स्टेम सेल क्या हैं, और वे क्या करते हैं?
शरीर में कोशिकाओं के विशिष्ट उद्देश्य होते हैं, लेकिन स्टेम कोशिकाएं ऐसी कोशिकाएं होती हैं जिनकी अभी तक कोई विशिष्ट भूमिका नहीं है और लगभग किसी भी कोशिका की आवश्यकता हो सकती है।
स्टेम सेल अविभाजित कोशिकाएं हैं जो विशिष्ट कोशिकाओं में बदल सकती हैं, क्योंकि शरीर को उनकी आवश्यकता होती है।
वैज्ञानिकों और डॉक्टरों को स्टेम सेल में दिलचस्पी है क्योंकि वे यह समझाने में मदद करते हैं कि शरीर के कुछ कार्य कैसे होते हैं, और वे कभी-कभी कैसे गलत होते हैं।
स्टेम सेल कुछ बीमारियों के इलाज के लिए वादा भी दिखाते हैं जिनका वर्तमान में कोई इलाज नहीं है।
स्टेम सेल के स्रोत
स्टेम सेल दो मुख्य स्रोतों से उत्पन्न होते हैं: वयस्क शरीर के ऊतक और भ्रूण। वैज्ञानिक आनुवंशिक "रिप्रोग्रामिंग" तकनीकों का उपयोग करके, अन्य कोशिकाओं से स्टेम सेल विकसित करने के तरीकों पर भी काम कर रहे हैं।
वयस्क स्टेम सेल
स्टेम सेल किसी भी प्रकार के सेल में बदल सकते हैं इससे पहले कि वे विभेदित हो जाएं।
एक व्यक्ति के शरीर में जीवन भर स्टेम सेल होते हैं। शरीर को जब भी इनकी आवश्यकता हो, इन स्टेम सेल का उपयोग कर सकते हैं।
ऊतक-विशिष्ट या दैहिक स्टेम सेल भी कहा जाता है, एक भ्रूण के विकसित होने के समय से पूरे शरीर में वयस्क स्टेम सेल मौजूद हैं।
कोशिकाएं एक गैर-विशिष्ट स्थिति में होती हैं, लेकिन वे भ्रूण स्टेम कोशिकाओं की तुलना में अधिक विशिष्ट होती हैं। वे इस अवस्था में तब तक बने रहते हैं जब तक कि शरीर को एक विशिष्ट उद्देश्य के लिए उनकी आवश्यकता नहीं होती, कहते हैं, जैसे कि त्वचा या मांसपेशी कोशिकाएं।
दिन-प्रतिदिन रहने का मतलब है कि शरीर लगातार अपने ऊतकों को नवीनीकृत कर रहा है। शरीर के कुछ हिस्सों में, जैसे आंत और अस्थि मज्जा, स्टेम सेल नियमित रूप से रखरखाव और मरम्मत के लिए नए शरीर के ऊतकों का निर्माण करने के लिए विभाजित होते हैं।
स्टेम सेल विभिन्न प्रकार के ऊतक के अंदर मौजूद होते हैं। वैज्ञानिकों ने ऊतकों में स्टेम कोशिकाएं पाई हैं, जिनमें शामिल हैं:
- दिमाग
- अस्थि मज्जा
- रक्त और रक्त वाहिकाओं
- कंकाल की मांसपेशियां
- त्वचा
- द लीवर
हालांकि, स्टेम सेल को ढूंढना मुश्किल हो सकता है। वे वर्षों तक गैर-विभाजन और गैर-विशिष्ट रह सकते हैं जब तक कि शरीर उन्हें नए ऊतक की मरम्मत या बढ़ने के लिए नहीं बुलाता।
वयस्क स्टेम सेल अनिश्चित काल तक विभाजित या स्व-नवीनीकरण कर सकते हैं। इसका मतलब है कि वे मूल अंग से विभिन्न प्रकार के सेल उत्पन्न कर सकते हैं या मूल अंग को पुन: उत्पन्न कर सकते हैं, पूरी तरह से।
यह विभाजन और उत्थान यह है कि त्वचा का घाव कैसे ठीक होता है, या यकृत जैसे कोई अंग, उदाहरण के लिए, क्षति के बाद खुद को कैसे ठीक कर सकता है।
अतीत में, वैज्ञानिकों का मानना था कि वयस्क स्टेम कोशिकाएं केवल उनके मूल के ऊतक के आधार पर अंतर कर सकती हैं। हालांकि, अब कुछ सबूत बताते हैं कि वे अन्य प्रकार के सेल बनने के लिए अंतर कर सकते हैं।
भ्रूण स्टेम कोशिकाओं
गर्भावस्था के बहुत शुरुआती चरण से, शुक्राणु अंडे को निषेचित करने के बाद, एक भ्रूण बनाता है।
शुक्राणु एक अंडा निषेचित होने के लगभग 3 से 5 दिनों के बाद, भ्रूण एक ब्लास्टोसिस्ट या कोशिकाओं की गेंद का रूप ले लेता है।
ब्लास्टोसिस्ट में स्टेम सेल होते हैं और बाद में गर्भ में प्रत्यारोपित होंगे। भ्रूण स्टेम सेल एक ब्लास्टोसिस्ट से आते हैं जो 4-5 दिनों का होता है।
जब वैज्ञानिक भ्रूण से स्टेम सेल लेते हैं, तो ये आमतौर पर अतिरिक्त भ्रूण होते हैं जो इन विट्रो निषेचन (आईवीएफ) के परिणामस्वरूप होते हैं।
आईवीएफ क्लीनिक में, डॉक्टर एक टेस्ट ट्यूब में कई अंडों को निषेचित करते हैं, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि कम से कम एक जीवित हो। फिर वे गर्भावस्था शुरू करने के लिए सीमित संख्या में अंडों को प्रत्यारोपित करेंगी।
जब एक शुक्राणु एक अंडे को निषेचित करता है, तो ये कोशिकाएं युग्मनज नामक एकल कोशिका बनाने के लिए संयोजित होती हैं।
यह एकल-कोशिका युग्मनज तब विभाजित होना शुरू होता है, 2, 4, 8, 16 कोशिकाएं, और इसी तरह। अब यह एक भ्रूण है।
जल्द ही और गर्भाशय में भ्रूण के प्रत्यारोपण से पहले, लगभग 150-200 कोशिकाओं का यह द्रव्यमान ब्लास्टोसिस्ट है। ब्लास्टोसिस्ट में दो भाग होते हैं:
- एक बाहरी कोशिका द्रव्यमान जो अपरा का हिस्सा बन जाता है
- एक आंतरिक कोशिका द्रव्यमान जो मानव शरीर में विकसित होगा
आंतरिक कोशिका द्रव्यमान जहां भ्रूण स्टेम कोशिकाएं पाई जाती हैं। वैज्ञानिक इन टोटिपोटेंट कोशिकाओं को कहते हैं। टोटिपोटेंट शब्द इस तथ्य को संदर्भित करता है कि उनके पास शरीर में किसी भी कोशिका के विकास की कुल क्षमता है।
सही उत्तेजना के साथ, कोशिकाएं रक्त कोशिकाएं, त्वचा कोशिकाएं और अन्य सभी प्रकार की कोशिकाएं बन सकती हैं जिनकी शरीर को आवश्यकता होती है।
प्रारंभिक गर्भावस्था में, ब्लास्टोसिस्ट चरण गर्भाशय, या गर्भ में भ्रूण के प्रत्यारोपण से पहले लगभग 5 दिनों तक जारी रहता है। इस स्तर पर, स्टेम सेल अंतर करना शुरू करते हैं।
भ्रूण स्टेम सेल वयस्क स्टेम सेल की तुलना में अधिक सेल प्रकारों में अंतर कर सकते हैं।
मेसेनकाइमल स्टेम सेल (MSCs)
MSCs संयोजी ऊतक या स्ट्रोमा से आते हैं जो शरीर के अंगों और अन्य ऊतकों को घेर लेते हैं।
वैज्ञानिकों ने हड्डी, उपास्थि और वसा कोशिकाओं जैसे नए शरीर के ऊतकों को बनाने के लिए MSCs का उपयोग किया है। वे एक दिन स्वास्थ्य समस्याओं की एक विस्तृत श्रृंखला को हल करने में भूमिका निभा सकते हैं।
प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल (IPS)
वैज्ञानिक त्वचा की कोशिकाओं और अन्य ऊतक-विशिष्ट कोशिकाओं का उपयोग करते हुए, इन्हें एक प्रयोगशाला में बनाते हैं। ये कोशिकाएँ भ्रूण के स्टेम सेल के समान व्यवहार करती हैं, इसलिए वे उपचारों की एक श्रृंखला विकसित करने के लिए उपयोगी हो सकती हैं।
हालांकि, अधिक शोध और विकास आवश्यक है।
स्टेम सेल विकसित करने के लिए, वैज्ञानिक पहले वयस्क ऊतक या एक भ्रूण से नमूने निकालते हैं। वे फिर इन कोशिकाओं को एक नियंत्रित संस्कृति में रखते हैं जहां वे विभाजित और पुन: पेश करेंगे लेकिन आगे विशेषज्ञ नहीं होंगे।
स्टेम सेल जो एक नियंत्रित संस्कृति में विभाजित और पुन: उत्पन्न होते हैं, उन्हें स्टेम-सेल लाइन कहा जाता है।
शोधकर्ता विभिन्न उद्देश्यों के लिए स्टेम-सेल लाइनों का प्रबंधन और साझा करते हैं। वे एक विशेष तरीके से विशेषज्ञ करने के लिए स्टेम कोशिकाओं को उत्तेजित कर सकते हैं। इस प्रक्रिया को निर्देशित भेदभाव के रूप में जाना जाता है।
अब तक, वयस्क स्टेम कोशिकाओं की तुलना में बड़ी संख्या में भ्रूण स्टेम कोशिकाओं को विकसित करना आसान हो गया है। हालांकि, वैज्ञानिक दोनों प्रकार की कोशिकाओं के साथ प्रगति कर रहे हैं।
स्टेम सेल के प्रकार
शोधकर्ता स्टेम कोशिकाओं को वर्गीकृत करते हैं, अन्य प्रकार की कोशिकाओं में अंतर करने की उनकी क्षमता के अनुसार।
भ्रूण स्टेम सेल सबसे शक्तिशाली हैं, क्योंकि उनका काम शरीर में हर प्रकार की कोशिका बनना है।
पूर्ण वर्गीकरण में शामिल हैं:
टोटिपोटेंट: ये स्टेम सेल सभी संभावित सेल प्रकारों में अंतर कर सकते हैं। जाइगोट के रूप में दिखाई देने वाली पहली कुछ कोशिकाएँ विभाजित होने लगती हैं।
प्लूरिपोटेंट: ये कोशिकाएं लगभग किसी भी कोशिका में बदल सकती हैं। प्रारंभिक भ्रूण से कोशिकाएं प्लुरिपोटेंट होती हैं।
मल्टीपोटेंट: ये कोशिकाएं कोशिकाओं के निकट संबंधी परिवार में अंतर कर सकती हैं। वयस्क हेमटोपोइएटिक स्टेम सेल, उदाहरण के लिए, लाल और सफेद रक्त कोशिकाएं या प्लेटलेट्स बन सकते हैं।
ओलिगोपोटेंट: ये कुछ अलग सेल प्रकारों में अंतर कर सकते हैं। वयस्क लिम्फोइड या माइलॉयड स्टेम कोशिकाएं ऐसा कर सकती हैं।
Unipotent: ये केवल एक ही प्रकार की कोशिकाएँ उत्पन्न कर सकते हैं, जो कि उनका अपना प्रकार है। हालांकि, वे अभी भी स्टेम सेल हैं क्योंकि वे खुद को नवीनीकृत कर सकते हैं। उदाहरणों में वयस्क मांसपेशी स्टेम कोशिकाएं शामिल हैं।
भ्रूण स्टेम कोशिकाओं को टोटिपोटेंट के बजाय प्लुरिपोटेंट माना जाता है क्योंकि वे अतिरिक्त-भ्रूण झिल्ली या नाल का हिस्सा नहीं बन सकते हैं।
उपयोग
स्टेम कोशिकाएँ स्वयं किसी एक उद्देश्य की पूर्ति नहीं करती हैं, बल्कि कई कारणों से महत्वपूर्ण हैं।
सबसे पहले, सही उत्तेजना के साथ, कई स्टेम सेल किसी भी प्रकार के सेल की भूमिका निभा सकते हैं, और वे सही स्थिति के तहत क्षतिग्रस्त ऊतक को पुन: उत्पन्न कर सकते हैं।
यह क्षमता किसी बीमारी या चोट के बाद लोगों के जीवन को बचा सकती है या घाव और ऊतक क्षति की मरम्मत कर सकती है। वैज्ञानिक स्टेम सेल के लिए कई संभावित उपयोग देखते हैं।
ऊतक का उत्थान
ऊतक पुनर्जनन शायद स्टेम कोशिकाओं का सबसे महत्वपूर्ण उपयोग है।
अब तक, एक व्यक्ति जिसे एक नई किडनी की आवश्यकता थी, उदाहरण के लिए, एक दाता के लिए इंतजार करना पड़ा और फिर एक प्रत्यारोपण से गुजरना पड़ा।
दाता अंगों की कमी है लेकिन, स्टेम कोशिकाओं को एक निश्चित तरीके से अंतर करने का निर्देश देकर, वैज्ञानिक उन्हें एक विशिष्ट ऊतक प्रकार या अंग विकसित करने के लिए उपयोग कर सकते हैं।
एक उदाहरण के रूप में, डॉक्टरों ने पहले से ही त्वचा की सतह के नीचे से स्टेम सेल का उपयोग किया है ताकि नई त्वचा ऊतक बन सके। वे तब क्षतिग्रस्त त्वचा पर इस ऊतक को बांधकर एक गंभीर जलन या अन्य चोट की मरम्मत कर सकते हैं, और नई त्वचा वापस बढ़ेगी।
हृदय रोग का इलाज
2013 में, मैसाचुसेट्स जनरल अस्पताल के शोधकर्ताओं की एक टीम में सूचना दी PNAS प्रारंभिक संस्करण उन्होंने मानव स्टेम कोशिकाओं का उपयोग करके प्रयोगशाला चूहों में रक्त वाहिकाओं का निर्माण किया था।
स्टेम कोशिकाओं को प्रत्यारोपित करने के 2 सप्ताह के भीतर, रक्त-छिद्रित वाहिकाओं के नेटवर्क का गठन हो गया था। इन नई रक्त वाहिकाओं की गुणवत्ता आस-पास के प्राकृतिक लोगों की तरह ही अच्छी थी।
लेखकों को उम्मीद थी कि इस प्रकार की तकनीक अंततः हृदय और संवहनी रोगों वाले लोगों के इलाज में मदद कर सकती है।
मस्तिष्क रोग का इलाज
डॉक्टर एक दिन मस्तिष्क रोगों के इलाज के लिए प्रतिस्थापन कोशिकाओं और ऊतकों का उपयोग करने में सक्षम हो सकते हैं, जैसे कि पार्किंसंस और अल्जाइमर।
उदाहरण के लिए, पार्किंसंस में, मस्तिष्क की कोशिकाओं को नुकसान होने से अनियंत्रित मांसपेशियों को गति मिलती है। क्षतिग्रस्त मस्तिष्क के ऊतकों को फिर से भरने के लिए वैज्ञानिक स्टेम सेल का उपयोग कर सकते हैं। यह विशिष्ट मस्तिष्क कोशिकाओं को वापस ला सकता है जो अनियंत्रित मांसपेशी आंदोलनों को रोकते हैं।
शोधकर्ताओं ने पहले ही इस प्रकार की कोशिकाओं में भ्रूण स्टेम कोशिकाओं को विभेदित करने की कोशिश की है, इसलिए उपचार आशाजनक हैं।
कोशिका की कमी की चिकित्सा
वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि एक दिन एक प्रयोगशाला में स्वस्थ हृदय कोशिकाओं को विकसित करने में सक्षम होने के लिए वे हृदय रोग वाले लोगों में प्रत्यारोपण कर सकते हैं।
ये नई कोशिकाएं स्वस्थ ऊतक के साथ दिल को फिर से खोलकर हृदय की क्षति की मरम्मत कर सकती हैं।
इसी प्रकार, टाइप I डायबिटीज वाले लोग इंसुलिन पैदा करने वाली कोशिकाओं को बदलने के लिए अग्नाशयी कोशिकाएं प्राप्त कर सकते हैं जो कि उनकी अपनी प्रतिरक्षा प्रणाली खो गई है या नष्ट हो गई है।
एकमात्र वर्तमान चिकित्सा एक अग्नाशयी प्रत्यारोपण है, और प्रत्यारोपण के लिए बहुत कम अग्न्याशय उपलब्ध हैं।
रक्त रोग का उपचार
डॉक्टर अब नियमित रूप से वयस्क हेमटोपोइएटिक स्टेम सेल का उपयोग बीमारियों के इलाज के लिए करते हैं, जैसे कि ल्यूकेमिया, सिकल सेल एनीमिया, और अन्य इम्युनोडेफिशिएंसी समस्याएं।
हेमटोपोइएटिक स्टेम सेल रक्त और अस्थि मज्जा में होते हैं और लाल रक्त कोशिकाओं सहित सभी रक्त कोशिका प्रकार का उत्पादन कर सकते हैं, जो ऑक्सीजन और सफेद रक्त कोशिकाओं को ले जाते हैं जो बीमारी से लड़ते हैं।
तने की कोशिकाओं का दान या कटाई
लोग किसी प्रियजन की मदद करने के लिए या संभवतः भविष्य में अपने स्वयं के उपयोग के लिए स्टेम सेल दान कर सकते हैं।
दान निम्नलिखित स्रोतों से आ सकते हैं:
अस्थि मज्जा: इन कोशिकाओं को एक सामान्य संवेदनाहारी के तहत लिया जाता है, आमतौर पर कूल्हे या श्रोणि की हड्डी से। फिर तकनीशियन भंडारण या दान के लिए अस्थि मज्जा से स्टेम कोशिकाओं को अलग करते हैं।
परिधीय स्टेम कोशिकाएं: एक व्यक्ति को कई इंजेक्शन प्राप्त होते हैं जो उनके अस्थि मज्जा को स्टेम सेल को रक्त में छोड़ते हैं। अगला, शरीर से रक्त को हटा दिया जाता है, एक मशीन स्टेम कोशिकाओं को अलग करती है, और डॉक्टर शरीर को रक्त लौटाते हैं।
यूम्बिलिकल कॉर्ड ब्लड: डिलीवरी के बाद गर्भनाल से स्टेम सेल काटा जा सकता है, जिससे बच्चे को कोई नुकसान नहीं होता। कुछ लोग गर्भनाल रक्त दान करते हैं, और अन्य इसे संग्रहीत करते हैं।
स्टेम कोशिकाओं की यह कटाई महंगी हो सकती है, लेकिन भविष्य की जरूरतों के लिए इसमें शामिल हैं:
- स्टेम सेल आसानी से सुलभ हैं
- यदि प्राप्तकर्ता के स्वयं के शरीर से आता है, तो प्रतिरोपित ऊतक की कम संभावना को अस्वीकार कर दिया जाता है
अनुसंधान और वैज्ञानिक खोज
स्टेम सेल न केवल संभावित उपचारों के रूप में बल्कि अनुसंधान उद्देश्यों के लिए भी उपयोगी हैं।
उदाहरण के लिए, वैज्ञानिकों ने पाया है कि किसी विशेष जीन को चालू या बंद करने से यह अंतर हो सकता है। यह जानने से उन्हें यह जांचने में मदद मिलती है कि कौन से जीन और उत्परिवर्तन किस प्रभाव का कारण बनते हैं।
इस ज्ञान के साथ सशस्त्र, वे यह पता लगाने में सक्षम हो सकते हैं कि बीमारियों और स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला क्या है, जिनमें से कुछ का अभी तक इलाज नहीं है।
असामान्य कोशिका विभाजन और भेदभाव उन स्थितियों के लिए जिम्मेदार होते हैं जिनमें कैंसर और जन्मजात विकलांगता शामिल होती है जो जन्म से ही होती है। यह जानने के बाद कि कोशिकाएं गलत तरीके से विभाजित होने का कारण बनती हैं, जिससे इलाज हो सकता है।
स्टेम सेल नई दवाओं के विकास में भी मदद कर सकता है। मानव स्वयंसेवकों पर दवाओं का परीक्षण करने के बजाय, वैज्ञानिक यह आकलन कर सकते हैं कि स्टेम कोशिकाओं से उगने वाले ऊतक पर परीक्षण करके एक दवा सामान्य, स्वस्थ ऊतक को कैसे प्रभावित करती है।
वीडियो: स्टेम सेल क्या हैं?
स्टेम सेल के बारे में और अधिक जानकारी प्राप्त करने के लिए वीडियो देखें।
विवाद
स्टेम सेल शोध को लेकर कुछ विवाद रहा है। यह मुख्य रूप से भ्रूण स्टेम कोशिकाओं पर काम करने से संबंधित है।
स्टेम सेल के लिए भ्रूण का उपयोग
भ्रूण स्टेम सेल का उपयोग करने के खिलाफ तर्क यह है कि यह एक मानव ब्लास्टोसिस्ट को नष्ट कर देता है, और निषेचित अंडे एक व्यक्ति में विकसित नहीं हो सकता है।
आजकल, शोधकर्ता स्टेम सेल बनाने या उपयोग करने के तरीकों की तलाश कर रहे हैं जिनमें भ्रूण शामिल नहीं है।
मनुष्यों और जानवरों को मिलाना
स्टेम सेल अनुसंधान में अक्सर मानव कोशिकाओं को जानवरों में डालना शामिल होता है, जैसे कि चूहे या चूहे। कुछ लोगों का तर्क है कि इससे एक जीव पैदा हो सकता है जो कि हिस्सा मानव है।
कुछ देशों में, भ्रूण स्टेम सेल लाइनों का उत्पादन करना अवैध है। संयुक्त राज्य में, वैज्ञानिक भ्रूण स्टेम सेल लाइनों के साथ बना सकते हैं या काम कर सकते हैं, लेकिन स्टेम सेल लाइनों का अनुसंधान करने के लिए संघीय निधियों का उपयोग करना अवैध है जो अगस्त 2001 के बाद बनाए गए थे।
स्टेम सेल थेरेपी और एफडीए विनियमन
कुछ लोग पहले से ही कई प्रकार के उद्देश्यों के लिए "स्टेम-सेल थेरेपी" की पेशकश कर रहे हैं, जैसे कि एंटी-एजिंग उपचार।
हालांकि, इनमें से अधिकांश उपयोगों को अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन (एफडीए) से मंजूरी नहीं है। उनमें से कुछ अवैध हो सकते हैं, और कुछ खतरनाक हो सकते हैं।
जो कोई भी स्टेम सेल उपचार पर विचार कर रहा है, उसे प्रदाता के साथ या एफडीए के साथ जांच करनी चाहिए कि उत्पाद को मंजूरी है, और यह एक तरह से बनाया गया था जो सुरक्षा और प्रभावशीलता के लिए एफडीए मानकों के साथ मिलता है।
