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Células madre y sus propiedades. células de sangre del cordón umbilical

1908: el término " célula madre» (Stammzelle) fue propuesta para su uso generalizado por el histólogo ruso Alexander Maksimov (1874-1928). Describió y demostró con los métodos de su época las células madre hematopoyéticas, fue para ellas que se introdujo el término.
Década de 1960: Joseph Altman y Gopal D. Das () proporcionaron evidencia científica de la neurogénesis en el adulto, la actividad constante de las células madre del cerebro. Sus conclusiones contradecían el dogma de Ramón y Cajal de que células nerviosas no nacen en un organismo adulto y no han recibido amplia publicidad.
1963: Ernest McCulloch y James Till demostraron la presencia de células autorrenovadoras en la médula ósea de ratones.
1968: se demuestra la posibilidad de restaurar la hematopoyesis en el receptor después del trasplante. médula ósea. Trasplante de médula ósea en niño de 8 años cura la enfermedad forma severa inmunodeficiencia. La donante era una hermana con un conjunto compatible de antígenos leucocitarios (HLA).
1970: Friedenstein Alexander Yakovlevich aisló de la médula ósea de cobayas, cultivó y describió con éxito células similares a fibroblastos, más tarde llamadas células estromales mesenquimales multipotentes.
1978: Se encuentran células madre hematopoyéticas en la sangre del cordón umbilical.
1981: Los científicos Martin Evans, Matthew Kaufman y, de forma independiente, Gail R. Martin derivan células embrionarias de ratón del embrioblasto (la masa celular interna del blastocisto). La introducción del término "célula madre embrionaria" se atribuye a Gail Martin.
1988: Elian Gluckman realizó con éxito el primer trasplante de HSC de sangre de cordón umbilical en un paciente con anemia de Fanconi. E. Gluckman demostró que el uso de sangre del cordón umbilical es eficaz y seguro. Desde entonces, la sangre del cordón umbilical se ha utilizado ampliamente en trasplantología.
1992: Obtención de células madre neuronales. in vitro. Se han desarrollado protocolos para su cultivo en forma de neuroesferas.
1992: Primera colección de firmas de células madre. El profesor David Harris congela células madre de la sangre del cordón umbilical de su primer hijo. En la actualidad, David Harris es el director del banco de células madre de sangre del cordón umbilical más grande del mundo.
1987-1997: Durante 10 años a los 45 centros medicos Se han realizado 143 trasplantes de sangre de cordón en todo el mundo.
1997: en Rusia se realiza la primera operación a un paciente oncológico para trasplantar células madre de sangre de cordón umbilical.
1998: James Thomson y sus colaboradores de la Universidad de Wisconsin-Madison desarrollaron la primera línea de ESC humanos.
1998: Primer trasplante en el mundo de células madre autólogas de sangre de cordón umbilical a una niña con neuroblastoma (tumor cerebral). El número total de trasplantes de sangre de cordón umbilical realizados este año supera los 600.
1999: revista Ciencia reconoció el descubrimiento de las células madre embrionarias como el tercer avance más importante en biología después del desciframiento de la doble hélice del ADN y el Proyecto Genoma Humano.
2000: Se publicaron varios artículos sobre la plasticidad de las células madre maduras, es decir, su capacidad para diferenciarse en los componentes celulares de diversos tejidos y órganos.
2003: La Revista de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos (PNAS USA) publicó un informe que después de 15 años de almacenamiento en nitrógeno líquido, las células madre de la sangre del cordón umbilical conservan completamente su propiedades biológicas. Desde entonces, el almacenamiento criogénico de células madre se considera un "seguro biológico". La colección mundial de células madre almacenadas en bancos ha alcanzado las 72.000 muestras. Hasta septiembre de 2003, ya se habían realizado en todo el mundo 2.592 trasplantes de células madre de sangre de cordón umbilical, 1.012 de ellos en pacientes adultos.
Entre 1996 y 2004 se realizaron 392 trasplantes autólogos (propios) de células madre.
2005: Científicos de UC Irvine inyectaron células madre neurales humanas en ratas con lesión traumática médula espinal y pudieron restaurar parcialmente la capacidad de movimiento de las ratas.
2005: La lista de enfermedades para las que se ha aplicado con éxito el trasplante de células madre llega a varias decenas. La atención se centra en el tratamiento de neoplasias malignas, diversas formas leucemia y otras enfermedades de la sangre. Hay informes de trasplantes exitosos de células madre para enfermedades de los sistemas cardiovascular y nervioso. En diferentes Centros de investigación Se están realizando estudios sobre el uso de células madre en el tratamiento del infarto de miocardio y la insuficiencia cardíaca. Se han desarrollado protocolos internacionales para el tratamiento de la esclerosis múltiple. Se están buscando enfoques para el tratamiento del accidente cerebrovascular, las enfermedades de Parkinson y Alzheimer.
Agosto de 2006: la revista Cell publica un estudio realizado por Kazutoshi Takahashi y Shinya Yamanaka sobre una forma de devolver las células diferenciadas a un estado pluripotente. Comienza la era de las células madre pluripotentes inducidas.
Enero de 2007: Investigadores de la Universidad Wake Forest (Carolina del Norte, EE. UU.), dirigidos por el Dr. Anthony Atala de Harvard, informan del descubrimiento de un nuevo tipo de célula madre encontrada en líquido amniótico (líquido amniótico). Pueden convertirse en un posible reemplazo de las ESC en investigación y terapia.
Junio de 2007: Tres grupos de investigación independientes informan que las células maduras de la piel del ratón pueden reprogramarse en ESC. Ese mismo mes, el científico Shukhrat Mitalipov anunció la creación de una línea de células madre de primates mediante clonación terapéutica.
Noviembre de 2007: en la revista. celúla publicó un estudio de Katsutoshi Takagashi y Shinya Yamanaka "Inducción de células madre pluripotentes a partir de fibroblastos humanos maduros bajo ciertos factores", y en la revista Ciencia publicó el artículo "Células madre pluripotentes inducidas derivadas de células somáticas humanas" de Jooning Yu, en coautoría con otros científicos del grupo de investigación de James Thomson. Se ha demostrado que es posible inducir casi cualquier célula humana madura y conferirle propiedades madre, eliminando la necesidad de destruir embriones en el laboratorio, aunque aún están por determinar los riesgos de carcinogénesis asociados al gen Myc y a la transferencia de genes retrovirales.
Enero de 2008: Robert Lanza y colegas de Tecnología celular avanzada y la Universidad de California en San Francisco produjeron las primeras CME humanas sin destruir el embrión.
Enero de 2008: Se cultivan blastocistos humanos clonados mediante clonación terapéutica.
Febrero de 2008: células madre pluripotentes derivadas de hígado y estómago de ratón; estas células inducidas son más cercanas a las embrionarias que las células madre inducidas derivadas anteriormente y no son cancerígenas. Además, no es necesario colocar los genes necesarios para inducir células pluripotentes en una región específica, lo que contribuye al desarrollo de tecnologías no virales para la reprogramación celular.
Marzo de 2008: primer estudio publicado por médicos del Instituto de Ciencias Regenerativas sobre la regeneración exitosa del cartílago en la rodilla humana utilizando MSC maduras autólogas.
Octubre de 2008: Zabine Konrad y sus colegas de Tubinga (Alemania) obtuvieron células madre pluripotentes a partir de células espermatogoniales de un testículo humano maduro mediante cultivo. in vitro con la adición de FIL (un factor de inhibición (supresión) de la leucemia).
30 de octubre de 2008: Células madre embrionarias derivadas de un cabello humano.
1 de marzo de 2009: Andreas Nagy, Keisuke Kaji y sus colegas han descubierto una forma de generar células madre embrionarias a partir de células maduras normales utilizando tecnología innovadora"envolturas" para la entrega de genes específicos a las células con el fin de reprogramarlas sin los riesgos que surgen cuando se utilizan virus. La colocación de genes en una célula se lleva a cabo mediante electroporación.
28 de mayo de 2009: Kim Gwangsu y sus colegas de Harvard anunciaron que habían desarrollado una forma de manipular las células de la piel para producir células madre pluripotentes inducidas de una manera específica para el paciente, afirmando que esta es "la solución definitiva al problema de las células madre". "
2011: el científico israelí Inbar Friedrich Ben-Nun dirigió un equipo de científicos que desarrolló las primeras células madre de especies animales en peligro de extinción. Se trata de un gran avance y gracias a él se podrán salvar especies que están en peligro de extinción.
2012: Administrar a los pacientes células madre extraídas de su propia médula ósea tres o siete días después de un infarto de miocardio es un tratamiento seguro pero ineficaz, según un estudio clínico respaldado por los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. Sin embargo, los estudios realizados por especialistas alemanes en el Departamento de Cardiología de Hamburgo demostraron resultados positivos en el tratamiento de la insuficiencia cardíaca, pero no del infarto de miocardio.

Propiedades

Todas las células madre tienen dos propiedades esenciales:

Autorenovación, es decir, la capacidad de mantener un fenotipo sin cambios después de la división (sin diferenciación).
Potencia (potencial de diferenciación) o capacidad de producir descendencia en forma de tipos de células especializadas.

autorrenovación

Existen dos mecanismos que mantienen la población de células madre en el organismo:

División asimétrica, en la que se produce el mismo par de células (una célula madre y una célula diferenciada).
División estocástica: una célula madre se divide en dos más especializadas.

Potencial diferenciador

El potencial diferenciador, o potencia, de las células madre es la capacidad de producir una cierta cantidad de tipos diferentes de células. Según su potencia, las células madre se dividen en los siguientes grupos:

Las células madre totipotentes (omnipotentes) pueden diferenciarse en células de tejido embrionario y extraembrionario organizadas en forma tridimensional. estructuras relacionadas(tejidos, órganos, sistemas de órganos, organismo). Estas células pueden dar lugar a un organismo viable y completo. Estos incluyen un óvulo fertilizado o cigoto. Las células formadas durante los primeros ciclos de división del cigoto también son totipotentes en la mayoría de las especies. Sin embargo, no incluyen, por ejemplo, los nematodos, cuyo cigoto pierde totipotencia en la primera división. En algunos organismos, las células diferenciadas también pueden volverse totipotentes. Entonces, la parte cortada de la planta se puede usar para hacer crecer un nuevo organismo precisamente debido a esta propiedad.
Las células madre pluripotentes descienden de las células madre totipotentes y pueden dar lugar a casi todos los tejidos y órganos, a excepción de los tejidos extraembrionarios (por ejemplo, la placenta). A partir de estas células madre se desarrollan tres capas germinales: ectodermo, mesodermo y endodermo.
Las células madre multipotentes dan lugar a células de diferentes tejidos, pero la variedad de sus tipos se limita a los límites de una capa germinal.

Las células oligopotentes sólo pueden diferenciarse en ciertos tipos de células que tienen propiedades similares. Estos, por ejemplo, incluyen células de las series linfoide y mieloide involucradas en el proceso de hematopoyesis.
Las células unipotentes (células predecesoras, células blásticas) son células inmaduras que, estrictamente hablando, ya no son células madre, ya que solo pueden producir un tipo de célula. Son capaces de autorreplicarse múltiples veces, lo que las convierte en una fuente a largo plazo de células de un tipo específico y las distingue de las células no madre. Sin embargo, su capacidad para reproducirse se limita a un cierto número de divisiones, lo que también las distingue de las auténticas células madre. Las células progenitoras incluyen, por ejemplo, algunos de los miosatelocitos implicados en la formación de tejidos esqueléticos y musculares.

Clasificación

Las células madre se pueden dividir en tres grupos principales según la fuente de obtención: embrionarias, fetales y posnatales (células madre adultas).

Células madre embrionarias

Los ensayos clínicos que utilizan ESC están sujetos a una revisión ética especial. En muchos países, la investigación sobre ESC está restringida por ley.

Una de las principales desventajas de las CME es la imposibilidad de utilizar material autógeno, es decir, propio, durante el trasplante, ya que el aislamiento de las CME de un embrión es incompatible con su desarrollo posterior.

Células madre fetales

células madre postnatales

A pesar de que las células madre de un organismo maduro tienen una potencia menor en comparación con las células madre embrionarias y fetales, es decir, pueden generar menos varios tipos células, el aspecto ético de su investigación y aplicación no suscita serias controversias. Además, la posibilidad de utilizar material autógeno garantiza la eficacia y seguridad del tratamiento. Las células madre adultas se pueden dividir en tres grupos principales: células hematopoyéticas (hematopoyéticas), mesenquimales multipotentes (estromales) y células progenitoras específicas de tejido. A veces, las células de la sangre del cordón umbilical se aíslan en un grupo separado, ya que son las menos diferenciadas de todas las células de un organismo maduro, es decir, tienen la mayor potencia. La sangre del cordón umbilical contiene principalmente células madre hematopoyéticas, así como células madre mesenquimales multipotentes, pero otras variedades únicas células madre, bajo ciertas condiciones capaces de diferenciarse en células varios cuerpos y tejidos.

células madre hematopoyéticas

Antes del uso de la sangre del cordón umbilical, la médula ósea se consideraba la principal fuente de CMH. Esta fuente todavía se utiliza ampliamente en los trasplantes en la actualidad. Las HSC se encuentran en la médula ósea de los adultos, incluido el fémur, las costillas, la movilización del esternón y otros huesos. Las células se pueden obtener directamente del muslo con una aguja y una jeringa, o de la sangre después de un tratamiento previo con citoquinas, incluido el G-CSF (factor estimulante de colonias de granulocitos), que promueve la liberación de células de la médula ósea.

La segunda fuente más importante y prometedora de HSC es la sangre del cordón umbilical. La concentración de HSC en la sangre del cordón umbilical es diez veces mayor que en la médula ósea. Además, esta fuente tiene una serie de ventajas. El más importante de ellos:

Edad. La sangre del cordón umbilical se recolecta en una etapa muy temprana de la vida del organismo. Las HSC de sangre del cordón umbilical son máximamente activas, ya que no han estado expuestas a impacto negativo ambiente externo(enfermedades infecciosas, alimentación poco saludable, etc.). Las HSC de sangre del cordón umbilical pueden crear una gran población de células en poco tiempo.
Compatibilidad. El uso de material autólogo, es decir, sangre del cordón umbilical propio, garantiza una compatibilidad del 100%. La compatibilidad con hermanos y hermanas es de hasta el 25%; por regla general, también es posible utilizar la sangre del cordón umbilical del niño para tratar a otros parientes cercanos. En comparación, la probabilidad de encontrar un donante de células madre adecuado está entre 1:1.000 y 1:1.000.000.

Células estromales mesenquimales multipotentes

Las células estromales mesenquimales multipotentes (MMSC) son células madre multipotentes capaces de diferenciarse en osteoblastos (células del tejido óseo), condrocitos (células del cartílago) y adipocitos (células grasas).

Características de las células madre embrionarias.

células madre y cáncer

Uso en medicina

En Rusia

Por Decreto del Gobierno de la Federación de Rusia del 23 de diciembre de 2009 No. 2063-r, se ordenó al Ministerio de Salud y Desarrollo de Rusia, al Ministerio de Industria y Comercio de Rusia y al Ministerio de Educación y Ciencia de Rusia que desarrollaran y someter a consideración del Duma Estatal Proyecto de ley de la Federación de Rusia "Sobre el uso de tecnologías biomédicas en la práctica médica", que regula aplicación médica Las células madre como una de las tecnologías biomédicas. Dado que el proyecto de ley causó indignación entre el público y los científicos, se envió para revisión y este momento no aceptada.

El 1 de julio de 2010, el Servicio Federal de Supervisión de la Salud y el Desarrollo Social emitió el primer permiso para el uso de la nueva tecnología médica FS No. 2010/255 (tratamiento con células madre propias).

3 de febrero de 2011 servicio federal sobre supervisión en el campo de la salud y el desarrollo social emitió un permiso para el uso de nueva tecnología médica FS No. 2011/002 (tratamiento con células madre de donantes para las siguientes patologías: cambios relacionados con la edad en la piel de la cara del segundo o tercer grado, la presencia de un defecto de la piel en la herida, úlcera trófica, tratamiento de la alopecia, lesión atrófica de la piel, incluidas rayas atróficas (estrías), quemaduras, pie diabético)

En Ucrania

Hoy en día, los ensayos clínicos están permitidos en Ucrania (Orden del Ministerio de Salud de Ucrania Nº 630 "Sobre la realización de ensayos clínicos con células madre", 2007).

Células madre , así como las tecnologías basadas en su uso, atraen gran atención de científicos de todo el mundo. Esto se debe a dos razones. En primer lugar, los desarrollos basados en SC son tecnologías verdaderamente revolucionarias que han cambiado los enfoques para el tratamiento de muchos enfermedades graves. En segundo lugar, debido a publicaciones poco competentes en los medios de comunicación en la conciencia masiva de la investigación sobre SC, su uso se asocia con la clonación o el "cultivo de embriones humanos para piezas de repuesto".

Desmontando mitos. La verdad sobre las células madre.

"En su nacimiento, ni un solo campo de la biología estaba rodeado por una red de prejuicios, hostilidad y rumores como las células madre", dice Vadim Sergeevich Repin, miembro correspondiente de la Academia Rusa de Ciencias Médicas, especialista en medicina. Biología Celular.

El término "célula madre" se introdujo en la biología en 1908, convirtiéndose en una gran ciencia. área dada La biología celular se recibió sólo en la última década del siglo XX.

En 1999, el descubrimiento de las células madre (SC) fue reconocido por la revista Science como el tercer acontecimiento más importante en biología después de descifrar la doble hélice del ADN y el Programa del Genoma Humano.

Uno de los descubridores de la estructura del ADN, James Watson, al comentar sobre el descubrimiento del SC, señaló que la estructura de una célula madre es única, ya que bajo la influencia de instrucciones externas puede convertirse en una línea celular "germinal" o una línea de células somáticas especializadas.

La verdad sobre las células madre. es el siguiente: son los progenitores de todo tipo de células de nuestro cuerpo sin excepción. Son capaces de autorrenovarse y, lo más importante, cuando se dividen, forman células especializadas de diversos tejidos. Así, todas las células de nuestro cuerpo surgen de células madre.

Las SC pueden renovar y reemplazar las células perdidas durante el daño en todos los órganos o tejidos. Su vocación es restaurar, regenerar el cuerpo humano desde el momento de su nacimiento.

El potencial de las células madre recién está comenzando a ser utilizado por la ciencia. Los científicos quieren en un futuro próximo crear a partir de ellos tejidos y órganos completos que los pacientes necesiten para el trasplante en lugar de órganos de donantes. Se pueden cultivar a partir de células del propio paciente y no provocarán rechazo, lo cual es una gran ventaja.

Las necesidades de los medicamentos en dicho material son prácticamente ilimitadas. Sólo entre el 10 y el 20% de las personas se curan gracias a un trasplante exitoso de un órgano interno. El 70-80% de los pacientes mueren sin tratamiento, sin esperar su turno para la cirugía.

Así, las SC realmente pueden convertirse en "repuestos" de nuestro organismo. Pero para ello no es necesario cultivar embriones artificiales: las células madre se encuentran en el cuerpo de cualquier adulto.

¿Por qué es necesaria la investigación con células madre?

Si una persona tiene sus propias células madre, ¿por qué los propios órganos no se regeneran después del daño?

La razón es que cuando una persona crece, hay una disminución constante en la cantidad de células madre: al nacer, ocurre 1 SC por cada 10 mil células, a la edad de 20-25 años - 1 por 100 mil, a los 30 - 1 por 300 mil (se dan cifras promedio). A la edad de 50 años, el cuerpo, en promedio, tiene solo 1 SC por cada 500 mil, y es a esta edad, por regla general, cuando ya aparecen enfermedades como la aterosclerosis, la angina de pecho, la hipertensión, etc.

El agotamiento de las células madre debido al envejecimiento o una enfermedad grave, así como una violación del mecanismo de su liberación a la circulación sistémica, priva al cuerpo de la capacidad de regeneración efectiva, después de lo cual la actividad vital de ciertos órganos se debilita.

Un aumento en la cantidad de SA dentro del cuerpo puede conducir a una regeneración intensiva, restauración de tejidos dañados y órganos enfermos debido a la formación de jóvenes, células sanas en lugar de los perdidos. La medicina moderna ya dispone de esta tecnología: se llama terapia celular.

¿Qué es la terapia celular? ?

(CT) es un tipo de tratamiento en el que se utilizan células vivas. Se puede suponer que en un futuro próximo este tipo de terapia se generalizará, será más eficaz y también segura.

El uso de CT en Rusia es un proceso ambiguo. Hay pocas organizaciones fundamentales que trabajen en esta área. Básicamente, el uso de CT en la Federación de Rusia se limita a una tecnología o técnica médica separada, registrada por la autoridad correspondiente, emitida como permiso a la institución clínica solicitante por un período limitado (por ejemplo, por un año). Esto significa que el uso de SC por parte de esta organización sólo es posible dentro del marco de la metodología declarada, estrictamente para el tratamiento de este tipo de enfermedad. Estamos hablando del uso de componentes celulares del propio paciente o de un donante de sangre. En este caso, se permite el uso comercial de CT con la documentación necesaria.

En algunos institutos de investigación, otros Instituciones públicas A los pacientes se les puede ofrecer tratamiento con tecnologías celulares en el marco de ensayos clínicos limitados, dentro de los límites del método y tratamiento declarados. enfermedad especifica. Sin embargo, este tipo de trabajo rara vez se realiza. Por regla general, el tratamiento de un paciente voluntario suele ser gratuito.

La ciencia y la medicina rusas tienen un gran potencial en el campo de la investigación de SC y el uso de la terapia celular. Las primeras búsquedas dirigidas en la zona uso terapéutico Los SC de médula ósea humana comenzaron como resultado de un avance metodológico realizado por Alexander Yakovlevich Friedenstein que se remonta a mediados de la década de 1970. En el laboratorio de Alexander Yakovlevich, por primera vez en el mundo, se obtuvo un cultivo homogéneo de SC de médula ósea.

Después del cese de la división, bajo la influencia de las condiciones de cultivo, se convirtieron en hueso, grasa, cartílago, músculo o tejido conectivo. Los desarrollos pioneros de A. Ya. Fridenshtein han obtenido reconocimiento internacional.

Desde entonces, se ha vuelto cada vez más accesible y con base científica. Con la ayuda del trasplante terapéutico de células madre, es posible tratar una amplia gama de enfermedades, entre ellas: diabetes, aterosclerosis, enfermedad isquémica enfermedades del corazón, enfermedades crónicas de las articulaciones, lesiones crónicas, hepatitis, cirrosis del hígado, Enfermedades autoinmunes, Alzheimer, Parkinson, síndrome fatiga cronica. La terapia celular se puede utilizar como terapia de mantenimiento para la esclerosis múltiple, patología sexual, infertilidad en hombres y mujeres y cáncer.

Dependiendo del método de tratamiento, el material celular se puede administrar por vía intramuscular, intravenosa, subcutánea, intraarticular o en forma de aplicaciones; esto también depende de la naturaleza de la enfermedad.

Por supuesto, el uso de células madre no es una panacea. No se puede decir que su uso en oncología conduzca a una cura del cáncer, al mismo tiempo, aparecen protocolos modernos que tienen como objetivo la rehabilitación de los pacientes durante la remisión y durante las pausas entre ciclos de quimioterapia. La experiencia demuestra que los pacientes que reciben este tratamiento pueden tolerar mejor el tratamiento principal, el número de complicaciones se reduce notablemente y es posible repetir el procedimiento de quimioterapia un poco antes. Por lo tanto, aumentan las posibilidades de una cura exitosa. Además, las células madre tienen un efecto anticancerígeno demostrado: inhiben el desarrollo de un tumor y activan el sistema inmunológico.

La aplicación de la TC se encuentra en el inicio de su andadura. La mayoría de las nosologías apenas comienzan a estudiar el efecto de las células madre sobre la enfermedad misma. Hoy en día, sólo en algunas nosologías se han obtenido resultados convincentes del uso de SC. Al final de este artículo se describen aspectos de la aplicación clínica de la TC.

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¿De dónde vienen las células madre?

SC se puede obtener de varias fuentes. Algunos de ellos tienen una aplicación estrictamente científica, otros se utilizan hoy en día en la práctica clínica. Según su origen, se dividen en células embrionarias, fetales, de sangre de cordón umbilical y células adultas.

Células madre embrionarias

El primer tipo de células madre debería denominarse células que se forman durante las primeras divisiones de un óvulo fertilizado (cigoto); cada una puede convertirse en un organismo independiente (por ejemplo, se obtienen gemelos idénticos).

Después de unos días de desarrollo embrionario, en la etapa de blastocisto, se pueden aislar células madre embrionarias (ESC) de su masa celular interna. Son capaces de diferenciarse absolutamente en todos los tipos de células de un organismo adulto, pueden dividirse indefinidamente bajo ciertas condiciones, formando las llamadas "líneas inmortales". Pero esta fuente de SC tiene desventajas. En primer lugar, en un organismo adulto, estas células pueden degenerar espontáneamente en células cancerosas. En segundo lugar, aún no se ha aislado en el mundo una línea segura de verdaderas células madre embrionarias adecuadas para uso clínico. Las células obtenidas de esta manera (en la mayoría de los casos utilizando células animales en cultivo) son utilizadas por la ciencia mundial para investigaciones y experimentos.

Actualmente, el uso clínico de tales células es imposible.

Células madre fetales

Muy a menudo, en los artículos rusos, las SC embrionarias se denominan células obtenidas de fetos abortados (fetos). ¡Esto no es verdad! En la literatura científica, las células derivadas de tejidos fetales se denominan células fetales.

Las SC fetales se obtienen a partir de material abortivo entre las 6 y 12 semanas de gestación. No tienen las propiedades descritas anteriormente de las ESC obtenidas del blastocisto, es decir, la capacidad de reproducción ilimitada y diferenciación en cualquier tipo de células especializadas. Las células fetales ya han comenzado a diferenciarse y, por lo tanto, cada una de ellas, en primer lugar, solo puede sufrir un número limitado de divisiones y, en segundo lugar, no dar lugar a ninguna, sino a suficientes. ciertos tipos células especializadas. Este hecho hace que su uso clínico sea más seguro. Por tanto, a partir de células hepáticas fetales se pueden desarrollar células hepáticas especializadas y células hematopoyéticas. Del feto tejido nervioso, respectivamente, se desarrollan células nerviosas más especializadas, etc.

La terapia celular como especie tiene su origen precisamente en el uso de SC fetales. En los últimos 50 años en diferentes paises En todo el mundo se han realizado una serie de estudios clínicos con su aplicación.

En Rusia, además de las fricciones éticas y legales, el uso de material abortivo no probado está plagado de complicaciones, como la infección de la paciente con el virus del herpes, la hepatitis viral e incluso el SIDA. El proceso de aislamiento y obtención de FGC es complejo, para ello se requieren equipos modernos y conocimientos especiales.

Sin embargo, bajo supervisión profesional, las células madre fetales bien preparadas gran potencial V medicina CLINICA. Actualmente, el trabajo con SC fetales en Rusia se limita a la investigación científica. Su uso clínico no tiene base legal. Estas células se utilizan hoy de manera más amplia y oficial en China y algunos otros países asiáticos.

células de sangre del cordón umbilical

La fuente de células madre también es la sangre del cordón umbilical que se extrae después del nacimiento de un niño. Esta sangre es muy rica en células madre. Al tomar esta sangre y colocarla en un banco criogénico para su almacenamiento, en el futuro se podrá utilizar para restaurar muchos órganos y tejidos del paciente, así como para el tratamiento. varias enfermedades, principalmente hematológicos y oncológicos.

Sin embargo, la cantidad de SC en la sangre del cordón umbilical al nacer no es lo suficientemente grande y su uso efectivo, por regla general, solo es posible una vez para el niño menor de 12 a 14 años. A medida que crecen, el volumen de SC preparado se vuelve insuficiente para lograr un efecto clínico completo.

células madre adultas

Las células madre permanecen con nosotros durante toda la vida, desde el nacimiento. La fuente más accesible de SC es la médula ósea de un adulto, ya que la concentración de células madre en ella es máxima.

Un procedimiento bien preparado para recolectar dichas células suele ser completamente seguro. Las células obtenidas del propio paciente se denominan células madre autólogas (propias) (ASC). Su actividad y calidad no difieren mucho de las células obtenidas de otras fuentes. Al mismo tiempo, no existen restricciones legales para su uso y no existen fricciones éticas.

Dado que Entrenamiento vocacional El uso de estas células en medicina clínica se considera seguro: no son rechazadas, no tienen propiedades oncogénicas y no hay riesgo de infección. infecciones peligrosas durante el trasplante.

En la médula ósea, se distinguen dos tipos de células madre a la vez: las primeras son las SC hematopoyéticas, a partir de las cuales se forman absolutamente todas las células sanguíneas, las segundas son las SC mesenquimales, que regeneran casi todos los órganos y tejidos. También se pueden obtener de otras fuentes: por ejemplo, del tejido adiposo. Sin embargo, la eficacia de los SC obtenidos de esta forma, así como la seguridad de su uso, sigue siendo cuestionable. Otro tipo de células madre que están presentes en casi todos los tejidos son las SC regionales; por regla general, ya son células bastante diferenciadas que pueden dar lugar a solo unos pocos tipos de células que forman los tejidos de un órgano determinado.

Aplicaciones clínicas de las células madre.

El uso de SC para adultos en medicina se está desarrollando actualmente a gran escala, incluso en Rusia. Con la llegada de la calidad equipo de laboratorio Los protocolos para la preparación de células madre de donantes adultos proporcionan un tratamiento cada vez más seguro y eficaz. El uso clínico de otros tipos de SC está actualmente severamente restringido o prohibido debido a la falta de un marco legal.

Si se cumplen las condiciones y los permisos necesarios, el uso de AAS en Rusia está permitido: básicamente se trata de trabajos en el campo de la oncohematología (los CS son componentes sanguíneos), que también se llevan a cabo en todo el mundo. En algunos casos, se pueden obtener permisos para el uso limitado de SC para otras nosologías. Sin embargo, conviene recordar que la presencia de una base de permisos no implica en absoluto la presencia obligatoria de conocimientos y experiencia. Una organización que ofrezca dichos servicios debe contar con una gama completa de condiciones modernas, lo que, como mínimo, implica la presencia de: una base clínica, un equipo médico de especialistas en el campo de la terapia celular, conocimientos en el campo del diagnóstico y evaluación de contraindicaciones al trabajar con SC, experiencia en el trabajo con una enfermedad identificada, experiencia clínica, instalaciones de laboratorio y equipo de investigación.

Instituciones especializadas que trabajan con ASA, así como profesionales experimentados en esta área - unidades. Los especialistas de estas instituciones saben exactamente toda la verdad sobre las células madre y no afirmarán que su uso es una panacea y que hoy en día se tratan todas las enfermedades posibles. Por el contrario, estos especialistas suelen afirmar que los resultados clínicos se obtienen sólo en una pequeña lista de nosologías y que la terapia en sí tiene una serie de limitaciones. Además, la terapia celular ejecutada por expertos es visión radical tratamiento, y efecto clínico puede superar a cualquier análogo medicina clásica. En algunos casos, los CS son el único medio de tratamiento y rehabilitación de los pacientes.

El uso de tecnologías celulares es un proceso muy especializado que requiere muchos conocimientos. Sugerencias como "3 inyecciones en tres semanas y todo irá bien" deberían alertar seriamente a cualquier paciente. El tratamiento debe ser complejo, su duración puede ser de varios meses y siempre se realiza bajo la supervisión de profesionales experimentados.

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Las células madre se denominan células progenitoras y a partir de ellas, si es necesario, se forman todos los demás tipos de células que forman parte de diversos órganos y tejidos humanos. El término "célula madre" fue introducido por primera vez en 1908 por el hematólogo ruso A. Maksimov de San Petersburgo. Los biólogos A. Friedenstein e I. Chertkov llevaron a cabo una importante investigación con células madre en Rusia en los años 60 del siglo pasado. Fueron ellos quienes descubrieron las células madre mesenquimales (MSC) en la médula ósea, que tienen una capacidad regenerativa única. La diferencia entre células madre embrionarias y mesenquimales es que las primeras pueden obtenerse en una etapa temprana del desarrollo del embrión humano (a partir de masa interna blastocistos - un óvulo fertilizado - o de los rudimentos de los órganos genitales en las primeras etapas de desarrollo, literalmente en los primeros días), y estos últimos se encuentran a lo largo de la vida de una persona en todos sus órganos y tejidos. Las SC embrionarias son mucho más activas que las mesenquimales, tienen más alta habilidad reproducción, gran potencial de diferenciación. Además de las SC mesenquimales, también se aíslan células hematopoyéticas, precursoras de las células sanguíneas. Se encuentran en el torrente sanguíneo, a diferencia de los mesenquimales, que circulan en la sangre sólo cuando daño grave organismo.

Las células madre pueden restaurar la hematopoyesis en animales irradiados (efecto radioprotector), mantener la hematopoyesis durante mucho tiempo y formar unidades formadoras de colonias del bazo (colonias de bazo de doce días), dando origen a granulocitos, monocitos, eritroides, megacariocíticos y linfoides. colonias. Todas las células de origen hematopoyético se forman a partir de células madre hematopoyéticas primitivas (pHSC), localizadas en la médula ósea y que dan lugar a células de cuatro líneas principales de diferenciación:

eritroide (eritrocitos),

megacariocítico (plaquetas),

mieloide (granulocitos y fagocitos mononucleares)

linfoide (linfocitos).

La divergencia del elemento del tallo común ocurre en la etapa más temprana de la diferenciación de la médula ósea.

Las células presentadoras de antígenos se derivan principalmente, pero no exclusivamente, de células progenitoras mieloides.

Las células de las series mieloide y linfoide son las más importantes para el funcionamiento. sistema inmunitario.

La célula madre linfopoyética define dos líneas de desarrollo independientes que conducen a la formación de células T y células B.

La primera célula progenitora que se forma a partir de HSC es la unidad formadora de colonias (UFC), que determina las líneas de desarrollo que conducen a la formación de granulocitos, eritrocitos, monocitos y megacariocitos. La maduración de estas células se produce bajo la influencia de factores estimulantes de colonias (LCR) y varias interleucinas, incluidas IL-1, IL-3, IL-4, IL-5 e IL-6. todos juegan papel importante en la regulación positiva (estimulación) de la hematopoyesis y son producidos principalmente por células estromales de la médula ósea, pero también por formas maduras de células mieloides y linfoides diferenciadas. Otras citocinas (p. ej., TRF-beta) pueden regular negativamente (suprimir) la hematopoyesis).

Todas las células de la serie linfoide y mieloide tienen una vida útil limitada y todas se forman continuamente.

En mamíferos durante desarrollo prenatal Las HSC están presentes en el saco vitelino, el hígado, el bazo y la médula ósea. En el cuerpo adulto, las células madre hematopoyéticas se encuentran principalmente en la médula ósea, donde normalmente se dividen con poca frecuencia, produciendo nuevas células madre (autorrenovación). Un animal puede salvarse de los efectos de dosis letales de radiación inyectando células de la médula ósea que pueblan sus tejidos linfoides y mieloides.

Las células madre pluripotentes dan lugar a células progenitoras comprometidas que ya están irreversiblemente identificadas como los antepasados de uno o más tipos de células sanguíneas. Se cree que las células comprometidas se dividen rápidamente, pero un número limitado de veces, y se dividen bajo la influencia de factores microambientales: células vecinas y citoquinas solubles o unidas a membrana. Al final de dicha serie de divisiones celulares, estas células se diferencian terminalmente, generalmente ya no se dividen y mueren después de unos días o semanas. Las células madre pluripotentes son pocas, difíciles de reconocer y aún no está claro cómo eligen su camino entre diferentes opciones desarrollo. La programación de las divisiones celulares y la introducción de células en una determinada vía de diferenciación (compromiso) aparentemente también incluye eventos aleatorios. La célula madre es pluripotente porque Da lugar a muchos tipos de células terminalmente diferenciadas. En cuanto a las células sanguíneas, los experimentos muestran que todas las clases de células sanguíneas, tanto mieloides como linfoides, se derivan de una célula madre hematopoyética común.

La célula madre hematopoyética se desarrolla de la siguiente manera. En el embrión, la hematopoyesis comienza en el saco vitelino, pero a medida que se desarrolla, esta función pasa al hígado fetal y, finalmente, a la médula ósea, donde continúa durante toda la vida. La célula madre hematopoyética, que da origen a todos los elementos de la sangre, es pluripotente y puebla otros órganos hematopoyéticos y linfopoyéticos y se reproduce, convirtiéndose en nuevas células madre. Un animal puede salvarse de los efectos de dosis letales de radiación inyectando células de la médula ósea que pueblan sus tejidos linfoides y mieloides.

En el cuerpo adulto, las células madre hematopoyéticas se encuentran principalmente en la médula ósea, donde normalmente se dividen con bastante poca frecuencia para producir nuevas células madre (autorrenovación).

La célula progenitora que da origen a una colonia de glóbulos rojos en un cultivo celular se llama unidad formadora de colonias eritroides, o UFC-E, y da lugar a glóbulos rojos maduros después de seis o menos ciclos de división. UFC-E todavía no contiene hemoglobina.

hematopoyesis(hemopoesis) se llama desarrollo de la sangre. Distinguir la hematopoyesis embrionaria, que ocurre en el período embrionario.

y conduce al desarrollo de la sangre como tejido y a la hematopoyesis postembrionaria, que es un proceso de regeneración fisiológica de la sangre. El desarrollo de eritrocitos se llama eritropoyesis, el desarrollo de granulocitos - granulocitopoyesis, plaquetas - trombocitopoyesis, el desarrollo de monocitos - monocitopoyesis, el desarrollo de linfocitos e inmunocitos - linfocito e inmunocitopoyesis.

Hematopoyesis embrionaria.

En el desarrollo de la sangre como tejido en el período embrionario se pueden distinguir 3 etapas principales, que se reemplazan sucesivamente:

1) mesoblástico, cuando comienza el desarrollo de células sanguíneas en órganos extraembrionarios: el mesénquima de la pared saco vitelino Aparece el corion y el tallo (de la 3.ª a la 9.ª semana de desarrollo del embrión humano) y la primera generación de células madre sanguíneas (HSC);

2) hepático, que comienza en el hígado a partir de la semana 5-6 de desarrollo fetal, cuando el hígado se convierte en el principal órgano de hematopoyesis, en él se forma la segunda generación de HSC.

La hematopoyesis en el hígado alcanza un máximo a los 5 meses y finaliza antes del nacimiento. Las HSC del hígado colonizan el timo (aquí, a partir de la semana 7-8, se desarrollan linfocitos T), el bazo (la hematopoyesis comienza a partir de la semana 12) y los ganglios linfáticos (la hematopoyesis se observa a partir de la semana 10);

3) medular (médula ósea): la aparición de la tercera generación de HSC en la médula ósea, donde la hematopoyesis comienza a partir de la décima semana y aumenta gradualmente con el nacimiento, y después del nacimiento, la médula ósea se convierte en el órgano central de la hematopoyesis.

Hematopoyesis en la pared del saco vitelino. En los seres humanos, comienza al final de la segunda semana y al comienzo de la tercera semana de desarrollo embrionario. En el mesénquima de la pared del saco vitelino se aíslan los rudimentos de la sangre vascular o islas de sangre. En ellos las células mesenquimales se redondean, pierden procesos y se convierten en células madre sanguíneas. Las células que limitan los islotes sanguíneos se aplanan, se conectan entre sí y forman la membrana endotelial del futuro vaso. Una parte de las HSC se diferencia en células sanguíneas primarias (blastos), células grandes con citoplasma basófilo y un núcleo, en el que se ven claramente grandes nucléolos. La mayoría de las células sanguíneas primarias se dividen mitóticamente y se transforman en grandes eritroblastos primarios (megaloblastos). Esta transformación tiene lugar en relación con la acumulación de hemoglobina embrionaria en el citoplasma de los blastos, con la formación de eritroblastos policromatófilos primero y luego eritroblastos oxifílicos con un alto contenido de hemoglobina. En algunos eritroblastos primarios, el núcleo sufre cariorrexis y se elimina de las células; en otros, el núcleo se conserva. Como resultado, se forman eritrocitos primarios nucleados y libres de armas nucleares, que se diferencian talla grande en comparación con los normocitos y por eso se llaman megalocitos. Este tipo de hematopoyesis se llama megaloblástica. Es característico del período embrionario, pero puede aparecer en el período posnatal en algunas enfermedades ( anemia maligna). Junto con la hematopoyesis megaloblástica, la normoblástica comienza en la pared del saco vitelino, en el que se forman eritroblastos secundarios a partir de blastos; primero se convierten en eritroblastos policromatófilos, luego en normoblastos, a partir de los cuales se forman eritrocitos secundarios (normocitos); los tamaños de estos últimos corresponden a los eritrocitos (normocitos) de un adulto. El desarrollo de eritrocitos en la pared del saco vitelino ocurre dentro de los vasos sanguíneos primarios, es decir. intravascular. Simultáneamente extravascular de los blastos ubicados alrededor paredes vasculares, no diferencia un gran número de granulocitos: neutrófilos y eosinófilos. Parte de las HSC permanece en un estado indiferenciado y es transportada por el torrente sanguíneo a varios órganos del embrión, donde se diferencian aún más en células sanguíneas o tejido conectivo. Después de la reducción del saco vitelino, el principal órgano hematopoyético se convierte temporalmente en el hígado.

Hematopoyesis en el hígado. El hígado se deposita aproximadamente en la semana 3-4 de vida embrionaria y a partir de la semana 5 se convierte en el centro de la hematopoyesis. La hematopoyesis en el hígado se produce de forma extravascular, a lo largo del trayecto de los capilares que crecen junto con el mesénquima dentro de los lóbulos hepáticos. La fuente de la hematopoyesis en el hígado son las células madre sanguíneas, a partir de las cuales se forman blastos que se diferencian en eritrocitos secundarios. El proceso de su formación repite las etapas de formación de eritrocitos secundarios descritas anteriormente. Simultáneamente con el desarrollo de eritrocitos, se forman en el hígado leucocitos granulares, principalmente neutrófilos y eosinófilos. En el citoplasma del blasto, que se vuelve más claro y menos basófilo, aparece una granularidad específica, tras lo cual el núcleo adquiere Forma irregular. Además de los granulocitos, en el hígado se forman células gigantes (megacariocitos). Al final del período intrauterino, la hematopoyesis en el hígado se detiene.

Hematopoyesis en el timo.. El timo se deposita al final del primer mes de desarrollo intrauterino y entre la primera y la octava semana su epitelio comienza a poblarse con células madre sanguíneas, que se diferencian en linfocitos tímicos. Un número cada vez mayor de linfocitos del timo da lugar a linfocitos T que pueblan las zonas T de los órganos periféricos de la inmunopoyesis.

Hematopoyesis en el bazo. La colocación del bazo se produce al final del primer mes de embriogénesis. A partir de las células madre que invaden aquí se produce la formación extravascular de todo tipo de células sanguíneas, es decir, bazo en periodo embrionario Es un órgano hematopoyético universal. La formación de eritrocitos y granulocitos en el bazo alcanza su máximo en el quinto mes de embriogénesis. Después de eso, comienza a predominar en él la linfocitopoyesis.

Hematopoyesis en ganglios linfáticos . Las primeras marcas de ganglios linfáticos humanos aparecen en la semana 7-8 del desarrollo embrionario. La mayoría de los ganglios linfáticos se desarrollan entre las 9 y 10 semanas. En el mismo período, comienza la penetración de células madre sanguíneas en los ganglios linfáticos, de las cuales primeras etapas Se diferencian eritrocitos, granulocitos y megacariocitos. Sin embargo, la formación de estos elementos se suprime rápidamente mediante la formación de linfocitos, que constituyen la mayor parte de los ganglios linfáticos. La aparición de linfocitos individuales ya ocurre durante la semana 8-15 de desarrollo, sin embargo, el "asentamiento" masivo de los ganglios linfáticos por los precursores de los linfocitos T y B comienza a partir de la semana 16, cuando se forman las vénulas poscapilares, a través de cuya pared tiene lugar el proceso de migración celular. Las células progenitoras se diferencian en linfoblastos (linfocitos grandes) y luego en linfocitos medianos y pequeños. La diferenciación de los linfocitos T y B se produce en las zonas de los ganglios linfáticos dependientes de T y B.

Hematopoyesis en la médula ósea. La colocación de la médula ósea se realiza en el segundo mes de desarrollo embrionario. Los primeros elementos hematopoyéticos aparecen en la semana 12 de desarrollo; en este momento, la mayor parte de ellos son eritroblastos y precursores de granulocitos. Todo se forma a partir de HSC en la médula ósea. elementos con forma sangre, cuyo desarrollo se produce de forma extravascular. Parte de las HSC se almacenan en la médula ósea en estado indiferenciado, pueden diseminarse a otros órganos y tejidos y ser una fuente de desarrollo de células sanguíneas y tejido conectivo. Así, la médula ósea se convierte en el órgano central de la hematopoyesis universal y lo sigue siendo durante toda la vida posnatal. Proporciona células madre hematopoyéticas al timo y otros órganos hematopoyéticos.

Hematopoyesis postembrionaria. La hematopoyesis postembrionaria es un proceso de regeneración sanguínea fisiológica (renovación celular), que compensa la destrucción fisiológica de células diferenciadas.

La mielopoyesis se produce en el tejido mieloide (textus mieloideus), ubicado en las epífisis de los túbulos y las cavidades de muchos huesos esponjosos.

Aquí se desarrollan los elementos formados de la sangre: eritrocitos, granulocitos, monocitos, plaquetas, precursores de los linfocitos.

El tejido mieloide contiene células madre sanguíneas y del tejido conectivo.

Los precursores de los linfocitos migran gradualmente y pueblan órganos como el timo, el bazo, los ganglios linfáticos, etc.

La linfopoyesis ocurre en tejido linfoide(textus linfoideus), que tiene varias variedades presentadas en el timo, bazo, ganglios linfáticos. Realiza las funciones principales: la formación de linfocitos T y B e inmunocitos (plasmocitos, etc.).

Los tejidos mieloides y linfoides son tipos de tejido conectivo, es decir. relacionado con los tejidos ambiente interno. Presentan dos principales líneas celulares- células de tejido reticular y hematopoyético.

Las células reticulares, así como las grasas, los mastocitos y las osteogénicas, junto con la sustancia intercelular (matriz), forman un microambiente para

elementos hematopoyéticos. Estructuras del microambiente y hematopoyético.

Las células funcionan en una relación inextricable. El microambiente proporciona

efecto sobre la diferenciación de las células sanguíneas (por contacto con sus receptores o aislando factores específicos).

El tejido mieloide y todos los tipos de tejido linfoide se caracterizan por

la presencia de elementos estromales reticulares y hematopoyéticos,

formando un único todo funcional. El timo tiene un estroma complejo, representado tanto por tejido conectivo como por células reticuloepiteliales. Las células epiteliales secretan sustancias especiales, las timosinas, que afectan la diferenciación de los linfocitos T de las HSC. En los ganglios linfáticos y el bazo, especializados. células reticulares crear el microambiente necesario para la proliferación y diferenciación en zonas T y B especiales de linfocitos T y B y células plasmáticas.

Las HSC son precursoras pluripotentes (pluripotentes) de todas las células sanguíneas y pertenecen a una población de células autosostenida. Rara vez comparten. El concepto de células sanguíneas ancestrales fue formulado por primera vez a principios del siglo XX por A. A. Maksimov, quien creía que en su morfología son similares a los linfocitos. Actualmente, esta idea ha sido confirmada y desarrollada en los últimos estudios experimentales, realizados principalmente en ratones. La identificación de HSC fue posible mediante el método de formación de colonias.

Se ha demostrado experimentalmente (en ratones) que cuando a animales irradiados letalmente (que han perdido sus propias células hematopoyéticas) se les inyecta una suspensión de células rojas de la médula ósea o una fracción enriquecida con HSC, aparecen colonias de células en el bazo, descendientes de una HSC. La actividad proliferativa de las HSC está modulada por factores estimulantes de colonias (LCR), interleucinas (IL-3, etc.). Cada HSC en el bazo forma una colonia y se denomina unidad formadora de colonias esplénicas (UFC-C).

El recuento de colonias permite juzgar el número de células madre presentes en la suspensión celular inyectada. Así, se ha descubierto que en los ratones hay alrededor de 50 células madre por cada 105 células de la médula ósea, 3,5 células del bazo y 1,4 células de los leucocitos sanguíneos.

Estudio de la fracción purificada de células madre utilizando microscopio electrónico nos permite considerar que en términos de ultraestructura se acercan mucho a los pequeños linfocitos oscuros.

El estudio de la composición celular de las colonias permitió identificar dos líneas de diferenciación. Una línea da lugar a una célula multipotente: el antepasado de las series de hematopoyesis granulocítica, eritrocítica, monocítica y megacariocítica (CFU-HEMM). La segunda línea da lugar a una célula multipotente: el ancestro de la linfopoyesis (CFU-L). Las células oligopotentes (CFU-GM) y ancestrales unipotentes (progenitoras) se diferencian de las células multipotentes.

Células unipotentes parentales para monocitos (CFU-M), granulocitos neutrófilos (CFU-Gn), eosinófilos (CFU-Eo), basófilos (CFU-B), eritrocitos (CFU-E y CFU-E), megacariocitos (CFU -MHz) , a partir del cual se forman las células progenitoras (precursoras). En la serie linfopoyética, se aíslan células unipotentes, precursoras de los linfocitos B y, en consecuencia, de los linfocitos T. Las células polipotentes (pluripotentes y multipotentes), oligopotentes y unipotentes no difieren morfológicamente.

Todas las etapas anteriores del desarrollo celular forman cuatro compartimentos principales: I - células madre sanguíneas (pluripotentes, polipotentes); II - células progenitoras comprometidas (multipotentes); III - células oligopotentes y unipotentes ancestrales (progenitas) comprometidas; IV - células precursoras (precursoras).

La diferenciación de células pluripotentes en células unipotentes está determinada por la acción de una serie de factores específicos: eritropoyetinas (para eritroblastos), granulopoyetinas (para mieloblastos), linfopoyetinas (para linfoblastos), trombopoyetinas (para megacarioblastos), etc.

A partir de cada célula progenitora se forma un tipo específico de célula. La maduración de cada tipo de célula pasa por una serie de etapas que juntas forman un compartimento celular en maduración (V).

Las células maduras representan el último compartimento (VI). Todas las células de los compartimentos V y VI pueden identificarse morfológicamente.

Fig.18. Hematopoyesis postembrionaria, tinción con azul 11-eosina (esquema según NAYurina). Etapas de diferenciación sanguínea: I-IV - células morfológicamente no identificables; V - VI - células morfológicamente identificables. B - basófilo; PFU - unidad de explosión; G - granulocitos; Gn - granulocitos neutrófilos; UFC: ¡formación de colonias! unidades; CFU-C - unidad formadora de colonias esplénicas; L - linfocitos; Lek - célula madre de mt foid; M - monocito; se reunió - megakaryoshgg; Eo - eosinófilos; E - eritrocito.

Arroz. 19.

A - granulocitos neutrófilos segmentados; B - granuloitis eosinofílica (acidofílica); B - fanulocito basófilo: 1 - segmentos del núcleo; 2 - cuerpo de cromatina sexual; 3 - granulocitos primarios (azurófilos); 4 - gránulos secundarios (específicos); 5 - gránulos de eosinófilos maduros específicos que contienen cristaloides; b - gránulos de basófilos de varios tamaños y densidades; 7 - zona periférica que no contiene orgánulos; 8 - microvellosidades y pseudópodos.

Arroz. 20. Hemoppep embrionario (según A.A. Maksimov).

A - hematopoyesis en la pared del saco vitelino del embrión. conejillo de indias: 1 - células meenquimales; 2 - endotelio de la pared del vaso; 3 - blastos de células sanguíneas primarias; 4 - división mitótica de explosiones; B - sección transversal de la isla sanguínea del embrión de conejo S "/j día: I - cavidad vascular; 2 - endotelio; 3 - células sanguíneas intravasculares; 4 - células sanguíneas en división; 5 - formación de células sanguíneas primarias; 6 - endodermo; 7 - mesodermo de lámina visceral B - desarrollo secundario), eritroblastos en el vaso del embrión de conejo 13"D día: 1 - endotelio; 2 - proeritroblastos; 3 - eritroblastos basófilos; 4 - eritroblastos policromatófilos; 5 - eritroblastos oxifílicos (normoblastos); 6 - eritroblasto oxifílico con núcleo picnótico; 7 - aislamiento del núcleo del eritroblasto oxifílico (normoblasto); 8 - núcleo extruido del normoblasto; 9 - eritrocito secundario. D - hematopoyesis en la médula ósea de un embrión humano con una longitud corporal de 77 mm. Desarrollo extraesquelético de las células sanguíneas: 1 - endotelio vascular; 2 - explosiones; 3 - granulocitos neutrófilos; 4 - mielocito eoeinofílico.

Actualizar composición celularórgano dañado sin Intervención quirúrgica, decidir las tareas más difíciles que antes sólo eran posibles mediante trasplantes de órganos; estas tareas se resuelven hoy con la ayuda de células madre.

Para los pacientes, esta es una oportunidad de tener una nueva vida. Lo importante aquí es que la tecnología de uso de células madre está disponible para casi todos los pacientes y da un resultado realmente sorprendente, ampliando las posibilidades de trasplante.

Las células madre pueden transformarse, según el entorno, en células tisulares de diversos órganos. Una célula madre produce muchos descendientes activos y funcionales.

La investigación sobre la modificación genética de las células madre se lleva a cabo en todo el mundo y se estudian intensamente los métodos de su crecimiento.

Hay muchas enfermedades que prácticamente no se tratan o su tratamiento no es eficaz. de forma medica. Son estas enfermedades las que se han convertido en objeto de la mayor atención de los investigadores.

Células madre, regeneración, reparación de tejidos. De Adán al átomo

¿Qué son las células madre?

Cuando se fertiliza un óvulo, un cigoto (célula fertilizada) se divide y da lugar a células cuya tarea principal es transferir información genética a las siguientes generaciones de células.

Estas células aún no tienen su propia especialización, los mecanismos de dicha especialización aún no se han activado y es por eso que estas células madre embrionarias permiten utilizarlas para crear cualquier órgano.

Todos tenemos células madre. Originalmente se encontraban en los tejidos de la médula ósea. La forma más sencilla de detectar y aislar células madre es en jóvenes, niños. Pero las personas mayores también los padecen, aunque en cantidades mucho menores.

Compárese: una persona de entre 60 y 70 años tiene sólo una célula madre por cada cinco a ocho millones de células, y un embrión tiene una célula madre por cada diez mil.

Posibilidades de las células madre adultas - Sergey Kiselev

¿Cuál es el secreto de las células madre?

El secreto de las células madre es que, al ser células inmaduras, pueden transformarse en una célula de cualquier órgano.

Tan pronto como las células madre del cuerpo reciben una señal sobre daño a los tejidos o cualquier órgano, se envían a la lesión. Allí se convierten precisamente en aquellas células de tejidos u órganos humanos que necesitan protección.

Las células madre pueden transformarse y convertirse en cualquier célula: hepático, nervioso, músculo liso, mucoso. Tal estimulación del cuerpo conduce al hecho de que él mismo comienza a regenerar activamente sus propios tejidos y órganos.

Una persona adulta tiene una cantidad muy pequeña de células madre. Por tanto, cuanto mayor es una persona, más difícil y con mayores complicaciones es el proceso de regeneración y restauración del cuerpo tras lesiones o durante una enfermedad. Especialmente si el daño al cuerpo es extenso.

El cuerpo no puede regenerar por sí solo las células madre perdidas. Desarrollo en la zona medicina moderna hoy permiten introducir células madre en el organismo y, lo más importante, dirigirlas en la dirección correcta. Así, por primera vez es posible tratar enfermedades tan peligrosas como la cirrosis, la diabetes y los accidentes cerebrovasculares.

Garyaev, Petr Petrovich - Cómo gestionar las células madre

Fuentes de células madre

La principal fuente de células madre del cuerpo es la médula ósea. Una parte, pero muy pequeña, se encuentra en otros tejidos y órganos humanos, en la sangre periférica. Muchas células madre contienen sangre de vena umbilical recién nacidos.

La sangre del cordón umbilical como fuente de células madre tiene una serie de ventajas innegables.

En primer lugar, es mucho más fácil e indoloro recolectarlo que la sangre periférica. Esta sangre proporciona células madre genéticamente ideales en caso de que sea necesaria para su uso por parte de parientes cercanos: madre e hijo, hermanos y hermanas.

Durante el trasplante, el sistema inmunológico, recién creado a partir de células madre de un donante, comienza a luchar contra el sistema inmunológico del paciente. Es muy peligroso para la vida del paciente. La condición de una persona en tales casos es extremadamente difícil, hasta fallecidos. El uso de sangre de cordón umbilical en trasplantes reduce significativamente dichas complicaciones.

Además, existen una serie de ventajas indudables al utilizar sangre del cordón umbilical.

Ésta es la seguridad infecciosa del destinatario. Las enfermedades infecciosas (citomegalovirus y otras) no se transmiten del donante a través de la sangre del cordón umbilical.
Si se recogió en el momento del nacimiento de una persona, puede utilizarlo en cualquier momento para restaurar la salud.
El uso de sangre de la vena umbilical de recién nacidos no plantea problemas éticos, ya que luego se elimina.

Aplicaciones de células madre

Las células madre se utilizaron por primera vez en Francia para tratar la anemia en 1988.

El tratamiento altamente eficaz con células madre de tumores, accidentes cerebrovasculares, ataques cardíacos, lesiones y quemaduras ha obligado a la creación de instituciones especiales (bancos) en los países desarrollados para almacenar células madre congeladas durante mucho tiempo.

Hoy en día ya es posible, por orden de los familiares, colocar la sangre del cordón umbilical de un niño en un banco de sangre comercial nominal, de modo que en caso de lesión o enfermedad, sea posible utilizar sus propias células madre.

El trasplante de órganos internos restaura la salud humana solo si se realiza de manera oportuna y el sistema inmunológico del paciente no rechaza el órgano.

Aproximadamente el 75% de los pacientes que necesitan un trasplante de órgano mueren durante el período de espera. Las células madre pueden ser una fuente ideal de "repuestos" para los humanos.

Incluso hoy en día, el espectro de aplicación de las células madre en el tratamiento de las enfermedades más graves es muy amplio.

La restauración de las células nerviosas le permite restaurar. circulación capilar y causar crecimiento red capilar en el lugar de la lesión. Para tratar una médula espinal dañada, utilice la introducción de células madre neurales o culturas puras, que luego se convierten en células nerviosas.

Algunas formas de leucemia en niños se han vuelto curables gracias a los avances de la biomedicina. El trasplante de células madre hematopoyéticas se utiliza en la hematología moderna y el trasplante de células madre de médula ósea se utiliza en una amplia clínica.

Extremadamente difícil de tratar enfermedades sistémicas causado por disfunción del sistema inmunológico: artritis, esclerosis múltiple, lupus eritematoso, enfermedad de Crohn. Las células madre hematopoyéticas también son aplicables en el tratamiento de estas enfermedades.

Existe experiencia clínica práctica en el uso de células madre neurales en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson. Los resultados superan todas las expectativas.

Las células madre mesinquimales (estromales) ya se utilizan en la clínica ortopédica desde hace varios años. años recientes. Con su ayuda, restauran el cartílago articular destruido y los defectos óseos después de fracturas.

Además, estas mismas células se utilizan desde hace dos o tres años mediante inyección directa en la clínica para la restauración del músculo cardíaco tras un infarto.

La lista de enfermedades que se pueden tratar con células madre crece cada día. Y da esperanza de vida a los pacientes con enfermedades terminales.

Lista de enfermedades tratadas con células madre

Enfermedades benignas:

adrenoleucodistrofia;
anemia de Fanconi;
osteoporosis;
enfermedad de Gunther;
síndrome de Harler;
talasemia;
anemia aplásica idiopática;
esclerosis múltiple;
síndrome de Lesh-Nihan;
trombocitopenia amegacariocítica;
síndrome de Kostman;
lupus;
artritis juvenil resistente;
estados de inmunodeficiencia;
Enfermedad de Crohn;
síndrome de Bar;
colagenosis.

Enfermedades malignas:

linfoma no Hodgkin;
síndrome mielodisplásico;
leucemia;
cáncer de mama;
neuroblastoma.

Milagros de la cosmetología médica y estética.

El deseo de una persona de lucir joven y en forma durante décadas se debe al ritmo de vida moderno. ¿Es posible lucir tan bien a los cincuenta como a los cuarenta?

La cosmética médica, con el uso de la biotecnología moderna, ofrece esa oportunidad. Hoy en día es posible mejorar significativamente la turgencia, la elasticidad de la piel y salvar a una persona del eczema y la dermatitis.

Las células madre, que se inyectan durante la mesoterapia, eliminan la pigmentación de la piel, las cicatrices, los efectos de la exposición a productos químicos y el láser. Las arrugas, las manchas después del acné desaparecen, el tono de la piel mejora.

Además, con la ayuda de la mesoterapia se solucionan los problemas de cabello y uñas. ellos adquieren mirada saludable, se restablece su crecimiento.

Sin embargo, al utilizar preparados cosméticos muy eficaces hay que tener cuidado con los estafadores que anuncian preparados que supuestamente contienen células madre.

El costo del tratamiento con células madre.

El tratamiento con células madre se lleva a cabo en muchos países, incluida Rusia. Aquí oscila entre 240.000 y 350.000 rublos.

El alto precio se justifica por el proceso de alta tecnología de cultivo de células madre.

En los centros médicos, por tal costo, se inyectan al paciente cien millones de células por ciclo. Si una persona es más madura, es posible introducir dicha cantidad en un solo procedimiento.

El costo de los procedimientos, por regla general, no incluye las manipulaciones para obtener células madre. Con la introducción de células madre durante la cirugía, tendrás que pagar por separado este tipo de servicio médico.

La mesoterapia es más accesible hoy en día. Para aquellos que quieran obtener un efecto cosmético pronunciado, el costo aproximado de un procedimiento en Rusia costará entre 15.000 y 30.000 rublos. En total, es necesario realizar de cinco a diez durante el curso.

Prevenido vale por dos

Sin embargo, consciente del brillante futuro de la aplicación de nuevas tecnologías médicas, quisiera advertir contra el optimismo excesivo y recordar lo siguiente:

Las células madre son un fármaco inusual y difícil de revertir. El hecho es que las células madre, a diferencia de otros medicamentos, no se eliminan de la misma manera que los medicamentos convencionales. Contienen células vivas y su comportamiento no siempre es predecible. En caso de daño al cuerpo del paciente, los médicos no pueden detener el proceso;
Los científicos médicos esperan que los efectos secundarios del tratamiento con células madre sean mínimos. Pero ni siquiera se puede suponer que efecto secundario no será tratado. Como cualquier fármaco, incluso la aspirina, las células madre tienen limitaciones y efectos secundarios en su uso;
Los ensayos clínicos en los principales centros médicos sólo han confirmado que el trasplante de médula ósea es el único método de terapia celular hasta el momento;
El uso de células madre no es una panacea para el tratamiento de absolutamente todas las enfermedades, aunque sí tienen un gran potencial en el tratamiento de muchas lesiones, quemaduras, traumatismos y enfermedades;
Incluso si muchos gente famosa, los atletas, los políticos usan la terapia con células madre, esto no significa que tal método el tratamiento es adecuado todos. Se debe confiar en los profesionales.

¿Es posible la inmortalidad?

La inmortalidad humana es posible. – estamos convencidos de los logros de la medicina moderna.

Fantásticas ideas sobre síntesis. órganos humanos ya se están haciendo realidad en un futuro próximo. Pasarán diez años y los riñones, el corazón y el hígado artificiales estarán disponibles para todas las personas. Las inyecciones simples restaurarán la piel y rejuvenecerán. El principal mérito de esto pertenecerá a las células madre.

Las células madre son células indiferenciadas que están presentes en el cuerpo humano como “reserva estratégica” en cualquier etapa de su vida. Una característica es su capacidad ilimitada para dividirse y la capacidad de dar origen a cualquier tipo de células humanas especializadas.

Debido a su presencia, se produce una renovación celular gradual de todos los órganos y tejidos del cuerpo y la restauración de órganos y tejidos después de un daño.

Historia del descubrimiento y la investigación.

El científico ruso Alexander Anisimov fue el primero en demostrar la existencia de células madre. Sucedió allá por 1909. Su aplicación práctica interesó a los científicos mucho más tarde, alrededor de 1950. No fue hasta 1970 que se trasplantaron por primera vez células madre a pacientes con leucemia, y este método El tratamiento comenzó a aplicarse en todo el mundo.

A partir de ese momento, el estudio de las células madre se destacó como una dirección separada, comenzaron a aparecer laboratorios separados e incluso institutos de investigación completos, que desarrollaron métodos de tratamiento utilizando células progenitoras. En 2003 apareció la primera empresa rusa de biotecnología, llamada Human Stem Cell Institute, que hoy es el mayor depósito de muestras de células madre y también promueve sus propias tecnologías innovadoras en el mercado. medicamentos y servicios de alta tecnología.

En esta etapa del desarrollo de la medicina, los científicos han logrado obtener un óvulo a partir de una célula madre, que en el futuro permitirá a las parejas infértiles tener sus propios hijos.

Vídeo: Biotecnología exitosa

¿Dónde se encuentran las células progenitoras?

Las células madre se pueden encontrar en casi todas las partes del cuerpo humano. Están en sin fallar presente en todos los tejidos del cuerpo. Su cantidad máxima en un adulto está contenida en la médula ósea roja, un poco menos en la sangre periférica, el tejido adiposo y la piel.

Cuanto más joven es un organismo, más contiene, más activas son estas células en términos de tasa de división y más amplia es la gama de células especializadas que cada célula progenitora puede dar a luz.

¿De dónde sacan el material?

Embrionario.

Las más "sabrosas" para los investigadores son las células madre embrionarias, ya que cuanto menos ha vivido el organismo, más plásticas y biológicamente activas son las células precursoras.

Pero si para los investigadores no es un problema obtener células animales, entonces cualquier experimento con embriones humanos se considera poco ético.

Esto ocurre a pesar de que, según las estadísticas, aproximadamente uno de cada dos embarazos en el mundo mundo moderno termina en aborto.

De la sangre del cordón umbilical.

En términos de moralidad y decisiones legislativas, en varios países están disponibles las células madre de la sangre del cordón umbilical, el propio cordón umbilical y la placenta.

Actualmente se están creando bancos enteros de células madre de la sangre del cordón umbilical, que posteriormente podrán utilizarse para tratar diversas enfermedades y consecuencias de lesiones corporales. Con carácter comercial, numerosos bancos privados ofrecen a los padres un "depósito" nominal para sus hijos. Uno de los argumentos en contra de la recolección y congelación de sangre del cordón umbilical es la cantidad limitada que se puede obtener de esta manera.

Se cree que sólo un niño hasta cierta edad y peso corporal (hasta 50 kg).

Pero no siempre es necesario restaurar una cantidad tan grande de tejido. Para restaurar, por ejemplo, el mismo cartílago. articulación de la rodilla sólo una pequeña parte de las celdas guardadas será suficiente.

Lo mismo se aplica a la restauración de las células del páncreas o del hígado dañados. Y dado que las células madre de una porción de sangre del cordón umbilical se dividen en varios criotubos antes de congelarlas, siempre será posible utilizar una pequeña parte del material.

Obtención de células madre de un adulto.

No todos tuvieron la suerte de recibir de sus padres su "suministro de emergencia" de células madre de la sangre del cordón umbilical. Por ello, en esta etapa se están desarrollando métodos para obtenerlos de adultos.

Los principales tejidos que pueden servir como fuentes son:

tejido adiposo (tomado durante una liposucción, por ejemplo);
sangre periférica, que se puede extraer de una vena);
médula ósea roja.

Las células madre adultas obtenidas de diferentes fuentes pueden tener algunas diferencias debido a la pérdida de versatilidad celular. Por ejemplo, las células sanguíneas y rojas de la médula ósea pueden dar lugar predominantemente a células sanguíneas. Se llaman hematopoyéticos.

Y las células madre del tejido adiposo son mucho más fáciles de diferenciar (renacer) en células especializadas de órganos y tejidos del cuerpo (cartílago, huesos, músculos, etc.). Se llaman mesenquimales.

Dependiendo de la magnitud de la tarea a la que se enfrentan los científicos, es posible que necesiten un número diferente de dichas células. Por ejemplo, ahora se están desarrollando métodos para hacer crecer dientes derivados de la orina a partir de ellos. No hay tantos allí.

Pero dado que un diente sólo necesita crecer una vez y su vida útil es significativa, entonces se necesitan pocas células madre.

Vídeo: Banco de células madre de Pokrovsky

Bancos para almacenamiento de material biológico

Se crean bancos especiales para el almacenamiento de muestras. Dependiendo del propósito del almacenamiento del material, pueden ser de propiedad estatal. También se les llama bancos registradores. Los registradores almacenan células madre de donantes anónimos y pueden, a su discreción, proporcionar el material a cualquier institución médica o de investigación.

También hay bancos comerciales que ganan dinero almacenando muestras de donantes específicos. Sólo sus dueños pueden utilizarlos para darse un capricho a sí mismos o a familiares cercanos.

Si hablamos de la demanda de muestras, las estadísticas son las siguientes:

una de cada mil muestras tiene demanda en los bancos registradores;
El material almacenado en bancos privados se utiliza aún menos frecuentemente.

Sin embargo, tiene sentido mantener una muestra nominal en un banco privado. Hay varias razones para esto:

las muestras de donantes cuestan dinero, a veces mucho, y la cantidad necesaria para comprar una muestra y enviarla a la clínica adecuada suele ser muchas veces mayor que el coste de almacenar su propia muestra durante varias décadas;
se puede utilizar una muestra nominal para tratar a parientes consanguíneos;
Se puede suponer que en el futuro los órganos y tejidos se restaurarán utilizando células madre con mucha más frecuencia que en nuestro tiempo y, por lo tanto, la demanda de ellos no hará más que crecer.

Aplicación en medicina

De hecho, la única dirección de su uso que ya se ha estudiado es el trasplante de médula ósea como etapa en el tratamiento de leucemias y linfomas. Algunos estudios sobre la reconstrucción de órganos y tejidos con ayuda de células madre ya han llegado a la etapa de experimentos en humanos, pero aún no se habla de una introducción masiva en la práctica médica.

Para obtener nuevos tejidos a partir de células madre suele ser necesario realizar las siguientes manipulaciones:

recogida de material;
aislamiento de células madre;
cultivo de células madre sobre sustratos nutritivos;
creación de condiciones para la transformación de células madre en especializadas;
reducir los riesgos asociados a la posibilidad de transformación maligna de células derivadas de células madre;
trasplante.

Las células madre se aíslan de los tejidos extraídos para el experimento mediante dispositivos especiales llamados separadores. También hay varios métodos precipitación de células madre, pero su efectividad está determinada en gran medida por las calificaciones y la experiencia del personal, y también existe el riesgo de contaminación bacteriana o micosis muestra.

Las células madre resultantes se colocan en un medio especialmente preparado que contiene linfa o suero sanguíneo de terneros recién nacidos. En un sustrato nutritivo, se dividen muchas veces, su número aumenta varios miles de veces. Antes de ser introducidos en el organismo, los científicos dirigen su diferenciación en una dirección determinada, por ejemplo, reciben células nerviosas, células del hígado o del páncreas, una placa cartilaginosa, etc.

Es en esta etapa cuando existe el peligro de que degeneren en un tumor. Para prevenir esto, se están desarrollando técnicas especiales que reducen la probabilidad de degeneración cancerosa de las células.

Métodos para introducir células en el cuerpo:

la introducción de células en los tejidos directamente en el lugar donde hubo una lesión o los tejidos resultaron dañados como resultado proceso patologico(enfermedades): la introducción de células madre en el área de la hemorragia en el cerebro o en el lugar del daño nervios periféricos;
introducción de células en sangre: así se administran las células madre en el tratamiento de la leucemia.

Pros y contras del uso de células madre para el rejuvenecimiento

Su estudio y uso en los medios de comunicación se cita cada vez más como una forma de alcanzar la inmortalidad, o al menos la longevidad. Ya en los años 70, las células madre se administraban como agente rejuvenecedor a miembros ancianos del Politburó del PCUS.

Ahora que han surgido varios centros privados de investigación biotecnológica, algunos investigadores han comenzado a realizar inyecciones rejuvenecedoras de células madre previamente extraídas del propio paciente.

Este procedimiento es bastante caro, pero nadie puede garantizar su resultado. Al aceptar, el cliente debe ser consciente de que está participando en un experimento, ya que muchos aspectos de su uso aún no han sido estudiados.

Vídeo: Qué pueden hacer las células madre

Los tipos de trámites más comunes son:

la introducción de células madre en la dermis (el procedimiento recuerda algo a la biorevitalización);
Rellenar defectos de la piel, agregar volumen a los tejidos (esto es más como usar rellenos).

En el segundo caso, se utiliza el tejido adiposo del propio paciente y sus células madre en mezcla con un estabilizado. ácido hialurónico. Los experimentos con animales han demostrado que tal cóctel permite más el tejido adiposo eche raíces y mantenga el volumen durante mucho tiempo.

Los primeros experimentos se llevaron a cabo en personas a las que se les eliminaron las arrugas con este método y tuvieron un aumento de las glándulas mamarias. Sin embargo, todavía no hay datos suficientes para que ninguno de los médicos repita esta experiencia en su paciente, proporcionándole un resultado garantizado.

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