Komórki macierzyste (SC) to populacja komórek, które są pierwotnymi prekursorami wszystkich pozostałych. W uformowanym organizmie mogą różnicować się w dowolne komórki dowolnego narządu, w zarodku mogą tworzyć dowolne jego komórki.
Z natury ich celem jest regeneracja tkanek i narządów ciała początkowo od urodzenia z różnymi urazami. Po prostu zastępują uszkodzone komórki, odnawiając je i chroniąc. Mówiąc najprościej, są to części zamienne do karoserii.
Jak powstają
Ogromna liczba wszystkich komórek dorosłego organizmu zaczyna się od połączenia męskich i żeńskich komórek rozrodczych podczas zapłodnienia komórki jajowej. Ta fuzja nazywa się zygotą. Wszystkie kolejne miliardy komórek powstają podczas jego rozwoju. Zygota zawiera cały genom przyszłej osoby i schemat jej rozwoju w przyszłości.
Kiedy się pojawia, zygota zaczyna się aktywnie dzielić. Po pierwsze, pojawiają się w nim komórki szczególnego rodzaju: zdolne są jedynie do przekazywania danych genetycznychinformacje do kolejnych generacji nowych komórek. Te populacje to słynne embrionalne komórki macierzyste, wokół których panuje tak wiele emocji.
U płodu ESC, a raczej ich genom, wciąż znajdują się w punkcie zerowym. Ale po włączeniu mechanizmu specjalizacji można je przekształcić w dowolne pożądane komórki. Embrionalne komórki macierzyste są pozyskiwane we wczesnym stadium rozwijającego się zarodka, obecnie zwanego blastocystą, w 4-5 dniu życia zygoty, z jej wewnętrznej masy komórkowej.
W miarę rozwoju embrionu do gry wchodzą mechanizmy specjalizacji, tak zwane induktory embrionalne. Sami zawierają potrzebne w danej chwili geny, z których powstają różne rodziny SC i zarysowuje się początki przyszłych narządów. Mitoza trwa, potomkowie tych komórek są już wyspecjalizowani, co nazywa się komitacją.
Jednocześnie embrionalne komórki macierzyste są w stanie przekształcić się (przenieść) w dowolny listek zarodkowy: ekto-, mezo- i endodermę. Spośród nich rozwijają się następnie narządy płodu. Ta właściwość różnicowania nazywa się pluripotencją i jest główną różnicą między ESC.
Klasyfikacja SC
Są podzielone na 2 duże grupy - embrionalne i somatyczne, uzyskane z dorosłego organizmu. Pytanie, w jaki sposób embrionalne komórki macierzyste są pozyskiwane i wykorzystywane, jest dobrze rozumiane.
3 Wybrane źródła SC:
- Własne komórki macierzyste lub autologiczne; najczęściej występują w szpiku kostnym, ale mogąbyć pozyskiwane ze skóry, tkanki tłuszczowej, tkanek niektórych narządów itp.
- SC z łożyska, uzyskane podczas porodu z krwi pępowinowej.
- Płodowe SCs uzyskane z tkanek po aborcji. W związku z tym rozróżnia się również SC dawcy (alogeniczne) i własne (autologiczne). Bez względu na pochodzenie posiadają szczególne właściwości, które wciąż są badane przez naukowców. Na przykład mogą zachować żywotność i zachować wszystkie swoje właściwości przez dziesięciolecia, jeśli są odpowiednio przechowywane. Jest to ważne przy pobieraniu SC z łożyska po urodzeniu, co można uznać za formę ubezpieczenia zdrowotnego i ochrony noworodka w przyszłości. Mogą być używane przez tę osobę, gdy wystąpi poważna choroba. Na przykład w Japonii istnieje cały program rządowy, który zapewnia, że 100% populacji posiada banki komórek IPS.
Przykłady zastosowania SC w medycynie
Kroki przeszczepu embrionów:
- 1970 – Przeprowadzane są pierwsze autologiczne przeszczepy SC. Istnieją dowody na to, że w byłym CCCP kilka razy w roku stosowano „szczepienia młodzieży” starzejącym się członkom Biura Politycznego KPZR.
- 1988 - SC zostały przeszczepione chłopcu z białaczką, który nadal żyje.
- 1992 - Profesor David Harris zakłada bank SK, w którym jego pierwsze dziecko zostało pierwszym klientem. Jego SC został zamrożony jako pierwszy.
- 1996-2004 – wykonano 392 przeszczepy własnych SC ze szpiku kostnego.
- 1997 - SC dawcy zostały przeszczepione z łożyska rosyjskiemu pacjentowi z rakiem.
- 1998 – SC przeszczepiono dziewczynce z nerwiakiem niedojrzałym (guz mózgu) – wynik jest pozytywny. Naukowcy dowiedzieli się również, jak hodować SC in vitro.
- 2000 - 1200 transmisji.
- 2001 – Ujawniono zdolność komórek SC szpiku kostnego dorosłego człowieka do przekształcania się w kardio- i miocyty.
- 2003 – uzyskano dane dotyczące zachowania wszystkich biowłaściwości SC w ciekłym azocie przez 15 lat.
- 2004 – Kolekcje Banku Światowego SK mają już 400 000 próbek.
Podstawowe właściwości ESC
Przykłady embrionalnych komórek macierzystych można uznać za dowolne komórki podstawowych warstw zarodka: są to miocyty, krwinki, nerwy itp. Ludzkie ESC jako pierwsze zostały wyizolowane w 1998 roku przez amerykańskich naukowców Jamesa Thompsona i Johna Beckera. A w 1999 roku najsłynniejsze czasopismo naukowe Science uznało to odkrycie za trzecie najważniejsze po odkryciu podwójnej helisy DNA i rozszyfrowaniu ludzkiego genomu.
ESC mają zdolność do ciągłego odnawiania się, nawet jeśli nie ma zachęty do różnicowania się. Oznacza to, że są bardzo plastyczne, a ich potencjał rozwojowy nie jest ograniczony. To sprawia, że są tak popularne w medycynie regeneracyjnej.
Tak zwane czynniki wzrostu mogą służyć jako bodziec do ich rozwoju w inne typy komórek, są one różne dla wszystkich komórek.
Dziś embrionalne komórki macierzyste są zakazane przez oficjalną medycynę do stosowania w leczeniu.
Co jest dziś używane
Do leczenia stosuje się tylko własne SC z tkanek dorosłego organizmu, częściejWszystko to są czerwone komórki szpiku kostnego. Lista chorób obejmuje choroby krwi (białaczka), układu odpornościowego, w przyszłości patologie onkologiczne, chorobę Parkinsona, cukrzycę typu 1, stwardnienie rozsiane, zawał mięśnia sercowego, udary, choroby rdzenia kręgowego, ślepotę.
Głównym problemem zawsze była i pozostaje kompatybilność SC z komórkami organizmu, gdy są do niego wprowadzane, tj. zgodność tkankowa. W przypadku korzystania z natywnego SC ten problem jest znacznie łatwiejszy do rozwiązania.
Dlatego na pytanie, które komórki macierzyste najlepiej wykorzystać - tkankę zarodkową czy macierzystą, odpowiedź jest jednoznaczna: tylko tkanka. Każdy narząd ma specjalne nisze w tkankach, w których SC są przechowywane i spożywane w razie potrzeby. Perspektywy dla SC są ogromne, ponieważ naukowcy mają nadzieję stworzyć z nich niezbędne tkanki i narządy zamiast dawcy, zgodnie ze wskazaniami.
Początek historii
W 1908 roku Alexander Maksimov (1874-1928), profesor histologii w Wojskowej Akademii Medycznej w Petersburgu, badając komórki krwi, zauważył, że są one stale i dość szybko aktualizowane.
A. A. Maksimov domyślił się, że nie była to tylko kwestia podziału komórek, w przeciwnym razie szpik kostny byłby większy niż sama osoba. Następnie nazwał tego poprzednika wszystkich elementów łodygi krwi. Nazwa wyjaśnia istotę tego zjawiska: w czerwonym szpiku kostnym odkładane są specjalne komórki, których zadaniem jest tylko mitoza. W tym samym czasie pojawiają się 2 nowe komórki: jedna staje się krwią, a druga przechodzi w rezerwę - rozwija się i ponownie dzieli, ponownie komórka przechodzi w rezerwę itp. z tym samym wynikiem.
Te stale dzielące się komórki tworzą pień, od niegogałązki poruszają się na boki - są to nowo powstające profesjonalne krwinki. Proces ten jest ciągły i każdego dnia obejmuje miliardy komórek. Wśród nich są grupy wszystkich elementów krwi - leukocyty i erytrocyty, limfocyty itp.
Później Maximov przedstawił swoją teorię na kongresie hematologów w Berlinie. To był początek historii rozwoju KS. Biologia komórki stała się odrębną nauką dopiero pod koniec XX wieku.
W latach 60. SC zaczęto stosować w leczeniu białaczki. Znaleziono je również w skórze i tkance tłuszczowej.
Wyróżniające cechy SK
Obiecujące pomysły nie wykluczają istnienia podwodnych raf, gdy zostaną wprowadzone w życie. Dużym problemem jest to, że aktywność SC pozwala im dzielić się w nieograniczonych ilościach i trudno jest je kontrolować. Ponadto zwykłe komórki mają ograniczone dzielenie przez liczbę cykli (limit Hayflicka). Wynika to ze struktury chromosomów.
Po osiągnięciu limitu komórka nie dzieli się, co oznacza, że się nie rozmnaża. Dla komórek limit ten różni się w zależności od ich rodzaju: dla tkanki włóknistej wynosi 50 podziałów, dla krwi SC - 100.
Po drugie, nie wszystkie SC dojrzewają w tym samym czasie, więc każda tkanka ma różne SC na różnych etapach dojrzewania. Im bardziej normalna dojrzałość komórki, tym mniej ma ona właściwości przekwalifikowania się do innej komórki. Innymi słowy, genom ustalony dla wszystkich komórek jest podobny, ale sposób działania jest inny. Częściowo dojrzałe SC, które po stymulacji mogą dojrzewać iróżnicować, to są wybuchy.
W OUN są to neuroblasty, w szkielecie – osteoblasty, w skórze – dermatoblasty itp. Bodziec do dojrzewania ma podłoże zewnętrzne lub wewnętrzne.
Nie wszystkie komórki w ciele mają tę zdolność, zależy to od stopnia ich zróżnicowania. Wysoce zróżnicowane komórki (kardiomiocyty, neurony) nigdy nie są w stanie wytworzyć swojego własnego rodzaju, dlatego mówią, że komórki nerwowe nie są odnawiane. A słabo zróżnicowane są zdolne do mitozy, na przykład krew, wątroba, tkanka kostna.
Zarodkowe komórki macierzyste (ES) różnią się od innych komórek SC tym, że nie ma dla nich limitu Hayflicka. ESC dzielą się bez końca, tj. w rzeczywistości są nieśmiertelni (nieśmiertelni). To ich druga własność. Wydaje się, że ta właściwość ESC zainspirowała naukowców do wykorzystania w organizmie, aby zapobiec starzeniu się.
Dlaczego więc wykorzystanie embrionalnych komórek macierzystych nie poszło tą ścieżką i nie zostało zamrożone? Żadna komórka nie jest gwarantowana przed genetycznym rozpadem i mutacjami, a kiedy się pojawią, będą przekazywane dalej i kumulują się. Nie wolno nam zapominać, że ludzkie embrionalne komórki macierzyste są zawsze nosicielami obcej informacji genetycznej (obcego DNA), więc same mogą wywoływać efekt mutagenny. Dlatego korzystanie z ich SC staje się najbardziej optymalne i najbezpieczniejsze. Ale pojawia się inny problem. W dorosłym organizmie jest bardzo niewiele SCs i są one trudne do wydobycia - 1 komórka na 100 tysięcy. Ale pomimo tych problemów są one ekstrahowane i autologiczne SC są często stosowane w leczeniu CVD, endokrynopatii,patologie dróg żółciowych, dermatozy, choroby układu mięśniowo-szkieletowego, przewodu pokarmowego, płuc.
Więcej o podwodnych rafach ESC
Po otrzymaniu embrionalnych komórek macierzystych należy je skierować we właściwym kierunku, tj. zarządzać nimi. Tak, potrafią odtworzyć praktycznie każdy organ. Ale problem wyboru odpowiedniej kombinacji cewek nie został dziś rozwiązany.
Wykorzystywanie embrionalnych komórek macierzystych w praktyce było początkowo wszechobecne, ale nieskończoność podziału takich komórek sprawia, że są one niekontrolowane i spokrewnione z komórkami nowotworowymi (teoria Konheima). Oto inne wyjaśnienie zamrożenia ESC.
Odmładzanie za pomocą ESC
Osoba traci SC z wiekiem, ich liczba stale spada, mówiąc wprost. Nawet w wieku 20 lat jest ich niewielu, po 40 nie ma ich wcale. Dlatego, kiedy w 1998 roku Amerykanie po raz pierwszy wyizolowali ESC, a następnie je sklonowali, biologia komórki otrzymała potężny impuls do jej rozwoju.
Istniała nadzieja na wyleczenie tych chorób, które zawsze uważano za nieuleczalne. Druga linia to odmładzanie za pomocą embrionalnych komórek macierzystych poprzez wstrzyknięcie. Ale nie było w tym zakresie przełomu, ponieważ nadal nie wiadomo dokładnie, co robi SC po wprowadzeniu do nowego organizmu. Albo stymulują starą komórkę, albo całkowicie ją zastępują - zajmują jej miejsce i aktywnie działają. Dopiero po ustaleniu dokładnego mechanizmu zachowania NC będzie można mówić o przełomie. Dziś przy wyborze takiej metody leczenia wymagana jest duża ostrożność.
ESC i odmłodzenie w Rosji
W Rosji ograniczenia dotyczące korzystania z ESC nie zostały jeszcze wprowadzone. Tutaj terapia embrionalnymi komórkami macierzystymi w celu odmłodzenia nie jest prowadzona przez poważne instytuty badawcze, ale tylko przez zwykłe salony kosmetyczne.
I jeszcze jedno: jeśli na Zachodzie testowanie działania ESC przeprowadza się w laboratoriach na zwierzętach doświadczalnych, to w Rosji nowe technologie testowane są na ludziach w tych samych domowych salonach kosmetycznych. Broszury z wszelkiego rodzaju obietnicami wiecznego morza młodości. Kalkulacja jest poprawna: dla tych, którzy mają dużo pieniędzy i możliwości, zaczyna się wydawać, że nie ma rzeczy niemożliwych.
Zabieg z zarodkowymi komórkami macierzystymi w postaci minimalnego kursu odmładzania to tylko 4 zastrzyki i szacowany jest na 15 tysięcy euro. I pomimo zrozumienia, że nie należy ślepo ufać technologiom, które nie zostały potwierdzone naukowo, wiele osób publicznych przeważa nad chęcią, by wyglądać młodziej i atrakcyjniej, człowiek zaczyna wyprzedzać lokomotywę. Co więcej, na oczach tych, którym to pomogło. Są tacy szczęśliwcy - Buynov, Leshchenko, Rotaru.
Ale pechowych jest o wiele więcej: Dmitrij Hvorostovsky, Zhanna Friske, Alexander Abdulov, Oleg Yankovsky, Valentina Tolkunova, Anna Samokhina, Natalia Gundareva, Lyubov Polishchuk, Viktor Yanukovych - lista jest długa. To są ofiary terapii komórkowej. Tym, co stało się wspólne dla nich wszystkich, było to, że na krótko przed pogorszeniem się ich stanu wydawały się rozkwitać i stawać się młodsze, a następnie szybko umierały. Dlaczego tak się dzieje, nikt nie może odpowiedzieć. Tak, wKiedy ESC wchodzi do starzejącego się ciała, zachęcają komórki do aktywnego podziału, osoba wydaje się być młodsza. Ale to zawsze jest stres dla starszego organizmu i może rozwinąć się każda patologia. Dlatego żadna klinika nie może dać żadnych gwarancji co do konsekwencji takiego odmłodzenia.
