स्टेम कोशिकाएँ: प्रकार, अनुप्रयोग और जहाँ वे पाए जाते हैं - तंत्रिका - 2025

स्टेम सेल एक प्रकार की कोशिका है जो प्राकृतिक रूप से सभी बहुकोशिकीय जीवित चीजों में पाई जाती है। उन्हें किसी भी प्रकार के सेल में विभेद करने और अधिक स्टेम कोशिकाओं का उत्पादन करने के लिए विभाजित करने की संपत्ति की विशेषता है।

इस प्रकार की कोशिका जन्म से पहले से बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि कुछ दिनों के बाद दोनों युग्मक जुड़ने लगते हैं और स्टेम कोशिकाओं का निर्माण करने और गुणा करने लगते हैं जो भ्रूण के शरीर के विभिन्न अंगों और ऊतकों को जन्म देगी।

स्टेम सेल चित्रण

स्टेम सेल का महत्व लगभग किसी भी प्रकार के सेल के विकास और निर्माण की उनकी अद्भुत क्षमता में निहित है। इस क्षमता का उपयोग क्षतिग्रस्त और नष्ट कोशिकाओं को ठीक करने और फिर से भरने के लिए किया जा सकता है।

वर्तमान में, स्टेम सेल के नैदानिक ​​अनुप्रयोग की कई बीमारियों जैसे कि पार्किंसंस, अल्जाइमर या कुछ जन्मजात स्थितियों में जांच की जा रही है। इसके अलावा, पहले से ही स्टेम सेल-आधारित उत्पाद हैं जो ऑर्थोपेडिक चिकित्सा में अंतरराष्ट्रीय स्तर पर उपयोग करना शुरू कर चुके हैं।

क्या वयस्कों में या केवल बच्चों में स्टेम कोशिकाएँ होती हैं?

स्टेम सेल अभी भी वयस्क व्यक्तियों में मौजूद हैं, हालांकि कम मात्रा में और भ्रूण अवस्था की तुलना में कम क्षमता के साथ।

ये स्टेम सेल कुछ संरचनाओं में मौजूद होते हैं जैसे अस्थि मज्जा, मांसपेशियां और मस्तिष्क; उनके लिए धन्यवाद, क्षतिग्रस्त कोशिकाओं को बदला जा सकता है और अंग सामान्य रूप से कार्य करना जारी रख सकते हैं।

अन्य प्रकार की कोशिकाओं के साथ उनके क्या अंतर हैं?

सामान्य तौर पर, यह कहा जा सकता है कि स्टेम सेल में तीन मुख्य गुण होते हैं जो उन्हें अन्य कोशिकाओं से अलग करते हैं:

• वे लंबे समय तक प्रजनन कर सकते हैं।
• वे विशिष्ट नहीं हैं।
• वे किसी भी प्रकार के सेल में विशेषज्ञ हो सकते हैं।

ये गुण उन्हें कुछ कोशिकाओं के घिसने या अध: पतन के कारण होने वाले कुछ रोगों के इलाज के लिए संभावित रूप से लाभकारी बनाते हैं, जैसे कि न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग।

स्टेम सेल के इन अविश्वसनीय गुणों की जांच सबसे पहले 35 साल पहले 1981 में की गई थी, जब शोधकर्ताओं के एक समूह ने पाया कि माउस भ्रूण से स्टेम सेल निकालना संभव था।

यह 1998 तक नहीं था जब चूहों के साथ किए गए अध्ययनों को मनुष्यों के लिए एक्सट्रपलेशन किया जा सकता था, जब मानव स्टेम से पहली स्टेम कोशिकाओं को निकाला गया था और उनके कार्य और गुणों का अध्ययन करने के लिए इन विट्रो में सुसंस्कृत किया गया था। इन स्टेम सेल को भ्रूण स्टेम सेल कहा जाता है।

2006 में, स्टेम सेल अध्ययन के इतिहास में एक और मील का पत्थर घटित हुआ, शोधकर्ताओं के एक समूह ने पता लगाया कि स्टेम कोशिकाओं को जन्म देने के लिए कुछ वयस्क कोशिकाओं को आनुवंशिक रूप से कैसे पुन: व्यवस्थित किया जा सकता है जो कुछ प्रकार की कोशिकाओं में विशेषज्ञ हो सकते हैं। इस प्रकार के स्टेम सेल को एक प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल (IPS) कहा जाता है।

यद्यपि इन 35 वर्षों में स्टेम सेल अनुसंधान में बहुत प्रगति हुई है, फिर भी उन्हें बेहतर ढंग से समझने और नए उपचारों के निर्माण में और मानव मानक विकास के अध्ययन में उपयोग करने में सक्षम होने के लिए अधिक अध्ययन की आवश्यकता है।

स्टेम सेल के प्रकार

स्टेम कोशिकाओं को मोटे तौर पर उनके स्तर के अनुसार प्रेरित भ्रूण, भ्रूण, वयस्क स्टेम कोशिकाओं और प्रेरित प्लूरिपोटेंट स्टेम कोशिकाओं में वर्गीकृत किया जा सकता है।

इसके अलावा, सभी स्टेम सेल में किसी भी प्रकार के सेल में अंतर करने की समान क्षमता नहीं होती है। कोशिकाओं के प्रकार के आधार पर जिसमें स्टेम सेल को विभेदित किया जा सकता है, वे हो सकते हैं:

पूर्ण (या सर्वशक्तिमान)

मोरूला, टोटिपोटेंट सेल। स्रोत: Pidalka44 वे किसी भी प्रकार के सेल में अंतर कर सकते हैं। ये कोशिकाएं केवल मोरुला में पाई जा सकती हैं (कोशिकाओं का वह सेट जो दो युग्मकों के मिलन के बाद होता है) और, सैद्धांतिक रूप से, भ्रूण में, हालांकि भ्रूण के स्टेम सेल अभी तक सभी प्रकार विकसित और बनाने में सक्षम नहीं हैं कोशिकाओं की।

pluripotent

मानव भ्रूण स्टेम सेल की कॉलोनी। स्रोत: सार्वजनिक डोमेन

वे टोटिपोटेंट स्टेम सेल के लिए अगला चरण हैं और लगभग किसी भी प्रकार के सेल में अंतर कर सकते हैं। भ्रूण कोशिका संवर्धन और प्रेरित स्टेम कोशिकाएँ प्लुरिपोटेंट हैं।

multipotent

चूहे घ्राण बल्ब में GFP पॉजिटिव न्यूरल अग्रदूत कोशिकाओं (हरा) का मुखर माइक्रोग्राफ। स्रोत: ओलेग Tsupykov वे कोशिकाओं की एक विस्तृत विविधता में अंतर कर सकते हैं, लेकिन केवल वे जो संबंधित कोशिकाओं के एक समूह से संबंधित हैं। उदाहरण के लिए, हृदय की बहु कोशिकाएं केवल उन ऊतकों में अंतर कर सकती हैं जो हृदय बनाते हैं। इन कोशिकाओं को भ्रूण से एकत्र किया जा सकता है।

Oligopotent

अपरिपक्व माइलॉयड (ऑलिगोपोटेंट) डेन्ड्रिटिक कोशिकाएँ स्रोत: जोसेफ न्यूमुलर, सिल्विया एमानुला न्यूमुलर-गबेर, जोहानस ह्यूबर, एडोल्फ एलिंगर और थॉमस वैगोर वे कई प्रकार की कोशिकाओं में अंतर कर सकते हैं, उदाहरण के लिए समान ऊतक बनाने के लिए। वयस्क स्टेम सेल ओलिगोपोटेंट हैं।

Unipotent

हेमटोसाइट्स भ्रूण के हेपेटोलॉस्ट्स (यूनिपोटेंट स्टेम सेल) के प्रकार। स्रोत: डिपार्टमेंट ऑफ़ हिस्टोलॉजी, जगियेलोनियन यूनिवर्सिटी मेडिकल कॉलेज वे केवल एक प्रकार के सेल में अंतर कर सकते हैं। ये स्टेम सेल सामान्य वयस्क कोशिकाओं से भिन्न होते हैं, जिसमें वे अपनी प्रजनन संपत्ति को लंबे समय तक (विभेद करने से पहले) बनाए रखते हैं। इस प्रकार की स्टेम कोशिकाएँ कुछ मांसपेशियों में उदाहरण के लिए पाई जा सकती हैं।

भ्रूण स्टेम सेल

एक माउस के भ्रूण स्टेम सेल। स्रोत: नेशनल साइंस फाउंडेशन

भ्रूण स्टेम सेल भ्रूण से निकाले जाते हैं। ज्यादातर ऐसे युग्मकों से आते हैं जिन्हें इन विट्रो में निषेचित किया गया है और प्राकृतिक रूप से गर्भवती महिलाओं से नहीं। सिद्धांत रूप में, वे टोटिपोटेंट हैं, अर्थात, वे किसी भी प्रकार की कोशिकाओं को जन्म दे सकते हैं, हालांकि फिलहाल केवल कुछ प्रकार की कोशिकाओं को प्रयोगशाला में सुसंस्कृत किया जा सकता है।

एक बार जब स्टेम सेल निकाले जाते हैं, तो एक संस्कृति का प्रदर्शन किया जाता है जिसमें कोशिकाओं और पोषण सामग्री (संस्कृति माध्यम) को एक प्रयोगशाला डिश में पेश किया जाता है। संस्कृति में कोशिकाएँ बढ़ती हैं और एक पतली परत का निर्माण शुरू करती हैं जो प्लेट की पूरी सतह पर फैली होती है।

भ्रूण स्टेम सेल

भ्रूण स्टेम सेल। स्रोत: Teixeira, जे।, Rueda, BR, और Pru, JK, Uterine स्टेम सेल (30 सितंबर, 2008), स्टेमबुक, एड। स्टेम सेल अनुसंधान समुदाय, StemBook, doi / 10.3824 / स्टेमबुक..16.1, भ्रूण स्टेम सेल भ्रूण से प्राप्त किए जाते हैं (गर्भ के 10 वें सप्ताह से)। ये कोशिकाएं भ्रूण के अधिकांश ऊतकों में पाई जा सकती हैं।

ये स्टेम कोशिकाएँ बहुपत्नी हैं, अर्थात्, वे कुछ प्रकार की कोशिकाओं में अंतर कर सकती हैं, जो संबंधित हैं, उदाहरण के लिए, एक ही अंग बनाने के लिए कई समान ऊतकों में।

वयस्क स्टेम सेल

एक वयस्क स्टेम सेल का माइक्रोग्राफ, जो विशिष्ट अल्ट्राप्रासलिकल विशेषताएं दिखा रहा है। स्रोत: रॉबर्ट एम। हंट, क्रिएटिव कॉमन्स एट्रिब्यूशन

कुछ वयस्क ऊतकों, जैसे त्वचा, मांसपेशियों, आंत और अस्थि मज्जा में, वयस्क स्टेम कोशिकाएं होती हैं जो मृत या क्षतिग्रस्त कोशिकाओं को बदलने के लिए एक ही ऊतक की कोशिकाओं में प्रसार और अंतर कर सकती हैं, इसलिए वे ऑलिगोपेंट्स हैं। गर्भनाल रक्त में वयस्क स्टेम कोशिकाएं भी पाई जा सकती हैं।

उदाहरण के लिए, अस्थि मज्जा में रक्त स्टेम कोशिकाएं होती हैं जो परिपक्व रक्त कोशिकाओं (लाल रक्त कोशिकाओं, सफेद रक्त कोशिकाओं, या प्लेटलेट्स) में परिपक्व होती हैं।

इस प्रकार की कोशिकाओं के साथ अनुसंधान अच्छी तरह से उन्नत है, और अस्थि मज्जा या गर्भनाल रक्त से वयस्क स्टेम कोशिकाओं के प्रत्यारोपण वर्तमान में रक्त रोगों जैसे कि माइलोडिसप्लास्टिक और मायलोप्रोलिफेरेटिव सिंड्रोम के इलाज के लिए किए जा रहे हैं।

अन्य वयस्क स्टेम कोशिकाओं जैसे मेसेनचाइमल कोशिकाओं की चिकित्सीय क्षमता, जो हड्डी, उपास्थि और वसा से कोशिकाओं का उत्पादन करती हैं, वर्तमान में गठिया जैसे रोगों के इलाज के लिए जांच की जा रही है।

प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल

प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल। स्रोत: गेपस्टीन प्रयोगशाला

प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल (आईपीएस) पहले से ही विशेष वयस्क कोशिकाएं (जैसे त्वचा से) हैं जो भ्रूण स्टेम कोशिकाओं के गुणों के लिए इन विट्रो में आनुवंशिक रूप से reprogrammed हैं।

वयस्क कोशिकाओं को फटकारने के लिए, उन्हें वयस्कों से लिया जाता है और एक प्लेट पर सुसंस्कृत किया जाता है, जहाँ विशिष्ट जीन के साथ प्रयोगशाला में बनाए गए वायरस कोशिकाओं के साथ एकीकृत होते हैं और उनकी आनुवंशिक जानकारी को संशोधित करते हैं।

हालाँकि, IPS कोशिकाएं और भ्रूण कोशिकाएँ कई विशेषताओं को साझा करती हैं, लेकिन वे पूरी तरह समान नहीं हैं, इन अंतरों की वर्तमान में जाँच की जा रही है, साथ ही साथ IPS बनाने की नई प्रक्रियाएँ भी।

यद्यपि अधिक शोध की आवश्यकता है, लेकिन कुछ दवाओं के प्रभाव का परीक्षण करने के लिए पहले से ही आईपीएस कोशिकाओं का उपयोग किया जा रहा है जो कि नैदानिक ​​परीक्षणों में हैं और निकट भविष्य में प्रत्यारोपण के लिए उपयोगी होने की उम्मीद है।

IPS सेल ट्रांसप्लांट वर्तमान में नहीं किए जाते हैं क्योंकि कुछ जानवरों के अध्ययनों से कैंसर का निर्माण हुआ है, संभवतः इस तकनीक के कारण कोशिकाओं को पुन: उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है।

स्टेम सेल कल्चर

ब्लास्टोसिस्ट, आंतरिक रूप से स्टेम कोशिकाएं होती हैं। स्रोत: Gnzlndrs

स्टेम सेल संस्कृतियों 100% प्रभावी नहीं हैं, ऐसे समय होते हैं जब कोशिकाएं बढ़ती या विभाजित नहीं होती हैं। लेकिन, जब संस्कृति प्रभावी हो जाती है, तो स्टेम सेल के समूह ले लिए जाते हैं और नई आबादी बनाई जाती है जो विभाजित होती रहेगी और अंतर करना शुरू करेगी। स्टेम सेल प्रक्रिया में किसी भी बिंदु पर जमे हुए और संग्रहीत किए जा सकते हैं।

खेती के दौरान, स्टेम कोशिकाएं एक साथ समूह बना सकती हैं और किसी भी प्रकार के ऊतक (पेशी, तंत्रिका…) के विशेषज्ञ हो सकती हैं। वे विशेषज्ञ होने में सक्षम हैं यह संकेत है कि कोशिकाओं को अच्छी स्थिति में रखा गया है, लेकिन आदर्श रूप से विशिष्ट सेल आबादी बनाने के लिए शोधकर्ताओं द्वारा विशेषज्ञता प्रक्रिया को नियंत्रित किया जाता है।

भ्रूण स्टेम कोशिकाओं के भेदभाव को नियंत्रित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने संस्कृति के माध्यम, वर्ग, या कोशिकाओं को स्वयं उसमें विशिष्ट जीन डालकर रासायनिक संरचना को संशोधित किया।

कई अध्ययनों के माध्यम से, प्रोटोकॉल का संकेत दिया गया है कि विशिष्ट सेल संस्कृतियों को बनाने के लिए क्या मापदंडों को संशोधित किया जाना चाहिए और यह कैसे करना चाहिए।

फिलहाल भ्रूण स्टेम सेल प्रत्यारोपण मनुष्यों में नहीं किया जाता है क्योंकि जानवरों के साथ कुछ अध्ययनों में, यह देखा गया है कि वे कैंसर के विकास को जन्म दे सकते हैं। अभी भी अनुसंधान जारी है और वे भविष्य के उपचार के लिए महान वादा करते हैं।

स्टेम सेल उपचार

वर्तमान में, सबसे अधिक अध्ययन और व्यवहार में उपयोग की जाने वाली स्टेम कोशिकाओं का नैदानिक ​​उपयोग अस्थि मज्जा या गर्भनाल से रक्त स्टेम कोशिकाओं (हेमटोपोइएटिक) का प्रत्यारोपण है। उनका उपयोग रक्त और प्रतिरक्षा प्रणाली की समस्याओं के उपचार के साथ-साथ कीमोथेरेपी या रेडियोथेरेपी उपचार के बाद क्षतिग्रस्त कोशिकाओं को नवीनीकृत करने के लिए किया जाता है।

हर साल यूरोप में 26,000 से अधिक लोगों का इलाज एक हेमेटापोएटिक स्टेम सेल प्रत्यारोपण के साथ किया जाता है। वर्तमान में एक प्रत्यारोपण के साथ इलाज किया जा सकता है कि रोग हैं:

ल्यूकेमिया और लिम्फोमा

• तीव्र माइलोजेनस ल्यूकेमिया।
• अत्यधिक लिम्फोब्लासटिक ल्यूकेमिया।
• जीर्ण माईलोजेनस रक्त कैंसर।
• क्रोनिक लिम्फोब्लास्टिक ल्यूकेमिया।
• जुवेनाइल मायेलोमोनोसाइटिक ल्यूकेमिया।
• हॉजकिन लिंफोमा।
• गैर हॉगकिन का लिंफोमा।

अस्थि मज्जा से संबंधित रोग

• गंभीर अप्लास्टिक एनीमिया।
• फैंकोनी एनीमिया।
• पैरोक्सिमल निशाचर हीमोग्लोबिनुरिया
• शुद्ध लाल रक्त कोशिका अप्लासिया।
• जन्मजात थ्रोम्बोसाइटोपेनिया / अमेगैक्रियोसाइटोसिस।
• माइलोप्रोलिफेरेटिव और माइलोडिसप्लास्टिक सिंड्रोम।
• एकाधिक मायलोमा।

वंशानुगत प्रतिरक्षा प्रणाली के रोग

• गंभीर संयुक्त प्रतिरक्षा।
• विस्कॉट-एल्ड्रिच सिंड्रोम।

हीमोग्लोबिनोपैथी (लाल रक्त कोशिकाओं के रोग)

• बीटा थैलेसीमिया मेजर।
• सिकल सेल रोग

वंशानुगत चयापचय संबंधी रोग

• क्रबे रोग।
• हर्लर सिंड्रोम।
• Adrenoleukodystrophy।
• मेटाक्रोमेटिक ल्यूकोडिस्ट्रॉफी।

दूसरे एप्लिकेशन

स्टेम सेल ट्रांसप्लांट का एक अन्य अनुप्रयोग स्किन ग्राफ्ट हैं। यह आवेदन शायद सबसे पुराना है क्योंकि इसका उपयोग वास्तव में समझने से पहले किया गया है कि स्टेम सेल कैसे काम करते हैं।

त्वचा ग्राफ्ट आमतौर पर केवल चरम मामलों में किया जाता है जहां व्यक्ति को त्वचा के बड़े हिस्से क्षतिग्रस्त हो जाते हैं, उदाहरण के लिए एक गंभीर जलन से।

पहला स्किन ग्राफ्ट 1970 में किया गया था और तब से तकनीक को परिष्कृत किया गया है, हालांकि अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है, क्योंकि वर्तमान में ग्राफ्टेड स्किन में बाल झड़ने या पसीने की ग्रंथियां विकसित नहीं हो पाती हैं।

Holoclar

यूरोप में मंजूर की गई स्टेम कोशिकाओं का नवीनतम अनुप्रयोग होलोकैलर है, कॉर्निया को हुए नुकसान को ठीक करने के लिए एक उपचार, चाहे वे घाव हों या जल गए हों।

इस प्रक्रिया में अच्छी स्थिति में लिम्बा कोशिकाओं के एक छोटे से हिस्से को बाहर निकालने के लिए जिम्मेदार होता है, जो कॉर्निया की मरम्मत के लिए जिम्मेदार होता है और जब तक वे रोगी की आंख में प्रत्यारोपित किए जा सकते हैं, तब तक उन्हें प्रयोगशाला में सुसंस्कृत किया जाता है।

ऊतक पुनर्जनन

नैदानिक ​​परीक्षणों में स्टेम कोशिकाओं के अन्य संभावित अनुप्रयोगों की जांच की जा रही है। शोध में पाया गया मुख्य अनुप्रयोग ऊतकों और अंगों का पुनर्जनन, चोटों का उपचार, हृदय रोगों का उपचार और मस्तिष्क रोगों का उपचार है।

ऊतकों और अंगों के पुनर्जनन के लिए स्टेम कोशिकाओं का उपयोग शायद इसका सबसे अधिक अध्ययन किया गया अनुप्रयोग है। यदि स्टेम सेल से अंगों या ऊतकों का निर्माण किया जाता है, तो उन्हें उन लोगों को प्रत्यारोपित किया जा सकता है, जिन्हें उनकी आवश्यकता है, वास्तव में, स्टेम कोशिकाओं के साथ पहली किडनी पहले ही बन चुकी है और परिणाम आशाजनक हैं।

हृदय रोग

हृदय रोगों के उपचार में स्टेम कोशिकाओं के उपयोग पर शोध के परिणाम भी बहुत उत्साहजनक हैं।

2013 में, मैसाचुसेट्स जनरल हॉस्पिटल (संयुक्त राज्य अमेरिका) के शोधकर्ताओं के एक समूह ने मानव स्टेम कोशिकाओं के कुछ हिस्सों से रक्त वाहिकाओं का निर्माण किया जो चूहों में प्रत्यारोपित किए गए और ठीक से काम किया। वर्तमान में अनुसंधान जारी है और वे इसे मनुष्यों के लिए सुरक्षित रूप से लागू करने की कोशिश कर रहे हैं।

मस्तिष्क के रोग

मस्तिष्क संबंधी रोगों जैसे कि पार्किंसंस या अल्जाइमर के इलाज के लिए स्टेम कोशिकाओं के उपयोग को उनके विभेदन क्षमता के लिए भ्रूण स्टेम कोशिकाओं का उपयोग करके अध्ययन किया जा रहा है। परिणाम आशाजनक दिखते हैं, हालांकि अध्ययन अभी भी बहुत प्रारंभिक चरण में हैं।

स्टेम सेल का अध्ययन केवल बीमारियों के इलाज के लिए नहीं किया जाता है, स्वस्थ कोशिकाओं के सामान्य विकास को समझने और कोशिका विभाजन और भेदभाव जैसी कुछ प्रक्रियाओं को बेहतर ढंग से समझने के लिए भी उनका अध्ययन किया जाता है।

संदर्भ

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