మూల కణములనగానేమి? Lockdown Material

ప్ర.  మూలకణములను గురించి వర్ణించి, కణ ఆధారిత
చికిత్సలో మూల కణముల ప్రాధాన్యతను తెలుపుము?

జ.  మూల కణములనగానేమి?

మూలకణములు
అధికపునరుత్పత్తి కలిగి, దేహంలో ఏ రకమైన కణాలనైనా ఏర్పరచగలిగిన శక్తి కల
కణములు.   మూలకణములు పునరుత్పత్తి శక్తి,
విభేధీకృత శక్తి (ఇతర కణములను ఏర్పరచగల శక్తి) కలిగిన కణములు. 

సంయుక్త
బీజకణం సర్వశక్తి కణం (టోటిపొటెంట్ కణము). 
దీని నుంచి ఒక జీవి మొత్తం ఏర్పడుతుంది. 
టోటిపొటెంట్ కణాలనుంచి ప్లూరిపొటెంట్ కణాలు ఏర్పడతాయి.  ఇవి అనేక కణాలను ఏర్పరచగలవు.  ప్లూరిపొటెంట్ కణాలనుంచి మల్టిపొటెంట్ కణాలు
ఏర్పడతాయి.  ఇవి పరిమితమైన కణాలను
ఏర్పరచును.  మల్టిపొటెంట్ కణాల నుంచి
ఒలిగొపొటెంట్ కణాలు, బైపొటెంట్ కణాలు వంటివి ఏర్పడును. 

విభాజిత శక్తి	కణ రకము	మూలకణములు	విభాజితము వలన ఏర్పడు కణములు
టోటిపొటెన్సీ	అన్ని రకాల కణములు	సంయుక్త బీజము	దేహములో ఉండే అన్ని రకాల కణజాలములు
ప్లూరిపొటన్సీ	పిండ త్వచములలోని కణములు తప్ప మిగిలిన అన్ని దేహ కణములు	కృత్రిమంగా పెంచబడే మానవ పిండ మూల కణాలు	జనన స్తరముల కణాలను ఏర్పరచగలవు
మల్టిపొటన్సీ	దేహములో వివిధ రకాల కణాలు	హీమోపాయిటిక్ కణజాలము (రక్తము ను ఏర్పరచే కణజాలం)	అన్ని రకాల రక్తకణాలు, హృదయ, రేఖిత కండర కణాలు, కాలేయ, అస్థి కణాలను ఏర్పరచగలవు
ఒలిగోపొటెన్సీ	దేహములో కొన్ని రకాల కణాలు	మయలాయిడ్ పూర్వ కణము (precursor/ progeniter)	రక్తకణాలలోని 5 రకాల కణాలు, ఉదా.  మోనో సైట్లు, మాక్రోఫేజెస్, ఈసనోఫిల్స్, ఎరిథ్రోసైట్లు, న్యూట్రోఫిల్స్
క్వాడ్రిపొటెన్సీ	4 రకాల కణాలు	మెసెంకైమల్ పూర్వ కణాలు	మృధులాస్థి, క్రొవ్వు కణాలు, అస్థినేర్పరచు కణాలు, స్ట్రోమా కణాలు
బైపొటెన్సీ	2 రకాల కణాలు	పిండ కాలేయ కణాలు	బి.లింఫోసైట్లు, మాక్రొఫేజెస్
యూనిపొటెన్సీ	1 రకపు కణం	మాస్ట్ పూర్వ కణాలు	మాస్ట్ కణాలు
నల్లిపొటెన్సీ	0 కణాలు	విబాజిత చర్యలో చివరగా ఏర్పడు కనాలు	కణవిభజన జరుపుకోలేని కణాలు.ఉదా.ఎర్రరక్త కణాలు

పిండకణాలు
ఎక్కడ ఉంటాయి?

జీవి
దేహములో మూలకణాలు వివిధ రకాలుగా లభిస్తాయి. 
అవి ఎక్కడనుండి లభిస్తాయో అనే దానిని బట్టి మూలకణాలను ఈ విధంగా విభజించారు.

ఎ.
పిండ మూల కణాలు

సంయుక్తబీజం
ముఖ్యమైన మూలకణం.  ఇది అన్నిరకముల
కణజాలాలను ఇచ్చి పిండాన్ని ఏర్పరచును. 
బ్లాస్టోసిస్ట్ దశలో పరదీయకణాలు పిండత్వచాలుగాను, అంతర కణాలు
భ్రూణము(శిశువు) గాను విభాజితమౌతాయి. 
పిండాభివృద్ది ప్రాధమిక దశలనుండి సేకరించిన కణాలను పిండమూలకణాలు
అంటారు.  ఇవి టోటిపొటెన్సీని కలిగి
ఉంటాయి.  పిండము అభివృద్దిచెందే కొద్దీ ఈ
పిండకణాలు తమ టోటిపొటెన్సీ శక్తిని క్రమేపీ కోల్పోతాయి

భ్రూణ
మూలకణాలు

పిండము
తొమ్మిది వారాల వయసువచ్చేసరికి భ్రూణముగా మారును. 
భ్రూణములో ఉండే మూలకణాలు కూడా మల్టి పొటెన్సీని కలిగిఉండి అనేక రకాలైన
కణాలను ఏర్పరచగలవు

జరాయుమూలకణాలు
(Placental Stem
cells):

జరాయువులో
ఉండే మూల కణాలను జరాయు మూలకణాలు అంటారు. 
బొడ్డుతాడు (umbilical cord) లో
కూడా అనేకరకాలైన మూలకణాలు లభిస్తాయి. 
బొడ్డుతాడు లో లభించే మూలకణాలకన్నా జరాయువులో లభించే మూలకణాలు ఎక్కువ
విభేధన శక్తిని కలిగిఉంటాయి

దేహ
మూలకణాలు (Adult Stem
cells)

పిల్లలు,
పెద్దవాళ్ల శరీరాలలో కూడా మూలకణాలు ఉంటాయి. 
వీటిని దేహమూల కణాలు అంటారు. ఏ కణజాలములో లభించే మూలకణాలు ఆ కణజాలాన్ని
మాత్రమే ఏర్పరచగల శక్తిని మాత్రమే కలిగిఉంటుంది. దేహమూలకణాలు దేహములో గాయాలు
మాన్పడం, కణజాల పునరుత్పత్తి వంటి పనులు చేస్తుంటాయి.  దేహమూలకణాలు వివిధ రకాలుగా లభిస్తాయి  అవి

ఎ.
అస్థి మజ్జ:  ఎముకకు రంధ్రం చేసి
అస్థిమజ్జలోని మూలకణాలను సేకరిస్తారు.

బి.
క్రొవ్వు కణజాలము (Adipose
tissue-lipid cells): లిపోసక్షన్ పద్దతి ద్వారా క్రొవ్వు మూలకణాలను
సేకరిస్తారు

సి.
రక్తము:  దాత శరీరమునుండి సేకరించిన
రక్తమును ఒక యంత్రముద్వారా పంపించినపుడు, ఆ రక్తములో ఉండే మూలకణాలను ఆ యంత్రము
వేరుచేస్తుంది. 

          రక్తములో ఉండే మూలకణాలు  మల్టిపొటెన్సీని కలిగిఉంటాయి.  ఇవి వివిధరకాలైన రక్తకణాలను ఏర్పరచును.

`

పై
రకాలుగానే కాక దేహమూలకణాలను ఈ క్రింది విధాలుగా కూడా సేకరిస్తారు

• సంతానసాఫల్య కేంద్రాలలో మిగిలిపోయిన లేదా చనిపోయిన
  పిండాలనుంచి


• ప్రయోగశాలలో కృత్రిమంగా ఫలదీకరింపబడిన అండాలనుంచి


• హాస్పటల్స్ లలో అబార్షన్ ద్వారా వచ్చిన పిండాలనుంచి


• చనిపోయిన లేదా బతికున్న వ్యక్తుల నుంచి


• చనిపోయిన ఇరవై గంటలలో గా ఆ శవం నుంచి సేకరించిన
  సెరిబ్రొస్పైనల్ ద్రవం నుంచి 

పిండమూల
కణాలకు  దేహమూల కణాలకు మధ్య కల భేధాలు:

• పిండమూలకణాలు దేహంలోని అన్ని రకాల కణాలను ఏర్పరచగలవు


• దేహమూలకణాల శక్తి పరిమితమైనది.  ఇది దేహములోని అన్ని రకాల కణాలను
  ఏర్పరచలేవు. 


• పిండమూలకణాలను కృత్రిమంగా ప్రయోగశాలలో చాలా సులభంగా
  పెంచవచ్చును


• దేహమూలకణాలను ప్రయొగ శాలలో పెంచటం చాలా కష్టతరము

దేహములో
మూలకణాల విధులు

మూలకణాలు
దేహములో రెందు ప్రధాన విధులు నిర్వహిస్తాయి

• అభివృద్ధి:  సంయుక్తబీజము అతి గొప్ప మూలకణము.  ఇది టోటిపొటెన్సీ కలిగి ఉండి అన్ని రకాల
  కణాలను ఏర్పరచి పిండముగా అభివృద్ది చెందును


• కణజాల పునరుత్పత్తి, మరమత్తు:  దేహమూలకణాలు
  దైహిక కణజాల పునరుత్పత్తికి మరియు గాయాలు మాన్పటంలోను సహాయపడును.  చర్మ, రక్తకణాలు దేహములో నిరంతరమూ
  మూలకణాలనుండి ఉత్పత్తి చేయబడుతూంటాయి. 
  

మూలకణముల
అనువర్తనాలు/ఉపయోగాలు

వివిధ రోగాల చికిత్సలో 
మూలకణాల వినియోగం ప్రస్తుతం విరివిగా జరుగుతున్నది.  జన్యు రహస్యాలను కనుగొనటంలోను, కొత్త ఔషదాల
తయారీలో మూలకణాలు ప్రాధాన్యత రోజు రోజుకు పెరుగుచున్నది.

మూల
కణ చికిత్స

గాయపడిన
లేక జబ్బు పడిన కణజాలములోకి మూలకణాలను ప్రవేశపెట్టటం ద్వారా అందించే చికిత్సను మూలకణ
చికిత్స అంటారు.

ఆధునిక
వైద్య రంగంలో మూలకణాలను ఉపయోగించి, కాన్సర్, టైప్ 1  డయాబెటిస్, పార్కిన్ సన్ డిసీజ్, హంటింటన్
డిసీజ్, గుండెపోటు, కండర క్షీణత, నాడీసంబంధిత వ్యాధులు వంటి వివిధ వ్యాధులకు
చికిత్స చేయుచున్నారు. 

పార్కిన్
సన్ వ్యాధి చికిత్సలో మూల కణముల పాత్ర:

నాడీ
కణముల విచ్చిన్నత వలన మానవునిలో వచ్చు వ్యాధే పార్కిన్ సన్స్ వ్యాధి.  వ్యక్తిలో కదలికలు తగ్గిపోతాయి. అతి కష్టము మీద
రోగి కదలగలుగుతాడు.  మెదడులో డొపమైన్ అనే
పదార్ధమును ఉత్పత్తి చెయు కణజాలము కృశించిపోతుంది. డోపమైన్ శరీరకదలికలను
నియంత్రిస్తుంది. 

పార్కిన్
సన్స్ వ్యాధి నయం చేయాలంటే డోపమైన్ ను విడుదల చేసే కణజాలమును పునరుత్పత్తి
చేయించాలి.  

ఇప్పటి
వరకు 350 పార్కిన్
సన్స్ వ్యాధి గ్రస్తులకు పిండమూల కణములను మెదడులోనికి అందించగా, చాలా మందిలో
వ్యాధి లక్షణాలు తగ్గుముఖం పట్టాయి. 
కొంతమందిలో మందుల అవసరం లేకుండానే సాధారణ జీవితాన్ని సాగిస్తున్నారు
కూడా.  ఇది పిండమూల కణముల విజయంగా
చెప్పుకొన వచ్చును. 

  ఈ ప్రయోగాలలో వినియోగించిన పిండకణాలు మెదడు
కణాలతో మమేకం అయిపోవటమే కాక, అక్కడ విభజనలు చెంది, డోపమైన్ ను ఉత్పత్తి చేయటం
మొదలు పెట్టాయి. మొదట ఎలుక పిండమూలకణాలను వినియోగించి ప్రయోగాలలో ఎలుకలలో
కలిగించిన పార్కిన్ సన్స్ వ్యాధిని ప్రయోగ పూర్వకంగా చికిత్స చేసారు.  ఆ తరువాత మానవ పిండ మూల కణాలను వినియోగించి
మానవులలో ఈ వ్యాధిని నయంచేయటం జరిగింది. 

మూలకణముల
మార్పిడి వలన వచ్చు వ్యాధినిరోధక సంబంధిత ప్రతిచర్యలను (tissue rejection) అధికమించటానికి  స్వజాతీయ మూల కణాలను వినియోగించవచ్చును.  నాడీ సంబంధ మూలకణాలు, హీమోపాయిటిక్ మూల కణాలు ఈ
ప్రక్రియలో అధిక ప్రాధాన్యత కలిగి ఉన్నాయి. 

మధుమేహ
చికిత్సలో మూల కణముల పాత్ర

రక్తములో
గ్లూకోజ్ పరిమాణము ను ఇన్సులిన్ అనే హార్మోను నియంత్రిస్తుంది.  క్లోమములోని లాంగర్ హాన్స్ పుటికలు (Islets of Langerhan’s)
లో ఉండే బీటా కణాలు ఈ ఇన్సులిన్ ను స్రవిస్తాయి. 
ఈ ఇన్సులిన్ ఉత్పత్తి క్షీణించటం వలన రక్తములో గ్లూకోజ్ స్థాయి
పెరిగిపోతుంది.  అట్టి వ్యాధిని
డయాబెటిస్/మధుమేహము అంటారు. 

టైప్
1 రకానికి చెందిన డయాబెటిస్ లో ఇన్సులిన్ ను ఉత్పత్తి
చేసే బీటా కణాలు  విచ్చిన్నానికి
గురవుతాయి.  తద్వారా శరీరములో ఇన్సులిన్
ఉత్పత్తే జరగదు.  ఇట్టి వ్యాధి గ్రస్తులకు
ప్రస్తుతము ప్రతీరోజు క్రమం తప్పకుండా ఇన్సులిన్ ఇంజక్షన్ రూపములో ఇచ్చి వైద్యం
చేయుచున్నారు.  కొన్ని అసాధారణ
పరిస్థితులలో దాత నుంచి సేకరించిన క్లోమాన్ని కాని లాంగర్ హెన్స్ పుటికలను కానీ
రోగి శరీరంలోకి ట్రాన్స్ ప్లాంట్ చేయటం ద్వారా ఈ వ్యాధిని నయం చేయుచున్నారు.  కానీ ఈ పద్దతి ఖరీదైనది, ప్రమాదకరమైనది అంతే
కాక ప్రస్తుతం ఉన్న రోగులందరికీ ఈ పద్దతిద్వారా నయం చేయాలంటే కోట్ల సంఖ్యలో  అవసరపడే క్లోమాల  సేకరణ సాద్యం కాదు. 

మూల
కణాలు – మధుమేహము:  దాత దేహమునుంచి సేకరించే
క్లోమాల బదులు, మూలకణాలను ఉపయోగించి ప్రయోగశాలలో బీటా కణాలను ఉత్పత్తి చేసి వాటిని
రోగి శరీరంలో ప్రవేశ పెట్టటం చాలా సులభము. 

మానవ
పిండమూలకణాలను బీటాకణాలుగా విభేధన జరిపించి వాటిని డయాబెటిక్ వ్యాధి గ్రస్తుని
క్లోమములో కి ఇంజెక్ట్ చేస్తారు.  అవి
అక్కడ విభజన చెంది, ఇతర క్లోమకణాలతో మమేకమై, ఇన్సులిన్ ను ఉత్పత్తి చేయటం మొదలు
పెడతాయి.  శాస్త్రజ్ఞ్లులు ఈ రకమైన
ప్రయోగాన్ని ఎలుకలలో చేసి విజయవంతమైనారు.

రోగి
శరీరములో ఉన్న మూలకణాలను ఉత్తేజపరచటం ద్వారా వాని క్లోమములో కొత్త బీటా కణముల
ఉత్పత్తి చేయటం మరింత సులువైన పద్దతి అని 
మరికొంత మంది శాస్త్రజ్ఞులు భావిస్తున్నారు.  ఈ పద్దతిలో మొట్ట మొదటి సవాలు, రోగి క్లోమములో
ఉండే  మూలకణములను గుర్తించటం.  ఎలుకల క్లోమములో బీటా కణములను ఉత్పత్తి చేయగల
మూలకణాలను గుర్తించటం జరిగింది.  వీటిని
ఉత్తేజ పరచే (బీటాకణములను తయారుచేయటానికి) ఔషదాలను కనుగొనటం లో పరిశోధనలు
జరుగుతున్నాయి. 

మానవ
పిండమూల కణాలనుంచి తయారు చేసిన బీటా కణాల వినియోగం త్వరలోనే అందుబాటులోకి
రానున్నది.  ఇవి మానవశరీరంలో తిరిగి
విచ్చిన్నం కాకుండా ఉంచటం అనేది శాస్త్రజ్ఞుల ముందున్న మరొక సవాలు.  అంతే కాక ఇట్టి బీటా కణాలు రక్తములోని చక్కెరల
స్థాయికి అనుగుణంగా అవసరానికి తగినట్లు ఇన్సులిన్ ఉత్పత్తి చేయగలగాలి. 

మూలకణాలతో
చికిత్స చేసే వివిధ వ్యాధులు

చర్మ
మార్పిడి

కాలిన/గాయపడిన
బాధితులకు జరిపే చర్మ మార్పిడి చికిత్స, 
మూలకణ చికిత్సలలో అత్యంత విజయవంతమైనది. 
మూలకణాలను ప్రేరేపించి చర్మకణాలను ప్రయోగశాలలో తయారుచేయటం దశాబ్దకాలంగా
జరుగుతున్నది.  ఇట్టి చర్మాన్ని బాధితుల
శరీరంపై అంటించి కాలిన మచ్చలు లేకుండా సమర్ధవంతంగా చికిత్స చేయగలుగుతున్నారు. 

వెన్నెముక
గాయాలు/నాడీసంబంధ
వ్యాధులు (Spinacord injuries)

మెదడులో
నాడీమూలకణాలు ఉంటాయి.  మెదడుకి జరిగిన
గాయాలకు, పక్షవాతరోగులకు, నాడీకణాల విచ్చిన్నత జరిగిన రోగులకు (ఉదా. పార్కిన్సన్
వ్యాధి), వెన్నెముక గాయపడిన వారికి ఈ నాడీ మూల కణాలను అందించటం ద్వారా చికిత్స
జరుపుచున్నారు. 

2003 లో కొరియాలో జరిగిన ఒక ఆపరేషన్ లో,   మానవ బొడ్డుతాడు నుంచి సేకరించిన  మూలకణాలను వెన్నెముక గాయపడిన వ్యక్తికి
ట్రాన్స్ ప్లాంట్ చేసారు.  ఆ వ్యక్తి ఆ
తరువాత పూర్తిగా గాయం నుంచి నయమై తనంతట తాను నడవగలిగే స్థితికి చేరుకోవటం
జరిగింది.

గుండె
జబ్బులు

మయోకార్డియల్
ఇన్ ఫార్ క్షన్
(గుండె పోటు) కు మూలకణ చికిత్స ప్రస్తుతము అయిదు దేశాలలో అమలవుతున్నది.  ఈ పద్దతిలో మూలకణాలను జబ్బుపడిన గుండెకు
అందించటం ద్వారా  --- ఎ. కొత్త గుండె
కండరకణాలు ఉత్పత్తి అగుచున్నవి.  బి.
పాడయిన గుండె భాగానికి కొతరక్తనాళాలు ఏర్పది రక్తప్రసరన
పునరుద్దరింపబడుచున్నది. 

అంధత్వ
నివారణ

శాస్త్రజ్ఞులు
కార్నియల్ మూలకణాలను కంటిలోకి పంపించటం ద్వారా అంధనేత్రాలకు చూపును
తెప్పించగలిగారు.  అబార్షన్ జరిగిన పిండాల
నేత్రాలనుండి కార్నియల్ మూలకణాలను సేకరించి వాటిని అంధ నేత్రాల లో ప్రవేశపెట్టారు.  ఈ చికిత్స ద్వారా అంధనేత్రాలలో కార్నియా
కణజాలము ఏర్పడి చూపు వచ్చింది.  ఆ విధంగా 2005 లో క్వీన్ విక్టోరియా హాస్పటల్, లండన్ నందు మొత్తం 44 మందికి చూపు రప్పించటం జరిగిమ్ది.

ఆటో
ఇమ్యూన్ వ్యాధులు

రోగనిరోధక
వ్యవస్థ స్వీయ (సొంత) కణాలను నాశనం చేయటాన్ని ఆటో ఇమ్యూన్ వ్యాధి అంటారు.  నాశనం చేయబడే వివిధ కణజాలాల్ని బట్టి వివిధ
పేర్లు ఉంటాయి.  మల్టిపుల్ స్క్లీరోసిస్,
టైప్ 1
డయాబెటిస్, రుమటాయిడ్ ఆర్థ్రైటిస్, క్రోన్స్ వ్యాధి, సిస్టెమిక్ ల్యుపస్,
సిస్టెమిక్ స్క్లిరోసిస్ వంటి వ్యాధులకు ప్రస్తుతం మూలకణ చికిత్స అందిస్తున్నారు.

కాన్సర్



కాన్సర్ ను జయించటానికి మూలకణ చికిత్స పద్దతులను అనేకము
ప్రస్తుతము ప్రయోగస్థాయిలలో ఉన్నవి కొన్నింటిని ఇప్పటికే విజయవంతముగా జరుపు
తున్నారు.  ఉదా;  రక్తకణాలకు సంబంధించిన లుకేమియా అనే కాన్సరు
చికిత్సలో చాలా కాలమునుండి అస్థిమజ్జ మార్పిడి జరుపుతున్నారు.  అస్థిమజ్జలో ఉండే హీమోపాయిటిక్ మూలకణాలు
లుకేమియా ను నయం చేయటం లో సహాయపడతాయి.  

చికిత్సా
విధానంగా క్లోనింగ్

దైహిక
కేంద్రకాన్ని అండములోకి  చొప్పించటం ద్వారా
డాలీ అనే క్లోన్డ్ గొర్రె ను సృష్టించారు. 
ఈ ప్రయోగానికే కొన్ని మార్పులు చేసి మానవ అంగాల ఉత్పత్తికి వినియోగించటానికి
భవిష్యత్తులో ఉండే అవకాశాలను శాస్త్రజ్ఞులు 
అన్వేషిస్తున్నారు.

          రోగి
DNA ను కేంద్రకము తొలగింపబడిన ఒక అండములోకి
ప్రవేశపెడతారు.  ఈ అండము విభజన లు
జరుపుకొనేలా చేస్తారు.  ఆ విభజనల ద్వారా
వచ్చిన మూలకణాలను (పిండమూలకణాలు టోటిపొటెన్సీని కలిగి ఉంటాయి) రోగి శరీరంలో
ప్రవేశపెట్టి  జబ్బుపడిన అవయువాల
పునరుత్పత్తి /బాగుచేయటం చేస్తారు. 
(బొమ్మలో చూపిన విధంగా కిడ్నీలు కావొచ్చు).   ఈ పద్దతినే 
థెరాప్యూటిక్ క్లోనింగ్ అంటారు.

ముగింపు

మూలకణాలు
వైద్యరంగానికి చాలా శక్తివంతమైన ఆయుధాలుగా భవిష్యత్తులో మారబోతున్నాయి.  అంతే కాక మూలకణాలను ఉపయోగించి శాస్త్రజ్ఞులు
వివిధ అంగాల కణజాలాలను ఉత్పత్తి చేసి, వివిధ రోగాల లక్షణాలను, వివిధ మందుల
ప్రభావాలను అధ్యయనం చేయటం చాలా సులభతరమయ్యింది. 

భవిష్యత్తులో
రోగి శరీరం నుంచే కొన్ని కణాలను తీసుకొని ప్రయోగశాలలో కావలసిన కణజాలాలను ఉత్పత్తి
చేసి వాటిని తిరిగి మరల రోగి శరీరంలో ప్రవేశపెట్టటం ద్వారా అనేక ప్రాణాంతక
వ్యాధులు నయం చేసే పరిస్థితులు దగ్గరలోనే ఉన్నాయి.