς, έχουν πολύ μικρότερες πιθανότητες να προκαλέσουν τον «εσωτερικό πόλεμο» που αναφέρθηκε προηγουμένως, μέσα στο σώμα του δέκτη (σημ. καθώς είναι ο ίδιος από τον οποίο προέρχονται τα κύτταρα αυτά. Είναι επίσης περισσότερο αποδεκτά απ’ ότι τα βλαστικά κύτταρα του  μυελού των οστών, καθώς η εξαγωγή αυτού του αίματος, δεν θέτει σε κίνδυνο τη μητέρα ή το παιδί.

Το μεταβαλλόμενο πρόσωπο των μοσχευμάτων του δέρματος

Για πολλά χρόνια οι επιστήμονες εκμεταλλεύονται τις αναγεννητικές δυνατότητες του ανθρώπινου δέρματος στη θεραπεία εγκαυμάτων με τη χρησιμοποίηση μοσχευμάτων δέρματος. Τα μοσχεύματα αυτά είναι δυνατά εξαιτίας της ύπαρξης βλαστοκυττάρων κάτω ακριβώς από το πάνω στρώμα του δέρματος. Κάθε ημέρα χιλιάδες νέων κυττάρων παράγονται και παίρνουν τη θέση αυτών που απορρίπτονται. Αν σε κάποιον άνθρωπο, λόγω εγκαυμάτων, έχει καταστραφεί η πηγή αυτών των βλαστοκυττάρων, το δέρμα του δεν είναι ικανό να αναγεννηθεί από μόνο του. Παραδοσιακά οι ιατροί, αντιμετωπίζουν τα σοβαρά εγκαύματα με τη μεταμόσχευση τμημάτων από μη κατεστραμμένες περιοχές του σώματος. Αν όμως οι ιατροί δεν βρίσκουν αρκετό υγιές δέρμα για να καλύψουν τις περιοχές που έχουν υποστεί έγκαυμα, ο ασθενής μπορεί να πεθάνει.
Τώρα οι επιστήμονες είναι σε θέση να αναπτύσσουν μεγάλες επιφάνειες νέου δέρματος, καλλιεργώντας βλαστικά κύτταρα που προέρχονται από υγιής περιοχές του δέρματος.  Αυτή η πρακτική που αντιπροσωπεύει ένα είδος μηχανικής ιστών, τα τελευταία 20 χρόνια, έχει καταστεί ρουτίνα για την αντιμετώπιση ανθρώπων που έχουν υποστεί εγκαύματα. Προσφάτως οι επιστήμονες ταυτοποίησαν άλλους τύπους βλαστικών κυττάρων στους θύλακες των τριχών και σε βαθύτερα τμήματα του δέρματος. Η ενσωμάτωση αυτών των νέων κυττάρων στους τεχνολογικά συντεθειμένους ιστούς, θα βοηθήσει να παραχθούν στο μέλλον, περισσότερο φυσικά στην εμφάνιση μοσχεύματα δέρματος.

Πιθανή μελλοντική θεραπεία για την νόσο του Parkinson;

Όταν οι περισσότεροι άνθρωποι τεντώνουν το χέρι τους για να πιάσουν μια πένα, το σώμα τους δρα εκτελώντας  μια ομαλή και ελεγχόμενη κίνηση. Αυτό συμβαίνει γιατί τη στιγμή που ένα άτομο σκέφτεται να πιάσει μια πένα, μια σειρά νευρικών κυττάρων πυροδοτεί μια ενορχηστρωμένη συμφωνία από τον εγκέφαλο, ως τους μυς που είναι υπεύθυνοι για την εκτέλεση της κίνησης. Για να είναι η κίνηση ακριβής και ομαλή όλα τα νευρικά κύτταρα του δικτύου: «πιάνω μια πένα» πρέπει να λειτουργήσουν κατάλληλα, συμπεριλαμβανομένων των κυττάρων που διατάζουν τους μυς που δεν εμπλέκονται στην κίνηση, να παραμείνουν αδρανείς. Στην νόσο του Parkinson τα κύτταρα του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνα για τη διατήρηση των μυών που δεν εμπλέκονται στην κίνηση, στην κατάσταση της αδράνειας, εκφυλίζονται και πεθαίνουν. Αυτό οδηγεί προοδευτικά σε περισσότερο δραματικές και ανεξέλεγκτες κινήσεις, τρέμουλο και σπασμούς. Σήμερα δεν  υπάρχει θεραπεία για την νόσο του Parkinson, καθώς κανείς δεν έχει βρει τον τρόπο να φέρνει πίσω τα εξειδικευμένα νευρικά κύτταρα που έχουν πεθάνει.

Η νόσος του Parkinson προκαλείται από την απώλεια ενός μόνο τύπου νευρικών κυττάρων. Οι τομογραφίες δείχνουν την διαφορά μεταξύ ενός φυσιολογικού εγκεφάλου (αριστερά) και ένος εγκεφάλου ασθενούς που πάσχει από το νόσημα (δεξιά)

Επειδή η νόσος του Parkinson προκαλείται από την απώλεια ενός συγκεκριμένου τύπου νευρικών κυττάρων, τα βλαστοκύτταρα προσφέρουν μια πολύ απτή δυνατότητα θεραπείας. Οι ερευνητές έχουν μάθει προσφάτως, πώς να διαφοροποιούν εμβρυικά βλαστικά κύτταρα στους ειδικούς τύπους εγκεφαλικών κυττάρων που καταστρέφονται κατά τη νόσο του Parkinson. Έχουν επίσης μεταμοσχεύσει επιτυχώς ώριμα νευρικά βλαστοκύτταρα σε εγκεφάλους ποντικών. Όταν η τεχνική αυτή αποδειχτεί αποτελεσματική και ασφαλής, η μεταμόσχευση βλαστοκυττάρων στον εγκέφαλο των ασθενών, ίσως κάποια ημέρα να επιτρέψει στους ιατρούς να αναστρέψουν την επιβάρυνση που προκαλεί η νόσος του Parkinson και την ανάκτηση του ελέγχου των κινήσεων. Μια άλλη στρατηγική που μελετάται είναι η προσθήκη χημικών ή παραγόντων ανάπτυξης που στοχεύουν στην ενεργοποίηση των βλαστοκυττάρων του ασθενούς, ώστε να επιδιορθώσουν τα κατεστραμμένα νευρικά κύτταρα, χωρίς την ανάγκη ανάπτυξης και μεταμόσχευσης βλαστικών κυττάρων.

Πιθανή θεραπεία του διαβήτη;

Στους ανθρώπους που πάσχουν από διαβήτη τύπου Ι, τα β κύτταρα του παγκρέατος που φυσιολογικά παράγουν ινσουλίνη καταστρέφονται εξαιτίας της υπερδραστηριότητας του ανοσοποιητικού συστήματός του. Χωρίς την ινσουλίνη τα κύτταρα του οργανισμού δεν μπορούν να προσλάβουν τη γλυκόζη και έτσι λιμοκτονούν. Οι ασθενείς με διαβήτη τύπου Ι πρέπει να λαμβάνουν με ένεση ινσουλίνη αρκετές φορές την ημέρα, κατά τη διάρκεια όλης της ζωής τους. Η μόνη τρέχουσα αντιμετώπιση είναι η μεταμόσχευση παγκρεατικού μοσχεύματος, από έναν προσφάτως θανόντα δότη, αλλά η ζήτηση για μοσχεύματα, είναι πολύ μεγαλύτερη από την προσφορά. Αν και ώριμα βλαστοκύτταρα δεν έχουν ακόμη βρεθεί στο πάγκρεας, οι επιστήμονες έχουν κάνει προόδους στη μεταμόρφωση εμβρυικών βλαστοκυττάρων σε ινσουλινοπαραγωγά κύτταρα. Ο συνδυασμός μοσχευμάτων β κυττάρων με μεθόδους "επιδιόρθωσης" του ανοσοποιητικού συστήματος του ασθενούς-συμπεριλαμβανομένης της χημειοθεραπείας για την καταστροφή των κυττάρων του ανοσοποιητικού που λειτουργούν λανθασμένα, μαζί με μεταγγίσεις αίματος ώστε να αναπληρωθούν τα υγιή λευκά αιμοσφαίρια, μπορεί να προσφέρει μεγάλες ελπίδες στο μεγάλο αριθμό Αμερικανών που πάσχει από διαβήτη τύπου Ι.

Καρκίνος: Πηγαίνοντας στη ρίζα του προβλήματος

Γιατί μερικοί καρκίνοι δύσκολα καταπολεμώνται, ακόμη και μετά από πολλούς κύκλους χημειοθεραπείας; Η απάντηση ίσως να βρίσκεται σε μερικά ανώμαλα βλαστικά κύτταρα. Τα καρκινικά βλαστοκύτταρα, πρώτη φορά ταυτοποιήθηκαν το 1997 όταν μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Τορόντο, μετά τη μεταμόσχευση λίγων βλαστικά κύτταρα ασθενών που έπασχαν από λευχαιμία σε ποντικούς, διεπίστωσε ότι εμφανίστηκε λευχαιμία στο πειραματόζωο. Κύτταρα που μοιάζουν με τα βλαστοκύτταρα έχουν επίσης προσφάτως βρεθεί σε όγκους του στήθους και του εγκεφάλου. Όπως τα φυσιολογικά βλαστοκύτταρα τα καρκινικά βλαστοκύτταρα βρίσκονται σε πολύ μικρό αριθμό, αλλά μπορούν να πολλαπλασιάζονται και να γεννούν μεγάλο αριθμό απογόνων. Αντιθέτως όμως από τα φυσιολογικά βλαστοκύτταρα, τα καρκινικά βλαστοκύτταρα, στερούνται των ελέγχων που τους λένε πότε να σταματήσουν να διαιρούνται. Η παραδοσιακή χημειοθεραπεία σκοτώνει την πλειονότητα των καρκινικών κυττάρων, αν όμως κάποιο καρκινικό βλαστοκύτταρο, επιβιώσει μετά τη θεραπεία, ο καρκίνος μπορεί να επανεμφανιστεί. Η έρευνα των διαφορών της γονιδιακής έκφρασης μεταξύ των φυσιολογικών και των καρκινικών βλαστοκυττάρων, μπορεί να οδηγήσει σε θεραπείες που στοχεύουν στη ρίζα του προβλήματος, την αντιμετώπιση δηλαδή των καρκινικών βλαστοκυττάρων.

 Ο ρόλος των βλαστοκυττάρων στη βασική έρευνα

Τα βλαστοκύτταρα προσφέρουν την δυνατότητα για επιστημονικές προόδους που εκτείνονται πέραν της αναγεννητικής ιατρικής Προσφέρουν ένα παράθυρο μέσα από το οποίο θα θεωρηθούν πολλά από τα περισσότερο θεμελιώδη βιολογικά ερωτήματα. Παρατηρώντας πώς τα εμβρυικά βλαστοκύτταρα παράγουν εξειδικευμένα κύτταρα, είναι σαν να ρίχνουμε μια κλεφτή ματιά στο πώς γίνεται η πρώιμη ανάπτυξη των ιστών και των οργάνων στο ανθρώπινο σώμα. Η έρευνα στα βλαστοκύτταρα μπορεί να βοηθήσει να ξεκαθαριστεί ο ρόλος που παίζουν τα γονίδια στην ανάπτυξη του ανθρώπου και στο πώς οι μεταλλάξεις επηρεάζουν τις φυσιολογικές διαδικασίες. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη μελέτη του τρόπου με τον οποίο οι μολυσματικοί παράγοντες εισβάλλουν και καταστρέφουν τα ανθρώπινα κύτταρα, στη μελέτη των γενετικών και περιβαλλοντικών παραγόντων που συμμετέχουν στην πρόκληση του καρκίνου κ.α. νοσημάτων και επίσης στο να μας βοηθήσουν να ξεκαθαρίσουμε, τι συμβαίνει κατά τη γήρανση. Τα βλαστοκύτταρα μπορούν επίσης να επαναστατικοποιήσουν την παραδοσιακή χημική ιατρική. Εξαιτίας της ικανότητας των εμβρυικών βλαστοκυττάρων, να συνεχίζουν να διαιρούνται για μεγάλες χρονικές περιόδους και να παράγουν μια μεγάλη ποικιλία κυτταρικών τύπων, μπορούν να παράσχουν μια αξιόπιστη πηγή ανθρώπινων κυττάρων και τον έλεγχο των φαρμάκων και την αξιολόγηση των επιδράσεων που έχουν οι τοξίνες, χωρίς τον κίνδυνο για την υγεία των προσφερόμενων εθελοντών. Στο μέλλον χιλιάδες ουσιών θα μπορούν να ελέγχονται ταχέως σε μια μεγάλη ποικιλία κυττάρων που έχουν παραχθεί από βλαστοκύτταρα, κάνοντας έτσι, την ανακάλυψη νέων φαρμάκων, περισσότερο αποτελεσματική και φθηνή. Η χρησιμοποίηση της πυρηνικής μεταφοράς για την παραγωγή βλαστοκυττάρων, μπορεί να είναι ιδιαιτέρως χρήσιμη για το έλεγχο φαρμάκων που στοχεύουν σε ασθένειες γενετικής προέλευσης. Για παράδειγμα είναι δύσκολο να μελετηθεί η εξέλιξη της ασθένειας του Alzheimer ή του Parkinson στους εγκεφάλους ζώντων ασθενών, χρησιμοποιώντας όμως κύτταρα από ένα ασθενή που πάσχει από την νόσο του Alzheimer με σκοπό την παραγωγή με τη μέθοδο της πυρηνικής μεταφοράς σειρών βλαστοκυττάρων, οι επιστήμονες μπορούν να ιχνηθετήσουν την πορεία της ασθένειας σε ένα τριβλίο και να δοκιμάσουν φάρμακα για την αναγέννηση των κυττάρων που έχουν καταστραφεί, χωρίς να εκθέσουν σε κίνδυνο την υγεία του ασθενούς. Τα βλαστικά κύτταρα μπορούν επίσης να βοηθήσουν τους επιστήμονες να υπολογίσουν την επίδραση τοξικών παραγόντων στα φάρμακα, την τροφή και το περιβάλλον.