Cum funcționează... "Trupul" nostru (1)

După cum ați putut ”vedea” în postările anterioare, o celulă care nu realizează nici un schimb cu exteriorul, nu funcționează (la propriu), lucru ce va atrage, într-un timp mai scurt sau mai lung încetarea existenţei respectivei celule. În cazul grupurilor de celule, lucrurile se schimbă, într-o oarecare măsură, deoarece apare "comunicarea" între acestea, chiar şi în condiţiile în care nu există nici un fel de "schimburi" cu exteriorul (şi încetarea existenţei grupului respectiv este mai lentă, fiind susţinută un fel de întârziere a anulării grupului prin diverse mecanisme).

Revenind la o singură celulă, dacă o plasăm într-un mediu benefic, ea îşi realizează schimburile de care este capabilă, în parametri optimi. Dacă o plasăm într-un mediu nebenefic (chiar nociv), respectiva celulă se va îmbolnăvi (în accepţiunea concretă a termenului bolnav), încetarea existenţei celulei fiind mai lentă, ea "luptând" prin diferite mecanisme de adaptare (care atrag starea de "bolnavă") cât poate fi posibil, până la încetarea existenţei ei. Replasând respectiva celulă în mediul benefic (înainte de încetarea existenţei ei), ea îşi ca "extrage" (prin schimburi cu mediul respectiv) tot ce are nevoie pentru a reveni la starea de funcţionare optimă (starea de sănătate).

Un grup de celule plasat într-un mediu benefic se comportă similar cu o mică "particularitate"... Ele colaborează între ele pentru a favoriza funcţionarea optimă a întregului grup. Aici apare o nouă "particularitate". În condiţiile unui mediu benefic care asigură tot ceea ce este necesar totul este OK fără alte efecte. Dar, dacă acest mediu benefic nu este capabil de a asigura întregului grup de celule tot ceea ce este necesar, ele procedează la un fel de repartizare de resurse în funcţie de disponibil, întregul grup adaptându-se la "existentul" de resurse. Da, aţi citit bine, celulele nu cunosc manifestările de egoism şi, astfel, de alocare preferenţială de resurse.

Toate experimentele confirmă acest comportament. Explicaţii?!? Unii cercetători subliniază faptul că orice grup de celule are o sursă comună de dezvoltare, în sensul că toate îşi au originea dintr-o "primă celulă" de la a cărei diviziune s-a ajuns la grupul respectiv şi, astfel, întregul grup este "extensia" acelei prime celule care acţionează unitar chiar şi în cazul grupului format prin diviziuni "ulterioare". Mai mult, existenţa comunicării care se realizează fie prin markeri chimici fie prin unde electromagnetice date de potenţialul membranar (şi nu numai) determină un fel de "automatism de grup" în sensul funcţionării optime a întregului grup. Interesant, nu-i aşa? Şi, dacă plasăm acest grup de celule într-un mediu nebenefic, întregul grup de celule se va "plasa" în statusul de "bolnav" adaptându-se la maxim posibil ca întregul grup să beneficieze de resursele existente.

Şi, dacă mediul respectiv atrage moartea celulară, restul celulelor "mai rezistente" nu vor proceda la împărţirea resurselor apărute prin dispariţia fiecărei celule ce moare (cu toate că este destul de logică această reacţie deoarece lipsa unei resurse este generalizată, acea resursă neavând cum să existe în celula ce a murit). Trebuie subliniat aici faptul că, există şi celule care devorează alte celule dar, în acest caz, astfel de celule nu vor forma niciodată un grup de celule, fiind vorba doar despre o aglomerare de celule "carnivore" (fie şi "canibale"). Deci, nu poate fi vorba aici despre astfel de celule (ele nu vor forma niciodată un organism, fiind ele însele un "organism" individual care va rămâne întotdeauna la stadiul de celulă individuală).

Ar mai fi un mic "enunţ" de inserat aici, bineînţeles dedus din experimente. Toţi cititorii acestui blog cred că ştiu ce este o celulă stem. Hmmm, mai bine introduc câteva elemente despre această celulă stem. Aceste celule apar (iniţial) în primele faze ale dezvoltării embrionare din celula rezultată în urma fecundării, care este numită celula ou sau zigot (la om, acest moment este reprezentat de "întâlnirea" între ovul şi spermatozoid).

Dacă tot am "pornit" cu descrierea umană voi prezenta acest proces la "nivelul" omului. După exact 5 zile (de la fecundare), diviziunea celulară va "produce" exact 32 de celule înghesuite în spaţiul membranei iniţiale a ovulului (formaţiune denumită blastocit). Acum, celulele dispuse la exterior vor da naştere placentei şi altor ţesuturi auxiliare "de sprijin". Este momentul în care embrionul se autoimplantează în peretele uterin şi sarcina începe. La acest moment se va "structura" o formaţiune de celule în formă de disc, ce încep dezvoltarea celulară prin diviziuni repetate. În a 14-a zi de dezvoltare apare aşa-numita "linie primitivă" (striaţie primitivă).

Această "linie" este o structură ce se formează în stadiile incipiente de dezvoltare a embrionului, reprezentând şi un concept foarte important în bioetică, unii experţi susţinând că experimentarea cu embrioni umani ar trebui permisă doar înainte de atingerea acestui stadiu de dezvoltare (care reprezintă începutul dezvoltării individuale a embrionului deci, în concepţia acestora, semnalul potenţialului de apariţie a unei noi şi unice fiinţe umane, o entitate individuală). Mai mult, această "linie" reprezintă limita de demarcaţie (ar fi trebuit să îi spun "linie de demarcaţie") a simetriei bilaterale ce va caracteriza fătul. Da, de aici încolo se poate vedea de la o zi la alta cum se dezvoltă noul "omuleţ".

Pe noi, iniţial, ne interesează aici doar etapa de la fecundare la apariţia liniei primitive. În acest "interval" se pot delimita trei straturi germinative; endoderm, mezoderm şi ectoderm. Acestea se formează odată cu dezvoltarea embrionului şi din ele derivă toate organele (întregul organism viitor), fiecare celulă şi fiecare organ al corpului putând fi clasificat în funcţie de aceste straturi germinative. Celulele sau organele care evoluează din stratul germinativ interior (endoderm) vor avea "releul" (centrul de comandă) în trunchiul cerebral, cea mai veche structură cerebrală.

În stratul germinativ de mijloc, mezoderm, se disting două grupe, una "mai veche" şi una "mai nouă". Celulele şi organele care au evoluat din mezodermul "vechi" au releul în cerebel, aparţinând creierului arhaic, iar cele care au evoluat din mezodermul "nou" au releul de comandă în măduva cerebrală (substanţa albă a creierului). Celulele şi organele care au evoluat din stratul germinativ exterior (ectoderm) au releul în cortexul cerebral (scoarţa cerebrală) care reprezintă cea mai nouă (tânără) formaţiune a creierului nostru.

Primul "moment" în care putem discuta despre celule stem tocmai a fost descris. La acest moment nu există celule ce vor deveni ceva anume ci, doar nişte straturi celulare compuse din celule nespecializate, numite şi straturi de celule stem. Mai mult, aceste celule stem apar permanent, pe întregul interval de dezvoltare al embrionului uman, deoarece ele sunt celule nespecializate care se înmulţesc, bineînţeles, prin diviziune celulară şi care construiesc permanent embrionul uman până la faza finală de făt şi copil. Ca o dovadă în această permanentă "construcţie" stem a embrionului uman stă modul de prelevare a acestor celule stem.

Ele se prelevează, de exemplu, din cordonul ombilical (de aici se recoltează două tipuri de celule stem: celulele stem hematopoietice, recoltate din sângele cordonului ombilical şi celule stem mezenchimale, recoltate din peretele cordonului ombilical, mai exact din gelatina Wharton), momentul recoltării (cu cât este mai mic embrionul, cu atât mai bine) putându-se "întinde" pe întreaga perioadă de sarcină şi după (cu referire la momentul efectiv al naşterii). Şi, dacă tot am amintit de acest moment al recoltării, celulele stem prelevate în stadiile cele mai tinere ale embrionului (fătului), denumite şi celule stem embrionare pot da naştere oricărui tip de celulă/ ţesut (motiv pentru care sunt denumite "totipotente") şi se obţin din ţesut embrionar (utilizarea lor se "loveşte" de considerentele etice ale lumii medicale, şi nu numai), iar celulele stem adulte (care se recoltează în stadiile avansate ale dezvoltării fătului) au o capacitate de diferenţiere ceva mai limitată (fiind denumite pluripotente sau multipotente) şi pot da naştere unor celule ce pot forma diferite ţesuturi (ţesut hepatic, celule sanguine, ţesut nervos, ţesut osos, muscular, etc). În "tehnologiile" medicale actuale, aceste celule stem sunt folosite în medicina regenerativă (dar şi în tratarea unui număr mare de afecţiuni).

Ar fi bine dacă aş da unele detalii despre cum se recoltează aceste celule stem. Despre metodele invazive nu vreau să discut aici deoarece ele se referă fie la o prelevare invazivă din embrionul propriu-zis (ce se realizează fie încălcând etica umană, medicală, etc. cu sacrificarea, în majoritatea cazurilor a embrionului, fie cu justificarea neviabilităţii sarcinii sau a "avortului necesar" care atrage, bineînţeles, sacrificarea "justificată" a embrionului). Câh, asta nu este bine dar se practică!!! Singura metodă neinvazivă de colectare a celulelor stem se realizează prin intermediul sângelui ce rămâne în cordonul ombilical (este vorba despre un volum variabil de sânge ce rămâne pe traiectul cordonului ombilical până la placentă şi în interiorul propriu-zis al placentei care este bogat vascularizată) la momentul naşterii (fără a uita de gelatina Wharton prezentă atât la nivelul cordonului ombilical cât şi al placentei).

Şi, acum este acum... Aceste celule stem se "conservă" prin diverse metode şi, apoi, la momentul oportun, li se dau diverse "însărcinări". Vine "acum este acum"... Experimentele realizate cu celule stem embrionare (totipotente) au confirmat că plasarea acestor celule într-un anumit mediu "induce" dezvoltarea de celule, de exemplu, hepatice. Dacă se schimbă mediul în care sunt introduse aceste celule, ele vor "produce" celule musculare. Un alt mediu determină dezvoltarea de celule nervoase... Şi tot aşa mai departe, putându-se "induce" dezvoltarea oricărui tip de celule. Deci, de reţinut, mediul este cel care determină ce vor deveni celulele stem totipotente. În cazul celorlalte celule stem (pluripotente)... Hmmm, lucrurile se complică.

Pentru celulele stem prelevate din embrioni sacrificaţi prin avort sau alte "incidente" de valoare similară, devine importantă "originea" embrionară a ţesutului din care s-au prelevat acestea, celulele stem adulte având "preluate" deja informaţiile despre mediul asupra cărora îşi vor "dedica" existenţa. Şi, astfel, ele vor dezvolta numai anumite grupuri de celule ce "pot" fi "iniţiate" din originea lor embrionară. Mai concret, mediul va atrage doar o schimbare de specializare a dezvoltării acestora fără a atinge stadiul de totipotenţă.

Şi, dacă aţi reţinut de unde se prelevează neinvaziv aceste celule stem, apare problema legată de originea respectivelor celule. Sângele din cordonul ombilical sau din placentă, evident, aparţine mamei şi nu fătului. Sau, prin extensie, este un sânge comun. Fără să vrei ajungi la concluziile mai multor cercetători că, noi, oamenii (de fapt orice formă de viaţă de tip organism) generăm constant celule stem care se specializează imediat după momentul "creării" lor, în funcţie de mediul înconjurător (după cum am "văzut" anterior, mediul este determinatul principal al rezultatului "transformării" celulei stem) şi, în anumite circumstanţe, în funcţie de originea "stratului" embrionar original al respectivei celule.

Aşadar, continuând "prezentarea logică" a grupurilor de celule, este evident că tragem concluzia că, procesele de regenerare nu se realizează prin simpla diviziune a unei celule formând două celule, din care una va lua locul celulei care a dispărut ci, de fapt, este vorba despre o "manifestare genetică iniţială" în care o celulă se divide conform "bazei ei genetice" formând o celulă stem adultă care, "sesizând" mediul în care se află va deveni "ceea ce trebuie acelui mediu". Interesant, sau nu?!?
Voi continua în postările viitoare!

Zile pline de Dragoste, Recunoştinţă şi Înţelegere!!!

Dorin, Merticaru