Embryonálne kmeňové bunky (ESC) sú klasické kmeňové bunky, pretože sú schopné nekonečnej sebaobnovy a majú multipotentný diferenciačný potenciál. Ich zdrojom sú zvyčajne primárne zárodočné bunky, vnútorná bunková hmota blastocysty alebo jednotlivé blastoméry embryí v 8-bunkovom štádiu, ako aj bunky moruly neskorších štádií.

Embryonálne kmeňové bunky majú najvyššiu telomerázovú aktivitu zo všetkých kategórií kmeňových buniek, čo im poskytuje schopnosť bezprecedentnej sebaobnovy (viac ako 230 bunkových zdvojení in vitro; zatiaľ čo diferencované bunky sa počas života delia približne 50-krát).

V laboratórnych podmienkach sú tieto bunky schopné diferencovať sa na rôzne typy embryonálnych aj dospelých buniek. Majú normálny karyotyp a za kontrolovaných podmienok môžu byť mnohokrát klonované a reprodukované bez zmeny ich vlastností.

Štúdie ukázali, že transplantácia ESC je účinná pri liečbe patológií, ktoré sú založené na dysfunkcii alebo smrti špecializovaných typov buniek. Parkinsonovu chorobu, spôsobenú progresívnou degeneráciou a stratou neurónov produkujúcich dopamín v určitej oblasti mozgu, možno teda úspešne liečiť intracerebrálnou injekciou embryonálnych neurónov. Tiež pri cukrovka Implantácia buniek pankreatických ostrovčekov typu I (spôsobená nesprávnou funkciou buniek pankreatických ostrovčekov) vedie k normalizácii hladín glukózy. Pomocou transplantácie ESC sa dajú liečiť aj iné ťažko liečiteľné ochorenia, ako je Duchennova svalová dystrofia a degenerácia Purkyňových buniek. Transplantácia ESC je účinná aj v prípadoch traumy, najmä poranení miechy.

ESC sú na prvý pohľad najvhodnejšie na použitie v reparatívnej medicíne. Je však dobre známe, že pri transplantácii do tela sú ESC schopné vytvárať novotvary - teratómy. Preto pred použitím ESC v bunkovej terapii je potrebné vykonať ich diferenciáciu v požadovanom smere a odstrániť z populácie ESC bunky potenciálne schopné viesť k tvorbe teratómov. Ďalším problémom, ktorý treba pri používaní ESC prekonať, je potreba nejakým spôsobom zabezpečiť ich histokompatibilitu s telom príjemcu. Nakoniec je ťažké ignorovať etickú stránku použitia ľudských embryonálnych buniek na získanie ESC.

dospelých kmeňových buniek

Kmeňové bunky sú prítomné v mnohých orgánoch a tkanivách dospelých cicavcov: v kostnej dreni, krvi, kostrových svaloch, zubnej dreni, pečeni, koži, gastrointestinálny trakt, pankreas. Väčšina týchto buniek je slabo charakterizovaná. V porovnaní s ESC sú dospelé kmeňové bunky menej schopné sebaobnovy a hoci sa diferencujú do mnohých bunkových línií, nie sú multipotentné. Aktivita telomerázy, a teda proliferatívny potenciál v dospelých kmeňových bunkách je vysoká, ale stále nižšia ako v ESC.

Predpokladá sa, že najmenej diferencovaných kmeňových buniek je v tele v stave pokoja. V prípade potreby sa spúšťa nezvratný proces ich postupného dozrievania v určitom smere diferenciácie.

kmeňové hematopoetické bunky

Z dospelých kmeňových buniek sú najlepšie charakterizované hematopoetické kmeňové bunky (HSC). Sú to bunky mezodermálneho pôvodu. Z nich vznikajú všetky typy hematopoetických a lymfoidných buniek. Normálne sa hematopoéza v tele zrejme udržiava hlavne vďaka neustále sa meniacemu malému počtu relatívne krátkych bunkových klonov. Hematopoetické kmeňové bunky in vitro sú za určitých podmienok schopné samy sa udržať a môžu byť stimulované k diferenciácii na rovnaké bunkové línie ako in vivo.

Už niekoľko desaťročí sa na liečbu úspešne používa tkanivo kostnej drene rôzne choroby krvi (napríklad leukémia), ako aj radiačné poškodenie tela, ktoré s ich pomocou obnovuje narušené funkcie krvotvorných a lymfatických orgánov. Zvyčajne sa to robí pri transplantácii kostnej drene; v poslednej dobe sa používa aj pupočníková krv. Populácia HSC slúži ako potenciálny zdroj prekurzorov endotelových buniek, čo robí možná aplikácia HCM na liečbu koronárne ochorenie a infarkt myokardu.

Kmeňové bunky nervového tkaniva

Ďalšou kategóriou buniek, ktorá sa v súčasnosti intenzívne študuje, sú nervové kmeňové bunky (NCST). Tieto bunky sa pôvodne nachádzali v subventrikulárnej zóne embryonálneho mozgu. Až donedávna sa verilo, že mozog dospelých neobsahuje kmeňové bunky. Experimenty na hlodavcoch a primátoch, ako aj klinické štúdie za účasti dobrovoľníkov však ukázali, že SKNT je naďalej prítomný v mozgu dospelých. In vitro môžu byť kmeňové bunky nervového tkaniva „zamerané“ na proliferáciu a diferenciáciu na rôzne typy neurónov a gliových buniek (podporné a ochranné bunky nervové tkanivo). Embryonálne SKNT aj dospelé SKNT transplantované do mozgu môžu vytvárať neurónové a gliové bunky. Hoci nie je známe, ako dlho trvá, kým sa nervové kmeňové bunky samoobnovia, môžu sa kultivovať v laboratóriu po dlhú dobu.

Stromálne progenitory a mezenchymálne kmeňové bunky

Stromálne progenitorové bunky a mezenchymálne kmeňové bunky (MSC) boli objavené asi pred 30 rokmi. Ide o akési univerzálne bunky, ktoré sú obsiahnuté v kostnej dreni, v akomsi depe, kde sú uložené „v zálohe“. Sú schopné rozsiahlej proliferácie, môžu sa diferencovať na mnohé typy buniek a sú transplantovateľné in vivo. V prípade potreby sa dostanú do poškodeného orgánu alebo tkaniva a premenia sa na potrebné špecializované bunky.

In vitro sa počet mezenchymálnych kmeňových buniek môže zvýšiť 100 000-krát v priebehu 6–8 týždňov, pričom zostávajú v nediferencovanom stave. Každá kolónia stromálnych buniek je klon, to znamená, že je vytvorená proliferáciou jednej bunky, ktorá sa nazýva fibroblastová kolónia tvoriaca bunka (COC-F). U zvierat a ľudí za fyziologických podmienok zostáva účinnosť klonovania kolónií COC-F relatívne stabilná a je dôležitým parametrom stavu kostry, čo naznačuje úlohu COC-F v patofyziológii defektov kostí a kostnej drene.

Bolo získaných veľa dôkazov, že na rozdiel od hematopoetických kmeňových buniek sú COC-F kostnej drene lokálnou populáciou, to znamená, že nemigrujú z jednej časti tela do druhej, a preto neprijímajú koreň počas infúzie. Je škoda, ak tento problém nenájde svoje riešenie – veď pri liečbe takých bežných kostných ochorení, ako je osteoporóza či neúplná osteogenéza, kedy nie je možné transplantovať geneticky modifikované stromálne bunky do všetkých oblastí lézií, je možnosť ich dodanie cez obehový systém vyzerá veľmi žiadúco. Vo všeobecnosti zostáva otvorená otázka možnosti migrácie stromálnych buniek, ako aj faktorov, ktoré ju podporujú.

Stromálne progenitorové bunky tiež fungujú veľmi dobre dôležitá úloha, poskytujúce špecifické mikroprostredie potrebné na proliferáciu a diferenciáciu krvotvorných a imunokompetentných buniek na území krvotvorných a lymfatických orgánov. „Korekcia“ porúch mikroprostredia sa teda môže v zásade uskutočniť práve prostredníctvom tejto kategórie buniek.

Značný záujem o klinická aplikácia predstavujú mezenchymálne kmeňové bunky, ktoré sú súčasťou populácie stromálnych progenitorových buniek (alebo kolonizačných buniek stromálnych fibroblastov - COC-F) kostnej drene. Ich použitie sa začalo úspešnou liečbou nezjednotených zlomenín kostí kultivovanými autológnymi stromálnymi bunkami kostnej drene. Až doteraz zostáva oprava kostí a chrupaviek jednou z najdôležitejších oblastí použitia MSC. Pomocou transplantácie týchto buniek bolo možné dosiahnuť úspech v liečbe ťažkého kontingentu pacientov s falošné kĺby, nezjednotené zlomeniny a chronická osteomyelitída, osteoartritída. Princípy biotechnologických metód použitých v tomto prípade sú univerzálne a možno ich použiť aj pri liečbe pacientov s defektmi. kostného tkaniva odlišná lokalizácia(traumatológia, ortopédia, neurochirurgia, kraniofaciálna chirurgia, stomatológia-implantológia).

Ako možní nosiči rekombinantná DNA Mezenchymálne kmeňové bunky sú tiež veľmi atraktívnym objektom pre genetické inžinierstvo, na liečbu množstva degeneratívnych a dedičných ochorení.

Bunky kostnej drene a MSC sa môžu použiť aj pri liečbe koronárnej choroby srdca, lézií končatín a mozgu, ako aj pri liečbe infarktu myokardu. Toto je ďalšia oblasť použitia MSC, ktorá je v prípravnom štádiu. Klinické štúdie. V laboratórnych štúdiách na zvieratách a pri liečbe infarktov myokardu u ľudí boli SC kostnej drene transplantované do oblasti infarktu buď priamou injekciou alebo intravaskulárnou injekciou. V dôsledku toho sa dosiahlo skutočné zníženie infarktovej zóny. Pred úplným zavedením SC terapie pre dospelých sú však potrebné ďalšie klinické štúdie a dobre naplánované intervencie. klinický výskum, čo umožní urobiť konečný záver o bezpečnosti a účinnosti navrhovanej metódy.

Obzvlášť zaujímavé sú prvé údaje ukazujúce možnosť využitia stromálnych buniek kostnej drene pri opravných procesoch v koži. Štúdie najmä ukazujú, že po intradermálnej injekcii stromálnych buniek kostnej drene bola regenerácia poškodeného kožného tkaniva riadnejšia s menším nežiaduce následky ktoré zahŕňajú tvorbu jaziev.

Treba poznamenať, že pre úspešnosť liečby kľúčový bod zostáva správna voľba spôsobu transplantácie SC. Množstvo laboratórií tiež pracuje na zlepšení spôsobu purifikácie populácií SC a ich obohatení o skoré progenitory, aby sa vytvorili podmienky pre efektívnejšiu bunkovú terapiu. Podľa všeobecný názor, sú potrebné ďalšie laboratórne štúdie na štúdium fenoménu plasticity kmeňových buniek, ako aj mnohých ďalších aspektov.

Ako vidíte, s kmeňovými bunkami je spojených veľa nádejí a očakávaní. Snáď už nie je ďaleko doba, keď objavené vlastnosti kmeňových buniek a tie, ktoré sú pre nás ešte dnes zapečatené, vytvoria nové vyhliadky na liečbu množstva závažných ochorení.

Prečo sú kmeňové bunky jedinečné?

V procese vývoja ľudského embrya dochádza k množstvu kľúčových udalostí: po oplodnení vajíčka nasleduje tzv. drvenie, ktorého podstata sa redukuje na rýchlu akumuláciu totipotentného (t. j. schopného vytvoriť celý organizmus, opakujúc embryogenézu z jednej bunky) bunkového materiálu.

Po asi 12 bunkových delení tento proces sa prudko spomalí a naruší sa synchronizácia delení. Začína sa transkripcia genómu embrya, teda realizácia dedičná informácia. Táto zmena, známa ako prechod na strednú blastulu, s najväčšou pravdepodobnosťou odráža vyčerpanie určitej materskej zložky, ktorá sa používa na väzbu na novosyntetizovanú DNA.

Transkripcia končí akumuláciou informácií v cytoplazme týchto unikátnych primárnych buniek vo forme messenger RNA, ktorá určuje ďalší vnútromaternicový vývoj. Implementácia informácií sa v konečnom dôsledku uskutočňuje migráciou, špecializáciou buniek a tvorbou hlavných zárodočných vrstiev – ektoderm (zdroj kožných buniek, centrálny nervový systém atď.), mezoderm (zdroj svalových buniek, kostí, krvi atď.). .) a endodermu (zdroj žľazových buniek, gastrointestinálny trakt a pod.), čo sa deje v procese tzv. gastrulácia.

Od tohto momentu zostáva v každom tkanive obmedzený počet nešpecializovaných buniek. Takéto bunky sa nazývajú kmeňové bunky alebo progenitorové bunky, ich hlavnou funkciou je riadiť proces tvorby organizmu ako celku, prenášať a realizovať dedičné programy.

Kmeňové bunky sú nediferencované, nezrelé bunky embrya, plodu, novorodenca alebo dospelého organizmu, schopné sebaobnovy a diferenciácie na rôzne typy tkanív a orgánov. V tele dospelého človeka plnia úlohu „regeneračných strojov“, ich cieľom je udržiavať morfologickú a funkčnú stálosť tkaniva, majú menší potenciál ako na samom začiatku embryogenézy, ale sú schopné efektívne nahradiť poškodené prvky špecializovaného tkaniva v požadovanom objeme. Takmer každý typ tkaniva má svoje vlastné progenitorové bunky (preddiferencované bunky). Pravé pluripotentné (schopné diferenciácie na bunky rôznych tkanív rôznych zárodočných vrstiev) bunky sú za normálnych podmienok v organizme extrémne zriedkavé, ich izolácia od dospelého organizmu v r. tento moment bez použitia klonovacích techník nie je možné.

V procese starnutia rapídne klesá množstvo pôvodne zabudovaných regeneračných informácií v bunkách a klesá počet samotných kmeňových buniek. Vyčerpaný reparačný systém sa stáva neefektívnym - vzniká množstvo chorôb spojených so starnutím: bledne koža, znižuje sa elasticita chrupaviek, znižuje sa hustota kostí, poškodzuje sa cievny endotel - zhoršuje sa zásobovanie krvou, postupne všetky tkanivá tela upadajú do podmienok zníženého zásobovania kyslíkom, procesy nahradenia funkčne aktívnych tkanív defektnými sú zrýchlené spojivové stromálne tkanivá. Vplyv množstva infekcií, implementácia vrodených, dedičných a multifaktoriálnych chorôb, chronická intoxikácia (aj alkoholom), úrazy vedú tiež k podobným následkom – telo nedokáže zvládať narastajúce problémy a postupne odumiera.

Úspech transplantácie ľudských orgánov a tkanív sa otvoril Nová éra v medicíne - bola preukázaná zásadná možnosť náhrady poškodených tkanív a orgánov pacienta darcom, zdravým. Bohužiaľ, transplantácia orgánov zostáva nedostupná, je sprevádzaná zložitými chirurgickými zákrokmi a vyžaduje neustálu imunosupresiu vo veľkom objeme.

Vedci na celom svete sa intenzívne zaoberajú problémom laboratórnej výroby progenitorových buniek s cieľom ich následnej implantácie nahradiť odumreté tkanivá, čo môže podľa lekárskej vedeckej komunity slúžiť ako alternatíva k transplantácii orgánov. V roku 1998 sa americkým vedcom Johnovi Gerhartovi a Jamesovi Thompsonovi po prvýkrát v laboratóriu podarilo získať a pestovať kultúry embryonálnych kmeňových buniek a pohlavných progenitorových buniek schopné úplne zopakovať embryogenézu. Ľudstvo tak má reálnu možnosť vypestovať si v laboratórnych podmienkach potrebné množstvo „náhradných dielov“ pre telo a napraviť tak následky množstva chronických a akútne ochorenia. Dm. Šamenkov, PhD.

plasticita kmeňových buniek

Až donedávna sa verilo, že orgánovo špecifické kmeňové bunky sa môžu diferencovať iba na bunky zodpovedajúcich orgánov. Podľa viacerých údajov to však tak nie je: existujú orgánovo špecifické kmeňové bunky dospelých zvierat, ktoré sú schopné diferenciácie na bunky orgánov, ktoré sa líšia od orgánov pôvodu kmeňových buniek, aj keď sú ontogeneticky patria do rôznych zárodočných vrstiev. Táto vlastnosť kmeňových buniek sa nazýva plasticita. Existuje teda veľa dôkazov, že MSC kostnej drene majú širokú plasticitu a sú schopné viesť k vzniku určitých prvkov nervového tkaniva, kardiomyocytov, epitelové bunky hepatocyty.

Alternatívnou hypotézou fenoménu plasticity je, že multipotentné kmeňové bunky sú prítomné v rôznych orgánoch aj po narodení a sú stimulované k špecifickej proliferácii a diferenciácii v reakcii na lokálne faktory prezentované orgánom, do ktorého sa kmeňové bunky prijímajú. Existuje tiež predpoklad, že kmeňové bunky sa rekrutujú do poškodených orgánov a už tam si uvedomujú svoje plastické vlastnosti, t.j. diferencujú sa v smere potrebnom na ich obnovu.

Zároveň je potrebné poznamenať, že množstvo vedcov spochybňuje samotný koncept plasticity kmeňových buniek a poukazuje na to, že zodpovedajúce experimenty boli vykonané na čistých populáciách tkanivovo špecifických kmeňových buniek.

Slovník

diploidná bunka(z gréc. diplуos - dvojitý a eidos - pohľad) - bunka s dvoma homológnymi (podobnými) sadami chromozómov. Všetky zygoty sú diploidné a spravidla sú to bunky väčšiny tkanív zvierat a rastlín, s výnimkou zárodočných buniek.

Diferenciačný potenciál- schopnosť premeny na rôzne telesné bunky.

karyotyp(z gréckeho karyon - orech a typos - odtlačok, tvar) - súbor morfologických typov chromozómov typických pre daný druh (tvar, veľkosť, štrukturálne detaily, počet a pod.). Dôležitá základná genetická charakteristika druhu. Na určenie karyotypu sa používa mikrosnímka chromozómov deliacich sa buniek.

Mesoderm- stredná zárodočná vrstva u väčšiny mnohobunkových živočíchov a ľudí. Vyvíjajú sa z nej orgány tvorby krvi a lymfy, vylučovacie orgány, pohlavné orgány, svaly, chrupavky, kosti atď.

multipotenciu- schopnosť diferenciácie v rámci jednej zárodočnej vrstvy.

Pluripotencia- schopnosť rozlišovať rôzne tkanivá rôznych zárodočných vrstiev.

Polypotencia- schopnosť genómu dospelých kmeňových buniek zmeniť profil diferenciácie počas transplantácie do nového tkaniva príjemcu.

Stroma(z gréckeho stróma – podstielka) – hlavná nosná štruktúra orgánov, tkanív a buniek živých organizmov a rastlín.

Stromálne bunky- bunky spojivového tkaniva nosná konštrukcia organ.

teloméry- špecializované DNA-proteínové štruktúry, ktoré sa nachádzajú na koncoch lineárnych eukaryotických chromozómov.

Telomerázová aktivita- aktivita telomerázy, enzýmu, ktorý špeciálnym mechanizmom syntetizuje telomerickú DNA, a tým ovplyvňuje rast buniek. vysoká aktivita telomeráza je charakteristická pre pohlavné a kmeňové bunky. Akonáhle sa kmeňové bunky začnú diferencovať, aktivita telomerázy klesne a ich teloméry sa začnú skracovať.

Teratóm(z gréčtiny. teratos - čudák) - nezhubný nádor spôsobený porušením embryonálny vývoj. Spravidla sa skladá zo svalových, nervových a iných tkanív.

Totipotencia- schopnosť vytvárať celý organizmus, opakovanie embryogenézy z jednej bunky.

fibroblasty(z lat. fibra - vlákno a blastуs - klíčok) - hlavná bunková forma spojivové tkanivo zvierat a ľudí. Fibroblasty tvoria vlákna a základnú látku tohto tkaniva. Pri poranení kože sa podieľajú na uzatváraní rán a tvorbe jaziev.

ektodermu- vonkajšia zárodočná vrstva mnohobunkových živočíchov. Z ektodermu vzniká kožný epitel, nervový systém, zmyslové orgány, predný a zadný úsek čreva atď.

Endoderm- vnútorná zárodočná vrstva mnohobunkových živočíchov. Z endodermu sa tvorí črevný epitel a pridružené žľazy: pankreas, pečeň, pľúca atď.

Čo sú to kmeňové bunky?

O kmeňových bunkách sa toho napísalo veľa, informatívne aj hlboko vedecké články. Je však potrebné znovu sa dotknúť tejto problematiky a pripomenúť čitateľovi hlavné typy kmeňových buniek. Pre jednoduchosť je časť materiálu prevzatá z otvoreného zdroja. Wikipedia.

Klasifikácia kmeňových buniek

Kmeňové bunky možno rozdeliť na tri hlavné skupiny v závislosti od zdroja ich prijatia: embryonálne, fetálne a postnatálne (kmeňové bunky dospelého organizmu).

Embryonálne kmeňové bunky (ESC) tvoria vnútornú bunkovú hmotu (ECM) alebo embryoblast skoré štádium vývoj embrya. Sú pluripotentné. Dôležitou výhodou ESC je, že neexprimujú HLA (ľudské leukocytové antigény), to znamená, že neprodukujú antigény tkanivovej kompatibility. Každý človek má jedinečný súbor týchto antigénov a ich nesúlad medzi darcom a príjemcom je najdôležitejšou príčinou nekompatibility pri transplantácii. Šanca, že darcovské embryonálne bunky budú odmietnuté telom príjemcu, je teda veľmi nízka. Treba poznamenať, že klinické skúšky s použitím diferencovaných derivátov (odvodených buniek) ESC sa už začali. Na získanie ESC v laboratóriu je potrebné zničiť blastocystu, aby sa izolovala ECM, to znamená zničenie embrya. Preto výskumníci radšej nepracujú s embryami priamo, ale s hotovými, predtým izolovanými ESC líniami.

Klinické štúdie využívajúce ESC podliehajú špeciálnemu etickému preskúmaniu. V mnohých krajinách je výskum ESC obmedzený zákonom.

Jednou z hlavných nevýhod ESC je nemožnosť použitia autogénneho, teda vlastného materiálu pri transplantácii, keďže izolácia ESC z embrya je nezlučiteľná s jeho ďalším vývojom.

Fetálne kmeňové bunky

Fetálne kmeňové bunky sa získavajú z fetálneho materiálu po potrate (zvyčajne je gestačný vek, teda vnútromaternicový vývoj plodu, 9-12 týždňov). Prirodzene generuje aj štúdium a využitie takéhoto biomateriálu etické problémy. V niektorých krajinách, napríklad na Ukrajine a v Spojenom kráľovstve, pokračujú práce na ich štúdiu a klinickej aplikácii. Napríklad britská spoločnosť ReNeuron skúma možnosť využitia fetálnych kmeňových buniek na liečbu mŕtvice.

postnatálnych kmeňových buniek

Napriek tomu, že kmeňové bunky zrelého organizmu majú v porovnaní s embryonálnymi a fetálnymi kmeňovými bunkami nižšiu potenciu, to znamená, že dokážu generovať menej rôzne druhy bunky, etický aspekt ich výskumu a aplikácie nevyvoláva vážne polemiky.

Okrem toho možnosť použitia autogénneho materiálu zaisťuje účinnosť a bezpečnosť liečby. Dospelé kmeňové bunky možno rozdeliť do troch hlavných skupín: hematopoetické (hematopoetické), multipotentné mezenchymálne (stromálne) a tkanivovo špecifické progenitorové bunky. Niekedy v samostatná skupina bunky pupočníkovej krvi sú izolované, pretože sú najmenej diferencované zo všetkých buniek zrelého organizmu, to znamená, že majú najväčšiu potenciu.

Pupočníková krv obsahuje hlavne krvotvorné kmeňové bunky, ako aj multipotentné mezenchymálne kmeňové bunky, ale obsahuje aj iné jedinečné odrody kmeňových buniek, ktoré sú za určitých podmienok schopné diferenciácie na bunky. rôzne telá a tkaniny.

hematopoetické kmeňové bunky

hematopoetické kmeňové bunky (GSK)- multipotentné kmeňové bunky, z ktorých vznikajú všetky myeloidné krvinky (monocyty, makrofágy, neutrofily, bazofily, eozinofily, erytrocyty, megakaryocyty a krvné doštičky, dendritické bunky) a lymfoidné série (T-lymfocyty, B-lymfocyty a prirodzení zabíjači).

Definícia hematopoetických buniek bola za posledných 20 rokov zásadne revidovaná. Hematopoetické tkanivo obsahuje bunky s dlhodobou a krátkodobou regeneračnou schopnosťou, vrátane multipotentných, oligopotentných a progenitorových buniek. Myeloidné tkanivo obsahuje jeden HSC na 10 000 buniek. HSC sú heterogénna populácia.

Existujú tri subpopulácie HSC podľa proporčného pomeru lymfoidného a myeloidného potomstva (L/M). Myeloidne orientované HSC majú nízky pomer L/M (>0,<3), у лимфоидно ориентированных — высокое (>desať). Tretiu skupinu tvoria „vyvážené“ HSC, pre ktoré je 3 ≤ L/M ≤ 10. V súčasnosti sú vlastnosti tzv. rôzne skupiny Stredné výsledky HSC však ukazujú, že iba myeloidne orientované a „vyvážené“ HSC sú schopné dlhodobej sebareprodukcie.

Transplantačné experimenty navyše ukázali, že každá skupina HSC prednostne vytvára svoj vlastný typ krvných buniek, čo naznačuje, že pre každú subpopuláciu existuje dedičný epigenetický program.

Pred použitím pupočníkovej krvi bola kostná dreň považovaná za hlavný zdroj HSC. Tento zdroj sa aj dnes vo veľkej miere využíva pri transplantáciách. HSC sa nachádzajú v kostnej dreni u dospelých, vrátane stehenné kosti, rebrá, mobilizácia hrudnej kosti a iných kostí. Bunky je možné získať priamo zo stehna pomocou ihly a injekčnej striekačky alebo z krvi po predbežnom ošetrení cytokínmi vrátane G-CSF (faktor stimulujúci kolónie granulocytov), ​​ktorý podporuje uvoľňovanie buniek z kostnej drene.

Druhým najdôležitejším a najsľubnejším zdrojom HSC je pupočníková krv. Koncentrácia HSC v pupočníkovej krvi je desaťkrát vyššia ako v kostnej dreni. Okrem toho má tento zdroj množstvo výhod. Najdôležitejšie z nich:

• Vek. Odoberá sa pupočníková krv skoré štádiumživot organizmu. HSC pupočníkovej krvi sú maximálne aktívne, keďže neboli vystavené negatívny vplyv vonkajšie prostredie (infekčné ochorenia, nezdravá strava a pod.). HSC z pupočníkovej krvi sú schopné v krátkom čase vytvoriť veľkú bunkovú populáciu.
• Kompatibilita. Použitie autológneho materiálu, teda vlastnej pupočníkovej krvi, zaručuje 100% kompatibilitu. Kompatibilita s bratmi a sestrami je do 25%, spravidla je možné použiť pupočníkovú krv dieťaťa aj na liečbu iných blízkych príbuzných. Na porovnanie, pravdepodobnosť nájdenia vhodného darcu kmeňových buniek je medzi 1:1 000 a 1:1 000 000.

Multipotentné mezenchymálne stromálne bunky

Multipotentné mezenchymálne stromálne bunky (MMSC) sú multipotentné kmeňové bunky schopné diferenciácie na osteoblasty (bunky kostného tkaniva), chondrocyty (bunky chrupavky) a adipocyty ( tukové bunky), kardiomyocyty, nervové tkanivo, hepatocyty. Vlastnosti MMSC sa neustále skúmajú a každý rok sa objavujú nové schopnosti premeny týchto buniek na iné typy buniek a tkanív.

Prekurzormi MMSC počas embryogénneho obdobia vývoja sú mezenchymálne kmeňové bunky (MSC). Možno ich nájsť v distribúcii mezenchýmu, teda zárodočného spojivového tkaniva.

Hlavným zdrojom MMSC je kostná dreň. Okrem toho sa nachádzajú v tukovom tkanive a množstve ďalších tkanív dobre zásobených krvou. Existujú určité dôkazy, že prirodzený tkanivový výklenok MMSC sa nachádza perivaskulárne okolo krvných ciev. Okrem toho sa MMSC našli v dreni mliečnych zubov, plodovej (plodovej) tekutine, pupočníkovej krvi a Whartonovej želé. Tieto zdroje sú skúmané, ale v praxi sa používajú len zriedka.

Napríklad izolácia mladých MMSC z Whartonovej želé je mimoriadne namáhavý proces, pretože bunky v nej sú umiestnené aj perivaskulárne. V rokoch 2005-2006 špecialisti MMSC oficiálne definovali množstvo parametrov, ktoré musia bunky spĺňať, aby ich mohli zaradiť do populácie MMSC. Boli publikované články prezentujúce imunofenotyp MMSC a smery ortodoxnej diferenciácie. Patrí medzi ne diferenciácia na bunky kostného, ​​tukového a chrupavkového tkaniva.

Uskutočnilo sa množstvo experimentov na diferenciáciu MMSC na bunky podobné neurónom, ale výskumníci stále pochybujú, že výsledné neuróny sú funkčné. Experimenty sa uskutočňujú aj v oblasti diferenciácie MMSC na myocyty - bunky svalového tkaniva. Najdôležitejšou a najsľubnejšou oblasťou klinickej aplikácie MMSC je kotransplantácia s HSC s cieľom zlepšiť prihojenie vzorky kostnej drene alebo kmeňových buniek z pupočníkovej krvi.

Početné štúdie ukázali, že ľudské MMSC sa môžu vyhnúť odmietnutiu transplantátu, interagovať s dendritickými bunkami a T-lymfocytmi a vytvárať imunosupresívne mikroprostredie prostredníctvom produkcie cytokínov.

Bolo dokázané, že imunomodulačné funkcie ľudských MMSC sú posilnené, keď sú transplantované do zapáleného prostredia s zvýšená hladina gama interferón. Iné štúdie sú v rozpore s týmito zisteniami v dôsledku heterogénnej povahy izolovaných MSC a významných rozdielov medzi nimi v závislosti od kultivačnej metódy.

tkanivovo špecifické progenitorové bunky

Tkanivovo špecifické progenitorové bunky (predchodcovské bunky) sú slabo diferencované bunky, ktoré sa nachádzajú v rôznych tkanivách a orgánoch a sú zodpovedné za aktualizáciu ich bunkovej populácie, to znamená, že nahrádzajú mŕtve bunky. Patria sem napríklad myosatelocyty (predchodcovia svalových vlákien), prekurzorové bunky lymfo- a myelopoézy. Tieto bunky sú oligo- a unipotentné a ich hlavný rozdiel od iných kmeňových buniek je v tom, že progenitorové bunky sa môžu deliť len určitý počet krát, zatiaľ čo iné kmeňové bunky sú schopné neobmedzenej sebaobnovy. Preto je ich príslušnosť k skutočným kmeňovým bunkám spochybňovaná. Nervové kmeňové bunky, ktoré tiež patria do skupiny špecifických pre tkanivo, sa študujú oddelene. Rozlišujú sa počas vývoja embrya a počas fetálneho obdobia, výsledkom čoho je vytvorenie všetkých nervových štruktúr budúci dospelý organizmus, vrátane centrálneho a periférneho nervového systému. Tieto bunky sa našli aj v CNS dospelého organizmu, najmä v subependymálnej zóne, v hipokampe, čuchovom mozgu atď. Napriek tomu, že väčšina mŕtvych neurónov nie je nahradená, proces neurogenézy u dospelého CNS je stále možný vďaka nervovým kmeňovým bunkám, to znamená, že populácia neurónov sa môže „zotaviť“, ale to sa deje v takom objeme, že to významne neovplyvňuje výsledky patologických procesov.

Okrem vyššie uvedených typov kmeňových buniek z tradičných zdrojov sa nedávno objavil aj nový zdroj – ide o indukované pluripotentné kmeňové bunky (indukované pluripotentné kmeňové bunky, iPSC alebo iPS).

Tento je úplne nový typ podarilo získať z buniek rôznych tkanív (predovšetkým fibroblastov) pomocou ich preprogramovania metódami genetického inžinierstva.

V ranej práci sa iPS pokúšalo získať fúziou „dospelých“ buniek s ESC. V roku 2006 boli iPS získané z myších a ľudských spermatogónií.

V roku 2008 boli vyvinuté metódy na preprogramovanie „dospelých“ buniek zavedením „embryonálnych“ génov do nich (predovšetkým génov pre transkripčné faktory Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc a Nanog) pomocou adenovírusov a iných vektorov. preprogramovanie je možné vyvolať prechodná expresia zavedených génov bez ich integrácie do bunkového genómu. Veda uznala preprogramovanie buniek tak, aby sa z nich stali iPS, ako veľký vedecký prielom v roku 2008.

V roku 2009 bola publikovaná práca, v ktorej sa pomocou metódy tetraploidnej komplementácie prvýkrát ukázalo, že z iPS môže vzniknúť kompletný organizmus, vrátane jeho buniek zárodočnej línie. iPS odvodený z fibroblastov kože myší transformáciou pomocou retrovírusového vektora viedol v určitom percente prípadov k zdravým dospelým myšiam, ktoré boli schopné normálnej reprodukcie. Takto sa po prvýkrát získali klonované zvieratá bez prímesí genetického materiálu vajec (s štandardný postup klonovaním sa mitochondriálna DNA prenesie na potomstvo z vajíčka príjemcu).

Shinya Yamanaka - japonský vedec, profesor na Inštitúte pokročilých lekárske vedy(Inštitút pre hraničné medicínske vedy) na Kjótskej univerzite, riaditeľ Centra pre výskum a aplikáciu buniek iPS (CiRA) Kjótskej univerzity, vedúci výskumník inštitútu srdcovo-cievne ochorenie Gladstone, San Francisco.

Laureát Nobelovej ceny za fyziológiu a medicínu za rok 2012.

V roku 2006 prvýkrát na svete získal indukované pluripotentné kmeňové bunky (iPS-bunky), vďaka ktorým si získal celosvetovú slávu a v roku 2012 za tieto práce získal Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu spolu s tzv. Anglický vedec John Gurdon.

zakončenie krátka recenzia typov kmeňových buniek, treba poznamenať, že v klinickej praxi sa nie všetky typy buniek používajú na liečbu chorôb a nie na všetky choroby.

Najviac "bezpečné" pre použitie v lekárska prax zvážiť autológne (vlastný) pacientske bunky pochádzajúce z tukového tkaniva, kostnej drene alebo pupočníkovej krvi, iné typy buniek sú rôzne štádiá klinické štúdie a pravdepodobne čoskoro zaujmú svoje miesto v arzenáli terapeutických nástrojov bunkovej terapie.

Od čias, keď popredné školy ruskej hematológie prvýkrát zverejnili údaje o „večných“ bunkách, ktoré dávajú život celému organizmu a podporujú ho od začiatku až do konca, uplynulo asi pol storočia. Úroveň vedeckých poznatkov a technické vybavenie vtedajších laboratórií však neumožnili urobiť ďalší krok k štúdiu týchto záhadných buniek. Ich čas prišiel až začiatkom 90. rokov, keď americkí vedci znovu objavili kmeňové bunky, najskôr v kostnej dreni a potom vo všetkých orgánoch a tkanivách vyšších živočíchov. Keď sa laická verejnosť dozvedela, že kmeňové bunky možno do tela zavádzať umelo, vedecký svet zabzučal ako rozrušený úľ a podnikatelia v oblasti medicíny začali túto oblasť okamžite rozvíjať.Čo sú to kmeňové bunky? Dá sa to vysvetliť takto: kmeňové bunky sa nazývajú univerzálne bunky tela, ktoré sa za určitých podmienok môžu vyvinúť do akéhokoľvek typu tkaniva a prispieť k vytvoreniu akéhokoľvek orgánu – pečene, obličiek, srdca, mozgu atď.

Odkiaľ prišli? Je známe, že každý človek pochádza z kombinácie vajíčka a spermie. To znamená, že za pôvod všetkého, čo máme, vďačíme dvom bunkám, ktoré sa spojili do jednej - zygoty. Je to ona, ktorá delí a dáva vznik bunkám, ktoré nemajú iné funkcie ako prenos genetického materiálu do ďalších bunkových generácií. Sú to embryonálne kmeňové bunky. Z nich sa vyvinú všetky ostatné vysoko diferencované bunky tela. Po „rozdelení povinností“ sa tieto bunky zatvoria pre ďalšiu úpravu a je možné k nim pristupovať iba na „čítanie“, každá v určitom formáte: nervová bunka je len nervová bunka, ktorá sa nemôže podieľať na tvorbe. epitelové tkanivá alebo byť súčasťou myokardu a podobne. Zároveň sa niektorým kmeňovým bunkám stále darí unikať istote a zostávajú k dispozícii na ďalšiu úpravu len v nevyhnutných prípadoch.

Kmeňové bunky sú teda univerzálnym stavebným materiálom, z ktorého vyrastie čokoľvek. Pokiaľ je ľudské telo v poriadku, kmeňové bunky slobodne a nezávisle „blúdia“ jeho priestormi. Akonáhle však kmeňové bunky dostanú genetický signál (zlyhanie, poškodenie tkaniva alebo orgánu), vrhnú sa krvným obehom k postihnutému orgánu, nájdu akékoľvek poškodenie a na mieste sa premenia na bunky potrebné pre telo - kosť, hladká sval, pečeň, nerv atď.

Ľudské telo obsahuje približne 50 miliárd kmeňových buniek, ktoré sa pravidelne obnovujú. V priebehu rokov sa počet takýchto živých "tehál" znižuje - všetko je pre nich dostupné. viac práce a nie je ich čím nahradiť. Tento proces začína už vo veku 20 rokov a vo veku 70 rokov ich zostáva veľmi málo. Navyše, kmeňové bunky staršieho človeka už nie sú také všestranné: stále sa môžu premeniť na krvinky, ale nie na nervové bunky. Ale ak je možné umelo zaviesť kmeňové bunky do tela, t.j. nahradiť chátrajúce alebo choré bunky, potom je celkom možné obnoviť zdravie a dokonca výrazne predĺžiť život človeka.

Kde môžete získať tie isté kmeňové bunky na umelú injekciu? Dnes sa verí, že vedci môžu získať kmeňové bunky, kultivovať ich a nasmerovať ich na požadovanú cestu - existuje niekoľko spôsobov, ako to urobiť:

Po prvé, človek sa môže stať darcom kmeňových buniek pre seba. Najväčší počet z nich je v kostnej dreni panvy. Odstránia sa punkciou a následne sa v laboratóriu špeciálnym spôsobom aktivujú, vybudujú a vstreknú späť do tela, kde sa za účasti špeciálnych signálnych látok posielajú na „boľavé miesto“.

Druhým zdrojom kmeňových buniek je pupočníková krv odobratá po narodení dieťaťa. Keď sa kmeňové bunky odoberú z pupočnej šnúry a umiestnia sa do špeciálneho úložiska, môžu sa neskôr použiť na obnovenie takmer akéhokoľvek tkaniva a orgánu tejto osoby a môžu sa použiť aj na liečbu iných pacientov, ak je kompatibilita s antigénom.

zdroj nasledujúceho druhu kmeňových buniek (fetálnych) je abortívny materiál 9-12 týždňov tehotenstva. Tento zdroj je zďaleka najpoužívanejší. Ale okrem etických a právnych sporov môžu tieto bunky niekedy spôsobiť odmietnutie transplantátu. Okrem toho je použitie netestovaného abortívneho materiálu spojené s infekciou pacienta vírusovou hepatitídou, AIDS atď. Ak je materiál diagnostikovaný na vírusy, náklady na metódu sa zvyšujú, čo v konečnom dôsledku vedie k zvýšeniu nákladov na samotnú liečbu.

A napokon, ďalším zdrojom „staviteľov zázrakov“ je blastocysta, ktorá vzniká do 5. – 6. dňa oplodnenia. Sú to embryonálne kmeňové bunky. V porovnaní s dospelými kmeňovými bunkami sú najuniverzálnejšie a sú schopné diferencovať sa na absolútne všetky typy buniek v tele. pozitívna stránka Za použitie týchto univerzálnych kmeňových buniek treba brať do úvahy fakt, že bunky zrejme nikomu nepatria a nevykonávajú žiadne špeciálne funkcie, a preto počas transplantácie nedochádza k rejekčnej reakcii.

Tento objav poskytuje veľké možnosti pre medicínu, no stále je to otázka budúcnosti, pretože napriek dlhoročnej práci vedcov z celého sveta v tomto smere sú úspechy stále skromné. Pravda kmeňová bunka, sa zjavne líši od ostatných tým, že nenesie žiadne špecifické identifikačné znaky a zostáva bez tváre, kým sa nerozhodne o jeho ďalšom osude. Je však mimoriadne zriedkavé určiť tento osud umelo pomocou jednej alebo druhej, niekedy veľmi zložitých a časovo náročných metód.

Je tu ďalší bod, ktorý si zaslúži pozornosť. Kmeňová bunka je svojimi vlastnosťami veľmi podobná nádorovej bunke. Jediný rozdiel je v tom nádorová bunka nechce za žiadnych okolností dozrieť, pokračuje v rozdeľovaní a zväčšovaní hmoty vlastného druhu. Kde je však čiara, ktorá oddeľuje tieto dva typy buniek? AT zdravé telo bezpečnostný systém je aktívny. Jeho aktivita vedie k strate dcérskych buniek schopnosti neobmedzenej sebareprodukcie a minimalizuje pravdepodobnosť vzniku malígnych, resp. benígny nádor. Existuje reálne nebezpečenstvo, že pri zavedení nízkodiferencovaných buniek zvonka sa v tele pacienta nekontrolovateľne rozmnožia a v dôsledku toho sa rast nádoru. Vedecká literatúra popisuje mnohé prípady práve takéhoto vývoja udalostí.

Ďalším najčastejším problémom pri transplantáciách tkanív všeobecne a kmeňových buniek rôzneho stupňa zrelosti zvlášť sú už spomínané imunitne podmienené komplikácie, vrátane tých, ktoré sú spojené s rozvojom reakcie štep proti hostiteľovi. Odmietnutie a smrť transplantovaných buniek sú snáď najviac priaznivý výsledok v tomto prípade.

Otvorenou ostáva aj otázka regulácie ďalšieho správania sa transplantovaných buniek v tele. Vedci vo väčšine prípadov počas experimentu nedokážu spoľahlivo určiť, ktoré z injikovaných buniek sa zakorenia a ktoré nie, čo spôsobuje získané účinky a ako sa vyhnúť nežiaducim smerom. Navyše v súčasnosti neexistujú žiadne technológie, ktoré by vám umožnili mať úplnú istotu, že sa transplantované bunky dostanú len k orgánu, ktorý potrebuje zásah. Inými slovami, nikto nemôže stopercentne zaručiť, že kosť nemôže rásť vo svale, pričom účelom zásahu bolo odstránenie kozmetického defektu kože. Koniec koncov, aj keď použijeme naše vlastné bunky získané z kostnej drene pacienta a spracované v laboratóriu, nemôžeme spoľahlivo určiť, čo sa stane s bunkami extrahovanými z ich obvyklého mikroprostredia a umiestnenými v umelých živných médiách na „obohatenie a aktiváciu“. Ako sú obohatené? Prečo sú aktivované? A možnosť infekcie kultúry kmeňových buniek pripravujúcich sa na replantáciu vírusmi alebo inými mikroorganizmami nemožno úplne vylúčiť ani vtedy, ak sa všetky preventívne opatrenia prijmú vo vedeckom laboratóriu, nehovoriac o kozmetických salónoch a zubných ambulanciách.

kmeňová bunka je nezrelá bunka schopná samoobnovy a vývoja na špecializované bunky tela. Miliardy buniek v rastúcom organizme (ľudskom alebo zvieracom) pochádzajú len z jednej bunky (zygoty), ktorá vzniká ako výsledok fúzie samčích a samičích gamét. Táto jediná bunka obsahuje nielen informácie o organizme, ale aj schému jeho postupného vývoja. Počas embryogenézy sa oplodnené vajíčko delí a vznikajú bunky, ktoré nemajú inú funkciu ako prenos genetického materiálu do ďalších bunkových generácií. Ide o embryonálne kmeňové bunky (ESC), ktorých genóm sa nachádza v „bode nula“; mechanizmy určujúce špecializáciu ešte nie sú zapnuté a potenciálne sa z nich môžu vyvinúť akékoľvek bunky.

V dospelom organizme sa kmeňové bunky nachádzajú najmä v kostnej dreni a vo veľmi malom množstve vo všetkých orgánoch a tkanivách. Poskytujú obnovu poškodených oblastí orgánov a tkanív. Kmeňové bunky, ktoré dostali signály od regulačných systémov o nejakej „poruche“, sa rútia krvným obehom do postihnutého orgánu. Dokážu opraviť takmer akékoľvek poškodenie tak, že sa na mieste premenia na bunky potrebné pre telo (kosti, hladké svaly, pečeň, srdcový sval alebo dokonca nervové bunky) a stimulujú vnútorné rezervy organizmu na regeneráciu (obnovu) orgánu alebo tkaniva.

Vysoko diferencované bunky (kardiomyocyty, neuróny) sa prakticky nedelia, zatiaľ čo menej diferencované bunky – fibroblasty, hepatocyty si čiastočne zachovávajú schopnosť reprodukcie a za určitých podmienok sa delia a zvyšujú svoj počet. Vo všeobecnosti platí, že ak bunka dosiahla štádium diferenciácie, počet delení, ktorými môže prejsť, je obmedzený. Takže napríklad pre fibroblast je hranica delenia 50 delení, pre krvnú kmeňovú bunku -100. Opísaný jav má veľký biologický význam: ak dôjde k poruche bunkového genómu, mutácia sa bude replikovať v obmedzenom množstve a nebude hrať veľkú úlohu pre organizmus ako celok.

Dospelý organizmus je veľmi malý. Preto sa stáva, že telo už nie je schopné samo obnoviť stratené bunky: buď je lézia príliš veľká, alebo je telo oslabené, alebo vek nie je rovnaký. Je možné pomôcť pacientovi zotaviť sa z cirhózy, mozgovej príhody, paralýzy, cukrovky a mnohých chorôb nervového systému? Vedci už dnes dokážu nasmerovať kmeňové bunky „po správnej ceste“. Pokroky v tejto oblasti bunkovej medicíny prinášajú príležitosti terapeutické využitie Kmeňové bunky sú prakticky neobmedzené.

Je známe, že každý človek pochádza z otca a mamy, alebo skôr z kombinácie maminho vajíčka a otcovej spermie v procese zábavy. To znamená, že pôvod všetkého, čo máme - kože, svalov, vlasov, vnútorné orgány, vďačíme za to dvom bunkám spojeným do jednej - zygota.

Počas embryogenézy sa zygota delí a dáva vznik bunkám, ktoré nemajú inú funkciu ako prenos genetického materiálu do ďalších bunkových generácií. Sú to embryonálne kmeňové bunky. Genóm týchto nediferencovaných buniek je v „bode nula“, mechanizmy určujúce špecializáciu ešte nie sú zahrnuté. Sú to anonymné bunky, bunky „bez mena a patronymie“. Z nich sa vyvinú akékoľvek vysoko diferencované bunky tela (kardiomyocyty, neuróny atď.).

Po rozdelení povinností medzi sebou sú vysoko diferencované bunky uzavreté pre ďalšiu úpravu a môžu byť prístupné iba na „čítanie“, každá v určitom formáte: nervová bunka je iba nervová bunka, ktorá sa nemôže podieľať na tvorbe epitelu. tkaniva alebo vstupujú do zloženia myokardu atď Bunky dospelého organizmu sú charakterizované kastou: každá skupina vykonáva svoju prácu a nezasahuje do činnosti buniek inej skupiny. Zároveň sa niektorým kmeňovým bunkám stále darí unikať istote a zostávajú k dispozícii na ďalšiu úpravu len v nevyhnutných prípadoch. V závislosti od potrieb a ašpirácií sa môžu premeniť na akúkoľvek vysoko diferencovanú bunku tela, to znamená, že kmeňové bunky sú univerzálnym stavebným materiálom, z ktorého vyrastá všetko, „čokoľvek“: od mozgových neurónov a krviniek až po tkanivové bunky lemujúce črevá. a ďalšie vnútorné orgány.

Pokiaľ je ľudské telo v poriadku, kmeňové bunky slobodne a nezávisle „blúdia“ jeho priestormi a donekonečna sa duplikujú pod vplyvom určitého génu. Sú nezamestnaní. A akonáhle kmeňové bunky dostanú genetický signál pri „výmene práce“ (porucha funkcie, poškodenie tkaniva alebo orgánu), vrhnú sa krvným obehom do postihnutého orgánu. Dokážu nájsť takmer akékoľvek poškodenie, na mieste sa premenia na bunky potrebné pre telo (kosť, hladké svalstvo, pečeň, nerv).

Ľudské telo obsahuje približne 50 miliárd kmeňových buniek, ktoré sa pravidelne aktualizujú. V priebehu rokov sa počet takýchto živých „tehiel“ znižuje – je pre nich stále viac práce a nemá ich kto nahradiť. Začínajú miznúť vo veku 20 rokov a vo veku 70 rokov zostávajú dosť. Navyše, kmeňové bunky staršieho jedinca už nie sú také univerzálne – stále sa môžu premeniť na krvinky, ale už sa nemôžu zmeniť na nervové bunky. V tomto ohľade sa v starobe človek začína podobať sušenému ovociu.

Ak chcete pokračovať, vymeňte lenivé, zúbožené alebo choré telesné bunky aktívny život pomáha umelému zavádzaniu kmeňových buniek do tela. Vedci už dnes dokážu získať kmeňové bunky, kultivovať ich a nasmerovať ich po „správnej ceste“. Pokrok v oblasti bunkovej medicíny robí možnosti terapeutického využitia kmeňových buniek takmer neobmedzené. Existovala skutočná nádej na vyliečenie obrovského množstva rôznych chorôb.

Aké zdroje kmeňových buniek sa dnes na tieto účely využívajú? „Záchrana topiaceho sa je dielom samotných topiacich sa,“ takže človek sa môže stať darcom kmeňových buniek pre seba. Väčšina z nich je v kostnej dreni panvy. Stromálne kmeňové bunky sa odtiaľ extrahujú punkciou. Potom sa v laboratórnych podmienkach špeciálnym spôsobom zmobilizujú, postavia a vstreknú späť do tela, kde sa za účasti špeciálnych signálnych látok posielajú na „boľavé miesto“. Treba poznamenať, že aj z jedinej stromálnej bunky možno pestovať kolónie. A úplne neuveriteľná metamorfóza - stromálne kmeňové bunky môžu tak "zabudnúť" na svoj pôvod v kostnej dreni, že sa pod vplyvom určitých faktorov premenia na nervové bunky (neuróny) alebo bunky srdcového svalu.

Ukázalo sa, že 2 týždne po pridaní špeciálnej signálnej látky do kultúry stromálnych buniek sú už z 80 % zložené z neurónov. 90 % stromálnych buniek zavedených do zóny infarktu úplne degeneruje do buniek srdcového svalu, čím sa takmer úplne obnovia funkcie myokardu. Stromálne bunky dospelého organizmu však majú obmedzenú funkčnosť, to znamená, že ich možná tkanivová špecializácia je obmedzená do jedného alebo druhého stupňa. Okrem toho sú všetky dospelé kmeňové bunky katalogizované a označené špeciálnou pečiatkou: „moje“. Darcovstvo v tejto oblasti je teda spojené so vznikom konfrontácie nazývanej „štep verzus hostiteľ“.
Druhým zdrojom kmeňových buniek je pupočníková krv odobratá po narodení dieťaťa. Táto krv je veľmi bohatá na kmeňové bunky. Odobratím tejto krvi z pupočnej šnúry dieťaťa a jej umiestnením do kryobanky (špeciálne úložisko) možno neskôr kmeňové bunky použiť na obnovu takmer akéhokoľvek tkaniva a orgánu tohto jedinca. Je tiež možné použiť tieto kmeňové bunky na liečbu iných pacientov za predpokladu, že sú kompatibilné s antigénom. Americkí vedci získali kmeňové bunky z ľudskej placenty (tam je ich počet 10-krát väčší ako v pupočníkovej krvi), ktoré sú schopné premeniť sa na kožné, krvné, svalové a nervové bunky. Vytvorenie úložiska pupočníkovej krvi a placentárneho materiálu je však nákladné. V Rusku takéto kryobanky prakticky neexistujú.

Zdrojom iného typu kmeňových buniek, fetálnych kmeňových buniek, je abortívny materiál z 9-12 týždňov tehotenstva. Tento zdroj je zďaleka najpoužívanejší. Ale okrem etických a právnych sporov môžu fetálne bunky niekedy spôsobiť odmietnutie transplantátu. Okrem toho je použitie nevyskúšaného abortívneho materiálu spojené s infekciou pacienta vírusovou hepatitídou, AIDS, cytomegalovírusom atď. Ak je materiál diagnostikovaný na vírusy, náklady na metódu sa zvyšujú, čo v konečnom dôsledku vedie k zvýšeniu nákladov samotnej liečby.

Sliznica nosohltanu môže byť zdrojom kmeňových buniek. Dominujú v ňom čiastočne špecializované kmeňové bunky, ktoré sa môžu zmeniť na bunky nervového tkaniva – neuróny a gliové bunky. Tieto bunky sú vhodné na liečbu ochorení mozgu a miechy. Použiteľnosť týchto buniek na nahradenie iných ako nervových buniek si však vyžaduje ďalší výskum. Navyše ťažba a skladovanie tohto materiálu je dosť namáhavé.

Mezenchymálne kmeňové bunky sa nachádzajú v tukovom tkanive, chrupavke, svalové tkanivá. V súčasnosti je veľmi sľubné izolovať tieto bunky z tukového tkaniva získaného liposukciou.

A napokon ďalším zdrojom kmeňových buniek je blastocysta, ktorá sa tvorí do 5. – 6. dňa oplodnenia. Sú to embryonálne kmeňové bunky. V porovnaní s dospelými kmeňovými bunkami sú najuniverzálnejšie a sú schopné diferencovať sa na absolútne všetky typy buniek v tele. Pozitívnou stránkou použitia týchto univerzálnych kmeňových buniek je skutočnosť, že nemajú „moňskú“ pečiatku: bunky akoby nikomu nepatria a nevykonávajú žiadne špeciálne funkcie, a preto pri injekcii , nedochádza k žiadnej odmietavej reakcii. Aj keď sú embryonálne kmeňové bunky odobraté z iného organizmu, nie sú odmietnuté, pretože na ich povrchu ešte nie sú žiadne histokompatibilné antigény.

Embryonálna kmeňová bunka je mäkká a poddajná ako plastelína a na rozdiel od dospelých kmeňových buniek je schopná premeniť sa na „čokoľvek“ bez akýchkoľvek obmedzení. Embryonálna kmeňová bunka má navyše unikátny systém sebakontroly: aktívne sa rozmnožuje, no akonáhle sa pri delení vyskytne chyba, bunka dostane príkaz spáchať samovraždu. Takže hrozba rakoviny pri použití embryonálnych kmeňových buniek je nepravdepodobná. Tento zdroj kmeňových buniek má však svoje nevýhody: po prvé, v Rusku neexistuje zbierka ľudských kmeňových buniek a po druhé, používanie embryonálneho materiálu je negatívne vnímané náboženskými a konzervatívnymi občanmi, pretože zdrojom takýchto buniek sú lekárske potraty. .

Odporcovia embryonálnej bunkovej terapie považujú používanie potratených plodov za neetické, označujú to za zásah do ľudského života, aj keď tento nesformovaný život niekoho zachráni pred istou smrťou. Odporcovia metódy sa domnievajú, že použitie ľudských embryí na získanie kmeňových buniek môže dotlačiť ženy k určitému druhu podnikania – potratu s cieľom získať peniaze výmenou za embryo, najmä preto, že transplantácia kmeňových buniek je dnes považovaná za jednu z najsľubnejších v lekárskeho priemyslu.

Vyššie uvedené podnietilo vedcov, aby začali študovať kmeňové bunky získané z 3-týždňového embrya čiernej ovce. Špecialisti kliniky Medileen zverejnili štúdie potvrdzujúce ich pluripotenciu, t.j. schopnosť vytvárať mnohé, ale nie všetky typy buniek. Kmeňové bunky izolované z embrya čiernej ovce sú za určitých kultivačných podmienok schopné diferencovať sa najskôr na nervové bunky a potom na astrocyty. Pri transplantácii čerstvo izolovaných ovčích buniek pacientom s zlyhanie pečene ukázalo sa, že darcovské bunky sa aktívne prihojujú a diferencujú na hepatocyty. Úroveň repopulácie pečene príjemcu bola 81 %. Aktívne fungovanie týchto buniek bolo v tomto prípade zaznamenané viac ako rok so stabilnou úrovňou syntézy albumínu. Koncentrácia kmeňových buniek v cieľových orgánoch je 60–87 %. Takéto štúdie vyvracajú názor mnohých domácich vedcov o nemožnosti vštepiť tieto embryonálne kmeňové bunky ľuďom.

Malo by sa zdôrazniť, že vyššie uvedené kmeňové bunky sa získavajú z „čistej línie“ zvierat: mnoho generácií tohto druhu bolo pestovaných v laboratóriu, prešlo serióznou kontrolou na neprítomnosť baktérií a nosičov vírusov, imunitných a dedičných chorôb. Tieto kmeňové bunky nemajú druhovú špecifickosť (druhové antigény) a nespôsobujú reakcie imunitného odmietnutia. Kvalita štepu pri použití ovčích embryonálnych kmeňových buniek sa zlepšuje vďaka tomu, že sú obohatené o „signalizačné látky“ (tzv. referral faktor). Výsledkom je, že kmeňové bunky sa môžu viazať iba na určitý druh poškodené tkanivá, obnovenie ich funkcie v prípade poškodenia. Všetko vyššie uvedené vedie k ďalšiemu sľubný smer bunková terapia pri liečbe závažných degeneratívnych ochorení.

Vedci na celom svete nazývajú 21. storočie storočím biomedicíny. A to je celkom pochopiteľné, pretože danej oblasti Medicína sa vyvíja neuveriteľným tempom. Niet divu v posledné roky vedci dostali 7 Nobelových cien za objavy v oblasti bunkových technológií! A to zďaleka nie je limit, pretože vyhliadky na liečbu kmeňovými bunkami dnes vyzerajú absolútne neobmedzene! Ale prvé veci.

Odkaz na históriu

Kmeňové bunky objavil ruský vedec Alexander Maksimov už v roku 1909. Bol to on, kto sa stal zakladateľom regeneratívnej medicíny. Prvá transplantácia takýchto buniek sa však uskutočnila oveľa neskôr, v 70. rokoch minulého storočia. A hoci vedci stále polemizujú o bezpečnosti používania kmeňových buniek, do začiatku 21. storočia bolo vo svete vykonaných 1200 operácií na transplantáciu kmeňových buniek odobratých z pupočnej šnúry. V Rusku takéto metódy liečby na dlhú dobu zaobchádzalo opatrne, a preto bola prvá povolená operácia vykonaná až v roku 2010. Dnes v našej krajine existuje niekoľko kliník ponúkajúcich túto metódu na liečbu rôznych chorôb.

Čo sú kmeňové bunky a prečo sú potrebné?

Kmeňové bunky sú nezrelé (nediferencované) bunky, ktoré sú prítomné vo všetkých mnohobunkové organizmy. Charakteristickým znakom takýchto buniek je ich jedinečná schopnosť deliť sa, vytvárať nové kmeňové bunky, ako aj diferencovať, to znamená premeniť sa na bunky určitých orgánov a tkanív. V skutočnosti sú kmeňové bunky akousi rezervnou zásobou nášho tela, vďaka ktorej sa uskutočňuje proces obnovy buniek.

Využitie kmeňových buniek pri liečbe chorôb je skutočným prelomom modernej medicíny. Dnes existujú spoľahlivé dôkazy, že kmeňové bunky možno použiť na liečbu rakoviny, aterosklerózy, mŕtvice, infarktu myokardu, autoimunitných a alergických ochorení, cukrovka a endokrinné poruchy, poranenia chrbtice a mozgu. Kmeňové bunky zlepšujú stav pokožky, kostí a chrupaviek, posilňujú imunitný systém a zvyšujú potenciu. Navyše dnes existuje pozitívna prax liečby Alzheimerovej a Parkinsonovej choroby pomocou nich biologické látky!

Kmeňové bunky vám navyše umožňujú zbaviť sa vážnej choroby raz a navždy, čo je oveľa lacnejšie, ako sa snažiť chorobu rok čo rok liečiť. lieky. A túto skutočnosť už dlho potvrdzujú pacienti, ktorí sa pomocou tejto metódy zbavili reumatoidná artritída a bronchiálnej astmy.

Navyše, pomocou týchto biologických látok sa v súčasnosti dá neplodnosť úspešne liečiť. Špecialisti vytvárajú bunky, ktoré dočasne potláčajú imunitnú funkciu ženy, v dôsledku čoho telo neodmietne plod. Podľa štatistík každá druhá žena, ktorá sa rozhodla pre tento spôsob riešenia neplodnosti, otehotnela a porodila krásne bábätko. Ako vidíte, rozsah týchto úžasných buniek sa zdá byť jednoducho neobmedzený!

Podstata liečby

Samozrejme, bunková terapia nie je všeliekom na všetky neduhy. Liečba takýmito bunkami má množstvo kontraindikácií a nemožno ju použiť bez vyváženého prístupu.

Čo je podstatou tejto metódy? Ukazuje sa, že zázračné bunky majú dve dôležité funkcie – samy sa delia a aktivujú reprodukciu iných buniek v tele. Zmyslom liečby je, že keď sa dostane do chorého orgánu, bunky začnú pracovať. imunitný systém a vylučujú bioaktívne látky, ktoré aktivujú vlastné kmeňové bunky postihnutého orgánu na obnovu. V dôsledku nahradenia starých buniek novými dochádza k procesu regenerácie, vďaka ktorému sa orgán postupne obnovuje.

Odrody kmeňových buniek

Medicína pozná niekoľko druhov zázračných buniek. Ide o fetálne, embryonálne, postnatálne a mnohé ďalšie nezrelé bunky. Na liečbu sa najčastejšie používajú krvotvorné (HSC) a mezenchymálne bunky (MSC), ktoré sa získavajú z kostnej drene, vrátane panvové kosti, rebrá, ako aj tukové tkanivo a niektoré ďalšie tkanivá, ktoré sú dobre zásobené krvou. Voľba v prospech týchto buniek bola urobená z nejakého dôvodu. Podľa vedcov je liečba hematopoetickými a mezenchymálnymi bunkami vysoko účinná a bezpečná, čo znamená, že neexistuje možnosť, že by zmutovali a vyvolali vývoj nádoru, čo je celkom možné pri zavedení fetálnych alebo embryonálnych buniek.

Nie je však žiadnym tajomstvom, že s vekom je počet kmeňových buniek v ľudskom tele stále menej a menej. Napríklad, ak embryo má jednu bunku na 10 tisíc obyčajných buniek, tak 70-ročný človek má jednu bunku na 7-8 miliónov.Do krvi dospelého človeka sa teda denne vylúči len 30 tisíc mezenchymálnych buniek. To stačí len na odstránenie menších porušení, ale nestačí na ochranu pred vážnymi chorobami alebo spomalenie procesu starnutia.

Terapia kmeňovými bunkami však umožňuje dosiahnuť nemožné. Podľa moderných vedcov sa pri zavádzaní kmeňových buniek do tela vytvára potrebný „regeneračný fond“, vďaka ktorému sa človek zotavuje a zbavuje chorôb. Toto použitie kmeňových buniek zdravotníkmi je veľmi podobné tankovaniu do auta. Lekári jednoducho vstreknú kmeňové bunky do žily, akoby „dotankovali“ telo kvalitným palivom, vďaka ktorému sa človek zbaví chorôb a žije dlhšie!

V priemere liečba chorôb zahŕňa zavedenie do krvi asi 1 milióna buniek na 1 kg hmotnosti. Na boj so závažnými patológiami by sa pacientovi mali podať injekciou 2-3 milióny kmeňových buniek na každý 1 kg hmotnosti. Podľa lekárov ide o prirodzený mechanizmus liečby chorôb, ktorý sa vo veľmi blízkej budúcnosti stane hlavnou metódou terapie takmer všetkých patológií.

Mýty a realita

Napriek pokrokom, ktoré biomedicínski špecialisti doteraz dosiahli, je nedôvera v tento spôsob liečby chorôb stále vysoká. Možno je to kvôli informáciám, ktoré sa pravidelne objavujú v médiách známych osobností ktorých pokusy o liečbu či omladenie tela skončili smutne. Lekári na súkromných klinikách, ktorí majú licenciu na liečbu takýmito bunkami, označujú tieto informačné výplne ako „falošné vnemy“, pričom rozumne poznamenávajú, že správy neobsahujú informácie o spôsobe liečby a type použitých buniek. Odborníci z vedeckých štátnych inštitúcií takéto fámy rezolútne odmietajú komentovať. Možno práve pre nedostatok úplné informácie spoločnosti a sú zmietané pochybnosťami o bezpečnosti takejto liečby.

Napriek tomu sa ľudia, ktorí súhlasia s terapiou kmeňovými bunkami, aj dnes nazývajú „pokusnými králikmi“. Podľa vedúceho lekára jednej z kliník poskytujúcich takúto liečbu Yuriho Kheifetsa: „Je jednoducho nesprávne hovoriť o našich pacientoch ako o pokusných králikoch. Poznám prípady alergie na tento materiál, ale alergiu nespôsobili bunky, ale živné médium, ktoré sa dostalo do bunková kultúra. Ale nepočul som o jedinom prípade smrti po zavedení takýchto buniek!

Podporený odborníkom a doktorom lekárskych vied, profesorom Alexandrom Teplyashinom. Podľa vedca: „V Európe a Spojených štátoch si už začali uvedomovať všetky výhody a účinnosť, ktoré kmeňové bunky nesú. Preto sú naši špecialisti, ktorí sa dlhodobo venujú liečbe kmeňovými bunkami, v týchto krajinách mimoriadne žiadaní. Stále máme nedostatok dôvery v túto metódu liečby, čo je veľmi znepokojujúce.“

Vedci upozorňujú na skutočnosť, že spory o prospešnosti a škodlivosti antibiotík ešte neutíchajú, no je známe, akej katastrofe by ľudstvo čelilo, keby ich nebolo. lieky. To isté sa deje s kmeňovými bunkami. Odborníci však poznamenávajú, že nie všetky kmeňové bunky sú vhodné na terapiu.

Emisná cena

Mešťanov trápi ďalšia otázka. Zdá sa, že bunková terapia prebieha už dlho, technológia je dôkladne preštudovaná, ako huby pribúdajú nové kliniky, ktoré vykonávajú liečbu kmeňovými bunkami. Prečo je terapia taká drahá?

Odborníci odpovedajú, že pestovanie kmeňových buniek je dlhodobý a dosť nákladný proces. Štát navyše takéto projekty nefinancuje, a preto sa rozvíjajú oveľa pomalšie.

Je pravda, že v tomto procese sa pozoruje pokrok. Dnes v Rusku existujú bunkové prípravky, ktorých náklady sa rovnajú nákladom na tradičná liečba. Napríklad prostriedok na boj proti artróze nestojí viac ako gél určený na injekciu do chorého kĺbu. V tomto prípade vám liek umožňuje liečiť kĺb, zatiaľ čo gél bojuje len s bolesťou. Všetky komponenty na pestovanie kmeňových buniek u nás sa však v súčasnosti nakupujú v Spojených štátoch.

Pokiaľ ide o náklady na liečbu, údaje rôzne zdroje sa v mnohom líšia. Napríklad, podľa Moskovského Komsomolets, liečba kmeňovými bunkami v Rusku dnes kolíše medzi 10 000 – 12 000 dolármi.

Zároveň sa na webovej stránke moskovskej kliniky "Newest Medicine" uvádza, že celkové náklady na bunkovú terapiu alebo kurz revitalizácie budú stáť 30 000 - 32 000 dolárov.

Zároveň množstvo spoločností organizujúcich liečbu kmeňovými bunkami v Nemecku poskytuje údaje, podľa ktorých bude celý priebeh liečby stáť pacienta 9 000 – 15 000 USD.