Стволовите клетки и техните свойства. кръвни клетки от пъпна връв

• 1908: Терминът "стволова клетка" (Stammzelle) е въведен в широка употреба от руския хистолог Александър Максимов (1874-1928). Той описва и доказва с методите на своето време хематопоетичните стволови клетки, за тях е въведен терминът.
• 1960: Джоузеф Алтман и Гопал Д. Дас () предоставят научни доказателства за неврогенезата при възрастни, постоянната активност на мозъчните стволови клетки. Техните заключения противоречат на догмата на Рамон и Кахал, че нервните клетки не се раждат във възрастен организъм, и не са били широко разпространени.
• 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 на костен мозък. Трансплантация на костен мозък на осемгодишно момче води до излекуване на тежка форма на имунодефицит. Донорът е сестра със съвместим набор от левкоцитни антигени (HLA).
• 1970: Фриденщайн Александър Яковлевич изолира от костния мозък на морски свинчета, успешно култивира и описва фибробластоподобни клетки, по-късно наречени Мултипотентни мезенхимни стромални клетки.
• 1978: Хематопоетични стволови клетки са открити в кръв от пъпна връв.
• 1981: Миши ембрионални клетки са извлечени от ембриобласта (вътрешната клетъчна маса на бластоциста) от учените Мартин Евънс, Матю Кауфман и, независимо, Гейл Р. Мартин. Въвеждането на термина "ембрионални стволови клетки" се приписва на Гейл Мартин.
• 1988 г.: Елиан Глукман извършва първата успешна HSC трансплантация на кръв от пъпна връв при пациент с анемия на Fanconi. E. Gluckman доказа, че използването на кръв от пъпна връв е ефективно и безопасно. Оттогава кръвта от пъпна връв се използва широко в трансплантологията.
• 1992: Получени невронни стволови клетки инвитро. Разработени са протоколи за култивирането им под формата на невросфери.
• 1992: Първо събиране на сигнатури от стволови клетки. Професор Дейвид Харис замразява стволови клетки от кръв от пъпната връв от първото си дете. Днес Дейвид Харис е директор на най-голямата в света банка за стволови клетки от кръв от пъпна връв.
• 1987-1997: За 10 години са извършени 143 трансплантации на кръв от пъпна връв в 45 медицински центъра по света.
• 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 трансплантация на автоложни 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-важно събитие в биологията след дешифрирането на двойната спирала на ДНК и проекта за човешкия геном.
• 2000: Публикувани са редица статии за пластичността на стволовите клетки в зрял организъм, тоест способността им да се диференцират в клетъчните компоненти на различни тъкани и органи.
• 2003: Списанието на Националната академия на науките на САЩ (PNAS USA) публикува доклад, че след 15 години съхранение в течен азот стволовите клетки от кръв от пъпна връв запазват своите биологични свойства. Оттогава на криогенното съхранение на стволови клетки се гледа като на „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 кръв от пъпна връв, 1012 от които при възрастни пациенти.
• Между 1996 и 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 увреждане на гръбначния мозък и успяха частично да възстановят способността на плъховете да ходят.
• 2005: Списъкът от заболявания, при които успешно се прилага трансплантация на стволови клетки, достига няколко десетки. Фокусът е върху лечението на злокачествени новообразувания, различни форми на левкемия и други кръвни заболявания. Има съобщения за успешна трансплантация на стволови клетки при заболявания на сърдечно-съдовата и нервната система. Различни изследователски центрове провеждат 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 диференцирани 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, открити в амниотичната течност (амниотична течност). Те могат да се превърнат в 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“, а в списанието Наукапубликува статията "Индуцирани плурипотентни стволови клетки, получени от човешки соматични клетки" от Jooning 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, елиминирайки необходимостта от унищожаване на ембриони в лабораторията, въпреки че рисковете от канцерогенеза, свързани с гена Myc и трансфера на ретровирусен ген, остават да бъдат определени.
• Януари 2008 г.: Робърт Ланца и колеги от Разширена 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 допринася за развитието на невирусни технологии за клетъчно препрограмиране.
• Март 2008 г.: Първо публикувано проучване от лекари от Института по регенеративни науки за успешна регенерация на хрущял в човешкото коляно с помощта на автоложни зрели MSC.
• 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 добавяне на FIL (фактор на инхибиране (потискане) на левкемия).
• 30 октомври 2008 г.: Ембрионални стволови клетки, извлечени от човешка коса.
• 1 март 2009 г.: Андреас Наги, Кейсуке Каджи и колеги откриха начин за извличане на ембрионални стволови клетки от нормални зрели клетки, използвайки иновативна технология за опаковане, за да доставят специфични гени в клетките за препрограмиране без рисковете, свързани с вирусите. Поставянето на гени в клетка се извършва 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 могат да бъдат спасени видове, които са застрашени от изчезване.
• 2012: Даването на пациенти на стволови клетки, взети от собствения им костен мозък три или седем дни след инфаркт на миокарда, е безопасно, но неефективно лечение, според клинично проучване, подкрепено от Националния здравен институт на САЩ. Проучванията, проведени от германски специалисти в отделението по кардиология в Хамбург, обаче показват положителни резултати при лечението на сърдечна недостатъчност, но не и на инфаркт на миокарда.

Имоти

Всички стволови клетки имат две основни свойства:

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

самообновяване

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

1. Асиметрично делене, при което се 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

Диференциращият потенциал 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 като триизмерни свързани структури (тъкани, органи, системи от органи, организъм). 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 кръглите червеи, чиято зигота губи тотипотентност при първото делене. В някои организми диференцираните клетки също могат да станат тотипотентни. Така че отрязаната част от растението може да се използва за отглеждане на нов организъм именно поради 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 до границите на един зародишен слой.

• Олигопотентните клетки могат да се диференцират само в определени типове клетки, които са сходни по свойства. Те, например, включват клетки от лимфоидната и миелоидната серия, участващи в процеса на хематопоеза.
• Унипотентните клетки (клетки-предшественици, 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 миосателоцитите, участващи в образуването на скелетни и мускулни тъкани.

Класификация

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

Ембрионални стволови клетки

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

Един от основните недостатъци на ESC е невъзможността да се използва автогенен, т.е. собствен материал, по време на трансплантация, тъй като изолирането на ESC от ембрион е несъвместимо с по-нататъшното му развитие.

Фетални стволови клетки

постнатални стволови клетки

Въпреки факта, че стволовите клетки на зрял организъм имат по-ниска активност в сравнение с ембрионалните и феталните стволови клетки, тоест те могат да генерират по-малък брой различни видове клетки, 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 пъпна връв се изолират в отделна група, тъй като те са най-малко диференцирани от всички клетки на зрял организъм, тоест имат най-голяма сила. Кръвта от пъпна връв съдържа главно хематопоетични стволови клетки, както и мултипотентни мезенхимни стволови клетки, но също така съдържа и други уникални разновидности на стволови клетки, които при определени условия са способни да се диференцират в клетки на различни органи и 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 трансплантацията днес. HSCs се намират в костния мозък при възрастни, включително бедрената кост, ребрата, мобилизацията на 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 от 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 пъпната връв се събира на много ранен етап от живота на организма. HSC от пъпна връв са възможно най-активни, тъй като не са били изложени на отрицателното въздействие на външната среда (инфекциозни заболявания, нездравословно хранене и др.). HSC от пъпна връв са в състояние да създадат голяма клетъчна популация за кратко време.
• Съвместимост. Използването на автоложен материал, т.е. собствена кръв от пъпна връв, гарантира 100% съвместимост. Съвместимостта с братята и сестрите е до 25%, като правило също е възможно 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 между 1:1 000 и 1:1 000 000.

Мултипотентни мезенхимни стромални клетки

Мултипотентните мезенхимни стромални клетки (MMSC) са мултипотентни стволови клетки, способни да се диференцират в остеобласти (клетки на костна тъкан), хондроцити (хрущялни клетки) и адипоцити (мастни клетки).

Характеристики на ембрионалните стволови клетки

стволови клетки и рак

Използване в медицината

В Русия

С постановление 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 разработи и внесе за разглеждане в Държавната дума на Руската федерация проект на закон „За използването на биомедицински технологии в медицинската практика“, който регулира медицинското използване на стволови клетки като една от биомедицинските технологии. Тъй като законопроектът предизвика възмущение сред обществеността и учените, той беше изпратен за преработка и все още не е приет.

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

На 3 февруари 2011 г. Федералната служба за надзор на здравеопазването и социалното развитие издаде разрешение за използване на нова медицинска технология FS № 2011/002 (лечение с донорски стволови клетки за следните патологии: възрастови промени в кожата на лицето от втора или трета степен, наличие на ранев дефект на кожата, 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 на учените 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 сериозни заболявания. На второ място, поради не много компетентни публикации в медиите в масовото съзнание на изследванията на SC, тяхното използване се свързва с клониране или "отглеждане на човешки ембриони за резервни части".

Развенчаване на митове. Истината за стволовите клетки

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

Терминът "стволови клетки" е въведен в биологията през 1908 г.; тази област на клетъчната биология получава статут на голяма наука едва през последното десетилетие на 20 век.

През 1999 г. откриването на стволови клетки (SC) беше признато от списание Science 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 откритието на SC, 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 както следва: 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 по време на увреждане във всички органи или тъкани. Тяхното призвание е да възстановят, регенерират човешкото тяло от момента на неговото раждане.

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

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

Така SC наистина може да се превърне в „резервни части“ за нашето тяло. Но за това изобщо не е необходимо да се отглеждат изкуствени ембриони - стволовите клетки се намират 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 когато човек расте, има постоянно намаляване на броя на стволовите клетки: при раждането - 1 SC се среща на 10 хиляди клетки, до 20-25 години - 1 на 100 хиляди, при 30 - 1 на 300 хиляди (посочени са средни стойности). До 50-годишна възраст тялото има 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 стволовите клетки поради стареене или тежки заболявания, както и нарушаването на механизма на тяхното освобождаване в системното кръвообращение, лишава тялото от възможността за ефективна регенерация, след което жизнената активност 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 клетки на мястото на изгубените. Съвременната медицина вече разполага с тази технология – нарича се клетъчна терапия.

Какво представлява клетъчната терапия ?

(КТ) е вид лечение, при което се използват 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 двусмислен процес. Малко са фундаменталните организации, работещи в тази област. По принцип използването на КТ в Руската федерация е ограничено до отделна медицинска технология или техника, регистрирана от съответния орган, издадена като разрешение на кандидатстващата клинична институция за ограничен период (например за една година). Това означава, че използването на SC от тази организация е възможно само в рамките на декларираната методика, строго за лечение на този вид заболяване. Говорим за използване на собствени клетъчни компоненти на пациента или кръводарител. Комерсиалното използване на КТ с необходимата документация в този случай е допустимо.

В някои изследователски институти, други държавни институции, на пациентите може да бъде предложено лечение с помощта на клетъчни технологии като част от ограничени клинични изпитвания, в рамките на декларираната методика и лечение на конкретно заболяване. Такава работа обаче рядко се извършва. По правило лечението на пациент доброволец обикновено е безплатно.

Руската наука и медицина имат голям потенциал в областта на изследванията на СК и използването на клетъчната терапия. Първите целенасочени търсения в областта на терапевтичното използване на СК от човешки костен мозък започват в резултат на методологичен пробив, направен 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 на СК 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 SC трансплантация е възможно да се лекува цяла гама от заболявания, включително захарен диабет, атеросклероза, коронарна болест на сърцето, хронични ставни заболявания, хронични травми, хепатит, цироза на черния дроб, автоимунни заболявания, болест на Алцхаймер, болест на Паркинсон, синдром на хроничната умора. Клетъчната терапия може да се използва като поддържаща терапия при множествена склероза, сексуална патология, безплодие при мъже и жени и рак.

В зависимост от метода на лечение, клетъчният материал може да се прилага мускулно, венозно, 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; в същото време се появяват съвременни протоколи, насочени към рехабилитация на пациенти по време на ремисия и по време на паузи между курсовете на химиотерапия. Опитът показва, че пациентите, получаващи такъв 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 успешно излекуване се увеличават. В допълнение, стволовите клетки имат доказан противораков ефект: възпрепятстват развитието на тумор, активират имунната система.

Приложението на КТ е в началото на своя път. Повечето нозологии тепърва започват да изучават ефекта на стволовите клетки върху самото заболяване. Днес само в някои нозологии са получени убедителни резултати от употребата на SC. Аспектите на клиничното приложение 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 ценови листи в Русия |Не можем да препоръчаме лечебни заведения, работещи в тази област, и нямаме информация за "най-добрите специалисти". Администрацията на портала е непозната и за институциите, които канят пациенти да участват в клинични изпитвания с използване на стволови клетки. Моля, запомнете това. Надеждна информация за качеството на предлаганите процедури по правило липсва, а нивото на квалификация на специалистите, които ги предписват, не винаги е достатъчно високо. Този ресурс е посветен изключително на отразяването 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 в състояние да се диференцират абсолютно във 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 един възрастен организъм тези клетки могат спонтанно да се изродят в ракови клетки. Второ, в света все още не е изолирана безопасна линия от истински ембрионални стволови клетки, подходящи за клинична употреба. Получените по този начин клетки (в повечето случаи с използване на животински клетки при култивиране) се използват от световната наука за изследвания и експерименти.

Клиничното използване на такива клетки в момента е невъзможно.

Фетални стволови клетки

Много често в руските статии клетките, получени от абортирани фетуси (фетуси), се наричат ​​ембрионални СК. Това не е вярно! В научната литература клетките, получени от фетални тъкани, се наричат ​​фетални клетки.

Феталните СК се получават от абортивен материал на 6-12 гестационна седмица. Те нямат описаните по-горе свойства на ESC, получени от бластоциста, 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 претърпи само ограничен брой деления и, второ, да доведе не до какви да е, а до съвсем определени видове специализирани 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 нервната тъкан на плода 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 страни по света са проведени редица клинични проучвания с тяхното използване.

В Русия, в допълнение към етичните и законови търкания, използването на нетестван абортивен материал е изпълнено с усложнения, като инфекция на пациента с вируса на херпес, вирусен хепатит и дори СПИН. Процесът на изолиране и получаване на FGC е сложен, това изисква модерно оборудване и специални познания.

Въпреки това, под професионално наблюдение, добре подготвените фетални стволови клетки имат голям потенциал в клиничната 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

Източникът на стволови клетки е и плацентарната кръв от пъпната връв, събрана след раждането на дете. Тази кръв е много богата на стволови клетки. Вземайки тази кръв и поставяйки я в криобанка за съхранение, по-късно тя може да се използва за възстановяване на много органи и тъкани на пациента, както и за лечение на 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 готовите СК става недостатъчен за пълноценен клиничен ефект.

възрастни стволови клетки

Стволовите клетки остават с нас през целия живот, от раждането. Най-достъпният източник на SC 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 (собствени) 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 няма етични търкания.

При условие на професионално обучение използването на такива клетки в клиничната медицина се счита за безопасно: те не се отхвърлят, нямат онкогенни свойства и няма риск от заразяване с опасни инфекции по време на трансплантация.

В костния мозък се изолират едновременно два вида стволови клетки: първият е хематопоетични 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. Въпреки това, ефективността на получените по този начин SC, както и безопасността на тяхното използване, все още е 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 в момента се развива в най-голям мащаб, включително в Русия. С появата на висококачествено лабораторно оборудване, протоколите за подготовка на стволови клетки от възрастни донори осигуряват все по-безопасно и ефективно лечение. Клиничната употреба на други видове SC понастоящем е силно ограничена или забранена поради липса на правна рамка.

Ако са налице необходимите условия и разрешителни, използването на ASA в Русия е допустимо: основно това са работи в областта на онкохематологията (SC са кръвни компоненти), които се извършват и по целия свят. В някои случаи могат да бъдат получени разрешения за ограничено използване на СК за други нозологии. Трябва обаче да се помни, че наличието на разрешителна база изобщо не предполага задължително наличие на знания и опит. Организацията, предлагаща подобни услуги, трябва да разполага с пълен набор от съвременни условия, което най-малкото предполага 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 идентифицирано заболяване, клиничен опит, лабораторна база и изследователски екип.

Има само няколко специализирани институции, работещи с ASA, както и опитни специалисти в тази област. 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 се лекуват днес. Напротив, такива специалисти обикновено свидетелстват, че клиничните резултати се получават само при малък списък от нозологии, а самата терапия има редица ограничения. Заедно с това, добре проведената клетъчна терапия е радикален вид лечение, а клиничният ефект може да надхвърли всички аналози на класическата 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. Предложения като "3 инжекции за три седмици и всичко ще бъде наред" трябва сериозно да алармират всеки пациент. Лечението трябва да е комплексно, 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 "стволова клетка" е въведен за първи път през 1908 г. от руския хематолог А. Максимов от Санкт Петербург. 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 вътрешната маса на бластоциста - оплодена яйцеклетка - или от рудиментите 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, имат по-висока способност за възпроизвеждане и по-голям потенциал за диференциация. В допълнение към мезенхимните СК се изолират и хемопоетични клетки - предшественици на кръвни клетки. Те се намират в кръвния поток, за разлика от мезенхимните, които циркулират в кръвта само при сериозни увреждания на организма.

Стволовите клетки са в състояние да възстановят хемопоезата при облъчени животни (радиопротективен ефект), поддържат хемопоезата за дълго време и образуват образуващи колонии единици на далака (дванадесетдневни колонии на далака), пораждайки гранулоцитни, моноцитни, еритроидни, мегакариоцитни и лимфоидни колонии. Всички клетки с хематопоетичен произход се образуват от примитивни хематопоетични стволови клетки (pHSCs), локализирани в костния мозък и даващи начало на клетки от четири основни линии на диференциация:

еритроидни (еритроцити),

мегакариоцитни (тромбоцити),

миелоид (гранулоцити и мононуклеарни фагоцити)

лимфоидни (лимфоцити).

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

Антиген-представящите клетки са предимно, но не изключително, получени от миелоидни прогениторни клетки.

Клетките от миелоидния и лимфоидния ред са най-важни за функционирането на имунната система.

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

Първата прогениторна клетка, която се образува от HSCs, е единицата, образуваща колония (CFU), която определя линиите на развитие, водещи до образуването на гранулоцити, еритроцити, 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 те играят важна роля в положителната регулация (стимулиране) на хемопоезата 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 фетални бозайници 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 смъртоносни дози радиация чрез инжектиране на клетки от костен мозък, които населяват неговите лимфоидни и миелоидни тъкани.

Плурипотентните стволови клетки пораждат ангажирани прогениторни клетки, които вече са необратимо идентифицирани 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 такава поредица от клетъчни 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 различните възможности за развитие. Програмирането на клетъчните деления и въвеждането на клетки в определен път на диференциация (обвързване) очевидно също включва случайни събития. Стволовата клетка е плурипотентна, защото води до много видове терминално диференцирани клетки. По отношение на кръвните клетки, експериментите показват, че всички класове кръвни клетки - както миелоидни, така и лимфоидни - произлизат от обща хемопоетична стволова клетка.

Хемопоетичната стволова клетка се развива по следния начин. В ембриона хемопоезата започва в жълтъчната торбичка, но докато се развива, тази функция преминава към черния дроб на плода и накрая до костния мозък, където продължава през целия живот. Хемопоетичната стволова клетка, която дава началото на всички елементи на кръвта, е плурипотентна и заселва други хемо- и лимфопоетични органи и се самовъзпроизвежда, превръщайки се в нови стволови клетки. Едно животно може да бъде спасено от ефектите на смъртоносни дози радиация чрез инжектиране 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, за да произведат 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 още не съдържа хемоглобин.

Хематопоеза(хемопоеза) се нарича развитието на кръвта. Разграничете ембрионалната хематопоеза, която се случва в ембрионалния период

и води до развитието на кръвта като тъкан и постембрионална хематопоеза, която е процес 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 в ембрионалния период могат да се разграничат 3 основни етапа, последователно заменящи се един друг:

1) мезобластен, когато развитието на кръвните клетки започва в екстраембрионални органи - мезенхима на стената на жълтъчната торбичка, хориона и стъблото (от 3-та до 9-та седмица от ембрионалното развитие на човека) и първото поколение кръвен ствол появяват се клетки (HSC);

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. HSCs на черния дроб колонизират тимуса (тук, започвайки от 7-8-та седмица, се развиват Т-лимфоцити), 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 процеси и се превръщат в кръвни стволови клетки. Клетките, ограничаващи кръвните острови, се сплескват, свързват се помежду си и образуват ендотелната обвивка на бъдещия съд. Част от HSC се диференцира 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 трансформират в големи първични еритробласти (мегалобласти). Тази трансформация се осъществява във връзка с 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 са по-големи в сравнение с нормоцитите и затова се наричат ​​мегалоцити. Този тип хематопоеза се нарича мегалобластна. Характерна е за ембрионалния период, но може да се появи в постнаталния период при някои заболявания (злокачествена анемия). Наред с мегалобластната, нормобластната хемопоеза започва в стената на жълтъчната торбичка, в която от бласти се образуват вторични еритробласти; първо се превръщат в полихроматофилни еритробласти, след това в нормобласти, от които се образуват вторични еритроцити (нормоцити); размерите на последните съответстват на еритроцитите (нормоцитите) на възрастен. Развитието на еритроцитите в стената на жълтъчната торбичка става вътре в първичните кръвоносни съдове, т.е. интраваскуларен. В същото време малък брой гранулоцити - неутрофили и еозинофили - се диференцират екстраваскуларно от бласти, разположени около съдовите стени. Част от HSC остава в недиференцирано състояние и се пренася от кръвния поток до различни органи на ембриона, където се диференцират допълнително в кръвни клетки или съединителна тъкан. След намаляването на жълтъчната торбичка основният кръвотворен орган временно става черният дроб.

Хемопоеза в черния дроб.Черният дроб се залага приблизително на 3-4-та седмица от ембрионалния живот, а от 5-та седмица става център на хематопоезата. Хемопоезата в черния дроб се осъществява екстраваскуларно, по хода на капилярите, които растат заедно с мезенхима вътре в чернодробните лобули. Източникът на хематопоезата в черния дроб са кръвните стволови клетки, от които се образуват бласти, диференциращи се във вторични еритроцити. Процесът на тяхното образуване повтаря описаните по-горе етапи на образуване на вторични еритроцити. Едновременно с развитието на еритроцитите в черния дроб се образуват гранулирани левкоцити, главно неутрофилни и еозинофилни. В цитоплазмата на бласта, която става 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 вътрематочния период хемопоезата в черния дроб спира.

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

Хемопоеза в далака.Полагането на далака става в края на 1-ия месец от ембриогенезата. От стволовите клетки, които нахлуват тук, настъпва извънсъдово образуване на всички видове кръвни клетки, т.е. Далакът в ембрионалния период е универсален хемопоетичен орган. Образуването на еритроцити и гранулоцити в далака достига своя максимум на 5-ия месец от ембриогенезата. След това в него започва да преобладава лимфоцитопоезата.

Хемопоеза в лимфните възли. Първите маркери 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 започва проникването на кръвни стволови клетки в лимфните възли, от които в ранните етапи се диференцират 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 масовото "уреждане" на лимфните възли от предшествениците на Т- и В-лимфоцити започва от 16-та седмица, когато се образуват посткапилярни венули, през чиято стена протича процесът на клетъчна миграция. Прогениторните клетки се диференцират в лимфобласти (големи лимфоцити), а след това в 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.Полагането на костния мозък се извършва на 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 предшественици на гранулоцити. От HSC в костния мозък се образуват всички кръвни клетки, чието развитие се осъществява екстраваскуларно. Част от HSC се съхраняват в костния мозък в недиференцирано състояние, те могат да се разпространят в други органи и тъкани и да бъдат източник на развитие на кръвни клетки и съединителна тъкан. По този начин костният мозък се превръща в централен орган за универсална 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 тръбните и кухините на много гъбести кости.

Тук се развиват кръвните клетки: еритроцити, гранулоцити, моноцити, тромбоцити, предшественици на лимфоцити.

Миелоидната тъкан съдържа стволови клетки от кръв и съединителна тъкан.

Предшествениците на лимфоцитите постепенно мигрират и заселват органи като тимуса, далака, лимфните възли и др.

Лимфопоезата се осъществява в лимфоидната тъкан (textus lymphoideus), която има няколко разновидности 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. принадлежат към тъканите на вътрешната среда. Те представляват две основни клетъчни линии - клетки на ретикуларната тъкан и хемопоетични.

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

хемопоетични елементи. Структури на микросредата и хематопоезата

клетките функционират в неразривна връзка. Микросредата осигурява

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

Миелоидната и всички видове лимфоидна тъкан се характеризират с

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 специализираните ретикуларни клетки създават микросредата, необходима 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. За първи път концепцията за кръвните клетки на предците е формулирана в началото на 20 век от А. 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 основно върху мишки. Идентифицирането на HSC стана възможно с помощта на метода за образуване на колонии.

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

Преброяването на колониите дава възможност 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 костния мозък, 3,5 клетки от далака и 1,4 клетки сред кръвните левкоцити.

Изследването на пречистената фракция от стволови клетки с помощта на електронен микроскоп предполага, че по отношение на ултраструктурата те са много близки до малките тъмни лимфоцити.

Изследването на клетъчния състав на колониите позволи да се идентифицират две линии на тяхната диференциация. Една линия поражда мултипотентна клетка - прародител на гранулоцитната, еритроцитната, моноцитната и мегакариоцитната серия на хематопоезата (CFU-HEMM). Втората линия дава начало на мултипотентна клетка - прародител на лимфопоезата (CFU-L). Олигопотентните (CFU-GM) и унипотентните прародителски (прогениторни) клетки се диференцират от мултипотентните клетки.

Родителски унипотентни клетки за моноцити (CFU-M), неутрофилни гранулоцити (CFU-Gn), еозинофили (CFU-Eo), базофили (CFU-B), еритроцити (CFU-E и CFU-E), мегакариоцити (CFU -MHz) , от които се образуват прогениторни клетки (предшественик). В лимфопоетичната серия се изолират унипотентни клетки - предшественици на В-лимфоцитите и съответно на Т-лимфоцитите. Полипотентните (плюрипотентни и мултипотентни), олигопотентните и унипотентните клетки не се различават морфологично.

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

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

От всяка прогениторна клетка се образува определен тип клетка. Съзряването на всеки клетъчен тип преминава през поредица от етапи, които заедно образуват съзряващо 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 с лазурен 11-еозин (схема по Н.А.Юрина). Етапи на кръвна диференциация: I-IV - морфологично неидентифицирани клетки; V - VI - морфологично идентифицирани клетки. B - базофил; PFU - разрушаваща единица; G - гранулоцити; Gn - неутрофилен гранулоцит; CFU - образуващ колонии! единици; CFU-C - 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) гранулоит; B - базофилен фанулоцит: 1 - сегменти на ядрото; 2 - тяло на полов 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 - хемопоеза в стената на жълтъчната торбичка на ембриона на морско свинче: 1 - меенхимни клетки; 2 - ендотел на съдовата стена; 3 - първични кръвни клетки-бласти; 4 - митотично делене на бласти; B - напречно сечение на кръвния остров на заешкия ембрион S "/j ден: I - съдова кухина; 2 - ендотелиум; 3 - интраваскуларни кръвни клетки; 4 - деляща се кръвна клетка; 5 - образуване на първична кръвна клетка; 6 - ендодерма; 7 - висцерален лист мезодерма В - вторично развитие), еритробласти в съда на заешки ембрион 13"D ден: 1 - ендотел; 2 - проеритробласти; 3 - базофилни еритробласти; 4 - полихроматофилни еритробласти; 5 - оксифилни еритробласти (нормобласти); 6 - оксифилен еритробласт с пикнотично ядро; 7 - изолиране на ядрото от оксифилния еритробласт (нормобласт); 8 - екструдирано ядро ​​на нормобласта; 9 - вторичен еритроцит. D - хемопоеза в костния мозък на човешки ембрион с дължина на тялото 77 mm. Екстра скелетно развитие на кръвни клетки: 1 - съдов ендотел; 2 - взривове; 3 - неутрофилни гранулоцити; 4 - еоенофилен миелоцит.

Да се ​​обнови клетъчният състав на увреден орган без хирургическа намеса, да се решат най-сложните задачи, които преди това бяха възможни само с трансплантация на органи - тези задачи се решават днес 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 удивителен резултат, разширявайки възможностите за трансплантация.

Стволовите клетки могат да се трансформират в зависимост от средата в тъканни клетки на различни органи. Една стволова клетка произвежда много активни, функционални потомци.

Изследванията върху генетичната модификация на стволови клетки се извършват по целия свят, методите за тяхното отглеждане се изучават интензивно.

Има много заболявания, които практически не се лекуват или лечението им не е ефективно с лекарства. 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 прехвърлят генетична информация към 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.

Всички имаме стволови клетки. Първоначално те са били открити в тъканите на костния мозък. Най-лесно се откриват и изолират стволови клетки при млади хора, 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 за пет до осем милиона клетки, а ембрионът има една стволова клетка за 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 трансформират в клетка на всеки орган.

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

Стволовите клетки могат да се трансформират и да станат всяка 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 човек 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 наранявания или по време на заболяване. Особено ако увреждането на тялото е обширно.

Тялото не може да регенерира само изгубените стволови клетки. Развитието в областта на съвременната медицина днес позволява 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, Петр Петрович - Как да управляваме стволови клетки

Източници на стволови клетки

Основният източник на стволови клетки в тялото е костният мозък. Някои, но много малки, количества се намират в други човешки тъкани и органи, в периферната кръв. Много стволови клетки съдържат кръв от пъпната вена на новородените.

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

На първо място, вземането й е много по-лесно и безболезнено, отколкото периферната кръв. Такава кръв дава генетично идеални стволови клетки в случай на необходимост от използването й от близки роднини - майка и дете, братя и сестри.

По време на трансплантацията имунната система, новосъздадена от донорски стволови клетки, започва да се бори с имунната система на пациента. Това е много опасно за живота на пациента. Състоянието на човек в такива случаи е изключително тежко, до смърт. Използването на кръв от пъпна връв при трансплантация значително намалява подобни усложнения.

Освен това има редица несъмнени предимства от използването на кръв от пъпна връв.

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

Приложения на стволови клетки

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

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

Вече е възможно днес, по поръчка на роднини, да се постави кръвта от пъпната връв на дете в такава търговска номинална кръвна банка, така че в случай на нараняване, заболяване да е възможно да се използват собствени стволови клетки.

Трансплантацията на вътрешни органи възстановява човешкото здраве 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 по време на периода на изчакване. Стволовите клетки могат да бъдат идеален източник на "резервни части" за хората.

И днес спектърът на приложение на стволовите клетки при лечението на най-тежките заболявания е много широк.

Възстановяването на нервните клетки ви позволява да възстановите капилярната циркулация и да предизвикате растеж на капилярната мрежа на мястото на нараняване. За лечение на увреден гръбначен мозък те използват въвеждането на невронни 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 хемопоетични стволови клетки се използва в съвременната хематология, а трансплантацията на стволови клетки от костен мозък се използва в широка клиника.

Изключително трудни за лечение системни заболявания, причинени 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 са над всички очаквания.

Мезинхимните (стромални) стволови клетки вече се използват в ортопедичните клиники през последните няколко години. С тяхна помощ те възстановяват разрушения ставен хрущял, костни дефекти след фрактури.

Освен това същите тези клетки се използват през последните две-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. И дава надежда за живот на неизлечимо болни 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 Lesh-Nihan;
• амегакариоцитна 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, 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, с използването на съвременни биотехнологии, дава такава възможност. Днес е възможно значително да се подобри тургорът, еластичността на кожата, да се спаси човек от екзема и дерматит.

Стволовите клетки, които се инжектират по време на мезотерапията, премахват пигментацията на кожата, белезите, ефектите от излагане на химикали, лазер. Бръчките, петната след 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 препарати, трябва да се пазите от измамници, рекламиращи препарати, 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, срещу такава цена, сто милиона клетки се инжектират на пациента на курс. Ако човек е повече от зрял, е възможно да се въведе такова количество в една процедура.

Цената на процедурите по правило не включва манипулации за получаване на стволови клетки. С въвеждането на стволови клетки по време на операция ще трябва да заплатите отделно за този вид медицинска услуга.

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 те трябва да бъдат направени от пет до десет за курса.

Предупреденият е предварително въоръжен

Осъзнавайки блестящото бъдеще на приложението на новите медицински технологии обаче, бих искал да предупредя за прекаления оптимизъм и да припомня следното:

1. Стволовите клетки са необичайно лекарство, което е трудно да се обърне. 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. В случай на увреждане на тялото на пациента е невъзможно лекарите да спрат процеса;
2. Медицинските учени се надяват, че страничните ефекти от лечението със стволови клетки ще бъдат минимални. Но дори не може да се предположи, че няма да има страничен ефект от 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 е единственият метод за клетъчна терапия досега;
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 много известни хора, спортисти, политици да използват терапия със стволови клетки, това не означава, че този метод на лечение е подходящ за всички. Трябва да се вярва на практикуващите.

Възможно ли е безсмъртието?

Човешкото безсмъртие е възможно – убеждаваме се от постиженията на съвременната медицина.

Фантастичните идеи за синтеза на човешки органи вече се превръщат в реалност в близко бъдеще. Ще минат десет години и изкуствените бъбреци, сърце, черен дроб ще станат достъпни за всеки човек. Простите инжекции ще възстановят кожата, ще подмладят. Основната заслуга за това ще принадлежи на стволовите клетки.

Стволовите клетки са недиференцирани клетки, които присъстват в човешкото тяло като „стратегически резерв“ във всеки един етап от живота му. Характеристика 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 органите и тъканите след увреждане.

История на откритията и изследванията

Руският учен Александър Анисимов пръв доказва съществуването на стволови клетки. Това се случи през далечната 1909 г. Тяхното практическо приложение заинтересува учените много по-късно, около 1950 г. Едва през 1970 г. за първи път са трансплантирани стволови клетки на пациенти с левкемия и този метод на лечение започва да се използва по целия свят.

Приблизително от това време изследването на стволовите клетки беше отделено като отделна посока, 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, а също така промотира на пазара свои собствени иновативни лекарства и 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: Успешна биотехнология

Къде се намират прогениторните клетки?

Стволовите клетки могат да бъдат намерени в почти всяка част на човешкото тяло. Те задължително присъстват в някоя от тъканите 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, колкото повече съдържа, толкова по-активни са тези клетки по отношение на скоростта на делене и толкова по-широк е диапазонът от специализирани клетки, които всяка прогениторна клетка може да ражда.

Откъде вземат материал

• Ембрионален.

Най-„вкусни“ за изследователите са ембрионалните стволови клетки, тъй като колкото по-малко 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 признават за неетични.

Това е въпреки факта, че според статистиката приблизително всяка втора бременност в съвременния свят завършва с аборт.

• От кръв от пъпна връв.

Налични от гледна точка на морала и законодателни решения в редица страни са стволовите клетки от кръв от пъпна връв, самата пъпна връв и плацентата.

В момента се създават цели банки от стволови клетки от кръв от пъпна връв, които по-късно могат да бъдат използвани за лечение на редица заболявания и последствия от телесни увреждания. На търговска основа множество частни банки предлагат на родителите номинален „депозит“ за детето им. Един от аргументите срещу събирането и замразяването на кръв от пъпна връв е ограниченото количество, което може да се получи по този начин.

Смята се, че само дете до определена възраст и телесно тегло (до 50 кг) ще бъде достатъчно за възстановяване на хемопоезата след химиотерапия или лъчетерапия на собствените им размразени стволови клетки.

Но не винаги е необходимо да се възстанови толкова голямо количество тъкан. За да възстановите например същия хрущял на колянната става, ще бъде достатъчна само малка част от запазените клетки.

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 криоепруветки преди замразяване, винаги ще бъде възможно да се използва малка част от материала.

• Получаване на стволови клетки от възрастен.

Не всеки е имал късмета да получи своя „спешен запас“ от стволови клетки от кръв от пъпна връв от своите родители. 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 гъвкавост 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 много по-лесно се диференцират (прераждат) 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 от урина от тях. Там не са толкова много.

Но като се има предвид факта, че един зъб трябва да се отгледа само веднъж и животът му е значителен, тогава за него са необходими малко стволови клетки.

Видео: Банка за стволови клетки Pokrovsky

Банки за съхранение на биологичен материал

Създават се специални банки за съхранение на проби. В зависимост от целта на съхраняване на материала те могат да бъдат държавни. Те се наричат ​​още банки регистратори. Регистраторите съхраняват стволови клетки от неназовани донори и могат по свое усмотрение да предоставят материала на всяка медицинска или изследователска институция.

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

Ако говорим за търсенето на проби, тогава статистиката е следната:

• всяка хилядна проба е търсена в регистриращите банки;
• материали, съхранявани в частни банки, се използват още по-рядко.

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

• донорските проби струват пари, понякога много, и сумата, необходима за закупуване на проба и доставянето й в правилната клиника, често е много пъти по-висока от цената за съхранение на вашата собствена проба за 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 върху реконструкцията на органи и тъкани с помощта на стволови клетки вече са достигнали етапа на експерименти с 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 злокачествена трансформация на клетки, получени от стволови клетки;
• трансплантация.

Стволовите клетки се изолират от тъкани, взети за експеримента, с помощта на специални устройства, наречени сепаратори. Съществуват и различни методи за утаяване на стволови клетки, но тяхната ефективност до голяма степен се определя от квалификацията и опита на персонала, а също така съществува риск от бактериално или гъбично замърсяване на пробата.

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 бъдат въведени в тялото, учените насочват диференциацията им в определена посока, например получават нервни клетки, клетки на черен дроб или панкреас, хрущялна пластина и др.

Именно на този етап съществува опасност от тяхното израждане в тумор. За да се предотврати това, се разработват специални техники, които намаляват вероятността от раково израждане на клетките.

Методи за въвеждане на клетки в тялото:

• въвеждане на клетки в тъканите директно на мястото, където е имало нараняване или тъканите са били увредени в резултат на патологичен процес (заболяване): въвеждане на стволови клетки в зоната на кръвоизлив в мозъка или в мястото на увреждане на периферни нерви;
• въвеждане на клетки в кръвния поток: така се инжектират стволови клетки при лечението на левкемия.

Плюсове и минуси на използването на стволови клетки за подмладяване

Изследването 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 като подмладяващо средство на възрастни членове на Политбюро на КПСС.

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

Такава 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:

• въвеждането 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 филъри).

Във втория случай се използва собствена мастна тъкан на пациента и негови стволови клетки, смесени със стабилизирана хиалуронова киселина. Опитите с животни показват, че такъв коктейл позволява по-голямо количество мастна тъкан да се вкорени и да поддържа обем за дълго време.

Първите експерименти са проведени върху хора, които са премахнали бръчките по този метод и са имали увеличение на млечните жлези. Все още обаче няма достатъчно данни, за да може някой лекар да повтори това преживяване на своя пациент, осигурявайки му гарантиран резултат.