Le cellule staminali sono in grado di rinnovarsi costantemente e possono trasformarsi in uno o più tipi specifici di cellule. Dato che le cellule staminali sono in grado di cambiare tutti i tipi di cellule nel corpo adulto, promettono di diventare un " magazzino " per sostituire tessuti e organi umani.
Per capire perché le cellule staminali possano essere così "perpetuamente mutevoli ", occorre guardare quali sono le differenze tra le cellule. Ci sono vari tipi di cellule nel corpo umano, come le cellule nervose nel cervello, le cellule epatiche nel fegato, le cellule cardiomiocardiche nel cuore, i globuli bianchi nel sangue, ecc. Non solo hanno funzioni diverse, ma anche forme diverse. Se "guardate " dentro le cellule, scoprirete che le proteine sono diverse all ' interno di diverse cellule. Poiché tutte le attività della vita sono specificamente "esecutate " dalle proteine, il tipo di proteina all ' interno di ciascuna cellula determina non solo la struttura della cellula, ma anche la sua funzione.
Se le proteine sono paragonate a un telegramma, allora il DNA è il codice che determina il contenuto del telegramma. Poiché le proteine sintetizzate in diverse cellule sono diverse, il loro DNA è anche diverso? La risposta potrebbe sorprenderti: tutti i tipi di cellule hanno la stessa composizione del DNA, il che significa che ogni cellula porta un insieme completo di codici segreti (codice genetico). Poiché ogni tipo di cellula ha il codice genetico per tutti i tipi di proteine, perché ci sono così tante cellule con varietà diverse?
Il segreto è che nessuna cellula può usare tutte le password, ma tu usi una parte della password e io uso l'altra. Poiché il codice utilizzato è diverso, le proteine sintetizzate sono diverse, e naturalmente le cellule che contengono queste proteine sono diverse. Quindi, teoricamente, se si potesse conciliare i codici utilizzati da due tipi di cellule, una cellula potrebbe trasformarsi in un ' altra. Rispetto a queste cellule, le cellule staminali sono un tipo di cellula in uno stato "standby". Possono essere trasformati in specifici tipi di cellule a seconda delle necessità. Dalla stessa specie di cellule in più di due tipi di cellule è chiamato differenziazione, come l'uovo fecondato in cellule epatiche, cellule cardiomiocidi, ecc è la differenziazione.
Le cellule sono come un ristorante, le proteine nelle cellule sono come piatti che vengono preparati in un ristorante, e il DNA è una ricetta. In ogni cellula di ogni creatura vivente ci sono ricette per tutti i piatti, che sono stati preparati solo in piccole porzioni di piatti, e la maggior parte dei piatti ancora da sviluppare. Le cellule staminali possono essere utilizzate per preparare nuovi piatti in qualsiasi momento.
Nel corpo umano, le cellule staminali possono sostituire le cellule danneggiate o morte solo in circostanze normali, e in molte condizioni di malattia si "contra" e non possono svolgere pienamente la loro funzione di riparazione. Inoltre, il corpo umano ha regole rigorose sulla divisione del lavoro delle cellule, ogni tipo di cellula può solo svolgere il lavoro assegnato a lei, non è permesso "interferenza" per svolgere il lavoro delle altre cellule. L'orecchio umano ha solo poche migliaia di cellule uditive. Quando alcune di esse sono danneggiate, anche se ci sono decine di migliaia di altre cellule intorno, non possono sostituire il lavoro delle cellule uditive e l'udito di una persona diminuisce. La tecnologia delle cellule staminali è quella di rompere il limite insostituibile tra le cellule, rendendo le cellule staminali in grado di sostituire qualsiasi tipo di cellule danneggiate o morte "atleti onnipotenti".
Un modo per farlo è quello di estrarre cellule staminali pronte, farle proliferare in condizioni artificiali di coltura, e poi utilizzare varie condizioni di coltura per "indurre" le cellule di cui abbiamo bisogno. Ora le cellule staminali umane possono essere ottenute da embrioni precoci, liquido amniotico, sangue ombelicale, midollo osseo, timo, pelle, intestino tenue, cervello, occhi, pancreas, fegato, grasso, muscoli e altri luoghi. Tuttavia, il numero di cellule staminali disponibili è limitato, dopo tutto, ed è più difficile isolare ed estrarre.
Per superare queste difficoltà, gli scienziati hanno trovato un altro modo di "crescere " cellule staminali da cellule già differenziate. Nel 2005, Nobuya Yamanaka, dell ' Istituto di Medicina Regenerativa dell ' Università di Kyoto, in Giappone, ha utilizzato i retrovirali per trasportare quattro geni nelle cellule della pelle dei topi, le cellule della pelle dei topi sono diventate cellule staminali pluripotenti dopo aver ricevuto geni stranieri. Nel 2007, i ricercatori del Laboratorio di James Thomson e di Nobuya Yamanaka dell ' Università del Wisconsin hanno trasformato le cellule della pelle umana in cellule staminali geneticamente modificate. Insieme a Geden ha ricevuto il premio Nobel per la fisiologia e la medicina 2012.