Kas yra kamieninės ląstelės ir jų panaudojimas. Kamieninės ląstelės – savybės, klasifikacija, gamyba, auginimas ir naudojimas. Bendrieji gydymo kamieninėmis ląstelėmis principai

Iš įsimintino vasaros diena Nuo 1909 m., kai rusų histologas Aleksandras Maksimovas įvedė terminą „kamieninės ląstelės“, ginčai dėl jų netilo. Kiekvienais metais mokslininkai atskleidžia savo paslaptis, kurios sukelia naujų paslapčių.

Taigi, kamieninės ląstelės. Kas tai – panacėja nuo visų negerovių ar didžiausias klaidingas supratimas geriausi protai medicinos mokslas? Eksperimentai su gyvūnais patvirtina, kad šių stebuklingų ląstelių pagalba galima gydyti piktybinius navikus, sąnarių uždegimus, kepenų, širdies, skrandžio ligas. Orenburgas taip pat įtrauktas į Rusijos miestų, kuriuose naudojamas šis progresyvus metodas, sąrašą. Sąnariams gydyti čia pradėtos naudoti kamieninės ląstelės. Tačiau yra mokslininkų, kurie labai santūriai kalba apie kamieninių ląstelių panaudojimą dabartiniu žinių lygiu apie jų poveikį organizmui ir siūlo jas naudoti tik gydant tuos, kurie neturi kitos galimybės išgelbėti gyvybę.

Kamieninės ląstelės: kas tai yra?

Vaikai jau žino, kad gyvas organizmas – žmogus, gyvūnas ar augalas – gaunamas susiliejus vyriškoms ir moteriškoms reprodukcinėms ląstelėms. Dėl to susidaro zigota. Tai yra diploidinė struktūra, turinti visą chromosomų rinkinį ir sukurianti absoliučiai bet kokias ląsteles. Daugiau paprasta kalba Zigota – unikalus gamtos kūrinys, iš kurio mokslui vis dar nesuvokiamai sukuriamos visos gyvų kūnų dalys.

Akivaizdu, kad tam zigota turi sudaryti daugybę ląstelių struktūrų, kad jų pakaktų visiems organams. Žinduolių organizme jis pradeda dalytis per dieną po susiformavimo. Rezultatas – 2 mažos „zigotos dukterys“, 100% identiškos jų „motinai zigotai“. Dar po pusantros paros „dukterys“ vėl padalijamos į dvi dalis, suformuojant 4 dvynes - „anūkes“. 5 dienos pabaigoje embrione yra apie 30 ląstelių, tikslios kopijos pradinė zigota, tik kelis kartus mažesnė. Jie vadinami blastomerais. Šiame etape aktyviai sintetinama DNR ir juose esantys baltymai, tačiau genomas dar nedalyvauja, o branduoliuose transkripcija neatliekama, tai yra jie dar nesubrendę. Tikimės, kad labai aiškiai paaiškinome, kas yra kamieninės ląstelės. Perdėtai galima juos vadinti tiesiog tešla, ir niekas nežino, ką gamta iš jos supelis – rankas, kojas ar širdį ir kepenis. Kamieninės ląstelės organizmuose yra ne tik pradiniame jų vystymosi etape, bet ir tada, kai visi organai jau yra visiškai susiformavę, tai yra iki gyvenimo pabaigos. Jie reikalingi audiniams atkurti po pažeidimo; tik vyresni žmonės turi maždaug 50 kartų mažiau kamieninių ląstelių nei jauni žmonės. Visi jie turi dvi savybes – gebėjimą savarankiškai atsinaujinti be diferenciacijos ir gebėjimą gaminti labai specializuotas ląsteles.

Embrioninės kamieninės ląstelės – kas tai?

Sutrumpintai jie vadinami ESK. Jie, kaip minėta aukščiau, susidaro iš zigotos ir sudaro embriono ląstelių masę pačiame pirmajame jo gyvenimo etape. Visos jos yra pluripotentinės, tai yra, gali virsti bet kurio organo ląstele. Svarbus ESC skiriamasis bruožas yra tai, kad jie dar negali gaminti antigenų, atsakingų už audinių suderinamumą. Kiekvienas iš mūsų turime individualų tokių antigenų rinkinį, dėl kurio asmens, kuriam jie skiriami, imuninė sistema neatpažįsta donorų kamieninių ląstelių. Su ESC ši problema yra minimali, todėl siūloma juos naudoti atliekant gydomąsias procedūras, pavyzdžiui, gydant sąnarius kamieninėmis ląstelėmis. Tačiau eksperimentinėms pelėms su nusilpusia imunine sistema, kurioms buvo persodinti ESC, buvo pastebėtas piktybinių navikų atsiradimas. Taigi, kol kas nėra tikslaus atsakymo, kas nutinka žmogaus kūno sistemoms po to, kai į jo organus patenka ESC. Antras trūkumas – embrionas po jų pašalinimo žūva, todėl autogeninės medžiagos gauti neįmanoma, tik donorinę medžiagą.

Vaisiaus kamieninės ląstelės arba FSC

Ši medžiaga gaunama iš vaisiaus dalių po aborto, jei vaisiui ne daugiau kaip 12 savaičių. Šiame etape pradinės kamieninės ląstelės arba blastomerai jau apsisprendė dėl savo būsimo likimo ir pradėjo diferencijuotis. Tai yra, jie jau praėjo tam tikrą skaičių divizijų. Antrasis jų bruožas yra tai, kad iš FGC neįmanoma pagaminti jokių mums reikalingų ląstelių, bet tik vieną dalyką, pavyzdžiui, organų audinį. nervų sistema, arba širdies ir kraujagyslių, arba osteochondralinės. Tai yra didelis jų privalumas, nes gydytojai gali juos naudoti specifiškiau ir sumažinti komplikacijų riziką. Būtent šiais principais grindžiamas, pavyzdžiui, artrozės gydymas kamieninėmis ląstelėmis. Rusijoje šis metodas vis dar bandomas, nes FSK turi tam tikrų trūkumų. Jie susideda iš to, kad vaisiaus ląstelėse jau gali būti hepatito, AIDS, mikoplazmos ir kai kurių kitų virusų. Todėl tokia medžiaga būtinai turi būti brangi papildoma ekspertizė ir paruošimas naudojant specialią įrangą. Antroji jų naudojimo problema yra teisinis klausimas, dėl kurio reikia susitarti.

Postnatalinės kamieninės ląstelės arba PSC

Terminas „postnatalinis“ reiškia „po gimimo“, ty visą asmens gyvenimą. Manoma, kad šiuo metu nėra kokybiškų kamieninių ląstelių, tačiau jos vis dar egzistuoja, net ir vyresnio amžiaus žmonėms, tačiau turi tik mažą potenciją (potencialą). Bet juos galima naudoti su didelis efektyvumas ir saugumas, nes PSC yra autogeniniai, o ne iš donoro. Remdamiesi tuo, jie pradėjo Orenburge ir kitose klinikose, kuriose buvo taikoma panaši terapija. Ją sudaro tai, kad iš paciento paimamos kamieninės ląstelės punkcijos būdu, jos specialiuose prietaisuose aktyvuojamos laboratorijoje, užauginamos iki reikiamo kiekio ir grąžinamos savininkui. Jo kūne kamieninės ląstelės siunčiamos į pažeistą organą, kur pradeda atkūrimo procesą.

Metodas turi dvi problemas:

1. Niekada nėra tiksliai žinoma, ar imuninė sistema atmes, ar priims savo kamienines ląsteles.

2. Niekas tiksliai nežino, kas atsitinka su kamieninėmis ląstelėmis, išskirtomis iš įprastos aplinkos (kaulų čiulpų) ir kaip jos kinta, kai auginamos laboratorijoje.

Dėl šių priežasčių mokslininkai, atlikę PSC persodinimo eksperimentus pacientams, sergantiems artroze tokiame mieste kaip Orenburgas, dar nesuteikė 100% garantijos. Kamieninės ląstelės, jų nuomone, yra fantastinis proveržis medicinoje, tačiau jos dar nėra iki galo suprantamos.

Postnatalinių ląstelių tipai

Išsiaiškinome, kad ESC yra universalūs, tai yra, jie gali tapti bet kuo. FSC yra konkretesni, tačiau juos galima naudoti kuriant skirtingi organai visose sistemose, pavyzdžiui, nervų sistemoje. O PSC turi mažiausią patentabilumą, tai yra, jie yra maksimaliai diferencijuoti. Tarp jų yra šie:

Hematopoetinis arba HSC;

Daugiapotentės mezenchiminės stromos ląstelės arba MMSC;

Specifinis audinys;

Visi limfocitai, raudonieji kraujo kūneliai, trombocitai ir kiti kraujo kūneliai gaunami iš HSC.

Audiniui būdingų progenitorinių (antecedentinių) kamieninių ląstelių vaidmuo pakeičiant įprastas ląsteles organų audiniuose, kurie mirė dėl įvairių priežasčių. Jų skiriamasis bruožas- griežtai fiksuotas padalijimų skaičius, dėl kurio jie ne visada priskiriami tikrosioms kamieninėms ląstelėms.

Nechirurginio sąnarių gydymo galimybės

Nustatyta, kad MMSC dėl tolesnio dalijimosi tampa osteoblastais, chondrocitais ir adipocitais. Ortopedai ir traumatologai savo tyrimais šia kryptimi šlovino Rusijos miestą Orenburgą. Artrozę jie gydė MMSC kamieninėmis ląstelėmis pacientams, kurie nebegalėjo vaikščioti, jų sąnarių pažeidimai buvo tokie dideli. Iš šių pacientų riebalinio audinio buvo paimtos kamieninės ląstelės, po to medžiaga steriliomis sąlygomis patalpinta specialioje aplinkoje, kurioje dvi savaites buvo auginamos norimos rūšies ląstelės. Prieš skiriant gautą vaistą pacientams, jis buvo kruopščiai ištirtas, ar nėra visų rūšių patogenų. Šiuo metu visi, kuriems buvo atliktas toks gydymas, jaučiasi patenkinti, jų artrozės požymių gerokai sumažėjo. Tačiau, kaip sako medikai, galutinės išvados dar toli, nes reikia atlikti papildomus tyrimus ir pažiūrėti, kaip bus tiriamiems pacientams po dvejų metų. Kol kas Orenburgo atliktas darbas gali būti laikomas tik pirmuoju sėkmingu Rusijos eksperimentu. Kamieninės ląstelės galės „gydyti“ artrozę, artritą, hemartrozę ir kitas ligas (jeigu pasitvirtins teigiami rezultatai) neįdiegę brangių ir menkai išgyvenančių endoprotezų, o tai išgelbės pacientus nuo sudėtingų ir sunkių operacijų. Kita MMSC naudojimo kryptis yra jų diferenciacija į miocitus raumenų audiniui atkurti.

Virkštelės kraujas

Remiantis statistika, daugiau nei pusė pasaulio gyventojų vienokiu ar kitokiu laipsniu serga sąnarių artroze. MMSC kamieninės ląstelės tikriausiai suteiks tūkstančiams žmonių neskausmingo, lengvo judėjimo laimę ir daugelį jų sugrąžins į darbą. Šie MMSC gaunami ne tik iš kaulinio ir riebalinio audinio, bet ir iš virkštelės kraujo. Jis renkamas gimus kūdikiui ir surišus virkštelę. Gauta medžiaga yra apie 80 ml. Transplantacija, kurioje kartu yra virkštelės kraujo ir kaulų čiulpų, turi ypač didelį gydomąjį poveikį. Be artrozės, medikų teigimu, šis kraujas gali būti naudojamas nuo daugiau nei 70 negalavimų, tarp jų ir nuo vėžio. Tyrėjai deda dideles viltis į galimybę panaudoti virkštelės kraują veiksminga pagalba vaikų ligoms, kurios nepagydomos kitais būdais, pavyzdžiui, leukemijai, sarkomai, smegenų vėžiui. Šiuo metu atliekami tyrimai, siekiant nustatyti, kaip virkštelės kraujo kamieninės ląstelės elgiasi, kai jos skiriamos pacientams, sergantiems šizofrenija, cerebriniu paralyžiumi ir Parkinsono bei Alzheimerio ligomis. Ši medžiaga surenkama ir saugoma kraujo bankuose. Jie yra vieši ir privatūs.

Augalų kamieninės ląstelės

Visi augalai, kadangi jie yra daugialąstės sistemos, taip pat turi kamienines ląsteles, kurios susitelkusios nuospaudose, daiguose, pumpuruose ir jaunuose ūgliuose. Buvo atlikti tyrimai su ženšeniu, edelveisu, rože, gardenija ir kitais augalais. Tačiau teigiamiausius rezultatus parodė raudonųjų arba Amūro vynuogių kamieninės ląstelės. Rusijos mokslų akademijos Tolimųjų Rytų skyrius nustatė, kad būtent jie padeda išgydyti hepatitą, o Krymo mokslininkai nustatė, kad augalų, ypač vynuogių, kamieninės ląstelės gali būti naudojamos vėžio gydymui. Medžiaga resveratrolis, iš pradžių atrasta prancūzų raudonajame vyne, o vėliau rasta vynuogių kamieninėse ląstelėse, taip pat kelia didelį susidomėjimą. Tai prioritetinis asistentas kovojant už jaunatvišką odą ir kūną. Šiuo atradimu pasinaudojo kremo nuo senėjimo „Libriderm“ kūrėjai. Iš vynuogių gautos kamieninės ląstelės ne tik išlygina raukšles ir pašalina suglebusią odą, bet ir puikiai ją drėkina, daro ją švelnią, švelnią ir apsaugotą. Libriderm išbandžiusios moterys pabrėžia šiuos privalumus:

Švelni tekstūra;

Lengva tepti ant kūno;

nesukelia alerginių reakcijų;

Drėkina odą beveik visą dieną;

Pašalina dirginimą.

Kas jiems nepatiko kreme, tai aukšta kaina ir pastebimo atjaunėjimo nebuvimas po mėnesio naudojimo.

„Pasidaryk pats“ kamieninių ląstelių vaistas

Manoma, kad kamieninės ląstelės, paimtos iš augalų, yra daug mažiau pavojingos nei paimtos iš žmonių ar gyvūnų, nes jos turi mažiau genetinės informacijos ir neturi tokio galingo, o svarbiausia – nenuspėjamo poveikio. Tačiau jie, ypač švirkščiami, gali sukelti nepageidaujamų pasekmių. Tačiau išorinis naudojimas, pasak Maskvos valstybinio universiteto darbuotojo. Lomonosovas E. Rodimina, eina tik į gerą. Jis netgi siūlo receptą, kaip namuose pasigaminti kremą, kuriame kamieninės ląstelės dirbs, kad pagerintų veido odos būklę.

Žaliava gali būti pumpurai ir jauni vynuogių ūgliai, tačiau geriausia nuo vynuogių krūmų nupjauti auginius ir ant jų auginti nuospaudas. Tam šakos parai ar dviem dedamos į vandenį, po to išimamos, suvyniojamos į vandeniu sudrėkintą skudurą (ar šlapią laikraštį), tada į celofaninį maišelį ir dedamos į šiltą vietą. Gautą nuospaudą reikia atskirti, išdžiovinti ir sumalti. Tada į lygią šaukštą (šaukštą) užpilkite stikline (100 g) degtinės ir palikite 7 dienas. Vynuogių pumpurus ir daigus reikia sudėti į indą ir taip pat užpilti degtine. Gautą užpilą įpilkite į paruoštą neriebų grietinėlę, pavyzdžiui, alavijo, ir gerai išmaišykite. Produktą galite vartoti ir per burną, įlašindami kelis lašus į arbatas ir sultis.

Ačiū

Kamieninės ląstelėsšiuo metu visuomenėje yra labai gyvų diskusijų tema. Tikriausiai nėra nei vieno žmogaus, kuris nebūtų bent girdėjęs termino „kamieninės ląstelės“. Deja, be šio termino žinojimo, žmogus, kaip taisyklė, nieko negali pasakyti apie tai, kas yra kamieninės ląstelės, kokios jų savybės, kaip jos gaunamos ir kodėl jomis galima gydyti daugybę ligų.

Tokia situacija susidarė dėl to, kad daugybė televizijos programų, forumų ir reklamos nepateikia išsamios ir išsamios informacijos šia tema. Dažniausiai informacija apie kamienines ląsteles pateikiama arba kaip reklaminiame vaizdo įraše, jas giriant ir iškeliant į panacėjos nuo visų ligų vaidmenį, arba laidose kalbama apie skandalus, kurie kartais neįtikėtinais būdais siejami su tuo pačiu kamienu. ląstelės.

Tai yra, situacija su kamieninėmis ląstelėmis yra panaši į kai kuriuos sklandančius gandus apie kažką paslaptingo, bet labai galingo, galinčio atnešti didelį gėrį ar ne mažiau baisų blogį. Žinoma, tai neteisinga ir tik atspindi visišką objektyvios ir išsamios informacijos trūkumą tarp žmonių. Pasvarstykime, kas yra kamieninės ląstelės, kodėl jos reikalingos, kaip jos gaunamos, kokių savybių turi, ir kitus klausimus, vienaip ar kitaip susijusius su šiais biologiniais objektais.

Kas yra kamieninės ląstelės?

Tačiau šis kamieninių ląstelių apibrėžimas yra labai bendras, nes jis atspindi tik pagrindinį būdingą tam tikro tipo ląstelių požymį, be to, yra daug kitų savybių, lemiančių jų veisles. Norėdami išspręsti kamieninių ląstelių problemą ir palyginti visapusiškai jas suprasti, turite tai žinoti būdingos savybės ir veislės.

Kamieninių ląstelių savybės ir tipai

Potencija

Dėl tokių stiprumo apribojimų buvo išskirtos šių tipų kamieninės ląstelės:

• Totipotentinis - galintis virsti visų be išimties organų ir audinių ląstelėmis;
• Polipotentinis (multipotentinis) - galintis virsti kelių tipų organų ar audinių ląstelėmis, turinčiomis bendrą embrioninę kilmę;
• Monopotentinis - gali transformuotis tik į bet kurio organo ląstelių veisles.

Totipotentinės arba embrioninės kamieninės ląstelės

Šiuo metu totipotentinės kamieninės ląstelės gaunamos tik laboratorinėmis sąlygomis, apvaisinant kiaušinėlį sperma ir užauginant embrioną iki norimo dydžio. Embrioninės totipotentinės ląstelės daugiausia naudojamos eksperimentams su gyvūnais ir dirbtiniams organams auginti.

Pluripotentinės kamieninės ląstelės

Mezenchiminės kamieninės ląstelės

Neuroninės kamieninės ląstelės

Hematopoetinės kamieninės ląstelės

Šiuo metu pluripotentinės kamieninės ląstelės praktinėje medicinoje naudojamos gana dažnai – tiek sunkių ligų (pvz., cukrinio diabeto, išsėtinės sklerozės, Alzheimerio ligos ir kt.) gydymui, tiek jauninimui. Pluripotentinės kamieninės ląstelės gaunamos iš ne senesnių nei 22 nėštumo savaitės abortuotų embrionų organų. Šiuo atveju kamieninės ląstelės skirstomos priklausomai nuo organo, iš kurio jos gaunamos, pavyzdžiui, kepenų, smegenų, kraujo ir kt. Dažniausiai naudojamos vaisiaus (embriono) kepenų ląstelės, nes jos turi universaliausią potenciją. būtini įvairių organų ligoms gydyti, pavyzdžiui, kepenų cirozei, miokardo infarktui ir kt. Daugiapotentės kamieninės ląstelės, gautos iš embriono organų, taip pat dažnai vadinamos vaisiaus kamieninėmis ląstelėmis. Šis pavadinimas kilęs iš žodžio „fetus“, kuris lotyniškai reiškia vaisius, embrioną.

Monopotentinės kamieninės ląstelės

Vaikas gimsta būtent su tokiomis monopotentinėmis kamieninėmis ląstelėmis, kurių yra visuose be išimties organuose ir audiniuose, sudarančiomis savotišką rezervą. Iš šio rezervo per visą gyvenimą formuojasi naujos kiekvieno organo ir audinio ląstelės, kurios pakeis pažeistas ir negyvas. Visą gyvenimą tokios kamieninės ląstelės palaipsniui suvartojamos, tačiau net ir žmogui mirus nuo senatvės, jų vis tiek yra visuose organuose ir audiniuose.

Tai reiškia, kad teoriškai iš vaiko ar suaugusiojo organų ir audinių galima gauti tik monopotencines kamienines ląsteles. Tokios ląstelės paprastai vadinamos pagal organą, iš kurio jos buvo gautos, pavyzdžiui, nervų, kepenų, skrandžio, riebalų, kaulų ir kt. Tačiau net ir suaugusio žmogaus kaulų čiulpuose yra dviejų tipų pluripotentinės kamieninės ląstelės – kraujo ir mezenchiminės, kurias dabar gana lengva gauti naudojant įprastinius laboratorinius metodus. Įvairių ligų gydymui ir atjauninimui dažniausiai naudojamos šios kraujo ir mezenchiminės pluripotentinės kamieninės ląstelės, gautos iš kaulų čiulpų.

Kamieninių ląstelių dauginimasis ir diferenciacija

Proliferacija – tai ląstelės gebėjimas dalytis, tai yra daugintis. Faktas yra tas, kad kiekviena kamieninė ląstelė, virsdama specializuotomis bet kurių organų ir audinių ląstelių struktūromis, ne tik bręsta, bet ir dalijasi keletą kartų. Be to, dalijimasis vyksta kiekviename nuosekliame brendimo etape. Tai yra, iš vienos kamieninės ląstelės gaunama nuo kelių iki kelių šimtų paruoštų subrendusių bet kurio organo ar audinio ląstelių.

Diferenciacija yra siauros ląstelės specializacijos laipsnis, tai yra, griežtai apibrėžtos funkcijos, kuriai jie yra sukurti, buvimas. Pavyzdžiui, labai specializuotos širdies raumens ląstelės (kardiomiocitai) sukuriamos tik susitraukimams atlikti, kurių pagalba kraujas išstumiamas ir cirkuliuoja visame kūne. Atitinkamai ląstelės, turinčios savo specializuotas funkcijas, vadinamos labai diferencijuotomis. O palyginti universalios ląstelės, neturinčios specifinių funkcijų, yra menkai diferencijuotos. Paprastai žmogaus organizme visos organų ir audinių ląstelės yra labai diferencijuotos, o mažai diferencijuotomis laikomos tik monopotentinės kamieninės ląstelės. Šios ląstelės neturi specifinių funkcijų, todėl yra menkai diferencijuotos.

Kamieninės ląstelės transformavimo į specializuotą, turinčią aiškias ir apibrėžtas funkcijas, procesas vadinamas diferenciacija, kurios metu ji iš mažai diferencijuotos virsta labai diferencijuota. Diferenciacijos proceso metu kamieninė ląstelė pereina daugybę etapų, kurių kiekvienoje ji dalijasi. Atitinkamai, kuo mažesnė kamieninės ląstelės diferenciacija, tuo daugiau diferenciacijos etapų ji turės pereiti ir tuo daugiau kartų dalijasi.

Remiantis tuo, galima suformuluoti tokią paprastą taisyklę: kuo didesnė ląstelės potencija, tai yra, kuo mažesnis diferenciacijos laipsnis, tuo stipresnis jos gebėjimas daugintis. Tai reiškia, kad prasčiausiai diferencijuotos totipotentinės kamieninės ląstelės turi didžiausią gebėjimą daugintis. Ir todėl iš vienos totipotentinės kamieninės ląstelės susidaro keli tūkstančiai specializuotų ir labai diferencijuotų įvairių organų ir audinių ląstelių. O labiausiai diferencijuotos monopotentinės kamieninės ląstelės turi minimalų gebėjimą daugintis. Todėl iš vienos monopotentinės ląstelės susidaro tik kelios labai diferencijuotos bet kurio organo ar audinio ląstelės.

Kamieninių ląstelių tipai įvairiuose organuose

Smegenų kamieninės ląstelės

Smegenų kamieninės ląstelės priskiriamos pluripotentinėms nervinėms ląstelėms, tai yra, jos gali formuoti ir formuoti bet kokią ląstelinę bet kurio organo ar audinio nervų sistemos struktūrą. Pavyzdžiui, smegenų kamieninės ląstelės gali sudaryti vingių neuronus, nugaros smegenų struktūras, nervinių skaidulų, sensoriniai ir motoriniai receptoriai, širdies laidumo sistema ir kt. Apskritai bet kuri nervinė ląstelė bet kurioje žmogaus kūno dalyje gali susidaryti iš smegenų pluripotentinės kamieninės ląstelės.

Šio tipo ląstelės dažniausiai naudojamos gydant neurodegeneracines ligas ir trauminius nervų pažeidimus, tokius kaip insultas, išsėtinė sklerozė, Alzheimerio liga, audinių traiškymo pažeidimai, parezė, paralyžius, cerebrinis paralyžius ir kt.

Kepenų kamieninės ląstelės

Iš vaisiaus kepenų gaunamos dviejų tipų pluripotentinės kamieninės ląstelės – hematopoetinės ir mezenchiminės. Pirmajame etape gaunamas abiejų tipų pluripotentinių kamieninių ląstelių mišinys, o tada, jei reikia, jos atskiriamos. Didžiausią vertę turi mezenchiminės vaisiaus ląstelės, nes iš jų galima išauginti visavertes ir funkciškai aktyvias įvairių vidaus organų ląsteles, tokias kaip plaučiai, širdis, kepenys, blužnis, inkstai, gimda, šlapimo pūslė, skrandis ir kt. Šiuo metu beveik visų organų ląstelės sėkmingai auginamos mėgintuvėliuose, į maistinę terpę įdedant specialių medžiagų, kurios priverčia jas diferencijuoti tam tikra kryptimi. Pavyzdžiui, norint išauginti kardiomiocitą (širdies ląstelę), į maistinę terpę dedama 5-azacitidino, o norint gauti visų kitų specializuotų organų ląstelių tipų, reikia kitų. cheminių medžiagų. Be to, norint suformuoti ląstelę kiekvienam konkrečiam organui, į maistinę terpę būtina pridėti griežtai apibrėžtą junginį.

Vaisiaus kepenų kamieninėmis ląstelėmis gydomos įvairios sunkios, lėtinės vidaus organų ligos, tokios kaip cirozė, širdies priepuoliai, šlapimo nelaikymas, plaučių tuberkuliozė, diabetas ir tt

Kamieninės ląstelės iš virkštelės kraujo

Hematopoetinės ląstelės gali virsti bet kokiais ląsteliniais kraujo elementais (trombocitais, leukocitais, eritrocitais, monocitais ir limfocitais) ir skatinti kraujagyslių augimą. Nedidelė dalis hematopoetinių kamieninių ląstelių gali išsivystyti į kraujo ir limfinių kraujagyslių ląsteles.

Šiuo metu virkštelės kraujo kamieninės ląstelės dažniausiai naudojamos atjauninimui ar įvairių sunkių, lėtinių ligų gydymui. Be to, daugelis moterų nusprendžia paimti virkštelės kraują ir išskirti kamienines ląsteles tolesniam saugojimui kriobanke, kad prireikus galėtų panaudoti gatavą medžiagą.

Dažniausiai naudojama kamieninių ląstelių klasifikacija

• Embrioninės kamieninės ląstelės (turi totipotenciją ir gaunamos iš dirbtinai apvaisintų kiaušinėlių, auginamų mėgintuvėliuose iki reikiamo laikotarpio);
• vaisiaus kamieninės ląstelės (turi daugialypį poveikį ir yra gaunamos iš abortinės medžiagos);
• Suaugusiųjų kamieninės ląstelės (turi daugiapotencinį poveikį ir gaunamos iš suaugusiojo ar vaiko virkštelės kraujo arba kaulų čiulpų).

• Hematopoetinės kamieninės ląstelės (yra absoliučiai visų kraujagyslių kraujo kūnelių pirmtakai);
• Mezenchiminės kamieninės ląstelės (yra visų vidaus organų ir skeleto raumenų ląstelių pirmtakai);
• Jungiamojo audinio kamieninės ląstelės (yra odos ląstelių, kaulų, riebalų, kremzlių, raiščių, sąnarių ir kraujagyslių pirmtakai);
• Neurogeninės kamieninės ląstelės (yra absoliučiai visų su nervų sistema susijusių ląstelių pirmtakai).

Kamieninių ląstelių gavimas

• Naujagimio kraujas iš virkštelės;
• Vaiko ar suaugusiojo kaulų čiulpai;
• Periferinis kraujas (iš venos) po specialios stimuliacijos;
• Abortacinė medžiaga, gauta iš moterų 2–12 nėštumo savaičių;
• 18–22 nėštumo savaitės vaisius, kurie mirė dėl priešlaikinio gimdymo, vėlyvo persileidimo arba aborto dėl socialinių priežasčių;
• Neseniai mirusių sveikų žmonių audiniai (pavyzdžiui, mirtis įvyko dėl sužalojimo ir pan.);
• Suaugusio ar vaiko riebalinis audinys;
• Kiaušialąstės apvaisinimas in vitro spermatozoidu, kad susidarytų zigota.

Tais pačiais metodais kamieninės ląstelės gaunamos iš virkštelės ir periferinio kraujo bei kaulų čiulpų. Norint juos gauti, suaugusiems, atliekant klubo sąnario punkciją, o vaikams - krūtinkaulio punkciją, paimami kaulų čiulpai (nuo 20 iki 200 ml). Periferinis kraujas iš venos paimamas taip pat, kaip ir perpilant. O virkštelės kraujas tiesiog surenkamas į sterilų vamzdelį tiesiai gimdymo namuose, pakišant jį po perpjauta kūdikio virkštele.

Tada kraujas arba kaulų čiulpai vežami į laboratoriją, kur iš jų išskiriamos kamieninės ląstelės vienu iš dviejų būdų: galimi metodai. Dažniausiai naudojamas Ficoll-urografin tankio gradiento atskyrimas. Norėdami tai padaryti, į mėgintuvėlį supilkite Ficoll sluoksnį, tada atsargiai užpilkite urografiną, kad tirpalai nesusimaišytų. Galiausiai kraujas arba kaulų čiulpai taip pat atsargiai sluoksniuojami ant urografino paviršiaus, stengiantis užtikrinti, kad jis būtų kuo mažiau sumaišytas su dviem ankstesniais tirpalais. Tada mėgintuvėlis sukasi centrifugoje dideliu, bent 8000 aps./min. greičiu, todėl plonas kamieninių ląstelių žiedas sutankinamas ir koncentruojamas Ficoll ir urografino fazių sąsajoje. Šis žiedas atsargiai pipete surenkamas į kitą sterilų mėgintuvėlį. Tada į ją pilama maistinė terpė ir dar keletą kartų sukasi centrifugoje, kad pašalintų visas ne kamienines ląsteles, kurios atsitiktinai patenka į žiedą. Paruoštos kamieninės ląstelės dedamos į maistinę terpę tolesniam augimui (kultivavimui), arba užšaldomos skystame azote ilgalaikiam saugojimui, arba skiedžiamos druskos tirpalas ir yra skiriamas kaip injekcija asmeniui, kuriam atliekama ląstelių terapija.

Antrasis, rečiau paplitęs būdas gauti kamienines ląsteles yra kraujo arba kaulų čiulpų apdorojimas lizės buferiu. Lizės buferis – tai specialus tirpalas su griežtai parinktomis druskų koncentracijomis, dėl kurių miršta visos ląstelės, išskyrus kamienines. Norint išskirti kamienines ląsteles, kraujas arba kaulų čiulpai sumaišomi su lizės buferiu ir paliekami 15–30 minučių, po to nusukami centrifugoje. Mėgintuvėlio apačioje surinktas rutulys yra kamieninės ląstelės. Visas skystis virš ląstelių kamuoliuko nupilamas, maistinė terpė supilama į mėgintuvėlį ir dar kelis kartus atsukama centrifugoje, kad būtų pašalintos visos netyčia patekusios nereikalingos ląstelės. Paruoštos kamieninės ląstelės naudojamos taip pat, kaip ir gautos ficoll-urografin tankio gradiento atskyrimo būdu.

Kamieninių ląstelių gavimas iš abortų medžiagos, audinių iš mirusių žmonių arba riebalų iš gyvų suaugusiųjų ar vaikų gavimas yra daug darbo reikalaujanti procedūra, kurią naudoja tik gerai įrengtos laboratorijos ar mokslo institucijos. Ląstelių išskyrimo metu medžiaga apdorojama specialiais fermentais, kurie ardo audinių vientisumą ir paverčia juos viena amorfine mase. Ši masė dalimis apdorojama lizės buferiu, o tada kamieninės ląstelės išskiriamos taip pat, kaip iš kraujo ar kaulų čiulpų.

Kamienines ląsteles gauti iš vaisiaus 18–22 nėštumo savaitę taip pat lengva, kaip iš kraujo ar kaulų čiulpų. Faktas yra tas, kad kamieninės ląstelės šiuo atveju gaunamos ne iš viso vaisiaus, o tik iš kepenų, blužnies ar smegenų. Organų audiniai susmulkinami mechaniškai ir vėliau ištirpinami fiziologiniame tirpale arba maistinėje terpėje. Tada kamieninės ląstelės gaunamos naudojant lizės buferį arba ficoll-urografin tankio gradiento atskyrimą.

Kamieninių ląstelių gavimas apvaisinant kiaušinėlį naudojamas tik mokslo institucijose. Šis metodas prieinamas tik aukštos kvalifikacijos mokslininkams – ląstelių biologams. Dažniausiai taip gaunamos embrioninės kamieninės ląstelės eksperimentiniams tyrimams. O kiaušinėliai ir spermatozoidai paimami iš sveikų moterų ir donorais sutikusių tapti vyrų. Už tokią donorystę mokslo institucijos moka labai nemažą atlygį – mažiausiai 3–4 tūkstančius dolerių už vyro spermos porciją ir kelis moters kiaušinėlius, kuriuos galima surinkti per vieną kiaušidžių punkciją.

Augančios kamieninės ląstelės

Auginimo metu kamieninių ląstelių skaičius palaipsniui didėja, ko pasekoje kas 3 savaites vieno buteliuko su maistine terpe turinys padalijamas į 2 arba 3. Toks kamieninių ląstelių auginimas gali būti vykdomas tiek, kiek norima, jei yra reikalinga įranga ir maistinės terpės. Tačiau praktikoje kamieninių ląstelių negalima padauginti iki didelio skaičiaus, nes labai dažnai jos užsikrečia įvairiais patogeniniais mikrobais, kurie netyčia patenka į laboratorijos kambario orą. Tokios užkrėstos kamieninės ląstelės nebegali būti naudojamos ar auginamos, jos tiesiog išmetamos.

Reikėtų prisiminti, kad kamieninių ląstelių augimas yra tik jų skaičiaus padidėjimas. Neįmanoma išauginti kamieninių ląstelių iš ne kamieninių ląstelių.

Paprastai kamieninės ląstelės kultivuojamos tol, kol jų pakanka terapinei injekcijai ar eksperimentui atlikti. Ląstelės taip pat gali būti auginamos skystame azote prieš užšaldant, kad būtų užtikrintas didesnis jų kiekis.

Atskirai verta paminėti specialų kamieninių ląstelių auginimą, kai į maistinę terpę dedama įvairių junginių, skatinančių diferenciaciją į tam tikros rūšies ląsteles, pavyzdžiui, kardiomiocitus ar hepatocitus ir kt.

Kamieninių ląstelių naudojimas

Kamieninių ląstelių naudojimas įvairioms ligoms gydyti yra atliekamas ribotų klinikinių tyrimų metu, kai pacientui siūloma ši galimybė ir paaiškinama, kokia nauda ir rizika gali būti iš to. Paprastai kamieninės ląstelės naudojamos tik sunkioms, lėtinėms ir nepagydomoms ligoms gydyti kitais metodais, kai praktiškai nėra galimybių išgyventi ir net šiek tiek pagerėti būklė. Tokių klinikinių tyrimų metu gydytojai gali pamatyti, koks ir koks yra kamieninių ląstelių poveikis šalutiniai poveikiai gali sukelti jų naudojimą. Remiantis stebėjimo rezultatais, saugiausias ir efektyviausias klinikiniai protokolai, kuriose nurodomos rekomenduojamos kamieninių ląstelių dozės (bendras kiekis suleidžiamas gabalais), vartojimo vietos ir būdai, taip pat optimalus gydymo laikas ir laukiamas poveikis.

Atjauninimo tikslais kamieninės ląstelės gali būti suleidžiamos į poodinį audinį ar odos struktūras, taip pat į veną. Toks kamieninių ląstelių naudojimas leidžia tam tikram laikui sumažinti matomus su amžiumi susijusių pokyčių požymius. Norint išlaikyti ilgalaikį poveikį, kamieninės ląstelės turės būti skiriamos periodiškai individualiai pasirinktais intervalais. Iš esmės ši manipuliacija, jei ji atliekama teisingai, yra saugi.

Įvairių ligų gydymas kamieninėmis ląstelėmis – bendrieji principai ir poveikis

Be to, dažnai naudojamos kamieninės ląstelės iš donoro, kuris dažniausiai yra kraujo giminaičių, kaulų čiulpų. Šiuo atveju, siekiant pašalinti atmetimo riziką, prieš įvedant ląsteles, jos kultivuojamos maistinėje terpėje mažiausiai 21 dieną. Toks ilgalaikis auginimas lemia atskirų antigenų praradimą, o ląstelės nebesukelia atmetimo reakcijos.

Kepenų kamieninės ląstelės naudojamos rečiau, nes jas būtina įsigyti. Dažniausiai šio tipo ląstelės naudojamos atjauninimui.

Paruoštos kamieninės ląstelės į organizmą patenka įvairiais būdais. Be to, kamieninių ląstelių įvedimas vadinamas transplantacija, kuri atliekama įvairiais būdais priklausomai nuo ligos. Taigi, sergant Alzheimerio liga, kamieninės ląstelės persodinamos į smegenų skystį, naudojant juosmeninę punkciją. Sergant vidaus organų ligomis, ląstelės persodinamos šiais pagrindiniais būdais:

• Steriliu druskos tirpalu atskiestų kamieninių ląstelių injekcija į veną;
• Kamieninių ląstelių įvedimas į pažeisto organo kraujagysles naudojant specialią įrangą;
• Kamieninių ląstelių injekcija tiesiai į pažeistą organą operacijos metu;
• Kamieninių ląstelių injekcija į raumenis arti pažeisto organo;
• Kamieninių ląstelių injekcija po oda arba į odą.

Ląstelių terapija (gydymas kamieninėmis ląstelėmis) visais atvejais pagerina žmogaus būklę, iš dalies atkuria prarastas funkcijas, pagerina gyvenimo kokybę, sumažina ligos progresavimo ir komplikacijų greitį.

Tačiau reikia atsiminti, kad gydymas kamieninėmis ląstelėmis nėra panacėja, jis negali visiškai išgydyti arba atšaukti tradicinės terapijos. Dabartiniame mokslo vystymosi etape kamieninės ląstelės gali būti naudojamos tik kaip tradicinės terapijos papildymas. Galbūt kada nors bus įmanoma sukurti gydymą naudojant vien kamienines ląsteles, tačiau kol kas tai yra svajonė. Todėl nuspręsdami naudoti kamienines ląsteles atminkite, kad negalite atšaukti visos kitos sunkios lėtinės ligos terapijos. Ląstelių transplantacija tik pagerins būklę ir padidins tradicinės terapijos efektyvumą.

Gydymas kamieninėmis ląstelėmis: pagrindinės problemos – video

Kamieninės ląstelės: atradimo istorija, rūšys, vaidmuo organizme, gamybos ir gydymo ypatybės – video

Kamieninių ląstelių bankas

Šiuo metu beveik visuose didžiuosiuose Rusijos miestuose yra panašių bankų, siūlančių savo paslaugas fiziniams ir juridiniams asmenims.

Tai nesubrendusios (nediferencijuotos) struktūros. Brandinimo proceso metu kamieninės ląstelės gali suformuoti brandesnes įvairių audinių ląsteles. Tai priklauso nuo to, kokie biologiškai aktyvūs junginiai (augimo faktoriai) juos veikia, taip pat nuo kitų organų ir audinių buvimo šalia.

Šios kamieninių ląstelių savybės leido jas panaudoti medicinoje. Jie plačiausiai naudojami transplantologijoje.

Kamieninių ląstelių savybės

Dėl to, kad kamieninės ląstelės yra nediferencijuotos struktūros, jos turi keletą specifinių savybių, įskaitant:

• Multipotencija yra pagrindinė šių ląstelių savybė, kurios dėka jos gavo platus pritaikymas praktinėje medicinoje. Ši savybė leidžia kamieninėms ląstelėms diferencijuotis į beveik bet kokį audinį, kuris priklauso nuo jų aplinkos.
• Neribotas dauginimasis – kamieninės ląstelės turi galimybę dalytis dirbtinėse maistinėse terpėse be brendimo. Tai leidžia dirbtinai padidinti jų skaičių laboratorijoje.
• Ilga gyvenimo trukmė – ląstelės gali ilgas laikotarpis laiko išlaikyti savo gyvybingumą.

Visos šios kamieninių ląstelių savybės leidžia jas aktyviai panaudoti transplantologijoje persodinamiems audiniams gauti.

Kamieninių ląstelių rūšys

Priklausomai nuo to, kur buvo paimtos kamieninės ląstelės, taip pat nuo jų brandumo laipsnio, išskiriami keli jų tipai:

• Embrioninės ląstelės- paimta iš embriono embriono prieš implantuojant embrioną į gimdos gleivinę. Jie yra mažiausiai subrendę, todėl iš jų gali atsirasti bet koks žmogaus kūno audinys.
• Vaisiaus ląstelės- yra vaisiaus kūne, jie gaunami baigus medicininės indikacijos abortas arba nuo virkštelės kraujo. Jie turi mažesnį stiprumą, todėl negali išsiskirti į visus audinius.
• Postnatalinės ląstelės– šių darinių yra žmogaus organizme po gimimo. Pagal jų išsidėstymą išskiriamos hematopoetinės (sukelia kraujo kūnelius), stromos (jungiamojo audinio pirmtakai) ir audiniams specifinės (turi mažiausią stiprumą, randamos beveik visuose žmogaus organizmo audiniuose) ląstelės.

Galima naudoti transplantologijoje Įvairių tipų kamieninių ląstelių, kurios priklauso nuo audinio ar organo, kuriam reikia transplantacijos.

Pagrindinės kamieninių ląstelių panaudojimo sritys

Pagrindinis kamieninių ląstelių panaudojimo įvairiose medicinos srityse tikslas – pažeistų audinių keitimas (transplantacija), apimantis kelias sritis:

• Matricos sukelta chondrogenezė sąnario paviršiaus kremzlės atstatymui
• Tinklainės gavimas („auginimas“) implantacijai oftalmologijoje
• Nervų atstatymas
• Kraujagyslių transplantacija
• Bronchopulmoninės sistemos struktūrų gavimas ant specialios matricos su vėlesniu implantavimu

Perspektyvios sritys yra "išaugusių" inkstų ir kitų šlapimo sistemos organų dalių, taip pat endokrininių liaukų transplantacija.

Užsisakykite visų tipų medicinos programas adresu

„Booking Health“ yra tarptautinis interneto portalas, kuriame galite studijuoti informaciją apie pirmaujančias pasaulio klinikas ir internetu užsisakyti medicinos programą. Dėl gerai apgalvotos struktūros ir prieinamo informacijos pateikimo svetaine lengvai naudojasi tūkstančiai žmonių, medicininis išsilavinimas. Portale pristatomos visų pagrindinių medicinos sričių programos. Visų pirma, tai yra diagnostinės programos arba patikrinimai. Tai taip pat visas gydymo programų spektras, nuo konservatyvi terapija prieš specialias chirurgines intervencijas. Reabilitacijos programos įtvirtina gydymo rezultatus arba yra naudojamos savarankiškai. Internetinis portalas Booking Health suteikia galimybę palyginti skirtingų klinikų specialistų kvalifikaciją, gydymo metodus ir medicininės priežiūros išlaidas. Tinkamiausią variantą pacientas pasirenka savarankiškai arba po nemokamos Booking sveikatos gydytojo konsultacijos.

• 1908 m.: terminą „kamieninė ląstelė“ (Stammzelle) pasiūlė plačiai vartoti rusų histologas Aleksandras Maksimovas (1874–1928). Jis aprašė ir įrodė kraujodaros kamienines ląsteles naudodamas savo laikų metodus, ir būtent joms šis terminas buvo įvestas.
• 1960: Joseph Altman ir Gopal D. Das () pateikė suaugusiųjų neurogenezės, nuolatinės smegenų kamieninių ląstelių veiklos, mokslinius įrodymus. Jų išvados prieštarauja Ramón y Cajal dogmai, kad nervinės ląstelės negimsta suaugusiųjų kūne ir nebuvo plačiai viešinamos.
• 1963 m.: Ernestas McCullochas ir Jamesas Till pademonstravo, kad pelių kaulų čiulpuose yra savaime atsinaujinančių ląstelių.
• 1968 m.: įrodyta recipiento kraujodaros atkūrimo galimybė po kaulų čiulpų transplantacijos. Aštuonerių metų berniuko kaulų čiulpų transplantacija padeda išgydyti sunki forma imunodeficitas. Donorė buvo sesuo, turinti suderinamą leukocitų antigenų (HLA) rinkinį.
• 1970 m.: Aleksandras Jakovlevičius Friedenšteinas iš jūrų kiaulyčių kaulų čiulpų išskyrė į fibroblastus panašias ląsteles, sėkmingai jas kultivavo ir aprašė, kurios vėliau buvo pavadintos Multipotentinėmis mezenchiminėmis stromos ląstelėmis.
• 1978 m.: Virkštelės kraujyje aptiktos kraujodaros kamieninės ląstelės.
• 1981 m.: mokslininkai Martinas Evansas, Matthew Kaufmanas ir, nepriklausomai, Gail R. Martin, iš embrioblasto (vidinės blastocistos ląstelių masės) gauna pelių embrionines ląsteles. Gail Martin priskiriamas embrioninių kamieninių ląstelių termino sugalvojimui.
• 1988 m.: Eliane Gluckman atliko pirmąją sėkmingą virkštelės kraujo HSC transplantaciją pacientui, sergančiam Fanconi anemija. E. Gluckmanas įrodė, kad virkštelės kraujo naudojimas yra efektyvus ir saugus. Nuo tada virkštelės kraujas buvo plačiai naudojamas transplantologijoje.
• 1992 m.: gautos nervinės kamieninės ląstelės in vitro. Buvo sukurti jų auginimo neurosferų pavidalu protokolai.
• 1992 m.: pirmoji personalizuota kamieninių ląstelių kolekcija. Profesorius Davidas Harrisas užšaldė kamienines ląsteles iš savo pirmagimio sūnaus virkštelės kraujo. Šiandien Davidas Harrisas yra didžiausio pasaulyje virkštelės kraujo kamieninių ląstelių banko direktorius.
• 1987-1997: Per 10 metų 45 medicinos centruose visame pasaulyje buvo atliktos 143 virkštelės kraujo transplantacijos.
• 1997 m.: Rusijoje atlikta pirmoji onkologinio paciento operacija, persodinusi virkštelės kraujo kamienines ląsteles.
• 1998 m.: Jamesas Thomsonas ir jo bendradarbiai Viskonsino-Madisono universitete sukūrė pirmąją žmogaus ESC liniją.
• 1998 m.: pirmoji pasaulyje autologinė virkštelės kraujo kamieninių ląstelių transplantacija mergaitei, sergančiai neuroblastoma (smegenų augliu). Bendras šiais metais atliktų virkštelės kraujo transplantacijų skaičius viršija 600.
• 1999: žurnalas Mokslas embrioninių kamieninių ląstelių atradimą pripažino trečiu reikšmingiausiu įvykiu biologijoje po dvigubos DNR spiralės iššifravimo ir Žmogaus genomo projekto.
• 2000 m.: buvo paskelbta nemažai straipsnių apie brandaus organizmo kamieninių ląstelių plastiškumą, ty jų gebėjimą diferencijuotis į įvairių audinių ir organų ląstelinius komponentus.
• 2003 m.: JAV Nacionalinės mokslų akademijos žurnalas (PNAS USA) paskelbė pranešimą, kad po 15 metų laikymo skystame azote, virkštelės kraujo kamieninės ląstelės visiškai išlaiko savo biologines savybes. Nuo šio momento kriogeninis kamieninių ląstelių saugojimas buvo pradėtas vertinti kaip „biologinis draudimas“. Pasaulio kamieninių ląstelių, saugomų bankuose, kolekcija pasiekė 72 000 mėginių. 2003 metų rugsėjo duomenimis pasaulyje jau buvo atliktos 2592 virkštelės kraujo kamieninių ląstelių transplantacijos, iš jų 1012 – suaugusiems pacientams.
• Per laikotarpį nuo 1996 iki 2004 metų buvo atliktos 392 autologinės (savo) kamieninių ląstelių transplantacijos.
• 2005 m.: Kalifornijos universiteto Irvine mokslininkai suleido žmogaus nervų kamienines ląsteles žiurkėms, patyrusioms trauminį nugaros smegenų pažeidimą, ir sugebėjo iš dalies atkurti žiurkių gebėjimą judėti.
• 2005 m.: ligų, kurioms sėkmingai taikoma kamieninių ląstelių transplantacija, sąrašas siekia kelias dešimtis. Didžiausias dėmesys skiriamas piktybinių navikų, įvairių formų leukemijos ir kitų kraujo ligų gydymui. Yra pranešimų apie sėkmingą kamieninių ląstelių transplantaciją sergant širdies ir kraujagyslių bei nervų sistemos ligomis. Įvairūs tyrimų centrai atlieka kamieninių ląstelių panaudojimo miokardo infarkto ir širdies nepakankamumo gydymui tyrimus. Sukurti tarptautiniai išsėtinės sklerozės gydymo protokolai. Ieškoma insulto, Parkinsono ir Alzheimerio ligų gydymo metodų.
• 2006 m. rugpjūčio mėn.: Žurnalas Cell publikuoja Kazutoshi Takahashi ir Shinya Yamanaka tyrimą, kaip diferencijuotas ląsteles grąžinti į pluripotentinę būseną. Prasideda indukuotų pluripotentinių kamieninių ląstelių era.
• 2007 m. sausio mėn.: Tyrėjai iš Wake Forest universiteto (Šiaurės Karolina, JAV), vadovaujami dr. Anthony Atala iš Harvardo, pranešė apie naujo tipo kamienines ląsteles, randamas vaisiaus vandenyse (amniono skystyje). Jie gali būti galimas ESC pakaitalas tyrimuose ir terapijoje.
• 2007 m. birželis: trys nepriklausomos tyrimų grupės pranešė, kad subrendusios pelių odos ląstelės gali būti perprogramuotos į ESC. Tą patį mėnesį mokslininkas Shukhrat Mitalipov paskelbė apie primatų kamieninių ląstelių linijos sukūrimą taikant terapinį klonavimą.
• 2007 m. lapkritis: žurnale Ląstelė paskelbė Katsutoshi Takagashi ir Shinya Yamanaka tyrimą „Pliuripotentinių kamieninių ląstelių indukcija iš brandžių žmogaus fibroblastų esant tam tikriems veiksniams“ ir žurnale. Mokslas Buvo paskelbtas Juning Yu straipsnis „Sukeltos pluripotentinės kamieninės ląstelės, gautos iš žmogaus somatinių ląstelių“, kurį parašė kartu su kitais Jameso Thomsono tyrimų grupės mokslininkais. Įrodyta, kad galima sukelti beveik bet kurią subrendusią žmogaus ląstelę ir suteikti jai kamieninių savybių, dėl to nereikia naikinti embrionų laboratorijoje, nors kancerogenezės rizika, susijusi su Myc genu ir retrovirusu. dar reikia nustatyti genų perdavimą.
• 2008 m. sausio mėn.: Robertas Lanza ir jo kolegos iš Pažangi ląstelių technologija ir Kalifornijos universitetas, San Franciskas, pagamino pirmuosius žmogaus ESC nesunaikindamas embriono.
• 2008 m. sausis: Klonuotos žmogaus blastocistos kultivuojamos terapiniu klonavimu.
• 2008 m. vasario mėn.: pluripotentinės kamieninės ląstelės, gautos iš pelių kepenų ir skrandžio, šios indukuotos ląstelės yra artimesnės embrioninėms nei anksčiau gautoms indukuotoms kamieninėms ląstelėms ir jos nėra kancerogeninės. Be to, genų, reikalingų pluripotentinėms ląstelėms sukelti, nereikia dėti į tam tikrą regioną, o tai palengvina nevirusinių ląstelių perprogramavimo technologijų kūrimą.
• 2008 m. kovo mėn.: pirmą kartą buvo paskelbtas Regeneracinių mokslų instituto gydytojų tyrimas apie sėkmingą kremzlės regeneraciją žmogaus kelio sąnaryje naudojant autologinius subrendusius MSC.
• 2008 m. spalio mėn.: Zabine Konrad ir jos kolegos iš Tiubingeno (Vokietija) kultivuodami iš subrendusios žmogaus sėklidės spermatogoninių ląstelių išvedė pluripotentines kamienines ląsteles. in vitro pridedant FIL (leukemijos slopinimo faktorių).
• 2008 m. spalio 30 d.: embrioninės kamieninės ląstelės, gautos iš žmogaus plaukų.
• 2009 m. kovo 1 d.: Andreasas Nagy, Keisuke Kaji ir jų kolegos atrado būdą, kaip sukurti embrionines kamienines ląsteles iš normalių subrendusių ląstelių naudojant naujoviška technologija„apvyniojimai“, skirti tam tikriems genams pristatyti į ląsteles, kad būtų galima perprogramuoti be rizikos, kuri kyla naudojant virusus. Genai dedami į ląsteles naudojant elektroporaciją.
• 2009 m. gegužės 28 d.: Kim Gwangsoo ir jo kolegos iš Harvardo paskelbė, kad jie sukūrė būdą, kaip manipuliuoti odos ląstelėmis, kad gamintų indukuotas pluripotentines kamienines ląsteles konkrečiam pacientui, teigdami, kad tai yra „galutinis kamieninių ląstelių problemos sprendimas“.
• 2011 m.: Izraelio mokslininkas Inbaras Friedrichas Ben-Nunas vadovavo mokslininkų grupei, kuri sukūrė pirmąsias nykstančių gyvūnų rūšių kamienines ląsteles. Tai yra proveržis ir jo dėka galime išsaugoti rūšis, kurioms gresia išnykimas.
• 2012 m.: Remiantis JAV nacionalinių sveikatos institutų remiamu klinikiniu tyrimu, duoti pacientams kamienines ląsteles, paimtas iš jų kaulų čiulpų praėjus trims ar septynioms dienoms po širdies priepuolio, yra saugus, bet neveiksmingas gydymas. Tačiau Vokietijos specialistų atlikti tyrimai Hamburgo Kardiologijos skyriuje parodė teigiamus rezultatus gydant širdies nepakankamumą, bet ne miokardo infarktą.

Savybės

Visos kamieninės ląstelės turi dvi esmines savybes:

• Savęs atsinaujinimas, tai yra gebėjimas po padalijimo (be diferenciacijos) išlaikyti nepakitusią fenotipą.
• Potencija (diferenciacijos potencialas) arba gebėjimas susilaukti palikuonių specializuotų ląstelių tipų pavidalu.

Savaime atnaujinamas

Yra du mechanizmai, palaikantys kamieninių ląstelių populiaciją organizme:

1. Asimetriškas dalijimasis, kurio metu susidaro ta pati ląstelių pora (viena kamieninė ląstelė ir viena diferencijuota ląstelė).
2. Stochastinis dalijimasis: viena kamieninė ląstelė dalijasi į dvi labiau specializuotas.

Diferencijuojamas potencialas

Kamieninių ląstelių diferenciacijos potencialas arba stiprumas yra gebėjimas gaminti tam tikrą skaičių skirtingų tipų ląstelių. Pagal stiprumą kamieninės ląstelės skirstomos į šias grupes:

• Totipotentinės (visagalios) kamieninės ląstelės gali diferencijuotis į embrioninių ir ekstraembrioninių audinių ląsteles, susidėliojusias į trimačius sujungtus darinius (audinius, organus, organų sistemas, kūną). Tokios ląstelės gali sukelti visavertį gyvybingą organizmą. Tai apima apvaisintą kiaušinį arba zigotą. Ląstelės, susidariusios per pirmuosius kelis zigotos dalijimosi ciklus, daugumoje rūšių taip pat yra totipotentinės. Tačiau tai neapima, pavyzdžiui, apvaliųjų kirmėlių, kurių zigota netenka totipotencijos pirmojo dalijimosi metu. Kai kuriuose organizmuose diferencijuotos ląstelės taip pat gali įgyti totipotenciją. Taigi, nupjauta augalo dalis gali būti panaudota naujam organizmui auginti būtent dėl ​​šios savybės.
• Pluripotentinės kamieninės ląstelės yra totipotentinių kamieninių ląstelių palikuonys ir gali sudaryti beveik visus audinius ir organus, išskyrus neembrioninius audinius (pavyzdžiui, placentą). Iš šių kamieninių ląstelių išsivysto trys gemalo sluoksniai: ektoderma, mezoderma ir endoderma.
• Daugiapotencinės kamieninės ląstelės sukuria skirtingų audinių ląsteles, tačiau jų tipų įvairovė yra ribota viename gemalo sluoksnyje.

• Oligopotentinės ląstelės gali diferencijuotis tik į tam tikrus ląstelių tipus, turinčius panašių savybių. Tai, pavyzdžiui, apima limfoidinės ir mieloidinės serijos ląsteles, dalyvaujančias hematopoezės procese.
• Unipotentinės ląstelės (pirmtakinės ląstelės, blastinės ląstelės) yra nesubrendusios ląstelės, kurios, griežtai tariant, nebėra kamieninės, nes gali gaminti tik vieno tipo ląsteles. Jie gali pakartotinai daugintis, todėl jie yra ilgalaikis vieno specifinio tipo ląstelių šaltinis ir išskiria jas nuo ne kamieninių ląstelių. Tačiau jų gebėjimas daugintis apsiriboja tam tikru padalijimų skaičiumi, o tai taip pat išskiria juos nuo tikrų kamieninių ląstelių. Progenitorinės ląstelės apima, pavyzdžiui, kai kurias miosatelito ląsteles, dalyvaujančias skeleto ir raumenų audinio formavime.

klasifikacija

Kamieninės ląstelės gali būti skirstomos į tris pagrindines grupes, priklausomai nuo jų gamybos šaltinio: embrioninės, vaisiaus ir postnatalinės (suaugusiųjų kamieninės ląstelės).

Embrioninės kamieninės ląstelės

Klinikiniams tyrimams, naudojant ESC, taikoma speciali etinė peržiūra. Daugelyje šalių ESC tyrimus riboja įstatymai.

Vienas iš pagrindinių ESC trūkumų yra tai, kad negalima transplantacijai naudoti autogeninės, tai yra savo medžiagos, nes ESC išskyrimas iš embriono yra nesuderinamas su tolesniu jo vystymusi.

Vaisiaus kamieninės ląstelės

Postnatalinės kamieninės ląstelės

Nepaisant to, kad subrendusio organizmo kamieninės ląstelės turi mažesnę galią, palyginti su embriono ir vaisiaus kamieninėmis ląstelėmis, tai yra, jos gali generuoti mažiau skirtingų tipų ląstelių, etinis jų tyrimo ir naudojimo aspektas nesukelia rimtų ginčų. Be to, galimybė naudoti autogeninę medžiagą užtikrina gydymo efektyvumą ir saugumą. Suaugusiųjų kamienines ląsteles galima suskirstyti į tris pagrindines grupes: hematopoetines (hematopoetines), multipotentines mezenchimines (stromines) ir audiniams specifines pirmtakes. Kartais virkštelės kraujo ląstelės priskiriamos atskirai grupei, nes jos yra mažiausiai diferencijuotos iš visų subrendusio organizmo ląstelių, tai yra, turi didžiausią potenciją. Virkštelės kraujyje daugiausia yra hematopoetinių kamieninių ląstelių, taip pat multipotentinių mezenchiminių ląstelių, tačiau jame yra ir kitų unikalių atmainų kamieninių ląstelių, kurios tam tikromis sąlygomis gali diferencijuotis į įvairių organų ir audinių ląsteles.

Hematopoetinės kamieninės ląstelės

Prieš naudojant virkštelės kraują, kaulų čiulpai buvo laikomi pagrindiniu HSC šaltiniu. Šis šaltinis ir šiandien plačiai naudojamas transplantologijoje. HSC yra suaugusiųjų kaulų čiulpuose, įskaitant šlaunikaulius, šonkaulius, krūtinkaulį ir kitus kaulus. Ląstelės gali būti paimamos tiesiai iš šlaunies, naudojant adatą ir švirkštą, arba iš kraujo po išankstinio apdorojimo citokinais, įskaitant G-CSF (granulocitų kolonijas stimuliuojantį faktorių), kuris skatina ląstelių išsiskyrimą iš kaulų čiulpų.

Antras, svarbiausias ir perspektyviausias HSC šaltinis – virkštelės kraujas. HSC koncentracija virkštelės kraujyje yra dešimt kartų didesnė nei kaulų čiulpuose. Be to, šis šaltinis turi nemažai privalumų. Svarbiausi iš jų:

• Amžius. Virkštelės kraujas renkamas ankstyviausiu organizmo gyvenimo etapu. HSC iš virkštelės kraujo yra maksimaliai aktyvūs, nes nebuvo veikiami neigiamo išorinės aplinkos poveikio (infekcinių ligų, nesveikos mitybos ir kt.). Virkštelės kraujo HSC per trumpą laiką gali sukurti didelę ląstelių populiaciją.
• Suderinamumas. Autologinės medžiagos, ty savo virkštelės kraujo, naudojimas garantuoja 100% suderinamumą. Suderinamumas su broliais ir seserimis yra iki 25%, vaiko virkštelės kraują paprastai galima panaudoti ir kitiems artimiems giminaičiams gydyti. Palyginimui, tikimybė rasti tinkamą kamieninių ląstelių donorą yra nuo 1:1000 iki 1:1000 000.

Daugiapotentinės mezenchiminės stromos ląstelės

Daugiapotentinės mezenchiminės stromos ląstelės (MMSC) yra daugiapotentės kamieninės ląstelės, galinčios diferencijuotis į osteoblastus (kaulų ląsteles), chondrocitus (kremzlių ląsteles) ir adipocitus (riebalų ląsteles).

Embrioninių kamieninių ląstelių charakteristikos

Kamieninės ląstelės ir vėžys

Naudojimas medicinoje

Rusijoje

2009 m. gruodžio 23 d. Rusijos Federacijos Vyriausybės įsakymu Nr. 2063-r Rusijos sveikatos ir socialinės plėtros ministerijai, Rusijos pramonės ir prekybos ministerijai bei Rusijos švietimo ir mokslo ministerijai buvo pavesta 2009 m. parengti ir pateikti svarstymui Valstybės Dūma RF įstatymo projektas „Dėl biomedicinos technologijų naudojimo Medicininė praktika“, reglamentuojantis kamieninių ląstelių naudojimą medicinoje kaip vieną iš biomedicinos technologijų. Kadangi įstatymo projektas sukėlė visuomenės ir mokslininkų pasipiktinimą, jis buvo išsiųstas peržiūrėti ir dar nepriimtas.

2010 m. liepos 1 d. Federalinė sveikatos priežiūros ir socialinės plėtros priežiūros tarnyba išdavė pirmąjį leidimą naudoti naują medicinos technologiją FS Nr. 2010/255 (gydymas savo kamieninėmis ląstelėmis).

2011 m. vasario 3 d. Federalinė sveikatos priežiūros ir socialinės raidos priežiūros tarnyba išdavė leidimą naudoti naują medicinos technologiją FS Nr. 2011/002 (gydymas donorų kamieninėmis ląstelėmis šių patologijų: su amžiumi susijusių veido odos pokyčių antrasis ar trečiasis laipsnis, žaizdos odos defektas, trofinė opa, alopecijos, atrofinių odos pažeidimų, įskaitant atrofines juosteles (strijas), nudegimų, diabetinės pėdos gydymas)

Ukrainoje

Šiandien klinikiniai tyrimai leidžiami Ukrainoje (Ukrainos sveikatos apsaugos ministerijos įsakymas Nr. 630 „Dėl kamieninių ląstelių klinikinių tyrimų atlikimo“, 2007 m.

"Kamieninės ląstelės. Jų praktinio panaudojimo perspektyvos ir galimybės“

Įvadas

Kamieninės ląstelės yra specialių gyvų organizmų ląstelių hierarchija, kurių kiekviena vėliau gali ypatingu būdu keistis (diferencijuoti) (tai yra įgyti specializaciją ir toliau vystytis kaip įprasta ląstelė). Kamieninės ląstelės geba dalytis asimetriškai, dėl to dalijantis susidaro ląstelė, panaši į motiną (savaiminė dauginimasis), taip pat nauja ląstelė, kuris geba diferencijuoti.

Svarbiausia kamieninės ląstelės savybė yra ta, kad jos branduolyje esanti genetinė informacija yra tarsi atskaitos „nuliniame taške“. Faktas yra tas, kad visos nereprodukcinės gyvų organizmų ląstelės (somatinės ląstelės) yra diferencijuotos, tai yra, jos atlieka tam tikras specializuotas funkcijas: kaulinio audinio ląstelės sudaro skeletą, kraujo ląstelės yra atsakingos už imunitetą ir perneša deguonį, nervinės ląstelės atlieka elektrinius impulsus. . Tačiau kamieninė ląstelė dar „neįjungė“ mechanizmų, lemiančių jos specializaciją. „Nuliniame taške“ jo genomas dar „nepaleido“ nei vienos programos ir, kas ypač svarbu, nepradėjo vykdyti dauginimosi programos.

1. Ir c Tai p ir aš c kamieninės ląstelės

„Kamieninių ląstelių“ sąvoka pirmą kartą pasirodė Rusijoje praėjusio amžiaus pradžioje. Pirmąją prielaidą apie kamieninių ląstelių egzistavimą padarė rusų mokslininkas. Tada didysis rusų histologas A.A. Maksimovas, tyrinėdamas hematopoezės procesą, padarė išvadą apie jų egzistavimą. Jis daugiausia nulėmė pasaulio mokslo raidos kryptį ląstelių biologijos srityje. Jo darbai tapo pasauline mokslo klasika ir iki šių dienų išlieka vienu iš dažniausiai cituojamų šalies tyrinėtojų darbų.

Sąvoka „kamieninė ląstelė“ A.A. Maksimovas jį pasiūlė dar 1908 m., norėdamas paaiškinti greito kraujo ląstelių atsinaujinimo mechanizmą. Berlyne per hematologų kongresą jis pristatė naują hematopoezės teoriją. Šie metai pagrįstai gali būti laikomi kamieninių ląstelių tyrimų raidos istorijos pradžia.

Kasdien kraujyje miršta keli milijardai ląstelių, o jas pakeičia naujos raudonųjų kraujo kūnelių, leukocitų ir limfocitų populiacijos. A.A. Maksimovas pirmasis suprato, kad kraujo ląstelių atnaujinimas yra ypatinga technologija, kuri skiriasi nuo paprasto ląstelių dalijimosi. Jei kraujo ląstelės savaime atsinaujintų dėl paprasto ląstelių dalijimosi, tam reikės milžiniškų kaulų čiulpų.

Pirmieji eksperimentai dėl praktinio kamieninių ląstelių panaudojimo prasidėjo šeštojo dešimtmečio pradžioje. Būtent tada buvo įrodyta, kad kaulų čiulpų transplantacijos (pagrindinio kamieninių ląstelių šaltinio) pagalba galima išgelbėti gyvūnus, gavusius mirtiną radioaktyviosios spinduliuotės dozę.

Prireikė beveik 20 metų, kad kaulų čiulpų transplantacija taptų praktinės medicinos arsenalo dalimi. Tik šeštojo dešimtmečio pabaigoje buvo gauti įtikinami duomenys apie galimybę naudoti kaulų čiulpų transplantaciją gydant ūminę leukemiją.

Šimtmečio pradžioje mokslininkai jau įtarė, kad daugelyje audinių yra ląstelių, kurios prisidėjo prie šių audinių regeneracijos (atkūrimo) ir suaktyvino paprastų ląstelių dalijimąsi.

Sovietų mokslininkai Aleksandras Friedenšteinas ir Josifas Čertkovas padėjo mokslo apie kaulų čiulpų kamienines ląsteles pagrindus, įrodydami, kad būtent ten daugiausia yra savotiškas nuostabių ląstelių sandėlis. Tada tapo žinoma, kad kai kurios kamieninės ląstelės migruoja kraujyje, taip pat jų yra įvairiuose audiniuose, ypač odoje ir riebaluose.

1970 – Pirmosios autologinių (savo) kamieninių ląstelių transplantacijos. Yra duomenų, kad aštuntajame dešimtmetyje, buvusioje CCKP, vyresnio amžiaus TSKP politinio biuro nariai buvo skiepijami „jaunimo“ nariais, jiems 2–3 kartus per metus suleidžiant kamieninių ląstelių preparatų.

1988 – pirmą kartą transplantacijai panaudotos kamieninės ląstelės: berniukas, kuriam buvo atlikta operacija, vis dar gyvas ir sveikas.

1992 m. – pirmoji personalizuota kamieninių ląstelių kolekcija. Profesorius Davidas Harrisas „tik tuo atveju“ užšaldė savo pirmagimio virkštelės kraujo kamienines ląsteles. Šiandien Davidas Harrisas yra didžiausio pasaulyje virkštelės kraujo kamieninių ląstelių banko direktorius.

1996 – 1996–2004 metais atliktos 392 autologinės kamieninių ląstelių transplantacijos. Taigi 1996 metais daugiausia buvo atlikta kaulų čiulpų transplantacija.

1996 m. – buvo įrodyta, kad spinduliuotė naikina vėžines ląsteles, bet taip pat naikina kamienines ląsteles, ką tik persodintas iš donoro kaulų čiulpų.

1997 – per pastaruosius 10 metų 45 medicinos centruose visame pasaulyje buvo atliktos 143 virkštelės kraujo transplantacijos. Rusijoje atlikta pirmoji vėžiu sergančio paciento kamieninių ląstelių persodinimo operacija iš kūdikių virkštelės kraujo.

1998 m. – pirmoji pasaulyje vadinamųjų virkštelės kraujo kamieninių ląstelių transplantacija mergaitei, sergančiai neuroblastoma (smegenų augliu). Biologinis draudimas suveikė – vaikas buvo išgelbėtas. Bendras atliktas virkštelės kraujo transplantacijų skaičius viršija 600.

Tais pačiais metais amerikiečių mokslininkams Jamesui Thomsonui ir Johnui Beckeriui pavyko išskirti žmogaus embrionines kamienines ląsteles ir gauti pirmąsias jų linijas.

1998 metais mokslininkai rado būdą, kaip auginti kamienines ląsteles maistinėje terpėje.

1999 m. – žurnalas „Science“ embrioninių kamieninių ląstelių atradimą pripažino trečiu reikšmingiausiu įvykiu biologijoje po DNR dvigubos spiralės iššifravimo ir Žmogaus genomo programos.

1999 metais tarp Sankt Peterburgo valstybinio medicinos universiteto, pavadinto akademiko I.P. Pavlovas ir Europos transplantacijos paramos ir plėtros institutas sudarė sutartį, pagal kurią Universitete sukuriamas visus tarptautinius reikalavimus atitinkantis kaulų čiulpų transplantacijos skyrius. Skyriaus atidarymas įvyko 2000 m. birželio mėn. Pagrindinis tikslas – atlikti kraujodaros kamieninių ląstelių, įskaitant ir nesusijusių donorų, transplantaciją.

2000 – visame pasaulyje atlikta 1200 virkštelės kraujo kamieninių ląstelių transplantacijų, dvi iš jų susijusios. Šešerių metų vaikas, sergantis Fanconi anemija, buvo išgydytas naudojant kamienines ląsteles iš naujagimio brolio virkštelės kraujo. Įdomiausia šioje istorijoje tai, kad antrasis vaikas gimė po dirbtinio apvaisinimo (IVF). Iš gautų embrionų buvo atrinktas vienas labiausiai suderinamas su recipientu ir neturintis ligos požymių.

Tais pačiais metais įrodytas suaugusių žmogaus kaulų čiulpų kraujodaros ir stromos ląstelių gebėjimas diferencijuotis į kardiomiocitus ir lygiųjų raumenų ląsteles, šis gebėjimas naudojamas regeneracinėje kardiologijoje.

2003 m. – JAV Nacionalinės mokslų akademijos žurnalas (PNAS USA) paskelbė pranešimą, kad po 15 metų laikymo skystame azote, virkštelės kraujo kamieninės ląstelės visiškai išlaiko savo biologines savybes. Nuo to laiko kriogeninis kamieninių ląstelių saugojimas buvo pradėtas laikyti „biologiniu draudimu“. Pasaulinė bankuose saugomų kamieninių ląstelių kolekcija pasiekė 72 000 mėginių. 2003 metų rugsėjo duomenimis, pasaulyje jau buvo atliktos 2592 virkštelės kraujo kamieninių ląstelių transplantacijos, iš jų 1012 – suaugusiems pacientams.

2003 m. sausio 4 d. The Lancet numeryje buvo paskelbtos dvi ataskaitos apie autologinių (savo) kaulų čiulpų kamieninių ląstelių injekcijos pacientams, sergantiems sunkia krūtinės angina arba miokardo infarktu, rezultatus. Kultivuotų mononuklearinių ląstelių šaltinis buvo kaulų čiulpai, paimti iš paciento klubinės dalies. Po kelių mėnesių pastebėtas pastebimas miokardo perfuzijos ir kairiojo skilvelio funkcijos pagerėjimas.

2004 m. – Visa pasaulyje virkštelės kraujo kamieninių ląstelių kolekcija artėja prie 400 000 mėginių. Visame pasaulyje atlikta apie 5000 virkštelės kraujo transplantacijų. Palyginimui, kaulų čiulpų transplantacijų skaičius per tą patį laikotarpį buvo apie 85 000.

2005 – Sąrašas ligų, kurių gydymui sėkmingai gali būti taikoma kamieninių ląstelių transplantacija, siekia kelias dešimtis. Didžiausias dėmesys skiriamas piktybinių navikų, įvairių formų leukemijos ir kitų kraujo ligų gydymui. Yra pranešimų apie sėkmingą kamieninių ląstelių transplantaciją sergant širdies ir kraujagyslių bei nervų sistemos ligomis. Sukurti tarptautiniai išsėtinės sklerozės gydymo protokolai. Daugiacentriai tyrimai atliekami gydant miokardo infarktą ir širdies nepakankamumą. Ieškoma būdų, kaip gydyti insultą, Parkinsono ir Alzheimerio ligas.

2007 metų Nobelio fiziologijos ar medicinos premija buvo skirta trims mokslininkams: amerikiečiams Mario Capecchi ir Oliveriui Smithiesui bei britui Martinui Evansui. Jie gavo apdovanojimą už pasiekimus genų nukreiptos pelių mutagenezės, naudojant embrionines kamienines ląsteles, srityje. Kaip teigiama Karolinska Institutet (Švedija) pranešime spaudai, Capecchi, Evans ir Smithies padarė keletą esminių atradimų, kurie leido jiems sukurti metodus. selektyvus slopinimas pavieniai genai, kurie gali būti naudojami vėžiui, diabetui, širdies ir kraujagyslių bei neurodegeneracinėms ligoms gydyti.

2. Sąvoka c kamieninės ląstelės

Kamieninės ląstelės gali sukelti bet kurias kūno ląsteles – odos, nervų ir kraujo ląsteles. Iš pradžių buvo manoma, kad suaugusiųjų organizme tokių ląstelių nėra ir jos egzistuoja tik labai ankstyvame embriono vystymosi periode. Tačiau aštuntajame dešimtmetyje A.Ya. Friedensteinas ir jo bendraautoriai atrado kamienines ląsteles „suaugusiųjų“ kaulų čiulpų mezenchime (stromoje), vėliau jos tapo žinomos kaip stromos ląstelės.

Mūsų organizme kamieninių ląstelių yra labai mažai: embrione - 1 ląstelė iš 10 tūkst., 60-80 metų žmogaus - 1 ląstelė iš 5-8 mln.

Tuo pačiu metu pasirodė darbai, įrodantys kamieninių ląstelių buvimą beveik visuose suaugusių gyvūnų ir žmonių organuose. Atsižvelgiant į tai, įprasta kamienines ląsteles dalyti į embrionines kamienines ląsteles (išskirtas iš embrionų blastocistos stadijoje – labai ankstyvoje vystymosi stadijoje, kai dar nėra audinių ar organų pradmenų) ir regionines kamienines ląsteles (išskirtas nuo suaugusiųjų organų arba iš embrionų organų vėlesnėse stadijose), kurie išlaiko embrioninių ląstelių savybes, tai liudija juose randami embrioninių baltymų žymenys.

Kamienines ląsteles galima išskirti ir auginti audinių kultūroje. Tokiu atveju susidaro sferinės ląstelių asociacijos: embrioninių ląstelių sankaupos vadinamos embrioniniais kūnais, o nervinės ląstelės – neurosferomis.

Gebėjimas gaminti daug skirtingų ląstelių tipų (pluripotencija) paverčia kamienines ląsteles svarbiausiu organizmo atkuriamuoju rezervu, kuris naudojamas dėl tam tikrų aplinkybių atsiradusiems defektams pakeisti.

Biologus ypač nustebino kamieninių ląstelių buvimas centrinėje nervų sistemoje. Kaip žinoma, pačios nervinės ląstelės praranda gebėjimą daugintis jau pačioje ankstyviausioje nervų diferenciacijos stadijoje (neuroblastų stadijoje). O kamieninės ląstelės, reaguodamos į įvairius nervinio audinio pažeidimus, pradeda dalytis ir vėliau diferencijuojasi į nervines ir glijos ląsteles. Izoliuotos nervinės kamieninės ląstelės taip pat gali virsti kitais dariniais.

Kamienines ląsteles galima aptikti naudojant specialius metodus. Faktas yra tas, kad „gimtosiose“ kamieninėse ląstelėse ir jų dariniuose sintetinami specifiniai baltymai, kurie aptinkami naudojant imunohistocheminę technologiją. Kiekvienam baltymui gaunami antikūnai ir paženklinami fluorescenciniais dažais. Šis reagentas aptinka baltymus, esančius kamieninėse ląstelėse skirtinguose vystymosi etapuose. Taigi nervinėse kamieninėse ląstelėse yra baltymo nestino, kaip parodyta 2 paveiksle. Patekus į specializacijos kelią, jose atsiranda naujas baltymas – vimentinas. Jei ląstelės vystosi nervine kryptimi, tada sintetinami atitinkami žymėjimo baltymai – neurofilamentas, b3-tubulinas, enolazė ir kt. Kai ląstelės yra specializuotos kaip pagalbinės glijos ląstelės, atsiranda kitų žymenų, tokių kaip glijos fibrilinis rūgštinis baltymas, S-100 baltymas ir kt.

Citoplazma, kurioje yra nestino, fluorescuoja žaliai, branduolinė medžiaga – mėlynai.

Kamieninių ląstelių hierarchijos šaknis yra totipotentinė zigota. Pirmieji keli zigotos padalijimas išlaiko totipotenciją, o jei embriono vientisumas prarandamas, tai gali sukelti monozigotinių dvynių atsiradimą. Hierarchijos šakoms priklauso pluripotentinės (visagalios) ir multipotentinės (blastinės) kamieninės ląstelės. Hierarchijos lapai (galiniai elementai) yra subrendusios unipotentinės kūno audinių ląstelės.

Kamieninių ląstelių nišos yra vietos audiniuose, kuriose nuolat gyvena kamieninės ląstelės, kurios dalijasi, kai reikia tolesnei diferenciacijai.

Kamieninės ląstelės dauginasi dalijantis, kaip ir visos kitos ląstelės. Skirtumas tarp kamieninių ląstelių yra tas, kad jos gali dalytis neribotą laiką, o subrendusios ląstelės paprastai turi ribotą dalijimosi ciklų skaičių.

Kai kamieninės ląstelės subręsta, jos pereina keletą etapų. Dėl to organizme yra nemažai kamieninių ląstelių populiacijų įvairaus laipsnio branda. IN geros būklės Kuo ląstelė brandesnė, tuo mažesnė tikimybė, kad ji galės virsti kitokio tipo ląstelėmis. Tačiau tai vis dar įmanoma dėl ląstelių transdiferenciacijos reiškinio.

DNR visose vieno organizmo ląstelėse (išskyrus lytines ląsteles), įskaitant kamienines ląsteles, yra vienoda. Įvairių organų ir audinių ląstelės, pavyzdžiui, kaulų ląstelės ir nervinės ląstelės, skiriasi tik tuo, kokius genus jos įjungė, o kuriuos išjungė, tai yra reguliuojant genų ekspresiją, pavyzdžiui, DNR metilinimu. Tiesą sakant, suvokus subrendusių ir nesubrendusių ląstelių egzistavimą, buvo atrastas naujas ląstelių kontrolės lygis. Tai yra, visų ląstelių genomas yra identiškas, tačiau veikimo būdas, kuriame jis yra, skiriasi.

Įvairiuose suaugusio žmogaus organuose ir audiniuose yra iš dalies subrendusių kamieninių ląstelių, kurios yra pasiruošusios greitai subręsti ir virsti norimo tipo ląstelėmis. Jie vadinami blastinėmis ląstelėmis. Pavyzdžiui, iš dalies subrendusios smegenų ląstelės yra neuroblastai, kaulai – osteoblastai ir pan. Diferencijavimą gali paskatinti tiek vidinės, tiek išorinės priežastys. Bet kuri ląstelė reaguoja į išorinius dirgiklius, įskaitant specialius citokinų signalus. Pavyzdžiui, yra signalas (medžiaga), kuris yra perteklinio gyventojų skaičiaus ženklas. Jei ląstelių daug, tai šis signalas stabdo dalijimąsi. Reaguodama į signalus, ląstelė gali reguliuoti genų ekspresiją.

Kamieninių ląstelių vaidmuo tampa aiškus, kai kalbama apie žmogaus kūno vystymąsi, parodytą 3 paveiksle. Šis vystymasis prasideda nuo kiaušinėlio apvaisinimo ir zigotos, iš kurios atsiranda visas organizmas, susidarymas. Apvaisintas kiaušinėlis yra totipotentinis – jis turi neribotą potencialą ta prasme, kad vien jo pakanka normaliam vaisiui susidaryti ir vystytis tinkamomis sąlygomis. Pirmosiomis valandomis po apvaisinimo jis dalijasi, sudarydamas identiškas totipotentines ląsteles, ir bet kuri iš jų, implantuota į moters gimdą, gali paskatinti vaisiaus vystymąsi. Praėjus maždaug keturioms dienoms po apvaisinimo, kai įvyko keli ląstelių dalijimosi ciklai, totipotentinės ląstelės pradeda specializuotis, sudarydamos sferinę struktūrą, vadinamą blastocista. Blastocista turi išorinį sluoksnį ir vidinę ertmę, kurioje susidaro vidinė ląstelių masė. Iš išorinio sluoksnio vystosi placenta ir kitos atraminės struktūros, reikalingos vaisiaus formavimuisi, o iš vidinės ląstelių masės vystosi beveik visi paties vaisiaus organai ir audiniai. Vidinės ląstelių masės ląstelės yra pluripotentinės – jų buvimas yra būtina, bet nepakankama sąlyga vaisiaus formavimuisi. Jei jie implantuojami į moters gimdą, nėštumas neįvyks.

Pluripotentinės ląstelės toliau specializuojasi, kad susidarytų kamieninės ląstelės, iš kurių atsiranda dar labiau specializuotos specifinių funkcijų ląstelės. Taigi iš hematopoetinių (kraujodaros) kamieninių ląstelių vystosi raudonieji kraujo kūneliai, leukocitai ir trombocitai, o iš odos kamieninių ląstelių – įvairių tipų šio audinio ląstelės. Teigiama, kad kamieninės ląstelės yra pluripotentinės. Daugiapotencinių kamieninių ląstelių yra ne tik embrione, bet ir naujagimio bei suaugusio žmogaus organizme. Taigi kraujodaros kamieninės ląstelės, daugiausia esančios kaulų čiulpuose ir nedideliais kiekiais cirkuliuojančios kraujyje, yra atsakingos už tęsti mokslus sunaikintas pakeičia naujos kraujo ląstelės, ir šis procesas tęsiasi visą gyvenimą.

3. Embrioninės kamieninės ląstelės

Embrioninės kamieninės ląstelės (ESC) susidaro iš vidinės ląstelių masės ankstyvoje embriono vystymosi stadijoje – blastocistos. Žmogaus embrionas blastocistos stadiją pasiekia praėjus 4–5 dienoms po apvaisinimo, o žmogaus blastocistą sudaro 50–150 ląstelių.

Embrioninės kamieninės ląstelės yra pluripotentinės. Tai reiškia, kad jie gali išsiskirti į visus tris pirminius gemalo sluoksnius: ektodermą, endodermą ir mezodermą. Tokiu būdu susidaro daugiau nei 220 rūšių ląstelių. Pluripotencijos savybė skiria embrionines kamienines ląsteles nuo pluripotentinių ląstelių, kurios gali sukelti tik ribotą ląstelių tipų skaičių. Nesant diferenciacijos stimulų in vitro, embrioninės kamieninės ląstelės gali išlaikyti pluripotenciją per daugelį ląstelių dalijimosi. Pluripotentinių ląstelių buvimas suaugusiųjų organizme tebėra mokslinių diskusijų objektas, nors tyrimai parodė, kad iš suaugusių fibroblastų galima suformuoti pluripotentinių ląstelių.

Dėl savo plastiškumo ir potencialiai neriboto savaiminio atsinaujinimo potencialo embrioninės kamieninės ląstelės gali būti pritaikytos regeneracinėje medicinoje ir pažeistų audinių pakeitime. Tačiau šiuo metu nėra medicininiam naudojimui embrioninių kamieninių ląstelių. Suaugusiųjų kamieninės ląstelės ir nugaros smegenų kamieninės ląstelės naudojamos įvairioms ligoms gydyti. Kai kurias kraujo ir imuninės sistemos ligas (įskaitant genetines) galima išgydyti tokiomis neembrioninėmis kamieninėmis ląstelėmis. Kuriami gydymo metodai naudojant kamienines ląsteles tokioms patologijoms kaip vėžys, nepilnamečių diabetas, Parkinsono sindromas, aklumas ir nugaros smegenų sutrikimai.

Yra ir etinių, ir techninių sunkumų, susijusių su kraujodaros kamieninių ląstelių transplantacija. Šios problemos, be kita ko, yra susijusios su histo suderinamumu. Tokias problemas galima išspręsti naudojant savo kamienines ląsteles arba terapinį klonavimą.

Totipotencija – tai gebėjimas suformuoti bet kurį iš maždaug 350 organizmo ląstelių tipų (žinduolių).

Homing – tai kamieninių ląstelių gebėjimas, patekusios į organizmą, rasti pažeistą vietą ir ten fiksuotis, atlikdamos prarastą funkciją.

Kamieninių ląstelių unikalumą lemiantys veiksniai yra ne branduolyje, o citoplazmoje. Tai yra mRNR perteklius visiems 3 tūkstančiams genų, kurie yra atsakingi už ankstyvas vystymasis embrionas.

Šiuo metu žmogaus pluripotentinės ląstelių linijos gaunamos iš dviejų šaltinių, naudojant gyvūnų modeliuose sukurtus metodus:

a) Pluripotentinės ląstelės yra išskiriamos tiesiai iš vidinės žmogaus embriono ląstelių masės blastocistos stadijoje. Pati embrioninė medžiaga buvo gauta dideliais kiekiais klinikiniais, o ne mokslinių tyrimų tikslais in vitro apvaisinimo, kiekvieną kartą prašydami leidimo jį naudoti iš abiejų donorų. Vidinės ląstelių masės ląstelės buvo kultivuojamos ir gauta pluripotentinė ląstelių linija.

b) Kita tyrėjų grupė išskyrė pluripotentines ląsteles iš vaisiaus audinio. Leidimą tam davė abu sutuoktiniai po to, kai patys priėmė sprendimą nutraukti nėštumą. Ląstelės buvo atrinktos iš vaisiaus srities, kurioje, kaip tikimasi, išsivystys kiaušidės arba sėklidės.

Nors abiem atvejais pluripotentinės ląstelės buvo iš skirtingų šaltinių, gautos ląstelių linijos buvo identiškos.

Kitas būdas gauti pluripotentines ląsteles gali būti metodas, pagrįstas somatinės ląstelės branduolio perkėlimu į kiaušialąstę be branduolio (be branduolio). Atitinkami eksperimentai jau buvo atlikti su gyvūnais. Pats kiaušinis su nauju branduoliu ir jo tiesioginiai „palikuoniai“ tinkamomis sąlygomis gali išsivystyti į visavertį organizmą, tai yra, jie yra titopotentiški. Iš jų susidaro blastocista, kuri tarnauja kaip pluripotentinių ląstelių šaltinis.

Izoliuotos žmogaus pluripotentinės ląstelės yra labai vertinga medžiaga tyrėjams ir gydytojams. Eksperimentai su jais gali padėti suprasti sudėtingiausius žmogaus organizmo vystymosi procesus ir, svarbiausia, kas tiksliai įtakoja ląstelės sprendimą pereiti iš augimo ir dalijimosi stadijos į diferenciacijos stadiją. Yra žinoma, kad Pagrindinė mintisčia yra konkrečių genų „įjungimas“ ir „išjungimas“, bet apie pačius šiuos genus ir apie tai, kokie įvykiai vyksta prieš jų perjungimą, žinome mažai. Supratę normalų ląstelės funkcionavimą, galėsime suprasti, kokie jos veikimo sutrikimai sukelia mirtinus padarinius organizmui.

Žmogaus pluripotentinių ląstelių išskyrimas atveria naujų galimybių tyrėjams, ieškantiems naujų vaistinių medžiagų ir jų testavimas. Šiuo tikslu jau naudojamos įvairios ląstelių linijos (pavyzdžiui, vėžio ląstelių linijos), o pluripotentinė ląstelių kultūra leidžia vienu metu tirti kelis ląstelių tipus. Tai nepakeičia testavimo viso organizmo lygmeniu, tačiau labai palengvina naujų vaistų paieškas.

Vienas įdomiausių žmogaus pluripotentinių ląstelių panaudojimo būdų yra vadinamoji „ląstelių terapija“. Daugelį žmonių ligų sukelia ląstelių ar ištisų organų disfunkcija, o šiandien tokiais atvejais defektui pašalinti naudojamas transplantacijos metodas. Deja, pažeidimai dažnai būna daugialypiai, ir neįmanoma pakeisti visų jos paveiktų organų. Pluripotentinės ląstelės, skatinamos diferencijuotis į labai specializuotas ląsteles, gali būti atsinaujinantis nepaveiktų ląstelių šaltinis, pakeičiantis sugedusias ląsteles. Tai atveria plačias galimybes gydyti labiausiai įvairios ligosžmonių, įskaitant tokias rimtas ligas kaip Parkinsono liga, Alzheimerio liga, širdies ir kraujagyslių ligos, reumatoidinis artritas, diabetas ir kt.

Nepaisant visų aprašyto metodo pažadų, dar praeis daug laiko, kol jį bus galima pritaikyti klinikoje. Pirmiausia reikia išsiaiškinti, kokie įvykiai vyksta prieš žmogaus kūno ląstelės perėjimą į diferenciacijos stadiją; tik tada galėsime kryptingai keisti įvykių eigą, kad iš pluripotentinių ląstelių gautume būtent tokias, kurių reikia transplantacijai. Antra, prieš įvedant kultūrines ląsteles į žmogaus organizmą, reikia išspręsti imunologinio atmetimo problemą. Kadangi pluripotentinės ląstelės, paimtos iš blastocistos ar vaisiaus audinio, greičiausiai nebus identiškos recipiento ląstelėms, būtina išmokti jas modifikuoti, kad šis skirtumas būtų kuo mažesnis, arba sukurti audinių banką.

Kai kuriais atvejais nesuderinamumo problema gali būti išspręsta naudojant somatinių ląstelių branduolio perdavimo metodą. Tarkime, kad pacientas kenčia nuo progresuojančio širdies nepakankamumo. Jei iš jo paimsime bet kurią somatinę ląstelę ir įvesime jos branduolį į recipiento kiaušialąstę be branduolio, gausime chimerinį kiaušinėlį, kuriame beveik visa genetinė medžiaga yra identiška paciento. Iš jo galite gauti blastocistą, o tada, atrinkę vidinės ląstelės masės ląsteles, galite gauti pluripotentinių ląstelių. Pastarosios gali būti skatinamos formuoti širdies raumens ląsteles, kurios yra genetiškai identiškos normalioms paciento ląstelėms, ir implantuojamos į pacientą, netaikant jo imunosupresinio gydymo, o tai kupina rimtų pasekmių.

Dar įdomesnis žmogaus kamieninių ląstelių pritaikymas yra ex vivo genų terapija. Tokiu atveju į paciento organizmą galima infuzuoti ne įprastas kamienines ląsteles, o genetiškai modifikuotas ląsteles, kurios pakeičia pažeistas ląsteles arba kompensuoja genų produkto, įtraukto į infuzinių ląstelių genomą, trūkumą. Kamienines ląsteles galima gauti iš paties paciento arba iš jam tinkančių donorų. Tačiau reikia pažymėti, kad ex vivo genų terapija naudojant žmogaus kamienines ląsteles žengia tik pirmuosius žingsnius. Daug labiau įmanoma naudoti modifikuotas embrionines kamienines ląsteles kuriant transgeninius gyvūnus. Atitinkami eksperimentai jau plačiai atliekami su pelėmis. Pirma, embrioninės kamieninės ląstelės gaunamos iš vidinės pelės blastocistos ląstelių masės. Jie genetiškai modifikuojami (transformuojami) naudojant vektorių, turintį norimą geną (transgeną), auginami ir vienaip ar kitaip atrenkami. Transfekuotų ląstelių populiacija rekultivuojama ir suleidžiama į blastocistas, kurios vėliau implantuojamos į surogatinės motinos gimdą. Kryžminant gyvūnus, kurie perneša transgeną pelių lytinių ląstelių ląstelėse, gaunama transgeninių pelių linija. Į kamieninės ląstelės genomą galima ne tik įterpti naudingą geną, koduojantį kokį nors organizmui reikalingą produktą, bet ir specifiškai išjungti („išmušti“) geną, koduojantį, pavyzdžiui, kokį nors toksiną. Transgeninės pelės, turinčios tam tikro geno sutrikimų, yra plačiai naudojamos kaip pavyzdys tiriant žmonių ligas molekuliniu lygmeniu.

4. Suaugusiųjų kamieninės ląstelės

Kai kuriuose suaugusiųjų audiniuose yra pluripotentinių kamieninių ląstelių. Jie yra įvairių audinių, kurie natūraliai genda, šaltinis. Šios ląstelės randamos ne visuose audinių tipuose, tačiau reikia pažymėti, kad šios srities tyrimai tik prasideda. Taigi dar visai neseniai buvo manoma, kad nervinės ląstelės neatsinaujina, tačiau pastaraisiais metais nervinės kamieninės ląstelės buvo išskirtos iš suaugusių pelių ir žiurkių nervinio audinio. Atitinkamus tyrimus su žmonėmis sunku atlikti dėl akivaizdžių priežasčių, tačiau vis dėlto tokių ląstelių buvo rasta atitinkamame vaisiaus audinyje, be to, epilepsija sergančio paciento smegenyse rasta ląstelių, panašių į nervines kamienines ląsteles, kurių dalis buvo pašalinta chirurgija.

Buvo padaryta nauja ir labai svarbi išvada: suaugusio žmogaus organizme išsaugomos embrioninės ląstelės, turinčios didelį vystymosi potencialą. Be to, jie yra svarbi reparacinių procesų grandinės grandis, kuri anksčiau nebuvo įtariama. Taigi embrioninėse ląstelėse, aprašytose aštuntajame dešimtmetyje, suaugusios pelės kepenyse, nebuvo manoma, kad jos turi tokį didelį vystymosi potencialą ir aktyviai dalyvauja atstatyme.

Ląstelių dalijimosi metu kamieninės ląstelės gamina motinines ir dukterines ląsteles. Motinos ląstelės yra naudojamos savarankiškam populiacijos išlaikymui, o dukterinės ląstelės arba „išeina“ į kambinę ląstelę, arba tiesiai į diferenciaciją. Kamieninė ląstelė išlaiko ankstyvųjų embrioninių ląstelių savybes – pluripotenciją, o kambinė ląstelė praranda šį gebėjimą ir gamina tik regionines struktūras.

Taigi, tiriant restauravimo procesus, žengtas didelis žingsnis į priekį. Tačiau dar reikia daug nuveikti, norint suprasti subtilius kamieninių ląstelių elgesio mechanizmus ir rasti būdų, kaip šias žinias panaudoti klinikinėje praktikoje.

Dar visai neseniai praktiškai nebuvo įrodymų, kad žinduolių pluripotentinės kamieninės ląstelės, tokios kaip kraujodaros kamieninės ląstelės, galėtų pakeisti savo vystymosi kryptį ir sukelti odos, kepenų ląsteles ar kitas specializuotas ląsteles, išskyrus kraujo ląsteles. Tačiau pastaraisiais metais atlikti eksperimentai su gyvūnais parodė, kad dar per anksti tam padaryti galą. Buvo nustatyta, kad kai kurios gyvūnų kamieninės ląstelės, anksčiau laikomos griežtai specializuotomis, tam tikromis sąlygomis gali pakeisti savo specializaciją. Taigi pasirodė, kad kamieninės ląstelės iš pelių nervinio audinio, suleistos į kaulų čiulpus, gali diferencijuotis į skirtingas kraujo ląsteles, o žiurkių kaulų čiulpuose esančios kamieninės ląstelės gali diferencijuotis į kepenų ląsteles. Šie įspūdingi eksperimentai rodo, kad kada tam tikromis sąlygomis kamieninės ląstelės yra lankstesnės, nei manyta anksčiau.

Žmogaus kamieninių ląstelių tyrimo paskata yra ta, kad jos turi didžiulį potencialą tiek grynai moksliniu požiūriu, tiek jų panaudojimo ląstelių terapijoje požiūriu. Visų pirma, mes kalbame apie privalumus, kuriuos suteikia jų naudojimas transplantacijoje. Jeigu būtų įmanoma gauti kamieninę ląstelę iš suaugusio individo, paskatinti jos dalijimąsi ir pakeisti specializaciją, ją būtų galima patekti į donoro organizmą nebijant atmetimo. Toks požiūris galėtų panaikinti poreikį naudoti žmogaus embriono ar vaisiaus kamienines ląsteles, o tai buvo prieštaringa dėl etinių priežasčių.

Tačiau nepaisant visų pažadų, šis metodas susiduria su rimtomis problemomis. Pirma, kamieninės ląstelės randamos ne visų tipų suaugusiųjų audiniuose. Taigi širdies raumens ir kasos salelių kamieninės ląstelės nerasta. Antra, net jei tokių ląstelių randama, jos audiniuose būna labai mažais kiekiais, jas sunku išskirti ir išvalyti, o su amžiumi jų vis mažėja.

Kad suaugusio žmogaus kamieninės ląstelės galėtų būti naudojamos jo paties gydymui, pirmiausia jos turi būti paimtos iš konkretaus paciento, tada kultivuojamos tol, kol pasiekia pakankamai didelį tankį, kad jų pakaktų gydymui. Tačiau pasitaiko atvejų, kai liga tiesiog neduoda laiko atlikti visų šių procedūrų, be to, jei liga yra genetinio pobūdžio, greičiausiai nukentės kamieninės ląstelės. Yra požymių, kad suaugusiųjų kamieninės ląstelės nesidalija taip greitai, kaip vaisiaus kamieninės ląstelės, ir atrodo, kad jų DNR yra daugiau anomalijų.

„Suaugusiųjų“ kamieninių ląstelių naudojimas ankstyvosioms ląstelių specializacijos stadijoms tirti neatrodo labai perspektyvus, nes šios ląstelės jau nuėjo ilgą kelią viena kryptimi. Be to, iš vienos „suaugusiųjų“ kamieninių ląstelių linijos galima gauti ne daugiau kaip 3–4 audinių tipus. Kad galėtume atsakyti į klausimą, kokių kamieninių ląstelių mums reikia norint susidoroti su konkrečia nauja liga, būtina ištirti „suaugusiųjų“ kamieninių ląstelių potencialą ir palyginti jį su pluripotentinių ląstelių potencialu.

5. Analizė p oli genai skirtinguose p enci p kiaušialąstės

Bet kokių kamieninių ląstelių gebėjimas gaminti skirtingas ląstelių tipai daro juos labai patogia sistema tiriant molekulinius genetinius įvykius, lemiančius specifinę ląstelių diferenciaciją. Iš tiesų, išskiriant kamienines ląsteles gryna forma, galima analizuoti genų, atsakingų už nuoseklius diferenciacijos etapus, funkcijas.

Visų pirma paaiškėjo, kad vystymąsi kontroliuojančių genų nuoseklaus aktyvavimo laikas sutampa tiek embrionuose po implantacijos, tiek embrioninių kūnų kultūroje. Tai reiškia, kad kamieninės ląstelės yra tikrai geras eksperimentinis modelis ląstelių specializacijos molekuliniams mechanizmams tirti.

Kamieninių ląstelių kultūrų analizė molekulinės genetinės mikrogardelės metodu, įvertinančiu funkciškai aktyvių genų skaičių, parodė, kad viename mezenchiminių kamieninių ląstelių klone susintetinama mažiausiai 1200 pasiuntinių RNR (mRNR). Skirtingose ​​kamieninėse ląstelėse yra panašus iš anksto susintetintų mRNR rinkinys (daugelio genų kopijos), tačiau yra ir specifinių RNR. Kartu pavyko išsiaiškinti, kad suaugusiųjų hematogeninio (kraują formuojančio) audinio stromos kamieninėse ląstelėse yra beveik visas mRNR rinkinys, kuris funkcionuoja gemalo sluoksniuose ir organogenezės stadijoje. Taip pat buvo nustatytos pagrindinių genų mRNR, reguliuojančios visų gemalo sluoksnių ląstelių brendimą: mezenchiminės ir mezoderminės kilmės, taip pat endo- ir ektodermos. Dauguma mRNR reguliuojančių genų jau yra kiaušialąstėse ir lytinėse ląstelėse.

Todėl kamieninėse ląstelėse pasireiškia bendras ontogenezės principas - genų darbas „pažengęs“, tai yra tų mRNR, kurių prireiks daug vėlesniuose vystymosi etapuose, sintezė.

6. Genai-eik c poda ir p p diff problema p enci p okov

Daugybė duomenų, gautų tiriant kamienines ląsteles, leido išsiaiškinti atitinkamų genų tinklų organizavimą. Visų pirma, galima nustatyti sąveikos kelius tarp vadinamųjų pagrindinių genų ir vergų genų. Pagrindiniai genai yra pagrindiniai genai, nuo kurių priklauso specifinis tam tikro audinio ar organo vystymasis; vergai yra struktūrinių genų pakopos (suveikia pagrindiniai genai), užtikrinančios audiniui būdingų baltymų sintezę ir atitinkamai konkretaus organo ar organo susidarymą. audinių.

Kamieninių ląstelių panaudojimas vystymosi biologijoje leido patvirtinti, kad egzistuoja pagrindiniai genai, kurie sukelia genų kaskadas, nuo kurių priklauso ištisų organų, gemalo sluoksnių ir atskirų ląstelių tipų specializacija. Šis universalus modelis būdingas visiems gyvūnams. Taigi Drosophila turi beakį geną, kuris lemia akies vystymąsi. Jei jis yra priverstas dirbti neįprastoje vietoje, akys gali atsirasti ant pilvo, kojų, sparno ir bet kurioje kitoje vietoje, kaip parodyta 6 paveiksle. Panašus Pax6 genas randamas ir žinduoliuose. Įvestas į Drosophila genomą, jis sukelia tokį patį poveikį kaip ir paties šeimininko genas. Visa tai rodo pagrindinių genų poveikio universalumą.

pdf-1 genas veikia kaip trigeris, kuris inicijuoja kasos vystymąsi; genas HOX-11 atsakingas už blužnies vystymąsi, kripto genas – už širdies vystymąsi, HOXD13 geno mutacijos sukelia žmonių viršutinių ir apatinių galūnių polidaktiliją. Pagrindiniai genai taip pat žinomi dėl atskirų gemalo sluoksnių. Taigi, kazanovos geno mutacija blokuoja visos endodermos vystymąsi, o Brachiury ir zeta-globino genai – mezodermos vystymąsi.

Galiausiai pagal atitinkamų pagrindinių genų signalą susidaro specializuoti audiniai ir ląstelių tipai. Pavyzdžiui, genas Wn17 inicijuoja alveolių epitelio brendimą. Mūsų laboratorijoje kartu su V. Tarabykino (Göttingeno universitetas) laboratorija buvo aptikta nauja neurogenų grupė, reikalinga penktojo ir šeštojo smegenų žievės sluoksnių neuronams susidaryti.

Gali būti, kad trumpos pasikartojančios sekos, mikro- arba minipalydovai, atlieka tam tikrą reguliavimo vaidmenį diferencijuojant kamienines ląsteles. Taigi, O.V. Podgornaya atrado baltymų, kurių specifinis prisijungimas prie tandeminių pakartojimų, buvimą lemia trimatės chromatino struktūros ypatybės. Kaip žinoma, nuo šios organizacijos priklauso genų veikimo specifika. Tai reiškia, kad pasikartojančių sekų sistemos būsena (jų nepakankamas replikacija, sumažėjimas arba hiperreplikacija) gali atlikti svarbų vaidmenį diferencijuojant kamienines ląsteles.

Šiandien akivaizdu, kad individo raidą reguliuoja hierarchiškai organizuota genų ansamblių (tinklų) sistema. Kamieninės ląstelės padeda suprasti tokio reguliavimo ypatumus. Šiuo atžvilgiu labai domina organų struktūrų atkūrimas in vitro remiantis kamieninėmis ląstelėmis. Taigi M. Tomooka ir jo bendraautoriai iš nervinių kamieninių ląstelių gavo struktūras, panašias į nervinį vamzdelį; Panašius eksperimentus su disocijuotomis hipokampo ląstelėmis Rusijos medicinos mokslų akademijos Smegenų institute atliko I.V. Viktorovas. Taip pat bandoma auginti ląsteles specialiose kolonėlėse, siekiant gauti į organus panašias struktūras ir panaudoti jas klinikoje. Tokie tyrimai yra labai perspektyvūs tiek sprendžiant esmines problemas, tiek praktiškai panaudojant genų ir ląstelių terapiją.

7. Kambijos ląstelės

Jau seniai žinoma, kad beveik kiekviename kūno audinyje yra vadinamųjų kambijų ląstelių, kurios papildo jų ląstelių sudėtį, kuri nuolat tirpsta nuo funkcinių perkrovų ar ligų. Taip daug dėmesio skiriant kamieninėms ląstelėms, nenuostabu, kad kambinės ląstelės yra užmirštos. Tuo tarpu kambinės ląstelės yra tiesioginės audinių atkūrimo procesų dalyvės. Ryškus to pavyzdys – odos gemalo sluoksnio ląstelės, kurios papildo nuolat eikvojamas brandžių, jau nesidalijančių odos ląstelių atsargas. Be to, prieš kamieninių ląstelių atradimą buvo kalbama tik apie šį atkūrimo būdą. Nerviniame audinyje nėra kambarinių ląstelių, galinčių daugintis. Tačiau lieka jaunų ląstelių rezervas – neuroblastai, kurie savo diferenciacijos dėka kompensuoja įvairius defektus, taip išlaikydami atitinkamos smegenų dalies ar periferinės nervų sistemos funkcinį pajėgumą.

Kamieninių ir kambinių ląstelių santykių klausimų sprendimas yra ne tik esminis, bet ir praktinis. Kamieninių ląstelių tyrimas skirtingomis eksperimentinėmis sąlygomis neabejotinai padės rasti atsakymus ir leis naujoje šviesoje parodyti subtilius organizme vykstančių atstatymo procesų mechanizmus. Toks darbas jau pradėtas, ypač su odos epitelio paviršiaus kamieninėmis ląstelėmis. Rezultatai yra prieštaringi ir sukelia diskusijų.

Tuo pačiu metu reikia atsižvelgti į tai, kad kelios programos yra įtrauktos į patį pradinį diferenciacijos etapą su skirtingu efektyvumu, o ląstelių likimas dar nėra aiškiai nuspręstas. Pavyzdžiui, besivystančiame neuroblaste, kuris diferencijuojasi katecholaminergine kryptimi, sintezuojama ne tik katecholaminerginės sistemos komponentų mRNR, bet ir cholinerginės sistemos komponentų mRNR. Jei tam tikru vystymosi momentu tam tikros ląstelės inervuotas katecholaminerginis taikinys bus pakeistas cholinerginiu, pradės slopinti anksčiau buvusi intensyvesnė „katecholaminerginių“ RNR sintezė ir vyraus „cholinerginių“ RNR sintezė. Dėl to ląstelė bus perprogramuota į naują vystymosi kelią.

Spygliuotame odos epidermio sluoksnyje esančios kamieninės ląstelės, kurių ląstelės nebesiskiria ir aktyviai specializuojasi, gali būti „migrantės“ iš kamieninių ląstelių šaltinio. Tokių ląstelių galima rasti besiskiriančioje autonominėje žmogaus embrionų nervų sistemoje. Kitaip tariant, padėtis su kamieninių ląstelių „transformacijomis“ ir jų santykiais su kambinėmis ląstelėmis toli gražu nėra tokia paprasta, kaip gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio.

Ląstelių diferenciacijos samprata nepasikeitė atradus kamienines ląsteles. Pirma, bet kokių kamieninių ląstelių diferenciacija vyksta pagal dėsnius, suformuluotus ląstelių diferenciacijai apskritai. Tai kamieninių ląstelių, kaip pavyzdinės sistemos, vertė. Antra, ląstelės, įskaitant kamienines ląsteles, pradėjusios diferenciaciją, praranda gebėjimą dalytis, bent jau paskutinėse stadijose. Ir galiausiai, kamieninių ląstelių elgsenos tyrimas nepajudina idėjos apie ląstelių diferenciacijos stabilumą ir negrįžtamumą: skrandžio fibrocitas, plazminė ląstelė ar parietalinė ląstelė niekada nesukurs neurono, o neuronas – ne. gaminti odos ląstelę. Tezė, kad kamieninė ląstelė gali atlikti įvairaus tipo transformacijas, šios taisyklės niekaip nepažeidžia, o tik parodo ankstyvosioms embrioninėms ląstelėms būdingą daugiapotenciją. Galutinės diferenciacijos stadijoje ląstelė įgauna stabilią būseną ir praranda gebėjimą dalytis bei patirti įvairių tipų transformacijas.

8. Kamieninių ląstelių gavimo būdai

Pagrindiniai kamieninių ląstelių gavimo būdai ląstelinėje medicinoje yra šie:

Asmens kamieninių ląstelių (autologinių kamieninių ląstelių) išskyrimas ir dauginimas;

Kamieninės ląstelės iš virkštelės kraujo (placentos kraujas);

Abortą sukeliančių medžiagų (vaisiaus kamieninių ląstelių) naudojimas.

Perspektyviu laikomas ir kamieninių ląstelių iš riebalinio audinio naudojimas.

Kamieninių ląstelių išskyrimas ir saugojimas iš naujagimio virkštelės kraujo gali būti laikomas sveikatos draudimo ar apsaugos forma. Gavusios kamieninės ląstelės gali būti saugomos dešimtmečius. Jų gali prireikti sunkios ligos atveju.

Kamieninės ląstelės (su retomis išimtimis) „negydo“ ligų. Jų vaidmuo yra atkurti paciento kaulų čiulpus, kraują ir imuninę sistemą po bendros pagrindinės ligos gydymo. Didžiausias pasisekimas pasiektas gydant piktybinių navikų, sisteminių, kamienines ląsteles imuniniai sutrikimai ir kai kurios medžiagų apykaitos ligos.

Regionines kamienines ląsteles galima gauti tiek iš embrionų ir vaisių, tiek iš suaugusiųjų audinių (pavyzdžiui, kaulų čiulpų, periferinio kraujo). Taigi šiuo metu pagal gamybos būdą išskiriamos 2 kamieninių ląstelių grupės:

1. alogeninės kamieninės ląstelės (gautos iš donorinės medžiagos),

2. autologinės arba savos kamieninės ląstelės.

9. Alogeninės kamieninės ląstelės

Pirmą kartą vaisiaus kepenų ląstelių transplantacija buvo atlikta 1961 m., ir iki šiol yra pakankamai pasaulinės jų naudojimo patirties.

Pluripotentinės ląstelės sudaro dvi populiacijas. Pirmoji – embriono viduje išsidėsčiusi ląstelių masė, kuri vėliau suformuoja įvairius būsimo organizmo organus, antroji – būsimos lytinės ląstelės – pirmiausia yra trynio maišelio viduje, o vėliau migruoja į besivystančius lytinius organus.

Vėliau pluripotentinės ląstelės toliau diferencijuojasi, virsdamos specializuotomis kamieninėmis ląstelėmis – multipotentinėmis. Kai kurie iš jų gali susidaryti įvairios ląstelės kraujas, kiti – nervų sistemos neuronai ir glijos ląstelės, treti – įvairios odos ląstelės. Tačiau vaisiaus ląstelių medžiagos naudojimas gali būti nesaugus užteršimo įvairiais infekcijos sukėlėjais (virusine ir mikrobine infekcija) požiūriu. Taip pat žinoma, kad kamieninės ląstelės, gautos iš embrionų ir vaisių, įskiepytos į kūną, dažnai pradeda ekspresuoti savo 2 klasės histokompatibilumo antigenus ir vėliau jas sunaikina recipiento imuninė sistema.

10. Autologinės arba savos kamieninės ląstelės

Regioninių kamieninių ląstelių tyrimo istorija prasidėjo prieš 40 metų. Rusijos mokslininkai A.Ya. Friedensteinas ir I.L. Chertkovas aprašė, kad kaulų čiulpai susideda iš dviejų tipų kamieninių ląstelių. Viena populiacija, vadinama hematopoetinėmis kamieninėmis ląstelėmis, sudaro visų tipų kraujo ląsteles. Jie taip pat gali diferencijuotis į smegenų, kepenų ir kraujagyslių ląsteles. Antroji populiacija, vadinama kaulų čiulpų stromos (mezenchiminėmis) kamieninėmis ląstelėmis, buvo aprašyta po kelerių metų. Palyginti su hematopoetinėmis, kaulų čiulpuose jų yra labai mažai, be to, tai sudėtingesnės, ilgaamžės sistemos, kurios atnaujinamos gana retai. Kaip parodė naujausi tyrimai, stromos ląstelės, be to, kad nedaug jų randama įvairiuose organuose ir audiniuose, taip pat kraujo ląstelių pirmtakai, nuolat cirkuliuoja kraujyje.

Šios ląstelės gali diferencijuotis į kremzlės, kaulų, raumenų, riebalinio audinio, kepenų audinio ir odos ląsteles. Be to, jie išsaugo tokių transformacijų galimybę net augindami koloniją iš vienos stromos ląstelės.

Esant dideliam pažeidimui, organizmas neturi pakankamai savo stromos ląstelių. Tai gali padėti įvedant stromos ląsteles iš išorės. Tai yra, galima užauginti daugybę stromos ląstelių, o tada, naudojant specialias signalines medžiagas, nukreipti jas „teisingu keliu“ - atkurti pažeistus audinius.

Stromos kamieninės ląstelės plačiai naudojamos reumatologinėms ligoms gydyti, širdies chirurgijoje ir ortopedijoje, kosmetinėje chirurgijoje, neurologijoje, kardiologijoje, diabetologijoje, rekonstrukcinėje chirurgijoje ir regeneracinėje medicinoje.

Skirtingai nuo embrioninių, stromos kamieninės ląstelės yra paties organizmo regeneracinis rezervas, įrodytas gamtos. Nėra pavojaus, kad imuninis stromos ląstelės bus atmestos. Stromos ląstelių naudojimas yra nepriekaištingas moraliniu ir etiniu požiūriu.

11. T p lt c vaikai p minacija ir kt. p lt c skirtinga p enci p avis

Dėl neįprastai plataus kamieninių ląstelių potencialo kyla painiavos su transdeterminacijos ir transdiferenciacijos sąvokomis. Dėl to histologijoje ir embriologijoje priimtos terminologijos taisyklės yra neryškios ir atsiranda pagrindas bevaisėms diskusijoms ir spėlionėms.

Iš tiesų, jei kamieninių ląstelių transformacija skirtingomis kryptimis bus įvardijama kaip diferenciacija, idėjos apie diferenciacijos stabilumą ir negrįžtamumą bus nepagrįstai sunaikintos, o tai sukels neįsivaizduojamą painiavą. Tiesą sakant, nėra jokios priežasties nuversti esamas pažiūras. Visiškai akivaizdu, kad ląstelė, praradusi gebėjimą dalytis ir įėjusi į tam tikrą vystymosi kelią (pavyzdžiui, neuroblastas), negali sukelti kitų darinių. Perprogramuoti branduolį nėra taip paprasta. Netgi jo persodinimas į kitą citoplazmą (ypač gavus heterokarionus arba atliekant eksperimentus su branduoline transplantacija) ne visada būna sėkmingas.

Užregistruoti kamieninių ląstelių transformacijos atvejai nurodo kitą įvykį – transdeterminaciją. Šis procesas jau seniai žinomas eksperimentinėje embriologijoje dėl išskirtinio Šveicarijos embriologo ir genetiko Ernsto Hadorno darbo. Daugelyje tyrimų aprašytas glialinės ląstelės „pavertimas“ neuronu, matyt, paaiškinamas gliocitų populiacijos nevienalytiškumu, tai yra, kai kurios iš jų gali išlaikyti keblumo, o kartais net „stiebo“ savybes. Šiuo atveju aptiktas reiškinys nestebina. Pavyzdžiui, buvo įrodyta, kad vadinamosios radialinės glijos ląstelės, kurios ankstyvosiose ontogenezės stadijose tarnauja kaip substratas diferencijuojančių nervinių ląstelių migracijai, tampa neuronais. Tačiau vėliau paaiškėjo, kad iš tikrųjų radialinių glialinių ląstelių populiacija yra nevienalytė: kai kuriose ląstelėse yra nervinių žymenų (jos vėliau tampa nerviniais), o kitose yra glialinės (ir šios tampa glialinės). Kitaip tariant, nepaisant to, kad visos radialinės glia ląstelės iš pradžių atlieka tą pačią laikiną funkciją, jos jau yra pasiryžusios vystytis skirtingomis kryptimis. Tai reiškia, kad atrastas jų virsmo reiškinys yra ne transformacija, o transformacija.

12. Genetinis c signalo mechanizmas p zhaniya vaikai p mini p ovavo c O c nuovargis

Viena iš svarbiausių bendrųjų biologinių problemų, kurią gali padėti išspręsti kamieninės ląstelės, yra genetinis mechanizmas, padedantis palaikyti deterministinę būseną ląstelių dalijimosi ir diferenciacijos metu. Ją praėjusio amžiaus 50-aisiais rimtai iškėlė E. Hadornas, tačiau ji iki šiol nėra išspręsta. Neseniai buvo galima šiek tiek apšviesti molekulinius genetinius įvykius ląstelės perėjimo iš nustatytos būsenos į diferenciaciją metu. Mūsų tautietė Natalija Tulina, dirbanti JAV, pažymėjo, kad tokiam perėjimui labai svarbus kamieninių ląstelių santykis su ląstelėmis – „nišomis“, prie kurių jos „greta“. Taigi Drosophila sėklidėse somatinėse „centro“ ląstelėse, kurios sudaro kamieninių ląstelių nišą, yra UPD baltymo, kuris savo ruožtu aktyvuoja vadinamąją Jak-STAT signalizacijos kaskadą. Sustiprinta UPD sintezė sėklidžių viršūninio regiono ląstelėse skatina sėklidžių reprodukcinių ir kamieninių ląstelių augimą. Norint išlaikyti abiejų tipų ląsteles, būtinas Jak-STAT signalizacijos kaskados komponentų, HOP kinazės ir transkripcijos aktyvatoriaus STAT92E dalyvavimas. Viso baltymų komplekso aktyvavimą sukelia UPD, kurį „nišinės“ ląstelės perduoda kamieninėms ląstelėms. Nutrūkus jų ryšiui, prasideda kamieninių ląstelių diferenciacija, parodyta 7 pav. Kiek universalus šis mechanizmas, dar reikia išsiaiškinti.

13. P p genų ir ląstelių technologijos problemos p apii

Dėl daugialypės ir daugialypės kamieninių ląstelių galios jos yra ideali medžiaga ląstelių ir genų terapijos transplantacijos metodams. Kartu su regioninėmis kamieninėmis ląstelėmis, kurios, pažeidus atitinkamo organo audinį, migruoja į pažeistą vietą, dalijasi ir diferencijuojasi, formuodami naujus audinius, čia yra ir „centrinis atsarginių dalių sandėlis“ – stromos ląstelės. kaulų čiulpai. Šios ląstelės yra universalios. Jie, matyt, per kraują patenka į pažeistą organą ar audinį ir ten, veikiami įvairių signalinių medžiagų, gamina reikalingas ląsteles, kurios pakeis mirusias.

Visų pirma, buvo nustatyta, kad kaulų čiulpų stromos ląstelių injekcija eksperimentiniams gyvūnams į širdies raumens pažeidimo vietą pašalina poinfarkto širdies nepakankamumo reiškinius. O stromos ląstelės, suleistos kiaulėms, patyrusioms eksperimentinį širdies smūgį, po aštuonių savaičių visiškai paverčiamos širdies raumens ląstelėmis, atstatančios jo funkciją. Šio širdies priepuolio gydymo rezultatai yra įspūdingi. Amerikos kardiologų draugijos duomenimis, 2000 m. žiurkėms, patyrusioms dirbtinai sukeltą infarktą, 90% kaulų čiulpų stromos ląstelių, suleistų į širdies sritį, buvo transformuotos į širdies raumens ląsteles.

Japonijos biologai laboratorinėmis sąlygomis iš pelių kaulų čiulpų stromos ląstelių gavo širdies raumens ląsteles. 5-azacitidinas buvo pridėtas prie stromos ląstelių kultūros, ir jos pradėjo transformuotis į širdies raumens ląsteles. Ši ląstelių terapija yra labai perspektyvi širdies raumens atstatymui po infarkto, nes naudojamos savo stromos ląstelės. Jie nėra atmetami, be to, įvedus suaugusiųjų kamienines ląsteles, jų piktybinės degeneracijos tikimybė yra atmesta.

Stromos ląstelių terapija plačiai naudojama ortopedijoje. Taip yra dėl to, kad egzistuoja specialūs baltymai, vadinamieji BMP (kaulų morfogenetiniai baltymai), kurie skatina stromos ląstelių diferenciaciją į osteoblastus (kaulinio audinio ląsteles). Klinikiniai tyrimai šia kryptimi davė daug žadančių rezultatų. Pavyzdžiui, JAV 91 metų pacientui, patyrusiam 13 metų negijusį lūžį, buvo implantuota speciali kolageno plokštelė, ant kurios buvo užtepti BMP. Stromos ląstelės, patekusios į lūžio zoną, buvo „pritrauktos“ prie plokštelės ir, veikiamos BMP, transformuojamos į osteoblastus. Praėjus aštuoniems mėnesiams po tokios plokštelės įrengimo, paciento lūžęs kaulas buvo atkurtas. Šiuo metu JAV bandomos specialios porėtos kempinės, užpildytos tiek stromos ląstelėmis, tiek būtinais induktoriais, nukreipiančiomis ląstelių vystymąsi reikiamu keliu, ir netrukus bus pradėtos naudoti klinikoje.

Kamieninėms ląstelėms (ypač stromos ląstelėms) teikiama didelė reikšmė gydant įvairias neurodegeneracines ir neurologines ligas – parkinsonizmą, Alzheimerio ligą, Hantingtono chorėją, smegenėlių ataksiją, išsėtinę sklerozę. Grupė neurologų iš Amerikos nacionalinio neurologinių ligų instituto ir Stanfordo universiteto atrado, kad kaulų čiulpų stromos kamieninės ląstelės gali diferencijuotis nervine kryptimi. Tai reiškia, kad žmogaus kaulų čiulpai gali būti naudojami kaip kamieninių ląstelių šaltinis, siekiant atkurti pažeistus smegenų audinius. Tuo pačiu, matyt, galimas ne tik pakaitinis, bet ir trofinis transplantacijos poveikis (ši prielaida grindžiama tuo, kad teigiamas transplantacijos poveikis pasireiškia po dviejų savaičių, o pakaitinis poveikis galimas tik po trys mėnesiai). Todėl pacientas gali tapti savo donoru, kuris užkirs kelią imunologinio audinio nesuderinamumo reakcijai.

E.Mizei vadovaujama amerikiečių mokslininkų grupė įrodė, kad kamieninės ląstelės, kad ir kur jos būtų implantuotos, gali pasiekti pažeistą vietą, ypač smegenis, ir užtikrinti ten atkūrimo procesus. Taigi, suaugusioms pelėms į veną suleidus stromos kamienines ląsteles, daugelyje smegenų sričių (įskaitant neokorteksą, hipokampą, talamą, smegenų kamieną ir smegenis) buvo aptikti įvairūs nerviniai dariniai. Tačiau literatūros duomenys apie šią problemą yra labai prieštaringi. Tačiau jei į stromos kamieninių ląstelių kultūrą dedama retinoinės rūgšties, jose aptinkami nerviniai žymenys. Charkovo chirurgai tokias ląstelių kultūras sėkmingai panaudojo Parkinsono ligai gydyti, įvesdami jas į striatalinę sritį.

Tokias ląsteles Charkovo chirurgai naudojo Parkinsono ligai gydyti.

Daug žada ir bandymai klinikoje panaudoti kamienines ląsteles iš virkštelės ir placentos. Apskritai, norint sėkmingai persodinti kamienines ląsteles, nepriklausomai nuo taikymo srities, labai svarbu išmokti išsaugoti jų gyvybingumą. Jį galima padidinti, jei į persodintų neuronų genomą būtų įterpiami augimo neurotrofinių faktorių genai, apsaugantys nuo apoptozės. Tokie bandymai vyksta įvairiose JAV ir Europos laboratorijose.

Vidaus mokslininkai taip pat pasiekė didelę sėkmę tirdami ir praktiškai naudodami kamienines ląsteles. Rusijos medicinos mokslų akademijos Akušerijos, ginekologijos ir perinatologijos instituto specialistai išskyrė regionines nervines kamienines ląsteles ir pirmą kartą gavo išsamias jų imunohistochemines charakteristikas, įskaitant srauto fluorimetrą. Eksperimentai su žmogaus nervinių kamieninių ląstelių transplantacija į žiurkių smegenis parodė jų įsisavinimą, migraciją gana dideliais atstumais (keliais milimetrais) ir gebėjimą diferencijuotis, o tai daugiausia lėmė transplantacijos mikroaplinka. Pavyzdžiui, kai žmogaus nervinės ląstelės persodinamos į žiurkės smegenėlių sritį, kur yra Purkinje ląstelės, jos vystosi būtent tokio tipo ląstelių kryptimi. Tai liudija juose vykstanti baltymo kalbindino, specifinio Purkinje ląstelių produkto, sintezė.

Įdomų bendrą darbą atliko trijų akademinių mokslo institucijų – Genų biologijos instituto, Vystymosi biologijos instituto ir Molekulinės biologijos instituto – darbuotojai. Persodinant Drosophila embrioninio nervinio audinio gabalus į žiurkės smegenis, pastebėta, kad aplink transplantaciją nesusidarė rando audinys. Liko išsiaiškinti, kodėl taip nutinka. Atlikus gana subtilius eksperimentus, pavyko nustatyti, kad randų susidarymą užkerta kelią karščio šoko baltymai, kurie sintezuojami Drosophila ląstelėse žinduolių kūno temperatūroje. Tai reiškia, kad ksenografo (Drosophila audinio) pridėjimas prie žiurkės embrioninio nervinio audinio išsaugo allograftą nuo rando audinio invazijos. Taip atsirado galimybė šilumos šoko baltymus panaudoti įvairių ligų ląstelių ir genų terapijoje.

Tokie tyrimai leis sukurti genetiškai modifikuotus konstruktus, skirtus transplantacijai skirtų kamieninių ląstelių transformacijai. Šios struktūros padės geriau įsisavinti transplantaciją, padidins jo gyvybingumą ir ją sudarančių ląstelių specializaciją.

Būtina palyginti ir atidžiai išanalizuoti kamieninių ląstelių persodinimo iš sveikų arba atskirtų neurosferų į ląsteles rezultatus ir parengti tinkamą klinikiniam naudojimui skirtą protokolą.

Tačiau negalima nepasakyti, kad iš gana gerą reputaciją turinčių laboratorijų į tokį darbą sulaukiama labai skeptiškų atsiliepimų ir perspėjimų, kad reikia atidžiai interpretuoti gautus duomenis. Pateikiami faktai, rodantys, kad kamieninės ląstelės po transplantacijos nesiskiria, o susilieja su specializuotomis ląstelėmis šeimininkėmis, sukurdamos savo diferenciacijos vaizdą. Kai kurie autoriai mano, kad kaulų čiulpų stromos ląstelės geba transformuotis tik į kremzles ir kaulines ląsteles, o suleistos recipientui, nusėda ten, iš kur „atkeliavo“, t.y. kaulų čiulpuose, todėl abejojama jų panaudojimo ląstelių terapijoje perspektyvomis. Akivaizdu, kad norint atsakyti į iškeltus klausimus ir pareikštus prieštaravimus, reikia atlikti papildomus rimtus tyrimus.

Išvada

Vienas iš DNR struktūros atradėjų Jamesas Watsonas, komentuodamas kamieninių ląstelių atradimą, pažymėjo, kad kamieninės ląstelės struktūra yra unikali, nes veikiama išorinių nurodymų ji gali virsti embrionu arba specializuotų ląstelių linija. somatinės ląstelės.

Iš tiesų, kamieninės ląstelės yra visų be išimties kūno ląstelių pirmtakės. Jie geba savaime atsinaujinti ir, svarbiausia, dalijimosi proceso metu suformuoja specializuotas įvairių audinių ląsteles. Taigi visos mūsų kūno ląstelės kyla iš kamieninių ląstelių.

Kamieninės ląstelės atnaujina ir pakeičia ląsteles, prarastas dėl visų organų ir audinių pažeidimo. Jie skirti atkurti ir regeneruoti žmogaus kūną nuo jo gimimo momento.

Kamieninių ląstelių potencialą mokslas tik pradeda panaudoti. Mokslininkai tikisi artimiausiu metu iš jų sukurti audinius ir ištisus organus, kurių pacientams reikia transplantacijai, o ne donorų organams. Jų pranašumas yra tas, kad jie gali būti išauginti iš paties paciento ląstelių ir nesukels atmetimo.

Tokios medžiagos medicininiai poreikiai yra praktiškai neriboti. Tik 10–20 procentų žmonių išgydomi sėkmingai persodinus organus. 70–80 procentų pacientų miršta be gydymo, būdami operacijos laukiančiųjų sąraše.

Taigi, kamieninės ląstelės tam tikra prasme gali tapti mūsų kūno „atsarginėmis dalimis“. Tačiau tam visai nebūtina auginti dirbtinių embrionų - kamieninių ląstelių yra bet kurio suaugusio žmogaus kūne.

Galima tikėtis, kad dabar žmogaus embrionų nereikės naudoti pluripotentinėms ląstelėms gauti, o tai pašalins daugybę etinių problemų, susijusių su praktiniu embrioninių kamieninių ląstelių panaudojimu.

Per ateinančius 20 metų biologija iššifruos, kaip organizmo kūno planas yra supakuotas į vieną ląstelę. Dabar žengiame pirmuosius žingsnius, kad permąstytume savo biologines galimybes ir atsargas.

Jau šiandien kamieninėmis ląstelėmis sėkmingai gydomos sunkios paveldimos ir įgytos ligos, širdies, endokrininės sistemos, neurologinės, kepenų, virškinamojo trakto ir plaučių ligos, Urogenitalinės ir raumenų bei kaulų sistemos ligos, odos ligos. .

Šaltinių sąrašas

1. Koročkinas L.I. Individualios raidos biologija: vadovėlis. Vadovas – M., 2002. – 375 p.

2. Repinas V.S. Embrioninės kamieninės ląstelės: pagrindinė biologija ir medicina / V.S. Repinas, A.A. Rzhaninova, D.A. Šamenkovas. – M., 2002. – 247 p.

3. Repinas V.S. Medicinos ląstelių biologija / V.S. Repinas, G.T. Sukhikh – M., 1998. – 280 p.

4. Glick B. Molekulinė biotechnologija / B. Glick, J. Pasternak - M., 2001. - 255 p.

5. Belokoneva O.V. Visų ląstelių motina // Mokslas ir gyvenimas. – 2001. – Nr.10. - Su. 6–7

6. Grinevičius V.N. Atkuriamos nervų ląstelės // Mokslas ir gyvenimas. – 2004. – Nr.4. - Su. 22–25