Стволовые клетки как получают: Такие разные стволовые клетки

Содержание

О технологии получения стволовых клеток

На самом деле получать (в смысле, искусственно синтезировать) стволовые клетки не нужно. Все, что есть у человека, используется в «первозданном» виде. Перед учеными стоит несколько задач: получение, выделение, обогащение, контрольная проверка и использование или длительное хранение. Постараемся в общих чертах простыми словами пояснить, что происходит на каждом этапе.

Получение

В настоящее время известны несколько источников стволовых клеток. Это красный костный мозг взрослого человека или ребенка, в том числе свой собственный. В первом случае мы имеем дело с аллотрансплантацией, а во втором – с аутоторансплантацией. Красный костный мозг является основным источником стволовых клеток, которые используют, главным образом, для его пересадки. Необходимость в этом возникает при различных злокачественных заболеваниях крови.

Второй источник стволовых клеток – это жировая ткань и другие ткани с хорошим кровоснабжением. Из нее выделяются мезенхимальные клетки, но они используются только в научных экспериментах, поскольку они встречаются также в красном костном мозге.

Второй реальный источник стволовых клеток – это пульпа молочных зубов, которые выпадают в детстве. Там находятся те же самые мезенхимальные стволовые клетки организма, но, как считается, их потенциал к трансформации в другие ткани и клеточные массивы организма более высок. Забор стволовых клеток из молочных зубов происходит или сразу их выпадения либо путем бережного удаления после выяснения, что зуб шатается, и его жизнь подошла к концу.

Третий, самый популярный источник стволовых клеток организма, – это пуповинная кровь. Как известно, после рождения малыша и пересечения пуповины она становится «ничьей» и подлежит утилизации согласно правилам утилизации биологических отходов. Именно из пуповины после ее отделения от материнского организма и организма малыша и производится

забор пуповинной крови. Количество крови составляет от 40 до 80 мл, и из нее можно получить значительное количество стволового концентрата.

Нелегальные способы получения

Дальше, в принципе, может использоваться фетальный и эмбриональный материал. Однако законодательство практически всех стран запрещает использовать материал, полученный при абортах в коммерческих целях, поскольку это способствует резкому росту криминальных абортов, появлению подпольных клиник, нацеленных на получение прибыли, и другим, связанным с этими проблемами трудностям. Но, несмотря на это, подобные услуги низкого качества оказываются в ряде стран. Среди популярных видов трансплантации стволовых клеток, полученных преступным путем, – операции по «омоложению», а также попытки лечить онкологические заболевания в тех случаях, когда все другие возможности исчерпаны.

Контрольная проверка

Каждая уважающая себя лаборатория, имеющая безупречную международную репутацию, например Cofrance, связанная с родильными домами и банками хранения стволовых клеток пуповинной крови, проводит дополнительную проверку полученного нативного, или свежего, материала. Проверка в основном сводится к исследованию на опасные болезни, которые передаются трансмиссивным путем, то есть с помощью передачи крови и ее компонентов, к которым юридически и относятся стволовые клетки.

В обязательном порядке кровь перепроверяется на ВИЧ-инфекцию, вирусные гепатиты, а также проводится подтверждение группы крови и резус-фактора. Здесь имеются юридические особенности: конечно, если у донора-малыша имеется вирусный гепатит, и его кровь инфицирована, он может всю жизнь выделять вирус, болеть долгие годы, и будет совсем не против, чтобы ему ввели его собственные клетки.

Но лабораториям запрещено иметь дело с контагиозными биологическим средами. Для этого существуют специальные лаборатории, в частности, в институте вирусологии. Самое главное, что подобная инфицированная кровь не может находиться вместе с другими образцами, полученными от здоровых доноров. Спустя много лет этот эпизод может забыться, и если такие стволовые клетки введут другому человеку (по решению заказчика, например, его брату), то возможно грандиозное судебное разбирательство вследствие заражения, вызванного применением биологического препарата.

Стволовые клетки и их значение в современной медицине (часть 2)

Благодаря своей не дифференцировке их возможности для организма остаются незаменимыми. В организме человека они дифференцируются в определенный тип клеток. Использование стволовых клеток в современной медицине позволяет не только их размножению, а и дифференцировке в определенный тип клеток и тканей, которые необходимы для оказания помощи клетке.

История применения стволовых клеток

Эмбриональные клетки в нашей стране используется с 1998 года, когда впервые их выявили с эмбрионов пар, проходящих экстракорпоральное оплодотворение, и которые не были заинтересованы в своих оставшихся эмбрионах.

Ранее в лечении Паркинсонизма и диабета использовались абортивные ткани. Но, использование такого метода вызывало ряд противоречий среди ненавистников абортов. Зачастую женщины шли на аборт ради спасения жизни близких людей. На сегодня такой вид получения стволовых клеток применяется очень редко.

Использование стволовых клеток, полученных из крови пуповины, нашло более массовое применение в нашей стране. В результате большого количества стволовых клеток, определяемых в плаценте и пуповинной крови плода – использование их стало одним из ведущих в терапии многих заболеваний. Этот метод является неинвазивным и безопасным для плода, при условии, что количество пуповинной крови, взятое на исследование, не превышает 100 мл.

В среднем один образец обеспечивает потребности в стволовых клетках одного малыша или небольшого человека. Для адекватной терапии взрослого нужно порядка 25 образцов крови, сосредоточенных в хранилище стволовых клеток.

Как берут стволовые клетки

Как осуществляется забор стволовых клеток из пуповины, мы разберем немного ниже. Итак, все довольно просто: после пересечения пульсирующей пуповины – ее перерезают, вводят иглу, присоединенную к пластиковому контейнеру, в пупочную вену, в результате кровь под давлением поступает в предназначенный стерильный контейнер, при этом кровь матери и плода в контейнер вовсе не попадают. В случае ВИЧ инфекции или гепатита получение стволовых клеток не проводится. Если Вы все – таки решили собрать стволовые клетки для своего ребенка или его родных братьев и сестер, то Вам следует обратиться в Гемобанк, где получите набор для сбора крови, получившей с пуповины, состоящего из одноразового набора для сбора крови, соответствующей документации и пластиковый контейнер, предназначенный для транспортировки ее в банк.

Зачем берут стволовые клетки из пуповины

Зачем стволовые клетки из пуповины, изъятые после рождения ребенка, нужны? Это является определенной страховкой в случае, если родители хотят предохранить малыша от препятствий и проблем со здоровьем в будущем, или в случае, когда в семье есть ребенок, требующий пересадки стволовых клеток, а также наличие заболеваний генетического характера в семье или предрасположенность к ним, требующих для лечения использование стволовых клеток.

Как хранят стволовые клетки

Стволовые клетки в пуповине выделяются после доставки материала в банк лабораторным путем, самостоятельно или курьером, помещенной в емкость для транспортировки, в гемобанк, но не позже суток после забора. Затем специалисты лаборатории, соблюдая все мировые требования и условия изъятия стволовых клеток, диагностируют их на присутствие инфекций, определяют групповую и резус принадлежность и получают концентрат клеток в строгих стерильных условиях, а затем течении пяти дней родителей информируют о количестве и качестве полученных стволовых клеток.

Эта процедура мало известна среди населения, ведь для их хранения требуются определенные условия и затраты, которые родители обязаны оплатить лаборатории. Родители должны понимать, что если в семье присутствуют случаи заболеваний крови или старший ребенок требует пересадки стволовых клеток, то тогда использование стволовых клеток, полученных из пуповинной крови, является неотъемлемым условием, при этом важно понимать, что забор ее совсем безболезненный и безвредный как для новорожденного, так и для матери.

Хранение таких клеток происходит в условиях лаборатории, расположенной под землей, где они поме

Терапевтические типы клеток — Международный центр биотехнологий «BIOMEDSTEM»

Александр Александрович Максимов, русский гистолог и эмбриолог, в начале XX века предположил, что в кроветворных тканях должны существовать стволовые клетки, родоначальники эритроцитов и других клеток крови. Позже, его последователи, развили и сформировали концепцию стволовых гемопоэтических клеток. ГСК имеют огромное значение для нормального функционирования организма, поскольку дают начало клеткам крови и иммунитета человека.

Клетки крови, в частности, эритроциты осуществляют доставку кислорода всем органам и тканям. Иммунные, или барьерные клетки, обеспечивают защиту организма от «непрошенных гостей» — вирусов и бактерий, а также опухолевых клеток. Соответственно, гемопоэтические стволовые клетки применяют при заболеваниях крови (тяжелые анемии, лимфогранулематоз и другие лимфомы) и различных иммунодефицитных состояниях. В частности, для комплексного лечения рака различных органов и других онкологических заболеваний, тяжелых инфекций и септических состояний, а также для борьбы с синдромом хронической усталости. Немаловажно, что в эксперименте из гемопоэтических стволовых клеток удалось получить клетки сердечной мышцы и эндотелия (внутренней стенки сосудов).

В периферической крови ГСК представлены в очень малом количестве. Поэтому требуется стимуляция их выброса из костного мозга при помощи специальных препаратов, так называемых колониестимулирующих факторов. Высокая стоимость ограничивает данный способ забора стволовых клеток теми клиническими случаями, когда от их применения зависит жизнь человека, например, при тяжёлых опухолевых заболеваниях крови.

Наиболее надёжным, безопасным, безболезненным и дешевым способом забора гемопоэтических стволовых клеток является ее получение из пуповинной крови сразу же после рождения ребёнка и отделения плаценты с последующим хранением «про запас» в криобанке. Проблема состоит в том, что такая возможность предоставляется только один раз в жизни; поэтому стоит не упустить уникальный шанс застраховать здоровье своего ребёнка с первых дней его появления на свет.

К счастью, в организме человека есть место, где гемопоэтические стволовые клетки представлены в сравнительно больших количествах – это костный мозг, из которого они могут быть получены в количестве достаточном для культивирования с целью хранения в криобанке или последующего клинического применения.

ГСК (источник: Stowers Institute for Medical Research)

Стволовые клетки — Карта знаний

  • Стволовы́е кле́тки — недифференцированные (незрелые) клетки, имеющиеся у многих видов многоклеточных организмов. Стволовые клетки способны самообновляться, образуя новые стволовые клетки, делиться посредством митоза и дифференцироваться в специализированные клетки, то есть превращаться в клетки различных органов и тканей.

    Развитие многоклеточных организмов начинается с одной стволовой клетки, которую принято называть зиготой. В результате многочисленных циклов деления и процесса дифференцировки образуются все виды клеток, характерные для данного биологического вида. В человеческом организме таких видов клеток более 220.

    Стволовые клетки сохраняются и функционируют и во взрослом организме, благодаря им может осуществляться обновление и восстановление тканей и органов. Тем не менее, в процессе старения организма их количество уменьшается.

    В современной медицине стволовые клетки человека трансплантируют, то есть пересаживают в лечебных целях. Например, трансплантация гемопоэтических стволовых клеток производится для восстановления процесса гемопоэза (кроветворения) при лечении лейкозов и лимфом.

    В научных исследованиях и в клинических испытаниях используются эмбриональные стволовые клетки, извлеченные из ранних эмбрионов при оплодотворении in vitro или из абортивных материалов.

Источник: Википедия

Связанные понятия

Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) — тип плюрипотентных клеток млекопитающих, поддерживаемых в культуре, которые получают из внутренней клеточной массы бластоцисты на ранней стадии развития эмбриона.
Эмбрион человека достигает стадии бластоцисты спустя 5-6 дней после оплодотворения, внутренняя клеточная масса бластоцисты человека состоит из 50-150 клеток. Гемопоэтические стволовые клетки (ГСК, также называемые гемоцитобластами) — это самые ранние предшественники клеток крови, которые дают начало всем остальным клеткам крови и происходят от гемангиобластов и прегемангиобластов, а те, в свою очередь — от клеток первичной эмбриональной мезодермы. Гемопоэтические стволовые клетки находятся в красном костном мозгу, который, в свою очередь, находится внутри полостей большинства костей.

Подробнее: Гемоцитобласт

Выращивание органов — перспективная биоинженерная технология, целью которой является создание различных полноценных жизнеспособных биологических органов для человека. В настоящее время технология крайне ограниченно применяется на людях, позволяя выращивать для пересадки лишь относительно простые по внутреннему устройству органы, такие как мочевой пузырь, кровеносные сосуды или влагалище.
Используя трёхмерные клеточные культуры, учёные научились выращивать «зачатки» искусственных органов, названные… Индуцированные стволовые клетки (иСК) — стволовые клетки, полученные из каких-либо иных (соматических, репродуктивных или плюрипотентных) клеток путём эпигенетического перепрограммирования. В зависимости от степени дедифференцировки клетки при перепрограммировании различают: индуцированные тотипотентные, индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) и получаемые так называемым прямым перепрограммированием или каким-либо иным способом индуцированные прогениторные (мультипотентные или унипотентные… Ксенотрансплантация (от греч. ξένος — «чужой» и трансплантация — «перенос»), или межвидовая трансплантация — трансплантация органов, тканей и/или клеточных органоидов от организма одного биологического вида в организм или его часть другого биологического вида.

Упоминания в литературе

При трансплантации участка костного мозга от здоровой мыши к смертельно облученной стволовая клетка может стать предшественницей всех форменных элементов крови. Впоследствии от данной мыши-реципиента ткань костного мозга можно трансплантировать другим мышам, получившим смертельную дозу облучения. В результате таких экспериментов сформировалось ошибочное мнение о том, что КОЕс – родоначальная стволовая клетка, имеющая морфологическую структуру большого лимфоцита и, с одной стороны, обладает способностью к практически абсолютному самоподдержанию, а с другой – к дифференцировке во всех возможных направлениях гемопоэза. Эти органы, как и сами клетки иммунитета, разбросаны по всему организму человека, чтобы защитить организм от антигенов. Во вторичных лимфоид-ных органах и происходит развитие иммунной реакции на антиген. Примером может служить резкое увеличение лимфатических узлов около пораженного органа при воспалительных заболеваниях.
Лимфоид-ные органы на первый взгляд кажутся небольшой системой организма, но было подсчитано, что в сумме их масса составляет более 2,5 кг (что, например, больше массы печени). В костном мозге из стволовой клетки-предшественницы (родоначальницы всех клеток крови) образуются клетки иммунной системы. Там же проходят дифференцировку В-лимфоциты. Превращение стволовой клетки в В-лимфоцит происходит в костном мозге. Костный мозг представляет собой одно из основных мест синтеза антител. Например, у взрослой мыши в костном мозге находится до 80 % клеток, синтезирующих иммуноглобулины. Восстановить иммунную систему у смертельно облученных животных можно с помощью внутривенного введения клеток костного мозга. В начале 2012 года на VII Международном симпозиуме по лактации и грудному вскармливанию в Вене ученые из Университета Западной Австралии в Кроули предоставили отчет об исследовании, который показывает, что в женском грудном молоке содержатся плюрипотентные стволовые клетки, схожие по свойствам с эмбриональными.
Ранее в организме взрослого человека такие клетки найти не удавалось. Это значит, что стволовые клетки грудного молока могут дифференцироваться в любую ткань организма. Кроме того, оказалось, что они синтезируют большинство белковых маркеров, свойственных эмбриональным клеткам. В ходе последующих опытов ученые вырастили эти клетки в лаборатории и выяснили, что они могут развиваться во все три зародышевых листка (эндодерму, мезодерму и эктодерму) как эмбриональные стволовые клетки. Стволовых клеток в грудном молоке около 2 %, хотя это соотношение может меняться в зависимости от времени и объема выработки молока. Биологическая роль стволовых клеток в секрете молочных желез пока до конца не выяснена. Если исследования ученых подтвердятся, грудное молоко может стать ценным источником стволовых клеток, который, в отличие от эмбрионов, не вызывает этических разногласий. Стволовые клетки имеются в костном мозге как эмбриона, так и взрослого организма. Просто с течением времени их возможности превращаться в некоторые ткани утрачиваются. Клетки, изначально способные стать любой тканью, по мере взросления сохраняют способность превращаться только в некоторые ткани. Оттого эмбриональные стволовые клетки (полученные из человеческих эмбрионов) обладают более широкими возможностями, чем стволовые клетки взрослого организма. Соответственно, и их применение в медицине тоже могло бы стать более широким – могло бы, если бы не один нюанс. Заключается он в том, что получение стволовых клеток с какой бы то ни было целью сопровождается разрушением эмбриона – это неизбежно. А из организма взрослого их можно получить, не прерывая его жизнедеятельности и вообще не нанося ей никакого ущерба. Например, стромальные стволовые клетки, помимо костных, формируют частицы других твердых органов – сердца и легких, печени, сердечно-сосудистой и нервной систем. Другое подразделение стволовых структур, дающее начало всем клеткам крови, называется гемопоэтическим. На сегодняшний день оно особенно широко представлено в медицинской практике. По новым данным, гемопоэтическая часть клеток представляет собой сложную неоднородную популяцию с разными свойствами. И, что немаловажно, при эмиграции они сохраняют приверженность к заложенной в них, унаследованной программе. Экспериментаторам удалось даже лишь из одной гемопоэтической стволовой клетки восстановить почти всю уничтоженную систему кроветворения у мыши.

Связанные понятия (продолжение)

Нейробласты (др.-греч. blastós — росток, зародыш) — зародышевые нервные клетки, которые в процессе развития превращаются в зрелые нервные клетки — нейроны. Нейробласты отличаются способностью к делению, малыми размерами, низким содержанием белка и РНК, отсутствием стабильных отростков. В эмбриогенезе позвоночных нейробласты выделяются из группы нейроэпигелиальных клеток, образующих стенку нервной трубки. Сохраняя способность к делению, мигрируют в определённые зоны развивающейся нервной системы. .. Плюрипотентность (англ. Pluripotency от лат. pluralis — множественный, potentia — сила, мощь, возможность, в широком смысле можно перевести как «возможность развития по разным сценариям»). В биологических системах этот термин относится к клеточной биологии и к биологическим соединениям. Плюрипотентные клетки могут дифференцироваться во все типы клеток, кроме клеток внезародышевых органов (плаценты и желточного мешка). В отличие от них, тотипотентные клетки могут дать начало всем типам клеток, включая… Костный мозг — важнейший орган кроветворной системы, осуществляющий гемопоэз, или кроветворение — процесс создания новых клеток крови взамен погибающих и отмирающих. Он также является одним из органов иммунопоэза. Для иммунной системы человека костный мозг вместе с периферическими лимфоидными органами является функциональным аналогом так называемой фабрициевой сумки, имеющейся у птиц. Регенеративная медицина — восстановление пораженной болезнью или повреждённой (травмированной) ткани с помощью активации эндогенных стволовых клеток или с помощью трансплантации клеток (клеточной терапии). Ниша стволовой клетки — термин, впервые предложенный ещё в 1978 году Р. Скофилдом (Schofield) для микроокружения стволовой клетки, необходимого для её жизнедеятельности и координации её поведения с нуждами организма. Микроглия — это резидентные макрофаги центральной нервной системы (ЦНС). Исторически микроглию классифицировали как подтип глиальных клеток центральной нервной системы. Микроглия играет важную роль в формировании мозга, особенно в формировании и поддержании контактов между нервными клетками — синапсов. Поскольку в норме центральная нервная система стерильна, роль микроглии в борьбе с инфекционными агентами незначительна (в случае инфекции или травмы моноциты рекрутируются в ЦНС из крови). После достижения старой зрелости организм млекопитающих, включая человека, проходит через ряд структурных изменений, вызванных старением. Большая часть изменений, вероятно, является результатом постепенной деградации тканей. Исследования физиологии старения призваны обнаружить причины процесса и дать методы его замедлить.

Подробнее: Физиология старения млекопитающих

Теломераза — фермент, добавляющий особые повторяющиеся последовательности ДНК (TTAGGG у позвоночных) к 3′-концу цепи ДНК на участках теломер, которые располагаются на концах хромосом в эукариотических клетках. Теломеры содержат уплотнённую ДНК и стабилизируют хромосомы. При каждом делении клетки теломерные участки укорачиваются. Существование механизма, компенсирующего укорочение теломер (теломеразы), было предсказано в 1973 году А. М. Оловниковым. Дифференцировка клеток — процесс реализации генетически обусловленной программы формирования специализированного фенотипа клеток, отражающего их способность к тем или иным профильным функциям. Дифференцировка меняет функцию клетки, её размер, форму и метаболическую активность. Экзосомы — микроскопические внеклеточные везикулы (пузырьки) диаметром 30—100 нанометров, выделяемые в межклеточное пространство клетками различных тканей и органов. Полость экзосом имеет цитоплазматическое происхождение и содержит белки, РНК и липиды, мембрана экзосом образуется в результате впячивания внутрь эндосомальной мембраны. Правило (закон) Бергонье — Трибондо — правило в радиобиологии, которое в первоначальной формулировке утверждало, что клетки тем чувствительнее к облучению, чем быстрее они размножаются, чем продолжительнее у них фаза митоза и чем менее они дифференцированы. Сформулировано в 1906 году Жаном Бергонье и Луи Трибондо. Позднее в правило были внесены существенные коррективы. В терапевтическом клонировании используется процесс, известный как пересадка ядер соматических клеток, (замена ядра клетки, исследовательское клонирование и клонирование эмбриона), состоящий в изъятии яйцеклетки (ооцита) из которой было удалено ядро, и замена этого ядра ДНК другого организма. После многих митотических делений культуры (митозов культуры), данная клетка образует бластоцисту (раннюю стадию эмбриона состоящую из приблизительно 100 клеток) с ДНК почти идентичным первичному организму…

Подробнее: Терапевтическое клонирование

Микрохимеризм — явление, характеризующееся наличием в многоклеточном организме (плацентарные млекопитающие) небольшого количества клеток, которые происходят и самостоятельно передаются в обход полового размножения от другого родственного многоклеточного организма и, следовательно, генетически отличны от клеток хозяина-носителя. Это явление может быть связано с определёнными типами аутоиммунных заболеваний, однако механизмы, ответственные за эту связь, пока не ясны. Пе́чень (лат. jecur, jecor, hepar, др.-греч. ἧπαρ) — жизненно важная железа внешней секреции позвоночных животных, в том числе и человека, находящаяся в брюшной полости (полости живота) под диафрагмой и выполняющая большое количество различных физиологических функций. Печень является самой крупной железой позвоночных. Бета-амило́иды (англ. amyloid beta, Aβ) — общее название для нескольких пептидов, состоящих из примерно 40 аминокислотных остатков и образующихся из трансмембранного белка — предшественника бета-амилоида. Основными разновидностями являются пептид из 40 аминокислотных остатков (Aβ40) и пептид из 42 аминокислотных остатков (Aβ42). Их роль в нормальной физиологии остаётся неизвестной. Пептид Aβ40 не имеет патогенных свойств, но пептид Aβ42 считается одним из основных факторов, провоцирующих болезнь… Зара́зный рак (англ. transmissible cancer), или трансмисси́вная злока́чественная о́пухоль — форма рака, при которой сами раковые клетки или их скопления могут передаваться от одной особи к другой, при этом у особи-реципиента они не отторгаются иммунной системой, а приводят к развитию рака. Иными словами, в случае заразного рака инфекционным агентом являются сами раковые клетки. Достоверно известны три случая заразного рака: трансмиссивная венерическая опухоль собак, лицевая опухоль тасманийского… Контактное торможение — процесс остановки деления (или движения) нормальных однотипных клеток в культурах по направлению друг к другу, вследствие возникновения физического контакта между ними. Другими словами, клетки перестают делиться из-за «нехватки места». Исключение составляют эмбриональные или стволовые клетки, эпителий кишечника (постоянная замена отмирающих клеток), клетки костного мозга (кроветворная система) и опухолевые клетки. Неконтролируемая пролиферация считается важнейшим отличительным… Культивирование клеток представляет собой процесс, посредством которого in vitro отдельные клетки (или единственная клетка) прокариот и эукариот выращиваются в контролируемых условиях. На практике термин «культура клеток» относится в основном к выращиванию клеток, относящихся к одной ткани, полученных от многоклеточных эукариот, чаще всего животных. Историческое развитие технологии и методик выращивания культур клеток неразрывно связаны с выращиванием тканевых культур и целых органов. Десмин — белок промежуточных филаментов, находящихся рядом с Z-линией в саркомерах. Он был получен в чистом виде в 1977 г., отвечающий за него ген был идентифицирован в 1989 г., а первая нокаутная мышь с отключенным геном десмина была создана в 1996 г. Десмин есть только у позвоночных. Тем не менее, гомологичные белки были найдены у многих организмов. Это — белок массой 52 кДа, выполняющий роль субъединицы в промежуточном филаменте скелетных, гладких и сердечных мышечных тканей. Олигодендроциты, или олигодендроглия — это вид нейроглии, открытый Пио дель Рио-Ортегой (1928 год). Олигодендроциты есть только в центральной нервной системе, которая у позвоночных включает в себя головной мозг и спинной мозг. Кератоциты роговицы — особые фибробласты, содержащиеся в строме роговой оболочки глаза. Строма, образованная по большей части коллагеновыми волокнами и другими элементами внеклеточного матрикса, составляет 85-90 % толщины роговицы, и кератоциты играют важную роль в поддержании её прозрачности и заживлении повреждений. В здоровой роговице кератоциты находятся в спокойном состоянии, а при нарушении её целостности активируются и приступают к деятельности по починке повреждений. Часть кератоцитов при… Фа́ктор ро́ста эндоте́лия сосу́дов (VEGF; англ. Vascular endothelial growth factor) — сигнальный белок, вырабатываемый клетками для стимулирования васкулогенеза (образование эмбриональной сосудистой системы) и ангиогенеза (рост новых сосудов в уже существующей сосудистой системе). В настоящее время известно несколько различных факторов данного семейства (которое, в свою очередь, является подклассом достаточно обширного на сегодняшний день класса факторов роста). Химерный рецептор антигена (англ. Chimeric antigen receptor или сокращенно CAR) — это рекомбинантный гибридный белок, сочетающий фрагмент антитела, обладающий способностью очень избирательно связываться с конкретными антигенами, с сигнализирующими доменами, способными активировать Т-клетки. Поскольку такой гибридный белок состоит из частей, полученных из разных источников, его называют химерным. Иммунные эффекторные клетки, имеющие сконструированные таким образом CAR, приобретают высокую селективность… Терапевтический ангиогенез (называемый также биологическим шунтированием) — тактика стимуляции образования новых кровеносных сосудов для лечения или профилактики патологических состояний, характеризующихся снижением этой функции. Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток (ТГК, англ. Hematopoietic cell transplantation, HCT) — трансплантация стволовых кроветворных клеток костного мозга (трансплантация костного мозга) или крови. ТГК — медицинская процедура, применяемая в гематологии и онкологии при заболеваниях крови и костного мозга, а также некоторых иных злокачественных заболеваниях. Кле́точная трансплантоло́гия, также известная как клеточная терапия (англ. Cell therapy), — комплекс терапевтических подходов, основанных на трансплантации клеток в больной организм с целью его лечения. Одно из широко известных и бурно развивающихся направлений клеточной трансплантологии — терапия стволовыми клетками. Предел или лимит Хейфлика (англ. Hayflick limit) — граница количества делений соматических клеток, названа в честь её открывателя Леонарда Хейфлика. В 1961 году Хейфлик наблюдал, как клетки человека, делящиеся в клеточной культуре, умирают приблизительно после 50 делений и проявляют признаки старения при приближении к этой границе. Дефензины (англ. defensin, от англ. defense — защита) — катионные пептиды иммунной системы, активные в отношении бактерий, грибков и многих оболочечных и безоболочечных вирусов. Состоят из 18-45 аминокислот, в том числе 6-8 цистеиновых эволюционно консервативных остатков. Иммунные клетки используют дефензины для уничтожения бактерий, поглощённых при фагоцитозе. Обычно дефензины присоединяются к клеточной мембране микроба и углубляются в неё, формируя порообразные разрывы. Преимплантационная генетическая диагностика (ПГД) — диагностика генетических заболеваний у эмбриона человека перед имплантацией в слизистую оболочку матки, то есть до начала беременности. Обычно для анализа проводится биопсия одного бластомера у эмбриона, находящегося на стадии дробления (4-10 бластомеров). При материнском носительстве генетической патологии возможна биопсия 1-го и 2-го полярных телец яйцеклетки до оплодотворения. В последние годы наблюдается тенденция к переходу на биопсию трофэктодермы. .. Клеточное старение — явление, которое обычно связывают с потерей способности клетки к делению (предел Хейфлика). Этот процесс также называется репликативным старением. В русскоязычной литературе под термином клеточное старение ещё понимают снижение функциональной активности клеток по мере увеличения их возраста. Транскриптомика отдельных клеток (англ. single-cell transcriptomics) — область биологических исследований, в которой основным инструментом служат методы количественного анализа экспрессии генов в индивидуальных клетках. Эти методы сочетают в себе современные технологии секвенирования РНК отдельных клеток (scRNA-Seq от англ. single-cell RNA sequencing) и последние достижения микрогидродинамики. Они позволяют решить проблему «усреднённых» данных, получаемых при традиционном секвенировании массовых… Нейрогене́з (греч. νεύρο (нерв) + лат. genesis (рождение, возникновение, происхождение)) — комплексный процесс, который начинается с пролиферации клеток-предшественниц, миграции, дифференцировки новообразованных клеток и кончается образованием нового функционирующего и интегрированного в нейрональную сеть нейрона. Наиболее активный во время пренатального развития, нейрогенез ответственен за наполнение растущего мозга. Аллотрансплантация (allotransplantatio; алло- + трансплантация; син. гомотрансплантация) — пересадка органов и тканей от другой особи того же биологического вида (в медицине — от человека). Трансплантация и пересадка означают одно и то же, хотя термин пересадка чаще используется для обозначения переноса кожи. Белок ретинобластомы (сокращенно: белок pRb , ген RB или RB1 ) (англ. retinoblastoma protein) — белок супрессора опухоли, дисфункционального при некоторых тяжелых формах рака. Одной из функций pRb является предотвращение прогрессии чрезмерного роста клеток путём ингибирования клеточного цикла, пока клетки не будут готовы к делению. Когда клетка готова к делению, pRb фосфорилируется, становится неактивным и позволяет прогрессировать клеточному циклу. Он также рекрутёр нескольких ферментов ремоделирования… Клетки Ито (синонимы: звёздчатая клетка печени, жирозапасающая клетка, липоцит, англ. Hepatic Stellate Cell, HSC, Cell of Ito, Ito cell) — перициты, содержащиеся в перисинусоидальном пространстве печёночной дольки, способные функционировать в двух различных состояниях — спокойном и активированном. Активированные клетки Ито играют главную роль в фиброгенезе — формировании рубцовой ткани при повреждениях печени. Ми́кроРНК (англ. microRNA, miRNA) — малые некодирующие молекулы РНК длиной 18—25 нуклеотидов (в среднем 22), обнаруженные у растений, животных и некоторых вирусов, принимающие участие в транскрипционной и посттранскипционной регуляции экспрессии генов путём РНК-интерференции. Помимо внутриклеточной обнаружена внеклеточная (циркулирующая) микроРНК.МикроРНК кодируются ядерной ДНК растений и животных и вирусной ДНК у некоторых ДНК-содержащих вирусов.

Стволовые клетки растений новые возможности anti age медицины

 

Времена, когда люди старели «натурально», похоже, окончательно прошли. Непрерывный прогресс в медицине и косметологии сегодня дает шанс каждому из нас выглядеть моложе. Исследователи совершают все новые открытия в поиске средств, способных стереть морщины и воссоздать некогда четкие контуры лица и тела.
Ирина Деева, к.м.н., с.н.с. лаборатории биофизических методов диагностики НИИ физико-химической медицины, научный консультант российского представительства компании O.T.I. (Италия)Времена, когда люди старели «натурально», похоже, окончательно прошли. Непрерывный прогресс в медицине и косметологии сегодня дает шанс каждому из нас выглядеть моложе. Исследователи совершают все новые открытия в поиске средств, способных стереть морщины и воссоздать некогда четкие контуры лица и тела.

Одна из главных надежд современной anti-age медицины возлагается на стволовые клетки с их практически неограниченным регенеративным потенциалом.

Наверное, самые горячие дискуссии ведутся вокруг эмбриональных стволовых клеток. С одной стороны, из них развиваются все органы и ткани нашего тела, поэтому именно это направление представляется многим самым перспективным. Уже сегодня ряд клиник публикует рекламу, обещающую с помощью стволовых клеток возвратить молодость или исцелить от неизлечимых недугов. Однако надо учитывать, что первое в мире официальное разрешение на проведение клинического испытания безопасности (а не эффективности!) использования эмбриональных стволовых клеток было выдано только в начале 2009 года. Шлейф слухов и чрезмерный ажиотаж окружает любую новость «с фронта». Акции научных институтов, посвятивших себя изучению стволовых клеток, высоко котируются на бирже, а в медицинских академиях проводятся «круглые столы» на тему «Стволовые клетки – насколько это законно?»

Одним словом, время, когда мы сможем уверенно, эффективно и безопасно применять стволовые клетки человека, пока еще не наступило. Но, как оказалось, у нас под рукой – другой, причем неиссякаемый, источник стволовых клеток – растения.

Стволовые клетки животных и растений – сходство и различия

Тысячи лет назад человек открыл и стал использовать удивительную способность растений восстанавливать себя из мельчайших фрагментов. Столетиями позже люди поняли, что эта уникальная регенеративная способность принадлежит так называемым инициальным клеткам, образующим особую ткань растений — меристему. Клетки этой ткани сосредоточены в почках, молодых корешках и проростках. Они сохраняют физиологическую активность и способность к неограниченному делению на протяжении всей жизни растения, иногда — тысячелетиями.

Но вопрос о том, являются ли клетки меристемы аналогичными стволовым клеткам животных и человека, долгое время был предметом жарких дебатов в научной среде. И только к 2003 году накопилось достаточно данных, позволивших ответить на него утвердительно.

Итак, было доказано, что:

  1. как и стволовые клетки животных, стволовые клетки растений делятся асимметрично. Это значит, что их потомки могут иметь различную судьбу – либо оставаться стволовыми, либо подвергаться дифференцировке ;

  2. стволовые клетки животных и растений экспрессируют специфические молекулы, отличающие их от всех других клеток организма;

  3. потомки стволовых клеток животных и растений в определенных условиях могут быть возвращены в недифференцированное («стволовое») состояние;

  4. судьба как самих стволовых клеток, так и их потомков определяется микроокружением, в котором они находятся или в которое попадают – так называемой «нишей» стволовых клеток. Подчеркивая значение «ниши», ученые говорят, что «стволовые клетки – это временные оккупанты постоянного офиса»;

  5. стволовые клетки животных и растений дают начало клонам специализированных клеток.

Однако существует принципиальное различие: клетки меристемы тотипотентны, то есть обладают всеми потенциями будущего растения и способны дифференцироваться в любую из его клеток. А у животных и человека тотипотентностью обладают только клетки эмбриона, да и то лишь во время нескольких первых делений зиготы. Затем это свойство прогрессивно утрачивается, и после рождения в организме человека остаются в лучшем случае мультипотентные (например, кроветворные) стволовые клетки, которые могут дать начало только нескольким типам специализированных клеток.

Другое важное различие заключается в том, насколько легко специализированные потомки стволовых клеток возвращаются в недифференцированное состояние. Для растений это обычное явление, его пример — вегетативное размножение. У животных такая возможность до недавнего времени научным сообществом вообще отрицалась. Но с тех пор как в 2006 году исследовательской группе под руководством Шинья Яманака (Shinya Yamanaka) из Киотского университета удалось индуцировать образование стволовых клеток из фибробластов мыши, эта область биологических исследований стала главным источником захватывающих дух научных новостей.

Способы получения стволовых клеток растений: биотехнология или природа?

Один из методов размножения стволовых клеток – биотехнологический, в «биореакторах». Подготовка к такому размножению проводится следующим образом: сначала на кусочке растительной ткани, который называют эксплантом, делают надрез. В месте повреждения клетки начинают делиться и образуют бесцветную клеточную массу – каллус. Это особая ткань, клетки которой обладают некоторыми чертами стволовых. Затем каллус помещают в специальные жидкие среды, содержащие питательные вещества, стимуляторы, антибиотики, — там происходит наращивание биомассы. Завершает цикл гомогенизация клеток, экстракция и стабилизация необходимых компонентов. Основное преимущество биотехнологического пути – возможность получения больших количеств стандартизованных экстрактов недифференцированных тканей растения.

Однако этот метод далеко не идеален. Вне организма рост каллусных клеток происходит «анархично», неорганизованно, асинхронно. Ткань растет медленно, селективные вещества действуют на клетки неравноценно, в процессе культивирования они постепенно теряют способность к регенерации. Каллусные клетки в культуре гетерогенны не только по возрасту, но и генетически – число и «качество» хромосом в них может сильно различаться. Это значит, что каллус (в отличие от меристем) – генетически нестабильная система. Метаболически клетки каллуса тоже отличаются как от истинных стволовых, так и от специализированных клеток растений.

И главное, для каждого вида растений приходится подбирать свои, особые условия культивирования. Это замедляет работу по созданию «библиотеки» культур недифференцированных клеток растений и делает конечный продукт достаточно дорогим.

Другой способ получения стволовых клеток растений дала нам сама природа, сосредоточив меристему – сообщество стволовых клеток — в точках активного роста растений. Следуя этому методу, ранней весной собирают части растений, обогащенные меристемой — почки, проростки, молодые корешки и побеги. Затем, свежими, их очищают, размельчают и готовят экстракты. Экстрагирующие смеси, обычно содержащие глицерин, спирт и воду, являются прекрасными консервантами, поэтому больше никаких посторонних веществ в препараты не добавляют.

Интересно, что термин «терапия стволовыми клетками растений» был впервые использован в 1970 году французским врачом Домиником Ришаром (Dominique Richard) именно для описания опыта терапевтического применения экстрактов из ростовых зон растений. Этот метод лечения в Европе и США известен также как «геммотерапия» или «фитоэмбриотерапия».

Конечно, такой вариант приготовления экстрактов растительных стволовых клеток не дает того выхода биологического материала, который может обеспечить биотехнология. Но он сохраняет целостность межклеточных взаимоотношений и позволяет получить гармоничное сочетание «аутентичных» активно действующих веществ.

Биохимические особенности стволовых клеток растений

Есть данные, что недифференцированные ткани растения по своему метаболизму значительно отличаются от зрелых. Их биохимический профиль «заточен» на обеспечение сохранности генетической информации и синхронизацию процессов деления клеток, а биосинтез многих вторичных метаболитов сильно подавлен.

В стволовых клетках отмечается высокая концентрация «строительных кирпичиков» — жирных, нуклеиновых и аминокислот, витаминов и кофакторов, ферментов пролиферации и антиоксидантной защиты, энергоемких соединений и компонентов дыхательных систем. Важной чертой меристем является присутствие в них фитогормонов. К настоящему времени открыты целые классы этих веществ-регуляторов: ауксины, гиббереллины, цитокинины, брассинолиды, жасмонаты, полиамины, стриголактоны, пептидные гормоны. Эти соединения влияют на рост, развитие и дифференциацию растительных клеток и тканей, помогают им противостоять стрессам, замедляют старение.

Хочется особо отметить, что стволовые клетки растений — это настоящие фабрики по производству рибонуклеиновых кислот (РНК). Причем в меристеме их гораздо больше, чем в каллусе. Считается, что эти небольшие молекулы, участвуя в процессах так называемой РНК-интерференции, обеспечивают коммуникацию стволовых клеток, синхронизируют их функционирование, определяют мозаику дифференциальной активности генов. Кстати, одна из функций ауксинов – активация РНК-полимераз – как раз и приводит к увеличению синтеза РНК в стволовых клетках.

Флора и фауна: больше не «параллельные Вселенные»

Несмотря на то, что физиология растений значительно отличается от физиологии животных, эти два царства живого мира тесно взаимосвязаны. Более того, эволюция человека как вида, по сути, определялась окружавшим его растительным миром. Поэтому многие молекулярные участники и регуляторы процессов роста и жизнеобеспечения у растений и человека имеют сходное строение и даже выполняют одинаковые функции.

Так, в 2003 году группой ученых из Флорентийского университета под руководством Фабианы Розати (Fabiana Rosati) были получены данные об удивительном сходстве метаболизма стероидов у человека и растений. Оказалось, что реакции биосинтеза стероидов у этих, казалось бы, столь различных организмов настолько близки, что растительные ферменты (аналоги человеческой 5-альфа-редуктазы) с легкостью обеспечивают взаимопревращения человеческих гормонов, а гомогенат простаты человека конвертирует растительные стероиды точно так же, как это происходит у растений. А ведь стероиды играют ключевую роль в передаче сигналов, опосредуют рост, развитие и физиологические ответы организма человека.

Еще один интересный факт: оказалось, что многие фитогормоны не только способны влиять на метаболические процессы, происходящие в организме человека, но и образуются в нем. Например, абсцизовая кислота у растений выполняет фундаментальную физиологическую функцию адаптации к абиотическому стрессу. А совсем недавно было обнаружено, что абсцизовая кислота синтезируется и экскретируется человеческими гранулоцитами и панкреатическими бета-клетками, стимулирует дифференциацию мезенхимальных и гемопоэтических стволовых клеток. Получается, что этот цитокин человека является ярким примером сохранения биологически активного вещества и его сигнального пути в эволюции живого мира.

Другой пример: долгое время считалось, что цитокинины – производные аденозина – это «эксклюзивные» гормоны растений, основная функция которых – замедление процессов старения. Но совсем недавно группе датского профессора Брайана Кларка (Bryan Clark) удалось установить, что в животных клетках тоже содержатся цитокинины. Причем, было показано (правда, пока только в культуре фибробластов), что и у человека эти вещества выполняют ту же самую функцию задержки старения. Как они это делают? Точного ответа на этот вопрос пока еще нет, но некоторые детали уже ясны. Обнаружено, например, что один из цитокининов – кинетин – препятствует возникновению дефектов в рибонуклеиновых кислотах при их «созревании» (сплайсинге).

В стволовых клетках растений найдены также антиоксидантные ферменты (супероксиддисмутаза, глутатионпероксидаза, каталаза), нейтрализующие свободные радикалы как у растений, так и у человека; компоненты системы цитохрома, которые в человеческом организме обеспечивают клеточное дыхание; G-белки, митоген-активируемые протеинкиназы (МАРК) и другие участники сигнальных путей, определяющих рост, размножение, старение или смерть человеческих клеток; белки-шапероны (heat shock proteins), которые способны исправлять нарушенную (например, при старении) пространственную организацию белковых молекул.

И это лишь несколько примеров биохимического «взаимопроникновения» двух царств живого мира.

Стволовые клетки растений и старение человека

Понятно, что из стволовых клеток растений невозможно вырастить новый человеческий орган, но им по силам предотвратить ситуацию, в которой возникнет сама необходимость его замены. Действительно, опыт американских и европейских врачей свидетельствует о том, что экстракты меристем позволяют корректировать многие патологические сдвиги, сопровождающие старение организма, осуществить тонкую «настройку» метаболизма, провести клеточную детоксикацию и репарацию поврежденных компонентов, обеспечить адекватное развитие стрессовых реакций.

К сожалению, разрушающее действие времени сказывается на всех клетках без исключения. Наши стволовые клетки, призванные поддерживать работоспособность органов и тканей, тоже стареют, а их количество с возрастом катастрофически снижается. Если при рождении человека одна стволовая приходится на 10 тысяч других клеток, то к 50-летнему возрасту – одна на 500 тысяч!

Совсем недавно, в 2008 году, после того, как в руках ученых оказались стандартизированные экстракты недифференцированных растительных тканей, позволяющие обеспечить воспроизводимость результатов научных экспериментов, появились первые данные, демонстрирующие прямое действие этих экстрактов на стволовые клетки человека. Оказалось, что экстракт каллуса одного из видов яблони увеличивает пролиферативную активность стволовых клеток, выделенных из пуповинной крови человека, а также защищает их от повреждения ультрафиолетом. В модели преждевременного старения фибробластов (клеток с чертами неполной дифференцировки) показано, что экстракт яблони восстанавливает снижающуюся при старении активность генов, важных для поддержания клеточной пролиферации и обеспечения клеточного роста. При нанесении этого же экстракта на поверхность кожи в зону так называемых «гусиных лапок», после 4-х недель его применения зарегистрировано уменьшение глубины морщин на 15%.

На эти интересные данные очень быстро отреагировали косметические концерны, выпустив на рынок целые линейки продуктов, содержащих экстракты недифференцированных растительных тканей и предназначенных для коррекции возрастных изменений кожи.

Без сомнения, борьба с внешними признаками старения — дело важное. Однако главной целью anti-age медицины является оздоровление (а, значит, омоложение) организма в целом. И здесь просто необходимо использовать потенциал стволовых клеток растений на системном уровне. Тем более что молекулярные механизмы их благотворного действия, несомненно, гораздо шире упомянутых ранее, а системные препараты на основе растительных меристем уже существуют.

Системная терапия растительными стволовыми клетками

Данная методика была разработана группой итальянских ученых. Интересно, что растительное сырье для применяемых в ней препаратов выращивают в Абруццо — одном из самых экологически чистых регионов Италии, треть которого приходится на национальные парки и заповедники. Понимая важность холистического подхода к здоровью человека, создатели методики не ограничиваются воздействием на кожу и, помимо кремов, производят комплекс средств, не только системно противодействующих старению организма в целом, но и решающих проблему «слабого звена» – того органа, страдание которого наиболее очевидно, или той функции, которая нарушена больше других.

Каким же образом ткани растительных меристем оказываются эффективными в столь разных случаях? Прежде всего, известно, что каждое растение имеет специфическую тропность к определенному органу и характеризуется особым спектром действия. Исключительно важно то, что основа благотворного действия растительных меристем — это детоксикация, которую они запускают на молекулярно-клеточном уровне. Причем, детоксикация «профилактическая» — токсинам просто не дают образовываться в избыточном количестве. Действительно, антирадикальные соединения, которыми богаты экстракты, уменьшают количество свободных радикалов в клетке. Эти в общем-то необходимые молекулы, накапливаясь, становятся «молекулярными убийцами»: активно взаимодействуют с участниками клеточных метаболических реакций, изменяют их свойства, делают функционально неполноценными, а, значит, превращают в «токсины». Компоненты экстрактов с антиокислительными свойствами прерывают цепные реакции перекисного окисления липидов клеточных мембран, тем самым обеспечивают сохранение их барьерной, транспортной и сигнальной функции. Вещества-хелаторы тяжелых металлов не позволяют им изменять функции жизненно важных ферментов, в том числе тех, которые отвечают за правильную экспрессию генов. Белки-шапероны исправляют нарушенную укладку белковых молекул, которые, выйдя из строя, тоже увеличивают токсическую нагрузку. Кроме того, экстракты активируют органы выделения и обеспечивают эффективное выведение уже образовавшихся токсинов из организма. Заинтересованный читатель знает, что одна из существующих на сегодняшний день теорий старения объясняет процесс угасания функций как раз накоплением «молекулярных ошибок». Значит, освобождая клетки, органы и ткани от токсинов, экстракты меристем «омолаживают» организм.

Итальянские, а также с недавнего времени и российские специалисты эстетической медицины, применяющие инновационные комплексные программы с использованием препаратов стволовых клеток растений, уже отмечают их высокую эффективность как средств anti-age медицины.

 

Стволовые клетки — Лечение, Исследования, Правда о стволовых клетках

Стволовые клетки, а так же технологии, основанные на их использовании, привлекают огромное внимание ученых всего мира. Это объясняется двумя причинами. Во-первых, разработки на основе СК – это действительно революционные технологии, изменившие подходы к лечению многих тяжелых заболеваний. Во-вторых, благодаря не слишком грамотным публикациям в СМИ в массовом сознании исследования СК, их использование ассоциируются с клонированием или «выращиванием человеческих эмбрионов на запчасти».

 

«При своем рождении ни одна область биологии не была окружена подобной сетью предубеждений, враждебности да кривотолков, как стволовые клетки», — считает член-корреспондент РАМН, специалист в области медицинской клеточной биологии Вадим Сергеевич Репин.

Термин «стволовая клетка» был введен в биологию в 1908 году, статус большой науки данная область клеточной биологии получила лишь в последнем десятилетии ХХ века.

 В 1999 году журнал Science признал открытие стволовых клеток (СК) третьим по значимости событием в биологии после расшифровки двойной спирали ДНК и программы «Геном человека».

Один из первооткрывателей структуры ДНК, Джеймс Уотсон, комментируя открытие СК, отметил, что устройство стволовой клетки уникально, поскольку под влиянием внешних инструкций она может превратиться в клеточную линию «зародыша», либо линию специализированных соматических клеток.

Правда о стволовых клетках такова: они – прародительницы всех без исключения типов клеток нашего организма. Они способны к самообновлению и, что самое главное, при  делении образуют специализированные клетки различных тканей. Таким образом, все клетки нашего организма возникают из стволовых клеток.

СК способны обновлять и замещать клетки, утраченные при повреждении во всех органах или тканях. Их призвание восстанавливать,  регенерировать организм человека с момента его появления на свет.

Потенциал стволовых клеток только начинает использоваться наукой. Ученые хотят в недалеком будущем создавать из них ткани и целые органы, необходимые больным для трансплантации взамен донорских органов. Их можно вырастить из клеток самого пациента, они не будут вызывать отторжения, что является большим преимуществом.

Потребности медицины в таком материале практически не ограничены. Всего 10-20% людей вылечиваются благодаря удачной пересадке внутрененего органа. 70-80% пациентов погибают без лечения, не дождавшись своей очереди на проведение операции.

Таким образом, СК действительно могут стать «запчастями» для нашего организма. Но для этого вовсе не обязательно выращивать искусственные эмбрионы – стволовые клетки содержатся в организме любого взрослого человека.

 

Зачем нужно иследование стволовых клеток?

Если у человека есть свои стволовые клетки, то почему органы сами не регенерируются после повреждения?

Причина в том, что при взрослении человека наблюдается постоянное снижение количества стволовых клеток: при рождении — 1 СК встречается на 10 тысяч клеток, к 20 — 25 годам — 1 на 100 тысяч, к 30 — 1 на 300 тысяч (приведены средние показатели). К 50-летнему возрасту у организма в среднем остается всего 1 СК на 500 тысяч, причем именно в этом возрасте, как правило, уже появляются такие болезни, как атеросклероз, стенокардия, гипертония,  т.п.

Истощение запаса стволовых клеток вследствие старения или тяжёлых заболеваний, а также нарушение механизма их выброса в системный кровоток лишает организм возможностей эффективной регенерации, после чего жизнедеятельность тех или иных органов ослабевает.

Увеличение количества СК внутри организма может привести к интенсивной регенерации, восстановлению повреждённых тканей и больных органов за счёт образования молодых, здоровых клеток на месте утраченных. Современная медицина уже обладает такой технологией – она называется клеточной терапией.

 

Что такое клеточная терапия?

Клеточная терапия (КТ) – вид лечения, при котором применяются живые клетки. Можно предположить, что в скором будущем этот вид терапии станет более массовым, эффективным, а так же безопасным.

Применение КТ в России – процесс неоднозначный. Фундаментальных организаций, работающих в этой области, немного. В основном применение КТ в Российской Федерации ограничено отдельной медицинской технологией или методикой, зарегистрированной соответствующей инстанцией, выданной в качестве разрешения клиническому учреждению-заявителю на ограниченный срок (например, на год). Это означает, что применение СК этой организацией возможно лишь в рамках заявленной методики, строго для лечения указанного вида заболевания. Речь идет о применении собственных клеточных компонентов пациента или кровного донора. Коммерческое использование КТ при наличии необходимой документации в этом случае допустимо.

В некоторых НИИ, других государственных учреждениях пациентам могут предложить лечение с помощью клеточных технологий в рамках ограниченных клинических испытаний, в границах заявленной методики и лечения конкретного заболевания. Однако такие работы проводятся редко. Как правило, обычно лечение для пациента-добровольца бесплатно.

Российская наука и медицина обладают большим потенциалом в области исследования СК, применения клеточной терапии. Первые целенаправленные поиски в области терапевтического использования СК костного мозга человека начались в результате методического прорыва, осуществленного Александром Яковлевичем Фриденштейном датированного серединой 70-х годов ХХ века. В лаборатории Александра Яковлевича впервые в мире была получена однородная культура СК костного мозга.

После прекращения деления стволовые клетки под влиянием условий культивирования превращались в костную, жировую, хрящевую, мышечную или соединительную ткань. Пионерские разработки А.Я.Фриденштейна заслужили международное признание.

С тех самых пор правда о стволовых клетках становится все более доступной и научно обоснованной. С помощью терапевтической трансплантации СК  возможно лечение целого спектра  заболеваний, в числе которых – сахарный диабет, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, хронические заболевания суставов, застарелые травмы, гепатиты, циррозы печени, аутоиммунные заболевания, болезни Альцгеймера, Паркинсона, синдром хронической усталости. Клеточная терапия может быть использована как поддерживающая терапия при рассеянном склерозе, сексопатологиях, бесплодии у мужчин и женщин, онкологических заболеваниях.

В зависимости от метода лечения, клеточный материал может вводиться внутримышечно, внутривенно, подкожно, внутрисуставно, или в виде аппликаций – это так же зависит от характера заболевания.

Безусловно, использование стволовых клеток не является панацеей. Нельзя сказать, что их применение в онкологии приводит к излечению от рака, в месте с тем появляются современные протоколы, которые направленны на реабилитацию больных в период ремиссии и во время перерывов между курсами химиотерапии. Опыт показывает, что получающие такой курс больны способны лучше переносить основное лечение, заметно уменьшается количество осложнений, появляется возможность повторить процедуру химиотерапии несколько раньше. Таким образом, шансы на успех излечения возрастают. Помимо этого, стволовые клетки обладают доказанным противораковым эффектом: они сдерживают процессы развития опухоли, активизируют иммунную систему.

Применение КТ находится в начале своего пути. В большинстве нозологий только начинают изучать воздействие стволовых клеток на само заболевание. Сегодня лишь в некоторых нозологиях получены убедительные результаты применения СК. Аспекты клинического применения КТ изложены в конце этой статьи.

____________________________


Хочется напомнить посетителям портала, что www.stemcells.ru не располагает информацией об организациях, применяющих клеточные технологии для лечения заболеваний в России. Мы не можем рекомендовать медицинские учреждения, работающие в этой области, и не обладаем информацией о «лучших специалистах». Администрации портала также неизвестны учреждения, приглашающие пациентов принять участие в клинических испытаниях с применением стволовых клеток.  Пожалуйста, помните об этом. Достоверная информация о качестве предлагаемых процедур, как правило, отсутствует, а уровень квалификации специалистов, их назначающих, не всегда достаточно высок. Данный ресурс посвящен исключительно освещению клеточных технологий.

 

Откуда берутся стволовые клетки


СК можно получить из различных источников. Некоторые из них имеют строго научное применение, другие используются в клинической практике уже сегодня. По своему происхождению их разделяют на эмбриональные, фетальные, клетки пуповинной крови и клетки взрослого человека.

 

Эмбриональные стволовые клетки


Первым типом стволовых клеток следует называть клетки, что образуются при первых нескольких делениях оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) – из каждой может развиться самостоятельный организм (так, например, получаются однояйцевые близнецы).


Через несколько дней эмбрионального развития, на стадии бластоцисты, из ее внутренней клеточной массы можно выделить эмбриональные стволовые клетки (ЭСК). Они способны дифференцироваться абсолютно во все типы клеток взрослого организма, они способны неограниченно делиться при определенных условиях, формируя так называемые «бессмертные линии». Но у этого источника СК есть недостатки. Во-первых, во взрослом организме эти клетки способны спонтанно перерождаться в раковые. Во-вторых, в мире пока не выделена безопасная линия истинно эмбриональных стволовых клеток, годных для клинического применения. Клетки, полученные таким путем (в большинстве случаев с применением при культивировании клеток животных) используются мировой наукой для исследований и экспериментов.


Клиническое применение таких клеток сегодня невозможно.


Фетальные стволовые клетки


Очень часто в русских статьях эмбриональными СК называют клетки, полученные из абортированных плодов (фетусов). Это неверно! В научной литературе клетки, полученные из тканей плода, называют фетальными.


Фетальные СК получают из абортивного материала на 6-12 неделе беременности. Они не обладают вышеописанными свойствами ЭСК, полученных из бластоцисты, – то есть способностью к неограниченному размножению и дифференцировке в любой вид специализированных клеток. Фетальные клетки уже начали дифференцировку, и, следовательно, каждая из них, во-первых, может пройти только ограниченное число делений и, во-вторых, дать начало не любым, а достаточно определенным видам специализированных клеток. Этот факт делает их клиническое применение более безопасным. Так, из клеток фетальной печени могут развиться специализированные клетки печени и кроветворные клетки. Из фетальной нервной ткани, соответственно, развиваются более специализированные нервные клетки и т.д. 


Клеточная терапия как вид лечения стволовыми клетками берет свое начало именно от применения фетальных СК. В последние 50 лет в разных странах мира были проведены серии клинических работ с их применением.


В России, помимо этических и юридических трений, использование непроверенного абортивного материала чревато осложнениями, такими, как заражение пациента вирусом герпеса, вирусными гепатитами и даже СПИДом. Процесс выделения и получения ФСК сложный, для этого требуется современное оборудование и специальные знания.


Однако при профессиональном контроле хорошо подготовленные фетальные стволовые клетки имеют огромный потенциал в клинической медицине. Работы с фетальными СК в России сегодня ограничиваются научными исследованиями. Их клиническое применение не имеет юридической базы.  Более широко и официально такие клетки применяются сегодня в Китае и некоторых других странах Азии.


Клетки пуповинной крови


Источником стволовых клеток является также плацентарно-пуповинная кровь, собранная после рождения ребенка. Эта кровь очень богата стволовыми клетками. Взяв эту кровь и поместив в криобанк на хранение, в дальнейшем можно использовать ее для восстановления многих органов и тканей пациента, а также для лечения различных заболеваний, в первую очередь гематологических и онкологических.


Однако количество СК в пуповинной крови при рождении недостаточно велико, и эффективное их применение, как правило, возможно только однократно для самого ребёнка в возрасте до 12-14 лет. По мере взросления, объема заготовленных СК становится недостаточно для полноценного клинического эффекта.


Стволовые клетки взрослого человека


Стволовые клетки остаются с нами в течение всей жизни, с самого рождения. Самым доступным источником СК является костный мозг взрослого человека, так как концентрация стволовых клеток в нем максимальна.


Хорошо подготовленная процедура сбора таких клеток, как правило, совершенно безопасна. Клетки, полученные от самого пациента, называют аутологичными (собственными) стволовыми клетками (АСК). Их активность и качество не сильно отличается от клеток, полученных из других источников. В то же время отсутствуют юридические ограничения для их применения, нет этических трений.


При условии профессиональной подготовки применение таких клеток в клинической медицине считается безопасным: они не отторгаются, не обладают онкогенными свойствами, нет риска заражения опасными инфекциями при трансплантации.


В костном мозге выделяют сразу два вида стволовых клеток: первый – это гемопоэтические СК, из которых формируются абсолютно все клетки крови, второй – это мезенхимальные СК, которые регенерируют практически все органы и ткани. Также их можно получить из других источников: например, из жировой ткани. Однако эффективность СК, полученных таким путем, а также безопасность их применения пока остается под вопросом. Еще один вид стволовых клеток, которые присутствуют почти во всех тканях, это  региональные СК – как правило, это уже достаточно дифференцированные клетки, способные дать начало только нескольким разновидностям клеток, из которых состоят ткани данного органа.


Клиническое применение стволовых клеток


Применение СК взрослого человека в медицине сегодня развивается наиболее масштабно, в том числе и в России. С появлением качественного лабораторного оборудования протоколы подготовки стволовых клеток взрослого донора обеспечивают все большую безопасность и эффективность лечения. Клиническое применение других видов СК в настоящее время сильно ограничено или запрещено в силу отсутствия юридической базы.


При наличии необходимых условий и разрешительной документации применение АСК в России допустимо: в основном это работы в области онкогематологии (СК являются компонентами крови), проводимые также во всем мире. В некоторых случаях разрешения для ограниченного применения СК могут быть получены и для других нозологий. Однако следует помнить, что наличие разрешительной базы вовсе не предполагает обязательное присутствие знаний и опыта. Организация, предлагающая подобные услуги, должна иметь полный набор современных условий, что, как минимум, предполагает наличие:  клинической базы, врачебной группы специалистов в области клеточной терапии, знаний в области диагностики и оценки противопоказаний при работе с СК, опыта работы с выявленным заболеванием, клинического опыта, лабораторных мощностей и группы научных сотрудников.


Специализированных учреждений, работающих с АСК, как и опытных специалистов в этой области – единицы. Специалисты таких учреждений точно знают всю правду о стволовых клетках и не станут утверждать, что их применение – это панацея, и что все возможные заболевания лечатся уже сегодня. Напротив, такие специалисты обычно свидетельствуют, что клинические результаты получены лишь в небольшом перечне нозологий, а сама терапия имеет ряд ограничений. Наряду с этим, квалифицированно исполненная клеточная терапия является радикальным видом лечения, а клинический эффект может превосходить любые аналоги классической медицины. В некоторых случаях, СК являются единственным средством лечения и реабилитации больных.


Применение клеточных технологий – весьма специализированный, наукоемкий процесс. Предложения вроде «3 укола за три недели, и все будет хорошо» должны серьезно насторожить любого пациента. Лечение должно быть комплексным, его продолжительность может составить несколько месяцев, и проводится оно всегда под контролем опытных специалистов.

 


Мы следим за развитием событий…

 

Как получить плюрипотентные стволовые клетки? «Бостонская детская больница

Плюрипотентные стволовые клетки могут быть созданы несколькими способами, в зависимости от типа.

Генетическое перепрограммирование (индуцированные плюрипотентные клетки):
Несколько лабораторий, в том числе лаборатория Джорджа К. Дейли, доктора медицины, доктора философии, директора программы трансплантации стволовых клеток, показали, что требуется всего несколько генов, чтобы перепрограммировать обычную клетку из тело, такое как клетка кожи, в так называемую индуцированную плюрипотентную клетку (iPS-клетку).В настоящее время эти гены (Oct4, Sox2, Myc и Klf4) чаще всего попадают в клетку с помощью вирусов, но есть более новые методы, которые не используют вирусы.

Хотя в настоящее время клетки кожи, вероятно, являются источником номер один iPS-клеток, линии также создаются из клеток крови и мезенхимальных стволовых клеток (тип мультипотентных взрослых стволовых клеток, которые дают начало множеству соединительных тканей). Лаборатории, участвующие в программе стволовых клеток Детской больницы Бостона, изучают, легче ли работать с линиями iPS, полученными из различных типов клеток пациента, или они могут легче образовывать клетки определенного типа, которые могут понадобиться пациенту для лечения.

Дети-исследователи также продолжают экспериментировать с более эффективными методами программирования, чтобы они могли получить более высокий выход истинных плюрипотентных стволовых клеток.

ЭКО-донорство неиспользованных / выброшенных эмбрионов (ES-клетки):
Еще одним важным источником плюрипотентных стволовых клеток для исследовательских целей являются неиспользованные эмбрионы, пожертвованные парами, подвергающимися экстракорпоральному оплодотворению (ЭКО). Некоторые из них могут быть эмбрионами низкого качества, которые в противном случае были бы выброшены. Полученные клетки считаются «настоящими» эмбриональными стволовыми клетками (ES-клетками).

Донорские эмбрионы помещают в среду для приготовления в специальные чашки и оставляют для развития в течение нескольких дней. Примерно на пятый день эмбрион достигает стадии бластоцисты и образует клубок из 100-200 клеток. На этом этапе ES-клетки происходят из внутренней клеточной массы бластоцисты. В некоторых случаях ES-клетки можно выделить еще до стадии бластоцисты.

На сегодняшний день компания Children’s создала более десятка новых линий ES-клеток, используя этот подход, который мы теперь предоставляем другим ученым.Эти ES-клетки генетически не соответствуют конкретному пациенту, но вместо этого используются для расширения наших знаний о том, как стволовые клетки ведут себя и дифференцируются.

Некоторые люди сомневаются в этичности использования выброшенных эмбрионов ЭКО для исследований. Для получения дополнительной информации см. Политика и этика.

Перенос ядра соматической клетки:
Процесс, называемый переносом ядра, включает объединение пожертвованной человеческой яйцеклетки с клеткой тела (обычно клеткой кожи) для создания типа эмбриональной стволовой клетки, иногда называемой клеткой ntES.Для переноса ядер требуется донор яйцеклеток.

Во-первых, с помощью невероятно тонкой микроскопической иглы удаляется ядро ​​яйца, которое содержит весь генетический материал яйца, и заменяется ядром клетки тела. Процесс переноса ядра в яйцо перепрограммирует его, реактивируя полный набор генов, необходимых для создания всех тканей тела. Как это происходит, еще не совсем понятно, и исследователи из Программы стволовых клеток Бостонской детской больницы пытаются понять это лучше.

Затем полученную перепрограммированную клетку поощряют к развитию и делению в лаборатории, и примерно к пятому дню она образует бластоцисту, клубок из 100-200 клеток. Затем внутренние клетки бластоцисты выделяют для создания клеток ntES.

Из всех методов создания плюрипотентных клеток перенос ядра является наиболее технически сложным и, следовательно, наименее эффективным. На сегодняшний день это было успешным только у низших животных, но не у людей. Но поскольку созданные стволовые клетки будут точно генетически соответствовать пациенту, перенос ядра может устранить проблемы сопоставления и отторжения тканей, которые в настоящее время являются серьезным препятствием для успешной трансплантации ткани.По этой причине передача ядер — важное направление исследований Детского центра.

Поскольку клетки ntES, созданные из пациентов-людей, будут соответствовать им генетически, перенос ядра иногда называют терапевтическим клонированием — не путать с концепцией репродуктивного клонирования.

Партеногенез (неоплодотворенные яйца):
Используя серию химических обработок, можно обманом заставить яйцеклетку развиться в эмбрион без оплодотворения спермой. Этот процесс, называемый партеногенезом, иногда происходит в природе, позволяя многим растениям и некоторым животным воспроизводиться без участия мужчин.

Искусственно индуцируя партеногенез, исследователи смогли создать партеногенетические эмбриональные стволовые клетки или pES-клетки у мышей. Созданные эмбрионы, известные как партеноты, выращивают около пяти дней, пока не достигнут стадии бластоцисты. Затем развитие останавливается, и клетки pES были получены из внутреннего ядра клеток бластоцисты.

Партеногенез человеческих яйцеклеток еще не осуществлен, по крайней мере, не по собственному желанию (считается, что корейская группа ученых случайно создала человеческие pES-клетки в 2007 году).Но исследователи из Children’s пытаются это сделать, поскольку клетки pES, если их тщательно типировать генетически, потенциально могут быть использованы для создания основных банков плюрипотентных стволовых клеток. Затем врачи могут выбрать линию клеток, генетически совместимую с иммунной системой пациента. (Подробнее см. Как плюрипотентные стволовые клетки превращаются в лечение?).

Более серьезное беспокойство вызывает возможность того, что партеногенез может быть использован для создания pES-клеток для самого донора яйцеклетки или его брата или сестры.Однако, прежде чем использовать эти клетки у пациентов, исследователи должны больше узнать о безопасности этого подхода.

Стволовые клетки: терапия, противоречия и исследования

Идея чудесного исцеления и самоисцеления тела вызывает особый интерес. Исследования стволовых клеток приближают регенеративную медицину, но многие идеи и концепции остаются спорными. Так что же такое стволовые клетки и почему они так важны?

Стволовые клетки — это тип клеток, которые могут развиваться во многие другие типы клеток.Стволовые клетки также могут обновляться путем деления, даже если они долгое время неактивны.

Человеческому телу для функционирования требуется множество различных типов клеток, но он не производит каждый тип клеток полностью сформированным и готовым к использованию. Вместо этого он производит стволовые клетки, которые выполняют широкий спектр возможных функций. Однако стволовые клетки должны стать клетками определенного типа, чтобы быть полезными.

Когда стволовая клетка делится, новые клетки могут стать либо другой стволовой клеткой, либо специфической клеткой, такой как клетка крови, клетка мозга или мышечная клетка.

Ученые называют стволовую клетку недифференцированной клеткой, потому что она может стать любой клеткой. Напротив, клетка крови, например, является «дифференцированной» клеткой, потому что это уже особый вид клетки.

Поделиться на Pinterest Стволовые клетки могут стать ключом к регенеративной медицине, с помощью которой организм исцеляет себя.

В некоторых тканях стволовые клетки играют важную роль в регенерации, поскольку они могут легко делиться, заменяя мертвые клетки.

Ученые считают, что знание того, как работают стволовые клетки, может привести к возможным методам лечения таких заболеваний, как диабет и сердечные заболевания.

Например, если в сердце человека есть поврежденная ткань, врачи могут стимулировать рост здоровой ткани путем трансплантации выращенных в лаборатории стволовых клеток в сердце человека. Это может привести к обновлению сердечной ткани.

Исследователи в рамках небольшого исследования, опубликованного в журнале Journal of Cardiovascular Translational Research , протестировали этот метод.

Результаты показали 40-процентное уменьшение размера рубцовой ткани сердца, вызванной сердечным приступом, когда врачи пересаживали стволовые клетки в поврежденную область.

Врачи всегда считали этот вид рубцов постоянным и неизлечимым.

Однако в этом небольшом исследовании приняли участие всего 11 человек. Это затрудняет определение того, было ли улучшение функции сердца результатом трансплантации стволовых клеток или оно было связано с чем-то другим.

Например, все трансплантаты были выполнены, когда пациенты перенесли операцию по шунтированию сердца, поэтому возможно, что улучшение функции сердца было связано с шунтированием, а не с лечением стволовыми клетками.

Чтобы продолжить расследование, исследователи планируют провести еще одно исследование. В это исследование будет включена контрольная группа людей с сердечной недостаточностью, перенесших операцию шунтирования, но не получавших лечения стволовыми клетками.

Другое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications в 2016 году, показало, что лечение стволовыми клетками может быть основой индивидуального лечения диабета.

На мышах и выращиваемых в лаборатории культурах исследователи успешно получили инсулин-секретирующие клетки из стволовых клеток, полученных из кожи людей с диабетом 1 типа.

Джеффри Р. Миллман, доцент медицины и биомедицинской инженерии Медицинской школы Вашингтонского университета и первый автор, говорит:

«Теоретически, если бы мы могли заменить поврежденные клетки этих людей новыми бета-клетками поджелудочной железы, чьи основная функция — хранить и высвобождать инсулин для контроля уровня глюкозы в крови — пациентам с диабетом 1 типа больше не нужны инъекции инсулина ».

Джеффри Р. Миллман

Миллман надеется, что эти бета-клетки, полученные из стволовых клеток, будут готовы к исследованиям на людях в течение 3-5 лет.

«Мы представляем себе амбулаторную процедуру, при которой какое-то устройство, заполненное клетками, будет помещено прямо под кожу», — сказал он.

Стволовые клетки могут иметь огромный потенциал в разработке новых методов лечения.

Стволовые клетки в разработке лекарств

В настоящее время ученые используют стволовые клетки при разработке и тестировании новых лекарств.

Тип стволовых клеток, которые ученые обычно используют для этой цели, называется индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками.

Это клетки, которые уже подверглись дифференцировке, но которые ученые генетически «перепрограммировали» с помощью вирусов, чтобы они могли делиться и становиться любой клеткой. Таким образом, они действуют как недифференцированные стволовые клетки.

Ученые могут выращивать дифференцированные клетки из этих плюрипотентных стволовых клеток, чтобы они напоминали, например, раковые клетки. Создание этих клеток означает, что ученые могут использовать их для тестирования противораковых препаратов.

С помощью этого метода исследователи уже получают самые разные раковые клетки.Однако, поскольку они еще не могут создавать клетки, которые имитируют раковые клетки контролируемым образом, не всегда возможно точно воспроизвести результаты.

В последние годы открылись клиники, которые проводят лечение стволовыми клетками.

Исследование 2016 года, опубликованное в журнале Cell Stem Cell , насчитало 570 из этих клиник только в США. Они предлагают лечение на основе стволовых клеток различных заболеваний, от спортивных травм до рака.

Однако методы лечения стволовыми клетками по-прежнему в основном теоретические, а не основанные на доказательствах.

Очень немногие методы лечения стволовыми клетками достигли даже самой ранней стадии клинических испытаний. Ученые проводят большую часть текущих исследований на мышах или чашках Петри.

Несмотря на это, Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) разрешает клиникам вводить людям их собственные стволовые клетки, если они предназначены для выполнения только своих обычных функций, согласно Cell Stem Cell .

Ученые могут собирать стволовые клетки разными способами.

Эмбриональные стволовые клетки происходят из эмбриона, которому всего несколько дней.

Ученые могут извлекать взрослые стволовые клетки из различных типов тканей, включая мозг, костный мозг, кровеносные сосуды, скелетные мышцы, кожу, зубы, кишечник, печень и другие.

Амниотическая жидкость содержит стволовые клетки. Многие женщины выбирают тест на амниоцентез, который проверяет наличие врожденных дефектов еще до рождения ребенка. Если врач оставит жидкость, они могут использовать ее в будущем для лечения других заболеваний во время беременности или после родов.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS-клетки) — это клетки, которые ученые могут перепрограммировать, чтобы они действовали как стволовые клетки, для использования в регенеративной медицине.

После сбора стволовых клеток ученые обычно хранят их в жидком азоте для дальнейшего использования.

Исследование стволовых клеток: использование, типы и примеры

О стволовых клетках

Стволовые клетки — это недифференцированные или «пустые» клетки. Это означает, что они способны развиваться в клетки, которые выполняют множество функций в разных частях тела. Большинство клеток в организме — это дифференцированные клетки. Эти клетки могут служить только определенной цели в конкретном органе. Например, красные кровяные тельца специально предназначены для переноса кислорода через кровь.

Все люди начинаются с одной клетки. Эта клетка называется зиготой или оплодотворенной яйцеклеткой. Зигота делится на две клетки, затем на четыре клетки и так далее. В конце концов, клетки начинают дифференцироваться, принимая на себя определенную функцию в какой-то части тела. Этот процесс называется дифференциацией.

Стволовые клетки — это клетки, которые еще не дифференцировались. У них есть способность делиться и делать неограниченное количество копий самих себя. Другие клетки тела могут воспроизводиться ограниченное количество раз, прежде чем они начнут разрушаться.Когда стволовая клетка делится, она может либо оставаться стволовой клеткой, либо превращаться в дифференцированную клетку, такую ​​как мышечная клетка или эритроцит.

Поскольку стволовые клетки обладают способностью превращаться в различные другие типы клеток, ученые считают, что они могут быть полезны для лечения и понимания болезней. По данным клиники Майо, стволовые клетки можно использовать для:

  • выращивания новых клеток в лаборатории для замены поврежденных органов или тканей
  • исправления частей органов, которые не работают должным образом
  • исследования причин генетических дефектов в клетках
  • изучает, как возникают заболевания или почему определенные клетки развиваются в раковые
  • тестируют новые лекарства на безопасность и эффективность

Есть несколько типов стволовых клеток, которые можно использовать для разных целей.

Эмбриональные стволовые клетки

Эмбриональные стволовые клетки происходят из человеческих эмбрионов от трех до пяти дней. Их собирают во время процесса, называемого экстракорпоральным оплодотворением. Это предполагает оплодотворение эмбриона в лаборатории, а не внутри женского тела. Эмбриональные стволовые клетки известны как плюрипотентные стволовые клетки. Эти клетки могут дать начало практически любому другому типу клеток в организме.

Неэмбриональные (взрослые) стволовые клетки

Взрослые стволовые клетки имеют неверное название, потому что они также обнаруживаются у младенцев и детей.Эти стволовые клетки происходят из развитых органов и тканей организма. Они используются организмом для восстановления и замены поврежденных тканей в той же области, в которой они находятся.

Например, гемопоэтические стволовые клетки представляют собой тип взрослых стволовых клеток, обнаруженных в костном мозге. Они производят новые эритроциты, лейкоциты и другие типы клеток крови. Врачи десятилетиями проводят трансплантацию стволовых клеток, также известную как трансплантация костного мозга, с использованием гемопоэтических стволовых клеток для лечения определенных видов рака.

Взрослые стволовые клетки не могут дифференцироваться во многие другие типы клеток, как эмбриональные стволовые клетки.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК)

Ученые недавно открыли, как превратить взрослые стволовые клетки в плюрипотентные стволовые клетки. Эти новые типы клеток называются индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (ИПСК). Они могут дифференцироваться во все типы специализированных клеток в организме. Это означает, что они потенциально могут производить новые клетки для любого органа или ткани. Чтобы создать ИПСК, ученые генетически перепрограммируют взрослые стволовые клетки, чтобы они вели себя как эмбриональные стволовые клетки.

Этот прорыв создал способ «дедифференциации» стволовых клеток. Это может сделать их более полезными для понимания того, как развиваются болезни. Ученые надеются, что клетки могут быть сделаны из собственной кожи для лечения болезни. Это поможет предотвратить отказ иммунной системы от трансплантации органа. В настоящее время ведутся исследования по поиску способов безопасного производства ИПСК.

Стволовые клетки пуповинной крови и стволовые клетки амниотической жидкости

Стволовые клетки пуповинной крови берут из пуповины после родов.Их можно заморозить в банках клеток для использования в будущем. Эти клетки успешно используются для лечения детей с раком крови, таким как лейкемия, и некоторыми генетическими заболеваниями крови.

Стволовые клетки были также обнаружены в околоплодных водах. Это жидкость, которая окружает развивающегося ребенка в утробе матери. Однако необходимы дополнительные исследования, чтобы понять потенциальное использование стволовых клеток амниотической жидкости.

Взрослые стволовые клетки не представляют никаких этических проблем. Однако в последние годы возникли разногласия относительно способа получения эмбриональных стволовых клеток человека.В процессе сбора эмбриотических стволовых клеток эмбрион разрушается. Это вызывает этические опасения у людей, которые считают, что уничтожение оплодотворенного эмбриона морально неправильно.

Противники считают, что эмбрион — это живой человек. Они не думают, что оплодотворенные яйца следует использовать для исследований. Они утверждают, что эмбрион должен иметь те же права, что и любой другой человек, и что эти права следует защищать.

Сторонники исследования стволовых клеток, с другой стороны, считают, что эмбрионы еще не люди.Они отмечают, что исследователи получают согласие от пары доноров, чьи яйцеклетки и сперма были использованы для создания эмбриона. Сторонники также утверждают, что оплодотворенные яйца, созданные во время экстракорпорального оплодотворения, в любом случае будут выброшены, чтобы их можно было лучше использовать в научных исследованиях.

Благодаря революционному открытию ИПСК, потребность в исследованиях человеческих эмбрионов может снизиться. Это может помочь развеять опасения тех, кто против использования эмбрионов для медицинских исследований. Однако, если ИПСК потенциально могут развиться в человеческий эмбрион, исследователи теоретически могут создать клон донора.Это представляет собой еще одну этическую проблему, которую необходимо учитывать. Во многих странах уже действует законодательство, которое эффективно запрещает клонирование человека.

В Соединенных Штатах федеральная политика в отношении исследований стволовых клеток менялась с течением времени, когда к власти пришли разные президенты. Важно отметить, что ни один федеральный закон никогда не запрещал исследования стволовых клеток в Соединенных Штатах. Скорее, нормативные акты наложили ограничения на государственное финансирование и использование. Однако некоторые штаты запретили создание или уничтожение человеческих эмбрионов для медицинских исследований.

Политика в отношении стволовых клеток при бывшем президенте Джордже Буше

В августе 2001 года бывший президент Джордж Буш одобрил закон, который обеспечит федеральное финансирование ограниченных исследований эмбриональных стволовых клеток. Однако такое исследование должно было соответствовать следующим критериям:

  • Процесс сбора урожая, включающий уничтожение эмбриона, был начат до 21:00. 9 августа 2001 г.
  • Стволовые клетки были получены из эмбриона, который был создан для репродуктивных целей и больше не был нужен.
  • Было получено информированное согласие на донорство эмбриона, и это пожертвование не предполагало финансового вознаграждения.

Политика в отношении стволовых клеток при президенте Бараке Обаме

В марте 2009 года президент Барак Обама отозвал заявление бывшего президента Буша и издал Указ 13505. Приказ снял ограничения на федеральное финансирование исследований стволовых клеток. Это позволило Национальным институтам здоровья (NIH) начать финансирование исследований с использованием эмбриональных стволовых клеток.Затем NIH опубликовал руководящие принципы, определяющие политику финансирования исследований. Руководство было написано, чтобы помочь убедиться, что все исследования стволовых клеток человека, финансируемые Национальным институтом здравоохранения, являются морально ответственными и научно значимыми.

Исследования стволовых клеток продолжаются в университетах, исследовательских институтах и ​​больницах по всему миру. В настоящее время исследователи сосредоточены на поиске способов контролировать превращение стволовых клеток в другие типы клеток.

Процесс дифференцировки клеток

Основная цель исследования эмбриональных стволовых клеток — узнать, как недифференцированные стволовые клетки превращаются в дифференцированные стволовые клетки, которые образуют определенные ткани и органы.Исследователи также заинтересованы в том, чтобы выяснить, как контролировать этот процесс дифференциации.

На протяжении многих лет ученые разработали методы управления процессом стволовых клеток для создания определенного типа клеток. Этот процесс называется направленной дифференциацией. Недавнее исследование также обнаружило первые шаги в том, как стволовые клетки трансформируются в клетки мозга и другие типы клеток. Дополнительные исследования по этой теме продолжаются.

Клеточная терапия

Если исследователи смогут найти надежный способ управлять дифференцировкой эмбриональных стволовых клеток, они смогут использовать эти клетки для лечения определенных заболеваний.Например, заставляя эмбриональные стволовые клетки превращаться в клетки, продуцирующие инсулин, они могут трансплантировать клетки людям с диабетом 1 типа.

Другие заболевания, которые потенциально можно лечить с помощью эмбриональных стволовых клеток, включают:

  • травматическое повреждение спинного мозга
  • инсульт
  • тяжелые ожоги
  • ревматоидный артрит
  • болезнь сердца
  • потеря слуха
  • болезнь сетчатки
  • болезнь сетчатки
  • Болезнь Паркинсона

Калифорнийское агентство стволовых клеток предоставляет подробный список программ борьбы с болезнями и клинических испытаний, которые в настоящее время проводятся в области исследования стволовых клеток.Примеры таких проектов включают:

  • инъекция модифицированных стволовых клеток непосредственно в мозг после инсульта
  • с использованием стволовых клеток для замены поврежденных клеток во внутреннем ухе, которые улавливают звук, помогая восстановить слух
  • изменяя гены стволовых клеток на сделать их устойчивыми к болезням, таким как СПИД, а затем ввести их в людей с заболеванием
  • культивировать стволовые клетки для восстановления хрупких костей людей с остеопорозом

Использование стволовых клеток для тестирования новых лекарств

Исследователи также используют дифференцированные стволовые клетки для проверки безопасности и эффективности новых лекарств.Тестирование лекарств на стволовых клетках человека избавляет от необходимости тестировать их на животных.

Исследования стволовых клеток могут оказать значительное влияние на здоровье человека. Однако есть некоторые разногласия по поводу разработки, использования и уничтожения человеческих эмбрионов. Ученые, возможно, смогут облегчить эти опасения, используя новый метод, который может превратить взрослые стволовые клетки в плюрипотентные стволовые клетки, которые могут превращаться в клетки любого типа. Это устранит необходимость в исследованиях эмбриональных стволовых клеток.Такие открытия показывают, что в исследованиях стволовых клеток был достигнут большой прогресс. Несмотря на эти достижения, предстоит еще многое сделать, прежде чем ученые смогут создать успешные методы лечения с помощью терапии стволовыми клетками.

FAQs

Большинство стволовых клеток в пуповинной крови — это кроветворные стволовые клетки, также известные как «гемопоэтические» стволовые клетки или HSC. Наличие HSC — это то, что позволяет использовать трансплантаты пуповинной крови в качестве замены трансплантации костного мозга.

Однако трансплантация пуповинной крови имеет преимущества и недостатки по сравнению с трансплантацией стволовых клеток от взрослых доноров.Основное преимущество пуповинной крови состоит в том, что ее не нужно точно подбирать для пациента, как трансплантаты от взрослого донора. Основными недостатками являются то, что трудно собрать достаточно пуповинной крови для трансплантации взрослому, а стволовые клетки пуповинной крови медленно приживаются.

Пуповинная кровь также применяется в регенеративной медицине. Это связано с комбинацией дополнительных типов стволовых клеток в пуповинной крови, а также с тем фактом, что клетки пуповинной крови выделяют химические вещества, которые сигнализируют организму о самоисцелении.Эти химические вещества называются цитокинами, а передача сигналов от клетки к клетке называется паракринным эффектом.

За последнее десятилетие инфузии стволовых клеток пуповинной крови использовались во всем мире в качестве терапии для младенцев с церебральным параличом и другими травмами головного мозга. Опубликованные исследования показали, что стволовые клетки пуповинной крови приносят пользу маленьким детям с неврологическими повреждениями, хотя механизм действия еще полностью не изучен. Дальнейшие исследования против контрольных групп продолжаются.

В Соединенных Штатах стволовые клетки пуповинной крови использовались в клинических испытаниях для взрослых, перенесших инсульт, и запланированы дополнительные испытания для демиелинизирующих заболеваний, таких как рассеянный склероз.В Китае стволовые клетки пуповинной крови проходят испытания на предмет повреждения спинного мозга.

Ссылки:
Min K et al. Стволовые клетки 2013; 31 (3): 581-591 DOI: 10.1002 / stem.1304
Cotten M. et al. 2013; Педиатрия 164 (5): 973–979 doi: 10.1016 / j.jpeds.2013.11.036
Liao Y et al. 2013; Трансплантация костного мозга 48: 890-900 DOI: 10.1038 / bmt.2012.169
Sun JM et al. 2015; Педиатрические исследования 2015; 78: 712–716 DOI: 10.1038 / pr.2015.161
Kurtzberg J. 2014; презентация на заседании ISCT

стволовых клеток | BioNinja

Понимание:

• Способность стволовых клеток делиться и дифференцироваться различными путями необходима в эмбриональном развитии

, а также делает стволовые клетки пригодными для терапевтического использования


Когда клетка дифференцируется и становится специализированной, она теряет способность формировать альтернативные типы клеток

Стволовые клетки — это неспециализированные клетки, которые обладают двумя ключевыми качествами:

1. Самовозобновление — Они могут непрерывно делиться и реплицироваться

2. Эффективность — У них есть способность дифференцироваться на специализированные типы клеток

Типы стволовых клеток

Есть четыре основных типа стволовые клетки, присутствующие на различных стадиях развития человека:

Тотипотент — Может образовывать любой тип клеток, а также внеэмбриональную (плацентарную) ткань (например, зиготу)

Плюрипотент — Может образовывать любой тип клеток (например,грамм. эмбриональные стволовые клетки)

Мультипотентные — Может дифференцироваться в ряд тесно связанных типов клеток (например, гематопоэтические взрослые стволовые клетки)

Унипотентные — не могут дифференцироваться, но способны к самообновлению (например, клетки-предшественники, мышечные стволовые клетки) ячеек)

Использование стволовых клеток

Стволовые клетки необходимы для эмбрионального развития, поскольку они являются недифференцированным источником клеток, из которого могут происходить все другие типы клеток

Типы клеток, которые не способны к самообновлению (например,грамм. амитотические нервные ткани) считаются не стволовыми клетками

Поскольку эти ткани не могут быть регенерированы или заменены, стволовые клетки стали жизнеспособным вариантом лечения, когда эти ткани становятся поврежденными

Что такое терапия стволовыми клетками?

Терапия стволовыми клетками — это форма регенеративной медицины, предназначенная для восстановления поврежденных клеток в организме путем уменьшения воспаления и модуляции иммунной системы.Этот феномен делает терапию стволовыми клетками жизнеспособным вариантом лечения различных заболеваний. Терапия стволовыми клетками использовалась для лечения аутоиммунных заболеваний, ортопедических состояний и травматических повреждений с исследованиями, проводимыми для лечения болезни Крона, рассеянного склероза, волчанки, ХОБЛ, болезни Паркинсона и других.

В то время как терапия стволовыми клетками не обязательно обеспечивает излечение от этих состояний, предпосылка состоит в том, чтобы позволить организму достаточно хорошо вылечить себя, чтобы смягчить симптомы состояния в течение длительного времени.Во многих случаях этот эффект может существенно повысить качество жизни пациентов.


Откуда берутся стволовые клетки?

Стволовые клетки можно получить из множества различных источников. К ним относятся жировая ткань (жировая ткань), ткань пуповины, плацентарная ткань, пуповинная кровь или костный мозг.


Как вводятся стволовые клетки?

Стволовые клетки можно вводить различными способами; Внутривенная терапия стволовыми клетками (внутривенное введение), интратекальное введение (непосредственно в позвоночный канал), инъекции в проблемные зоны (колено, бедра, руки и т. Д.))

Как работает терапия стволовыми клетками?

Терапия стволовыми клетками — это неинвазивное лечение, направленное на замену поврежденных клеток в организме. Терапия мезенхимальными стволовыми клетками может применяться системно через внутривенное вливание или вводиться локально в определенные участки, в зависимости от потребностей пациента.

Стволовые клетки нацелены на воспаление

Терапевтическое использование стволовых клеток в качестве потенциальной терапии различных заболеваний было чрезвычайно изучено, количество клинических испытаний, проведенных с мезенхимальными стволовыми клетками, за последние несколько лет экспоненциально увеличилось .(4)

Стволовые клетки обладают уникальным внутренним свойством, которое привлекает их к воспалениям в организме. Исследования показали, что стволовые клетки могут регенерировать поврежденные или больные ткани, уменьшать воспаление и модулировать иммунную систему, улучшая здоровье и качество жизни. Мезенхимальные стволовые клетки делают это, влияя на восстановление тканей посредством паракринных эффектов (передача сигналов между клетками для изменения поведения существующих клеток) или прямого межклеточного контакта.

«МСК способны мигрировать и оседать специфически в поврежденные участки ткани, где они могут дифференцироваться в функциональные клетки, чтобы заменить поврежденные или больные клетки» (4)

000

На рисунке: диаграмма, показывающая процессы МСК и как они уменьшают воспаление в организме.

По данным Mao F. et al.

«Мезенхимальные стволовые клетки (МСК) способствуют регенерации тканей с помощью механизмов, включающих самообновление и дифференцировку, поддерживая ангиогенез и выживаемость тканевых клеток, а также ограничивая воспаление». (3)

Что такое стволовые клетки?

Стволовые клетки — это клетки, которые еще не специализировались в организме, то есть они не выросли до определенного типа клеток с определенной функцией (например, мышечные клетки, клетки кожи и т. Д.)

По словам Биля и др., «Двумя определяющими характеристиками стволовых клеток являются постоянное самообновление и способность дифференцироваться в особый тип взрослых клеток». (1)

Мезенхимальные стволовые клетки обладают способностью дифференцироваться

Стволовые клетки могут превращаться в клетки многих различных типов в организме человека. Процесс созревания стволовых клеток в новые типы клеток называется дифференцировкой.Этот процесс является наиболее важным аспектом лечения стволовыми клетками, поскольку клетки становятся клетками того типа, которые необходимы для исцеления организма.

Стволовые клетки также самовоспроизводятся; эта способность позволяет клеткам размножаться в идентичные копии самих себя. Например, если стволовые клетки использовались для лечения неврологического повреждения, клетки, вводимые во время лечения, могли бы стать нервными клетками, а затем реплицироваться, создавая экспоненциально больше нервных клеток самостоятельно. Эта способность к дублированию со временем резко увеличивает эффективность лечения стволовыми клетками.

Стволовые клетки стареют, как и мы

Количество и эффективность стволовых клеток начинают уменьшаться по мере того, как мы стареем в геометрической прогрессии. Например, стволовые клетки человека в возрасте двадцати лет не такого высокого качества, как новые клетки, полученные из ткани пуповины.

Как применяется терапия стволовыми клетками?

Терапия стволовыми клетками может помочь в лечении ортопедических состояний, а также аутоиммунных заболеваний, с исследованиями, проведенными при болезни Крона, рассеянном склерозе, волчанке, ХОБЛ, болезни Паркинсона и других.

Стволовые клетки не обязательно являются лекарством от этих состояний. Предпосылка состоит в том, чтобы позволить телу достаточно хорошо излечиться, чтобы смягчить симптомы состояния в течение длительного времени. Во многих случаях только это позволяет значительно повысить качество жизни пациентов.

Будет ли организм отторгать стволовые клетки?

Мезенхимальные стволовые клетки, полученные из пуповинной ткани, не имеют никакого риска отторжения в организме. Это молодые, иммунные, недифференцированные клетки, у которых нет отторжения в организме, потому что они еще не востребованы.”

Также с ними не связаны продукты крови, что исключает необходимость подбора донора; они общеприняты. Эти клетки ищут воспаление в организме и начинают заживлять поврежденные ткани. Стволовые клетки, полученные из мезенхимальной ткани пуповины, вводили тысячи раз в клиниках по всему миру без случаев отторжения (болезнь трансплантат против хозяина).

Объяснение стволовых клеток, полученных из ткани пуповины

Это стволовые клетки, первоначально полученные из ткани пуповины.Пуповинная ткань — изолирующий материал (желе Уортона), окружающий сосуды пуповины. Пуповинная ткань может содержать миллионы стволовых клеток другого типа, которые формируют нервную систему человека, органы чувств, ткани кровообращения, кожу, кости, хрящи и многое другое.

На фото: схема ткани пуповины, показывающая, откуда берутся стволовые клетки

Зачем использовать ткань пуповины?

Ткань пуповины богата мезенхимальными стволовыми клетками, которые потенциально используются для исцеления, регенерации и лечения различных заболеваний.Мезенхимальные стволовые клетки (МСК), полученные из ткани пуповины, показали способность избегать негативного ответа иммунной системы человека, что позволяет трансплантировать клетки широкому кругу людей, не опасаясь отторжения. Эти трансплантаты могут иметь способность значительно увеличивать естественные способности организма к исцелению и иметь устойчивые противовоспалительные и иммуносупрессивные реакции.


Заключение

Ранее неизлечимые нейродегенеративные заболевания теперь могут стать излечимыми с помощью передовых методов лечения стволовыми клетками.Регенеративная медицина и ее преимущества могут быть ключом к продлению жизни человека, хотя могут потребоваться дополнительные исследования.

Протокол терапии стволовыми клетками в DVC Stem

DVC Stem использует мезенхимальные стволовые клетки, полученные из пуповинной ткани, этически полученные из сертифицированных AATB доношенных в США доношенных человеческих пуповин. Мы вводим более 300 миллионов клеток, которые перед обработкой тщательно проверяются на жизнеспособность. Эти клетки НЕ являются продуктом крови; следовательно, он чрезвычайно безопасен и не требует HLA или фенотипического соответствия.

Все пациенты проходят лечение в нашем VIP-кабинете, расположенном на территории нашей современной клиники. Пациенты находятся под постоянным наблюдением как нашего медицинского директора, так и вспомогательной медицинской бригады.

Обычно мы рекомендуем пациентам оставаться на Большом Каймане минимум 4 дня для лечения.

На фото: VIP-кабинет в DVC Stem


Лечение в DVC Stem длится 2 дня.

День 1: Прибытие на Большой Кайман.

День 2: Физические обследования и поддерживающая терапия.

День 3: Трансплантация клеток и активационная терапия.

День 4: Осмотр и отъезд.

Наш протокол клеточной терапии безопасен и неинвазивен. На следующий день пациенты смогут отправиться в путешествие.

DVC Stem является партнером Vitro Biopharma, отмеченной наградами медицинской лаборатории, расположенной в Голдене, Колорадо, которая полностью зарегистрирована FDA, соответствует требованиям cGMP, ISO 9001 и ISO 13485.Клетки поступают только от сертифицированных Американской ассоциацией банков тканей (AATB) поставщиков доношенных и этически человеческих пуповин , пожертвованных США. Отбор этих донорских тканей строго регулируется и соответствует стандартам AATB.

Узнайте, подходите ли вы для лечения здесь.

Ссылки:

(1) Биль, Джесси К. и Бренда Рассел. «Введение в терапию стволовыми клетками». Журнал сердечно-сосудистой медицины , U.S. Национальная медицинская библиотека, март 2009 г., https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4104807/.

(2) Zakrzewski, Wojciech, et al. «Стволовые клетки: прошлое, настоящее и будущее».

Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *