Výskum kmeňových buniek je čoraz dôležitejší, pretože tieto bunky sa môžu používať na liečbu rôznych chorôb. Kmeňové bunky sú nešpecializované bunky tela, ktoré majú schopnosť vyvinúť sa do špecializovaných buniek pre konkrétne orgány alebo sa vyvinú do tkanív. Na rozdiel od špecializovaných buniek majú kmeňové bunky schopnosť replikácie bunkový cyklus mnohokrát, na dlhú dobu. Kmeňové bunky sú odvodené z niekoľkých zdrojov v tele. Nachádzajú sa v zrelých telesných tkanivách, pupočníkovej krvi, fetálnom tkanive, placente a vo vnútri embryí.
Kmeňové bunky sa vyvíjajú do tkanív a orgánov v tele. V niektorých typoch buniek, napr koža tkanivo a mozog tkaniva, môžu sa tiež regenerovať, aby pomohli nahradiť poškodené bunky. Napríklad mezenchymálne kmeňové bunky zohrávajú dôležitú úlohu pri hojení a ochrane poškodeného tkaniva. Mesenchymálne kmeňové bunky sú odvodené od kostná dreň a vznikajú bunky, ktoré sa tvoria špecializované spojivové tkanivá, ako aj bunky, ktoré podporujú tvorbu krvný. Tieto kmeňové bunky sú spojené s našimi
cievy a ak dôjde k poškodeniu ciev, uvedie sa do činnosti. Funkcia kmeňových buniek je riadená dvoma dôležitými cestami. Jedna dráha signalizuje opravu buniek, zatiaľ čo druhá inhibuje opravu buniek. Keď sa bunky opotrebujú alebo poškodia, určité biochemické signály spúšťajú dospelé kmeňové bunky, aby začali pracovať na oprave tkaniva. Ako starneme, kmeňové bunky v staršom tkanive sú inhibované určitými chemickými signálmi z reakcie tak, ako by normálne boli. Štúdie však ukázali, že ak je staršie tkanivo umiestnené v správnom prostredí a vystavené príslušným signálom, môže sa znovu opraviť.Ako kmeňové bunky vedia, aký typ tkaniva sa má stať? Kmeňové bunky majú schopnosť diferencovať alebo transformovať sa na špecializované bunky. Táto diferenciácia je regulovaná vnútornými a vonkajšími signálmi. Bunka gény riadi vnútorné signály zodpovedné za diferenciáciu. Externé signály, ktoré kontrolujú diferenciáciu, zahŕňajú biochemické látky vylučované inými bunky, prítomnosť molekuly v prostredí a kontakt s okolitými bunkami. Mechanizmus kmeňových buniek, sily, ktoré bunky vyvíjajú na látky, s ktorými sú v kontakte, hrajú kľúčovú úlohu pri diferenciácii kmeňových buniek. Štúdie ukázali, že dospelé ľudské mezenchymálne kmeňové bunky sa vyvíjajú kosť bunky, keď sa kultivujú na tuhšom skelete kmeňových buniek alebo matrici. Keď sa pestujú na flexibilnejšej matrici, tieto bunky sa vyvinú tuk buniek.
Aj keď výskum kmeňových buniek ukázal veľa sľubných pri liečbe ľudských chorôb, nie je to kontroverzia. Väčšina výskumu kmeňových buniek sa sústreďuje na využívanie embryonálnych kmeňových buniek. Dôvodom je skutočnosť, že ľudské embryá sa ničia v procese získavania embryonálnych kmeňových buniek. Pokroky v štúdiách kmeňových buniek však priniesli metódy na indukciu iných typy kmeňových buniek na prevzatie charakteristík embryonálnych kmeňových buniek. Embryonálne kmeňové bunky sú pluripotentné, čo znamená, že sa môžu vyvinúť na takmer akýkoľvek typ bunky. Vedci vyvinuli metódy na konverziu dospelých kmeňových buniek na indukované pluripotentné kmeňové bunky (iPSC). Tieto geneticky zmenené dospelé kmeňové bunky sú vyzvané, aby fungovali ako embryonálne kmeňové bunky. Vedci neustále vyvíjajú nové metódy na generovanie kmeňových buniek bez ničenia ľudských embryí. Príklady týchto metód zahŕňajú:
Výskum kmeňových buniek je potrebný na vývoj liečby kmeňových buniek pri liečbe choroby. Tento typ terapie zahŕňa podnietenie kmeňových buniek, aby sa vyvinuli do špecifických typov buniek na opravu alebo regeneráciu tkaniva. Liečba kmeňovými bunkami by sa mohla použiť na liečbu jedincov s celým radom stavov vrátane roztrúsenej sklerózy, miecha poranenia, nervový systém choroby srdcové, plešatosť, cukrovka a Parkinsonova choroba. Kmeňová bunková terapia môže byť dokonca potenciálnym prostriedkom ochrany ohrozené druhy. Univerzita Monash naznačuje, že vedci našli spôsob, ako pomôcť ohrozenému leopardovi produkujúcemu iPSC z buniek ušného tkaniva dospelých leopardov. Vedci dúfajú, že budú schopní prinútiť bunky iPSC k formovaniu gaméty pre budúcu reprodukciu týchto zvierat prostredníctvom klonovanie alebo iné metódy.