Celulele stem și aplicațiile lor. Ce sunt celulele stem? Ce sunt celulele stem și de ce sunt necesare?

Mulțumiri

celule stem sunt în prezent subiectul unei discuţii foarte aprinse în societate. Probabil, nu există o singură persoană care să nu fi auzit măcar termenul de „celule stem”. Din păcate, pe lângă faptul că cunoaște acest termen, o persoană, de regulă, nu poate spune nimic despre ce sunt celulele stem, care sunt proprietățile lor, cum sunt obținute și de ce pot fi folosite pentru a trata o serie de boli.

Această situație s-a dezvoltat deoarece numeroase programe de televiziune, forumuri și reclame nu oferă informații detaliate și ample despre subiect. Cel mai adesea, informațiile despre celulele stem sunt prezentate fie sub forma unei reclame care le laudă și le ridică ca un panaceu pentru toate bolile, fie în programe se vorbește despre scandaluri care, uneori, în moduri incredibile, sunt asociate cu exact aceleași celule stem. .

Adică situația cu celulele stem este asemănătoare cu unele zvonuri care circulă despre ceva misterios, dar foarte puternic, care poate aduce un mare bine sau un rău nu mai puțin teribil. Desigur, acest lucru este greșit și reflectă doar lipsa completă de informații obiective și cuprinzătoare în oameni. Să luăm în considerare ce sunt celulele stem, de ce sunt necesare, cum sunt obținute, ce proprietăți au și alte probleme care sunt cumva legate de aceste obiecte biologice.

Ce sunt celulele stem?

În termeni generali, putem spune că celulele stem sunt structuri care au capacitatea de a se transforma în celule adulte și active funcțional ale diferitelor organe. Din celulele stem pot crește și forma o celulă hepatică (hepatocit), o celulă renală (nefrocit), o celulă cardiacă (cardiomiocit), un vas, un os, un cartilaj, un uter, un ovar etc. Adică, în esență, celulele stem sunt un fel de rezerve de rezervă, din care, după caz, se vor forma celule noi ale diferitelor organe pentru a le înlocui pe cele moarte sau deteriorate.

Cu toate acestea, această definiție a celulelor stem este foarte generală, deoarece reflectă doar trăsătura caracteristică principală a acestui tip de celule, pe lângă care există multe alte proprietăți care determină soiurile lor. Pentru a naviga în problema celulelor stem și a avea o imagine relativ completă a acestora, este necesar să cunoaștem aceste proprietăți caracteristice și varietăți ale acestora.

Proprietăți și varietăți de celule stem

Principala proprietate a oricărei celule stem este potența sa, determinată de gradul de diferențiere și proliferare. Să aruncăm o privire la ce înseamnă acești termeni.

potenta

Potența este o capacitate strict limitată a unei celule stem de a se transforma în anumite tipuri de celule ale diferitelor organe. Cu cât se pot forma mai multe tipuri de celule din tulpină, cu atât ea este mai mare. De exemplu, vasele, celulele adipoase, celulele pielii, cartilajului, părului și unghiilor se pot forma dintr-un fibroblast (celulă stem din țesut conjunctiv), iar dintr-o celulă stem mezenchimală se pot forma cardiomiocitele, fibrele musculare etc. Adică, fiecare celulă stem, de fapt, are capacitatea de a se transforma doar într-o gamă limitată de celule care împărtășesc unele proprietăți și funcții comune. De exemplu, o celulă stem mezenchimală nu se poate dezvolta într-o celulă de piele sau de păr.

În legătură cu astfel de restricții privind potența, au fost identificate următoarele tipuri de celule stem:

• Totipotent - capabil să se transforme în celule ale tuturor organelor și țesuturilor fără excepție;
• Polipotent (multipotent) - capabil să se transforme în celule de mai multe tipuri de organe sau țesuturi care au o origine embrionară comună;
• Monopotent - capabil să se transforme doar într-o varietate de celule ale oricărui organ.

Celule stem totipotente sau embrionare

Numai celulele stem embrionare umane de până la a 8-a diviziune posedă totipotență. Adica zigotul (oul fecundat) si embrionul s-au format din acesta pana in momentul in care este format din 256 de celule. Toate celulele embrionului, până când ajunge la dimensiunea de 256 de celule, iar zigotul, de fapt, sunt celule stem. În condiții normale, este foarte dificil să se obțină celule embrionare cu totipotență, deoarece zigotul începe să se dividă chiar și în tubul uterin, iar după transplantul în uter, este deja mai mult de 256 de celule. Adică, atunci când o femeie află despre sarcină, fătul are deja mai mult de 256 de celule și, prin urmare, nu au totipotență.

În prezent, celulele stem totipotente se obțin doar în laborator, prin fecundarea ovulului cu un spermatozoid și creșterea embrionului la dimensiunea dorită. Celulele totipotente embrionare sunt utilizate în principal pentru experimente pe animale și pentru creșterea organelor artificiale.

celule stem pluripotente

Celulele stem ale embrionului uman au pluripotență, începând cu a 8-a diviziune și până în a 22-a săptămână de sarcină. Fiecare celulă stem pluripotentă se poate dezvolta în doar câteva tipuri de țesuturi sau organe. Acest lucru se datorează faptului că în stadiul de 256 de celule din embrionul uman, organele și țesuturile primare încep să iasă în evidență. Aceste structuri primare vor da, ulterior, naștere tuturor organelor și țesuturilor corpului uman, fără excepție. Astfel, în embrion apar celule stem pluripotente mezenchimale, nervoase, de sânge și de țesut conjunctiv.

celule stem mezenchimale

Din celulele stem mezenchimale se formează organe interne, cum ar fi ficatul, splina, rinichii, inima, plămânii, vezica biliară, pancreasul, stomacul și altele, precum și mușchii scheletici. Aceasta înseamnă că din aceeași celulă stem mezenchimală se pot forma cardiomiocitele, hepatocitele, celulele stomacale etc.

celule stem neuronale

Din ele, respectiv, se formează toate structurile sistemului nervos. Dintr-o celulă stem sanguină pluripotentă se formează toate celulele sanguine, fără excepție, cum ar fi monocitele, leucocitele, limfocitele, trombocitele și eritrocitele. Și toate vasele, cartilajele, oasele, pielea, țesutul adipos subcutanat, ligamentele și articulațiile sunt formate din celula stem a țesutului conjunctiv.

celule stem hematopoietice

Ele formează absolut toate celulele sanguine. În plus, deoarece celulele sanguine trăiesc destul de scurt - de la 90 la 120 de zile, ele sunt actualizate și înlocuite în mod constant de-a lungul vieții unei persoane. Înlocuirea celulelor sanguine moarte are loc datorită formării constante a altora noi din celulele stem hematopoietice situate în măduva osoasă. Astfel de celule stem hematopoietice persistă de-a lungul vieții unei persoane, iar dacă dezvoltarea lor normală este perturbată, o persoană dezvoltă boli de sânge precum leucemie, anemie, limfoame etc.

În prezent, celulele stem pluripotente sunt folosite destul de des în medicina practică, atât pentru tratarea unor boli grave (de exemplu, diabet zaharat, scleroză multiplă, boala Alzheimer etc.), cât și pentru întinerire. Celulele stem pluripotente sunt obținute din organele embrionilor avortați nu mai vechi de 22 de săptămâni de gestație. În același timp, celulele stem sunt împărțite în funcție de organul din care sunt obținute, de exemplu, hepatic, creier, sânge etc. Cel mai des sunt utilizate celulele ficatului fetal (embrionar), deoarece au cea mai universală potență. necesare pentru tratamentul bolilor diferitelor organe, de exemplu, ciroza hepatică, infarctul miocardic etc. Celulele stem multipotente derivate din organe embrionare sunt adesea denumite și celule stem fetale. Acest nume este derivat din cuvântul „făt”, care în latină înseamnă făt, embrion.

celule stem monopotente

După 22 de săptămâni de gestație, toate celulele stem fetale devin monopotente și sunt atașate de organe și țesuturi. Monopotența înseamnă că o celulă se poate dezvolta doar în celulele specializate ale organului în care se află. De exemplu, o celulă stem hepatică poate deveni doar celule ale conductelor hepatice sau celule care produc bilă, se detoxifică și așa mai departe. Dar întreaga sa gamă de transformări posibile este limitată doar de varietăți de celule hepatice. O astfel de celulă hepatică monopotentă nu se va mai putea transforma într-o celulă a splinei, a inimii sau a oricărui alt organ, spre deosebire de una pluripotentă. Iar fixitatea celulelor înseamnă că ele se află doar în acest organ și nu se vor putea muta niciodată în altul.

Un copil se naște tocmai cu astfel de celule stem monopotente, care sunt prezente în fiecare organ și țesut fără excepție, constituind un fel de rezervă. Din această rezervă, în timpul vieții se formează celule noi ale fiecărui organ și țesut pentru a le înlocui pe cele deteriorate și moarte. De-a lungul vieții, astfel de celule stem sunt consumate treptat, dar chiar și până la momentul morții unei persoane de la bătrânețe, ele sunt încă prezente în toate organele și țesuturile.

Aceasta înseamnă că, teoretic, numai celule stem monopotente pot fi obținute din organele și țesuturile unui copil sau unui adult. Astfel de celule sunt de obicei numite după organul din care sunt derivate, cum ar fi nervul, ficatul, stomacul, grăsimea, oasele etc. Cu toate acestea, în măduva osoasă chiar și a unui adult există două tipuri de celule stem pluripotente - sânge și mezenchimal, care în prezent sunt destul de simplu de obținut prin metode de laborator de rutină. Pentru tratamentul diferitelor boli și întinerire, aceste celule stem pluripotente din sânge și mezenchimale derivate din măduva osoasă sunt cele mai des folosite.

Proliferarea și diferențierea celulelor stem

Pe lângă proprietățile enumerate ale potenței, fiecare celulă stem se caracterizează prin gradul de diferențiere și capacitatea de a prolifera. Luați în considerare ce înseamnă termenii proliferare și diferențiere.

Proliferarea este capacitatea unei celule de a se diviza, adică de a se înmulți. Faptul este că fiecare celulă stem în procesul de transformare în structuri celulare specializate ale oricăror organe și țesuturi trece nu numai prin procesul de maturare, ci și se împarte de mai multe ori. Mai mult, diviziunea are loc la fiecare etapă succesivă de maturare. Adică, dintr-o singură celulă stem, se obțin de la mai multe bucăți la câteva sute de celule mature gata făcute din orice organ sau țesut.

Diferențierea este gradul de specializare îngustă a unei celule, adică prezența unei funcții strict definite pentru care sunt create. De exemplu, celulele foarte specializate ale mușchiului inimii (cardiomiocitele) sunt create doar pentru a efectua contracții, cu ajutorul cărora sângele este împins și circulat în tot corpul. În consecință, celulele care au propriile lor funcții specializate sunt numite foarte diferențiate. Și celulele relativ universale care nu au funcții specifice sunt slab diferențiate. În mod normal, în corpul uman, toate celulele organelor și țesuturilor sunt foarte diferențiate și numai celulele stem monopotente sunt clasificate ca slab diferențiate. Aceste celule nu au funcții specifice și, prin urmare, sunt slab diferențiate.

Procesul de transformare a unei celule stem într-una specializată cu funcții clare și definite se numește diferențiere, în cursul căreia trece de la una slab diferențiată la una foarte diferențiată. În procesul de diferențiere, o celulă stem trece prin numeroase etape, în fiecare dintre ele se divide. În consecință, cu cât diferențierea unei celule stem este mai mică, cu atât va trebui să treacă mai multe etape în procesul de diferențiere și cu cât se va diviza de mai multe ori.

Pe baza acesteia, putem formula următoarea regulă simplă: cu cât este mai mare potența celulei, adică cu cât este mai scăzut gradul de diferențiere, cu atât este mai puternică capacitatea acesteia de a prolifera. Aceasta înseamnă că celulele stem totipotente cele mai slab diferențiate au cea mai mare capacitate de proliferare. Prin urmare, dintr-o celulă stem totipotentă se formează câteva mii de celule specializate și foarte diferențiate ale diferitelor organe și țesuturi. Și celulele stem monopotente cele mai diferențiate au o capacitate minimă de a prolifera. Prin urmare, dintr-o celulă monopotentă se formează doar câteva celule foarte diferențiate ale oricărui organ sau țesut.

Tipuri de celule stem ale diferitelor organe

În prezent, la un adult sau un copil, celulele stem sunt obținute din sângele din cordonul ombilical sau din măduva osoasă. De asemenea, celulele stem pentru nevoi clinice și de cercetare sunt obținute din material abortiv al fetușilor de cel mult 23 de săptămâni de gestație. Să luăm în considerare ce tipuri de celule stem se obțin din aceste surse potențiale.

celule stem cerebrale

Acest tip de celule se obține din creierul fetușilor avortați la 18-22 săptămâni de gestație. Din punct de vedere tehnic, este aproape imposibil să se obțină celule stem cerebrale de la embrioni mai puțin maturi din cauza dimensiunilor lor foarte mici.

Celulele stem cerebrale sunt clasificate ca pluripotente neuronale, adică orice structuri celulare ale sistemului nervos ale oricărui organ sau țesut se pot forma din ele. De exemplu, neuronii girului, structurile măduvei spinării, fibrele nervoase, receptorii senzoriali și motorii, sistemul de conducere al inimii etc. pot fi formați din celule stem cerebrale. În general, orice celulă nervoasă din orice parte a corpului uman se poate forma dintr-o celulă stem pluripotentă a creierului.

Acest tip de celule este folosit în mod obișnuit pentru a trata bolile neurodegenerative și leziunile nervoase traumatice, cum ar fi accidentul vascular cerebral, scleroza multiplă, boala Alzheimer, zdrobirea țesuturilor, pareza, paralizia, paralizia cerebrală etc.

Celulele stem hepatice

Celulele stem hepatice sunt obținute din organul corespunzător al fătului la 18-22 săptămâni de gestație. Acest tip de celulă stem se mai numește și fetală. Este imposibil din punct de vedere tehnic să se obțină celule stem hepatice de la embrioni mai puțin maturi din cauza dimensiunilor lor foarte mici și a lipsei unui ficat complet format.

Din ficatul fătului se obțin două tipuri de celule stem pluripotente - hematopoietice și mezenchimale. În prima etapă, se obține un amestec din ambele tipuri de celule stem pluripotente, iar apoi, dacă este necesar, acestea sunt separate. Celulele fetale mezenchimale au cea mai mare valoare, deoarece pot fi folosite pentru a crește celule cu drepturi depline și active funcțional ale diferitelor organe interne, cum ar fi plămânii, inima, ficatul, splina, rinichii, uterul, vezica urinară, stomacul etc. . În prezent, celulele aproape tuturor organelor sunt crescute cu succes în eprubete prin adăugarea de substanțe speciale la mediul nutritiv care le fac să se diferențieze într-o direcție dată. De exemplu, pentru a crește un cardiomiocit (celulă cardiacă), se adaugă 5-azacitidină în mediul nutritiv și sunt necesare alte substanțe chimice pentru a obține toate celelalte tipuri specializate de celule de organ. Mai mult, pentru formarea unei celule a fiecărui organ specific, este necesar să se adauge un compus strict definit în mediul nutritiv.

Celulele stem hepatice fetale sunt folosite pentru tratarea diferitelor boli severe, cronice ale organelor interne, cum ar fi ciroza, atacurile de cord, incontinența urinară, tuberculoza pulmonară, diabetul zaharat etc.

Celulele stem din sângele din cordonul ombilical

După cum sugerează și numele, celulele stem de acest tip sunt obținute din sângele din cordonul ombilical al unui nou-născut. În acest caz, precum și din ficatul fetal, se obțin două tipuri de celule stem pluripotente - hematopoietice și mezenchimale. Mai mult, majoritatea celulelor stem izolate din sângele din cordonul ombilical sunt hematopoietice.

Celulele hematopoietice se pot transforma în orice elemente celulare din sânge (trombocite, leucocite, eritrocite, monocite și limfocite) și contribuie la creșterea vaselor de sânge. Un mic procent de celule stem hematopoietice se pot dezvolta în celule în vasele de sânge și limfatice.

În prezent, celulele stem din sângele din cordonul ombilical sunt cel mai adesea folosite pentru întinerirea sau tratamentul diferitelor boli severe, cronice. În plus, multe femei decid să colecteze sânge din cordonul ombilical și să izoleze celulele stem pentru depozitare ulterioară într-o criobancă, astfel încât să poată folosi materialul pregătit dacă este necesar.

Clasificarea cel mai frecvent utilizată a celulelor stem

În funcție de potență, se disting următoarele tipuri de celule stem:

• Celulele stem embrionare (au totipotență și se obțin din ouă fertilizate artificial crescute în eprubete până la timpul necesar);
• Celulele stem fetale (au multipotență și sunt obținute din material abortiv);
• Celule stem adulte (au multipotență și sunt obținute din sângele din cordonul ombilical sau din măduva osoasă a unui adult sau a unui copil).

Celulele stem pluripotente, în funcție de tipul diferențierii lor, sunt împărțite în următoarele soiuri:

• Celulele stem hematopoietice (sunt precursorii absolut tuturor celulelor sanguine vasculare);
• Celulele stem mezenchimale (sunt precursorii tuturor celulelor organelor interne și ale mușchilor scheletici);
• Celulele stem ale țesutului conjunctiv (sunt precursorii celulelor pielii, oaselor, grăsimilor, cartilajelor, ligamentelor, articulațiilor și vaselor de sânge);
• Celulele stem neurogenice (sunt precursorii absolut tuturor celulelor legate de sistemul nervos).

Obținerea de celule stem

Sursele pentru obținerea celulelor stem sunt următoarele substraturi biologice:

• Sânge din cordonul ombilical al unui nou-născut;
• Măduva osoasă a unui copil sau adult;
• Sânge periferic (din venă) după stimulare specială;
• Material abortiv obținut de la femei la 2-12 săptămâni de sarcină;
• Fetuși la termenii de 18 - 22 de săptămâni de sarcină, care au murit ca urmare a nașterii premature, avortului spontan tardiv sau avortului din motive sociale;
• Țesuturi ale persoanelor sănătoase decedate recent (de exemplu, decesul a survenit ca urmare a unei răni etc.);
• Țesutul adipos al unui adult sau al unui copil;
• Fertilizarea in vitro a unui ovul de către un spermatozoid cu formarea unui zigot.

Cel mai adesea, celulele stem sunt obținute din sângele din cordonul ombilical, măduva osoasă sau material abortiv. Alte metode de obținere a celulelor stem sunt folosite exclusiv în scopuri de cercetare.

Celulele stem sunt obținute din sângele ombilical și periferic, precum și din măduva osoasă, folosind aceleași metode. Pentru a le obține, în primul rând, măduva osoasă (de la 20 la 200 ml) este luată în timpul puncției ilionului la adulți sau a sternului la copii. Sângele periferic este prelevat dintr-o venă în același mod ca pentru o transfuzie. Iar sângele din cordonul ombilical este pur și simplu colectat într-o eprubetă sterilă chiar în maternitate, înlocuindu-l sub cordonul ombilical tăiat al bebelușului.

Sângele sau măduva osoasă este apoi transportată la un laborator unde celulele stem sunt izolate din ele folosind una dintre cele două metode posibile. Cea mai frecvent utilizată diviziune în gradientul de densitate ficoll-urografin. Pentru a face acest lucru, se toarnă un strat de ficoll în eprubetă, apoi se toarnă cu grijă peste el urografină, astfel încât soluțiile să nu se amestece. Și în sfârșit, sângele sau măduva osoasă este, de asemenea, stratificat cu grijă pe suprafața urografinei, încercând să minimizeze amestecarea acesteia cu cele două soluții anterioare. Apoi tubul este deșurubat într-o centrifugă la o viteză mare de cel puțin 8.000 rpm, în urma căreia un inel subțire de celule stem este compactat și concentrat la interfața dintre ficoll și urographin. Acest inel este colectat cu grijă cu o pipetă într-un alt tub steril. Apoi se toarnă un mediu nutritiv în el și se deșurubează de mai multe ori într-o centrifugă pentru a îndepărta toate celulele non-stem care au intrat accidental în inel. Celulele stem gata preparate sunt fie plasate într-un mediu nutritiv pentru cultivare ulterioară (cultivare), fie congelate în azot lichid pentru depozitare pe termen lung, fie diluate în soluție salină și injectate într-o persoană care urmează terapie celulară.

A doua metodă, mai puțin obișnuită, de obținere a celulelor stem este tratamentul sângelui sau măduvei osoase cu un tampon de liză. Tamponul de liză este o soluție specială cu concentrații strict selectate de săruri care provoacă moartea tuturor celulelor, cu excepția celulelor stem. Pentru a izola celulele stem, sângele sau măduva osoasă se amestecă cu un tampon de liză și se lasă timp de 15-30 de minute, după care este centrifugată într-o centrifugă. Bila adunată în partea de jos a eprubetei sunt celulele stem. Tot lichidul de deasupra globului de celule este scurs, un mediu nutritiv este turnat în eprubetă și deșurubat de mai multe ori într-o centrifugă pentru a îndepărta toate celulele inutile care au intrat accidental în ea. Celulele stem gata preparate sunt utilizate în același mod ca cele obținute prin separarea gradientului de densitate ficoll-urografină.

Obținerea de celule stem din material abortiv, țesuturi ale persoanelor decedate sau grăsime de la adulți sau copii în viață este o procedură mai laborioasă, care este folosită doar de laboratoare bine echipate sau instituții științifice. În timpul izolării celulare, materialul este procesat cu enzime speciale care distrug integritatea țesuturilor și le transformă într-o singură masă amorfă. Această masă este tratată în părți cu un tampon de liză și apoi celulele stem sunt izolate în același mod ca din sânge sau măduvă osoasă.

Celulele stem de la fetuși de 18-22 săptămâni de gestație sunt la fel de ușor de obținut ca din sânge sau măduvă osoasă. Cert este că celulele stem în acest caz nu sunt obținute din întregul făt, ci doar din ficat, splină sau creier. Țesuturile organelor sunt zdrobite mecanic, după care sunt agitate într-o soluție fiziologică sau un mediu nutritiv. Celulele stem sunt apoi obținute fie cu tampon de liză, fie prin separarea gradientului de densitate ficoll-urografină.

Obținerea celulelor stem prin metoda fertilizării ovulelor este utilizată numai în instituțiile științifice. Această metodă este disponibilă numai pentru oamenii de știință cu înaltă calificare - biologi celulari. De obicei, celulele stem embrionare sunt obținute în acest mod pentru cercetări experimentale. Iar ovulele și sperma sunt prelevate de la femei și bărbați sănătoși care au acceptat să devină donatori. Pentru o astfel de donație, instituțiile științifice plătesc o recompensă foarte palpabilă - cel puțin 3 - 4 mii de dolari pentru o parte din spermatozoizii unui bărbat și mai multe ovule ale unei femei, care pot fi luate în timpul unei puncție ovariană.

Creșterea celulelor stem

Termenul de „cultivare” a celulelor stem nu este în întregime corect, dar este foarte posibil să îl folosiți pentru vorbirea de zi cu zi. Oamenii de știință folosesc de obicei termenul „cultură de celule stem” pentru a descrie această procedură. Cultivarea sau cultivarea celulelor stem este procesul de menținere a vieții acestora în soluții speciale care conțin substanțe nutritive (medii nutritive).

În timpul cultivării, numărul de celule stem crește treptat, drept urmare, la fiecare 3 săptămâni, conținutul unui flacon cu mediu nutritiv este împărțit în 2 sau 3. O astfel de cultivare a celulelor stem se poate face atât timp cât este necesar. , dacă sunt disponibile echipamentele necesare și mediile nutritive. Cu toate acestea, în practică, celulele stem nu pot fi propagate la un număr mare, deoarece sunt foarte des infectate cu diferiți microbi patogeni care intră accidental în aerul unei săli de laborator. Astfel de celule stem infectate nu mai pot fi folosite și cultivate și pur și simplu sunt aruncate.

Trebuie amintit că creșterea celulelor stem este doar o creștere a numărului lor. Este imposibil să crești celule stem din celule non-stem.

De obicei, celulele stem sunt cultivate până când sunt suficiente pentru a efectua o injecție sau un experiment terapeutic. Celulele pot fi, de asemenea, cultivate înainte de congelare în azot lichid pentru a oferi o cantitate mai mare.

Separat, merită menționată cultivarea specială a celulelor stem, atunci când în mediul nutritiv se adaugă diverși compuși care favorizează diferențierea într-un anumit tip de celulă, de exemplu, cardiomiocite sau hepatocite etc.

Utilizarea celulelor stem

În prezent, utilizarea celulelor stem este împărțită în trei domenii - acestea sunt cercetări experimentale, tratamentul diferitelor boli și întinerire. În plus, sfera cercetării experimentale ocupă cel puțin 90% din totalul utilizării celulelor stem. Pe parcursul experimentelor, biologii studiază posibilitatea de reprogramare și extindere a potenței celulelor, modalități de a le transforma în diferite celule specializate ale diferitelor organe, metode de creștere a organelor întregi etc. În domeniul experimental al utilizării celulelor stem, progresul este literalmente salturi și limite, deoarece în fiecare zi oamenii de știință raportează noi realizări. Astfel, o inimă și un ficat care funcționează normal din celule stem au fost deja crescute. Adevărat, aceste organe nu au încercat să transplanteze pe nimeni, dar acest lucru se va întâmpla în viitorul apropiat. În consecință, problema organelor donatoare pentru persoanele care au nevoie de transplant va fi rezolvată. Utilizarea valvelor vasculare și cardiace cultivate cu celule stem pentru protezare este deja o realitate.

Utilizarea celulelor stem pentru tratamentul diferitelor boli se realizează în cadrul unor studii clinice limitate, atunci când această opțiune este oferită pacientului și se explică ce aspecte pozitive și riscuri poate implica aceasta. De obicei, celulele stem sunt folosite doar pentru tratamentul bolilor severe, cronice și altfel incurabile, când practic nu există șanse de supraviețuire sau chiar o ușoară îmbunătățire a stării. Prin aceste studii clinice, medicii sunt capabili să vadă care sunt efectele celulelor stem și ce efecte secundare poate provoca utilizarea lor. Pe baza rezultatelor observațiilor se elaborează cele mai sigure și eficiente protocoale clinice, care prescriu dozele recomandate de celule stem (cantitatea totală administrată pe bucăți), locurile și metodele de administrare, precum și momentul optim al terapiei și efectele așteptate. .

În scopul întineririi, celulele stem pot fi injectate în țesutul subcutanat sau în structurile pielii, precum și intravenos. Această utilizare a celulelor stem vă permite să reduceți semnele vizibile ale schimbărilor legate de vârstă pentru o anumită perioadă de timp. Pentru a menține un efect pe termen lung, celulele stem vor trebui injectate periodic la intervale selectate individual. În principiu, această manipulare, dacă este efectuată corect, este sigură.

Tratamentul cu celule stem a diferitelor boli - principii generale și efecte

Pentru tratamentul diferitelor boli, cel mai adesea se folosesc celule stem, obținute din măduva osoasă a pacientului însuși. Pentru a face acest lucru, mai întâi, în timpul puncției, se ia volumul necesar de măduvă osoasă (de la 20 ml la 200 ml), din care celulele stem sunt izolate într-un laborator specializat. Dacă nu sunt suficiente, atunci cultivarea se efectuează până când celulele se înmulțesc până la numărul necesar. De asemenea, acţionează dacă intenţionează să facă mai multe injecţii de celule stem pentru un curs de tratament. Cultivarea permite obținerea cantității necesare de celule stem fără puncții repetate ale măduvei osoase.

În plus, sunt adesea folosite celule stem din măduva osoasă a unui donator, care este de obicei rude de sânge. În acest caz, pentru a elimina riscul de respingere, celulele sunt cultivate pe un mediu nutritiv cu cel puțin 21 de zile înainte de introducere. O astfel de cultivare prelungită duce la pierderea antigenelor individuale, iar celulele nu vor mai provoca reacții de respingere.

Celulele stem hepatice sunt mai rar utilizate deoarece trebuie achiziționate. Cel mai adesea, acest tip de celulă este folosit pentru întinerire.

Celulele stem gata preparate sunt introduse în organism în diferite moduri. Mai mult, introducerea de celule stem se numește transplant, care se realizează în diferite moduri în funcție de boală. Deci, în boala Alzheimer, celulele stem sunt transplantate în lichidul cefalorahidian folosind o puncție lombară. În bolile organelor interne, celulele sunt transplantate în următoarele moduri principale:

• Administrarea intravenoasă a celulelor stem slăbite în soluție salină sterilă;
• Introducerea de celule stem în vasele organului afectat folosind echipamente speciale;
• Introducerea celulelor stem direct în organul afectat în timpul intervenției chirurgicale;
• Introducerea de celule stem intramuscular în imediata vecinătate a organului afectat;
• Introducerea de celule stem subcutanat sau intradermic.

Cel mai adesea, celulele sunt administrate intravenos. Dar, în fiecare caz, metoda este aleasă de medic, pe baza stării generale a persoanei și a efectului dorit.

Terapia celulară (terapia cu celule stem) duce în toate cazurile la o îmbunătățire a stării unei persoane, restabilește parțial funcțiile pierdute, îmbunătățește calitatea vieții, reduce rata de progresie a bolii și dezvoltarea complicațiilor.

Cu toate acestea, trebuie amintit că terapia cu celule stem nu este un panaceu, nu va putea să se vindece complet sau să anuleze terapia tradițională. În stadiul actual de dezvoltare a științei, celulele stem pot fi folosite doar ca supliment la terapia tradițională. Într-o zi, poate, vor fi dezvoltate tratamente numai cu celule stem, dar astăzi este un vis. Prin urmare, atunci când decideți cu privire la utilizarea celulelor stem, amintiți-vă că nu puteți anula orice altă terapie pentru o boală cronică gravă. Transplantul de celule nu va face decât să îmbunătățească starea și să crească eficacitatea terapiei tradiționale.

Terapia cu celule stem: probleme principale - video

Celulele stem: istoric de descoperire, tipuri, rol în organism, obținere și caracteristici ale tratamentului - video

banca de celule stem

O bancă de celule stem este un laborator specializat dotat cu echipamente pentru producerea și depozitarea lor pe termen lung în azot lichid. În băncile de celule stem, puteți stoca sângele din cordonul ombilical sau propriile celule rămase de la orice manipulare. Fiecare bancă de celule stem are propriile prețuri pentru servicii, care pot varia semnificativ. Cu toate acestea, este recomandat să alegeți o astfel de organizație nu în funcție de lista de prețuri, ci în funcție de profesionalismul angajaților și de gradul de dotare.

În prezent, în aproape toate orașele mari ale Rusiei există bănci similare care își oferă serviciile persoanelor fizice și juridice.

Înainte de utilizare, trebuie să consultați un specialist.

Olga Lukinskaya

Auzim despre celule stem în ultimii aniîntr-un context foarte diferit: sunt oferite pentru a fi folosite în proceduri cosmetice și chiar adăugate la creme, învață să extragă din dinții de lapte și din cordonul ombilical, sunt folosite în tratarea unei varietăți de boli. Adesea în știri raportează noi posibilități de utilizare a acestora, care mai trebuie studiate în laborator pentru o lungă perioadă de timp; ca urmare, celulele stem li se par unora a fi ceva din viitor, in timp ce altii cred ca au devenit deja banale si sunt folosite in orice salon de infrumusetare. Înțelegem ce sunt celulele stem în general, pentru ce sunt ele folosite adesea și ce beneficii sunt posibile până acum doar în teorie.

De unde este extras
celule stem

Celulele stem sunt așa-numitele celule nediferențiate care se pot transforma în diferite celule ale corpului – iar la om sunt mai mult de două sute – cu diverse funcții inerente. De exemplu, celulele nervoase sau celulele sanguine au sarcini înguste, specifice - și își cheltuiesc toată energia în îndeplinirea acestor sarcini, fără a o irosi pe reproducere. Și noi celule roșii din sânge sau neuroni apar din celulele stem pe care fiecare persoană le are la orice vârstă. Ele vin în diferite tipuri: unele sunt capabile să se diferențieze într-un singur tip de celulă, altele în mai multe; celulele stem embrionare la începutul sarcinii se pot transforma în orice tip de celule din organism.

Există dispute terminologice între oamenii de știință despre dacă toate aceste celule pot fi numite celule stem și dacă termenii „celulă stem” și „celulă progenitoare” sunt sinonimi, dar în general ambii termeni pot fi folosiți în mod egal. Vorbim despre celule de bază care se pot transforma în oricare altele - ceea ce înseamnă că, dacă înveți cum să le manipulezi corect, ele vă pot permite potențial să creșteți piele nouă la locul unei arsuri sau să înlocuiți țesutul hepatic afectat de hepatită. Din păcate, nu este încă posibilă utilizarea celulelor stem în astfel de scopuri - dar există totuși o serie de probleme serioase pe care acestea le ajută să le rezolve. Celulele stem pot fi obținute din embrioni (de exemplu, materialele abortive pot fi folosite în scopuri de cercetare), iar la adulți, sursa lor principală este măduva osoasă. Celulele stem sunt, de asemenea, izolate activ din pulpa dentară și din cordonul ombilical al nou-născuților.

La ce sunt folosite

Celulele stem au fost folosite de câteva decenii în tratamentul bolilor severe ale sângelui și măduvei osoase, cum ar fi leucemia. Măduva osoasă este un organ hematopoietic; de fapt, este format din celule stem. Când nu funcționează sau produce celule sanguine „defecte”, o opțiune de tratament este transplantul, adică „înlocuirea” celulelor stem din măduva osoasă cu unele sănătoase. Pentru aceasta se pot folosi atât celule donatoare, cât și celulele lor, dacă au suferit o anumită prelucrare.

Celulele stem embrionare (ESC) sunt celule stem clasice, deoarece sunt capabile de auto-reînnoire nesfârșită și au un potențial de diferențiere multipotent. Sursa lor sunt, de obicei, celulele germinale primare, masa celulară interioară a blastocistului sau blastomerii individuali ai embrionilor în stadiu de 8 celule, precum și celulele morule din stadiile ulterioare.

Celulele stem embrionare au cea mai mare activitate a telomerazei dintre orice categorie de celule stem, ceea ce le oferă capacitatea de auto-reînnoire fără precedent (mai mult de 230 de dublari celulare in vitro; în timp ce celulele diferențiate se divid de aproximativ 50 de ori pe parcursul vieții).

În condiții de laborator, aceste celule sunt capabile să se diferențieze în diferite tipuri de celule embrionare și adulte. Au un cariotip normal și în condiții controlate pot fi clonate și reproduse de multe ori fără a-și schimba proprietățile.

Studiile au arătat că transplantul ESC este eficient pentru tratamentul patologiilor care se bazează pe disfuncția sau moartea unor tipuri de celule specializate. Astfel, boala Parkinson, cauzată de degenerarea progresivă și pierderea neuronilor producători de dopamină într-o anumită zonă a creierului, poate fi tratată cu succes prin injectarea intracerebrală a neuronilor embrionari. De asemenea, în diabetul zaharat de tip 1 (cauzat de o funcționare defectuoasă a celulelor insulelor pancreatice), implantarea celulelor insulelor pancreatice în ficat duce la normalizarea nivelului de glucoză. Cu ajutorul transplantului ESC pot fi tratate și alte boli greu de tratat - de exemplu, distrofia musculară Duchenne, degenerarea celulelor Purkinje. Transplantul ESC este eficient și în cazuri de traumatisme, în special, leziuni ale măduvei spinării.

La prima vedere, ESC-urile sunt cele mai potrivite pentru utilizare în medicina reparatorie. Cu toate acestea, este bine cunoscut faptul că atunci când sunt transplantate în organism, ESC-urile sunt capabile să genereze neoplasme - teratoame. Prin urmare, înainte de a utiliza ESC-uri în terapia celulară, este necesar să se efectueze diferențierea lor în direcția necesară și să se îndepărteze din populația de ESC-uri celule potențial capabile să conducă la formarea de teratoame. O altă problemă care trebuie depășită la utilizarea ESC-urilor este necesitatea de a asigura cumva histocompatibilitatea acestora cu corpul destinatarului. În cele din urmă, este dificil să ignorăm partea etică a utilizării celulelor embrionare umane pentru a obține ESC.

celule stem adulte

Celulele stem sunt prezente în multe organe și țesuturi ale mamiferelor adulte: în măduva osoasă, sânge, mușchii scheletici, pulpa dentară, ficat, piele, tractul gastrointestinal și pancreas. Majoritatea acestor celule sunt slab caracterizate. În comparație cu ESC, celulele stem adulte sunt mai puțin capabile de auto-reînnoire și, deși se diferențiază în mai multe linii celulare, nu sunt multipotente. Activitatea telomerazei și, în consecință, potențialul de proliferare în celulele stem adulte sunt ridicate, dar totuși mai mici decât în ​​ESC.

Se presupune că celulele stem cel mai puțin diferențiate sunt în organism în stare de repaus. Dacă este necesar, se declanșează un proces ireversibil de maturizare treptată a acestora într-o anumită direcție de diferențiere.

celule stem hematopoietice

Dintre celulele stem adulte, celulele stem hematopoietice (HSC) sunt cele mai bine caracterizate. Acestea sunt celule de origine mezodermică. Ele dau naștere la toate tipurile de celule hematopoietice și limfoide. În mod normal, hematopoieza din organism, aparent, este menținută în principal din cauza numărului mic de clone de celule cu viață relativ scurtă, în continuă schimbare. Celulele stem hematopoietice in vitro sunt capabile să se auto-susțin în anumite condiții și pot fi stimulate să se diferențieze către aceleași linii celulare ca și in vivo.

Timp de câteva decenii, țesuturile măduvei osoase au fost folosite cu succes pentru a trata diferite boli ale sângelui (de exemplu, leucemia), precum și leziunile organismului prin radiații, restabilind funcțiile afectate ale organelor hematopoietice și limfoide cu ajutorul lor. Acest lucru se face de obicei cu un transplant de măduvă osoasă; sângele din cordonul ombilical a fost folosit recent. Populația HSC servește ca o sursă potențială pentru precursorii celulelor endoteliale, ceea ce face posibilă utilizarea HSC pentru tratamentul bolii coronariene și infarctului miocardic.

Celulele stem ale țesutului nervos

O altă categorie de celule care este în prezent studiată intens sunt celulele stem neuronale (NCST). Aceste celule au fost găsite inițial în zona subventriculară a creierului embrionar. Până de curând, se credea că creierul adult nu conține celule stem. Cu toate acestea, experimentele pe rozătoare și primate, precum și studiile clinice care implică voluntari, au arătat că SKNT continuă să fie prezent în creierul adult. In vitro, celulele stem ale țesutului neural pot fi „țintite” atât pentru proliferare, cât și pentru diferențiere în diferite tipuri de neuroni și celule gliale (celule de susținere și de protecție ale țesutului nervos). Atât SKNT-urile embrionare, cât și SKNT-urile adulte transplantate în creier pot genera celule neuronale și gliale. Deși nu se știe cât timp durează celulele stem neuronale să se auto-reînnoiască, acestea pot fi cultivate în laborator pentru perioade lungi.

Progenitoare stromale și celule stem mezenchimale

Celulele progenitoare stromale și celulele stem mezenchimale (MSC) au fost descoperite cu aproximativ 30 de ani în urmă. Acestea sunt un fel de celule universale care sunt cuprinse în măduva osoasă, într-un fel de depozit, unde sunt depozitate „în rezervă”. Ele sunt capabile de proliferare extinsă, se pot diferenția în multe tipuri de celule și sunt transplantabile in vivo. Dacă este necesar, ele intră în organul sau țesutul deteriorat și se transformă în celulele specializate necesare.

In vitro, numărul de celule stem mezenchimale poate crește de 100.000 de ori în 6-8 săptămâni, în timp ce acestea rămân într-o stare nediferențiată. Fiecare colonie de celule stromale este o clonă, adică este formată prin proliferarea unei singure celule, care a fost numită celula formatoare de colonii de fibroblaste (COC-F). La animale și la oameni în condiții fiziologice, eficiența clonării COC-F a coloniei rămâne relativ stabilă și este un parametru important al stării scheletice, ceea ce indică rolul COC-F în patofiziologia defectelor osoase și ale măduvei osoase.

S-au obținut multe dovezi că, spre deosebire de celulele stem hematopoietice, COC-F din măduva osoasă sunt o populație locală, adică nu migrează dintr-o parte a corpului în alta și, în consecință, nu prind rădăcini în timpul infuzie. Este păcat dacă această problemă nu își găsește soluția - la urma urmei, pentru tratamentul unor astfel de boli osoase comune precum osteoporoza sau osteogeneza incompletă, atunci când este imposibil să transplantați celule stromale modificate genetic în toate zonele leziunilor, posibilitatea ca acestea livrarea prin sistemul circulator pare foarte de dorit. În general, întrebarea posibilității migrării celulelor stromale, precum și factorii care o favorizează, rămâne deschisă.

Celulele progenitoare stromale joacă, de asemenea, un rol foarte important, oferind un micromediu specific necesar pentru proliferarea și diferențierea celulelor hematopoietice și imunocompetente în organele hematopoietice și limfoide. Astfel, „corecția” tulburărilor de micromediu poate fi realizată, în principiu, tocmai prin această categorie de celule.

De un interes considerabil pentru utilizarea clinică sunt celulele stem mezenchimale, care fac parte din populația de celule progenitoare stromale (sau celulele fibroblastice stromale care formează colon - COC-F) ale măduvei osoase. Utilizarea lor a început cu tratamentul cu succes al fracturilor osoase neunite cu celule stromale autologe cultivate de măduvă osoasă. Până în prezent, repararea osului și a cartilajului rămâne unul dintre cele mai importante domenii de aplicare a MSC. Cu ajutorul transplantului acestor celule, a fost posibil să se obțină succes în tratamentul unui contingent sever de pacienți cu articulații false, fracturi neuniforme și osteomielita cronică, osteoartrita. Principiile metodelor biotehnologice utilizate în acest caz sunt universale și pot fi utilizate și pentru tratarea pacienților cu defecte ale țesutului osos de diverse localizari (traumatologie, ortopedie, neurochirurgie, chirurgie cranio-facială, stomatologie-implantologie).

Ca posibili purtători de ADN recombinant, celulele stem mezenchimale reprezintă, de asemenea, un obiect foarte atractiv pentru inginerie genetică, pentru tratarea unui număr de boli degenerative și ereditare.

Celulele măduvei osoase și MSC-urile pot fi, de asemenea, utilizate în tratamentul bolilor coronariene, leziunilor extremităților și ale creierului, precum și pentru tratamentul infarctului miocardic. Acesta este un alt domeniu de aplicare a MSC-urilor, care se află în stadiul de studii preclinice. În studiile de laborator pe animale și în tratamentul infarctului miocardic la om, SC de măduvă osoasă au fost transplantate în zona infarctului, fie prin injectare directă, fie prin injecție intravasculară. Ca urmare, s-a realizat o reducere reală a zonei de infarct. Cu toate acestea, înainte ca terapia SC într-un organism adult să fie efectuată în întregime, sunt necesare studii clinice suplimentare și studii clinice bine planificate pentru a face o concluzie finală cu privire la siguranța și eficacitatea metodei propuse.

De un interes deosebit sunt primele date care arată posibilitatea utilizării celulelor stromale din măduva osoasă în procesele de reparare a pielii. În special, studiile arată că după injectarea intradermică a celulelor stromale ale măduvei osoase, regenerarea țesutului cutanat deteriorat a fost mai ordonată, cu consecințe mai puțin nedorite, care includ formarea de cicatrici.

Trebuie remarcat faptul că alegerea corectă a metodei de transplant SC rămâne cheia succesului tratamentului. Un număr de laboratoare lucrează, de asemenea, pentru a îmbunătăți modul de purificare a populațiilor de SC și de a le îmbogăți cu progenitori timpurii pentru a crea condiții pentru o terapie celulară mai eficientă. Potrivit opiniei generale, sunt necesare și studii de laborator suplimentare pentru a studia fenomenul plasticității celulelor stem, precum și multe alte aspecte.

După cum puteți vedea, există multe speranțe și așteptări asociate cu celulele stem. Poate că vremea nu este departe când proprietățile descoperite ale celulelor stem și cele care sunt încă sigilate pentru noi astăzi vor crea noi perspective pentru tratamentul unui număr de boli grave.

De ce celulele stem sunt unice?

În procesul de dezvoltare a embrionului uman, au loc o serie de evenimente cheie: fertilizarea ovulului este urmată de așa-numita. zdrobire, a cărei esență se reduce la acumularea rapidă a materialului celular totipotent (adică, capabil să creeze un întreg organism, repetând embriogeneza dintr-o singură celulă).

După aproximativ 12 diviziuni celulare, acest proces încetinește brusc, iar sincronismul diviziunilor este perturbat. Începe transcripția genomului embrionului, adică implementarea informațiilor ereditare. Această schimbare, cunoscută sub numele de tranziția la blastula mijlocie, reflectă cel mai probabil epuizarea unei anumite componente materne care este folosită pentru a se lega de ADN-ul nou sintetizat.

Transcripția se termină cu acumularea de informații în citoplasma acestor celule primare unice sub formă de ARN mesager, ceea ce determină dezvoltarea intrauterină în continuare. Implementarea informațiilor se realizează în cele din urmă prin migrare, specializarea celulelor și formarea principalelor straturi germinale - ectodermul (sursa celulelor pielii, sistemul nervos central etc.), mezodermul (sursa celulelor musculare, oaselor, sângelui etc.), .) și endoderm (sursa celulelor glandelor, tractului gastrointestinal etc.), ceea ce se întâmplă în procesul așa-numitului. gastrulatie.

Din acest moment, un număr limitat de celule nespecializate rămân în fiecare țesut. Astfel de celule sunt numite celule stem sau celule progenitoare, funcția lor principală este de a controla procesul de creare a unui organism în ansamblu, de a transfera și de a implementa programe ereditare.

Celulele stem sunt celule nediferențiate, imature ale embrionului, fătului, organismului nou-născut sau adult, capabile de auto-reînnoire și diferențiere în diferite tipuri de țesuturi și organe. În corpul unui adult, ei joacă rolul de „mașini de regenerare”, scopul lor este de a menține constanța morfologică și funcțională a țesutului, au un potențial mai mic decât la începutul embriogenezei, dar sunt capabili să înlocuiască eficient elementele deteriorate ale țesuturilor specializate în volumul necesar. Aproape fiecare tip de țesut are propriile sale celule progenitoare (celule prediferente). Celulele adevărate pluripotente (capabile să se diferențieze în celule ale diferitelor țesuturi ale diferitelor straturi germinale) sunt extrem de rare în condiții normale în organism, izolarea lor de un organism adult în acest moment fără utilizarea tehnicilor de clonare nu este posibilă.

În procesul de îmbătrânire, cantitatea de informații de regenerare încorporate inițial în celule scade rapid, iar numărul de celule stem în sine scade. Un sistem de reparare epuizat devine ineficient - apar o serie de boli asociate cu îmbătrânirea: pielea se estompează, elasticitatea cartilajului scade, densitatea osoasă scade, endoteliul vascular este deteriorat - alimentarea cu sânge se înrăutățește, treptat toate țesuturile corpului cad în condiții de aport redus de oxigen, procesele de înlocuire a țesuturilor active funcțional cu unele defecte sunt țesuturi stromale conjunctive accelerate. Impactul unui număr de infecții, punerea în aplicare a bolilor congenitale, ereditare și multifactoriale, intoxicația cronică (inclusiv alcoolul), rănile duc, de asemenea, la consecințe similare - organismul este incapabil să facă față fluxului tot mai mare de probleme și moare treptat.

Succesul transplantului de organe și țesuturi umane a deschis o nouă eră în medicină – a fost demonstrată posibilitatea fundamentală de a înlocui țesuturile și organele defecte ale unui pacient cu donator, sănătoase. Din păcate, transplantul de organe rămâne inaccesibil, este însoțit de intervenții chirurgicale complexe și necesită imunosupresie constantă în volum mare.

Oamenii de știință din întreaga lume lucrează intens la problema producției de laborator a celulelor progenitoare în vederea implantării lor ulterioare pentru a înlocui țesuturile moarte, care, potrivit comunității științifice medicale, pot servi ca alternativă la transplantul de organe. În 1998, oamenii de știință americani John Gerhart și James Thompson, pentru prima dată în laborator, au reușit să obțină și să crească culturi de celule stem embrionare și celule progenitoare sexuale capabile să repete complet embriogeneza. Astfel, omenirea are o oportunitate reală de a crește cantitatea necesară de „piese de schimb” pentru organism în condiții de laborator și, prin urmare, de a corecta consecințele unui număr de boli cronice și acute. Dm. Shamenkov, Ph.D.

plasticitatea celulelor stem

Până de curând, se credea că celulele stem specifice organelor se pot diferenția doar în celule ale organelor corespunzătoare. Cu toate acestea, conform unui număr de date, acesta nu este cazul: există celule stem specifice unui organ ale animalelor adulte care sunt capabile să se diferențieze în celule ale unor organe care sunt diferite de organele de origine ale celulelor stem, chiar dacă acestea din punct de vedere ontogenetic aparțin diferitelor straturi germinale. Această proprietate a celulelor stem se numește plasticitate. Astfel, există multe dovezi că MSC-urile măduvei osoase au o plasticitate largă și sunt capabile să dea naștere unor elemente ale țesutului nervos, cardiomiocite, celule epiteliale și hepatocite.

O ipoteză alternativă a fenomenului de plasticitate este aceea că celulele stem multipotente sunt prezente în diferite organe chiar și după naștere și sunt stimulate la proliferarea și diferențierea specifică ca răspuns la factorii locali prezentați de organul în care sunt recrutate celulele stem. Există, de asemenea, presupunerea că celulele stem sunt recrutate în organele deteriorate și deja acolo își realizează proprietățile de plasticitate, adică se diferențiază în direcția necesară pentru restaurarea lor.

În același timp, trebuie remarcat faptul că un număr de oameni de știință pun la îndoială însuși conceptul de plasticitate a celulelor stem, subliniind că experimentele corespunzătoare au fost efectuate pe populații pure de celule stem specifice țesuturilor.

Dicţionar

celula diploidă(din greacă. diplуos - dublu și eidos - vedere) - o celulă cu două seturi omoloage (asemănătoare) de cromozomi. Toți zigoții sunt diploizi și, de regulă, celule ale majorității țesuturilor animalelor și plantelor, cu excepția celulelor germinale.

Potenţial de diferenţiere- capacitatea de a se transforma într-o varietate de celule ale corpului.

Cariotip(din grecescul karyon - nucă și greșeli de tipar - amprentă, formă) - un set de tipuri morfologice de cromozomi tipice speciei (formă, mărime, detalii structurale, număr etc.). O caracteristică genetică de bază importantă a unei specii. Pentru a determina cariotipul, se folosește o micrografie a cromozomilor celulelor în diviziune.

mezoderm- stratul germinal mijlociu la majoritatea animalelor pluricelulare și a oamenilor. Din aceasta se dezvoltă organe de formare a sângelui și limfei, organele excretoare, organele genitale, mușchii, cartilajele, oasele etc.

multipotență- capacitatea de a se diferenția într-un singur strat germinal.

Pluripotență- capacitatea de a diferenția diferite țesuturi ale diferitelor straturi germinale.

Polipotență- capacitatea genomului celulelor stem adulte de a modifica profilul de diferențiere în timpul transplantului într-un țesut nou al primitorului.

Stroma(din grecescul stroma - așternut) - principala structură de susținere a organelor, țesuturilor și celulelor organismelor vii și plantelor.

Celulele stromale- celulele structurii de susținere a țesutului conjunctiv a organului.

Telomerii- structuri ADN-proteine ​​specializate care sunt situate la capetele cromozomilor eucarioti liniari.

Activitatea telomerazei- activitatea telomerazei, o enzimă care sintetizează ADN-ul telomeric folosind un mecanism special și, prin urmare, afectează creșterea celulelor. Activitatea mare a telomerazei este caracteristică celulelor germinale și stem. Odată ce celulele stem încep să se diferențieze, activitatea telomerazei scade și telomerii lor încep să se scurteze.

Teratom(din greacă. teratos - ciudat) - o tumoare benignă cauzată de o încălcare a dezvoltării embrionare. De regulă, este format din țesuturi musculare, nervoase și alte țesuturi.

Totipotența- capacitatea de a crea un întreg organism, repetarea embriogenezei dintr-o singură celulă.

fibroblaste(din lat. fibra - fibre și blastуs - germinare) - principala formă celulară a țesutului conjunctiv al animalelor și al oamenilor. Fibroblastele formează fibrele și substanța fundamentală a acestui țesut. Când pielea este rănită, acestea sunt implicate în închiderea rănilor și formarea cicatricilor.

ectoderm- stratul germinal exterior al animalelor pluricelulare. Din ectoderm se formează epiteliul pielii, sistemul nervos, organele de simț, secțiunile anterioare și posterioare ale intestinului etc.

Endodermul- stratul germinal intern al animalelor pluricelulare. Din endoderm se formează epiteliul intestinal și glandele asociate: pancreas, ficat, plămâni etc.

Astăzi, probabil că toată lumea a auzit despre celulele stem. Dar există atât de multe speculații și zvonuri în jurul acestui subiect încât este foarte greu să separă adevărul de ficțiune. Să încercăm să ne dăm seama cum ne pot ajuta celulele stem și de ce trebuie să le salvăm.

Ce sunt celulele stem?

Celulele stem sunt celulele precursoare din care se formează toate organele și țesuturile umane. Când are loc concepția, în prima lună un bulgăre viu - un embrion - este format numai din celule stem. Sunt cele mai puternice, dar nu pot fi folosite - o astfel de interdicție a fost impusă de guvernele tuturor țărilor lumii.

Celulele stem se găsesc în cantități mici în măduva osoasă și țesutul adipos uman. Mai mult, cu vârsta, numărul lor scade, iar calitatea se deteriorează. Oamenii de știință au învățat cum să izoleze astfel de celule din măduva osoasă și să le folosească pentru a trata boli. Dar sursa optimă de celule stem este sângele găsit în placenta și cordonul ombilical al nou-născutului. În el, concentrația de celule stem este maximă.

Cum se obțin celulele stem?

Celulele stem pot fi izolate din măduva osoasă umană și numărul lor poate fi crescut – cultivat. Și le puteți obține din sângele din cordonul ombilical sau din cordonul ombilical, iar această posibilitate este disponibilă doar în momentul nașterii copilului.

Cum se întâmplă asta? Imediat ce bebelușul se naște și se desparte de cordonul ombilical, medicul care ia naștere introduce un ac în vena ombilicală, iar de acolo, prin gravitație, 50 până la 250 ml de sânge ies într-o pungă cu o substanță specială împotriva coagularea sângelui, care constă din 3-5% din celule stem puternice și puternice. După ce placenta a trecut, moașa taie 10-20 cm din cordonul ombilical și îl plasează într-un pachet special, care este livrat la laboratorul băncii de celule stem.

După cum puteți vedea, procedura de colectare a sângelui din cordonul ombilical și a celulelor stem din cordonul ombilical este complet nedureroasă și absolut sigură atât pentru mamă, cât și pentru copil. Se poate efectua atât în ​​nașterea naturală, cât și în operație cezariană.

Apoi, în 4-6 ore, biomaterialele sunt livrate la laborator. Aici sunt procesate, congelate și depozitate. Sângele din cordonul ombilical sau celulele stem din cordonul ombilical, congelate în anumite condiții, pot fi păstrate la temperaturi extrem de scăzute timp de zeci de ani.

De ce să salvezi celulele stem?

Astăzi, medicina poate face multe, dar există boli în fața cărora metodele tradiționale de tratament sunt neputincioase. Aici pot ajuta celulele stem. În multe cazuri, ele contribuie la refacerea sângelui, a măduvei osoase, la regenerarea țesuturilor după răni și arsuri. Și pentru bolile sistemului imunitar și ale sângelui, transplantul de celule stem este singura metodă radicală de terapie.

Una dintre problemele acestei metode este selectarea celulelor stem potrivite pentru un anumit pacient. Cu stocarea nominală, toate celulele stem din sângele ombilical recoltate vor fi native pentru copilul dumneavoastră și vor fi ideale pentru el. Iar celulele stem din cordonul ombilical pot fi folosite pentru a trata întreaga familie.

Cu ce ​​boli pot ajuta celulele stem?

Până în prezent, celulele stem au fost folosite de zeci de ani în întreaga lume în terapia complexă a bolilor oncologice ale sângelui, imunodeficiențelor de diverse etiologii.

Utilizarea celulelor stem a arătat rezultate pozitive în tratamentul accidentelor vasculare cerebrale, atacurilor de cord, diabetului de tip 1 și creșterii cartilajelor.

Lista include peste 80 de boli. Cele mai severe și comune includ:

• boli de sânge (leucemie) și tumori maligne;
• Diabet;
• boala de inima;
• accident vascular cerebral și leziuni ale creierului;
• distrofie musculara;
• Boala Parkinson;
• Boala Alzheimer;
• scleroză multiplă;
• leziuni ale coloanei vertebrale;
• scleroza laterala amiotrofica;
• lupus eritematos sistemic;
• boală autoimună;
• paralizie cerebrală;
• hepatită cronică și ciroză hepatică.

Ce fac băncile de celule stem?

Băncile de celule stem procesează și stochează mostre care conțin celule stem. Depozitarea celulelor stem poate fi publică și nominală. Probele din registrul public pot fi folosite de oricine are nevoie de celule stem. În depozitarea nominală, celulele stem sunt eliminate de proprietarii lor. Astfel, celulele stem izolate din sângele cordonului ombilical sau al cordonului ombilical aparțin părinților copilului. Dar în acest caz, ei plătesc pentru serviciile de colectare, prelucrare și depozitare.

Ce trebuie luat în considerare atunci când alegeți o bancă de celule stem:

✓ De câți ani există banca?

Cu cât banca este mai în vârstă, cu atât veți obține garanția de stabilitate mai mare, cu atât angajații băncii au mai multă experiență în izolarea, recoltarea și stocarea celulelor stem.

✓ Banca este autorizată?

Banca trebuie să dețină o licență de colectare, transport și depozitare a celulelor stem eliberată de comitetul de sănătate.

✓ În baza cărei instituții se află banca?

Avantajul pentru bancă este amplasarea acesteia pe baza unei instituții medicale sau a unui institut de cercetare. În primul rând, pentru că în spitale există un sistem autonom de alimentare cu energie. În al doilea rând, aici au fost deja create condițiile necesare pentru lucrul cu materialul biologic.

Banca, ca orice instituție medicală, trebuie să aibă securitate non-stop, deoarece banca conține mostre prețioase de celule stem, o mulțime de echipamente medicale unice și o bază de date.

✓ Ce echipamente are laboratorul și magazinul său?

Până în prezent, există 3 dispozitive pe care celulele stem pot fi izolate: aparate cu dublă centrifugă (dispozitiv semi-automat), Sepax (Elveția) și Macopress (Franța).

Prezența acestor dispozitive este obligatorie pentru funcționarea cu succes a băncii.

✓ Banca dispune de un sistem de control automat al criodepozitelor?

Criodepozitarea băncii ar trebui să fie echipată cu un sistem informatic de monitorizare a criodewarelor în care sunt stocate probe de celule stem. În orice moment, angajații băncii pot verifica temperatura depozitării probei și umplerea criodewarului. De asemenea, obțineți un raport privind stocarea probei pentru orice perioadă de timp și salvați-l pe server pentru arhivă.

✓ Banca are propriul serviciu de curierat?

Pentru a recolta cu promptitudine sânge din cordonul ombilical de la maternitate și a extrage cât mai curând proba de celule stem fără a-și pierde viabilitatea, banca trebuie să aibă un serviciu de curierat, ai cărui angajați să poată preleva o probă de sânge de la maternitate și să o predea la banca în orice moment.

✓ Desfășoară banca cercetări în domeniul tehnologiilor celulare?

Este foarte important ca activitatea științifică să fie organizată pe baza băncii, precum și cooperarea cu institutele de cercetare de top și instituțiile medicale ale orașului.

✓ Are această bancă experiență în utilizarea cu succes a celulelor stem din sângele din cordonul ombilical?

Nu ar fi de prisos să ceri rezervorului statistici privind cererea de probe și experiență în utilizarea celulelor stem pentru tratarea pacienților cu diverse boli.

Ce este întinerirea celulară? Acum este la modă să fii frumos, slăbit, să radiezi de sănătate. Cu doar câțiva ani în urmă, multe persoane făceau injecții cu Botox, astăzi o nouă tendință în modă sunt celulele stem.

Descriere detaliata

Cele mai elementare celule din corpul uman sunt celulele stem. Ele se formează imediat după concepție într-un ovul fecundat. Capacitatea de a deveni orice celulă este principala lor calitate distinctivă, așa-numita pluripotență. Celulele stem ale fătului, în timp ce acesta crește, își formează creierul, ficatul, stomacul, inima. Chiar și după naștere, sunt încă multe în corpul copilului, dar în fiecare an sunt mai puține, până la vârsta de 20 de ani o persoană nu are practic celule stem. Acesta este un fapt dovedit științific. Dar pentru un adult, aceste celule sunt și ele necesare - le înlocuiesc întotdeauna pe cele afectate în cazul unei boli a oricărui organ. De-a lungul vieții, există mult mai multe organe cu boli, dar celulele stem scad, așa că o persoană îmbătrânește.

Un pic de istorie

O descoperire în biologia celulară a avut loc în 1998, când oamenii de știință din Statele Unite au reușit să izoleze și să cloneze linii de celule stem embrionare. După aceea, biologia celulară a început să se dezvolte în două moduri:

1. Cercetări pentru tratamentul bolilor grave.

2. În practica clinică, procedura de „revitalizare”, adică de întinerire a organismului prin injecții cu celule stem într-o abordare integrată cu alte produse cosmetice.

Cum funcționează întinerirea celulelor stem?

Celulele stem în saloanele de înfrumusețare

În Rusia, nu există restricții privind utilizarea celulelor stem embrionare, așa că terapia celulară este peste tot. Orice salon de înfrumusețare menționează celulele stem în lista de prețuri. Dar, în practică, acestea sunt injecții cu extracte din țesuturile embrionilor și pot provoca reacții alergice și chiar respingere. Și dacă procedura nu este efectuată în laborator, atunci există riscul ca materialul celular să fie contaminat.

Organismul după aplicarea procedurii de introducere a celulelor stem

În Rusia, o nouă tehnologie de injecție cu celule stem este testată activ pe oameni, în timp ce în Occident, aproape toate experimentele sunt efectuate pe animale. Celulele stem sunt folosite din ce în ce mai mult, dar care va fi efectul viitor nu este încă cunoscut. Niciunul dintre oamenii de știință nu a putut da o prognoză pentru următorii 10-20 de ani, deoarece domeniul de aplicare nu a fost studiat pe deplin. Până în prezent, terapia cu celule stem este considerată medicină alternativă. Ce se va întâmpla în continuare, vom vedea.

De unde provin celulele stem pentru întinerire?

Acum, centrele cosmetice rusești folosesc mai multe tipuri de celule stem:

1. Celulele stem embrionare. Ele sunt obținute din ficat, pancreas, creierul fetușilor umani avortați și apoi cultivate într-un material similar în compoziție cu serul sanguin. Tot biomaterialul obținut după verificarea prezenței virușilor este stocat în azot lichid.

2. Celulele cordonului ombilical al nou-născuților, măduva osoasă umană. Terapia cu celule de cordon este eficientă în special între membrii aceleiași familii. Există o bancă de celule stem în Rusia, unde poate fi stocat sângele din cordonul ombilical. O puncție de măduvă osoasă este luată din oasele iliace ale pelvisului unui adult, după care se crește o colonie de mai multe milioane în laborator.

3. Celulele stem izolate din tesutul adipos.

Reacție întârziată

Întinerirea celulelor stem este foarte populară.

În funcție de metoda aleasă, efectul injecțiilor cu material celular începe să apară abia după 1-3 luni. Și din anumite motive, medicii nu vorbesc despre efectele vizuale ale întineririi, ci se concentrează pe îmbunătățirea stării de bine a pacienților. O persoană plătește pur și simplu bani, îi fac o injecție și el așteaptă schimbări în termen de trei luni. În practică, pacientul nu vede modificări speciale în corp, față, dar simte că corpul se comportă diferit: părul se întunecă, apare acuitatea vizuală și doarme în 5-6 ore.

Unii pacienți au observat că după o lună au început să citească fără ochelari, oboseala generală a corpului a dispărut, ridurile au început să dispară. Dar cei care au vorbit despre astfel de schimbări după o lună făceau de obicei o procedură complexă de întinerire, care includea mezoterapia cu injecții pentru netezirea pielii. În toate cazurile, pacienții au avut încredere completă în clinică și în medici, nu s-au gândit la consecințele în viitor. Cât costă tratamentul cu celule stem?

Prețul tinereții

Toți cercetătorii au fost de acord că efectul injecțiilor cu celule durează un an, după această perioadă este mai bine să repetați procedura. După cum se spune, dacă apelați la specialiști pentru o injecție celulară o dată la 1,5 ani, atunci o persoană poate trăi minim până la 150 de ani. Pentru a fi corect, trebuie spus că întinerirea celulelor stem este o procedură foarte costisitoare și este foarte costisitoare să o faci o dată la 1,5 ani. Costă cel puțin 17 mii de euro și asta dacă pacientul este tânăr, sănătos și vrea doar să încetinească puțin procesul de îmbătrânire. Cu cât persoana este mai în vârstă și cu cât are mai multe boli, cu atât terapia celulară va fi mai costisitoare, datorită faptului că va avea nevoie de mai multe celule stem.

Cum depinde de vârstă?

Dacă un corp tânăr are nevoie de aproximativ 20-35 de milioane de celule pentru a menține tonusul, atunci o doamnă de vârstă înainte de pensionare cu o grămadă de boli poate să nu fie suficientă nici măcar 200 de milioane. Potrivit experților, un preț atât de mare este justificat, deoarece creșterea celulelor este un proces care necesită cunoștințe și tehnologie înaltă și, prin urmare, foarte scump. Dacă vi se oferă astfel de proceduri la un preț mai mic, atunci cel mai probabil aceste medicamente nu au legătură cu celulele stem.

Adevărat, există institute de cercetare de stat unde injecțiile sunt mai ieftine, dar prețul încă începe de la 5.000 de dolari SUA. Ei folosesc celule stem din măduva osoasă. De asemenea, institutele științifice folosesc factori speciali de creștere celulară - peptide. Deoarece celulele stem, atunci când sunt injectate, nu pot găsi un organ deteriorat, proteinele le arată calea, care activează activitatea celulei corpului, forțând-o să funcționeze și să caute mijloace de auto-vindecare.

rezultate

Acei pacienți care au urmat cursuri de întinerire cu celule stem la institutele de cercetare au remarcat că, după trei săptămâni, oboseala a dispărut, tonusul corpului a crescut, a apărut acuitatea vizuală, ridurile au fost ușor netezite, s-a observat creșterea libidoului și îmbunătățirea potenței la bărbați. După cum puteți vedea, rezultatele terapiei de revitalizare corporală atât în ​​clinicile cosmetice, cât și în institutele de cercetare sunt aceleași, deși metodele lor sunt complet diferite.

Institutele de cercetare folosesc o proteină specială a factorului de creștere celulară, iar saloanele de înfrumusețare folosesc mezoterapie suplimentară. Toate aceste injecții și proceduri suplimentare care vin cu injecțiile cu celule stem, potrivit medicilor, au scopul de a asigura clinicile de lipsa de rezultate ale tratamentului cu celule stem, deoarece mezoterapia și proteinele suplimentare sunt cunoscute de mult ca o modalitate excelentă și eficientă de a netezi. riduri.

Specialiștii în terapie celulară nu spun dacă au existat rezultate negative sau niciun rezultat. Și sunt astfel de cazuri, pacienții nu au observat modificări nici după 3-6 luni, dar nici clinica, nici institutele de cercetare nu decontează în niciun fel costurile, pentru că nu garantează că organismul își va găsi puterea de a se recupera.

Tehnologii celulare. Dezvoltarea lor în medicina modernă

Deși există rezultate pozitive, medicii și comunitatea științifică sunt extrem de sceptici cu privire la o astfel de terapie. Mulți oameni cred că, da, descoperirea celulelor stem și posibilitatea de a le crește este cea mai mare descoperire în genetică de la descifrarea structurii ADN-ului, dar nu trebuie folosită pentru toată lumea, ci doar pentru tratamentul unor boli foarte grave. Celulele stem conțin informații criptate despre întregul organism, ceea ce înseamnă că nu numai o colonie de celule, ci chiar și un fel de organ poate fi crescut din ele.

Prin urmare, este inacceptabilă utilizarea acestei tehnologii pentru profit, deoarece nu este pe deplin înțeleasă, se efectuează studii clinice și experimente. În prezent, pe lângă procedurile cosmetice, clinicile medicale oferă și tratament pentru boli grave prin injecții cu celule stem. In listele de preturi scrie ca diabetul zaharat, bolile oncologice se pot vindeca prin injectii. Dar nu există date confirmate despre astfel de recuperări. Dimpotrivă, există opinii ale experților că întinerirea celulelor stem provoacă cancer.

Efect pozitiv

În tratarea bolilor coronariene, a bolilor hormonale și imunitare, a unor tulburări de dezvoltare la copii, celulele stem sunt de mare ajutor. La sfârșitul anului 2015, oamenii de știință americani au salvat viața unui tânăr care a suferit un infarct miocardic. I-au luat propriile celule stem mezenchimale și le-au injectat în corp. Există rezultate pozitive ale terapiei celulare în tratamentul bolii Parkinson, artritei, artrozei, reumatismului. Desigur, având în vedere astfel de progrese științifice, injecțiile cu celule stem pur și simplu pentru întinerire par plictisitoare.

De asemenea, este deprimant faptul că bugetul nu prevede un element de finanțare pentru dezvoltarea biologiei celulare și dezvoltarea metodelor de tratare a bolilor grave în institutele și laboratoarele de cercetare de top din Rusia. Clinicile private nu sunt angajate în dezvoltare, ele, de regulă, lucrează în scopul obținerii de profit. Prin urmare, în Rusia, tehnologiile celulare sunt asociate doar cu întinerirea, spre deosebire de Occident, unde cercetarea tehnologiilor celulare în tratamentul bolilor grave este finanțată în mod activ.

Clinici care oferă servicii de transplant de celule stem

Nu există multe astfel de centre în Rusia, dar cele principale sunt Centrul de Obstetrică, Ginecologie și Perinatologie al Academiei Ruse de Științe Medicale, sau mai degrabă laboratorul lor de imunologie clinică, șeful este Gennady Sukhikh, Institutul Comercial de Celule Stem, de asemenea, grupul de clinici Pyramid, șeful este Alexander Teplyashin.

Celulele stem împreună cu injecțiile de peptide (factori de creștere) sunt practicate de Institutul de Medicină Biologică. Ele, conform experților acestui institut, activează acțiunea celulelor stem.

„Korchak” - o clinică de cosmetologie și chirurgie plastică - are și terapia cu celule stem ca una dintre direcțiile sale. Aici se folosește materialul celular al unui embrion de porc de 3 luni crescut pe un mediu nutritiv. Cu 3 zile înainte de introducere, cultivarea este oprită. Datorită materialului „viu”, efectul de întinerire și vindecare se realizează în câteva luni și durează 1-2 ani.

Injecțiile cu placentă de la clinica japoneză Rhana sunt numite și terapie celulară, deși aceasta este destul de diferită. Ei cred că placenta este capabilă să întinerească organismul, dar are o gamă restrânsă de acțiune: eliminarea sindromului de oboseală cronică și creșterea libidoului și a activității sexuale.

„Versage” este, de asemenea, o clinică care utilizează celule stem în activitatea sa. Dar ea este specializată în programe anti-îmbătrânire care includ tratamente complexe.

În Rusia, terapia celulară este utilizată în mod activ la Institutul de Cercetare de Imunologie Clinică Novosibirsk, Filiala Siberiană a Academiei Ruse de Științe. De asemenea, pentru tratamentul bolilor de inimă și cardioplastie în Vladivostok, Irkutsk, Tomsk și Novosibirsk, se folosesc proceduri de tratament și restaurare cu celule stem umane. Utilizarea lor în procedurile de întinerire și în cosmetică a devenit larg răspândită în clinicile din Sankt Petersburg.

Alegerea serioasă a clinicii

În Rusia, în prezent, destul de multe clinici oferă proceduri anti-îmbătrânire cu celule stem. Dar trebuie să înțelegeți dacă acestea sunt într-adevăr aceleași celule. Adesea este folosit doar material celular. Prin urmare, înainte de a vă decide asupra procedurii, trebuie să colectați mai multe informații despre clinică, despre specializarea acesteia, dacă are un laborator, dacă nu, cu care cooperează, cât de eficient lucrează, încercați să găsiți pacienți ai clinicii care au primit deja aceste proceduri.

În plus, în clinică, cereți un „Pașaport celular”, care să ateste că nu există viruși în celulele stem. Înainte de introducerea celulelor, trebuie să vi se ceară să treceți la o examinare. Chiar dacă procedura are succes, efectul se poate observa abia după 1-3 luni și nu pe față sau pe corp, ci în starea generală a corpului. Te vei simți energizat, energizat. Dar acest lucru s-ar putea să nu se întâmple, deoarece de obicei clinicile nu își asumă nicio responsabilitate pentru consecințele întineririi celulelor stem. Nici clinicile, nici institutele de cercetare nu oferă garanții.