Стволовые клетки — бить или ставить?

В течение многих лет стволовые клетки были в центре дискуссий о будущем медицины. Но что такое стволовые клетки, как их получить и как мы можем их использовать?

Прежде чем мы перейдем к стволовым клеткам

Наше тело, несомненно, является чудом природы. Он состоит из множества мелких клеток: клеток крови, клеток кожи, жировых клеток и около 200 других типов клеток. Ученые подсчитали, что зрелое человеческое тело состоит из 30 триллионов клеток — это число состоит из 13 нулей. Все эти клетки происходят из одной клетки: оплодотворенной яйцеклетки. Яйцеклетка — это стволовая клетка, точнее, мать всех стволовых клеток: в конце концов, из нее состоит все наше тело.

Специальные возможности

Стволовые клетки — это клетки, которые еще не дифференцируются. Это означает, что за ними еще не закреплена определенная функция в организме. На первый взгляд, стволовые клетки мало чем отличаются от обычных клеток организма. Однако у них есть два особых таланта: они могут разделять и различать. Поэтому они могут создавать точные копии самих себя и, кроме того, они могут специализироваться на определенном типе клеток, тем самым создавая или восстанавливая ткани.

Разнообразие стволовых клеток

Существуют различные типы стволовых клеток: тотипотентные, плюрипотентные и эмбриональные. Это разнообразие — и все эти разные названия — могут сначала показаться запутанными, но различия могут быть в основном определены двумя характеристиками стволовых клеток: их соответствующими потенциалами развития и их происхождением. Между ними существует тесная связь.

Клеткой с наибольшим потенциалом развития является оплодотворенная яйцеклетка. Он может развивать все тело человека, поэтому его называют тотипотентным. Эта клетка действительно универсальна. Далее идут плюрипотентные стволовые клетки. Они могут развивать любую ткань человека, но не все тело. В свою очередь, мультипотентные стволовые клетки могут образовывать разные типы клеток, но ограничены определенным типом ткани. Так что они еще на многое способны, но уже имеют некоторые ограничения. Кроме того, существуют унипотентные стволовые клетки. Они могут просто дифференцироваться в несколько или один тип клеток.

Кроме того, стволовые клетки классифицируют по их происхождению. Все люди являются носителями взрослых стволовых клеток на протяжении всей своей жизни, и их можно найти во многих частях тела. Их основная задача заключается в поддержании или восстановлении тканей, которые постоянно подвергаются воздействию внутренних и внешних факторов. Например, взрослые стволовые клетки заменяют нашу кожу, создают новые клетки крови и формируют наши кости. Они поистине неутомимы в своем исполнении и постоянно заменяют миллионы клеток, которые ежесекундно умирают в нашем организме. Использование взрослых стволовых клеток для терапии редко приводит к осложнениям. К сожалению, у них есть и решающие недостатки. Их часто трудно изолировать, размножать и они подходят не для каждой задачи.

Эмбриональные стволовые клетки — совсем другое дело: они плюрипотентны, а значит, могут производить все виды тканей и выращивать любой орган. Кроме того, они очень быстро разрастаются в большое количество клеток. С этой точки зрения они вполне подходят для научных исследований и медицины. Однако их использование у людей ограничено законом и вызывает споры с этической точки зрения.

Ведь для получения таких клеток нужны эмбрионы. Эта ткань — теоретически — может трансформироваться в человека. Этих спорных вопросов можно избежать с помощью так называемых индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS). iPS производятся искусственно в лаборатории. Исходным материалом для этого процесса служат зрелые клетки взрослого организма, например, клетки кожи. Затем они перепрограммируются на очень раннюю стадию с помощью различных методов.

Потенциальные опасности

Говоря о риске, самым большим преимуществом как эмбриональных, так и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток является их способность делиться, размножаться и трансформироваться в различные типы клеток. Это преимущество также является их самой большой слабостью. При введении в организм человека клетки могут начать бесконтрольно размножаться, что может привести к росту опухолей.

Волшебное оружие против болезней

Ученые всего мира прилагают все усилия, чтобы свести к минимуму этот риск. Стволовые клетки обещают чудеса в лечении многих заболеваний: болезни Паркинсона, рака, сердечных приступов, возрастной слепоты и т. д. Список практически бесконечен. Мы надеемся, что больные клетки можно заменить здоровыми. Подобный процесс уже много лет успешно используется в клиниках при борьбе с лейкемией.

Врачи, занимающиеся травмами спинного мозга, также возлагают большие надежды на стволовые клетки. Повреждения спинного мозга чрезвычайно сложны: возникают воспаление, потеря нервной ткани, рубцевание, препятствующее росту нервных клеток. Стволовые клетки могут помочь решить все эти проблемы. Они могут заменять мертвые ткани, производить новые нервные клетки и создавать регенеративную среду.

Откуда берутся стволовые клетки?

Ученые обнаружили разные источники стволовых клеток:

Эмбриональные стволовые клетки

Эти клетки происходят из эмбрионов, которым всего несколько дней. Эти клетки являются плюрипотентными, что означает, что они могут создавать клетки любого типа в организме и способствовать регенерации и восстановлению тканей в организме.

Взрослые стволовые клетки

Эти клетки находятся в неспецифическом состоянии, но более специализированы, чем эмбриональные стволовые клетки. Они обнаружены в большинстве тканей взрослого организма, таких как костный мозг или скелетные мышцы. Недавние исследования показали, что взрослые стволовые клетки могут делать это, производя различные типы клеток, например, клетки костного мозга могут производить клетки кости или клетки сердечной мышцы.

Перинатальные клетки

Эти клетки находятся в амниотической жидкости и пуповинной крови. Мешок, который окружает и защищает плод, содержит амниотическую жидкость.

Что такое терапия стволовыми клетками?

Это процедура, выполняемая с использованием стволовых клеток для лечения или профилактики заболеваний. Стволовые клетки помогают генерировать новые клетки, которые затем можно трансплантировать в организм для замены поврежденных или потерянных клеток. Терапия стволовыми клетками может быть использована для лечения многих заболеваний.

Лечение неврологических заболеваний

Стволовые клетки используются для лечения заболеваний головного мозга, таких как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера. Например; стволовые клетки эффективны Если использование стволовых клеток в качестве источника для трансплантации нервных клеток, продуцирующих дофамин, может произвести революцию в уходе за пациентами [болезнь Паркинсона] в будущем.

Лечение сердечно-сосудистых заболеваний

Сердечно-сосудистые заболевания являются одной из ведущих причин смерти во всем мире, как среди мужчин, так и среди женщин. Ученые используют стволовые клетки для улучшения здоровья сердца. Они превращают стволовые клетки в «сердечную мышцу в сосуде» и предлагают способы замены поврежденной ткани. Клеточная терапия может обеспечить долгосрочное лечение пороков сердца, а не симптоматическое лечение.

Лечение заболеваний крови

Стволовые клетки пуповины пересаживают для лечения заболеваний крови, таких как лейкемия, миелома и лимфома. Гемопоэтические стволовые клетки занимают уникальное положение в качестве клеточной терапии заболеваний крови, поскольку их нормальная функция в организме заключается в производстве всех красных и белых кровяных телец, которые наполняют костный мозг и кровь. Терапия стволовыми клетками может вылечить многие заболевания и недуги, которые до сих пор считались «неизлечимыми».

регенерация тканей

Регенерация тканей, пожалуй, самое важное применение стволовых клеток. До сих пор человеку, нуждающемуся в новой почке, например, приходилось ждать донора, а затем операцию по пересадке. Даже если донорские органы отсутствуют, врачи могут использовать их для выращивания определенного типа ткани или органа, заставляя стволовые клетки дифференцироваться определенным образом. Например, врачи уже использовали стволовые клетки непосредственно под поверхностью кожи для создания новой кожной ткани. Они могут восстановить серьезные ожоги или другие травмы, пересадив эту ткань на поврежденную кожу, и новая кожа вырастет снова.

Терапия дефицита клеток

Ученые надеются когда-нибудь получить в лаборатории здоровые клетки сердца, которые можно будет трансплантировать людям с сердечными заболеваниями. Эти новые клетки могут восстановить повреждение сердца, наполнив его здоровой тканью.

Точно так же люди с диабетом I типа могут использовать стволовые клетки для получения клеток поджелудочной железы, чтобы заменить клетки, вырабатывающие инсулин, которые их иммунная система потеряла или разрушила. В настоящее время единственным методом лечения этих состояний является трансплантация поджелудочной железы, и очень мало органов доступно для трансплантации.

Научные исследования и открытия

Стволовые клетки полезны не только в качестве потенциальной терапии, но и в исследовательских целях. Например, ученые обнаружили, что включение или выключение определенного гена может вызвать дифференциацию генов. Знание этого помогает им выяснить, какие гены и мутации вызывают определенные эффекты. Вооружившись этими знаниями, они могут выяснить, что вызывает широкий спектр болезней и состояний, от большинства из которых еще нет лекарства.

Аномальное деление и дифференцировка клеток ответственны за состояния, включая рак и врожденные нарушения, возникающие в результате родов. Зная, что вызывает аномальное деление клеток, можно вылечить многие болезни в будущем. Стволовые клетки также могут помочь в разработке новых лекарств. Вместо того, чтобы тестировать лекарства на людях-добровольцах, ученые могут оценить действие лекарства на нормальную здоровую ткань, протестировав его на ткани, выращенной из стволовых клеток.

Хотите узнать больше о стволовых клетках и других темах, связанных с быстро развивающейся медициной? Для этого посетите наш блог и прочтите другие статьи.