Стволовите клетки и техните свойства. Кръвни клетки от пъпна връв

• 1908: термин " стволови клетки„(Stammzelle) е предложен за широко използване от руския хистолог Александър Максимов (1874-1928). Той описва и доказва хематопоетичните стволови клетки с методите на своето време и именно за тях е въведен терминът.
• 1960: Джоузеф Алтман и Гопал Д. Дас () представят научни доказателства за неврогенезата при възрастни, постоянната активност на мозъчните стволови клетки. Техните открития противоречат на догмата на Рамон и Кахал, че нервни клеткине са родени в тяло на възрастен и не са получили широка публичност.
• 1963: Ърнест Маккълох и Джеймс Тил демонстрират наличието на самообновяващи се клетки в костния мозък на мишката.
• 1968 г.: доказана е възможността за възстановяване на хематопоезата в реципиента след трансплантация костен мозък. Трансплантация на костен мозък при осемгодишно момче води до излекуване на тежка формаимунодефицит. Донорът е сестра със съвместим набор от левкоцитни антигени (HLA).
• 1970: Александър Яковлевич Фриденщайн изолира фибробластоподобни клетки от костния мозък на морски свинчета, успешно ги култивира и описва, които впоследствие са наречени Мултипотентни мезенхимни стромални клетки.
• 1978: Хематопоетични стволови клетки са открити в кръв от пъпна връв.
• 1981: Миши ембрионални клетки са получени от ембриобласта (вътрешната клетъчна маса на бластоциста) от учените Мартин Евънс, Матю Кауфман и, независимо, Гейл Р. Мартин. На Гейл Мартин се приписва въвеждането на термина ембрионална стволова клетка.
• 1988: Eliane Gluckman извършва първата успешна трансплантация на HSC от кръв от пъпна връв при пациент с анемия на Fanconi. E. Gluckman е доказал, че използването на кръв от пъпна връв е ефективно и безопасно. Оттогава кръвта от пъпна връв се използва широко в трансплантологията.
• 1992: получени нервни стволови клетки инвитро. Разработени са протоколи за култивирането им под формата на невросфери.
• 1992: първото персонализирано събиране на стволови клетки. Професор Дейвид Харис замрази стволови клетки от кръв от пъпна връв на първото си дете. Днес Дейвид Харис е директор на най-голямата в света банка за стволови клетки от кръв от пъпна връв.
• 1987-1997: 10 години на 45 медицински центровеВ света са извършени 143 трансплантации на кръв от пъпна връв.
• 1997: В Русия е извършена първата операция на онкологичен пациент за трансплантация на стволови клетки от кръв от пъпна връв.
• 1998: Джеймс Томсън и неговите сътрудници от Университета на Уисконсин-Медисън разработиха първата линия човешки ESC.
• 1998: Първата в света автоложна трансплантация на стволови клетки от кръв от пъпна връв на момиче с невробластом (мозъчен тумор). Общият брой на извършените през тази година трансплантации на кръв от пъпна връв надхвърля 600.
• 1999: сп Наукапризна откриването на ембрионални стволови клетки като третото най-значимо събитие в биологията след дешифрирането на двойната спирала на ДНК и проекта за човешкия геном.
• 2000 г.: публикувани са редица статии за пластичността на стволовите клетки на зрял организъм, тоест способността им да се диференцират в клетъчните компоненти на различни тъкани и органи.
• 2003: Журналът на Националната академия на науките на Съединените щати (PNAS USA) публикува доклад, че след 15 години съхранение в течен азот стволовите клетки от кръв от пъпна връв напълно запазват своите биологични свойства. От този момент нататък криогенното съхранение на стволови клетки започва да се разглежда като „биологична застраховка“. Световната колекция от стволови клетки, съхранявана в банки, достигна 72 000 проби. Към септември 2003 г. в света вече са извършени 2592 трансплантации на стволови клетки от пъпна връв, 1012 от които на възрастни пациенти.
• За периода от 1996 г. до 2004 г. са извършени 392 автоложни (собствени) трансплантации на стволови клетки.
• 2005: Учени от Калифорнийския университет в Ървайн инжектираха човешки неврални стволови клетки в плъхове с травматично уврежданегръбначния мозък и успяха частично да възстановят способността на плъховете да се движат.
• 2005 г.: списъкът със заболявания, при които успешно се използва трансплантация на стволови клетки, достига няколко десетки. Основен акцент е върху лечението на злокачествени новообразувания, различни формилевкемия и други кръвни заболявания. Има съобщения за успешна трансплантация на стволови клетки при заболявания на сърдечно-съдовата и нервната система. В различни изследователски центровеПровеждат се изследвания за използването на стволови клетки при лечението на миокарден инфаркт и сърдечна недостатъчност. Разработени са международни протоколи за лечение на множествена склероза. Търсят се подходи за лечение на инсулт, болести на Паркинсон и Алцхаймер.
• Август 2006 г.: Списание Cell публикува изследване на Kazutoshi Takahashi и Shinya Yamanaka за начин за връщане на диференцираните клетки в плурипотентно състояние. Започва ерата на индуцираните плурипотентни стволови клетки.
• Януари 2007 г.: Изследователи от университета Уейк Форест (Северна Каролина, САЩ), ръководени от д-р Антъни Атала от Харвард, съобщават за откритието на нов тип стволови клетки, намерени в амниотична течност (амниотична течност). Те могат да бъдат потенциален заместител на ESC в изследванията и терапията.
• Юни 2007 г.: Три независими изследователски групи съобщават, че зрелите кожни клетки на мишка могат да бъдат препрограмирани в ESC. През същия месец ученият Шухрат Миталипов обяви създаването на линия от стволови клетки на примати чрез терапевтично клониране.
• ноември 2007 г.: в сп клеткапубликува проучване на Katsutoshi Takagashi и Shinya Yamanaka, „Индукция на плурипотентни стволови клетки от зрели човешки фибробласти при определени фактори“, и в списанието НаукаПубликувана е статията „Индуцирани плурипотентни стволови клетки, получени от човешки соматични клетки“ от Juning Yu, в съавторство с други учени от изследователската група на Джеймс Томсън. Доказано е, че е възможно да се индуцира почти всяка зряла човешка клетка и да й се придадат стволови свойства, в резултат на което няма нужда да се унищожават ембрионите в лабораторията, въпреки че рисковете от канцерогенеза във връзка с гена Myc и ретровирусните трансфер на ген остава да се определи.
• Януари 2008 г.: Робърт Ланца и колегите му от Усъвършенствана клетъчна технологияи Калифорнийският университет в Сан Франциско произведе първите човешки ESC, без да унищожава ембриона.
• Януари 2008 г.: Клонирани човешки бластоцисти се култивират чрез терапевтично клониране.
• Февруари 2008 г.: плурипотентни стволови клетки, получени от черен дроб и стомах на мишка, тези индуцирани клетки са по-близки до ембрионалните, отколкото получените преди това индуцирани стволови клетки и не са канцерогенни. В допълнение, гените, необходими за индуциране на плурипотентни клетки, не е необходимо да бъдат поставени в специфичен регион, което улеснява разработването на технологии за препрограмиране на невирусни клетки.
• Март 2008 г.: за първи път е публикувано изследване на лекари от Института по регенеративни науки за успешното възстановяване на хрущяла в човешката колянна става с помощта на автоложни зрели МСК.
• Октомври 2008 г.: Забине Конрад и нейните колеги от Тюбинген (Германия) извличат плурипотентни стволови клетки от сперматогониални клетки на зрял човешки тестис чрез култивиране инвитрос добавка на FIL (фактор на инхибиране на левкемия).
• 30 октомври 2008 г.: Ембрионални стволови клетки, извлечени от човешка коса.
• 1 март 2009 г.: Андреас Наги, Кейсуке Каджи и техните колеги откриха начин за развитие на ембрионални стволови клетки от нормални зрели клетки, използвайки иновативна технология„обвивки“, за да доставят специфични гени в клетките с цел препрограмиране без рисковете, които възникват при използване на вируси. Гените се поставят в клетки чрез електропорация.
• 28 май 2009 г.: Ким Гуангсу и колегите му от Харвард обявиха, че са разработили начин за манипулиране на кожните клетки за производство на индуцирани плурипотентни стволови клетки по специфичен за пациента начин, твърдейки, че това е „най-доброто решение на проблема със стволовите клетки“.
• 2011: Израелският учен Инбар Фридрих Бен-Нун ръководи екип от учени, които разработват първите стволови клетки от застрашени животински видове. Това е пробив и благодарение на него можем да спасим видове, които са застрашени от изчезване.
• 2012: Даването на пациенти на стволови клетки, взети от собствения им костен мозък три до седем дни след инфаркт, е безопасно, но неефективно лечение, според клинично изпитване, подкрепено от Националния институт по здравеопазване на САЩ. Въпреки това проучванията, проведени от немски специалисти в отделението по кардиология в Хамбург, показват положителни резултатипри лечение на сърдечна недостатъчност, но не и на миокарден инфаркт.

Имоти

Всички стволови клетки имат две основни свойства:

• Самообновяване, тоест способността да се поддържа непроменен фенотип след разделяне (без диференциация).
• Ефективност (потенциал за диференциация) или способността да произвежда потомство под формата на специализирани видове клетки.

Самообновяване

Има два механизма, които поддържат популацията на стволови клетки в тялото:

1. Асиметрично делене, което произвежда една и съща двойка клетки (една стволова клетка и една диференцирана клетка).
2. Стохастично делене: една стволова клетка се разделя на две по-специализирани.

Диференциращ потенциал

Потенциалът за диференциация или силата на стволовите клетки е способността да произвеждат определен брой различни видове клетки. Според ефикасността стволовите клетки се разделят на следните групи:

• Тотипотентните (всемогъщи) стволови клетки могат да се диференцират в клетки от ембрионални и екстраембрионални тъкани, организирани в три измерения свързани структури(тъкани, органи, системи от органи, тяло). Такива клетки могат да дадат началото на пълноценен жизнеспособен организъм. Те включват оплодена яйцеклетка или зигота. Клетките, образувани по време на първите няколко цикъла на делене на зиготата, също са тотипотентни при повечето видове. Те обаче не включват например кръгли червеи, чиято зигота губи тотипотентност по време на първото делене. В някои организми диференцираните клетки могат също да придобият тотипотентност. Така отрязаната част от растението може да се използва за отглеждане на нов организъм именно благодарение на това свойство.
• Плурипотентните стволови клетки са потомци на тотипотентни стволови клетки и могат да дадат началото на почти всички тъкани и органи, с изключение на екстраембрионалните тъкани (например плацентата). От тези стволови клетки се развиват три зародишни слоя: ектодерма, мезодерма и ендодерма.
• Мултипотентните стволови клетки пораждат клетки от различни тъкани, но разнообразието от видовете им е ограничено в рамките на един зародишен слой.

• Олигопотентните клетки могат да се диференцират само в определени типове клетки с подобни свойства. Те включват, например, клетки от лимфоидната и миелоидната серия, участващи в процеса на хематопоеза.
• Унипотентните клетки (прекурсорни клетки, бластни клетки) са незрели клетки, които, строго погледнато, вече не са стволови клетки, тъй като могат да произвеждат само един вид клетки. Те са способни на многократно самовъзпроизвеждане, което ги прави дълготраен източник на клетки от един специфичен тип и ги отличава от нестволовите клетки. Способността им да се самовъзпроизвеждат обаче е ограничена до определен брой деления, което също ги отличава от истинските стволови клетки. Прогениторните клетки включват, например, някои от миосателитните клетки, участващи в образуването на скелетна и мускулна тъкан.

Класификация

Стволовите клетки могат да бъдат разделени на три основни групи в зависимост от източника на тяхното производство: ембрионални, фетални и постнатални (възрастни стволови клетки).

Ембрионални стволови клетки

Клиничните проучвания, използващи ESC, подлежат на специален етичен преглед. В много страни ESC изследванията са ограничени от закона.

Един от основните недостатъци на ESC е невъзможността за използване на автогенен, т.е. собствен материал, за трансплантация, тъй като изолирането на ESC от ембриона е несъвместимо с по-нататъшното му развитие.

Фетални стволови клетки

Постнатални стволови клетки

Въпреки факта, че стволовите клетки на зрял организъм имат по-малка ефективност в сравнение с ембрионалните и феталните стволови клетки, т.е. те могат да генерират по-малко различни видовеклетки, етичният аспект на тяхното изследване и използване не предизвиква сериозни спорове. В допълнение, възможността за използване на автогенен материал гарантира ефективността и безопасността на лечението. Възрастните стволови клетки могат да бъдат разделени на три основни групи: хемопоетични (хемопоетични), мултипотентни мезенхимни (стромални) и тъканно-специфични прогениторни клетки. Понякога кръвните клетки от пъпната връв се класифицират в отделна група, тъй като те са най-слабо диференцирани от всички клетки на зрелия организъм, тоест имат най-голяма сила. Кръвта от пъпна връв съдържа главно хематопоетични стволови клетки, както и мултипотентни мезенхимни клетки, но съдържа и други уникални сортовестволови клетки, при определени условия способни да се диференцират в клетки различни органии тъкани.

Хематопоетични стволови клетки

Преди използването на кръв от пъпна връв, костният мозък се смяташе за основен източник на HSC. Този източник все още се използва широко в трансплантологията днес. HSC се намират в костния мозък при възрастни, включително бедрените кости, ребрата, гръдната кост и други кости. Клетките могат да бъдат получени директно от бедрото с помощта на игла и спринцовка или от кръвта след предварителна обработка с цитокини, включително G-CSF (стимулиращ фактор на гранулоцитни колонии), който насърчава освобождаването на клетки от костния мозък.

Вторият, най-важен и обещаващ източник на HSC е кръвта от пъпна връв. Концентрацията на HSC в кръвта на пъпната връв е десет пъти по-висока, отколкото в костния мозък. Освен това този източник има редица предимства. Най-важните от тях:

• Възраст. Кръвта от пъпна връв се събира в най-ранния етап от живота на тялото. ХСК от кръвта на пъпната връв са максимално активни, тъй като не са били подлагани отрицателно въздействие външна среда(инфекциозни заболявания, нездравословно хранене и др.). HSC от кръв от пъпна връв са способни да създадат голяма клетъчна популация за кратък период от време.
• Съвместимост. Използването на автоложен материал, т.е. собствена кръв от пъпна връв, гарантира 100% съвместимост. Съвместимостта с братя и сестри е до 25%, като правило е възможно също да се използва кръвта от пъпната връв на детето за лечение на други близки роднини. За сравнение, вероятността да се намери подходящ донор на стволови клетки е от 1:1000 до 1:1000 000.

Мултипотентни мезенхимни стромални клетки

Мултипотентни мезенхимни стромални клетки (MMSC) са мултипотентни стволови клетки, способни да се диференцират в остеобласти (костни клетки), хондроцити (хрущялни клетки) и адипоцити (мастни клетки).

Характеристики на ембрионалните стволови клетки

Стволови клетки и рак

Използване в медицината

В Русия

Със заповед на правителството на Руската федерация от 23 декември 2009 г. № 2063-р Министерството на здравеопазването и социалното развитие на Русия, Министерството на промишлеността и търговията на Русия и Министерството на образованието и науката на Русия бяха инструктирани да разработете и предайте за разглеждане Държавна думаЗаконопроект на Руската федерация „За използването на биомедицински технологии в медицинската практика“, регламентиращ медицинска употребастволови клетки като една от биомедицинските технологии. Тъй като законопроектът предизвика възмущение сред обществеността и учените, той беше изпратен за преразглеждане и този моментне се приема.

На 1 юли 2010 г. Федералната служба за надзор в здравеопазването и социалното развитие издаде първото разрешение за използване на нова медицинска технология FS № 2010/255 (лечение със собствени стволови клетки).

3 февруари 2011 г Федерална службаза надзор в областта на здравеопазването и социалното развитие издадено разрешение за използване на нова медицинска технология ФС № 2011/002 (лечение с донорски стволови клетки на следните патологии: възрастови изменения на кожата на лицето втора или трета степен, наличие на ранен кожен дефект, трофична язва, лечение на алопеция, атрофични кожни лезии, включително атрофични ивици (стрии), изгаряния, диабетно стъпало)

В Украйна

Днес клиничните изпитвания са разрешени в Украйна (Заповед на Министерството на здравеопазването на Украйна № 630 „За провеждане на клинични изпитвания на стволови клетки“, 2007 г.

Стволови клетки , както и технологиите, базирани на тяхното използване, привличат голямо внимание от учени от цял ​​свят. Това се дължи на две причини. Първо, разработките, базирани на SC, са наистина революционни технологии, които промениха подходите към лечението на много хора тежки заболявания. Второ, благодарение на не много компетентни публикации в медиите, в масовото съзнание изследванията върху СК се свързват с клониране или „отглеждане на човешки ембриони за резервни части“.

Развенчаване на митове. Истината за стволовите клетки

„При раждането си нито една област от биологията не е била заобиколена от такава мрежа от предразсъдъци, враждебност и недоразумения като стволовите клетки“, казва Вадим Сергеевич Репин, член-кореспондент на Руската академия на медицинските науки, специалист в областта на медицината клетъчна биология.

Терминът "стволови клетки" е въведен в биологията през 1908 г., статут на голяма наука тази областклетъчната биология получава едва през последното десетилетие на ХХ век.

През 1999 г. списание Science призна откриването на стволови клетки (SC) за третото най-важно събитие в биологията след дешифрирането на двойната спирала на ДНК и програмата за човешкия геном.

Един от откривателите на структурата на ДНК, Джеймс Уотсън, коментирайки откриването на стволовата клетка, отбеляза, че структурата на стволовата клетка е уникална, тъй като под въздействието на външни инструкции тя може да се превърне в „зародишна“ клетъчна линия, или линия от специализирани соматични клетки.

Истината за стволовите клеткие следното: те са прародителите на всички видове клетки в нашето тяло без изключение. Те са способни на самообновяване и най-важното е, че при деленето си образуват специализирани клетки от различни тъкани. Така всички клетки в нашето тяло възникват от стволови клетки.

СК са способни да обновяват и заменят клетки, загубени поради увреждане във всички органи или тъкани. Тяхното призвание е да възстановяват и регенерират човешкото тяло от момента на раждането му.

Потенциалът на стволовите клетки тепърва започва да се използва от науката. В близко бъдеще учените искат да създадат от тях тъкани и цели органи, от които пациентите се нуждаят за трансплантация вместо донорски органи. Те могат да бъдат отгледани от собствените клетки на пациента и няма да предизвикат отхвърляне, което е голямо предимство.

Медицинските нужди от такъв материал са практически неограничени. Само 10-20% от хората се излекуват благодарение на успешна трансплантация на вътрешни органи. 70-80% от пациентите умират без лечение, без да дочакат реда си за операция.

Така СК наистина могат да се превърнат в „резервни части“ за нашето тяло. Но за това изобщо не е необходимо да се отглеждат изкуствени ембриони - стволовите клетки се съдържат в тялото на всеки възрастен.

Защо са необходими изследвания на стволови клетки?

Ако човек има свои собствени стволови клетки, тогава защо самите органи не се регенерират след увреждане?

Причината е, че с напредване на възрастта се наблюдава постоянно намаляване на броя на стволовите клетки: при раждането - 1 SC се среща на 10 хиляди клетки, на 20 - 25 години - 1 на 100 хиляди, на 30 - 1 на 300 хиляди (дадени са средни цифри). До 50-годишна възраст в тялото остава средно само 1 SC на 500 хиляди и на тази възраст по правило вече се появяват заболявания като атеросклероза, ангина пекторис, хипертония и др.

Изчерпването на запасите от стволови клетки поради стареене или тежки заболявания, както и нарушаването на механизма за освобождаването им в системното кръвообращение, лишава организма от неговите възможности. ефективна регенерация, след което жизнената дейност на определени органи отслабва.

Увеличаването на броя на СК в тялото може да доведе до интензивна регенерация, възстановяване на увредени тъкани и болни органи поради образуването на млади, здрави клеткина мястото на изгубените. Съвременната медицина вече разполага с такава технология – нарича се клетъчна терапия.

Какво представлява клетъчната терапия ?

(CT) е вид лечение, което използва живи клетки. Може да се предположи, че в близко бъдеще този вид терапия ще стане по-разпространена, ефективна и безопасна.

Използването на КТ в Русия е спорен процес. Малко са фундаменталните организации, работещи в тази област. По принцип използването на КТ в Руската федерация е ограничено до една медицинска технология или техника, регистрирана от съответния орган, издадена като разрешение на кандидатстващата клинична институция за ограничен период (например една година). Това означава, че използването на СК от тази организация е възможно само в рамките на декларираната методика, строго за лечение на посочения тип заболяване. Говорим за използване на клетъчни компоненти на самия пациент или кръводарител. Търговската употреба на компютърна томография е разрешена в този случай, ако е налична необходимата документация.

В някои научни институти, др държавни институциина пациентите може да бъде предложено лечение с помощта на клетъчни технологии в ограничени клинични изпитвания, в границите на посочената техника и лечение специфично заболяване. Такава работа обаче рядко се извършва. По правило лечението обикновено е безплатно за пациент доброволец.

Руската наука и медицина имат голям потенциал в областта на изследванията на СК и използването на клетъчната терапия. Първите целеви търсения в района терапевтична употребаСК на човешки костен мозък започнаха в резултат на методологичен пробив, извършен от Александър Яковлевич Фриденщайн, датиращ от средата на 70-те години на ХХ век. В лабораторията на Александър Яковлевич за първи път в света е получена хомогенна култура от стволови клетки от костен мозък.

След прекратяване на деленето, под влияние на условията на култивиране, те се превръщат в костна, мастна, хрущялна, мускулна или съединителна тъкан. Пионерските разработки на А. Я. Фриденщайн са спечелили международно признание.

Оттогава той става все по-достъпен и научно обоснован. С помощта на терапевтична трансплантация на стволови клетки е възможно да се лекува цял набор от заболявания, включително: диабет, атеросклероза, исхемична болестсърдечни заболявания, хронични ставни заболявания, стари травми, хепатит, цироза на черния дроб, автоимунни заболявания, болест на Алцхаймер, болест на Паркинсон, синдром хронична умора. Клетъчната терапия може да се използва като поддържаща терапия при множествена склероза, сексуални патологии, безплодие при мъже и жени и рак.

В зависимост от метода на лечение, клетъчният материал може да се прилага интрамускулно, интравенозно, подкожно, вътреставно или под формата на апликации - това също зависи от естеството на заболяването.

Разбира се, използването на стволови клетки не е панацея. Не може да се каже, че използването им в онкологията води до излекуване на рака, но се появяват съвременни протоколи, които са насочени към рехабилитация на пациенти по време на ремисия и по време на паузи между курсовете на химиотерапия. Опитът показва, че пациентите, получаващи този курс, са в състояние да понасят по-добре основното лечение, броят на усложненията е значително намален и става възможно да се повтори химиотерапевтичната процедура малко по-рано. Така шансовете за успех на лечението се увеличават. Освен това стволовите клетки имат доказан противораков ефект: възпрепятстват развитието на тумори и активират имунната система.

Използването на КТ е в началото на своя път. В повечето нозологии влиянието на стволовите клетки върху самото заболяване тепърва започва да се изучава. Днес само в някои нозологии са получени убедителни резултати от използването на SC. Аспектите на клиничната употреба на КТ са описани в края на тази статия.

____________________________

Бих искал да напомня на посетителите на портала, чеНе има информация за организациите, които използват за лечение на заболявания в Русия.Не можем да препоръчаме лечебни заведения, работещи в тази област и не разполагат с информация за " най-добрите специалисти" Администрацията на портала също не знае за институции, които канят пациенти да участват в клинични изпитвания с използване на стволови клетки. Моля, запомнете това. Надеждна информация за качеството на предлаганите процедури обикновено липсва, а нивото на квалификация на специалистите, които ги предписват, не винаги е достатъчно високо. Този ресурс е посветен изключително на покритието на клетъчните технологии.

Откъде идват стволовите клетки?

SC може да се получи от различни източници. Някои от тях имат строго научно приложение, други се използват в клиничната практика днес. Според произхода си те се делят на ембрионални, фетални, кръвни клетки от пъпна връв и възрастни клетки.

Ембрионални стволови клетки

Първият вид стволови клетки трябва да се наричат ​​клетки, които се образуват при първите няколко деления на оплодената яйцеклетка (зигота) – всяка може да се развие в самостоятелен организъм (например получават се еднояйчни близнаци).

След няколко дни на ембрионално развитие, на етап бластоцист, ембрионалните стволови клетки (ESC) могат да бъдат изолирани от вътрешната му клетъчна маса. Те са способни да се диференцират в абсолютно всички видове клетки на възрастен организъм, способни са да се делят неограничено при определени условия, образувайки така наречените „безсмъртни линии“. Но този източник на SC има недостатъци. Първо, в тялото на възрастен тези клетки са способни спонтанно да се дегенерират в ракови клетки. Второ, светът все още не е изолирал безопасна линия от истински ембрионални стволови клетки, подходящи за клинична употреба. Клетки, получени по този начин (в повечето случаи чрез култивиране на животински клетки) се използват от световната наука за изследвания и експерименти.

Клиничното използване на такива клетки днес е невъзможно.

Фетални стволови клетки

Много често в руски статии ембрионалните СК се наричат ​​клетки, получени от абортирани фетуси (фетуси). Това не е вярно! В научната литература клетките, получени от фетална тъкан, се наричат ​​фетални.

Феталните СК се получават от абортивен материал на 6-12 седмица от бременността. Те нямат описаните по-горе свойства на ESC, получени от бластоцисти, тоест способността за неограничено възпроизвеждане и диференциация във всякакъв вид специализирани клетки. Феталните клетки вече са започнали да се диференцират и следователно всяка от тях, първо, може да премине само през ограничен брой деления и, второ, да доведе до не какви да е, а доста определени видовеспециализирани клетки. Този факт прави клиничната им употреба по-безопасна. По този начин, специализирани чернодробни клетки и хемопоетични клетки могат да се развият от фетални чернодробни клетки. От плода нервна тъкан, съответно се развиват по-специализирани нервни клетки и т.н.

Клетъчната терапия като вид произлиза именно от използването на фетални СК. През последните 50 години в различни страниСерия от клинични проучвания с тях са проведени по целия свят.

В Русия, в допълнение към етичните и законови напрежения, използването на нетестван абортиращ материал е изпълнено с усложнения, като инфекция на пациента с херпесен вирус, вирусен хепатит и дори СПИН. Процесът на изолиране и получаване на FGC е сложен, изисква модерно оборудване и специални познания.

Въпреки това, с професионално наблюдение, добре подготвени фетални стволови клетки имат огромен потенциал V клинична медицина. Работата с фетални СК в Русия днес е ограничена до научни изследвания. Тяхната клинична употреба няма законово основание. Такива клетки се използват по-широко и официално днес в Китай и някои други азиатски страни.

Кръвни клетки от пъпна връв

Кръвта от плацентата, събрана след раждането на дете, също е източник на стволови клетки. Тази кръв е много богата на стволови клетки. Чрез вземането на тази кръв и поставянето й в криобанка за съхранение, тя може по-късно да се използва за възстановяване на много органи и тъкани на пациента, както и за лечение различни заболявания, предимно хематологични и онкологични.

Въпреки това, количеството на СК в кръвта на пъпната връв при раждането не е достатъчно голямо и ефективното им използване, като правило, е възможно само веднъж за самото дете на възраст под 12-14 години. С напредване на възрастта обемът на събраните СК става недостатъчен за пълен клиничен ефект.

Възрастни стволови клетки

Стволовите клетки остават с нас през целия ни живот, от раждането. Най-достъпният източник на стволови клетки е костният мозък на възрастен, тъй като концентрацията на стволови клетки в него е максимална.

Една добре подготвена процедура за събиране на такива клетки обикновено е напълно безопасна. Клетките, получени от самия пациент, се наричат ​​автоложни стволови клетки (ASC). Тяхната активност и качество не се различават много от клетките, получени от други източници. В същото време няма законови ограничения за използването им и етични напрежения.

Като се има предвид това професионално обучениеизползването на такива клетки в клиничната медицина се счита за безопасно: те не се отхвърлят, нямат онкогенни свойства и няма риск от инфекция опасни инфекциипо време на трансплантация.

В костния мозък има два вида стволови клетки: първият е хемопоетични СК, от които се образуват абсолютно всички кръвни клетки, вторият е мезенхимни СК, които регенерират почти всички органи и тъкани. Те могат да бъдат получени и от други източници: например от мастна тъкан. Ефективността на получените по този начин СК, както и безопасността на използването им обаче остава под въпрос. Друг вид стволови клетки, които присъстват в почти всички тъкани, са регионалните СК - като правило това са вече доста диференцирани клетки, които могат да дадат началото само на няколко вида клетки, които изграждат тъканите на даден орган.

Клинични приложения на стволови клетки

Използването на SC за възрастни в медицината днес се развива в голям мащаб, включително в Русия. С появата на качеството лабораторно оборудванепротоколите за подготовка на възрастни донорски стволови клетки осигуряват все по-безопасни и ефективни лечения. Клиничната употреба на други видове СК понастоящем е силно ограничена или забранена поради липса на правно основание.

Ако са налице необходимите условия и разрешителна документация, използването на ASC в Русия е допустимо: това е основно работа в областта на онкохематологията (SC са кръвни компоненти), която се извършва и по целия свят. В някои случаи разрешение за ограничена употреба на SC може да бъде получено за други нозологии. Трябва обаче да се помни, че наличието на разрешителна база не означава непременно наличие на знания и опит. Организацията, предлагаща такива услуги, трябва да разполага с пълен набор от съвременни условия, което предполага минимум наличието на: клинична база, медицински екип от специалисти в областта на клетъчната терапия, познания в областта на диагностиката и оценката на противопоказания при работа с СК, опит в работа с идентифицираното заболяване, клиничен опит, лабораторен капацитет и изследователски екип.

Специализирани институции, работещи с ASC, както и опитни специалистив тази област има само няколко. Специалистите от такива институции знаят точно цялата истина за стволовите клетки и няма да твърдят, че използването им е панацея и че всички възможни болести могат да бъдат лекувани днес. Напротив, такива специалисти обикновено свидетелстват, че клиничните резултати са получени само в малък списък от нозологии, а самата терапия има редица ограничения. Заедно с това, експертно изпълнена клетъчна терапия е радикален погледлечение и клиничен ефектможе да надмине всички аналози класическа медицина. В някои случаи СК са единственото средство за лечение и рехабилитация на пациентите.

Използването на клетъчни технологии е много специализиран процес, изискващ много знания. Изречения като „3 инжекции за три седмици и всичко ще бъде наред“ трябва сериозно да предупредят всеки пациент. Лечението трябва да бъде цялостно, продължителността му може да бъде няколко месеца и винаги се провежда под наблюдението на опитни специалисти.

Следим развитието...

Стволовите клетки се наричат ​​прогениторни клетки, от които при необходимост се образуват всички други видове клетки, изграждащи различни човешки органи и тъкани. Терминът "стволови клетки" е въведен за първи път през 1908 г. от руския хематолог от Санкт Петербург А. Максимов. Значително количество изследвания на стволови клетки са извършени от биолозите А. Фриденщайн и И. Чертков в Русия през 60-те години на миналия век. Именно те откриха мезенхимни стволови клетки (MSC) в костния мозък, които имат уникална регенеративна способност. Разликата между ембрионалните и мезенхимните стволови клетки е, че първите могат да бъдат получени на ранен етап от развитието на човешкия ембрион (от вътрешна масабластоциста - оплодено яйце - или от зачатъците на гениталните органи в най-ранните етапи на развитие, буквално в първите дни), а последните се намират през целия живот на човека във всичките му органи и тъкани. Ембрионалните СК са много по-активни от мезенхимните СК и имат повече висока способностразмножаване, висок потенциал за диференциация. В допълнение към мезенхимните СК се изолират и хемопоетични клетки - предшествениците на кръвните клетки. Те се намират в кръвния поток, за разлика от мезенхимните, които циркулират в кръвта само когато сериозни щетитяло.

Стволовите клетки са способни да възстановят хематопоезата при облъчени животни (радиопротективен ефект), да поддържат хематопоезата за дълго време и да образуват образуващи колонии единици на далака (дванадесетдневни далачни колонии), давайки началото на гранулоцитни, моноцитни, еритроидни, мегакариоцитни и лимфоидни колонии. Всички клетки с хематопоетичен произход се образуват от примитивни хематопоетични стволови клетки (pHSC), локализирани в костния мозък и даващи началото на клетки от четири основни направления на диференциация:

еритроидни (червени кръвни клетки),

мегакариоцити (тромбоцити),

миелоид (гранулоцити и мононуклеарни фагоцити)

лимфоидни (лимфоцити).

Дивергенцията на общия стволов елемент възниква в най-ранния стадий на диференциация на костния мозък.

Антиген-представящите клетки основно, но не изключително, се развиват от миелоидни прогениторни клетки.

Миелоидните и лимфоидните клетки са най-важни за функционирането имунна система.

Лимфопоетичната стволова клетка определя две независими линии на развитие, водещи до образуването на Т клетки и В клетки.

Първата прогениторна клетка, образувана от HSCs, е единица, образуваща колония (CFU), която определя линиите на развитие, водещи до образуването на гранулоцити, червени кръвни клетки, моноцити и мегакариоцити. Съзряването на тези клетки става под въздействието на колонии-стимулиращи фактори (CSF) и редица интерлевкини, включително IL-1, IL-3, IL-4, IL-5 и IL-6. Всички играят важна роляв положителната регулация (стимулация) на хематопоезата и се произвеждат главно от стромални клетки на костен мозък, но също и от зрели форми на диференцирани миелоидни и лимфоидни клетки. Други цитокини (напр. TRF-бета) могат да регулират надолу (потискат) хематопоезата.

Всички клетки както от лимфоидната, така и от миелоидната серия имат ограничен живот и всички те се образуват непрекъснато.

При бозайниците по време на вътрематочно развитие HSC присъстват в жълтъчната торбичка, черния дроб, далака и костния мозък. В тялото на възрастен хемопоетичните стволови клетки се намират главно в костния мозък, където обикновено се делят доста рядко, произвеждайки нови стволови клетки (самообновяване). Едно животно може да бъде спасено от ефектите на радиация в смъртоносни дози чрез въвеждане на клетки от костен мозък, които населяват неговите лимфоидни и миелоидни тъкани.

Плурипотентните стволови клетки пораждат ангажирани прогениторни клетки, които вече са необратимо определени като предци на един или повече видове кръвни клетки. Смята се, че ангажираните клетки се делят бързо, но ограничен брой пъти и се делят под въздействието на фактори на микросредата: съседни клетки и разтворими или мембранно свързани цитокини. В края на тази поредица от деления тези клетки стават окончателно диференцирани, обикновено вече не се делят и умират след няколко дни или седмици. Плурипотентните стволови клетки са малко на брой, трудни за разпознаване и все още не е ясно как избират своя път сред различни вариантиразвитие. Програмирането на клетъчните деления и поставянето на клетките на специфичен път на диференциация (ангажимент) очевидно също включва случайни събития. Стволовата клетка е плурипотентна, защото води до много видове терминално диференцирани клетки. Що се отнася до кръвните клетки, експериментите показват, че всички класове кръвни клетки - както миелоидни, така и лимфоидни - произхождат от обща хематопоетична стволова клетка.

Хемопоетичната стволова клетка се развива по следния начин. В ембриона хемопоезата започва в жълтъчната торбичка, но с напредването на развитието тази функция се премества в черния дроб на плода и накрая в костния мозък, където продължава през целия живот. Хемопоетичната стволова клетка, която дава началото на всички кръвни елементи, е плурипотентна и заселва други хематопоетични и лимфопоетични органи и се самовъзпроизвежда, превръщайки се в нови стволови клетки. Едно животно може да бъде спасено от ефектите на радиация в смъртоносни дози чрез въвеждане на клетки от костен мозък, които населяват неговите лимфоидни и миелоидни тъкани.

В тялото на възрастен хемопоетичните стволови клетки се намират предимно в костния мозък, където обикновено се делят доста рядко, произвеждайки нови стволови клетки (самообновяване).

Прогениторната клетка, която поражда колония от червени кръвни клетки в клетъчната култура, се нарича еритроидна единица, образуваща колония, или CFU-E, и поражда зрели червени кръвни клетки след шест или по-малко цикъла на делене. CFU-E все ощене съдържа хемоглобин.

Хематопоеза(хемопоеза) се нарича развитието на кръвта. Има ембрионална хематопоеза, която се случва по време на ембрионалния период

и води до развитието на кръвта като тъкан и постембрионална хематопоеза, която е процесът на физиологична регенерация на кръвта. Развитието на еритроцитите се нарича еритропоеза, развитието на гранулоцитите - гранулоцитопоеза, тромбоцитите - тромбоцитопоеза, развитието на моноцити - моноцитопоеза, развитието на лимфоцити и имуноцити - лимфоцито- и имуноцитопоеза.

Ембрионална хематопоеза.

В развитието на кръвта като тъкан през ембрионалния период могат да се разграничат 3 основни етапа, последователно заменящи се един друг:

1) мезобластна, когато развитието на кръвните клетки започва в екстраембрионални органи - стенен мезенхим жълтъчна торбичка, хорион и стволови (от 3-та до 9-та седмица от развитието на човешкия ембрион) и се появява първото поколение кръвни стволови клетки (BSC);

2) чернодробна, която започва в черния дроб от 5-6-та седмица от развитието на плода, когато черният дроб става основният орган на хемопоезата, в него се образува второ поколение HSC.

Хемопоезата в черния дроб достига максимум след 5 месеца и завършва преди раждането. Чернодробните HSC заселват тимуса (тук, започвайки от 7-8-та седмица, се развиват Т-лимфоцитите), далака (хемопоезата започва от 12-та седмица) и лимфните възли (хемопоезата се отбелязва от 10-та седмица);

3) медуларен (костен мозък) - появата на трето поколение HSC в костния мозък, където хемопоезата започва от 10-та седмица и постепенно се увеличава към раждането, а след раждането костният мозък става централен орган на хемопоезата.

Хемопоеза в стената на жълтъчната торбичка. При човека то започва в края на 2-ра - началото на 3-та седмица от ембрионалното развитие. В мезенхима на стената на жълтъчната торбичка се изолират рудименти на съдова кръв или кръвни острови. В тях мезенхимните клетки се закръглят, губят израстъците си и се трансформират в кръвни стволови клетки. Клетките, граничещи с кръвните острови, са сплескани, свързани помежду си и образуват ендотелната обвивка на бъдещия съд. Някои HSC се диференцират в първични кръвни клетки (бласти), големи клетки с базофилна цитоплазма и ядро, в което ясно се виждат големи нуклеоли. Повечето първични кръвни клетки се делят митотично и се превръщат в първични еритробласти, които са големи по размер (мегалобластите). Тази трансформация се дължи на натрупването на ембрионален хемоглобин в цитоплазмата на бластите, като първо се образуват полихроматофилни еритробласти, а след това оксифилни еритробласти с високо съдържание на хемоглобин. При някои първични еритробласти ядрото претърпява кариорексис и се отстранява от клетките; при други ядрото се запазва. В резултат на това се образуват безядрени и ядрени първични еритроцити, които се различават голям размерв сравнение с нормоцитите и поради това се наричат ​​мегалоцити. Този тип хематопоеза се нарича мегалобластна. Характерно е за ембрионалния период, но може да се появи в постнаталния период с някои заболявания ( злокачествена анемия). Заедно с мегалобластната хемопоеза, нормобластната хемопоеза започва в стената на жълтъчната торбичка, в която се образуват вторични еритробласти от бласти; първо се превръщат в полихроматофилни еритробласти, след това в нормобласти, от които се образуват вторични еритроцити (нормоцити); размерът на последния съответства на еритроцитите (нормоцитите) на възрастен. Развитието на червени кръвни клетки в стената на жълтъчната торбичка става вътре в първичните кръвоносни съдове, т.е. интраваскуларно. В същото време екстраваскуларно от бласти, разположени наоколо съдови стени, не е диференциран голям бройгранулоцити - неутрофили и еозинофили. Някои от HSC остават в недиференцирано състояние и се пренасят от кръвния поток до различни органи на ембриона, където допълнително се диференцират в кръвни клетки или съединителната тъкан. След намаляване на жълтъчната торбичка, черният дроб временно се превръща в основен хематопоетичен орган.

Хемопоеза в черния дроб.Черният дроб се формира приблизително на 3-4-та седмица от ембрионалния живот, а от 5-та седмица той става център на хематопоезата. Хематопоезата в черния дроб се осъществява екстраваскуларно, по капилярите, растящи заедно с мезенхима вътре в чернодробните лобули. Източникът на хемопоезата в черния дроб са кръвните стволови клетки, от които се образуват бласти, които се диференцират във вторични еритроцити. Процесът на тяхното образуване повтаря описаните по-горе етапи на образуване на вторични еритроцити. Едновременно с развитието на червените кръвни клетки в черния дроб се образуват гранулирани левкоцити, главно неутрофили и еозинофили. В цитоплазмата на бласта, ставайки по-светла и по-малко базофилна, се появява специфична грануларност, след което ядрото придобива неправилна форма. В допълнение към гранулоцитите в черния дроб се образуват гигантски клетки - мегакариоцити. До края на пренаталния период хемопоезата в черния дроб спира.

Хемопоеза в тимуса. Тимусът се образува в края на 1-ия месец от вътреутробното развитие, а на 1-8 седмица неговият епител започва да се заселва с кръвни стволови клетки, които се диференцират в тимусни лимфоцити. Увеличаващият се брой на тимусните лимфоцити поражда Т-лимфоцити, които населяват Т-зоните на периферните органи на имунопоезата.

Хемопоеза в далака.Образуването на далака настъпва в края на 1-ия месец от ембриогенезата. От стволовите клетки, които се движат тук, възниква екстраваскуларното образуване на всички видове кръвни клетки, т.е. далак в ембрионален периоде универсален хемопоетичен орган. Образуването на еритроцити и гранулоцити в далака достига своя максимум на 5-ия месец от ембриогенезата. След това започва да преобладава лимфоцитопоезата.

Хемопоеза в лимфни възли . Първите пъпки на човешките лимфни възли се появяват на 7-8-та седмица от ембрионалното развитие. Повечето лимфни възли се развиват на 9-10 седмица. През същия период кръвните стволови клетки започват да проникват в лимфните възли, от които ранни стадиидиференцират се еритроцити, гранулоцити и мегакариоцити. Образуването на тези елементи обаче бързо се потиска от образуването на лимфоцити, които съставляват по-голямата част от лимфните възли. Появата на единични лимфоцити се случва още през 8-15-та седмица от развитието, но масивната "популация" на лимфните възли от прекурсорите на Т- и В-лимфоцитите започва от 16-та седмица, когато се образуват посткапилярни венули, през чиято стена протича процесът на клетъчна миграция. От прекурсорните клетки се диференцират лимфобласти (големи лимфоцити), а след това средни и малки лимфоцити. Диференциацията на Т и В лимфоцитите се извършва в Т и В-зависимите зони на лимфните възли.

Хемопоеза в костния мозък.Образуването на костен мозък се случва през 2-ия месец от ембрионалното развитие. Първите хемопоетични елементи се появяват на 12-та седмица от развитието; по това време по-голямата част от тях са еритробласти и гранулоцитни прекурсори. Всички клетки се образуват от HSCs в костния мозък профилирани елементикръв, чието развитие се случва екстраваскуларно. Някои HSCs се задържат в костния мозък в недиференцирано състояние, те могат да се разпространят в други органи и тъкани и да станат източник на развитие на кръвни клетки и съединителна тъкан. Така костният мозък се превръща в централен орган, който осъществява универсалната хемопоеза и остава такъв през целия постнатален живот. Той осигурява хемопоетични стволови клетки на тимуса и други хемопоетични органи.

Постембрионална хемопоеза.Постембрионалната хемопоеза е процес на физиологична регенерация на кръвта (клетъчно обновяване), който компенсира физиологичното разрушаване на диференцирани клетки.

Миелопоезата се среща в миелоидната тъкан (textus myeloideus), разположена в епифизите на тръбестите кости и кухините на много гъбести кости.

Тук се развиват формираните елементи на кръвта: червени кръвни клетки, гранулоцити, моноцити, кръвни плочици, предшественици на лимфоцити.

Миелоидната тъкан съдържа стволови клетки от кръв и съединителна тъкан.

Лимфоцитните прекурсори постепенно мигрират и населяват органи като тимуса, далака, лимфните възли и др.

Лимфопоезата възниква в лимфоидна тъкан(textus lymphoideus), който има няколко разновидности, представени в тимуса, далака и лимфните възли. Той изпълнява основните функции: образуването на Т- и В-лимфоцити и имуноцити (плазмоцити и др.).

Миелоидната и лимфоидната тъкан са видове съединителна тъкан, т.е. се отнасят до тъканите вътрешна среда. Те представят две осн клетъчни линии- клетки от ретикуларна тъкан и хемопоетични.

Ретикуларните, както и мастните, мастните и остеогенните клетки, заедно с междуклетъчното вещество (матрица), образуват микросредата за

хемопоетични елементи. Структури на микросредата и хематопоезата

клетките функционират в неразривна връзка. Микросредата има

влияние върху диференциацията на кръвните клетки (при контакт с техните рецептори или чрез освобождаване специфични фактори).

Характерно е за миелоидната и всички видове лимфоидна тъкан

наличието на стромални ретикуларни и хематопоетични елементи,

образувайки едно функционално цяло. Тимусът има сложна строма, представена както от съединителна тъкан, така и от ретикулоепителни клетки. Епителните клетки отделят специални вещества - тимозини, които влияят върху диференциацията на Т-лимфоцитите от HSCs. В лимфните възли и далака специализирани ретикуларни клеткисъздават необходимата микросреда за пролиферация и диференциация в специални Т- и В-зони на Т- и В-лимфоцити и плазмени клетки.

HSC са плурипотентни (плюрипотентни) прекурсори на всички кръвни клетки и принадлежат към самоподдържаща се популация от клетки. Рядко споделят. Идеята за кръвните клетки на предците е формулирана за първи път в началото на 20 век от A. А. Максимов, който смята, че по своята морфология те са подобни на лимфоцитите. В момента тази идея е потвърдена и доразвита в най-новите експериментални изследвания, проведени главно върху мишки. Откриването на CCM стана възможно с помощта на метода за образуване на колонии.

Експериментално е доказано (върху мишки), че когато смъртоносно облъчени животни (които са загубили собствените си хемопоетични клетки) се инжектират със суспензия от клетки от червен костен мозък или фракция, обогатена с HSC, в далака се появяват колонии от клетки - потомците на един HSC. Пролиферативната активност на HSCs се модулира от колониостимулиращи фактори (CSF), интерлевкини (IL-3 и др.). Всеки SSC в далака образува една колония и се нарича единица, образуваща колония в далака (CFU-C).

Преброяването на колониите позволява да се прецени броят на стволовите клетки, присъстващи в инжектираната клетъчна суспензия. Така беше установено, че при мишки има около 50 стволови клетки на 105 клетки от костен мозък, 3,5 клетки от далака и 1,4 клетки сред кръвните левкоцити.

Изследване на пречистена фракция от стволови клетки с използване електронен микроскоппредполага, че тяхната ултраструктура е много близка до малките тъмни лимфоцити.

Изследването на клетъчния състав на колониите позволи да се идентифицират две линии на тяхната диференциация. Една линия дава начало на мултипотентна клетка - предшественик на гранулоцитната, еритроцитната, моноцитната и мегакариоцитната серия на хематопоезата (CFU-GEMM). Втората линия дава начало на мултипотентна клетка - прародител на лимфопоезата (CFU-L). От мултипотентни клетки се диференцират олигопотентни (CFU-GM) и унипотентни родителски (прогениторни) клетки.

Методът за образуване на колонии се използва за определяне на родителските унипотентни клетки за моноцити (CFU-M), неутрофилни гранулоцити (CFU-Gn), еозинофили (CFU-Eo), базофили (CFU-B), еритроцити (BFU-E и CFU- E), мегакариоцити (CFU -MGC), от които се образуват прогениторни клетки (прекурсор). В лимфопоетичната серия се разграничават унипотентни клетки - предшественици на В-лимфоцитите и съответно на Т-лимфоцитите. Морфологично не се разграничават мултипотентни (плурипотентни и мултипотентни), олигопотентни и унипотентни клетки.

Всички горепосочени етапи на развитие на клетките съставляват четири основни отделения: I - кръвни стволови клетки (плурипотентни, плурипотентни); II - ангажирани предшествени клетки (мултипотентни); III - ангажирани прародителски (прогениторни) олигопотентни и унипотентни клетки; IV - прогениторни клетки (предшественик).

Диференциацията на плурипотентните клетки в унипотентни се определя от действието на редица специфични фактори - еритропоетини (за еритробластите), гранулопоетини (за миелобластите), лимфопоетини (за лимфобласти), тромбопоетини (за мегакариобласти) и др.

От всяка клетка предшественик се образува определен тип клетка. Съзряването на всеки клетъчен тип преминава през поредица от етапи, които заедно образуват съзряващото клетъчно отделение (V).

Зрелите клетки представляват последното отделение (VI). Всички клетки от отделения V и VI могат да бъдат идентифицирани морфологично.

Фиг. 18. Постембрионална хемопоеза, оцветяване на лазури с 11-еозин (схема по NYurina). Етапи на кръвна диференциация: I-IV - морфологично неидентифицирани клетки; V - VI - морфологично идентифицирани клетки. B - базофил; BFU - взривна единица; G - гранулоцити; Gn - неутрофилен гранулоцит; CFU - образуващ колонии! единици; CFU-S - слезка колония образуваща единица; L - лимфоцит; Lek - mt foid стволови клетки; М - моноцит; Met - megakaryoshgg; Eo - еозинофил; Е - еритроцит.

Ориз. 19.

А - сегментиран неутрофилен гранулоцит; B - еозинофилен (ацидофилен) гранулит; B - базофилен фанулоцит: 1 - ядрени сегменти; 2 - тяло на половия хроматин; 3 - първични (азурофилни) гранулоцити; 4 - вторични (специфични) гранули; 5 - зрели специфични еозинофилни гранули, съдържащи кристалоиди; b - базофилни гранули с различни размери и плътност; 7 - периферна зона, несъдържаща органели; 8 - микровили и псевдоподии.

Ориз. 20. Ембрионален хемотопеп (според A.A. Максимов).

А - хематопоеза в стената на жълтъчната торбичка на ембриона морско свинче: 1 - малки клетки; 2 - ендотелиум на съдовата стена; 3 - първични кръвни клетки-бласти; 4 - митотично делене на бласти; B - напречно сечение на кръвен остров на заешки ембрион S"/j ден: I - съдова кухина; 2 - ендотел; 3 - интраваскуларни кръвни клетки; 4 - деляща се кръвна клетка; 5 - образуване на първична кръвна клетка; 6 - ендодерма; 7 - мезодерма на висцералния слой. B - вторично развитие); еритробласти в съда на заешкия ембрион 13" дни: 1 - ендотел; 2 - проеритробласти; 3 - базофилни еритробласти; 4 - полихроматофилни еритробласти; 5 - оксифилни еритробласти (нормобласти); 6 - оксифилен еритробласт с пикнотично ядро; 7 - отделяне на ядрото от оксифилния еритробласт (нормобласт); 8 - избутано нормобластно ядро; 9 - вторичен еритроцит. D - хемопоеза в костния мозък на човешки ембрион с дължина на тялото 77 mm. Екстра зигоматично развитие на кръвни клетки: 1 - съдов ендотел; 2 - взривове; 3 - неутрофилни гранулоцити; 4 - еоенофилен миелоцит.

Актуализация клетъчен съставувреден орган без хирургична интервенция, реши най-трудните задачи, които преди бяха възможни само чрез трансплантация на органи - тези проблеми днес се решават с помощта на стволови клетки.

За пациентите това е шанс да получат нов живот. Важното тук е, че технологията за използване на стволови клетки е достъпна за почти всеки пациент и дава наистина невероятни резултати, разширявайки възможностите за трансплантация.

Стволовите клетки са способни да се трансформират, в зависимост от тяхната среда, в тъканни клетки на голямо разнообразие от органи. Една стволова клетка произвежда много активни, функционални потомци.

Навсякъде по света се провеждат изследвания за генетични модификации на стволови клетки и интензивно се изследват методи за тяхното увеличаване.

Има много заболявания, които практически не се лекуват или лечението им е неефективно чрез медикаменти. Именно тези заболявания са станали обект на най-голямото внимание на изследователите.

Стволови клетки, регенерация, възстановяване на тъкани. От Адам до атома

Какво представляват стволовите клетки?

Когато яйцеклетката е оплодена, една зигота (оплодена клетка) се дели и поражда клетки, чиято основна задача е да предават генетична информация на следващите поколения клетки.

Тези клетки все още нямат своя собствена специализация, механизмите на такава специализация все още не са включени и затова такива ембрионални стволови клетки позволяват да се използват за създаване на всякакви органи.

Всеки от нас има стволови клетки. Първоначално са открити в тъканта на костния мозък. Най-лесният начин за откриване и изолиране на стволови клетки е при млади хора и деца. Но и възрастните хора ги имат, макар и в много по-малки количества.

Сравнете: човек на възраст 60-70 години има само една стволова клетка на пет до осем милиона клетки, а ембрионът има една стволова клетка на десет хиляди.

Възможностите на възрастните стволови клетки – Сергей Киселев

Каква е тайната на стволовите клетки?

Тайната на стволовите клетки е, че бидейки незрели клетки, те могат да се превърнат в клетка на всеки орган.

Веднага след като стволовите клетки на тялото получат сигнал за увреждане на тъкани или органи, те се изпращат до мястото на лезията. Там те се превръщат в точно тези клетки от човешка тъкан или органи, които се нуждаят от защита.

Стволовите клетки могат да се развият и да станат всеки тип клетка: чернодробна, нервна, гладкомускулна, лигавична. Такова стимулиране на тялото води до факта, че самият той започва активно да регенерира собствените си тъкани и органи.

Един възрастен има много малък запас от стволови клетки. Следователно, колкото по-възрастен е човек, толкова по-трудно и с по-големи усложнения протича процесът на регенерация и възстановяване на организма след увреждане или по време на заболяване. Особено ако увреждането на тялото е обширно.

Тялото не може да регенерира само изгубените стволови клетки. Развитие в района съвременна медицинаДнес те правят възможно въвеждането на стволови клетки в тялото и най-важното - насочването им в правилната посока. Така за първи път става възможно лечението на такива опасни заболявания като цироза, диабет и инсулт.

Гаряев, Пьотр Петрович - Как да управляваме стволови клетки

Източници на стволови клетки

Източникът на стволови клетки в тялото е предимно костният мозък. Някои, но много малки количества от тях се намират в други човешки тъкани и органи, в периферната кръв. Много стволови клетки съдържат кръв от пъпна венановородени.

Кръвта от пъпна връв като източник на стволови клетки има редица несъмнени предимства.

На първо място, вземането му е много по-лесно и безболезнено от периферната кръв. Такава кръв осигурява генетично идеални стволови клетки, ако е необходимо да я използват близки роднини – майка и дете, братя и сестри.

По време на трансплантация новосъздадената имунна система от стволови клетки на донора започва да се бори с имунната система на пациента. Това е много опасно за живота на пациента. Човешкото състояние в такива случаи е изключително тежко, до смъртни случаи. Използването на кръв от пъпна връв по време на трансплантация значително намалява подобни усложнения.

В допълнение, има редица несъмнени предимства на използването на кръв от пъпна връв.

1. Това е инфекциозната безопасност на реципиента. Инфекциозните заболявания (цитомегаловирус и други) не се предават от донора чрез кръв от пъпна връв.
2. Ако е бил събран по време на раждането на човек, той може да го използва по всяко време, за да възстанови здравето си.
3. Използването на кръв от пъпната вена на новородени не поражда етични проблеми, тъй като след това тя се изхвърля.

Приложение на стволови клетки

Стволовите клетки са използвани за първи път за лечение на анемия през 1988 г. във Франция.

Високоефективното лечение със стволови клетки при тумори, инсулти, инфаркти, наранявания, изгаряния наложи създаването в развитите страни на специални институции (банки) за съхранение на замразени стволови клетки за дълго време.

Днес вече е възможно по желание на роднини кръвта от пъпната връв на дете да бъде поставена в такава търговска персонализирана кръвна банка, така че в случай на нараняване или заболяване да има възможност да използва собствените си стволови клетки.

Трансплантацията на вътрешен орган възстановява здравето на човек само ако е извършена навреме и органът не е отхвърлен от имунната система на пациента.

Приблизително 75% от пациентите, нуждаещи се от трансплантация на органи, умират, докато чакат. Стволовите клетки могат да бъдат идеален източник на „резервни части“ за хората.

Днес обхватът на приложение на стволовите клетки при лечението на най-тежките заболявания е много широк.

Възстановяването на нервните клетки ви позволява да възстановите капилярна циркулацияи предизвиква растеж капилярна мрежана мястото на лезията. За лечение на увреден гръбначен мозък се използва инжектиране на нервни стволови клетки или чисти култури, които след това ще се превърнат в нервни клетки на място.

Някои форми на левкемия при деца са лечими благодарение на напредъка в биомедицината. Трансплантацията на хематопоетични стволови клетки се използва в съвременната хематология, а трансплантацията на стволови клетки от костен мозък се използва в широк спектър от клинични условия.

Изключително труден за лечение системни заболяванияпричинени от дисфункция на имунната система: артрит, множествена склероза, лупус еритематозус, болест на Crohn. Хемопоетичните стволови клетки също са приложими при лечението на тези заболявания

Съществува практически клиничен опит в използването на неврални стволови клетки при лечението на болестта на Паркинсон. Резултатите надхвърлят всички очаквания.

Мезинхимните (стромални) стволови клетки вече се използват в няколко ортопедични клиники последните години. С тяхна помощ се възстановяват увредените ставни хрущяли и костни дефекти след фрактури.

В допълнение, същите тези клетки са били използвани през последните две до три години чрез директно инжектиране в клиниката за възстановяване на сърдечния мускул след инфаркт.

Списъкът със заболявания, които могат да бъдат лекувани със стволови клетки, нараства всеки ден. А това дава надежда за живот на нелечимите пациенти.

Списък на заболяванията, лекувани със стволови клетки

Доброкачествени заболявания:

• адренолевкодистрофия;
• анемия на Фанкони;
• остеопороза;
• Болест на Гюнтер;
• Синдром на Harler;
• таласемия;
• идиопатична апластична анемия;
• множествена склероза;
• синдром на Lesch-Nyhan;
• амегакариоцитозна тромбоцитопения;
• синдром на Kostman;
• лупус;
• резистентен ювенилен артрит;
• имунодефицитни състояния;
• Болест на Крон;
• синдром на Бар;
• колагенози.

Злокачествени заболявания:

• неходжкинов лимфом;
• миелодиспластичен синдром;
• левкемия;
• рак на гърдата;
• невробластом.

Чудесата на медицинската и естетична козметология

Желанието на човек да изглежда млад и във форма в продължение на десетилетия се дължи на съвременния ритъм на живот. Възможно ли е да изглеждате толкова добре на петдесет, колкото на четиридесет?

Медицинската козметика, използваща съвременни биотехнологии, дава тази възможност. Днес е възможно значително да се подобри тургорът и еластичността на кожата и да се облекчи човек от екзема и дерматит.

Стволовите клетки, които се въвеждат по време на мезотерапията, премахват пигментацията на кожата, белезите и последствията от излагане на химикали и лазери. Бръчките и петната от акне изчезват, тонусът на кожата се подобрява.

Освен това с помощта на мезотерапията се решават проблеми с косата и ноктите. Те придобиват здрав вид, растежът им се възстановява.

Въпреки това, когато използвате високоефективни козметични продукти, трябва да се пазите от измамници, рекламиращи продукти, за които се твърди, че съдържат стволови клетки.

Цената на лечението със стволови клетки

Лечението със стволови клетки се провежда в много страни, включително Русия. Тук тя варира от 240 000 до 350 000 рубли.

Високата цена е оправдана от високотехнологичния процес на отглеждане на стволови клетки.

В медицинските центрове за тази цена на един пациент се дават сто милиона клетки на курс. Ако човек е повече от зрял, е възможно да се приложи това количество в една процедура.

Цената на процедурите по правило не включва манипулации за получаване на стволови клетки. Ако стволовите клетки се въвеждат по време на операция, ще трябва да заплатите отделно за този вид медицински услуги.

Мезотерапията днес е по-достъпна. За тези, които искат да получат подчертан козметичен ефект, приблизителната цена на една процедура в Русия ще струва от 15 000 до 30 000 рубли. Общо трябва да направите от пет до десет от тях на курс.

Предупреденият е предварително въоръжен

Осъзнавайки блестящото бъдеще на използването на новите медицински технологии обаче, бих искал да предупредя за излишния оптимизъм и да ви напомня следното:

1. Стволовите клетки са необичайно лекарство, чиито ефекти са трудни за обръщане. Факт е, че стволовите клетки, за разлика от други лекарства, не се отстраняват от него по същия начин, както конвенционалните лекарства. Те съдържат живи клетки и поведението им не винаги е предвидимо. Ако се причини вреда на тялото на пациента, лекарите не могат да спрат процеса;
2. Медицинските учени се надяват, че страничните ефекти от лечението със стволови клетки ще бъдат минимални. Но това дори не може да се предположи страничен ефектняма да се появи по време на лечението. Като всяко лекарство, дори аспиринът, стволовите клетки имат ограничения и странични ефекти при употребата им;
3. Клиничните изпитвания във водещи медицински центрове само потвърдиха, че трансплантацията на костен мозък засега е единственият метод за клетъчна терапия;
4. Използването на стволови клетки не е панацея за лечение на абсолютно всички заболявания, въпреки че те имат голям потенциал при лечението на много наранявания, изгаряния, наранявания и заболявания;
5. Дори и много известни хора, спортисти, политици използват лечение със стволови клетки, това не означава, че такъв метод лечението е подходящовсеки. Необходимо е да се доверите на практикуващи лекари.

Възможно ли е безсмъртието?

Човешкото безсмъртие е възможно – в това ни убеждават постиженията на съвременната медицина.

Фантастични идеи за синтеза човешки органивече се превръщат в реалност на близкото бъдеще. Ще минат десет години и изкуствените бъбреци, сърца и черен дроб ще станат достъпни за всеки човек. Лесните инжекции ще възстановят кожата и ще я подмладят. Основната заслуга за това ще бъде на стволовите клетки.

Стволовите клетки са недиференцирани клетки, които като „стратегически резерв“ присъстват в човешкото тяло на всеки етап от живота му. Особеност е тяхната неограничена способност да се делят и способността да създават всякакъв вид специализирани човешки клетки.

Благодарение на тяхното присъствие се извършва постепенно клетъчно обновяване на всички органи и тъкани на тялото и възстановяване на органи и тъкани след увреждане.

История на откритията и изследванията

Първият, който доказва съществуването на стволови клетки е руският учен Александър Анисимов. Това се случи през далечната 1909 г. Практическото им приложение заинтересува учените много по-късно, около 1950 г. Едва през 1970 г. стволовите клетки за първи път са трансплантирани на пациенти с левкемия и този методлечението започва да се използва в целия свят.

По това време изследването на стволовите клетки беше отделено като отделна област, започнаха да се появяват отделни лаборатории и дори цели изследователски институти, разработващи методи за лечение с помощта на прогениторни клетки. През 2003 г. се появи първата руска биотехнологична компания, наречена Институт за човешки стволови клетки, която днес е най-голямото хранилище на проби от стволови клетки и също така популяризира собствените си иновативни технологии на пазара. лекарстваи високотехнологични услуги.

На този етап от развитието на медицината учените са успели да получат яйцеклетка от стволова клетка, която в бъдеще ще позволи на безплодни двойки да имат собствени деца.

Видео: Успешни биотехнологии

Къде се намират прогениторните клетки?

Стволовите клетки могат да бъдат намерени в почти всяка част на човешкото тяло. Те са вътре задължителенприсъства във всяка тъкан на тялото. Максималното им количество при възрастен се съдържа в червения костен мозък, малко по-малко в периферната кръв, мастната тъкан и кожата.

Колкото по-млад е един организъм, толкова повече от тях съдържа, толкова по-активни са тези клетки по отношение на скоростта на делене и толкова по-широк е кръгът от специализирани клетки, на които всяка прогениторна клетка може да даде живот.

Откъде вземат материала?

• Ембрионален.

Най-вкусните за изследователите са ембрионалните стволови клетки, тъй като колкото по-кратко е живял организмът, толкова по-пластични и биологично активни са прекурсорните клетки.

Но ако за изследователите не е проблем да получат животински клетки, тогава всякакви експерименти с човешки ембриони се считат за неетични.

Това е така, въпреки че според статистиката приблизително всяка втора бременност в модерен святзавършва с аборт.

• От кръв от пъпна връв.

Достъпни от гледна точка на морала и законодателните решения в редица страни са стволови клетки от кръв от пъпна връв, самата пъпна връв и плацентата.

В момента се създават цели банки от стволови клетки, изолирани от кръв от пъпна връв, които впоследствие могат да се използват за лечение на редица заболявания и последствия от телесни увреждания. На търговска основа много частни банки предлагат на родителите личен „депозит“ за детето им. Един аргумент срещу събирането и замразяването на кръв от пъпна връв е ограниченото количество, което може да се получи по този начин.

Смята се, че за възстановяване на хемопоезата след химиотерапия или лъчетерапия, само дете до на определена възрасти телесно тегло (до 50 кг).

Но не винаги е необходимо да се възстанови толкова голямо количество тъкан. За възстановяване например на същия хрущял колянна ставаСамо малка част от запазените клетки ще бъде достатъчна.

Същото важи и за възстановяването на клетките на увредения панкреас или черен дроб. И тъй като стволовите клетки от една порция кръв от пъпна връв се разделят в няколко криовиала преди замразяване, винаги ще бъде възможно да се използва малка част от материала.

• Получаване на стволови клетки от възрастен.

Не всеки има късмета да получи своя „спешен запас“ от стволови клетки от кръв от пъпна връв от родителите си. Ето защо на този етап се разработват методи за получаването им от възрастни.

Основните тъкани, които могат да служат като източници, са:

• мастна тъкан (взета по време на липосукция например);
• периферна кръв, която може да бъде взета от вена);
• червен костен мозък.

Възрастните стволови клетки, получени от различни източници, може да имат някои разлики поради загубата на гъвкавостта на клетките. Например клетките на кръвта и червения костен мозък могат да дадат началото предимно на кръвни клетки. Те се наричат ​​хемопоетични.

А стволовите клетки от мастната тъкан се диференцират (дегенерират) много по-лесно в специализирани клетки на органи и тъкани на тялото (хрущяли, кости, мускули и др.). Те се наричат ​​мезенхимни.

В зависимост от мащаба на задачата, пред която са изправени учените, те може да се нуждаят от различен брой такива клетки. Например, сега се разработват методи за отглеждане на зъби, получени от урина от тях. Там не са толкова много.

Но като се има предвид факта, че един зъб трябва да бъде израснат само веднъж и животът му е значителен, той не изисква много стволови клетки.

Видео: Банка за стволови клетки Pokrovsky

Банки за съхранение на биологичен материал

Създадени са специални буркани за съхранение на проби. В зависимост от целта на съхраняване на материала те могат да бъдат държавна собственост. Те се наричат ​​още банки регистратори. Регистраторите съхраняват стволови клетки от анонимни донори и могат по свое усмотрение да предоставят материала на всякакви медицински или изследователски институции.

Има и търговски банки, които правят пари, като съхраняват проби от конкретни дарители. Само собствениците им могат да ги използват за лечение на себе си или близки роднини.

Ако говорим за търсенето на проби, статистиката е следната:

• всяка хилядна проба се търси в банките регистратори;
• материали, съхранявани в частни банки, са още по-рядко търсени.

Въпреки това има смисъл да се съхранява регистриран образец в частна банка. Има няколко причини за това:

• Донорските проби струват пари, понякога доста високи, а сумата, необходима за закупуване на проба и доставянето й в правилната клиника, често е многократно по-голяма от цената за съхранение на вашата собствена проба в продължение на няколко десетилетия;
• номинална проба може да се използва за лечение на кръвни роднини;
• Може да се предположи, че в бъдеще органите и тъканите ще бъдат възстановени с помощта на стволови клетки много по-често, отколкото се случва в наше време, и следователно търсенето на тях само ще расте.

Приложение в медицината

Всъщност единствената насока на тяхното използване, която вече е проучена, е трансплантацията на костен мозък като етап от лечението на левкемия и лимфоми. Някои изследвания за реконструкция на органи и тъкани с помощта на стволови клетки вече са достигнали етапа на провеждане на експерименти върху хора, но все още не се говори за масово въвеждане в практиката на лекарите.

За получаване на нови тъкани от стволови клетки обикновено е необходимо да се извършат следните манипулации:

• събиране на материал;
• изолиране на стволови клетки;
• отглеждане на стволови клетки върху хранителни субстрати;
• създаване на условия за трансформиране на стволови клетки в специализирани;
• намаляване на рисковете, свързани с възможността за злокачествено израждане на клетки, получени от стволови клетки;
• трансплантация.

Стволовите клетки се изолират от тъкани, взети за експеримента, с помощта на специални устройства, наречени сепаратори. Също така има различни техникиутаяване на стволови клетки, но тяхната ефективност до голяма степен се определя от квалификацията и опита на персонала, а също така съществува риск от бактериални или гъбична инфекцияпроба.

Получените стволови клетки се поставят в специално подготвена среда, която съдържа лимфен или кръвен серум от новородени телета. На хранителен субстрат те се делят многократно, броят им се увеличава няколко хиляди пъти. Преди да ги въведат в тялото, учените насочват диференциацията им в определена посока, например получават нервни клетки, чернодробни или панкреатични клетки, хрущялна пластинка и др.

Именно на този етап съществува опасност от тяхното израждане в тумори. За да се предотврати това, се разработват специални техники за намаляване на вероятността от раково израждане на клетките.

Методи за въвеждане на клетки в тялото:

• въвеждане на клетки в тъкан директно на мястото, където е имало нараняване или тъканта е била увредена в резултат на това патологичен процес(заболявания): инжектиране на стволови клетки в областта на кръвоизлив в мозъка или на мястото на нараняване периферни нерви;
• въвеждане на клетки в кръвен поток: Ето как се прилагат стволови клетки при лечението на левкемия.

Плюсове и минуси на използването на стволови клетки за подмладяване

Проучването и използването в медиите все повече се цитира като начин за постигане на безсмъртие или поне дълголетие. Още през далечните 70-те години стволовите клетки са били прилагани на възрастни членове на Политбюро на КПСС като подмладяващо средство.

Сега, когато се появиха редица частни биотехнологични изследователски центрове, някои изследователи започнаха да извършват инжекции против стареене на стволови клетки, взети преди това от самия пациент.

Тази процедура е доста скъпа, но никой не може да гарантира нейния резултат. Когато се съгласява, клиентът трябва да е наясно, че участва в експеримент, тъй като много аспекти на тяхното използване все още не са проучени.

Видео: Какво могат да направят стволовите клетки

Най-често срещаните видове процедури са:

• въвеждане на стволови клетки в дермата (процедурата донякъде напомня биоревитализация);
• запълване на кожни дефекти, добавяне на обем към тъканите (това е по-скоро като използване на пълнители).

Във втория случай собствената мастна тъкан на пациента и неговите стволови клетки се използват в смес със стабилизирани Хиалуронова киселина. Експериментите върху животни показват, че такъв коктейл позволява Повече ▼мастната тъкан да се вкорени и да поддържа обема за дълго време.

Първите експерименти са проведени върху хора, които с помощта на тази техника са премахнали бръчките и са увеличили млечните жлези. Данните обаче все още не са достатъчни, за да може някой от лекарите да повтори това преживяваневърху вашия пациент, осигурявайки му гарантиран резултат.