Типи стовбурових клітин, програми та де вони знаходяться

The стовбурові клітини Вони являють собою тип клітин, які знаходяться в природі у всіх багатоклітинних живих істотах і характеризуються властивістю диференціювання в будь-якому клітинному типі і діленням для отримання більшої кількості стовбурових клітин..

Стовбурові клітини важливі з моменту народження, тому що протягом декількох днів приєднання двох гамет починають ділитися і розмножуватися, створюючи спеціалізовані стовбурові клітини, які дадуть початок різним органам і тканинам ембріонального тіла..

Важливість стовбурових клітин полягає в їх дивовижному потенціалі для розвитку і формування майже будь-якого типу клітин. Ця здатність може бути використана для відновлення і поповнення пошкоджених або зруйнованих клітин. 

В даний час досліджується клінічне застосування стовбурових клітин при множинних захворюваннях, таких як Паркінсона, Альцгеймера або деяких вроджених станах. Крім того, вже існують продукти на основі стовбурових клітин, які почали використовуватися на міжнародному рівні в ортопедичній медицині.

Стовбурові клітини продовжують існувати у дорослих особин, хоча і в менших кількостях і з меншим потенціалом, ніж в ембріональній стадії. Ці стовбурові клітини присутні в певних структурах, таких як кістковий мозок, м'язи і мозок, і завдяки їм пошкоджені клітини можуть бути замінені і органи можуть продовжувати нормально функціонувати..

Загалом, можна сказати, що стовбурові клітини мають три основні властивості, які відрізняють їх від інших клітин:

• Вони можуть розмножуватися протягом тривалого часу.
• Вони не спеціалізовані.
• Вони можуть спеціалізуватися на будь-якому типі клітини.

Ці властивості роблять їх потенційно корисними для лікування деяких захворювань, викликаних зносом або дегенерацією деяких клітин, таких як нейродегенеративні захворювання.

Ці неймовірні властивості стовбурових клітин були досліджені вперше лише 35 років тому, у 1981 році, коли група дослідників виявила, що можна витягти стовбурові клітини з ембріона миші..

Це не було до 1998 року, коли дослідження з мишами можна було екстраполювати на людину, коли перші людські ембріональні стовбурові клітини були витягнуті і культивовані in vitro для вивчення їх функціонування та їх властивостей. Ці стовбурові клітини називаються ембріональними стовбуровими клітинами.

У 2006 році інша віха сталася в історії вивчення стовбурових клітин, група дослідників виявила, як деякі дорослі клітини можуть бути генетично перепрограмовані, щоб дати початок стволовим клітинам, які можуть спеціалізуватися в деяких типах клітин. Цей тип стовбурових клітин називається індукованою плюрипотентною стовбуровою клітиною (iPS).

Хоча за ці 35 років було досягнуто значного прогресу в дослідженні стовбурових клітин, все ще потрібні додаткові дослідження, щоб краще їх знати і вміти використовувати їх у створенні нових методів лікування та у вивченні нормативного розвитку людини..

Типи стовбурових клітин

Стовбурові клітини можуть бути класифіковані загальним шляхом відповідно до рівня їх дозрівання в ембріональних, фетальних, дорослих стовбурових клітинах і індукованих плюрипотентних стовбурових клітинах..

Крім того, не всі стовбурові клітини мають однаковий потенціал для диференціації в будь-якому типі клітини. Залежно від типу клітин, в яких можна диференціювати стовбурові клітини, можна:

• Тотіпотент (або всемогутній), якщо вони можуть диференціюватися в будь-якому типі клітини. Ці клітини можна знайти тільки в морулі (набір клітин, що відбувається після об'єднання двох гамет) і, теоретично, в ембріони, хоча ембріональним стовбуровим клітинам ще не вдалося розробити і створити всі типи. клітин.

• Плуріпотент, вони є наступним кроком тотипотентних стовбурових клітин і можуть диференціюватися практично в будь-який тип клітин. Ембріональні клітинні культури та індуковані стовбурові клітини є плюрипотентними.

• Мультипотентний, якщо вони можуть бути диференційовані на найрізноманітніші клітини, але тільки ті, які належать до групи споріднених клітин. Наприклад, мультипотентні клітини серця можуть бути диференційовані тільки в тканинах, які утворюють згаданий орган. Ці клітини можуть бути витягнуті з плодів.

• Олігопотент, якщо вони можуть диференціюватися в кілька типів клітин, наприклад, для утворення однієї тканини. Дорослі стовбурові клітини олігопотентні.

• Юніпотент, якщо вони можуть тільки диференціюватися в один тип клітин. Ці стовбурові клітини відрізняються від нормальних дорослих клітин тим, що вони зберігають свою репродуктивну властивість протягом тривалого періоду часу (до диференціації). Цей тип стовбурових клітин можна знайти, наприклад, у деяких м'язах.

Ембріональні стовбурові клітини

Ембріональні стовбурові клітини витягуються з ембріонів. Більшість з них походять від гамет, які були запліднені in vitro, а не від вагітних жінок природним шляхом. І, теоретично, вони є тотипотентними, тобто вони можуть давати початок будь-якому типу клітин, хоча в лабораторії на даний момент можна культивувати лише деякі типи клітин..

Після видалення стовбурових клітин проводять культуру, в якій клітини і поживний матеріал (культуральне середовище) вводять в лабораторне блюдо. У культурі клітини ростуть і починають ділитися, створюючи тонкий шар, який простягається по всій поверхні пластини.

Культури стовбурових клітин не є 100% ефективними, бувають випадки, коли клітини не ростуть або діляться. Але коли культура була ефективною, групи стовбурових клітин відбираються і створюються нові популяції, які продовжуватимуть розділятися і починають диференціюватися. Стовбурові клітини можна заморожувати і зберігати в будь-який час процесу.

Під час культури стовбурові клітини можуть бути згруповані і спеціалізуватися спонтанно в будь-якому типі тканини (м'язи, нервові ...). Можливість спеціалізуватися є ознакою того, що клітини зберігаються в хорошому стані, але в ідеалі процес спеціалізації контролюється дослідниками для створення конкретних популяцій клітин..

Щоб контролювати диференціацію ембріональних стовбурових клітин, дослідники модулюють хімічний склад культурального середовища, площі або самих клітин, вставляючи специфічні гени.

Через численні дослідження були створені протоколи, які вказують, які параметри необхідно модифікувати і як це зробити для створення конкретних культур клітин..

На даний момент трансплантації ембріональних стовбурових клітин не проводяться на людях, оскільки в деяких дослідженнях на тваринах спостерігалося, що вони можуть призвести до розвитку раку. Незважаючи на це, дослідження тривають, і вони дуже перспективні для майбутніх методів лікування.

Фетальні стовбурові клітини

Як випливає з назви, фетальні стовбурові клітини отримують з плодів (з 10-го тижня гестації). Ці клітини можна знайти в більшості тканин плода.

Ці стовбурові клітини є мультипотентними, тобто вони можуть бути диференційовані на деякі типи клітин, які пов'язані, наприклад, у декількох схожих тканинах для утворення одного і того ж органу.

Дорослі стовбурові клітини

У деяких дорослих тканинах, таких як шкіра, м'язи, кишечник і кістковий мозок, існують дорослі стовбурові клітини, які можуть проліферувати і диференціюватися в клітини в одній тканині, щоб замінити мертві або пошкоджені клітини, тому вони є олигопетентними. Дорослі стовбурові клітини також можуть бути виявлені в пуповинної крові.

Наприклад, у кістковому мозку є стовбурові клітини крові, які дозрівають і перетворюються на зрілі клітини крові (еритроцити, лейкоцити або тромбоцити).

Дослідження з цим типом клітин дуже просунуті і трансплантати стовбурових клітин дорослих з кісткового мозку або пуповинної крові в даний час виконуються для лікування захворювань крові, таких як міелодиспластичний і мієлопроліферативний синдроми..

В даний час досліджується терапевтичний потенціал інших дорослих стовбурових клітин, таких як мезенхімальні клітини, які продукують кістки, хрящі і жирові клітини для лікування таких захворювань, як артрит..

Індуковані плюрипотентні стовбурові клітини

Індуковані плюрипотентні стовбурові клітини (iPS) є вже спеціалізованими дорослими клітинами (наприклад, з шкіри), які були генетично перепрограмовані in vitro, щоб мати властивості ембріональних стовбурових клітин.

Щоб перепрограмувати дорослі клітини, вони витягуються з дорослих і вирощуються в тарілці, де віруси, створені в лабораторії, вставляються з певними генами, так що вони інтегруються з клітинами і змінюють їхню генетичну інформацію..

Хоча iPS клітини і ембріональні клітини мають багато характеристик, не повністю рівні, ці відмінності в даний час досліджуються, а також нові процедури для створення iPS.

Хоча потрібні додаткові дослідження, клітини iPS вже використовуються для перевірки впливу деяких лікарських засобів, які знаходяться в клінічних випробуваннях, і в найближчому майбутньому вони, як очікується, будуть корисні для виконання трансплантацій.

Трансплантати клітин iPS в даний час не виконуються, оскільки деякі дослідження з тваринами призвели до ракових утворень, можливо, через техніку, що використовується для перепрограмування клітин.

Лікування стовбуровими клітинами

В даний час клінічне застосування стовбурових клітин найбільш вивчено і використовується на практиці є трансплантацією стовбурових клітин крові (кровотворних) з кісткового мозку або пуповини. Вони використовуються для лікування проблем крові та імунної системи, а також для відновлення пошкоджених клітин після лікування хіміотерапією або радіотерапією..

Щороку в Європі щорічно обробляється понад 26 тисяч людей, які переробляють геметапоетичні стовбурові клітини. Хвороби, які в даний час можна лікувати за допомогою трансплантації:

• Лейкемії та форми, такі як:
  • Гострий мієлоїдний лейкоз.
  • Гострий лімфобластний лейкоз.
  • Хронічний мієлоїдний лейкоз.
  • Хронічний лімфобластний лейкоз.
  • Ювенільний мієломоноцитарний лейкоз.
  • Лімфома Ходжкіна.
  • Неходжкінська лімфома.
• Захворювання, пов'язані з кістковим мозком, такі як:
  • Важка апластична анемія.
  • Анемія Фанконі.
  • Пароксизмальна нічна гемоглобінурія.
  • Аплазія чистих еритроцитів.
  • Вроджена тромбоцитопенія / амегакаріоцитоз.
  • Мієлопроліферативний і мієлодиспластичний синдром.
  • Множна мієлома.
• Спадкові захворювання імунної системи, такі як:
  • Важкий комбінований імунодефіцит.
  • Синдром Віскотта-Олдріха.
• Гемоглобінопатії (захворювання еритроцитів), такі як:
  • Бета-талассемія мажор.
  • Серцево-клітинна хвороба.
• Спадкові захворювання обміну речовин, такі як:
  • Хвороба Краббе.
  • Синдром Герлера.
  • Адренолейкодистрофія.
  • Метахроматичний лейкодистрофія.
• Інші стани та рак.

Ще одним із застосувань трансплантатів стовбурових клітин є трансплантати шкіри. Ця програма, мабуть, є найстарішою з тих пір, як вона використовувалася, перш ніж дійсно зрозуміли, як працювали стовбурові клітини.

Шкірні трансплантати зазвичай виконуються тільки в крайніх випадках, коли людина пошкодила великі ділянки шкіри, наприклад, при сильному опіку..

Перший шкірний трансплантат був зроблений в 1970 році і з тих пір техніка вдосконалювалася, хоча ще довгий шлях, оскільки в даний час прищеплена шкіра не здатна розвивати волосяні волокна або потові залози.

Останнє застосування стовбурових клітин, які були схвалені в Європі, було Holoclar, лікування для усунення пошкоджень, які, можливо, перенесли рогівку чи рани або опіки.

Процедура складається з видалення невеликої частини лімбальних клітин у хорошому стані, відповідального за відновлення рогівки, і культивують їх у лабораторії, поки вони не утворюють тонкий роговий шар, який можна трансплантувати в очі пацієнта..

Інші можливі застосування стовбурових клітин досліджуються в клінічних дослідженнях. Основними напрямками досліджень є регенерація тканин і органів, лікування серцево-судинних захворювань і лікування захворювань головного мозку.

Використання стовбурових клітин для регенерації тканин і органів є, мабуть, їх найбільш вивченим застосуванням. Якщо з стовбурових клітин створені органи або тканини, їх можна трансплантувати людям, які потребують їх, насправді вже створена перша нирка зі стовбуровими клітинами, і результати є перспективними..

Результати досліджень з використання стовбурових клітин у лікуванні серцево-судинних захворювань також є дуже обнадійливими.

У 2013 році група дослідників з загальної лікарні штату Массачусетс (США) створила кровоносні судини для частин людських стовбурових клітин, які були імплантовані мишам і функціонували правильно. В даний час дослідження тривають, і вони намагаються застосувати його без ризику для людей.

Використання стовбурових клітин для лікування захворювань мозку, таких як Паркінсона або Альцгеймера, вивчається за допомогою ембріональних стовбурових клітин через їх потенціал для диференціації. Результати здаються перспективними, хоча дослідження все ще знаходяться на дуже ранній стадії.

Дослідження стовбурових клітин здійснюється не тільки для лікування захворювань, але й для вивчення нормального розвитку здорових клітин і кращого розуміння деяких процесів, таких як поділ і диференціація клітин.

Список літератури

1. Від Луки, М. (1 вересня 2015 р.). Які захворювання та стани можна лікувати стовбуровими клітинами? Отримано з EuroStemCell.
2. Міжнародне товариство досліджень стовбурових клітин, ISSCR. (s.f.). Типи стовбурових клітин. Отримано 20 червня 2016 р., З «Ближче до стовбурових клітин».
3. Міністерство науки, технологій та продуктивних інновацій Аргентинської Республіки. (s.f.). Отримано 20 червня 2016 р. З сайту incucai.
4. Національні інститути охорони здоров'я. (5 березня 2015 року). Інформація про стовбурові клітини. Отримано з Національних інститутів охорони здоров'я.
5. Schöler, H. R. (2007). Потенціал стовбурових клітин: інвентаризація. У Н. Knoepffler, D. Schipanski, & S. L. Sorgner, Humanbiotechnology як соціальний виклик (стор. 28). Видавництво Ashgate.
6. На стовбурових клітинах (s.f.). Лікування стовбуровими клітинами. Отримано 20 червня 2016 року, із сайту sobrecellesmadre.com.
7. Умови використання Політика конфіденційності EEO / Позитивні дії Роботодавець. (s.f.). Захворювання, що піддаються лікуванню трансплантатами. Отримано 20 червня 2016 року, з Be the match.