Κάκωση του νωτιαίου μυελού: μήπως η απάντηση βρίσκεται στα βλαστικά κύτταρα; Understand article

Author(s): Andrew Brown

Μεταφρασμένο από την Μαρία Δ. Γεωργίτσου (Maria Georgitsou). Η κάκωση του νωτιαίου μυελού συνήθως προκαλεί μόνιμη παράλυση και με τα σημερινά δεδομένα είναι μια…

Η εικόνα προσφέρθηκε από
τον Debivort / Wikimedia
Commons

Τον Αμερικανό ηθοποιό και ακτιβιστή Κρίστοφερ Ρείβ (Christopher Reeve) θα τον θυμόμαστε για τον πρωταγωνιστικό του ρόλο το 1978 στην ταινία – υπερπαραγωγή Σούπερμαν (Superman).  Δυστυχώς όμως, θα τον θυμόμαστε και ως έναν άντρα με έντονη δραστήρια ζωή, εντός και εκτός οθόνης, η οποία θρυμματίστηκε με έναν καταστροφικό τραυματισμό που τον παράλυσε από το λαιμό και κάτω – όπου έμεινε σε αυτή τη κατάσταση μέχρι το θάνατό του το 2004.

Ο Κρίστοφερ Ρείβ συζητάει
για τα πιθανά οφέλη της
έρευνας των βλαστικών
κυττάρων σε μια σύσκεψη
νευροεπιστήμης στο
Ινστιτούτο Τεχνολογίας της
Μασαχουσέτης των
Ηνωμένων Πολιτειών το
2003.
Η εικόνα προσφέρθηκε από
τον Mike Lin / Wikimedia
Commons    

Κατά τη διάρκεια ιππικού αγώνα το Μάιο το 1995, ο Ρείβ πετάχτηκε από το άλογό του χτυπώντας πρώτα το κεφάλι του.  Το βάρος του σώματός του διαπεράστηκε μέσο της σπονδυλικής στήλης, προκαλώντας κατάγματα σε δύο από τους σπονδύλους στον αυχένα (στο λαιμό) με αποτέλεσμα να δημιουργηθεί εκτεταμένη  βλάβη στο νωτιαίο μυελό w1.

Τι είχε συμβεί στη διάρκεια του ατυχήματός του (στο σώμα του) – στα εξής σημεία: στο αίμα, στα οστά, στα κύτταρα και στα μόρια – για να του προκληθεί παράλυση εφόρου ζωής;  Πως θα μπορούσε η έρευνα σε νέες θεραπείες βασισμένες στα βλαστικά κύτταρα να προσφέρουν ελπίδες σε άτομα που έχουν υποστεί παράλυση από κάκωση του νωτιαίου μυελού;  Θα τους βοηθούσε να ανακτήσουν κάποιο έλεγχο στο σώμα και στη ζωή τους;

Τι είναι η κάκωση του νωτιαίου μυελού;

Ο νωτιαίος μυελός είναι μία οδός πληροφοριών που συνδέει τον εγκέφαλό σου με το υπόλοιπο σώμα (εικόνα 1).  Οι κακώσεις σε αυτό συνήθως προκαλούνται από ξαφνικό τραυματισμό, που γίνεται κυρίως σε αθλητικά ή αυτοκινητικά  ατυχήματα με αποτέλεσμα την εξάρθρωση ή και ρήξη των σπονδύλων.  Οι σπόνδυλοι αυτοί εισέρχονται και σχίζουν  τον ιστό του νωτιαίου μυελού, όπου στη συνέχεια, βλάπτονται ή κόβονται οι νευράξονες.  Ο έλεγχος της αισθητικότητας και της κινητικότητας χάνεται κάτω από το επίπεδο της βλάβης (εικόνα 2).     

Πολλαπλών τύπων κυττάρων νεκρώνονται στο σημείο ή κοντά στο σημείο της κάκωσης του νωτιαίου μυελού λόγω των δευτερογενών βλαβών του τραύματος. Στις βλάβες αυτές ανήκουν οι μεταβολές στην παροχή του αίματος, οι ανταποκρίσεις του ανοσολογικού συστήματος και η αύξηση των ελευθέρων ριζών και των διεγερτικών νευροδιαβιβαστών (να δείτε το πλαίσιο των δευτερογενών βλαβών της κάκωσης του νωτιαίου μυελού).

Εικόνα 1: Ανατομία και λειτουργία του νωτιαίου μυελού.  Πατήστε πάνω στην εικόνα για μεγέθυνση.

Ο νωτιαίος μυελός είναι μια μαλακή, ζελατινώδη δομή που προεξέχει από τη βάση του εγκεφάλου μέχρι το κάτω μέρος της πλάτης (Α).  Το μήκος του είναι 38 έως 43 εκ. και το μέγιστο φάρδος είναι περίπου όσο του αντίχειρα.  Βρίσκεται μέσα σε έναν κενό σωλήνα που διατρέχει ενδιάμεσα στους 33 ενωμένους σπονδύλους, που (στην όρθια θέση) είναι τοποθετημένοι ο ένας πάνω στον άλλο (B).

Τα νωτιαία νεύρα (μέρος του περιφερικού νευρικού συστήματος) συνδέονται στο νωτιαίο μυελό σε διάφορα τμήματα κατά του μήκους του και διατρέχουν από και προς συγκεκριμένα σημεία του σώματος.  Ο νωτιαίος μυελός και ο εγκέφαλος μαζί αποτελούν το κεντρικό νευρικό σύστημα.

Ο νωτιαίος μυελός αποτελείται από αισθητήριοι (αισθητικοί) και κινητικοί νευρώνες (C).  Οι αισθητήριοι νευράξονες μεταφέρουν αισθητικές πληροφορίες από το υπόλοιπο σώμα  στον εγκέφαλο ενώ οι κινητικοί  νευράξονες μεταφέρουν κινητικές πληροφορίες (εκούσιες και ακούσιες) στην αντίθετη κατεύθυνση.  Οι νευρώνες του νωτιαίου μυελού στηρίζονται από διάφορα νευρογλοιακά κύτταρα, όπως τα ολιγοδενδροκύτταρα – τα οποία τυλίγουν την μυελίνη γύρω από τους νευράξονες, παρέχοντας μόνωση και επιτρέποντας την ταχύ και αποτελεσματική μεταφορά των δυναμικών ενέργειας – και τα αστροκύτταρα – τα οποία έχουν πολλαπλές λειτουργίες όπως, την παροχή θρεπτικών συστατικών και την απελευθέρωση αυξητικών παραγόντων προς όφελος άλλων νευρικών κυττάρων.
Οι εικόνες προσφέρθηκαν από τους Debivort / Wikimedia Commons (σπόνδυλοι): Faigl.ladislav / Wikimedia Commons (νεύρωνα): Barnabé-Heider & Frisén (2008), με την άδεια του Elsevier  (γκρίζο άνθρωπο)

Εικόνα 2: Απεικόνιση της επιβλαβής  επίδρασης της κάκωσης του νωτιαίου μυελού σε ιστολογικό επίπεδο. Η πιο συχνή αιτία κάκωσης του νωτιαίου μυελού είναι η βλάβη που προκαλείται από σπονδύλους που έχουν υποστεί κάταγμα  ή εξάρθρωση  λόγω τραυματισμού (Α). Η παράλυση και η απώλεια της αίσθησης εμφανίζονται κάτω από το σημείο της κάκωσης (περιοχές με σκούρο γκρι χρώμα στη Β).  Πατήστε την εικόνα για μεγέθυνση. 
Η εικόνα προσφέρθηκε από τους Barnabé-Heider & Frisén (2008), με την άδεια του Elsevier      

 

Δευτερογενείς βλάβες της κάκωσης του νωτιαίου μυελού

Δευτερογενείς βλάβες που συμβαίνουν κατά την κάκωση του νωτιαίου μυελού οδηγούν στην νέκρωση πολλαπλών τύπων κυττάρων, περιλαμβάνοντας νευρώνες και ολιγοδενδροκύτταρα. Αυτές οι δευτερογενείς βλάβες περιλαμβάνουν:

  1. Την ισχαιμία: η έλλειψη σωστής παροχής αίματος (λόγω της ρήξης των αιμοφόρων αγγείων) με αποτέλεσμα να μειώνεται η παροχή οξυγόνου και θρεπτικών συστατικών στα κύτταρα.
  2. Το οίδημα: η συσσώρευση υγρών στους ιστούς. Αυτό προκαλεί πρήξιμο και μειώνει την ικανότητα της ανταλλαγής θρεπτικών συστατικών και μορίων μεταξύ αίματος και κύτταρα του νωτιαίου μυελού.
  3. Την ανοσολογική εισβολή: η κάκωση πυροδοτεί μια φλεγμονώδη αντίδραση που οδηγεί στην εισροή ανοσολογικών κυττάρων (ουδετερόφιλα, Τ- λεμφοκύτταρα, μακροφάγα και μονοκύτταρα) στο τραυματισμένο τμήμα   και γύρω περιοχή της βλάβης του νωτιαίου μυελού. Αυτή η αντίδραση μπορεί να είναι και προστατευτική (π.χ. με την απελευθέρωση μορίων που προωθούν την επιδιόρθωση του νωτιαίου μυελού και τον καθαρισμό των κατεστραμμένων ιστών) και επιβλαβής (π.χ. μέσω της φλεγμονής που επιδρά στον υγιή ιστό). 
  4. Την απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών: οι νευρώνες που έχουν καταστραφεί, απελευθερώνουν περίσσεια διεγερτικού νευροδιαβιβαστή, το γλουταμινικό οξύ το οποίο προκαλεί υπερδιέγερση των νευρικών κυττάρων με αποτέλεσμα να νεκρώνονται ή να διακόπτεται η λειτουργία τους. 
  5. Την απελευθέρωση ελευθέρων ριζών: ο τραυματισμός των κυττάρων και η φλεγμονώδη αντίδραση αυξάνουν τα επίπεδα των ελευθέρων ριζών. Στη συνέχεια, οι ρίζες αυτές αντιδρούν με μόρια απαραίτητα για τη σωστή λειτουργία των κυττάρων προκαλώντας επιπλέον καταστροφή στα νευρικά κύτταρα.

Υπάρχουσες θεραπείες: περιορισμός της βλάβης

Εικόνα 3: Πιθανά
συμπτώματα της κάκωσης
του νωτιαίου μυελού. 
Πατήστε την εικόνα για
μεγέθυνση.
Η εικόνα προσφέρθηκε από
τον Nicola Graf

Το σώμα από μόνο του δεν μπορεί να αντικαταστήσει τα κύτταρα που χάνονται ως συνέπεια της κάκωσης του νωτιαίου μυελού, έτσι η λειτουργία του είναι οριστικά ελαττωματική.  Τρέχουσες θεραπείες μικρής διάρκειας αποτελούν μόνο τον περιορισμό της βλάβης: χειρουργική επέμβαση για την ελάφρυνση της πίεσης στο νωτιαίο μυελό και την σταθεροποίηση της σπονδυλικής στήλης, και την ακινητοποίηση της (π.χ. με περίδεση, κηδεμόνας) για την αποφυγή περαιτέρω τραυματισμό. Παρέχεται στους ασθενείς μακροπρόθεσμη διάρκεια φυσικοθεραπείας και φαρμακευτικής αγωγής για την ανακούφιση των συμπτωμάτων που σχετίζονται με την κάκωση όπως τον πόνο, και συμβουλευτική για να βοηθηθούν με την αντιμετώπιση της πρόσφατης αναπηρίας τους (εικόνα 3). 

Σήμερα δεν υπάρχει οριστική θεραπεία για την κάκωση του νωτιαίου μυελού η οποία προκαλεί απέραντη σωματική και συναισθηματική ταλαιπωρία.  Διάφορες ομάδες επιστημόνων όμως διερευνούν τις δυνατότητες των βλαστικών κυττάρων (βλαστοκύτταρα) για να παρέχουν μία θεραπεία.

Θεραπείες με βλαστικά κύτταρα

Τα βλαστικά κύτταρα είναι κύτταρα που μπορούν να διαφοροποιηθούν σε εξειδικευμένα είδη κυττάρων και να αυτό-ανανεωθούν για να παράγουν περισσότερα βλαστικά κύτταρα.  Γενικά υπάρχουν δύο κατηγορίες:  πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα, τα οποία μπορούν να διαφοροποιηθούν σε μεγάλο αριθμό τύπων κυττάρων του σώματος και τα βλαστικά κύτταρα των ενηλίκων, τα οποία μπορούν να διαφοροποιηθούν σε συγκεκριμένους τύπους κυττάρων.  Τα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα μπορούν να ληφθούν είτε από έμβρυα (εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα) ή να παραχθούν στο εργαστήριο (επαγόμενα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα) από εξειδικευμένα κύτταρα όπως αυτά της επιδερμίδας w2. Τα ενήλικα βλαστικά κύτταρα βρίσκονται σε διάφορους ιστούς όπως  στον μυελό των οστών.  

Υπάρχουν δύο πιθανές προσεγγίσεις στη χρήση βλαστικών κυττάρων στην κάκωση του νωτιαίου μυελού:

  1. Μεταμόσχευση βλαστικών κυττάρων στο σημείο της κάκωσης
  2. Στρατολόγηση των αρχέγονων  νευρικών βλαστικών κυττάρων του τραυματισμένου νωτιαίου μυελού

Ο σκοπός για τις δύο προσεγγίσεις είναι είτε την αντικατάσταση των χαμένων ή των κατεστραμμένων κυττάρων του νωτιαίου μυελού  ή την έμμεση προώθηση της αποκατάστασης με βλαστικά κύτταρα.  Το έμμεσο πλεονέκτημα αυτό μπορεί να προέλθει από τα ίδια τα βλαστικά κύτταρα ή από τα κύτταρα στα οποία διαφοροποιούνται.

1) Μεταμόσχευση βλαστικών κυττάρων

Μελέτες της κάκωσης του νωτιαίου μυελού που πραγματοποιήθηκαν σε ζωικά μοντέλα (κυρίως τρωκτικά) έχουν δείξει ότι η μεταμόσχευση ως θεραπευτική αντιμετώπιση μπορεί να βοηθήσει στην αποκατάσταση, αν και συχνά υπάρχει δυσκολία στο να αναγνωριστούν ποιοι μηχανισμοί  ευθύνονται για αυτή.  Σε αυτές τις μελέτες έχουν χρησιμοποιηθεί τρία είδη βλαστικών κυττάρων: πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα, ενήλικα μη-νευρικά  βλαστικά κύτταρα και νευρικά βλαστικά κύτταρα (είτε από ενήλικες ή έμβρυα).

Πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα

Η μεταμόσχευση των πολυδύναμων βλαστικών κυττάρων σε ζώα έχει προκαλέσει σοβαρές παρενέργειες, όπως τον σχηματισμό όγκου.  Επομένως, πριν χρησιμοποιηθούν για την αποτελεσματική αντιμετώπιση των κακώσεων του νωτιαίου μυελού, τα κύτταρα αυτά επεξεργάζονται ώστε να μπορέσουν να διαφοροποιηθούν σε νευρικά προγονικά κύτταρα  − δηλαδή αυτά τα οποία έχουν τη δυνατότητα να διαφοροποιηθούν σε συγκεκριμένα είδη εξειδικευμένων νευρικών κυττάρων.  Μια μελέτη έδειξε ότι μετά από επτά ημέρες από μεταμόσχευση με προγονικά ολιγοδενδροκύτταρα σε αρουραίους με κάκωση στο νωτιαίο μυελό, έγινε επαναμυελίνωση στους άξονες των νευρώνων και οι αρουραίοι μπόρεσαν να κινήσουν τα πόδια τους καλύτερα (Keirstead et al., 2005).  (Keirstead et al., 2005).

Ενήλικα μη-νευρικά βλαστικά κύτταρα

Ενήλικα (ώριμα) μη-νευρικά βλαστικά κύτταρα εξάγονται από διάφορους ιστούς, όπως του μυελού των οστών, του λιπώδη ιστού και του πλακούντα.  Θεωρείται ότι τα κύτταρα αυτά έμμεσα βοηθούν να επιδιορθώσουν την τραυματισμένη περιοχή (βλάβη) του νωτιαίου μυελού.  Πολλές μελέτες αναφέρουν ότι τα ζώα είναι ικανά να κινούνται καλύτερα και να αισθάνονται μετά από μεταμόσχευση τέτοιων κυττάρων (Parr et al., 2007).

Νευρικά βλαστικά κύτταρα

Τα νευρικά βλαστικά κύτταρα εξάγονται από ορισμένα σημεία του νευρικού συστήματος του εμβρύου ή του ενήλικου.  Πολλές μελέτες έχουν δείξει ότι τα μεταμοσχευμένα κύτταρα διαφοροποιούνται σε αστροκύτταρα που βοηθούν νέα νευρικά κύτταρα να αναπτυχθούν (Enzmann et al., 2006; Pfeifer et al., 2006). Η έρευνα που δημοσιεύτηκε πέρυσι προτείνει ότι τα νευρικά βλαστικά κύτταρα μπορούν να επαναπρογραμματίσουν την τοπική φλεγμονώδη αντίδραση σε τραυματισμό (βλάβη), μειώνοντας ένα μέρος των βλαπτικών αμυντικών κυττάρων (όπως τα μακροφάγα), ενώ παράλληλα, προάγοντας την επούλωση στην τραυματική βλάβη του νωτιαίου μυελού (Cusimano et al., 2012). Στις περισσότερες μελέτες που έχουν διερευνήσει την αποκατάσταση μετά από την μεταμόσχευση νευρικών βλαστικών κυττάρων, τα ζώα μπορούσαν να κινήσουν τα πόδια τους καλύτερα.

2) Στρατολογώντας αρχέγονα βλαστικά κύτταρα

Η μεταμόσχευση των βλαστικών  κυττάρων θέλει προσοχή:  απαιτεί μια ευαίσθητη χειρουργική επέμβαση  ακόμα (και στην περίπτωση των εμβρυϊκών και των νευρικών βλαστικών κυττάρων) την πιθανή απόρριψη των νέων εισαχθέντων κυττάρων από το ανοσοβιολογικό σύστημα.  Ενδεχομένως, αυτοί οι κίνδυνοι θα μπορούσαν να αποφευχθούν χρησιμοποιώντας μια εναλλακτική προσέγγιση κατά την οποία φάρμακα δίνουν εντολή στα αρχέγονα νευρικά βλαστικά κύτταρα του τραυματισμένου νωτιαίου μυελού να προάγουν την αποκατάσταση (Barnabé-Heider & Frisén, 2008).

Ακόμα και αν αντιμετωπιστούν οι κίνδυνοι αυτοί, η έρευνα σε αυτή τη πιθανή θεραπεία που είναι γνωστή ως  στρατολόγηση βλαστικών κυττάρων (stem cell recruitment therapy), είναι σε πρόωρο στάδιο και αναμένεται να φανεί αν θα μπορέσει να βοηθήσει στην αποκατάσταση της βλάβης του νωτιαίου μυελού στα ζώα. 

Μικρές αλλαγές μπορούν να κάνουν μια μεγάλη διαφορά

Κατανοώντας τους εμπλεκόμενους μηχανισμούς, δοκιμάζοντας την αποτελεσματικότητα σε ζώα, διεξάγοντας κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους – η δημιουργία μιας θεραπείας είναι μια αργή και πολύπλοκη διαδικασία.  Προς το παρόν τουλάχιστον, η μεταμόσχευση ως θεραπεία κρατάει την μεγαλύτερη υπόσχεση για την αντιμετώπιση της κάκωσης του νωτιαίου μυελού με βλαστικά κύτταρα.  Το 2010, η εταιρεία  Τζέρον (Geron)  στην Καλιφόρνια ξεκίνησε μια κλινική δοκιμή w3 βασισμένη στη προσέγγιση αυτή, όμως διακόπηκε για οικονομικούς λόγους.  Προς το παρόν, το Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο του Μπάλγκριστ (Balgrist) στη Ζυρίχη της Ελβετίας διενεργεί μια δοκιμή χρησιμοποιώντας κύτταρα που προέρχονται από ιστό του ανθρώπινου εγκεφάλου.  Η ελπίδα είναι ότι όταν αυτά μεταμοσχευθούν στην τραυματική βλάβη του νωτιαίου μυελού, τα κύτταρα αυτά ίσως μπορέσουν να εγκαταστήσουν εκ νέου μερικά από τα κυκλώματα που είναι σημαντικά για το νευρωνικό δίκτυο που μεταφέρει πληροφορίες σε όλο το σώμα

Δεδομένη της πολύπλευρης φύσης της κάκωσης του νωτιαίου μυελού, είναι αβέβαιο ότι οποιαδήποτε αγωγή θα μπορέσει να παρέχει μια θεραπεία, αλλά ακόμη και μικρές βελτιώσεις θα έκαναν μεγάλες διαφορές στις ζωές των ασθενών.  Φαντάσου λοιπόν αν ήσουν παράλυτος (ανάπηρος) από το λαιμό και κάτω, όπως τον Κρίστοφερ Ρείβ: να είσαι σε θέση να κινήσεις τους βραχίονες και να πιάσεις (σφίξεις) με τα χέρια σου, θα μπορούσαν να κάνουν τη διαφορά μεταξύ να ζεις μία εξαρτώμενη ή ανεξάρτητη ζωή.   

Ευχαριστίες

Αυτό το άρθρο ήταν βασισμένο σε ένα ενημερωτικό δελτίο που δημιουργήθηκε για το δικτυακό τόπο  Eurostemcell websitew5, και για την δημοσιευμένη  ανασκόπηση  Barnabé-Heider & Frisén (2008).

Ο συγγραφέας θα ήθελε να ευχαριστήσει την Καίτ Ντόχερτι (Kate Doherty) από το Eurostemcell για την βοήθειά της στο σχεδιασμό και την συγγραφή του άρθρου.  Τις ευχαριστίες επίσης στον Δρ Στεφάνο Πλουτσίνο (Dr Stefano Pluchino) του Τμήματος Κλινικών Νευροεπιστημών του Πανεπιστημίου του Κέμπριτζ (Cambridge) του Ηνωμένου Βασιλείου για τις εξειδικευμένες συμβουλές του. 

References

Web References

Resources

  • Για μια ανασκόπηση από ένα από τα DVD του Eurostemcell για τα σχολεία, να δείτε:
  • Το Spinal cord injury: progress and promise in stem cell research (Κάκωση του νωτιαίου μυελού: πρόοδος και υπόσχεση της έρευνας των βλαστικών κυττάρων) είναι ένα σύντομο βίντεο που παρουσιάζει τον εκπρόσωπο ασθενών Ρόμαν Ρίντ (Roman Reed), ασθενή με κάκωση του νωτιαίου μυελού και πρώην παίκτης του φούτμπολ (football).  
  • Η ιστοσελίδα του Εθνικού Ινστιτούτο Νευρολογικών Διαταραχών και Εγκεφαλικών Επεισοδίων διαθέτει αναλυτικές πληροφορίες για την κάκωση το νωτιαίου μυελού.
  • Η Διεθνής Εκστρατεία για Θεραπείες από την Παράλυση της Κάκωσης του Νωτιαίου Μυελού διαθέτει στατιστικά στοιχεία και άλλες πληροφορίες για κακώσεις του νωτιαίου μυελού.

Author(s)

Ο Άντρου Μπράουν (Andrew Brown) είναι απόφοιτος Βιολογίας του Πανεπιστημίου του Μπαθ (Bath) του Ηνωμένου Βασιλείου, με ειδίκευση στην μοριακή και κυτταρική βιολογία. Όταν έληξε η εργασία του με το Science in School, εντάχθηκε στην ομάδα επικοινωνιών και εκδόσεων της Βρετανικής Εταιρείας Ανοσολογίας.

Review

Το άρθρο αυτό επικεντρώνεται στις διαφορετικές συνέπειες της κάκωσης του νωτιαίου μυελού στους ανθρώπους, παρουσιάζοντας πρωτοποριακή επιστήμη και λαμβάνοντας υπ’ όψη πιθανές μελλοντικές θεραπείες που βασίζονται στα βλαστικά κύτταρα.

Μικρότεροι μαθητές (ηλικίας 11-14 ετών) θα μπορούσαν να εμπνευστούν από τον ηθοποιό Κρίστοφερ Ρείβ στην περίπτωση του Σούπερμαν (Superman) για να μελετήσουν το νευρικό σύστημα (π.χ. το αντανακλαστικό τόξο).  Θα ήταν αναγκαίο όμως, η απλοποίηση του κειμένου.

Αυτό το άρθρο θα ήταν ιδιαίτερα κατάλληλο για τους μαθητές της ανώτερης δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης (15-18 ετών) λόγω του βαθμού των λεπτομερειών που παρέχονται.  Θα μπορούσε να συνδεθεί με θέματα που περιλαμβάνουν την ανατομία και την φυσιολογία του νευρικού συστήματος, την φυσιολογία του ανοσοβιολογικού συστήματος, κυτταρικός πολλαπλασιασμός και κυτταρική διαφοροποίηση. Η λίστα με τις προτεινόμενες πηγές συμπληρώνει καλά αυτό το άρθρο. 

Επίσης, το άρθρο αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αφετηρία για διεπιστημονικές ερευνητικές εργασίες που συνδέονται με την φυσική και την χημεία.  Θέματα για τέτοιες εργασίες μπορεί να είναι:  Γιατί τα τραυματισμένα κύτταρα απελευθερώνουν ελεύθερες ρίζες και γιατί είναι επιβλαβείς για τα κύτταρα;  Με ποια μόρια αντιδρούν κυριότερα οι ελεύθερες ρίζες;  Γιατί το οίδημα μειώνει την ικανότητα ανταλλαγής θρεπτικών συστατικών και  μορίων μεταξύ του αίματος και των κυττάρων του νωτιαίου μυελού; Ποια είδη μορίων μπορούν να προωθήσουν την επιδιόρθωση του νωτιαίου μυελού; 

Αυτό το άρθρο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως  βάση για εργασίες κατανόησης και διερεύνησης συμπεριλαμβάνοντας: 

  1. Την διαφοροποίηση μεταξύ πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα από τα μη-νευρικά ενήλικα και τα νευρικά βλαστικά κύτταρα (είτε από ενήλικους είτε από έμβρυα), λαμβάνοντας υπ’ όψη τι πιθανότητά τους να δημιουργούν εξειδικευμένα νευρικά κύτταρα.  Να σχετιστεί το παραπάνω με τον μηχανισμό της γονιδιακής ρύθμισης.

  2. «Τα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα μπορούν είτε να εξαχθούν από τα έμβρυα (εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα) ή να παραχθούν στο εργαστήριο (επαγόμενα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα) από εξειδικευμένα κύτταρα όπως αυτών των κυττάρων του δέρματος.» «Η μεταμόσχευση των πολυδύναμων βλαστικών κυττάρων σε ζώα έχει οδηγήσει στην εμφάνιση σοβαρών παρενεργειών όπως τον σχηματισμό όγκου.»  Να σχετιστούν οι παραπάνω προτάσεις με την διαδικασία της κυτταρικής διαφοροποίησης και της γονιδιακής ρύθμισης.

  3. «Η μεταμόσχευση των βλαστικών κυττάρων είναι επικίνδυνη.  Απαιτεί μια λεπτή χειρουργική επέμβαση (και στην περίπτωση των εμβρυϊκών και των νευρικών βλαστικών κυττάρων) όπου το ανοσοβιολογικό σύστημα μπορεί να απορρίψει τα νέα εισαχθέντα κύτταρα.»  Να εξηγήστε τον βιολογικό μηχανισμό που είναι υπεύθυνο για αυτό το κίνδυνο. 

Betina da Silva Lopes, Portugal

License

CC-BY-NC-ND

Download

Download this article as a PDF