מחקר תאי גזע נעשה חשוב יותר ויותר מכיוון שניתן להשתמש בתאים אלה לטיפול במגוון מחלות. תאי גזע הם תאים לא מיוחדים בגוף שיש להם יכולת להתפתח לתאים ייעודיים ספציפיים איברים או להתפתח לרקמות. שלא כמו תאים מיוחדים, לתאי גזע יש יכולת להעתיק אותם מחזור תאים פעמים רבות, לפרקי זמן ארוכים. תאי גזע נגזרים מכמה מקורות בגוף. הם נמצאים ברקמות גוף בוגרות, בדם טבורי, ברקמות העובר, בשליה ובתוך עוברים.
תאי גזע מתפתחים לרקמות ואיברים בגוף. בכמה סוגי תאים, כגון עור רקמות ו מוח רקמות, הם יכולים להתחדש גם כדי לסייע בהחלפת תאים פגומים. תאי גזע Mesenchymal, למשל, ממלאים תפקיד חיוני בריפוי והגנה על רקמות פגומות. תאי גזע מזנקימליים נגזרים מח עצם ולהוליד תאים היוצרים התמחות רקמות חיבור, כמו גם תאים התומכים בהיווצרות של דם. תאי גזע אלה קשורים לשלנו כלי דם ולעבור לפעולה כאשר כלי נפגע. תפקוד תאי הגזע נשלט על ידי שני מסלולים חשובים. מסלול אחד מאותת על תיקון תאים, ואילו השני מעכב תיקון של תאים. כאשר התאים נשחקים או נפגעים, אותות ביוכימיים מסוימים מעוררים תאי גזע בוגרים להתחיל לעבוד לתיקון רקמות. ככל שאנו מתבגרים, תאי הגזע ברקמה הישנה נעצרים על ידי איתותים כימיים מסוימים להגיב כפי שהיו רגילים. מחקרים הראו, עם זאת, כאשר הם ממוקמים בסביבה התקינה ונחשפים לאותות המתאימים, רקמות ישנות יכולות לתקן את עצמה שוב.
איך תאי גזע יודעים לאיזה סוג רקמה להפוך? לתאי גזע יש יכולת להתמיין או להפוך לתאים מיוחדים. בידול זה מוסדר על ידי אותות פנימיים וחיצוניים. תא של גנים לשלוט על האותות הפנימיים האחראים לבידול. אותות חיצוניים השולטים בבידול כוללים ביוכימיקלים המופרשים על ידי אחרים תאים, הנוכחות של מולקולות בסביבה ומגע עם תאים סמוכים. מכניקת תאי גזע, הכוחות התאים המפעילים על החומרים אליהם הם במגע, ממלאים תפקיד מכריע בבידול של תאי גזע. מחקרים הראו שתאי גזע מזנכימליים אנושיים בוגרים מתפתחים עצם תאים כאשר מעובדים אותם על פיגום או תאי גזע נוקשים יותר. כשגדלים אותם על מטריצה גמישה יותר, התאים הללו מתפתחים שמן תאים.
למרות שמחקר תאי גזע הוכיח הבטחה רבה לטיפול במחלות אנושיות, אין זה מחלוקת. חלק ניכר ממחלוקת תאי הגזע מתרכז סביב השימוש בתאי גזע עובריים. הסיבה לכך היא שעוברים אנושיים נהרסים בתהליך השגת תאי גזע עובריים. ההתקדמות במחקרי תאי גזע, עם זאת, הניבה שיטות להניע אחרים סוגי תאי גזע לקחת את המאפיינים של תאי גזע עובריים. תאי גזע עובריים הם פלוריפוטנטיים, כלומר הם יכולים להתפתח כמעט לכל סוג של תא. החוקרים פיתחו שיטות להמרת תאי גזע בוגרים לתאי גזע המושרשים (iPSC). תאי גזע בוגרים אלו ששונו גנטית מתבקשים לתפקד כתאי גזע עובריים. מדענים מפתחים כל הזמן שיטות חדשות לייצור תאי גזע מבלי להשמיד עוברים אנושיים. דוגמאות לשיטות אלה כוללות:
יש צורך במחקר תאי גזע על מנת לפתח טיפולי תאי גזע במחלות. טיפול מסוג זה כרוך בהנעה של תאי גזע להתפתחות לסוגים ספציפיים של תאים לצורך תיקון או התחדשות של רקמות. ניתן להשתמש בטיפול בתאי גזע לטיפול באנשים עם מספר מצבים כולל טרשת נפוצה, עמוד שדרה פציעות, מערכת עצבים מחלות, מחלות לב, התקרחות, סוכרת ומחלת פרקינסון. טיפול בתאי גזע עשוי אף להיות אמצעי אפשרי לסייע בשימור מינים בסכנת הכחדה. א מחקר באוניברסיטת מונאש עולה כי החוקרים גילו דרך לעזור לנמר השלג בסכנת הכחדה על ידי ייצור iPSCs מתאי רקמת אוזניים של נמרדי שלג בוגרים. החוקרים מקווים שיוכלו לשדל את תאי ה- iPSC לתהליך היווצרותם גמטות להתרבות העתיד של בעלי חיים אלה דרך שיבוט או שיטות אחרות.