Kamieninės ląstelės (SC) yra ląstelių populiacija, kuri yra pirminiai visų kitų pirmtakai. Susiformavusiame organizme jie gali diferencijuotis į bet kurias bet kurio organo ląsteles, o embrione jie gali sudaryti bet kurią jo ląstelę.
Jų paskirtis iš prigimties yra kūno audinių ir organų regeneracija iš pradžių nuo gimimo su įvairiais sužalojimais. Jie tiesiog pakeičia pažeistas ląsteles, jas atnaujina ir apsaugo. Paprasčiau tariant, tai yra atsarginės kėbulo dalys.
Kaip jie susidaro
Didžiulis visų suaugusio organizmo ląstelių skaičius vieną kartą prasideda vyriškų ir moteriškų reprodukcinių ląstelių susiliejimu kiaušinėlio apvaisinimo metu. Šis susiliejimas vadinamas zigota. Visi tolesni milijardai ląstelių atsiranda jo vystymosi metu. Zigotoje yra visas būsimo žmogaus genomas ir jo vystymosi schema ateityje.
Kai ji pasirodo, zigota pradeda aktyviai dalytis. Pirma, jame atsiranda ypatingos rūšies ląstelės: jos gali perduoti tik genetinesinformaciją vėlesnėms naujų ląstelių kartoms. Šios populiacijos yra žinomos embrioninės kamieninės ląstelės, aplink kurias tiek daug jaudulio.
Vaisiui ESC, tiksliau jų genomas, vis dar yra nuliniame taške. Tačiau įjungus specializacijos mechanizmą, jie gali būti transformuojami į bet kokias reikalingas ląsteles. Embrioninės kamieninės ląstelės gaunamos ankstyvoje besivystančio embriono stadijoje, dabar vadinamoje blastocista, 4–5 zigotos gyvenimo dieną iš jo vidinės ląstelių masės.
Embrionui vystantis, pradeda veikti specializacijos mechanizmai, vadinamieji embrioniniai induktoriai. Jie patys apima šiuo metu reikalingus genus, iš kurių atsiranda skirtingos SC šeimos ir nubrėžta būsimų organų pradžia. Mitozė tęsiasi, šių ląstelių palikuonys jau yra specializuoti, tai vadinama komitacija.
Tuo pačiu metu embrioninės kamieninės ląstelės gali transformuotis (perkelti) į bet kurį gemalo sluoksnį: ekto-, mezo- ir endodermą. Iš jų vėliau vystosi vaisiaus organai. Ši diferenciacijos savybė vadinama pluripotencija ir yra pagrindinis skirtumas tarp ESC.
SC klasifikacija
Jos skirstomos į 2 dideles grupes – embrionines ir somatines, gautas iš suaugusio organizmo. Klausimas, kaip gaunamos ir naudojamos embrioninės kamieninės ląstelės, yra gerai suprantamas.
3 pasirinkti SC š altiniai:
- Savos kamieninės ląstelės arba autologinės; dažniausiai jie egzistuoja kaulų čiulpuose, bet galigauti iš odos, riebalinio audinio, kai kurių organų audinių ir kt.
- SC iš placentos, gauta gimdymo metu iš virkštelės kraujo.
- Vaisiaus SC gauti iš audinių po aborto. Todėl taip pat skiriami donoriniai (alogeniniai) ir savo (autologiniai) SC. Nepriklausomai nuo jų kilmės, jie turi ypatingų savybių, kurias toliau tyrinėja mokslininkai. Pavyzdžiui, tinkamai laikomi jie gali išlikti gyvybingi ir išlaikyti visas savo savybes dešimtmečius. Tai svarbu renkant SC iš placentos gimimo metu, o tai gali būti laikoma sveikatos draudimo ir naujagimio apsaugos forma ateityje. Šis asmuo gali juos naudoti, kai pasireiškia rimta liga. Pavyzdžiui, Japonijoje yra visa vyriausybės programa, užtikrinanti, kad 100 % gyventojų turėtų IPS ląstelių bankus.
SC naudojimo medicinoje pavyzdžiai
Embriono transplantacijos žingsniai:
- 1970 – atliekamos pirmosios autologinės SC transplantacijos. Yra duomenų, kad buvusioje CCCP senyvo amžiaus TSKP politinio biuro nariai buvo skiepijami kelis kartus per metus.
- 1988 – SC buvo persodinti leukemija sergančiam berniukui, kuris gyvena iki šiol.
- 1992 – Profesorius Davidas Harrisas įkuria SK banką, kur jo pirmasis vaikas tapo pirmuoju klientu. Jo SC buvo užšaldytas pirmas.
- 1996–2004 m – Atliktos 392 savų SC transplantacijos iš kaulų čiulpų.
- 1997 – Rusijos vėžiu sergančiam pacientui iš placentos buvo persodinti donoriniai SC.
- 1998 – SC buvo persodinti mergaitei, sergančiai neuroblastoma (smegenų augliu) – rezultatas teigiamas. Mokslininkai taip pat išmoko auginti SC in vitro.
- 2000 – 1200 transliacijų.
- 2001 – atskleistas suaugusio žmogaus kaulų čiulpų SC gebėjimas transformuotis į kardio- ir miocitus.
- 2003 – gauti duomenys apie visų SC biologinių savybių išsaugojimą skystame azote 15 metų.
- 2004 – Pasaulio bankų SK kolekcijos jau turi 400 000 pavyzdžių.
ESC pagrindinės savybės
Embrioninių kamieninių ląstelių pavyzdžiais gali būti laikomos bet kurios pirminių embriono sluoksnių ląstelės: tai miocitai, kraujo ląstelės, nervai ir kt. Žmogaus ESC buvo pirmosios, kurias 1998 m. išskyrė JAV mokslininkai Jamesas Thompsonas ir Džonas Bekeris. O 1999 metais garsiausias mokslo žurnalas Science pripažino šį atradimą trečiu pagal svarbą po dvigubos DNR spiralės atradimo ir žmogaus genomo dekodavimo.
ESC turi galimybę nuolat atsinaujinti, net jei nėra paskatos skirtis. Tai yra, jie yra labai plastiški ir jų plėtros galimybės nėra ribotos. Dėl to jie tokie populiarūs regeneracinėje medicinoje.
Vadinamieji augimo faktoriai gali paskatinti jų vystymąsi į kitų tipų ląsteles, jie visoms ląstelėms yra skirtingi.
Šiandien oficialioji medicina draudžia naudoti embrionines kamienines ląsteles gydymui.
Kas šiandien naudojama
Gydymui naudojami tik savi SC iš suaugusio organizmo audinių, dažniauVisa tai yra raudonųjų kaulų čiulpų ląstelės. Į ligų sąrašą įtrauktos kraujo (leukemijos), imuninės sistemos ligos, ateityje – onkologinės patologijos, Parkinsono liga, 1 tipo cukrinis diabetas, išsėtinė sklerozė, miokardo infarktas, insultai, nugaros smegenų ligos, aklumas.
Pagrindinė problema visada buvo ir išlieka SC suderinamumas su kūno ląstelėmis, kai jie į jį patenka, t.y. histo suderinamumas. Kai naudojate savąją SC, šią problemą išspręsti daug lengviau.
Todėl į klausimą, kokias kamienines ląsteles geriau naudoti – embrionines ar kamienines ląsteles, atsakymas yra vienareikšmis: tik audinį. Bet kuris organas turi specialias nišas audiniuose, kuriose SC yra saugomi ir vartojami pagal poreikį. SC perspektyvos didžiulės, nes pagal indikacijas mokslininkai tikisi iš jų sukurti reikiamus audinius ir organus, o ne donorinius.
Pradžios istorija
1908 metais Sankt Peterburgo karo medicinos akademijos histologijos profesorius Aleksandras Maksimovas (1874-1928), tyrinėdamas kraujo ląsteles, pastebėjo, kad jie nuolat ir gana greitai atnaujinami.
A. A. Maksimovas spėjo, kad tai ne tik ląstelių dalijimosi reikalas, antraip kaulų čiulpai būtų didesni už patį žmogų. Tada jis pavadino šį visų kraujo kamieno elementų pirmtaką. Pavadinimas paaiškina reiškinio esmę: raudonuosiuose kaulų čiulpuose dedamos specialios ląstelės, kurių užduotis yra tik mitozėje. Tuo pačiu metu atsiranda 2 naujos ląstelės: viena tampa krauju, o antroji patenka į rezervą - vystosi ir vėl dalijasi, vėl ląstelė patenka į rezervą ir kt. su tuo pačiu rezultatu.
Šios nuolat besidalijančios ląstelės sudaro kamienąšakelės juda į šonus – tai naujos atsirandančios profesionalios kraujo ląstelės. Šis procesas yra nenutrūkstamas ir kasdien sudaro milijardus ląstelių. Tarp jų yra visų kraujo elementų grupės – leukocitai ir eritrocitai, limfocitai ir kt.
Vėliau Maksimovas kalbėjo apie savo teoriją hematologų kongrese Berlyne. Tai buvo SC raidos istorijos pradžia. Ląstelių biologija atskiru mokslu tapo tik XX amžiaus pabaigoje.
XX amžiaus septintajame dešimtmetyje SC buvo pradėtas naudoti leukemijai gydyti. Jų taip pat rasta odoje ir riebaliniame audinyje.
Skirtingi SK bruožai
Daug žadančios idėjos neatmeta povandeninių rifų egzistavimo, kai tai įgyvendinama. Didelė problema yra ta, kad SC veikla leidžia jiems dalytis neribotais kiekiais, todėl juos sunku kontroliuoti. Be to, įprastų ląstelių dalijimasis ribojamas iš ciklų skaičiaus (Hayflick riba). Taip yra dėl chromosomų struktūros.
Kai pasiekiama riba, ląstelė nebesidalija, vadinasi, nesidaugina. Ląstelėms ši riba skiriasi priklausomai nuo jų tipo: pluoštiniam audiniui ji yra 50 padalijimų, kraujo SC - 100.
Antra, ne visi SC bręsta tuo pačiu metu, todėl bet kuris audinys turi skirtingus SC skirtinguose brendimo etapuose. Kuo normalesnė ląstelės branda, tuo mažiau ji turi persikvalifikavimo į kitą ląstelę savybių. Kitaip tariant, visų ląstelių genomas yra panašus, tačiau skiriasi veikimo būdas. Iš dalies subrendusios SC, kurios stimuliuojamos gali subręsti iratskirti, tai yra sprogimai.
Centrinėje nervų sistemoje tai yra neuroblastai, skelete - osteoblastai, odoje - dermatoblastai ir kt. Brendimo stimulas yra išorinės arba vidinės priežastys.
Ne visos kūno ląstelės turi šį gebėjimą, tai priklauso nuo jų diferenciacijos laipsnio. Labai diferencijuotos ląstelės (kardiomiocitai, neuronai) niekada negali gaminti savo rūšies, todėl sakoma, kad nervinės ląstelės neatkuriamos. O menkai diferencijuoti gali mitozuoti, pavyzdžiui, kraujas, kepenys, kaulinis audinys.
Embrioninės kamieninės (ES) ląstelės skiriasi nuo kitų SC tuo, kad joms nėra Hayflick ribos. ESC dalijasi be galo, t.y. jie iš tikrųjų yra nemirtingi (nemirtingi). Tai antrasis jų turtas. Atrodo, kad ši ESC savybė įkvėpė mokslininkus naudoti organizme siekiant užkirsti kelią senėjimui.
Tai kodėl embrioninių kamieninių ląstelių naudojimas nenuėjo šiuo keliu ir nebuvo užšaldytas? Nė viena ląstelė nėra garantuota nuo genetinių skilimų ir mutacijų, o kai jie pasirodys, jie bus perduodami toliau ir kaupsis. Reikia nepamiršti, kad žmogaus embrioninės kamieninės ląstelės visada yra svetimos genetinės informacijos (svetimos DNR) nešėjos, todėl pačios gali sukelti mutageninį poveikį. Štai kodėl jų SC naudojimas tampa optimaliausias ir saugiausias. Tačiau iškyla kita problema. Suaugusio žmogaus organizme SC yra labai mažai, be to, jie sunkiai išskiriami - 1 ląstelė 100 tūkst.. Bet nepaisant šių problemų, jie išgaunami ir autologiniai SC dažnai naudojami gydant ŠKL, endokrinopatijas,tulžies patologijos, dermatozė, raumenų ir kaulų sistemos, virškinimo trakto, plaučių ligos.
Daugiau apie ESC povandeninius rifus
Gavus embrionines kamienines ląsteles, jos turi būti nukreiptos tinkama linkme, t.y. valdyti juos. Taip, jie gali praktiškai atkurti bet kurį organą. Tačiau tinkamo induktorių derinio pasirinkimo problema šiandien neišspręsta.
Embrioninės kamieninės ląstelės iš pradžių buvo naudojamos visur, tačiau dėl begalybės tokių ląstelių dalijimosi jos tampa nekontroliuojamos ir susijusios su naviko ląstelėmis (Konheimo teorija). Štai dar vienas ESC užšalimo paaiškinimas.
Atgaivinimas naudojant ESC
Žmogus praranda savo SC sendamas, jų skaičius nuolat mažėja, paprasčiau tariant. Net iki 20 metų jų būna mažai, po 40 metų – visai. Štai kodėl, kai 1998 m. amerikiečiai pirmą kartą išskyrė ESC, o paskui jas klonavo, ląstelių biologija gavo stiprų postūmį vystytis.
Buvo vilties išgydyti tas ligas, kurios visada buvo laikomos nepagydomomis. Antroji linija – atjauninimas embrioninėmis kamieninėmis ląstelėmis injekcijų būdu. Tačiau proveržio šiuo atžvilgiu nebuvo, nes vis dar tiksliai nežinoma, ką SC daro po patekimo į naują organizmą. Arba jie stimuliuoja seną ląstelę, arba visiškai ją pakeičia – užima jos vietą ir aktyviai dirba. Tik tada, kai bus nustatytas tikslus NC elgesio mechanizmas, bus galima kalbėti apie proveržį. Šiandien renkantis tokį gydymo metodą reikia labai atsargiai.
ESC ir atjaunėjimas Rusijoje
Rusijoje ESC naudojimo apribojimai dar neįvesti. Čia embrioninių kamieninių ląstelių terapiją atjauninimui atlieka ne rimti tyrimų institutai, o tik paprasti grožio salonai.
Ir dar vienas dalykas: jei Vakaruose ESC veikimo bandymai atliekami laboratorijose su eksperimentiniais gyvūnais, tai Rusijoje naujas technologijas su žmonėmis išbando tie patys naminiai grožio salonai. Knygelės su visokiais amžinos jaunystės jūros pažadais. Skaičiavimas teisingas: tiems, kurie turi daug pinigų ir galimybių, ima atrodyti, kad nieko nėra neįmanomo.
Gydymas embrioninėmis kamieninėmis ląstelėmis minimalaus atjauninimo kurso forma yra tik 4 injekcijos ir vertinama 15 tūkstančių eurų. Ir nepaisant supratimo, kad nereikėtų aklai pasitikėti moksliškai nepatvirtintomis technologijomis, daugelis visuomenės veikėjų nusveria norą atrodyti jaunesniam ir patrauklesniam, žmogus ima bėgti priekyje lokomotyvui. Be to, prieš akis tų, kuriems tai padėjo. Yra tokių laimingųjų - Buynovas, Leshchenko, Rotaru.
Bet yra ir daugiau nelaimingųjų: Dmitrijus Hvorostovskis, Žanna Friskė, Aleksandras Abdulovas, Olegas Jankovskis, Valentina Tolkunova, Anna Samokhina, Natalija Gundareva, Liubovas Poliščiukas, Viktoras Janukovyčius – sąrašas tęsiasi. Tai yra ląstelių terapijos aukos. Visiems jiems tapo įprasta, kad prieš pat pablogėjus būklei jie tarsi suklestėjo ir jaunėjo, o paskui greitai mirė. Kodėl taip nutinka, niekas negali atsakyti. Taip, atKai ESC patenka į senstantį organizmą, jos skatina ląsteles aktyviai dalytis, atrodo, kad žmogus jaunėja. Bet tai visada yra stresas pagyvenusiam organizmui ir gali išsivystyti bet kokia patologija. Todėl jokia klinika negali suteikti jokių garantijų dėl tokio atjauninimo pasekmių.
