Tüvirakud

Embrüonaalsed tüvirakud

Embrüonaalsed tüvirakud (totipotentsed ehk kõigevõimelised) on saadud blastotsüsti ehk lootepõiekese sisemassi rakkudest. Embrüonaalsed tüvirakud on pluripotentsed ja annavad alguse kolmele põhilisele lootelehele: ektoderm, endoderm ja mesoderm. Nad võivad diferentseeruda enam kui kahesajaks rakutüübiks, mis esinevad täiskasvanud kehas. Pea kõik tüvirakkudega seotud uuringud on läbi viidud kas hiire (mES) või inimese embrüonaalsete tüvirakkudega (hES). Mõlemad vajavad diferentseerumata oleku säilitamiseks väga erinevaid tingimusi. Inimese embrüonaalseid tüvirakke saab tavalistest rakkudest eristada mitmete spetsiifiliste transkriptsioonifaktorite ekspressiooni ja raku pinnaretseptorite abil.
Embrüonaalsed tüvirakud vajavad diferentseerumiseks väga spetsiifilisi signaale. Kui selliseid rakke süstida teise kehasse, siis hakkavad rakud diferentseeruma paljudeks eri rakkudeks, põhjustades nii teatud tüüpi kasvaja, mida nimetatakse teratoomiks.
Embrüonaalsed tüvirakud on oma pluripotentsuse tõttu potentsiaalseks ravimeetodiks regeneratiivmeditsiinis ja kudede taastamiseks haiguse või vigastuse tagajärjel.
Embrüonaalsetele tüvirakkudele omistatakse biomeditsiinis tänapäeval eriline tähtsus.
Inimlootelt saadud embrüonaalsete tüvirakkude kasutamisele uurimisobjektina on esitatud eetilisi vastuväiteid põhjendusega, et selliste tüvirakkude saamiseks lõhutavat blastotsüsti (s.o loode, milles ei ole veel üle 150 raku) võib pidada juba inimeseks.

Täiskasvanud tüvirakud

Täiskasvanud tüvirakud ehk somaatilised tüvirakud ehk keha tüvirakud on diferentseerumata rakud, mis leiduvad mingi koe diferentseerunud rakkude hulgas ning on enamasti multipotentsed. Hoolimata nimest leidub neid ka lastel ning sündimisel saab neid eraldada ka nabaväädist. Pluripotentsed tüvirakud on haruldased, kuid neid leidub mitmes eri koes. Luuüdis leidub rohkelt täiskasvanud tüvirakke. Luuüdis leiduvate tüvirakkude arv kahaneb vanuse kasvades. Täiskasvanud tüvirakke on kasutatud mitmete seljaaju vigastuste, maksatsirroosi ja kroonilise jäsemeisheemia ravimiseks. Lisaks on neid kasutatud leukeemia ja muude sarnaste luu- ja verevähkide ravimiseks. Samuti kasutatakse täiskasvanud tüvirakke veterinaarias kõõluse ja sidekoe vigastuste ravimiseks hobustel.
Täiskasvanud tüvirakkude kasutamine pole nii vastuoluline, kui embrüonaalsete tüvirakkude kasutamine, sest täiskasvanud tüvirakkude saamiseks pole vaja embrüot lõhkuda.

Amniootilised tüvirakud

Multipotentseid tüvirakke leidub ka loote amnioni vedelikus. Need tüvirakud on väga aktiivsed, jagunevad kiiresti ja ei tekita kasvajat. Rooma Katoliku Kiriku õpetus keelab embrüonaalsete tüvirakkude kasutamise, kuid Vatikani ajaleht Osservatore Romano nimetas amniootilisi tüvirakke "meditsiini tulevikuks". 2009. aastal avati esimene amniootiliste tüvirakkude pank, mis teeb koostööd mitmete haiglate ja ülikoolidega üle maailma.

Nabaväädi vere tüvirakud

Teatud tüüpi tüvirakud (CB-SC), mis on saadud nabaväädi verest on multipotentsed: neil on nii embrüonaalsed kui hematopoeetilised omadused. Fenotüübiline klassifikatsioon näitab, et nendel rakkudel on embrüonaalse raku markerid (transkripitsioonifaktorid OCT-4 ja Nanog) ja raku elufaasile iseloomulikud embrüonaalsed antigeenid. Nabaväädi vere tüvirakkudel on potentsiaal ravida autoimmuunhaigusi.

Esilekutsutud pluripotentsus

Indutseeritud pluripotentsed tüvirakud, need pole täiskasvanud tüvirakud, vaid rakud, mis on täiskasvanud organismi diferentseerunud somaatilistest rakkudest inimese poolt ümber programmeeritud nii, et nad omandavad taas pluripotentsuse. Nii saab näiteks hiire naharakkudes indutseerida tüviraku omadusi ja see rakk omakorda signaalide teel diferentseerida spetsialiseerunud rakuks, näiteks munarakuks.

Ravi

Teadlaste arvates on tüvirakkudel potentsiaal drastiliselt muuta tänapäeva meditsiini. Juba praegu suudetakse ravida leukeemiat ja mitmeid vere/luu vähi tüüpe. Loodetakse, et tulevikus saab tüvirakkudega hakata ravima mitmeid haigusi, nagu vähk, Parkinsoni tõbi, seljaaju vigastused, polüskleroos ja lihasevigastused. 
Tüvirakkude kasutamisel jääb siiski risk, et tüvirakud võivad moodustada kasvajaid. Kontrollimatu rakujagunemise korral võivad need kasvajad muutuda ka kantserogeenseks. Isegi siis kui tüvirakud on võetud samalt inimeselt võib tekkida kasvaja, sest mitokondriaalses DNAs toimuvad mutatsioonid palju tihedamini kui inimgenoomis.