Стовбурові клітини знаходяться в. Стовбурові клітини, їх властивості та можливості практичного застосування

ольга лукинська

Про стовбурові клітини в останні роки доводиться чутиу самому різному контексті: їх пропонують використовувати в косметичних процедурах і навіть додають у креми, вчаться видобувати з молочних зубів і пуповини, використовують у лікуванні різних захворювань. Часто в новинах повідомляють про нові можливості їх використання, які ще довго вивчати в лабораторії; в результаті одним стволові клітини видаються чимось із майбутнього, а іншим здається, що вони вже стали буденністю і використовуються в будь-якому салоні краси. Розбираємося, що взагалі являють собою стовбурові клітини, для чого вони часто застосовуються вже зараз і яка користь можлива поки що тільки в теорії.

Звідки видобувають
стовбурові клітини

Стовбурові клітини - це звані недиференційовані клітини, які можуть перетворюватися на різні клітини організму - а в людини їх понад двісті - з різними властивими їм функціями. Наприклад, у нервових клітин або клітин крові є вузькі, специфічні завдання - і всю енергію вони витрачають виконання цих завдань, не витрачаючись на розмноження. А нові еритроцити або нейрони виникають із стовбурових клітин, які є у кожної людини у будь-якому віці. Вони бувають різних видів: одні здатні диференціюватися тільки в один тип клітин, інші – у декілька; стовбурові клітини ембріона на ранньому терміні вагітності можуть перетворитися на будь-який тип клітин організму.

Серед вчених точаться термінологічні суперечки про те, чи можна всі ці клітини називати стовбуровими та синонімічні чи терміни «стволова клітина» і «клітина-попередник», але в цілому обидва терміни можуть використовуватися рівноцінно. Йдеться про базові клітини, здатні перетворюватися на будь-які інші - а значить, якщо навчитися правильно з ними поводитися, потенційно можуть дозволити виростити нову шкіру на місці опіку або замінити постраждалу в результаті гепатиту тканину печінки. На жаль, використовувати стовбурові клітини в таких цілях поки не виходить - але все ж таки є ряд серйозних проблем, які вони допомагають вирішити. Отримувати стовбурові клітини можна з ембріонів (наприклад, для дослідних цілей можуть використовуватися абортивні матеріали), а у дорослих людей їхнє основне джерело - кістковий мозок. Стовбурові клітини також активно виділяють із пульпи зубів та з пуповини новонароджених.

Для чого їх використовують

Стовбурові клітини вже кілька десятиліть використовують у лікуванні тяжких захворювань крові та кісткового мозку, наприклад лейкозів. Кістковий мозок - це орган кровотворення; по суті, він і складається із стовбурових клітин. Коли він не функціонує або виробляє «дефектні» клітини крові, один із варіантів лікування – трансплантація, тобто «заміна» стовбурових клітин кісткового мозку здоровими. Для цього можуть використовуватись як донорські клітини, так і власні, якщо вони пройшли певну обробку.

Ембріональні стовбурові клітини (ЕСК) є класичними стовбуровими клітинами, оскільки вони здатні до нескінченного самооновлення та мають мультипотентний диференціювальний потенціал. Їх джерелом зазвичай є первинні статеві клітини, внутрішня клітинна маса бластоцисти чи окремі бластомери зародків 8-клітинної стадії, і навіть клітини морули пізніших стадій.

Ембріональним стовбуровим клітинам властива найбільша з усіх категорій стовбурових клітин тіломеразна активність, яка забезпечує їм здатність до безпрецедентного самооновлення (більше 230 клітинних подвій в пробірці; тоді як диференційовані клітини діляться приблизно 50 разів протягом життя).

У лабораторних умовах ці клітини здатні диференціюватися у різні типи як ембріональних клітин, і клітин дорослого організму. Вони мають нормальний каріотип і в контрольованих умовах можуть бути клоновані і багаторазово відтворені без зміни їх властивостей.

Дослідження показали, що трансплантація ЕСК ефективна для лікування патологій, в основі яких лежить порушення функцій або загибель спеціалізованих типів клітин. Так, хвороба Паркінсона, що викликається прогресивною дегенерацією та втратою дофамін-продукуючих нейронів певної зони головного мозку, може успішно лікуватися за допомогою інтрацеребральної ін'єкції ембріональних нейронів. Також при цукровому діабеті I типу (що викликається порушенням роботи острівцевих клітин підшлункової залози) імплантація печінку острівцевих клітин підшлункової залози призводить до нормалізації рівня глюкози. За допомогою трансплантації ЕСК піддаються лікуванню та інші важковиліковні захворювання – наприклад, м'язова дистрофія Дюшенна, дегенерація клітин Пуркіньє. Трансплантація ЕСК ефективна і у разі травм – зокрема травм спинного мозку.

На перший погляд, ЕСК найбільше підходять для використання в репаративній медицині. Однак добре відомо, що при трансплантації в організм ЕСК здатні породжувати новоутворення – тератоми. Тому перед застосуванням ЕСК у клітинній терапії необхідно провести їх диференціювання в потрібному напрямку та прибрати з популяції ЕСК клітини, що потенційно здатні призвести до утворення тератом. Ще одна проблема, яку доводиться долати при використанні ЕСК – необхідність так чи інакше забезпечити їхню гістосумісність з організмом реципієнта. Нарешті, важко залишити поза увагою етичну бік використання клітин ембріонів людини щоб одержати ЭСК.

Стовбурові клітини дорослого організму

Стовбурові клітини присутні у багатьох органах та тканинах дорослих ссавців: у кістковому мозку, крові, скелетних м'язах, зубній пульпі, печінці, шкірі, шлунково-кишковому тракті, підшлунковій залозі. Більшість цих клітин слабко охарактеризовано. У порівнянні з ЕСК, стовбурові клітини дорослого організму мають меншу здатність до самопідтримання, і хоча вони диференціюються в безліч клітинних ліній, але не мають мультипотентності. Тіломірна активність і, відповідно, проліферативний потенціал у стовбурових клітин дорослого організму високі, але все-таки нижче, ніж у ЕСК.

Передбачається, що найменш диференційовані стволові клітини знаходяться в організмі в стані спокою. У разі потреби запускається незворотний процес їхнього поетапного дозрівання у певному напрямку диференціювання.

Стовбурові кровотворні клітини

Зі стовбурових клітин дорослого організму найбільш добре охарактеризовані стовбурові кровотворні клітини (СКК). Це клітки мезодермального походження. Вони дають початок усім видам кровотворних та лімфоїдних клітин. У нормі кровотворення в організмі, мабуть, підтримується в основному за рахунок невеликого числа відносно змінних клітинних клонів, що постійно змінюється. In vitro стовбурові кровотворні клітини за певних умов здатні до самопідтримання і можуть бути простимульовані до диференціювання у напрямку тих самих клітинних ліній, що й in vivo.

Вже кілька десятків років тканини кісткового мозку успішно застосовують для лікування різних захворювань крові (наприклад, лейкозів), а також радіаційних уражень організму, відновлюючи з їх допомогою порушені функції кровотворних та лімфоїдних органів. Для цього зазвичай проводиться трансплантація кісткового мозку; Останнім часом використовується і пуповинна кров. Популяція СКК служить потенційним джерелом для попередників ендотеліальних клітин, що уможливлює застосування СКК для лікування ішемічної хвороби та інфаркту міокарда.

Стовбурові клітини нервової тканини

Ще одна категорія клітин, яка зараз інтенсивно вивчається, - це стовбурові клітини нервової тканини (СКНТ). Ці клітини спочатку було знайдено у субвентрикулярній зоні ембріонального головного мозку. Донедавна вважалося, що головний мозок дорослого організму не містить стовбурових клітин. Проте експерименти на гризунах та приматах, а також клінічні випробування із залученням волонтерів показали, що СКНТ продовжують бути присутніми і у дорослому головному мозку. In vitro стовбурові клітини нервової тканини можуть бути націлені як на проліферацію, так і на диференціювання в різні типи нейронів і клітини глії (опорні та захисні клітини нервової тканини). Як ембріональні СКНТ, так і СКНТ дорослого організму, що трансплантуються в головний мозок, можуть генерувати нейрональні та гліальні клітини. Хоча невідомо, якою є тривалість самооновлення стовбурових клітин нервової тканини, в лабораторних умовах їх можна культивувати протягом тривалого періоду.

Стромальні клітини-попередники та мезенхімальні стовбурові клітини

Стромальні клітини-попередники та мезенхімальні стовбурові клітини (МСК) були відкриті близько 30 років тому. Це свого роду універсальні клітини, що містяться у кістковому мозку, у своєрідному депо, де вони зберігаються «про запас». Вони здатні до інтенсивної проліферації, можуть диференціюватися в багатоклітинні типи та трансплантабельні in vivo. При необхідності вони надходять у пошкоджений орган або тканину та перетворюються на потрібні спеціалізовані клітини.

In vitro чисельність мезенхімальних стовбурових клітин може збільшуватись у 100000 разів протягом 6–8 тижнів, при цьому вони залишаються у недиференційованому стані. Кожна колонія стромальних клітин є клоном, тобто утворюється шляхом проліферації однієї клітини, яка була названа клітиною клітин фібробластів (КОК-Ф). У тварин та людини у фізіологічних умовах величина ефективності клонування КОК-Ф колоній залишається відносно стабільною та є важливим параметром скелетного статусу, що вказує на роль КОК-Ф у патофізіології дефектів кістки та кісткового мозку.

Отримано багато даних про те, що на противагу кровотворним стовбуровим клітинам кістковомозкові КОК-Ф є місцевою популяцією, тобто не мігрують з однієї частини організму в іншу і, відповідно, не приживаються при інфузії. Шкода, якщо ця проблема не знайде свого рішення - адже для лікування таких поширених кісткових захворювань, як остеопороз або незавершений остеогенез, коли не можна трансплантувати генетично змінені стромальні клітини у всі області уражень, можливість доставки через циркулюючу систему виглядає дуже бажаною. Загалом питання про можливість міграції стромальних клітин, а також про фактори, що сприяють їй, залишається відкритим.

Стромальні клітини-попередники виконують також дуже важливу роль, забезпечуючи специфічне мікрооточення, необхідне для проліферації та диференціювання гемопоетичних та імунокомпетентних клітин на території кровотворних та лімфоїдних органів. Таким чином, "коригування" порушень мікрооточення в принципі може проводитися саме через цю категорію клітин.

Значний інтерес для клінічного застосування становлять мезенхімальні стовбурові клітини, які входять до складу популяції стромальних клітин-попередників (або колоноутворюючих клітин стромальних фібробластів – КОК-Ф) кісткового мозку. Їх використання почалося з успішного лікування кісткових переломів, що незросли, розмноженими в культурах аутологічними стромальними клітинами кісткового мозку. Досі репарація кісткової та хрящової тканини залишається однією з найважливіших областей застосування МСК. За допомогою трансплантації цих клітин вдалося досягти успіхів у лікуванні важкого контингенту хворих з хибними суглобами, незрослими переломами та хронічним остеомієлітом, остеоартритом. Принципи застосовуваних при цьому біотехнологічних методів є універсальними і можуть використовуватися також для лікування хворих з дефектами кісткової тканини різної локалізації (травматологія, ортопедія, нейрохірургія, черепно-лицьова хірургія, стоматологія-імплантологія).

Як можливі носії рекомбінантної ДНК, мезенхімальні стовбурові клітини також є дуже привабливим об'єктом для генної інженерії, для лікування низки дегенеративних і спадкових захворювань.

Клітини кісткового мозку та МСК можуть бути використані і в терапії ішемічної хвороби серця, уражень кінцівок та головного мозку, а також для лікування інфарктів міокарда. Це ще одна сфера застосування МСК, яка знаходиться на стадії передклінічних випробувань. У лабораторних дослідженнях, проведених на тваринах, і при лікуванні інфарктів міокарда у людей, кістково-мозкові СК трансплантувалися в область інфаркту або прямою ін'єкцією, або за допомогою внутрішньосудинного введення. Внаслідок цього вдалося досягти реального зменшення зони інфаркту. Однак перш, ніж терапія СК дорослого організму здійснюватиметься в повному обсязі, необхідне додаткове проведення клінічних випробувань та добре спланованих клінічних досліджень, які дозволять зробити остаточний висновок щодо безпеки та ефективності запропонованого методу.

Особливий інтерес становлять перші дані, що показують можливість використання кістковомозкових стромальних клітин при репараційних процесах у шкірі. Зокрема дослідження показують, що після внутрішньошкірного введення стромальних клітин кісткового мозку регенерація пошкодженої шкірної тканини йшла більш впорядковано з меншими небажаними наслідками, до яких відноситься утворення рубця.

Слід зазначити, що з успіху лікування ключовим моментом залишається правильний вибір методу трансплантації СК. У ряді лабораторій зараз працюють також над покращенням способів очищення популяцій СК та збагачення їх ранніми попередниками, щоб створити умови для більш ефективної клітинної терапії. Відповідно до загальної думки, потрібні також подальші лабораторні дослідження для вивчення феномену пластичності стовбурових клітин, а також багатьох інших аспектів.

Як бачимо, зі стовбуровими клітинами пов'язано багато надій та очікувань. Можливо, вже не за горами час, коли відкриті властивості стовбурових клітин та ті, що знаходяться сьогодні для нас поки що за сімома печатками, створять нові перспективи для лікування низки серйозних захворювань.

Чим унікальні стовбурові клітини

У процесі розвитку ембріона людини відбувається ряд ключових подій: за заплідненням яйцеклітини слідує т.з. дроблення, суть якого зводиться до швидкого накопичення тотипотентного (тобто здатного до створення цілого організму, повторення ембріогенезу з однієї клітини) клітинного матеріалу.

Приблизно після 12 клітинних поділів цей процес різко уповільнюється і порушується синхронність поділів. Починається транскрипція геному зародка, тобто реалізація спадкової інформації. Ця зміна, відома як перехід до середньої бластулі, ймовірно, відображає виснаження певного компонента материнського походження, який використовується для зв'язування з ДНК, що знову синтезується.

Транскрипція завершується тим, що у цитоплазмі цих унікальних первинних клітин накопичується інформація у формі матричних РНК, яка визначає подальший внутрішньоутробний розвиток. Реалізація інформації здійснюється в кінцевому підсумку шляхом міграції, спеціалізації клітин та формування основних зародкових листків - ектодерми (джерело клітин шкіри, ЦНС тощо), мезодерми (джерело клітин м'язів, кісток, крові тощо) та ентодерми (джерело клітин залоз, ШКТ та ін.), що відбувається в процесі т.з. гаструляції.

Починаючи з цього моменту, у кожній тканині зберігаються обмежені кількості неспеціалізованих клітин. Такі клітини називають стовбуровими клітинами або клітинами-попередниками, їх основна функція – управління процесом створення організму загалом, перенесення та реалізація спадкових програм.

Стовбурові клітини – це недиференційовані, незрілі клітини ембріона, плода, новонародженого чи дорослого організму, здатні до самооновлення та диференціювання у різні типи тканин та органів. В організмі дорослої людини вони виконують роль «машин регенерації», їхня мета – підтримання морфофункціональної сталості тканини, вони мають менший потенціал, ніж на початку ембріогенезу, але здатні ефективно замінювати пошкоджені елементи спеціалізованої тканини в необхідному обсязі. Практично для кожного типу тканин існують власні клітини-попередники (предиференційовані клітини). Справжні плюрипотентні (здатні до диференціювання в клітини різних тканин різних зародкових листків) клітини в нормальних умовах в організмі зустрічаються вкрай рідко, їх виділення з дорослого організму зараз без застосування методик клонування неможливо.

У процесі старіння кількість спочатку закладеної регенераційної інформації в клітинах стрімко знижується, зменшується кількість самих стовбурових клітин. Виснажена репараційна система стає малоефективною - виникає ряд захворювань, асоційованих зі старінням: в'яне шкіра, знижується еластичність хрящів, щільність кісток, ушкоджується ендотелій судин - погіршується кровопостачання, поступово всі тканини організму потрапляють в умови зниженого постачання киснем, прискорюються процеси заміщення. сполучні стромальні тканини. Вплив низки інфекцій, реалізація вроджених, спадкових та мультифакторіальних захворювань, хронічні інтоксикації (у тому числі алкогольні), травми також призводять до подібних наслідків – організм виявляється нездатним впоратися з наростаючим потоком проблем та поступово гине.

Успіх трансплантації органів та тканин людини відкрив нову еру в медицині – продемонстровано принципову можливість заміни дефектних тканин та органів пацієнта на донорські, здорові. На жаль, трансплантація органів залишається малодоступною, супроводжується складними оперативними втручаннями та потребує постійної імуносупресії у великому обсязі.

Вчені всього світу інтенсивно працюють над проблемою лабораторного отримання клітин-попередників з метою їхньої подальшої імплантації для заміщення загиблих тканин, що, на думку медичного наукового співтовариства, може стати альтернативою трансплантації органів. У 1998 році американським вченим Джону Герхарту та Джеймсу Томпсону вперше в лабораторних умовах вдалося отримати і наростити культури ембріональних стовбурових клітин та статевих прогеніторних клітин, здатних повністю повторити ембріогенез. Таким чином, у людства з'явилася реальна можливість у лабораторних умовах вирощувати необхідну кількість «запчастин» для організму і тим самим коригувати наслідки низки хронічних та гострих захворювань. Дм. Шаменків, к.м.н.

Пластичність стовбурових клітин

До недавнього часу вважалося, що органоспецифічні стовбурові клітини можуть диференціюватися тільки клітини відповідних органів. Однак, за рядом даних, це не так: існують органоспецифічні стовбурові клітини дорослих тварин, які здатні до диференціювання клітин органів, відмінних від органів походження стовбурових клітин, навіть якщо вони онтогенетично належать до різних зародкових листків. Ця властивість стовбурових клітин отримала назву пластичності. Так, існує багато даних, що МСК кісткового мозку мають широку пластичність і здатні давати початок деяким елементам нервової тканини, кардіоміоцитів, епітеліальних клітин, гепатоцитів.

Альтернативна гіпотеза феномена пластичності полягає в тому, що мультипотентні стовбурові клітини і після народження присутні в різних органах і стимулюються до специфічної проліферації та диференціювання у відповідь на локальні фактори, представлені тим органом, який рекрутовані стовбурові клітини. Також є припущення, що стовбурові клітини рекрутуються у пошкоджені органи і вже там реалізують свої властивості пластичності, тобто диференціюються в потрібному для їхнього відновлення напрямку.

Разом з тим не можна не відзначити, що ряд вчених ставить під сумнів саму концепцію пластичності стовбурових клітин, вказуючи на те, що відповідні експерименти були виконані на чистих популяціях тканинно-специфічних стовбурових клітин.

Словник

Диплоїдна клітина(від грец. diplуos - подвійний та еidos - вид) - клітина з двома гомологічними (подібними) наборами хромосом. Диплоїдні всі зиготи і, як правило, клітини більшості тканин тварин і рослин, крім статевих клітин.

Диференціювальний потенціал- Здатність до перетворення на різноманітні клітини організму.

Каріотип(від грец. karion - горіх і typos - відбиток, форма) - типова для виду сукупність морфологічних типів хромосом (форма, розмір, деталі будови, число і т. д.). Важливою є генетична характеристика виду, що лежить в основі. Для визначення каріотипу використовують мікрофотографію хромосом клітин, що діляться.

Мезодерма- Середній зародковий листок у більшості багатоклітинних тварин та людини. З нього розвиваються органи крово- та лімфоутворення, органи виділення, статеві органи, м'язи, хрящі, кістки та ін.

Мультипотентність- Здатність до диференціювання в межах одного зародкового листка.

Плюрипотентність- Здатність до диференціювання різних тканин різних зародкових листків.

Поліпотентність- здатність геному стовбурових клітин дорослого організму змінювати профіль диференціювання при трансплантації у нову тканину реципієнта.

Строма(від грецьк. stroma - підстилка) - основна опорна структура органів, тканин та клітин живих організмів та рослин.

Стромальні клітини- клітини сполучнотканинної опорної структури органу.

Теломери- спеціалізовані ДНК-білкові структури, що знаходяться на кінцях лінійних хромосом еукаріотів.

Тіломірна активність- активність теломерази, ферменту, який з допомогою особливого механізму синтезує теломерную ДНК, і цим впливає зростання клітин. Висока активність теломерази властива статевим і стовбуровим клітинам. Щойно стовбурові клітини починають диференціюватися, теломеразная активність падає, які теломери починають коротшати.

Тератома(Від грец. tеratos - виродок) - доброякісна пухлина, викликана порушенням ембріонального розвитку. Як правило, складається з м'язової, нервової та ін тканин.

Тотипотентність- Здатність до створення цілого організму, повторення ембріогенезу з однієї клітини.

Фібробласти(від лат. fibra - волокно і blastуs - паросток) - основна клітинна форма сполучної тканини тварин та людини. Фібробласти утворюють волокна та основну речовину цієї тканини. При травмі шкіри вони беруть участь у закритті ран та утворенні рубців.

Ектодерма- Зовнішній зародковий листок багатоклітинних тварин. З ектодерми утворюються шкірний епітелій, нервова система, органи почуттів, передній та задній відділи кишечника тощо.

Ентодерма- Внутрішній зародковий листок багатоклітинних тварин. З ентодерми утворюються епітелій кишечника та пов'язані з ним залози: підшлункова залоза, печінка, легені тощо.

Сьогодні про стовбурові клітини чули, напевно, всі. Але навколо цієї теми ходить стільки домислів та чуток, що дуже важко відокремити правду від небилиць. Спробуємо розібратися, чим нам можуть допомогти стовбурові клітини і навіщо їх зберігати.

Що таке стовбурові клітини?

Стовбурові клітини - це попередниці клітин, з яких формуються всі органи та тканини людини. Коли відбувається зачаття, то протягом першого місяця жива грудочка - ембріон - складається тільки зі стовбурових клітин. Вони найсильніші, але використовувати їх не можна – така заборона накладена урядами всіх країн світу.

Стовбурові клітини в невеликих кількостях містяться в кістковому мозку та жировій тканині людини. Причому з віком їхня кількість зменшується, а якість погіршується. Вчені навчилися виділяти такі клітини з кісткового мозку та використовувати для лікування хвороб. Але оптимальне джерело стовбурових клітин – це кров, яка перебуває у плаценті та пуповині новонародженого. Саме в ній концентрація стволових клітин максимальна.

Як отримують стовбурові клітини?

Стовбурові клітини можна виділити з кісткового мозку людини та збільшити їх кількість – відкультивувати. А можна отримати їх з пуповинної крові або пупкового канатика, причому така можливість є лише у момент народження дитини.

Як це відбувається? Як тільки малюк народився і його відділи від пуповини, лікар, який приймає пологи, вставляє в пуповинну вену голку, і звідти самопливом у пакет зі спеціальною речовиною проти згортання крові виходить від 50 до 250 мл крові, яка на 3-5 % складається з потужних і сильних стовбурових клітин. Після того, як відійшов слід, акушерка відрізає 10-20 см пупкового канатика і поміщає його в спеціальне укладання, яке доставляється в лабораторію банку стовбурових клітин.

Як бачите, процедура забору стовбурових клітин пуповинної крові та пупкового канатика абсолютно безболісна та абсолютно безпечна як для мами, так і для малюка. Її можна проводити як при природних пологах, так і при кесаревому розрізі.

Потім протягом 4-6 годин біоматеріали доставляють до лабораторії. Тут їх обробляють, заморожують та поміщають на зберігання. Стовбурові клітини пуповинної крові або пупкового канатика, заморожені з дотриманням певних умов, можуть зберігатися за вкрай низьких температур десятки років.

Навіщо потрібно зберігати стовбурові клітини?

Сьогодні медицина багато вміє, але є хвороби, перед якими традиційні методи лікування позначаються безсилими. І тоді можуть допомогти стовбурові клітини. У багатьох випадках вони сприяють відновленню крові, кісткового мозку, регенерації тканин після ран та опіків. А при захворюваннях імунної системи та крові трансплантація стовбурових клітин – єдиний радикальний метод терапії.

Одна з проблем даного методу - підбір стовбурових клітин, які відповідають конкретному пацієнтові. При іменному зберіганні всі заготовлені стовбурові клітини пуповинної крові будуть рідними для вашої дитини та ідеально їй підійдуть. А стовбурові клітини пупкового канатика можна використовуватиме терапії всієї родини.

При яких захворюваннях можуть допомогти стовбурові клітини?

На сьогоднішній день стовбурові клітини десятки років у всьому світі використовуються у комплексній терапії онкологічних захворювань крові, імунодефіцитів різної етіології.

Застосування стовбурових клітин дало позитивні результати при лікуванні інсультів, інфарктів, цукрового діабету 1 типу та нарощуванні хрящової тканини.

Список налічує понад 80 захворювань. До найважчих і найпоширеніших можна віднести:

• хвороби крові (лейкоз) та злоякісні утворення;
• цукровий діабет;
• захворювання серця;
• інсульт та пошкодження головного мозку;
• м'язові дистрофії;
• хвороба Паркінсона;
• хвороба Альцгеймера;
• розсіяний склероз;
• ушкодження хребта;
• бічний аміотрофічний склероз;
• системний червоний вовчак;
• аутоімунні захворювання;
• дитячий церебральний параліч;
• хронічні гепатити та цирози печінки.

Чим займаються банки стовбурових клітин?

Банки стовбурових клітин обробляють і зберігають зразки, що містять стовбурові клітини. Зберігання стовбурових клітин може бути громадським та іменним. Зразками з громадського регістру може скористатися будь-хто, хто потребує стовбурових клітин. При іменному зберіганні стволовими клітинами розпоряджаються їх власники. Так, стовбурові клітини, виділені з крові пуповини чи пупкового канатика, належать батькам дитини. Але в цьому випадку вони оплачують послуги з їхнього взяття, обробки та зберігання.

Чим слід керуватися при виборі банку стовбурових клітин:

✓ Скільки років існує банк?

Чим більше років банку, тим більшу гарантію стабільності ви отримуєте, тим більший у співробітників банку досвід із виділення, заготівлі та зберігання стовбурових клітин.

✓ Чи банк має ліцензію?

Банк обов'язково повинен мати ліцензію на паркан, транспортування та зберігання стовбурових клітин, видану комітетом з охорони здоров'я.

✓ На базі якої установи знаходиться банк?

Перевагою для банку є його перебування на базі медичної установи чи науково-дослідного інституту. По-перше, тому що у лікарнях існує автономна система електропостачання. По-друге, тут вже створено умови, необхідних роботи з біологічним матеріалом.

Банк, як і будь-яка медична установа, повинен мати цілодобову охорону, адже в банку знаходяться дорогоцінні зразки стовбурових клітин, багато унікального медичного обладнання та бази даних.

✓ Яким обладнанням оснащені його лабораторії та сховища?

На сьогоднішній день існують 3 апарати, на яких можуть бути виділені стовбурові клітини: подвійна центрифуга (напівавтоматизований апарат), апарати Sepax (Швейцарія) та Macopress (Франція).

Наявність даних апаратів є обов'язковою для успішної роботи банку.

✓ Чи існує у банку система автоматичного контролю кріосховищ?

Кріосховище банку має бути оснащене системою IT-моніторингу кріодьюарів, у яких зберігаються зразки стовбурових клітин. У будь-який момент часу співробітники банку можуть перевірити температуру зберігання зразка та заповнення кріодьюару. А також отримати звіт про зберігання зразка за будь-який проміжок часу та зберегти на сервері для архіву.

✓ Чи банк має власну кур'єрську службу?

Для оперативного забору пуповинної крові з пологового будинку та якнайшвидшого виділення зразка стовбурових клітин без втрати їх життєздатності, банк повинен мати кур'єрську службу, співробітники якої будь-якої миті можуть забрати зразок крові з пологового будинку та доставити до банку.

✓ Чи проводить банк наукові дослідження у галузі клітинних технологій?

Дуже важливо, щоб на базі банку було організовано ще й наукову роботу, а також здійснювали співпрацю з провідними НДІ та медичними установами міста.

✓ Чи має цей банк досвід успішного застосування стовбурових клітин пуповинної крові?

Не зайвим буде запитати у бака статистику затребуваності зразків та досвід застосування стовбурових клітин для лікування пацієнтів із різними захворюваннями.

Стовбурові - це недиференційовані клітини, які як «запас стратегічного призначення» присутні в організмі людини на будь-якому з етапів його життя. Особливістю є їхня необмежена здатність до поділу та здатність давати початок будь-яким видам спеціалізованих клітин людини.

Завдяки їх наявності відбувається поступове клітинне оновлення всіх органів і тканин організму та відновлення органів та тканин після пошкодження.

Історія відкриття та дослідження

Першим довів існування стовбурових клітин російський учений Олександр Анісімов. Це сталося далекого 1909 року. Їхнє практичне застосування зацікавило вчених набагато пізніше, приблизно в 1950 році. І тільки в 1970 році були вперше пересаджені стовбурові клітини хворим на лейкоз, а даний метод лікування став застосовуватися в усьому світі.

Приблизно з цього часу вивчення стовбурових клітин було виділено в окремий напрямок, почали з'являтися окремі лабораторії та навіть цілі НДІ, які розробляють способи лікування за допомогою клітин-попередників. У 2003 році з'явилася перша російська біотехнологічна компанія під назвою «Інститут стовбурових клітин людини», яка на сьогоднішній день є найбільшим сховищем зразків стовбурових клітин, а також просуває на ринку власні інноваційні лікарські препарати та високотехнологічні послуги.

На даному етапі розвитку медицини вченим вдалося отримати зі стволової клітини яйцеклітину, що в майбутньому дозволить безплідним парам мати власних дітей.

Відео: Успішні біотехнології

Де знаходяться клітини-попередники

Стовбурові клітини можна зустріти практично у будь-якій частині людського тіла. Вони обов'язково присутні у будь-якій з тканин організму. Максимальна їх кількість у дорослого міститься в червоному кістковому мозку, трохи менше в периферичній крові, жировій тканині, шкірі.

Чим молодішим є організм, тим більше їх він містить, тим більше ці клітини активні в плані швидкості поділу, і тим ширше діапазон спеціалізованих клітин, яким кожна клітина-попередниця може дати життя.

Звідки беруть матеріал

• Ембріональні.

Найбільш «ласими» для дослідників є стовбурові клітини ембріонів, оскільки чим менше прожив організм, тим паче пластичними та біологічно активними є клітини-попередники.

Але якщо клітини тварин дослідникам отримати не проблема, будь-які досліди з використанням людських ембріонів визнані неетичними.

Це навіть при тому, що за статистикою приблизно кожна друга вагітність у світі закінчується абортом.

• З пуповинної крові.

Доступними в плані моралі та законодавчих рішень ряду країн є стовбурові клітини пуповинної крові, самої пуповини та плаценти.

В даний час створюються цілі банки стовбурових клітин, виділених з пуповинної крові, які згодом можна буде використовувати для лікування цілого ряду захворювань та наслідків травм тіла. На комерційній основі іменний «депозит» для своєї дитини пропонують зробити батькам численні приватні банки. Одним із аргументів проти того, щоб збирати та заморожувати пуповинну кров, є їх обмежена кількість, яку можна отримати таким шляхом.

Вважається, що для відновлення кровотворення після хіміо- або радіотерапії власних розморожених стовбурових клітин буде достатньо дитині до певного віку і маси тіла (до 50 кг).

Але не завжди потрібно відновлювати таку велику кількість тканин. Для відновлення, наприклад, того ж хряща колінного суглоба достатньо лише малої частини збережених клітин.

Те ж саме стосується відновлення клітин пошкодженої підшлункової залози або печінки. Оскільки стовбурові клітини з однієї порції пуповинної крові перед заморожуванням поділяють на кілька кріопробірок, то завжди можна буде використовувати невелику частину матеріалу.

• Отримання стовбурових клітин від дорослої людини.

Не всім пощастило отримати від батьків свій «недоторканний запас» стовбурових клітин із пуповинної крові. Тому цьому етапі розробляються методи їх отримання від дорослих людей.

Основними тканинами, які можуть бути джерелами, є:

• жирова тканина (взята під час ліпосакції, наприклад);
• периферична кров, яку можна взяти із вени);
• червоний кістковий мозок.

Стовбурові клітини дорослих, отримані з різних джерел, можуть мати деякі відмінності, пов'язані із втратою клітин універсальності. Так, наприклад, клітини крові та червоного кісткового мозку можуть давати початок переважно клітин крові. Вони називаються гемопоетичними.

А стовбурові клітини з жирової тканини набагато легше диференціюються (перероджуються) у спеціалізовані клітини органів та тканин тіла (хрящів, кісток, м'язів та ін.). Вони отримали назву мезенхімальні.

Залежно від масштабності завдання, що стоїть перед вченими, їм може знадобитися різна кількість таких клітин. Так, наприклад, зараз розробляють способи вирощування їх зубів, отриманих з сечі. Їх там не так уже й багато.

Але враховуючи той факт, що зуб потрібно виростити лише один раз, а термін служби його значний, то і стовбурових клітин на нього потрібно небагато.

Відео: Покровський Банк Стовбурових Кліток

Банки зберігання біологічного матеріалу

Для зберігання зразків створюються спеціальні банки. Залежно від мети зберігання матеріалу вони можуть бути державними. Їх ще називають банками-реєстраторами. Реєстратори зберігають стовбурові клітини безіменних донорів і можуть на власний розсуд надавати матеріал будь-яким лікувальним чи дослідницьким установам.

Також є комерційні банки, які заробляють гроші для зберігання зразків від конкретних донорів. Використовувати їх можуть лише їхні власники для лікування себе чи близьких родичів.

Якщо говорити про затребуваність зразків, то статистика тут така:

• у банках-реєстраторах буває затребуваний кожен тисячний зразок;
• матеріал, який у приватних банках, буває затребуваний набагато рідше.

Проте зберігати іменний зразок у приватному банку має сенс. Причин цього кілька:

• донорські зразки коштують грошей, часом чималих, і сума, необхідна для покупки зразка та доставки його в потрібну клініку, часто у багато разів перевищує вартість зберігання власного зразка протягом кількох десятиліть;
• іменний зразок можна використовувати для лікування кровних родичів;
• можна вважати, що в майбутньому відновлювати органи і тканини з використанням стовбурових клітин набагато частіше, ніж це відбувається в наш час, тому і попит на них тільки зростатиме.

Застосування у медицині

Фактично єдиний уже вивчений напрямок їх використання – це пересадка кісткового мозку як етап лікування лейкозів та лімфом. Деякі дослідження з реконструкції органів і тканин за допомогою стовбурових клітин вже досягли етапу проведення експериментів на людях, але про масове впровадження в практику лікарів поки не йдеться.

Для отримання нових тканин із стовбурових клітин зазвичай необхідно виконати такі маніпуляції:

• забір матеріалу;
• виділення стовбурових клітин;
• вирощування стовбурових клітин на поживних субстратах;
• створення умов для перетворення стовбурових клітин на спеціалізовані;
• зниження ризиків, пов'язаних з можливістю злоякісного переродження клітин, отриманих із стовбурових;
• трансплантація.

Виділяють стовбурові клітини із взятих для проведення експерименту тканин за допомогою спеціальних приладів, які називаються сепараторами. Існують також різні методики осадження стовбурових клітин, але результативність їх багато в чому визначається кваліфікацією і досвідом персоналу, а також існує ризик бактеріального або грибкового зараження зразка.

Отримані стовбурові клітини поміщають у спеціально підготовлене середовище, яке містить лімфу чи сироватку крові новонароджених телят. На поживному субстраті вони багаторазово діляться, їх кількість збільшується у кілька тисяч разів. Перед тим, як вводити в організм, вчені направляють їх диференціювання у певний бік, наприклад, отримують нервові клітини, клітини печінки або підшлункової залози, хрящову пластинку та ін.

Саме на цьому етапі є небезпека їх переродження на пухлинні. Щоб цього не допустити, розробляються спеціальні методики, що знижують можливість ракового переродження клітин.

Методи введення клітин в організм:

• введення клітин у тканини безпосередньо в тому місці, де була травма або тканини були пошкоджені в результаті патологічного процесу (хвороби): введення стовбурових в ділянку крововиливу в головний мозок або місце пошкодження периферичних нервів;
• введення клітин у кров'яне русло: так вводять стовбурові клітини під час лікування лейкозів.

За та проти використання стовбурових клітин з метою омолодження

Вивчення та використання у ЗМІ все частіше називають способом досягти безсмертя або принаймні довголіття. Вже в далеких 70-х роках стовбурові клітини як омолоджуючий засіб вводили літнім членам Політбюро КПРС.

Тепер же, коли з'явилася деяка кількість приватних дослідних біотехнологічних центрів, деякі дослідники почали проводити ін'єкції стовбурових клітин, що омолоджують, взятих до цього у самого пацієнта.

Коштує така процедура досить дорого, а результат її ніхто гарантувати не може. Погоджуючись, клієнт має усвідомлювати, що він бере участь у експерименті, оскільки багато аспектів їх використання ще вивчені.

Відео: Що можуть Стовбурові клітини

Найбільш поширеними видами процедур є:

• введення стовбурових клітин у дерму (процедура чимось нагадує біоревіталізацію);
• заповнення шкірних дефектів, додавання обсягу тканин (це вже більше схоже використання філерів).

У другому випадку використовується власна жирова тканина пацієнта та його стовбурові клітини у суміші зі стабілізованою гіалуроновою кислотою. Досліди на тваринах показали, що такий коктейль дозволяє більшій кількості жирової тканини прижитися і довго зберігати об'єм.

Проводилися перші експерименти на людях, яким за даною методикою видалялися зморшки та проводилося збільшення молочних залоз. Однак даних ще недостатньо, щоб будь-який з лікарів міг повторити цей досвід на своєму пацієнті, забезпечивши йому гарантований результат.

Оновити клітинний склад ушкодженого органу без оперативного втручання, вирішити найскладніші завдання, які раніше були під силу лише органній трансплантації – ці завдання вирішуються сьогодні за допомогою стовбурових клітин.

Для пацієнтів це шанс отримати нове життя. Важливим тут є те, що технологія застосування стовбурових клітин є практично для кожного пацієнта і дає воістину дивовижний результат, розширюючи можливості трансплантації.

Стовбурові клітини здатні перетворюватися, залежно від оточення, на клітини тканин різних органів. Одна стволовая клітина дає безліч активних, функціональних нащадків.

Дослідження генетичних модифікацій стовбурових клітин проводять у всьому світі, інтенсивно досліджуються методи їх нарощування.

Існує безліч хвороб, які практично не лікуються або їх лікування не є ефективним медикаментозним способом. Саме такі хвороби стали об'єктом найпильнішої уваги дослідників.

Стовбурові клітини, регенерація, відновлення тканин. Від Адама до атома

Що таке – стовбурові клітини?

При заплідненні яйцеклітини одна зигота (запліднена клітина) ділиться і дає початок клітинам, головним завданням яких є передача генетичної інформації наступним поколінням клітин.

Ці клітини ще не мають своєї спеціалізації, механізми такої спеціалізації ще не включені і саме тому такі ембріональні стовбурові клітини дають можливість використовувати їх для створення будь-яких органів.

Стовбурові клітини є у кожного з нас. Їх виявили спочатку у тканинах кісткового мозку. Найлегше стовбурові клітини виявити та виділити у молодих людей, дітей. Але й у людей старшого віку вони є, щоправда, у набагато меншій кількості.

Порівняйте: у людини у віці 60 - 70 років на п'ять - вісім мільйонів клітин є тільки одна стовбурова, а у ембріона - одна стовбурова клітина на десять тисяч.

Можливості стовбурових клітин дорослого організму – Сергій Кисельов

У чому секрет стовбурових клітин?

Секрет стовбурових клітин у тому, що, будучи самі незрілими клітинами, можуть перетворюватися на клітину будь-якого органа.

Як тільки стовбурові клітини організму отримують сигнал про пошкодження тканин, будь-яких органів, вони прямують у осередок ураження. Там вони перетворюються саме на ті клітини тканин людини або її органів, які потребують захисту.

Стовбурові клітини можуть перетворитися і стати будь-якими клітинами: печінковими, нервовими, гладком'язовими, слизовими. Така стимуляція організму призводить до того, що він сам починає активно регенерувати свої тканини та органи.

Доросла людина має зовсім невеликий запас стовбурових клітин. Тому, чим більший вік людини, тим складнішим і з більшими ускладненнями йде процес регенерації та відновлення організму після ушкоджень або під час хвороби. Особливо якщо пошкодження організму великі.

Організм не може самостійно відновлювати втрачені стовбурові клітини. Розвиток у галузі сучасної медицини сьогодні дозволяють вводити стовбурові клітини в організм і, головне, спрямовувати їх у потрібному напрямку. Таким чином, уперше з'являється можливість лікування таких небезпечних захворювань, як цироз, діабет, інсульт.

Гаряєв, Петро Петрович - Як керувати стовбуровими клітинами

Джерела стовбурових клітин

Джерелом стовбурових клітин в організмі є кістковий мозок, насамперед. Деяка, але зовсім невелика, їхня кількість міститься в інших тканинах та органах людини, у периферичній крові. Багато стовбурових клітин містить кров із пупкової вени новонароджених.

Пуповинна кров як джерело стовбурових клітин має ряд безперечних переваг.

Насамперед, її зібрати набагато легше і безболісніше, ніж периферичну кров. Така кров дає генетично ідеальні стовбурові клітини у разі потреби її використання близькими родичами – матір'ю та дитиною, братами та сестрами.

При проведенні трансплантації імунна система, новостворена з донорських стовбурових клітин, починає боротися з імунною системою пацієнта. Це дуже небезпечно життя хворого. Стан людини буває в таких випадках украй важким, до смертельних наслідків. Використання пуповинної крові при трансплантації значно знижує такі ускладнення.

Крім того, існує ще низка безперечних переваг використання пуповинної крові.

1. Це інфекційна безпека реципієнта. Від донора через пуповинну кров не передаються інфекційні захворювання (цитомегаловірус та інші).
2. Якщо її зібрали в момент народження людини, то вона зможе її використовувати будь-якої миті для відновлення здоров'я.
3. Використання крові з пупкової вени новонароджених не викликає етичних проблем, оскільки вона утилізується.

Застосування стовбурових клітин

Для лікування анемії у 1988 році у Франції були вперше застосовані стовбурові клітини.

Високоефективне лікування стовбуровими клітинами пухлин, інсультів, інфарктів, травм, опіків змусило створювати в розвинених країнах спеціальні установи (банки) для зберігання заморожених стовбурових клітин протягом тривалого часу.

У такий комерційний іменний банк крові вже сьогодні можливо, на замовлення родичів, помістити пуповинну кров дитини, щоб у разі її травми, хвороби була можливість використовувати власні стовбурові клітини.

Пересадка внутрішніх органів відновлює здоров'я людини лише в тому випадку, якщо вона проведена вчасно, і не відбулося відторгнення органу імунною системою пацієнта.

Приблизно 75% пацієнтів, які потребують пересадки органів, гине під час очікування. Стовбурові клітини можуть стати ідеальним джерелом запасних частин для людини.

Вже сьогодні – спектр застосування стовбурових клітин у лікуванні найважчих захворювань дуже широкий.

Відновлення нервових клітин дозволяє відновити капілярний кровообіг і викликати зростання капілярної мережі дома ураження. Для лікування пошкодженого спинного мозку використовують введення нервових стовбурових клітин або чисті культури, які потім перетворяться на місці в нервові клітини.

Деякі форми лейкозів у дітей стали виліковними завдяки досягненням біомедицини. Трансплантація гемопоетичних стовбурових клітин застосовується в сучасній гематології, а трансплантація стовбурових клітин кісткового мозку – у широкій клініці.

Винятково складні в лікуванні системні захворювання, спричинені порушенням функцій імунної системи: артрити, розсіяний склероз, червоний вовчак, хвороба Крона. Гемопоетичні стовбурові клітини застосовні і при лікуванні цих захворювань

Є практичний клінічний досвід застосування нейральних стовбурових клітин при лікуванні хвороби Паркінсона. Результати перевершують будь-які очікування.

Мезинхімальні (стромальні) стовбурові клітини вже використовують у ортопедичній клініці кілька останніх років. З їхньою допомогою відновлюють зруйновані суглобові хрящі, кісткові дефекти після переломів.

Крім того, ці ж клітини останні два-три роки використовують методом прямого введення в клініці відновлення серцевого м'яза після інфаркту.

З кожним днем ​​поповнюється список хвороб, що піддаються лікуванню стовбуровими клітинами. І це дає надію на життя невиліковним хворим.

Список захворювань, при лікуванні яких використовуються стовбурові клітини

Доброякісні захворювання:

• адренолейкодистрофія;
• анемія Фанконі;
• остеопороз;
• хвороба Гюнтера;
• синдром Харлера;
• таласемія;
• ідіопатична апластична анемія;
• розсіяний склероз;
• синдром Леш-Ніхана;
• амегакаріоцитозна тромбоцитопенія;
• синдром Костмана;
• вовчак;
• резистентний ювенільний артрит;
• імунодефіцитні стани;
• хвороба Крона;
• синдром Бара;
• колагенози.

Злоякісні захворювання:

• неходжкінська лімфома;
• мієлодиспластичний синдром;
• лейкемія;
• рак молочних залоз;
• нейробластома.

Чудеса медичної та естетичної косметології

Бажання людини виглядати молодим, підтягнутим протягом десятків років зумовлене сучасним темпом життя. Чи можливо у п'ятдесят років виглядати так само добре, як у сорок?

Медична косметика при застосуванні сучасних біотехнологій дає таку можливість. Сьогодні можливо значно покращити тургор, еластичність шкіри, позбавити людину екзем і дерматитів.

Стовбурові клітини, які вводять під час мезотерапії, усувають шкірну пігментацію, рубці, наслідки впливу хімічних речовин, лазера. Зникають зморшки, плями після акне, покращуються тонус шкіри.

Крім того, за допомогою мезотерапії вирішуються проблеми волосся, нігтів. Вони набувають здорового вигляду, відновлюється їх зростання.

Однак, використовуючи високоефективні косметологічні препарати, слід остерігатися шахраїв, які рекламують препарати, які нібито містять стовбурові клітини.

Вартість лікування стовбуровими клітинами

Лікування стовбуровими клітинами проводиться у багатьох країнах, у Росії зокрема. Тут вона коливається від 240 000 до 350 000 рублів.

Високу ціну виправдовують високотехнологічним процесом вирощування стовбурових клітин.

У медичних центрах за таку вартість пацієнту вводять сто мільйонів клітин на курс. Якщо людина більш ніж зрілого віку – можливе запровадження такої кількості за одну процедуру.

У вартість процедур, як правило, не входять маніпуляції з отримання стовбурових клітин. При введенні стовбурових клітин під час операції – доведеться заплатити окремо за цей вид медичних послуг.

Мезотерапія сьогодні доступніша. Для бажаючих отримати яскраво виражений косметичний ефект, приблизна вартість однієї процедури обійдеться в Росії від 15 000 до 30 000 рублів. Загалом на курс їх треба зробити від п'яти до десяти.

Попереджений значить озброєний

Усвідомлюючи блискуче майбутнє застосування нових медичних технологій, хотілося б застерегти від зайвого оптимізму і нагадати про наступне:

1. Стовбурові клітини є незвичайним лікарським засобом, дію якого важко усунути. Справа в тому, що стовбурові клітини, на відміну від інших ліків, не виводяться з нього так само, як звичні лікарські засоби. Вони містять живі клітини, та його поведінка який завжди буває передбачувано. У разі заподіяння шкоди організму пацієнта лікарям неможливо зупинити процес;
2. Вчені-медики сподіваються, що побічні ефекти при лікуванні стовбуровими клітинами будуть мінімальними. Але не можна навіть припускати, що побічний ефект при лікуванні не буде. Як будь-які ліки, навіть аспірин, стовбурові клітини у своєму застосуванні мають обмеження та побічні ефекти;
3. Клінічні випробування у провідних медичних центрах підтвердили лише те, що трансплантація кісткового мозку поки що є єдиним методом клітинної терапії;
4. Застосування стовбурових клітин не є панацеєю для лікування абсолютно всіх хвороб, хоча й справді мають великий потенціал у лікуванні багатьох травм, опіків, пошкоджень та захворювань;
5. Навіть якщо багато знаменитих людей, спортсменів, політиків застосовують лікування стовбуровими клітинами, це не означає, що такий метод лікування підійде всім. Необхідно довіряти лікарям-практикам.

Безсмертя можливе?

Безсмертя людини можливе – у цьому нас переконують здобутки сучасної медицини.

Фантастичні ідеї про синтез людських органів вже перетворюються на реальність найближчого майбутнього. Мине десяток років і штучні нирки, серце, печінка стануть доступні кожній людині. Прості уколи відновлять шкіру, омолодять. Головним заслуга в цьому належатиме стовбуровим клітинам.