Imetajatel on kahte peamist tüüpi tüvirakke:
- Embrüonaalsed tüvirakud, mis on isoleeritud blastotsüstide sisemisest rakumassist varases embrüonaalses arengus
- Täiskasvanud tüvirakud, mida leidub erinevates täielikult arenenud imetajate kudedes.
Täiskasvanud organismides toimivad tüvi- ja eellasrakud parandussüsteemina, täiendades küpseid kudesid.
Arenevas embrüos on tüvirakkude ülesanne diferentseeruda kõikideks spetsiaalseteks rakkudeks - ektodermiks, endodermiks ja mesodermiks (indutseeritud pluripotentsed tüvirakud) - ning säilitada regeneratiivsete organite, näiteks vere, naha või kudede normaalne käive.
Inimesel on kolm ligipääsetavat tüvirakkude allikat, mida saab eemaldada ja siirdada sama organismi teistesse piirkondadesse (allogeenne): luuüdi, rasvkude ja veri. Tüvirakke võib võtta ka lapse nabaväädiverest. Kohe pärast sünd Kõigist tüvirakkude ravimeetoditest kannab allogeenne koristamine üldiselt madalaimat riskiindeksit.
Täiskasvanud tüvirakke kasutatakse erinevates meditsiinilistes teraapiates, näiteks luuüdi siirdamisel. Tänapäeval saab neid ka kunstlikult kultiveerida ja transformeerida (diferentseerida) spetsiaalseteks tsütoloogilisteks tüüpideks, mille omadused sobivad erinevate kudede, näiteks lihaste või närvide omadustega. Võimalike kandidaatidena on välja pakutud ka embrüonaalsed rakuliinid ja allogeensed embrüonaalsed tüvirakud, mis on loodud somaatiliste rakkude ülekande või diferentseerumise teel.
Tüvirakkude uurimine kasvas välja Ernest A. McCullochi ja James E. Tilli avastustest Toronto ülikoolis 1960. aastatel.
ja toodab kahte originaaliga identset tüvirakku.
Sel viisil jääb tüvirakkude arv konstantseks.
Tüvirakkude pluripotentsuse tähendus
Pluripotentsus määrab tüviraku diferentseerumispotentsiaali, mis on potentsiaal diferentseeruda erinevat tüüpi rakkudeks.
- Totipotentsed (teise nimega kõikvõimsad) tüvirakud võivad diferentseeruda nii embrüonaalseteks kui ka embrüonaalseteks rakutüüpideks. Need rakud võivad ehitada tervikliku ja funktsionaalse organismi. Neid toodetakse munaraku ja sperma rakkude liitmisel. Viljastatud munaraku esimeste jagunemistega toodetud rakud on samuti totipotentsed
- Pluripotentsed tüvirakud on totipotentsete rakkude järeltulijad ja võivad diferentseeruda peaaegu kõigiks rakkudeks, mis on saadud mis tahes kolmest idukihist
- Multipotentsed tüvirakud võivad diferentseeruda ainult lähedalt seotud perekonda kuuluvateks rakutüüpideks
- Oligopotentsed tüvirakud võivad diferentseeruda ainult teatud rakutüüpideks, näiteks lümfoidseteks või müeloidseteks tüvirakkudeks
- Unipotentsed rakud suudavad toota ainult ühte tüüpi rakke, kuid neil on oma uuenemisomadus, mis eristab neid mitte-tüvirakkudest (nt eellasrakud, mis ei saa ise uueneda).
Tüvirakkude identifitseerimine
Praktikas tuvastatakse tüvirakud nende võime järgi kudesid taastada. Näiteks luuüdi - vereloome tüvirakud (HSC) - määratluse test on võime siirdada rakke, et päästa üksikisik, kes neist ilma jääb. See näitab, et pikas perspektiivis suudavad need rakud pidevalt uusi üksusi toota. Samuti peaks olema võimalik isoleerida tüvirakke ühelt siirdatud indiviidilt teisele ilma, näidates, et tüvirakk on võimeline ennast uuendama.
Tüvirakkude omadusi saab paljastada ka in vitro, kasutades selliseid meetodeid nagu "klonogeenne test", mille käigus hinnatakse üksikute rakkude võimet diferentseeruda ja ennast uuendada. Tüvirakke saab eraldada ka rakupinna markerite äratundmisega. Kuid in vitro kultiveerimistingimused võivad rakkude käitumist muuta, muutes raskeks ennustada nende toimimist in vivo. Siiani on palju vaidlusi selle üle, kas mõned täiskasvanud rakupopulatsioonid on tüvirakud või mitte.
patsient võiks siirdada siirdatud rakke. Kasulik viis selle viimase võimaluse vältimiseks on sama ravitava patsiendi tüvirakkude kasutamine.
Lisaks võib mõnede tüvirakkude pluripotentsus raskendada teatud tüüpi rakkude saamist. Tüsistused suurenevad ka seetõttu, et mitte kõik populatsiooni rakud ei erine ühtlaselt. Diferentseerimata kangad võivad luua eesmärgist erinevaid kangaid.
Mõned tüvirakud võivad pärast siirdamist põhjustada tegelikke kasvajaid; pluripotentsus on nende muutustega seotud, eriti indutseeritud embrüonaalsete, loote ja pluripotentsete tüvirakkude osas. Piisavad loote tüvirakud võivad multipotentsusest hoolimata kasvajaid moodustada.
Tüvirakkude väljatöötamiseks ja nende kasutamiseks ravis on käimas mitmesugused uuringud: neurodegeneratiivsed seisundid, diabeet, südamehaigused ja muud haigused. Tüvirakud, mis võimaldaksid "paremini mõista inimese arengut, organogeneesi ja inimese haiguste modelleerimist".
Eraldades ja kultiveerides embrüonaalseid tüvirakke, on tänu kasvavale võimele kasutada tuumaülekannet ja meetodeid somaatiliste indutseeritud pluripotentsete tüvirakkude loomiseks tekkinud palju vastuolusid inimeste abordi ja kloonimisega.
Teatud toimeainete põhjustatud hepatotoksilisus ja maksakahjustus põhjustavad märkimisväärset arvu ebaõnnestumisi uute ravimite väljatöötamisel ja sellest tulenevat turult kõrvaldamist, rõhutades vajadust skriinida tüvirakkudest saadud hepatotsüütide rakke, mis suudaksid avastada varajane ravimite toksilisus, vähendades täiustatud katseid.
.jpg)
