Celulă stem neurală, celulă în mare parte nediferențiată care provine din sistemul nervos central. Celulele stem neuronale (NSC) au potențialul de a da naștere unor celule descendente care cresc și se diferențiază în neuroni și celule gliale (celule non-neuronale care izolează neuronii și măresc viteza cu care neuronii trimit semnale).
Ani de zile s-a crezut că creierul este un sistem închis și fix. Chiar și renumitul neuroanatomist spaniol Santiago Ramón y Cajal, care a câștigat Premiul Nobel pentru Fiziologie în 1906 pentru că a stabilit neuronul ca fiind celula fundamentală a creierului, nu a fost conștient de mecanismele neurogenezei (formarea țesutului nervos) în timpul carierei sale de altfel remarcabile. În a doua jumătate a secolului al XX-lea au existat doar câteva descoperiri, în principal la șobolani, păsări și primate, care au lăsat să se înțeleagă capacitatea de regenerare a celulelor cerebrale. În această perioadă, oamenii de știință au presupus că, odată ce creierul era deteriorat sau începea să se deterioreze, acesta nu putea regenera noi celule în modul în care alte tipuri de celule, cum ar fi celulele hepatice și cele ale pielii, sunt capabile să se regenereze. Se credea că generarea de noi celule cerebrale în creierul adult este imposibilă, deoarece o nouă celulă nu s-ar putea integra niciodată pe deplin în sistemul complex existent al creierului. Abia în 1998 au fost descoperite NSC-uri la om, găsite mai întâi într-o regiune a creierului numită hipocampus, despre care se știa că are un rol esențial în formarea amintirilor. Ulterior, s-a constatat, de asemenea, că NSC-urile erau active în bulbii olfactivi (o zonă care procesează mirosul) și latente și inactive în septum (o zonă care procesează emoțiile), striatum (o zonă care procesează mișcarea) și măduva spinării.
Astăzi, oamenii de știință investighează produse farmaceutice care ar putea activa NSC-urile latente în cazul în care zonele în care se află neuronii sunt deteriorate. Alte piste de cercetare încearcă să descopere modalități de a transplanta NSC în zonele afectate și de a le convinge să migreze în toate zonele afectate. Tot alți cercetători de celule stem încearcă să preleveze celule stem din alte surse (de exemplu, embrioni) și să influențeze aceste celule pentru a se dezvolta în neuroni sau celule gliale. Cele mai controversate dintre aceste celule stem sunt cele obținute din embrioni umani, care trebuie să fie distruși pentru a obține celulele. Oamenii de știință au reușit să creeze celule stem pluripotente induse prin reprogramarea celulelor somatice adulte (celule ale corpului, cu excepția spermatozoizilor și a ovulelor) prin introducerea anumitor gene de reglementare. Cu toate acestea, generarea de celule reprogramate necesită utilizarea unui retrovirus și, prin urmare, aceste celule au potențialul de a introduce în pacienți viruși dăunători care cauzează cancer. Celulele stem embrionare (CSE) posedă un potențial uimitor, deoarece sunt capabile să fie transformate în orice tip de celulă care se găsește în corpul uman, dar sunt necesare cercetări suplimentare pentru a dezvolta metode mai bune de izolare și generare a CSE.
Recuperarea accidentului vascular cerebral este un domeniu de cercetare în care s-au descoperit multe despre promisiunile și complexitățile terapiei cu celule stem. Se pot adopta două abordări principale pentru terapia cu celule stem: abordarea endogenă sau abordarea exogenă. Abordarea endogenă se bazează pe stimularea NSC-urilor adulte din corpul pacientului. Aceste celule stem se găsesc în două zone ale girusului dentat (parte a hipocampusului) din creier, precum și în striatum (parte a ganglionilor bazali situată în profunzimea emisferelor cerebrale), în neocortex (grosimea exterioară a cortexului cerebral foarte convolut) și în măduva spinării. La modelele de șobolani, după accidente vasculare cerebrale au fost administrați factori de creștere (substanțe care favorizează creșterea celulară), cum ar fi factorul de creștere a fibroblastelor-2, factorul de creștere endotelială vasculară, factorul neurotrofic derivat din creier și eritropoietina, în încercarea de a induce sau de a spori neurogeneza, evitând astfel leziunile cerebrale și stimulând recuperarea funcțională. Cel mai promițător factor de creștere în modelele de șobolani a fost eritropoietina, care promovează proliferarea celulelor progenitoare neuronale și s-a demonstrat că induce neurogeneza și îmbunătățirea funcțională după un accident vascular cerebral embolic la șobolani. Acest lucru a fost urmat de studii clinice în care eritropoietina a fost administrată unui mic eșantion de pacienți cu accident vascular cerebral, care au prezentat în cele din urmă îmbunătățiri dramatice față de persoanele din grupul placebo. Eritropoietina s-a dovedit, de asemenea, promițătoare la pacienții cu schizofrenie și la pacienții cu scleroză multiplă. Cu toate acestea, este necesar să se efectueze studii suplimentare pe grupuri mai mari de pacienți pentru a confirma eficacitatea eritropoietinei.
Terapiile cu celule stem exogene se bazează pe extracția, cultivarea in vitro și transplantul ulterior de celule stem în regiunile creierului afectate de accidentul vascular cerebral. Studiile au arătat că NSC adulte pot fi obținute din girusul dentat, hipocampul, cortexul cerebral și substanța albă subcorticală (stratul de sub cortexul cerebral). S-au efectuat studii efective de transplant la șobolani cu leziuni ale măduvei spinării folosind celule stem care au fost prelevate prin biopsie din zona subventriculară (zona care se află sub pereții cavităților cerebrale umplute cu lichid, sau ventricule) a creierului adult. Din fericire, nu au existat deficite funcționale ca urmare a biopsiei. Au existat, de asemenea, studii la șobolani în care CSE sau celule stem neuronale derivate din fetus și celule progenitoare (celule nediferențiate; asemănătoare cu celulele stem, dar cu capacități de diferențiere mai restrânse) au fost transplantate în regiuni ale creierului afectate de un accident vascular cerebral. În cadrul acestor studii, CSN grefate s-au diferențiat cu succes în neuroni și celule gliale și a avut loc o anumită recuperare funcțională. Cu toate acestea, principalul avertisment cu privire la terapiile exogene este că oamenii de știință nu au înțeles încă pe deplin mecanismele care stau la baza diferențierii celulelor progenitoare și a integrării lor în rețelele neuronale existente. În plus, oamenii de știință și clinicienii nu știu încă cum să controleze proliferarea, migrația, diferențierea și supraviețuirea NSC-urilor și a progeniturilor acestora. Acest lucru se datorează faptului că NSC sunt parțial reglementate de micro-mediul specializat, sau nișa, în care rezidă.
Au existat, de asemenea, cercetări privind celulele stem hematopoietice (HSC), care de obicei se diferențiază în celule sanguine, dar care pot fi, de asemenea, transdiferențiate în linii neuronale. Aceste CSH se pot găsi în măduva osoasă, în sângele din cordonul ombilical și în celulele din sângele periferic. În mod interesant, s-a constatat că aceste celule sunt mobilizate în mod spontan de anumite tipuri de accidente vasculare cerebrale și pot fi mobilizate și mai mult de factorul de stimulare a coloniilor de granulocite (G-CSF). Studiile efectuate cu G-CSF la șobolani au arătat că acesta poate duce la o îmbunătățire funcțională în urma unui accident vascular cerebral, iar studiile clinice la om par promițătoare. S-au efectuat, de asemenea, studii exogene la șobolani cu CSH. CSH au fost administrate local la locul leziunii în unele studii sau administrate pe cale sistemică prin transplant intravenos în alte studii. Această din urmă procedură este pur și simplu mai fezabilă, iar cele mai eficiente CSH par a fi cele derivate din sângele periferic.
Cercetările care au fost efectuate cu privire la terapiile cu celule stem pentru epilepsie și boala Parkinson demonstrează, de asemenea, promisiunea și dificultatea de a cultiva în mod corespunzător celulele stem și de a le introduce într-un sistem viu. În ceea ce privește CSE, studiile au arătat că acestea sunt capabile să se diferențieze în neuroni dopaminergici (neuroni care transmit sau sunt activați de dopamină), neuroni motori spinali și oligodendrocite (celule neuronale asociate cu formarea mielinei). În cadrul unor studii destinate tratării epilepsiei, precursori neuronali derivați din celule stem embrionare de șoarece (ESN) au fost transplantați în hipocampi de șobolani cu epilepsie cronică și șobolani de control. După transplant, nu s-au constatat diferențe în ceea ce privește proprietățile funcționale ale ESN-urilor, toate acestea prezentând proprietățile sinaptice caracteristice neuronilor. Cu toate acestea, rămâne încă de văzut dacă ESNs au capacitatea de a supraviețui pentru perioade prelungite în hipocampul epileptic, de a se diferenția în neuroni cu funcțiile hipocampale adecvate și de a suprima deficitele de învățare și memorie în epilepsia cronică. Pe de altă parte, s-a observat deja că NSCs supraviețuiesc și se diferențiază în diferite forme funcționale de neuroni la șobolani. Cu toate acestea, nu este clar dacă NSC se pot diferenția în diferitele forme funcționale în cantități adecvate și dacă pot face sinapse corespunzătoare cu neuronii hiperexcitabili pentru a-i inhiba, reducând astfel crizele.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Tratamentele pentru boala Parkinson sunt, de asemenea, promițătoare și se confruntă cu obstacole similare. Au fost efectuate cercetări clinice privind transplantul de țesut mezencefalic fetal uman (țesut derivat din mezencefal, care face parte din trunchiul cerebral) în striata pacienților cu Parkinson. Cu toate acestea, disponibilitatea acestui țesut este limitată, ceea ce face ca transplantul de CSE să fie mai atractiv. Într-adevăr, cercetările au arătat deja că neuronii dopaminergici transplantabili – tipul de neuroni afectați în boala Parkinson – pot fi generați din CSE de șoarece, de primat și de om. Cu toate acestea, singura diferență majoră între CSE de șoarece și cele umane este că CSE umane au nevoie de mult mai mult timp pentru a se diferenția (până la 50 de zile). De asemenea, programele de diferențiere pentru CSE umane necesită introducerea de ser de origine animală pentru a se înmulți, ceea ce ar putea încălca anumite reglementări medicale, în funcție de țară. Cercetătorii vor trebui, de asemenea, să găsească o modalitate de a face ca celulele progenitoare dopaminergice derivate din CSE să supraviețuiască pentru o perioadă mai lungă de timp după transplant. În cele din urmă, există problema purității populațiilor de celule derivate din CSE; toate celulele trebuie să fie certificate ca fiind celule precursoare dopaminergice înainte de a putea fi transplantate în siguranță. Cu toate acestea, tehnicile de diferențiere și purificare se îmbunătățesc cu fiecare studiu. Într-adevăr, generarea unor bănci mari de populații de celule pure și specifice pentru transplantul uman rămâne un obiectiv realizabil.
.