Restorativní terapie budoucnosti. lidské kmenové buňky

"Kmenové buňky. Perspektivy a možnosti jejich praktického využití“

Úvod

Kmenové buňky jsou hierarchií speciálních buněk živých organismů, z nichž každá je následně schopna se zvláštním způsobem měnit (diferencovat) (tj. přijímat specializaci a dále se vyvíjet jako normální buňka). Kmenové buňky jsou schopny se dělit asymetricky, díky čemuž při dělení vzniká buňka podobná mateřské (samoreprodukce) a také nová buňka, která je schopna se diferencovat.

Nejdůležitější vlastností kmenové buňky je, že genetická informace obsažená v jejím jádru je jakoby v „nulovém bodě“ reference. Faktem je, že všechny nepohlavní buňky živých organismů (somatické buňky) jsou diferencované, to znamená, že plní některé specializované funkce: buňky kostní tkáně tvoří kostru, krvinky jsou zodpovědné za imunitu a přenášejí kyslík, nervové buňky vedou elektrické impuls. A kmenová buňka ještě „nezapnula“ mechanismy, které určují její specializaci. V „bodě nula“ jeho genom ještě „nespustil“ žádný program a hlavně nezačal provádět program rozmnožování.

1. A C pak p a já C kmenové buňky

Koncept „kmenových buněk“ se poprvé objevil v Rusku na začátku minulého století. První předpoklad o existenci kmenových buněk vyslovili ruští vědci. Pak velký ruský histolog A.A. Maksimov, který studoval proces hematopoézy, dospěl k závěru o jejich existenci. Do značné míry předurčil směr vývoje světové vědy v oblasti buněčné biologie. Jeho práce se staly světovou vědeckou klasikou a dodnes zůstávají jednou z nejčastěji citovaných prací domácích badatelů.

Termín "kmenová buňka" A.A. Maksimov navrhl již v roce 1908 vysvětlit mechanismus rychlé sebeobnovy krvinek. S novou teorií krvetvorby vystoupil v Berlíně na kongresu hematologů. Právě tento rok lze právem považovat za začátek historie rozvoje výzkumu kmenových buněk.

Každý den zemře v krvi několik miliard buněk a jsou nahrazeny novými populacemi erytrocytů, leukocytů a lymfocytů. A.A. Maksimov jako první uhodl, že obnova krvinek je speciální technologie, která se liší od jednoduchého buněčného dělení. Pokud by se krevní buňky samy obnovovaly jednoduchým buněčným dělením, vyžadovalo by to gigantickou kostní dřeň.

První experimenty s praktickým využitím kmenových buněk byly zahájeny na počátku 50. let 20. století. Tehdy se prokázalo, že pomocí transplantace kostní dřeně (hlavního zdroje kmenových buněk) je možné zachránit zvířata, která dostala smrtelnou dávku radioaktivního záření.

Trvalo téměř 20 let, než se transplantace kostní dřeně dostala do arzenálu praktického lékařství. Teprve koncem 60. let byly získány přesvědčivé údaje o možnosti využití transplantace kostní dřeně v léčbě akutní leukémie.

Již na začátku století vědci tušili, že v mnoha tkáních jsou buňky, které přispívají k regeneraci (obnovení) těchto tkání a aktivují dělení běžných buněk.

Sovětští vědci Alexander Friedenstein a Iosif Čertkov položili základy vědy o kmenových buňkách kostní dřeně a dokázali, že právě tam se nachází především jakési skladiště pozoruhodných buněk. Tehdy se ukázalo, že část kmenových buněk migruje v krvi, jsou také v různých tkáních, zejména v kůži a tuku.

1970 – První transplantace autologních (vašich vlastních) kmenových buněk. Existují důkazy, že v 70. letech 20. století v bývalém Sovětském svazu byli starší členové politbyra KSSS "očkováni" starším členům politbyra KSSS, kterým byly 2-3krát ročně injikovány přípravky z kmenových buněk.

1988 – K transplantaci byly poprvé použity kmenové buňky: chlapec, který operaci podstoupil, je stále naživu a zdráv.

1992 – První jmenovitá sbírka kmenových buněk. Profesor David Harris „pro jistotu“ zmrazil kmenové buňky z pupečníkové krve svého prvorozeného dítěte. Dnes je David Harries ředitelem největší světové banky kmenových buněk z pupečníkové krve.

1996 - V letech 1996 až 2004 bylo provedeno 392 autologních transplantací kmenových buněk. V roce 1996 se tedy převážně prováděla transplantace kostní dřeně.

1996 – Bylo prokázáno, že záření ničí rakovinné buňky, ale také zabíjí kmenové buňky, které byly právě transplantovány z kostní dřeně dárce.

1997 – Za posledních 10 let bylo provedeno 143 transplantací pupečníkové krve ve 45 lékařských centrech světa. V Rusku byla u onkologického pacienta provedena první operace transplantace kmenových buněk z pupečníkové krve kojenců.

1998 – První světová transplantace „pojmenovaných“ kmenových buněk z pupečníkové krve dívce s neuroblastomem (nádor na mozku). Zafungovalo biologické pojištění – dítě bylo zachráněno. Celkový počet provedených transplantací pupečníkové krve přesahuje 600.

Ve stejném roce se americkým vědcům Jamesi Thomsonovi a Johnu Beckerovi podařilo izolovat lidské embryonální kmenové buňky a získat jejich první linie.

V roce 1998 vědci našli způsob, jak pěstovat kmenové buňky v živném médiu.

1999 – Časopis „Science“ uznal objev embryonálních kmenových buněk jako třetí nejdůležitější událost v biologii po dekódování dvojité šroubovice DNA a programu „Human Genome“.

V roce 1999 mezi St. Petersburg State Medical University pojmenované po akademikovi I.P. Pavlova a Evropský institut pro podporu a rozvoj transplantologie podepsaly dohodu, podle níž na univerzitě vzniká oddělení transplantací kostní dřeně splňující všechny mezinárodní požadavky. Pobočka byla otevřena v červnu 2000. Hlavním cílem je provedení transplantací krvetvorných buněk, včetně těch od nepříbuzných dárců.

2000 - Ve světě bylo provedeno 1200 transplantací kmenových buněk z pupečníkové krve, z toho dvě stě příbuzných. Šestileté dítě s Fanconiho anémií se podařilo vyléčit pomocí kmenových buněk z pupečníkové krve jeho novorozeného bratra. Na tomto příběhu je zajímavé, že druhé dítě se narodilo po umělém oplodnění (IVF). Mezi získanými embryi bylo vybráno jedno, které bylo nejvíce kompatibilní s příjemcem a neobsahovalo známky onemocnění.

V témže roce byla prokázána schopnost dospělých krvetvorných a stromálních buněk lidské kostní dřeně diferencovat se na kardiomyocyty a buňky hladkého svalstva, této schopnosti se využívá v regenerační kardiologii.

2003 – Journal of the National Academy of Sciences of the United States (PNAS USA) zveřejnil zprávu, že po 15 letech skladování v kapalném dusíku si kmenové buňky z pupečníkové krve plně zachovávají své biologické vlastnosti. Od tohoto okamžiku začalo být kryogenní skladování kmenových buněk považováno za „biologickou pojistku“. Světová sbírka kmenových buněk uložených ve sklenicích dosáhla 72 000 vzorků. K září 2003 bylo ve světě provedeno již 2 592 transplantací kmenových buněk z pupečníkové krve, z toho 1 012 pro dospělé pacienty.

Vydání The Lancet ze 4. ledna 2003 zveřejnilo dvě zprávy o výsledcích injekce autologních (vlastních) kmenových buněk kostní dřeně u pacientů s těžkou anginou pectoris nebo infarktem myokardu. Kostní dřeň odebraná z kyčelního hřebene pacienta sloužila jako zdroj kultivovaných mononukleárních buněk. O několik měsíců později došlo k výraznému zlepšení perfuze myokardu a funkce levé komory.

2004 – Celková světová sbírka kmenových buněk z pupečníkové krve se blíží 400 000 vzorků. Ve světě bylo provedeno asi 5000 transplantací pupečníkové krve. Pro srovnání, počet transplantací kostní dřeně za stejné období byl asi 85 000.

2005 - Seznam nemocí, při jejichž léčbě lze úspěšně aplikovat transplantaci kmenových buněk, dosahuje několika desítek. Hlavní pozornost je věnována léčbě zhoubných novotvarů, různých forem leukémie a dalších krevních chorob. Existují zprávy o úspěšné transplantaci kmenových buněk u onemocnění kardiovaskulárního a nervového systému. Byly vyvinuty mezinárodní protokoly pro léčbu roztroušené sklerózy. Probíhají multicentrické studie v léčbě infarktu myokardu a srdečního selhání. Hledají se přístupy k léčbě mrtvice, Parkinsonovy choroby a Alzheimerovy choroby.

Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu za rok 2007 získali tři vědci: Američané Mario Capecchi a Oliver Smithies a Brit Martin Evans. Cenu obdrželi za své úspěchy v genově řízené mutagenezi u myší pomocí embryonálních kmenových buněk. Podle tiskové zprávy oceněného Karolinska Institute (Švédsko), Capecchi, Evans a Smithies učinili některé převratné objevy, které vedly k vývoji selektivních technik umlčování jednoho genu, které lze použít k léčbě rakoviny, cukrovky, kardiovaskulární onemocnění a neurodegenerativní onemocnění.

2. Koncept C kmenové buňky

Z kmenových buněk mohou vzniknout jakékoli tělesné buňky – kožní, nervové a krevní buňky. Zpočátku se věřilo, že takové buňky v dospělém organismu nejsou a že existují pouze ve velmi raném období embryonálního vývoje. Nicméně v 70. letech A.Ya. Friedenstein et al., objevili kmenové buňky v mezenchymu (stroma) „dospělé“ kostní dřeně, později se jim říkalo stromální buňky.

V našem těle je velmi málo kmenových buněk: v embryu - 1 buňka na 10 tisíc, u člověka ve věku 60-80 let - 1 buňka na 5-8 milionů.

Zároveň se objevily práce, které prokázaly přítomnost kmenových buněk téměř ve všech orgánech dospělých zvířat i lidí. V tomto ohledu je zvykem dělit kmenové buňky na embryonální kmenové buňky (izolované z embryí ve stadiu blastocysty, což je velmi rané stádium vývoje, kdy ještě nejsou žádné tkáně nebo orgánové spojení) a regionální kmenové buňky (izolované z orgánů dospělých nebo z orgánů pozdějších embryí).stadia), které si zachovávají vlastnosti embryonálních buněk, jak dokazují embryonální proteinové markery, které se v nich nacházejí.

Kmenové buňky lze izolovat a pěstovat v tkáňové kultuře. V tomto případě se tvoří sférické buněčné asociace: akumulace embryonálních buněk se nazývají embryoidní těla a neurální se nazývají neurosféry.

Schopnost produkovat řadu různých typů buněk (pluripotence) dělá z kmenových buněk nejdůležitější rezervu obnovy v těle, která se používá k nahrazení defektů, které vznikají v důsledku určitých okolností.

Biology překvapila především přítomnost kmenových buněk v centrálním nervovém systému. Jak je známo, samotné nervové buňky ztrácejí schopnost reprodukce již v nejranějším stadiu nervové diferenciace (stav neuroblastů). A kmenové buňky se v reakci na různé léze nervové tkáně začnou dělit, následuje diferenciace na nervové a gliové buňky. Izolované neurální kmenové buňky se mohou také transformovat na jiné deriváty.

Kmenové buňky lze detekovat pomocí speciálních metod. Faktem je, že v "nativních" kmenových buňkách a jejich derivátech jsou syntetizovány specifické proteiny, které jsou detekovány pomocí imunohistochemických technik. Pro každý protein se získají protilátky, které se označí fluorescenčním barvivem. Toto činidlo detekuje proteiny přítomné v kmenových buňkách v různých fázích vývoje. Nervové kmenové buňky tedy obsahují protein nestin, jak ukazuje obrázek 2. Když vstoupí na dráhu specializace, objeví se v nich nový protein, vimentin. Pokud se buňky vyvíjejí neurálním směrem, dochází k syntéze odpovídajících značkovacích proteinů – neurofilament, b3-tubulin, enoláza a další. Když se buňky specializují jako pomocné, gliové, objevují se další markery, např. gliální fibrilární kyselý protein, protein S-100 a další.

Cytoplazma obsahující nestin fluoreskuje zeleně, jaderný materiál modře.

Základem hierarchie kmenových buněk je totipotentní zygota. Několik prvních dělení zygoty si zachovává totipotenci, a pokud dojde ke ztrátě integrity embrya, může to vést ke vzniku jednovaječných dvojčat. Větve hierarchie zahrnují pluripotentní (omnipotentní) a multipotentní (blast) kmenové buňky. Listy (koncové prvky) hierarchie jsou zralé unipotentní buňky tělesných tkání.

Niky kmenových buněk jsou místa ve tkáni, kde se neustále ukládají kmenové buňky, které se podle potřeby dělí pro další diferenciaci.

Kmenové buňky se množí dělením jako všechny ostatní buňky. Rozdíl mezi kmenovými buňkami je v tom, že se mohou dělit donekonečna, zatímco zralé buňky mají obvykle omezený počet cyklů dělení.

Když kmenové buňky dozrávají, procházejí několika fázemi. Výsledkem je, že tělo má řadu populací kmenových buněk různého stupně zralosti. V normálním stavu, čím je buňka zralejší, tím je méně pravděpodobné, že se vyvine v jiný typ buňky. To je však možné díky fenoménu buněčné transdiferenciace.

DNA ve všech buňkách jednoho organismu (kromě pohlaví), včetně kmenových buněk, je stejná. Buňky různých orgánů a tkání, jako jsou kostní buňky a nervové buňky, se liší pouze tím, které geny jsou zapnuté a které vypnuté, tedy regulací genové exprese, například metylací DNA. Ve skutečnosti, s uvědoměním si existence zralých a nezralých buněk, byla objevena nová úroveň buněčné kontroly. To znamená, že genom všech buněk je identický, ale způsob fungování, ve kterém se nachází, je odlišný.

V různých orgánech a tkáních dospělého organismu jsou částečně zralé kmenové buňky, připravené rychle dozrát a přeměnit se v buňky požadovaného typu. Říká se jim blastové buňky. Například částečně zralé mozkové buňky jsou neuroblasty, kosti jsou osteoblasty a tak dále. Diferenciace může být vyvolána jak vnitřními, tak vnějšími příčinami. Každá buňka reaguje na vnější podněty, včetně speciálních cytokinových signálů. Například existuje signál (látka), který slouží jako známka přeplněnosti. Pokud je buněk hodně, pak tento signál dělení brzdí. V reakci na signály může buňka regulovat genovou expresi.

Role kmenových buněk je zřejmá při zvažování vývoje lidského těla, jak je znázorněno na obrázku 3. Tento vývoj začíná oplodněním vajíčka a vytvořením zygoty, která dává vzniknout celému organismu. Oplozené vajíčko je totipotentní – má neomezený potenciál v tom smyslu, že samo stačí za vhodných podmínek ke vzniku a vývoji normálního plodu. V prvních hodinách po oplodnění se dělí za vzniku identických totipotentních buněk a kterákoli z nich je implantována do dělohy ženy a může dát podnět k vývoji plodu. Přibližně čtyři dny po oplodnění, kdy prošlo několik cyklů buněčného dělení, se totipotentní buňky začnou specializovat na tvorbu kulovité struktury zvané blastocysta. Blastocysta má vnější vrstvu a vnitřní dutinu, kde se tvoří vnitřní buněčná hmota. Z vnější vrstvy se vyvíjí placenta a další podpůrné struktury nezbytné pro tvorbu plodu a z vnitřní buněčné hmoty se vyvíjejí téměř všechny orgány a tkáně samotného plodu. Buňky vnitřní buněčné hmoty jsou pluripotentní – jejich přítomnost je nutnou, nikoli však postačující podmínkou pro vznik plodu. Pokud jsou implantovány do dělohy ženy, těhotenství nenastane.

Pluripotentní buňky procházejí další specializací na kmenové buňky, které dávají vzniknout ještě specializovanějším buňkám se specifickými funkcemi. Z krvetvorných (hematopoetických) kmenových buněk se tedy vyvíjejí erytrocyty, leukocyty a krevní destičky a z kožních kmenových buněk se vyvíjejí různé typy buněk této tkáně. O kmenových buňkách se říká, že jsou pluripotentní. Pluripotentní kmenové buňky jsou přítomny nejen v embryu, ale také v těle novorozence a dospělého člověka. Za neustálou tvorbu nových krvinek nahrazujících ty zničené jsou tedy zodpovědné kmenové krvetvorné buňky, nacházející se především v kostní dřeni, a také v malém množství kolující v krvi, a tento proces pokračuje po celý život.

3. Embryonální kmenové buňky

Embryonální kmenové buňky (ESC) se tvoří z vnitřní buněčné hmoty v rané fázi embryonálního vývoje – blastocysty. Lidské embryo dosáhne stadia blastocysty ve fázi 4-5 dnů po oplodnění, lidská blastocysta se skládá z 50-150 buněk.

Embryonální kmenové buňky jsou pluripotentní. To znamená, že se mohou diferencovat na všechny tři primární zárodečné vrstvy: ektoderm, endoderm a mezoderm. Tímto způsobem vzniká více než 220 typů buněk. Vlastnost pluripotence odlišuje embryonální kmenové buňky od pluripotentních buněk, ze kterých může vzniknout pouze omezený počet typů buněk. Při absenci pobídek k diferenciaci in vitro si mohou embryonální kmenové buňky udržet pluripotenci prostřednictvím mnoha buněčných dělení. Přítomnost pluripotentních buněk v dospělém organismu zůstává předmětem vědecké debaty, ačkoli studie ukázaly, že je možné vytvořit pluripotentní buňky z dospělých lidských fibroblastů.

Díky plasticitě a potenciálně neomezenému potenciálu sebeobnovy mají embryonální kmenové buňky vyhlídky na uplatnění v regenerativní medicíně a náhradě poškozených tkání. V současné době však embryonální kmenové buňky nemají žádné lékařské využití. Dospělé kmenové buňky a kmenové buňky míchy se používají k léčbě různých onemocnění. Některá onemocnění krve a imunitního systému (včetně genetických) lze vyléčit takovými neembryonálními kmenovými buňkami. Terapie kmenovými buňkami jsou vyvíjeny pro nemoci, jako je rakovina, juvenilní diabetes, Parkinsonův syndrom, slepota a poruchy míchy.

S transplantací hematopoetických kmenových buněk jsou spojeny etické i technické problémy. Tyto problémy jsou spojeny mimo jiné s histokompatibilitou. Takové problémy lze vyřešit použitím vlastních kmenových buněk nebo terapeutickým klonováním.

Totipotence – schopnost tvořit v těle (u savců) některý z přibližně 350 typů buněk.

Navádění je schopnost kmenových buněk po zavedení do těla najít oblast poškození a zafixovat se tam, přičemž vykonávají ztracenou funkci.

Faktory, které určují jedinečnost kmenových buněk, se nenacházejí v jádře, ale v cytoplazmě. Jedná se o nadbytek mRNA všech 3 tisíc genů, které jsou zodpovědné za časný vývoj embrya.

V současné době jsou lidské pluripotentní buněčné linie odvozeny ze dvou zdrojů pomocí metod, které byly vyvinuty na zvířecích modelech:

a) Pluripotentní buňky jsou izolovány přímo z vnitřní buněčné hmoty lidského embrya ve stádiu blastocysty. Samotný embryonální materiál byl získán ve velkých množstvích pro klinické spíše než pro výzkumné účely pro oplodnění in vitro, pokaždé se žádostí o povolení k jeho použití od obou dárců. Buňky vnitřní buněčné hmoty byly kultivovány a byla získána pluripotentní buněčná linie.

b) Jiná skupina výzkumníků izolovala pluripotentní buňky z tkáně plodu. Povolení k tomu dali oba manželé poté, co se sami rozhodli ukončit těhotenství. Buňky byly vybrány z oblasti plodu, která se měla vyvinout do vaječníků nebo varlat.

Ačkoli pluripotentní buňky v obou případech pocházely z různých zdrojů, výsledné buněčné linie byly identické.

Dalším způsobem, jak získat pluripotentní buňky, může být metoda založená na přenosu jádra somatické buňky do enukleovaného vajíčka (bez jádra). Odpovídající pokusy již byly provedeny na zvířatech. Vajíčko samo s novým jádrem a jeho bezprostřední „potomci“ jsou schopni se za vhodných podmínek vyvinout v plnohodnotný organismus, tedy jsou titopotentní. Tvoří blastocystu, která slouží jako zdroj pluripotentních buněk.

Izolované lidské pluripotentní buňky jsou velmi cenným materiálem pro výzkumníky a lékaře. Experimenty s jejich využitím mohou pomoci pochopit nejsložitější procesy vývoje lidského těla a především to, co přesně ovlivňuje rozhodnutí buňky přejít ze stadia růstu a dělení do stadia diferenciace. Je známo, že klíčem je zde „zapnutí“ a „vypnutí“ konkrétních genů, ale o těchto genech samotných a o tom, jaké události předcházejí jejich přepnutí, víme jen málo. Po pochopení normálního fungování buňky budeme schopni pochopit, jaké selhání v její práci vedou k fatálním následkům pro tělo.

Izolace lidských pluripotentních buněk otevírá nové možnosti pro výzkumníky zabývající se hledáním nových léků a jejich testováním. K tomuto účelu se již používá řada buněčných linií (například linie rakovinných buněk) a pluripotentní buněčná kultura umožňuje testování na několika typech buněk najednou. Nenahrazuje to testování na úrovni celého organismu, ale výrazně to usnadňuje hledání nových léků.

Jedna z nejpůsobivějších aplikací lidských pluripotentních buněk je v takzvané "buněčné terapii". Mnoho lidských onemocnění je způsobeno špatnou funkcí buněk nebo celých orgánů a dnes se k odstranění defektu v takových případech používá metoda transplantace. Bohužel často je poškození mnohočetné a není možné nahradit všechny postižené orgány. Pluripotentní buňky stimulované k diferenciaci s tvorbou přísně specializovaných buněk mohou sloužit jako obnovitelný zdroj nepostižených buněk, které nahrazují defektní buňky, které selhaly. To otevírá široké možnosti pro léčbu široké škály lidských onemocnění, včetně tak závažných, jako je Parkinsonova choroba, Alzheimerova choroba, kardiovaskulární onemocnění, revmatoidní artritida, cukrovka a další.

Navzdory příslibu popsaného přístupu bude trvat dlouho, než bude moci být aplikován na klinice. Nejprve je třeba zjistit, jaké děje předcházejí přechodu buňky v lidském těle do stadia diferenciace; jen tak budeme moci cílevědomě měnit běh událostí, abychom z pluripotentních buněk získali právě ty, které jsou potřeba k transplantaci. Za druhé, před zavedením kultivovaných buněk do lidského těla by měl být vyřešen problém imunologické rejekce. Protože pluripotentní buňky odebrané z blastocysty nebo tkáně plodu pravděpodobně nebudou totožné s buňkami příjemce, je nutné se naučit, jak je upravit, aby se tento rozdíl minimalizoval, nebo vytvořit tkáňovou banku.

V některých případech lze problém nekompatibility vyřešit pomocí metody přenosu jádra somatických buněk. Předpokládejme, že pacient trpí progresivním srdečním selháním. Pokud mu odebereme jakoukoliv somatickou buňku a její jádro vložíme do enukleovaného vajíčka příjemce, získáme chimérické vajíčko, ve kterém je téměř veškerý genetický materiál identický s genetickým materiálem pacienta. Z ní lze získat blastocystu a poté výběrem buněk vnitřní buněčné hmoty lze získat pluripotentní buňky. Ten může být stimulován k produkci buněk srdečního svalu geneticky identických s normálními buňkami pacienta a implantován do pacienta, aniž by musel být podroben potenciálně závažné imunosupresivní terapii.

Ještě působivější aplikací lidských kmenových buněk je ex vivo genová terapie. V tomto případě je možné do těla pacienta vpravit nikoli běžné kmenové buňky, ale geneticky modifikované, které nahrazují defektní buňky nebo kompenzují nedostatek produktu genu, který je obsažen v genomu infuzovaných buněk. Kmenové buňky lze získat od samotného pacienta nebo od kompatibilních dárců. Je však třeba poznamenat, že ex vivo genová terapie pomocí lidských kmenových buněk dělá teprve první kroky. Mnohem realističtější je použití modifikovaných embryonálních kmenových buněk k vytvoření transgenních zvířat. Odpovídající experimenty jsou již široce prováděny na myších. Nejprve se embryonální kmenové buňky získají z vnitřní buněčné hmoty myší blastocysty. Jsou geneticky modifikovány (transformovány) pomocí vektoru nesoucího požadovaný gen (transgen), kultivovány a selektovány tak či onak. Populace transfekovaných buněk je rekultivována a zavedena do blastocyst, které jsou následně implantovány do dělohy „náhradní“ matky. Křížením zvířat nesoucích transgen v myších zárodečných buňkách se získá transgenní myší linie. Do genomu kmenové buňky je možné nejen vložit užitečný gen kódující nějaký produkt nezbytný pro tělo, ale také deaktivovat (“vyřadit”) gen kódující např. nějaký druh toxinu. Transgenní myši s poruchami v konkrétním genu jsou široce používány jako model pro studium lidských nemocí na molekulární úrovni.

4. Dospělé kmenové buňky

Pluripotentní kmenové buňky jsou přítomny v některých tkáních dospělého organismu. Slouží jako zdroj buněk různých tkání, které jsou přirozeně mimo provoz. Tyto buňky se nenacházejí ve všech typech tkání, ale je třeba poznamenat, že výzkum v této oblasti teprve začíná. Donedávna se tedy věřilo, že nervové buňky se neregenerují, ale v posledních letech byly kmenové buňky nervové tkáně izolovány z nervové tkáně dospělých myší a potkanů. Vhodné studie na lidech jsou ze známých důvodů obtížné, přesto byly takové buňky nalezeny v odpovídající fetální tkáni a navíc v mozku pacienta s epilepsií byly nalezeny buňky podobné neurálním kmenovým buňkám, z nichž část byla odstraněna během chirurgická operace.

Byl učiněn nový a velmi důležitý závěr: embryonální buňky s vysokým potenciálem vývoje jsou zachovány i v dospělém organismu. Navíc tvoří nejdůležitější článek v řetězci reparačních procesů, což nebylo dříve podezřelé. U embryonálních buněk popsaných v 70. letech 20. století v játrech dospělé myši se tedy nepředpokládalo, že mají tak vysoký potenciál vývoje a aktivně se podílejí na reparaci.

V průběhu buněčného dělení vznikají z kmenových buněk mateřské a dceřiné buňky. Mateřské slouží k vlastní údržbě populace, zatímco dceřiné buď „vycházejí“ do kambiální buňky nebo přímo do diferenciace. Kmenová buňka si zachovává vlastnosti raných embryonálních buněk – pluripotenci, zatímco kambiální buňka tuto schopnost ztrácí a vytváří pouze regionální struktury.

Ve studiu procesů obnovy byl tedy učiněn velký krok vpřed. K pochopení jemných mechanismů chování kmenových buněk a k nalezení možnosti využít tyto poznatky v klinické praxi je ale potřeba ještě hodně udělat.

Až donedávna existovalo jen málo důkazů o tom, že by savčí pluripotentní kmenové buňky, jako jsou hematopoetické kmenové buňky, mohly změnit svůj vývoj a dát vzniknout kožním buňkám, jaterním buňkám nebo jakýmkoli jiným specializovaným buňkám kromě krvinek. Pokusy provedené v posledních letech na zvířatech však ukázaly, že je příliš brzy s tím skoncovat. Bylo zjištěno, že některé živočišné kmenové buňky, dříve považované za přísně specializované, mohou za určitých podmínek svou specializaci změnit. Například kmenové buňky myší nervové tkáně injikované do kostní dřeně se dokázaly diferencovat na různé krevní buňky, zatímco kmenové buňky nalezené v kostní dřeni potkana se mohou diferencovat na jaterní buňky. Tyto působivé experimenty ukazují, že za určitých podmínek jsou kmenové buňky flexibilnější, než se dříve myslelo.

Impulsem pro studium lidských kmenových buněk je, že jsou plné velkých příležitostí jak z čistě vědeckého hlediska, tak z hlediska jejich využití v buněčné terapii. Především mluvíme o výhodách, které jejich použití při transplantaci přináší. Pokud by bylo možné získat kmenovou buňku od dospělého jedince, stimulovat její dělení a změnit její specializaci, mohla by být zavedena do těla dárce bez obav z odmítnutí. Takový přístup by mohl odstranit potřebu používat lidské embryonální nebo fetální kmenové buňky, což je praxe, která byla veřejností odsuzována z etických důvodů.

Přes všechny sliby však tato metoda čelí vážným problémům. Za prvé, kmenové buňky se nenacházejí ve všech typech dospělých tkání. Kmenové buňky srdečního svalu a pankreatických ostrůvků tedy nebyly nalezeny. Za druhé, i když se takové buňky najdou, jsou přítomny ve tkáních ve velmi malých množstvích a je obtížné je izolovat a vyčistit a s věkem se ještě zmenšují.

Aby mohly být dospělé kmenové buňky použity pro vlastní léčbu, musí být nejprve získány od daného pacienta a poté kultivovány, aby se dosáhlo dostatečně vysoké hustoty, aby to stačilo na terapii. Existují však případy, kdy onemocnění jednoduše nedává čas na provedení všech těchto postupů, a navíc, pokud je onemocnění genetického charakteru, pravděpodobně budou postiženy i kmenové buňky. Existují náznaky, že dospělé kmenové buňky se nedělí tak rychle jako fetální kmenové buňky a že se zdá, že jejich DNA obsahuje více abnormalit.

Ani využití „dospělých“ kmenových buněk ke studiu raných fází buněčné specializace se nejeví jako příliš slibné, protože tyto buňky již ušly dlouhou cestu jedním směrem. Navíc z jedné linie „dospělých“ kmenových buněk nelze získat více než 3–4 typy tkání. Než budeme moci odpovědět na otázku, jaké kmenové buňky potřebujete, abyste se vyrovnali s tou či onou novou nemocí, je bezpodmínečně nutné prozkoumat potenciál „dospělých“ kmenových buněk a porovnat jej s potenciálem pluripotentních buněk.

5. Analýza p gen oli v dif p enci p ovke

Schopnost jakýchkoli kmenových buněk dát vzniknout různým buněčným typům z nich dělá velmi vhodný systém pro studium molekulárně genetických událostí, které určují specifickou buněčnou diferenciaci. Izolací čistých kmenových buněk lze skutečně analyzovat funkce genů odpovědných za postupná stádia diferenciace.

Ukázalo se zejména, že doba postupné aktivace genů řídících vývoj se shoduje jak u postimplantačních embryí, tak u kultivace embryoidních těl. To znamená, že kmenové buňky jsou opravdu dobrým experimentálním modelem pro studium molekulárních mechanismů buněčné specializace.

Analýza kultur kmenových buněk pomocí molekulárně genetické microarray metody (microarray), která hodnotí počet funkčně aktivních genů, ukázala, že v jednom klonu mezenchymálních kmenových buněk je syntetizováno minimálně 1200 templátových RNA (mRNA). Různé kmenové buňky obsahují podobnou sadu předem syntetizovaných mRNA (kopie mnoha genů), ale existují i ​​specifické RNA. Zároveň bylo zjištěno, že stromální kmenové buňky dospělé hematogenní (krvotvorné) tkáně obsahují téměř celý soubor mRNA, které fungují v zárodečných vrstvách a ve stadiu organogeneze. Identifikovány byly také mRNA klíčových genů, které regulují zrání buněk všech zárodečných vrstev: mezenchymálního a mezodermového původu, stejně jako entodermu a ektodermu. Většina mRNA regulačních genů je již přítomna ve vajíčku a zárodečných buňkách.

Následně se v kmenových buňkách projevuje obecný princip ontogeneze – práce genů s „předstihem“, tedy syntéza těch mRNA, které budou potřeba v mnohem pozdějších fázích vývoje.

6. Genes-go C ohniště a p p rozdílný problém p enci p ovs

Četné údaje získané během studia kmenových buněk umožnily zpřesnit organizaci odpovídajících genových sítí. Zejména je možné identifikovat způsoby interakce mezi tzv. master geny a slave geny. Master jsou klíčové geny, které určují specifika vývoje dané tkáně nebo orgánu, otroky jsou kaskády strukturních genů (spouštěných master geny), které zajišťují syntézu tkáňově specifických proteinů a podle toho i tvorbu konkrétního orgánu resp. tkáň.

Využití kmenových buněk ve vývojové biologii umožnilo potvrdit existenci hlavních genů, které spouštějí kaskády genů určujících specializaci celých orgánů, zárodečných vrstev a jednotlivých typů buněk. Tento univerzální vzor je vlastní všem zvířatům. Drosophila má tedy gen eyeless (bezočí), který určuje vývoj oka. Pokud je nucen pracovat na neobvyklém místě, pak se oči mohou objevit na břiše, na nohou, na křídle a na jakémkoli jiném místě, jak je znázorněno na obrázku 6. Podobný gen Pax6 mají také savci. Po zavedení do genomu Drosophila má stejný účinek jako vlastní gen hostitele. To vše svědčí o univerzálnosti účinku mistrovských genů.

Gen pdf-1 působí jako spouštěč, který nastartuje vývoj slinivky břišní; gen HOX-11 je zodpovědný za vývoj sleziny, gen Crypto je zodpovědný za vývoj srdce a mutace v genu HOXD13 vedou u lidí k polydaktylii horních a dolních končetin. Master geny jsou také známy pro jednotlivé zárodečné vrstvy. Mutace genu casanova tedy blokuje vývoj celého endodermu, zatímco geny Brachiury a zeta-globin blokují vývoj mezodermu.

Nakonec se podle signálu odpovídajících hlavních genů tvoří specializované tkáně a typy buněk. Například gen Wn17 iniciuje zrání alveolárního epitelu. V naší laboratoři byla společně s laboratoří V. Tarabykina (Univerzita v Göttingenu) objevena nová skupina neurogenů nezbytných pro tvorbu neuronů v páté až šesté vrstvě mozkové kůry.

Je možné, že určitou regulační roli v diferenciaci kmenových buněk hrají krátké repetitivní sekvence, mikro- nebo minisatelit. Takže O.V. Podgornaya objevil přítomnost proteinů, jejichž specifická vazba na tandemové repetice určuje rysy trojrozměrné organizace chromatinu. Jak je známo, specifičnost práce genů závisí na této organizaci. To znamená, že stav systému opakujících se sekvencí (jejich podreplikace, diminace nebo hyperreplikace) může hrát důležitou roli v diferenciaci kmenových buněk.

Dnes je zřejmé, že individuální vývoj je řízen hierarchicky organizovaným systémem genových souborů (sítí). Kmenové buňky pomáhají porozumět rysům takové regulace. V tomto ohledu je velmi zajímavá rekonstrukce orgánových struktur in vitro na základě kmenových buněk. M. Tomooka a spol., tak získali struktury podobné neurální trubici z kmenových nervových buněk; Podobné experimenty s disociovanými hipokampálními buňkami prováděl v Ústavu mozku Ruské akademie lékařských věd I.V. Viktorov. Probíhají také pokusy pěstovat buňky ve speciálních kolonách za účelem získání struktur podobných orgánům a jejich použití na klinice. Takové studie jsou velmi slibné jak pro řešení zásadních problémů, tak pro praktické využití v genové a buněčné terapii.

7. Kambiální buňky

Již dávno je známo, že téměř každá tkáň v těle má zásobu tzv. kambiálních buněk, které doplňují její buněčnou skladbu, neustále tající z funkčního přetížení nebo nemoci. Při tak velké pozornosti kmenovým buňkám není divu, že se na kambiální buňky zapomíná. Mezitím jsou kambiální buňky přímým účastníkem procesů obnovy v tkáních. Jasným příkladem toho jsou buňky růstové vrstvy pokožky, doplňující neustále spotřebovávanou zásobu zralých, již se nedělících buněk pokožky. Navíc před objevem kmenových buněk se diskutovalo pouze o takovém způsobu reparace. V nervové tkáni nejsou kambiální buňky schopné reprodukce. Existuje ale rezerva mladých buněk - neuroblastů, které svou diferenciací kompenzují různé defekty, a tím zachovávají funkční kapacitu odpovídající části mozku nebo periferního nervového systému.

Řešení otázek vztahu kmenových a kambiálních buněk má nejen zásadní, ale i praktický význam. Studium kmenových buněk za různých experimentálních podmínek bezpochyby pomůže najít odpovědi a umožní nám představit v novém světle jemné mechanismy regeneračních procesů probíhajících v těle. Taková práce již začala, zejména na kmenových buňkách epiteliálního krytu kůže. Výsledky jsou rozporuplné a vyvolávají diskuse.

V tomto případě je třeba vzít v úvahu, že již v počáteční fázi diferenciace je zařazeno několik programů s různou mírou účinnosti a o osudu buněk není dosud jednoznačně rozhodnuto. Například ve vyvíjejícím se neuroblastu, který se diferencuje v katecholaminergním směru, se syntetizuje nejen mRNA pro složky katecholaminergního systému, ale také mRNA pro složky cholinergního systému. Pokud se v určité fázi vývoje katecholaminergní cíl inervovaný danou buňkou změní na cholinergní, pak se dříve intenzivnější syntéza „katecholaminergních“ RNA začne zpomalovat a převládne syntéza „cholinergních“ RNA. . V důsledku toho dojde k jakémusi přeprogramování buňky na novou cestu vývoje.

Kmenové buňky nacházející se v ostnaté vrstvě epidermis pokožky, jejíž buňky se již nedělí a aktivně se specializují, mohou být jen „migranti“ z ohniska kmenových buněk. S takovými buňkami se lze setkat v diferencujícím autonomním nervovém systému lidských embryí. Jinými slovy, situace s „přeměnami“ kmenových buněk a jejich vztahem ke kambiálním buňkám není zdaleka tak jednoduchá, jak by se na první pohled mohlo zdát.

Představy o buněčné diferenciaci s objevem kmenových buněk se nezměnily. Za prvé, diferenciace jakýchkoli kmenových buněk probíhá podle zákonů formulovaných pro diferenciaci buněk obecně. To je hodnota kmenových buněk jako modelového systému. Za druhé, buňky, včetně kmenových, po zahájení diferenciace ztrácejí schopnost se dělit, alespoň v konečných fázích. A konečně, studium chování kmenových buněk neotřáslo myšlenkou stability a nevratnosti buněčné diferenciace: neuron nebude nikdy získán z fibrocytu, plazmatické buňky nebo parietální buňky žaludku, a kožní buňka nikdy nevznikne z neuronu. Teze, že kmenová buňka je schopna různých druhů transformací, toto pravidlo nijak neporušuje, pouze dokládá multipotenci, která je vlastní raným embryonálním buňkám. Ve fázi terminální diferenciace buňka získává stabilní stav a ztrácí schopnost dělit se a podstupovat různé přeměny.

8. Metody získávání kmenových buněk

Hlavní metody získávání kmenových buněk v buněčné medicíně jsou:

Izolace a reprodukce lidských vlastních kmenových buněk (autologní kmenové buňky);

Kmenové buňky z pupečníkové krve (placentární krev);

Použití abortivních materiálů (fetálních kmenových buněk).

Za slibné se považuje i využití kmenových buněk z tukové tkáně.

Izolaci a uchování kmenových buněk z pupečníkové krve novorozence lze považovat za formu zdravotního pojištění nebo ochrany. Jakmile jsou kmenové buňky získány, mohou být skladovány po celá desetiletí. Mohou být zapotřebí v případě vážného onemocnění.

Kmenové buňky (až na vzácné výjimky) nemoc „neléčí“. Jejich úlohou je obnovit kostní dřeň, krev a imunitní systém pacienta po kombinované léčbě základního onemocnění. Největších úspěchů bylo dosaženo v léčbě zhoubných novotvarů, systémových poruch imunity a některých metabolických onemocnění pomocí kmenových buněk.

Regionální kmenové buňky lze získat jak z embryí a plodů, tak z tkání dospělého organismu (například kostní dřeň, periferní krev). V současné době se tedy podle způsobu získávání rozlišují 2 skupiny kmenových buněk:

1. alogenní kmenové buňky (získané z dárcovského materiálu),

2. autologní nebo vlastní kmenové buňky.

9. Alogenní kmenové buňky

Transplantace fetálních jaterních buněk byla poprvé provedena v roce 1961 a v současné době existuje dostatek světových zkušeností s jejich používáním.

Pluripotentní buňky tvoří dvě populace. První je shluk buněk umístěných uvnitř embrya a později tvořící různé orgány budoucího organismu; druhý - budoucí zárodečné buňky - se nejprve nachází uvnitř žloutkového váčku a později migruje do tvořících se genitálií.

Později pluripotentní buňky pokračují v diferenciaci a mění se ve specializované kmenové buňky – multipotentní. Některé z nich mohou tvořit různé krevní buňky, jiné - neurony a gliové buňky nervového systému a jiné - různé kožní buňky. Použití materiálu fetálních buněk však může být nebezpečné z hlediska kontaminace různými infekčními agens (virová a mikrobiální infekce). Je také známo, že kmenové buňky získané z embryí a plodů po přihojení v těle často začnou exprimovat své vlastní histokompatibilní antigeny třídy 2 a jsou následně zničeny imunitním systémem příjemce.

10. Autologní nebo vlastní kmenové buňky

Historie studia regionálních kmenových buněk začala před 40 lety. Ruští vědci A.Ya. Friedenstein a I.L. Chertkov popsal, že kostní dřeň se skládá ze dvou typů kmenových buněk. Jedna populace, nazývaná hematopoetické kmenové buňky, tvoří všechny typy krvinek. Mohou se také diferencovat na buňky mozku, jater a krevních cév. Druhá populace, nazývaná stromální (mezenchymální) kmenové buňky kostní dřeně, byla popsána o několik let později. Oproti krvetvorným je jich v kostní dřeni velmi málo a jde o složitější dlouhověké systémy, které se aktualizují jen zřídka. Jak ukázaly nedávné studie, stromální buňky, kromě toho, že jsou v malých množstvích v různých orgánech a tkáních, stejně jako prekurzory krevních buněk, neustále cirkulují v krevním řečišti.

Tyto buňky jsou schopny se diferencovat na buňky chrupavek, kostí, svalů, tukové tkáně, jaterní tkáně a kůže. Navíc si zachovávají schopnost takových transformací i při pěstování kolonie z jediné stromální buňky.

V případě vážného poškození tělo postrádá vlastní stromální buňky. Lze tomu pomoci zavedením stromálních buněk zvenčí. To znamená, že je možné pěstovat velké množství stromálních buněk a poté je pomocí speciálních signálních látek nasměrovat „po správné cestě“ - obnovit poškozené tkáně.

Stromální kmenové buňky jsou široce používány pro léčbu revmatologických onemocnění, v kardiochirurgii a ortopedii, v kosmetické chirurgii, neurologii, kardiologii, diabetologii, rekonstrukční chirurgii a regenerativní medicíně.

Na rozdíl od embryonálních stromálních kmenových buněk byla tělu vlastní regenerační rezerva prokázána přírodou. Nehrozí imunitní odmítnutí vlastních stromálních buněk. Použití stromálních buněk je také bezvadné z morálního a etického hlediska.

11. T p en C dete p minace atd. p en C diffe p enci p ovka

V souvislosti s neobvykle širokým potenciálem kmenových buněk vzniká zmatek s pojmy transdeterminace a diferenciace. V důsledku toho jsou terminologická pravidla akceptovaná v histologii a embryologii narušována a vzniká půda pro neplodné diskuse a spekulace.

Pokud je totiž transformace kmenových buněk v různých směrech označena jako transformace, představy o stabilitě a nevratnosti diferenciace budou bezdůvodně zničeny, což vede k nepředstavitelnému zmatku. Ve skutečnosti není důvod převracet stávající názory. Je zcela zřejmé, že buňka, která ztratila schopnost dělení a vstoupila na určitou cestu vývoje (například neuroblast), nemůže dát vzniknout dalším derivátům. Přeprogramování jádra není tak snadné. Ani jeho transplantace do jiné cytoplazmy (zejména při získávání heterokaryonů nebo při pokusech s jadernou transplantací) není vždy úspěšná.

Registrované případy transformace kmenových buněk se týkají jiné události, transformace. Tento proces je v experimentální embryologii již dlouho znám díky práci vynikajícího švýcarského embryologa a genetika Ernsta Hadorna. „Transformace“ gliové buňky na neuron popsaná v řadě prací je zjevně vysvětlována heterogenitou populace gliocytů, to znamená, že některé z nich si mohou zachovat vlastnosti kambiality a někdy dokonce „stemkovitosti“. V tomto případě není objevený jev překvapivý. Například bylo prokázáno, že buňky tzv. radiální glie, které v raných fázích ontogeneze slouží jako substrát pro migraci diferencujících nervových buněk, se stávají neurony. Později se však ukázalo, že ve skutečnosti je populace radiálních gliových buněk heterogenní: některé z buněk obsahují nervové markery (následně se stávají nervózními) a některé obsahují gliové markery (ty se stávají gliovými). Jinými slovy, navzdory skutečnosti, že všechny buňky radiální glie zpočátku vykonávají stejnou časovou funkci, jsou již rozhodnuty vyvíjet se různými směry. To znamená, že objevený fenomén jejich přeměny není přeměnou, ale přeměnou.

12. Genetické C podpůrný mechanismus tága p zhania dete p mini p ovannogo C o C stojící

Jedním z nejdůležitějších obecných biologických problémů, které mohou kmenové buňky pomoci vyřešit, je genetický mechanismus pro udržení determinovaného stavu při dělení buněk a jejich uvolnění do diferenciace. Vážně to řekl E. Hadorn v 50. letech minulého století, ale doposud to nebylo vyřešeno. Nedávno bylo možné osvětlit molekulárně genetické děje během přechodu buňky z determinovaného stavu do diferenciace. Naše krajanka Natalya Tulina, která působí v USA, si všimla, že pro takový přechod je velmi důležitý vztah kmenových buněk s buňkami – „niky“, ke kterým „přiléhají“. U varlat Drosophila tak somatické buňky „hubu“, které tvoří niku kmenových buněk, obsahují protein UPD, který naopak aktivuje takzvanou signální kaskádu Jak-STAT. Zesílená syntéza UPD v buňkách apikální oblasti varlete vede k růstu jak reprodukčních, tak kmenových buněk varlete. Udržování obou typů buněk vyžaduje zapojení složek Jak-STAT signalizační kaskády, HOP kinázy a transkripčního aktivátoru STAT92E. Aktivace celého proteinového komplexu je spouštěna UPD, která je předávána specializovanými buňkami kmenovým buňkám. Přerušení spojení mezi nimi způsobí začátek diferenciace kmenových buněk, jak je znázorněno na obrázku 7. Zbývá zjistit, jak univerzální tento mechanismus je.

13. P p otázky genové a buněčné p apias

Pluri- a multipotence kmenových buněk z nich dělá ideální materiál pro transplantační metody buněčné a genové terapie. Spolu s regionálními kmenovými buňkami, které při poškození tkání příslušného orgánu migrují do oblasti poškození, dělí se a diferencují a tvoří zde novou tkáň, existuje také „centrální sklad náhradních dílů“ – stromální buňky kostní dřeně. Tyto buňky jsou univerzální. Prokrvením se zřejmě dostanou do poškozeného orgánu nebo tkáně a tam pod vlivem různých signálních látek místo mrtvých produkují potřebné buňky.

Zejména bylo zjištěno, že injekce stromálních buněk kostní dřeně experimentálním zvířatům do oblasti poškození srdečního svalu eliminuje jevy postinfarktového srdečního selhání. A stromální buňky injikované prasatům s experimentálním infarktem se po osmi týdnech zcela znovu zrodily do buněk srdečního svalu a obnovily jeho funkci. Výsledky takové léčby infarktu jsou působivé. Podle American Heart Society bylo v roce 2000 u krys s uměle vyvolaným infarktem 90 % stromálních buněk kostní dřeně zavedených do oblasti srdce přeměněno na buňky srdečního svalu.

Japonští biologové získali buňky srdečního svalu ze stromálních buněk kostní dřeně myší v laboratorních podmínkách. 5-azacytidin byl přidán do kultury stromálních buněk a ty se začaly transformovat na buňky srdečního svalu. Taková buněčná terapie je velmi slibná pro zotavení srdečního svalu po infarktu, protože využívá vlastní stromální buňky. Nejsou odmítnuty a navíc se zavedením dospělých kmenových buněk je vyloučena pravděpodobnost jejich maligní transformace.

Stromální buněčná terapie je široce používána v ortopedii. Je to dáno existencí specifických proteinů, tzv. BMP (bone morphogenetic proteins), které indukují diferenciaci stromálních buněk na osteoblasty (buňky kostní tkáně). Klinické studie v tomto směru ukázaly slibné výsledky. Například ve Spojených státech byla 91letému pacientovi se zlomeninou, která se nehojila 13 let, implantována speciální kolagenová dlaha s aplikovanými BMP. Stromální buňky vstupující do zóny zlomeniny byly „přitaženy“ k lamině a vlivem HMP se změnily v osteoblasty. Osm měsíců po instalaci takové dlahy byla pacientovi obnovena zlomená kost. V současné době probíhají testy ve Spojených státech a brzy se na klinice začnou používat speciální porézní houby naplněné stromálními buňkami a nezbytnými induktory, které řídí vývoj buněk po požadované dráze.

Velký význam je kmenovým buňkám (zejména stromálním buňkám) přikládán při léčbě různých neurodegenerativních a neurologických onemocnění - parkinsonismus, Alzheimerova choroba, Huntingtonova chorea, cerebelární ataxie, roztroušená skleróza. Skupina neurologů z American National Institute of Neurological Diseases a Stanford University zjistila, že stromální kmenové buňky kostní dřeně se mohou diferencovat v nervovém směru. To znamená, že lidská kostní dřeň může být použita jako zdroj kmenových buněk k obnově poškozených tkání v mozku. V tomto případě je zjevně možná nejen náhrada, ale i trofický efekt štěpu (tento předpoklad je založen na skutečnosti, že pozitivní efekt štěpu se projeví po dvou týdnech a efekt náhrady je možný až po tři měsíce). Pacient se tedy může stát svým vlastním dárcem, což zabrání reakci imunologické tkáňové inkompatibility.

Skupina amerických vědců pod vedením E. Mizeyho prokázala, že kmenové buňky, ať jsou implantovány kdekoli, jsou schopny dosáhnout poškozené oblasti, zejména mozku, a zajistit tam regenerační procesy. Po intravenózním podání stromálních kmenových buněk dospělým myším byly tedy v mnoha oblastech mozku (včetně neokortexu, hippocampu, thalamu, mozkového kmene a mozečku) nalezeny různé nervové deriváty. Literární údaje o tomto problému jsou však velmi rozporuplné. Pokud se však do kultury stromálních kmenových buněk přidá kyselina retinová, najdou se v nich nervové markery. Chirurgové z Charkova úspěšně použili takové buněčné kultury k léčbě Parkinsonovy choroby jejich zavedením do striatální oblasti.

Takové buňky používali charkovští chirurgové k léčbě Parkinsonovy choroby.

Velmi nadějné jsou i pokusy o využití kmenových buněk pupečníku a placenty na klinice. Obecně platí, že pro úspěšnou transplantaci kmenových buněk, bez ohledu na oblast použití, je velmi důležité naučit se, jak zachovat jejich životaschopnost. Lze ji zvýšit, pokud se do genomu transplantovaných neuronů zavedou geny neuronových růstových faktorů, které slouží jako ochrana před apoptózou. Takové pokusy probíhají v různých laboratořích ve Spojených státech a v Evropě.

Velkých úspěchů dosáhli domácí vědci také ve studiu a praktickém využití kmenových buněk. Specialisté z Ústavu porodnictví, gynekologie a perinatologie Ruské akademie lékařských věd izolovali regionální neurální kmenové buňky a poprvé získali jejich podrobnou imunohistochemickou charakterizaci, a to i na průtokovém fluorometru. Experimenty s transplantací lidských nervových kmenových buněk do mozku krys prokázaly jejich přihojení, migraci na poměrně velké vzdálenosti (několik milimetrů) a schopnost diferenciace, která byla do značné míry určena mikroprostředím štěpu. Například, když jsou lidské nervové buňky transplantovány do oblasti krysího mozečku, kde se nacházejí Purkyňovy buňky, vyvíjejí se ve směru tohoto konkrétního buněčného typu. Dokazuje to v nich syntéza proteinu kalbindinu, specifického produktu Purkyňových buněk.

Zajímavou společnou práci odvedli pracovníci tří akademických vědeckých institucí – Ústavu genové biologie, Ústavu vývojové biologie a Ústavu molekulární biologie. Při transplantaci kousků embryonální nervové tkáně Drosophila do mozku krysy bylo zjištěno, že se kolem štěpu netvoří jizva. Zbývalo zjistit, kvůli čemu se to děje. Pomocí poměrně rafinovaných experimentů bylo možné zjistit, že tvorbě jizvy brání proteiny tepelného šoku, které jsou syntetizovány v buňkách Drosophila při tělesné teplotě savců. To znamená, že přidání xenograftu (tkáň Drosophila) do embryonální nervové tkáně krysy zachrání aloštěp před invazí zjizvené tkáně. Tak bylo možné použít proteiny tepelného šoku v buněčné a genové terapii pro různá onemocnění.

Takové studie umožní vytvářet geneticky upravené konstrukty pro transformaci kmenových buněk určených k transplantaci. Tyto struktury napomohou lepšímu přihojení štěpu, zvýší jeho životaschopnost a specializaci jeho základních buněk.

Je nutné porovnat a pečlivě analyzovat výsledky transplantace kmenových buněk ve formě celých nebo disociovaných neurosfér do buněk a vypracovat vhodný protokol pro klinické použití.

Nelze však neříci, že celkem renomované laboratoře na podobné práce reagují velmi skepticky a upozorňují na nutnost pečlivé interpretace získaných dat. Jsou prezentována fakta, která ukazují, že kmenové buňky se po transplantaci nediferencují, ale fúzují se specializovanými hostitelskými buňkami, což vytváří zdání jejich vlastní diferenciace. Někteří autoři se domnívají, že stromální buňky kostní dřeně jsou schopny přeměny pouze na buňky chrupavky a kosti, a když jsou injekčně podány příjemci, mohou se usadit tam, odkud „přišly“, tzn. v kostní dřeni, v souvislosti s čímž jsou zpochybňovány vyhlídky na jejich použití v buněčné terapii. Je zřejmé, že k zodpovězení položených otázek a vznesených námitek je zapotřebí další seriózní výzkum.

Závěr

Jeden z objevitelů struktury DNA, James Watson, komentující objev kmenových buněk, poznamenal, že zařízení kmenové buňky je jedinečné, protože pod vlivem vnějších pokynů se může změnit v embryo nebo v linii specializované somatické buňky.

Kmenové buňky jsou skutečně progenitory všech typů buněk v těle bez výjimky. Jsou schopné sebeobnovy a hlavně v procesu dělení tvoří specializované buňky různých tkání. Všechny buňky v našem těle tedy pocházejí z kmenových buněk.

Kmenové buňky obnovují a nahrazují buňky ztracené v důsledku jakéhokoli poškození ve všech orgánech a tkáních. Jsou určeny k obnově a regeneraci lidského těla od okamžiku jeho narození.

Potenciál kmenových buněk věda teprve začíná využívat. Vědci doufají, že v blízké budoucnosti z nich vytvoří tkáně a celé orgány, které pacienti potřebují k transplantaci jako náhradu dárcovských orgánů. Jejich výhodou je, že je lze vypěstovat z buněk samotného pacienta a nezpůsobí odmítnutí.

Potřeby medicíny v takovém materiálu jsou prakticky neomezené. Úspěšnou transplantací orgánů se vyléčí pouze 10–20 procent lidí. 70–80 procent pacientů umírá bez léčby na čekací listině na operaci.

Kmenové buňky se tak v jistém smyslu skutečně mohou stát „náhradními díly“ pro naše tělo. K tomu však není vůbec nutné pěstovat umělá embrya - kmenové buňky se nacházejí v těle každého dospělého.

Lze doufat, že nyní nebudou muset být lidská embrya využívána k získávání pluripotentních buněk, což odstraňuje mnohé etické problémy spojené s praktickým využitím embryonálních kmenových buněk.

Příštích 20 let bude biologie dešifrovat, jak je plán struktury těla zabalen do jedné buňky. Nyní podnikáme první kroky k přehodnocení našich biologických schopností a rezerv.

Již dnes se kmenové buňky úspěšně používají při léčbě těžkých dědičných a získaných onemocnění, onemocnění srdce, endokrinního systému, neurologických onemocnění, onemocnění jater, trávicího traktu a plic, onemocnění urogenitálního a pohybového aparátu, kožních onemocnění.

Seznam zdrojů

1. Korochkin L.I. Biologie individuálního rozvoje: Učebnice. Příspěvek - M., 2002. - 375 s.

2. Repin V.S. Embryonální kmenové buňky: základní biologie a medicína / V.S. Repin, A.A. Rzhaninova, D.A. Šamenkov. - M., 2002. - 247 s.

3. Repin V.S. Lékařská buněčná biologie / V.S. Repin, G.T. Sukhikh - M., 1998. - 280 s.

4. Glick B. Molecular biotechnology / B. Glick, J. Pasternak - M., 2001. - 255 s.

5. Belokoneva O.V. Matka všech buněk // Věda a život. - 2001. - č. 10. - s 6–7

6. Grinevič V.N. Nervové buňky jsou obnoveny // Věda a život. - 2004. - č. 4. - s 22–25

• 1908: Termín "kmenová buňka" (Stammzelle) byl široce používán ruským histologem Alexandrem Maksimovem (1874-1928). Popsal a metodami své doby dokázal hematopoetické kmenové buňky, právě pro ně byl tento termín zaveden.
• 60. léta: Joseph Altman a Gopal D. Das () poskytli vědecké důkazy pro neurogenezi dospělých, neustálou aktivitu mozkových kmenových buněk. Jejich závěry byly v rozporu s dogmatem Ramona y Cajala, že nervové buňky se nerodí v dospělém organismu a nebyly široce propagovány.
• 1963: Ernest McCulloch a James Till prokázali přítomnost samoobnovujících se buněk v kostní dřeni myší.
• 1968: byla prokázána možnost obnovení krvetvorby u příjemce po transplantaci kostní dřeně. Transplantace kostní dřeně u osmiletého chlapce vede k vyléčení těžké formy imunodeficience. Dárkyně byla sestra s kompatibilní sadou leukocytárních antigenů (HLA).
• 1970: Friedenstein Alexander Yakovlevich izolován z kostní dřeně morčat, úspěšně kultivován a popsán buňky podobné fibroblastům, později nazývané Multipotentní mezenchymální stromální buňky.
• 1978: V pupečníkové krvi byly nalezeny hematopoetické kmenové buňky.
• 1981: Myší embryonální buňky jsou odvozeny z embryoblastu (vnitřní buněčná hmota blastocysty) Martinem Evansem, Matthewem Kaufmanem a nezávisle Gail R. Martinovou. Zavedení termínu „embryonální kmenová buňka“ se připisuje Gail Martinové.
• 1988: Elian Gluckman provedl první úspěšnou transplantaci pupečníkové krve HSC u pacienta s Fanconiho anémií. E. Gluckman dokázal, že použití pupečníkové krve je účinné a bezpečné. Od té doby je pupečníková krev široce používána v transplantologii.
• 1992: Získány neurální kmenové buňky in vitro. Byly vyvinuty protokoly pro jejich kultivaci ve formě neurosfér.
• 1992: První sbírka podpisů kmenových buněk. Profesor David Harris zmrazil kmenové buňky z pupečníkové krve svého prvního dítěte. Dnes je David Harris ředitelem největší světové banky kmenových buněk z pupečníkové krve.
• 1987-1997: Za 10 let bylo ve 45 lékařských centrech po celém světě provedeno 143 transplantací pupečníkové krve.
• 1997: v Rusku byla provedena první operace u onkologického pacienta k transplantaci kmenových buněk z pupečníkové krve.
• 1998: James Thomson a jeho spolupracovníci na University of Wisconsin-Madison vyvinuli první řadu lidských ESC.
• 1998: První světová transplantace autologních kmenových buněk z pupečníkové krve dívce s neuroblastomem (nádor na mozku). Celkový počet transplantací pupečníkové krve letos přesáhl 600.
• 1999: časopis Věda uznal objev embryonálních kmenových buněk jako třetí nejdůležitější vývoj v biologii po rozluštění dvojité šroubovice DNA a projektu Human Genome Project.
• 2000: Byla publikována řada článků o plasticitě kmenových buněk ve zralém organismu, tedy jejich schopnosti diferencovat se na buněčné složky různých tkání a orgánů.
• 2003: Časopis Národní akademie věd USA (PNAS USA) zveřejnil zprávu, že po 15 letech skladování v kapalném dusíku si kmenové buňky z pupečníkové krve zachovávají své biologické vlastnosti. Od té doby je kryogenní skladování kmenových buněk vnímáno jako „biologická pojistka“. Celosvětová sbírka kmenových buněk uložených v bankách dosáhla 72 000 vzorků. K září 2003 bylo celosvětově provedeno již 2 592 transplantací kmenových buněk z pupečníkové krve, z toho 1 012 u dospělých pacientů.
• V letech 1996 až 2004 bylo provedeno 392 autologních (vlastních) transplantací kmenových buněk.
• 2005: Vědci z UC Irvine injikovali lidské nervové kmenové buňky krysám s poraněním míchy a byli schopni částečně obnovit schopnost krys chodit.
• 2005: Seznam nemocí, u kterých byla úspěšně aplikována transplantace kmenových buněk, dosahuje několika desítek. Zaměřuje se na léčbu zhoubných novotvarů, různých forem leukémie a dalších krevních chorob. Existují zprávy o úspěšné transplantaci kmenových buněk pro onemocnění kardiovaskulárního a nervového systému. Různá výzkumná centra provádějí výzkum využití kmenových buněk při léčbě infarktu myokardu a srdečního selhání. Byly vyvinuty mezinárodní protokoly pro léčbu roztroušené sklerózy. Hledají se přístupy k léčbě mrtvice, Parkinsonovy a Alzheimerovy choroby.
• Srpen 2006: Časopis Cell publikuje studii Kazutoshi Takahashi a Shinya Yamanaka o způsobu, jak vrátit diferencované buňky do pluripotentního stavu. Začíná éra indukovaných pluripotentních kmenových buněk.
• Leden 2007: Vědci z Wake Forest University (Severní Karolína, USA), vedení Dr. Anthony Atala z Harvardu, hlásí objev nového typu kmenových buněk nalezených v plodové vodě (plodová voda). Mohou se stát potenciální náhradou za ESC ve výzkumu a terapii.
• Červen 2007: Tři nezávislé výzkumné skupiny hlásí, že zralé kožní buňky myší lze přeprogramovat na ESC. Ve stejném měsíci vědec Shuchrat Mitalipov oznámil vytvoření řady kmenových buněk primátů prostřednictvím terapeutického klonování.
• Listopad 2007: v časopise buňka publikoval studii Katsutoshi Takagashi a Shinya Yamanaka „Indukce pluripotentních kmenových buněk ze zralých lidských fibroblastů za určitých faktorů“ a v časopise Věda publikoval článek „Induced pluripotent stem cells derived from human somatic cells“ od Jooninga Yu, jehož autorem jsou další vědci z výzkumné skupiny Jamese Thomsona. Bylo prokázáno, že je možné indukovat téměř jakoukoli zralou lidskou buňku a dát jí vlastnosti kmene, čímž se eliminuje potřeba laboratorní destrukce embryí, ačkoli rizika karcinogeneze spojená s genem Myc a přenosem retrovirového genu je třeba ještě určit.
• Leden 2008: Robert Lanza a kolegové z Pokročilá buněčná technologie a Kalifornská univerzita v San Franciscu vyrobila první lidské ESC bez zničení embrya.
• Leden 2008: Klonované lidské blastocysty jsou kultivovány terapeutickým klonováním.
• Únor 2008: Pluripotentní kmenové buňky odvozené z myších jater a žaludku, tyto indukované buňky jsou blíže embryonálním než dříve odvozené indukované kmenové buňky a nejsou karcinogenní. Navíc geny potřebné k indukci pluripotentních buněk nemusí být umístěny ve specifické oblasti, což přispívá k rozvoji technologií nevirového přeprogramování buněk.
• Březen 2008: První publikovaná studie lékařů z Regenerative Sciences Institute o úspěšné regeneraci chrupavky v lidském koleni pomocí autologních zralých MSC.
• Říjen 2008: Zabine Konrad a její kolegové z Tübingenu (Německo) získali pluripotentní kmenové buňky ze spermatogoniálních buněk zralých lidských varlat kultivací in vitro s přídavkem FIL (faktor inhibice (suprese) leukémie).
• 30. října 2008: Embryonální kmenové buňky získané z lidských vlasů.
• 1. března 2009: Andreas Nagy, Keisuke Kaji a kolegové objevili způsob, jak získat embryonální kmenové buňky z normálních zralých buněk pomocí inovativní technologie „balení“ k dodání specifických genů do buněk pro přeprogramování bez rizik spojených s viry. Umístění genů do buňky se provádí pomocí elektroporace.
• 28. května 2009: Kim Gwangsu a jeho kolegové z Harvardu oznámili, že vyvinuli způsob, jak manipulovat s kožními buňkami tak, aby produkovaly indukované pluripotentní kmenové buňky způsobem specifickým pro pacienta, přičemž tvrdili, že je to „konečné řešení problému s kmenovými buňkami. "
• 2011: Izraelský vědec Inbar Friedrich Ben-Nun vedl tým vědců, který vyvinul první kmenové buňky z ohrožených druhů zvířat. Jde o průlom a díky němu lze zachránit druhy, kterým hrozí vyhynutí.
• 2012: Podávání kmenových buněk pacientům odebraných z jejich vlastní kostní dřeně tři nebo sedm dní po infarktu myokardu je bezpečná, ale neúčinná léčba, podle klinické studie podporované americkým Národním institutem zdraví. Studie provedené německými specialisty na kardiologickém oddělení v Hamburku však prokázaly pozitivní výsledky v léčbě srdečního selhání, nikoli však infarktu myokardu.

Vlastnosti

Všechny kmenové buňky mají dvě základní vlastnosti:

• Sebeobnova, tedy schopnost zachovat nezměněný fenotyp po rozdělení (bez diferenciace).
• Potence (diferenciační potenciál), neboli schopnost produkovat potomstvo ve formě specializovaných buněčných typů.

sebeobnovy

Existují dva mechanismy, které udržují populaci kmenových buněk v těle:

1. Asymetrické dělení, při kterém vzniká stejný pár buněk (jedna kmenová buňka a jedna diferencovaná buňka).
2. Stochastické dělení: jedna kmenová buňka se dělí na dvě specializovanější.

Diferenciační potenciál

Diferenciační potenciál neboli potence kmenových buněk je schopnost produkovat určitý počet různých typů buněk. Podle potence se kmenové buňky dělí do následujících skupin:

• Totipotentní (omnipotentní) kmenové buňky se mohou diferencovat na buňky embryonálních a extraembryonálních tkání organizované jako trojrozměrné spojené struktury (tkáně, orgány, orgánové systémy, organismus). Takové buňky mohou dát vzniknout plnohodnotnému životaschopnému organismu. Patří mezi ně oplodněné vajíčko nebo zygota. Buňky vytvořené během prvních několika cyklů dělení zygoty jsou u většiny druhů také totipotentní. Nepatří mezi ně ale například škrkavky, jejichž zygota při prvním dělení ztrácí totipotenci. U některých organismů se mohou diferencované buňky také stát totipotentními. Odříznutou část rostliny lze tedy použít k vypěstování nového organismu právě pro tuto vlastnost.
• Pluripotentní kmenové buňky jsou potomky totipotentních kmenových buněk a mohou dát vzniknout téměř všem tkáním a orgánům, s výjimkou extraembryonálních tkání (například placenty). Z těchto kmenových buněk se vyvinou tři zárodečné vrstvy: ektoderm, mezoderm a endoderm.
• Multipotentní kmenové buňky dávají vzniknout buňkám různých tkání, ale rozmanitost jejich typů je omezena na hranice jedné zárodečné vrstvy.

• Oligopotentní buňky se mohou diferencovat pouze na určité typy buněk, které mají podobné vlastnosti. Patří mezi ně například buňky lymfoidní a myeloidní řady zapojené do procesu hematopoézy.
• Unipotentní buňky (buňky předchůdců, blastocyty) jsou nezralé buňky, které, přísně vzato, již nejsou kmenovými buňkami, protože mohou produkovat pouze jeden typ buněk. Jsou schopny mnohonásobné sebereplikace, což z nich dělá dlouhodobý zdroj buněk jednoho specifického typu a odlišuje je od nekmeňových buněk. Jejich schopnost reprodukce je však omezena na určitý počet dělení, což je také odlišuje od pravých kmenových buněk. Progenitorové buňky zahrnují například některé z myosatelocytů, které se podílejí na tvorbě kosterních a svalových tkání.

Klasifikace

Kmenové buňky lze rozdělit do tří hlavních skupin podle zdroje jejich příjmu: embryonální, fetální a postnatální (dospělé kmenové buňky).

Embryonální kmenové buňky

Klinické studie využívající ESC podléhají speciálnímu etickému přezkumu. V mnoha zemích je výzkum ESC omezen zákonem.

Jednou z hlavních nevýhod ESC je nemožnost použití autologního, tedy vlastního materiálu při transplantaci, jelikož izolace ESC z embrya je neslučitelná s jeho dalším vývojem.

Fetální kmenové buňky

postnatální kmenové buňky

Navzdory skutečnosti, že kmenové buňky zralého organismu mají nižší potenci ve srovnání s embryonálními a fetálními kmenovými buňkami, to znamená, že mohou generovat menší počet různých typů buněk, etický aspekt jejich výzkumu a použití nevyvolává vážné kontroverze. . Možnost použití autogenního materiálu navíc zajišťuje účinnost a bezpečnost léčby. Dospělé kmenové buňky lze rozdělit do tří hlavních skupin: hematopoetické (hematopoetické), multipotentní mezenchymální (stromální) a tkáňově specifické progenitorové buňky. Někdy jsou buňky z pupečníkové krve izolovány do samostatné skupiny, protože jsou ze všech buněk zralého organismu nejméně diferencované, to znamená, že mají největší sílu. Pupečníková krev obsahuje především hematopoetické kmenové buňky a také multipotentní mezenchymální kmenové buňky, ale obsahuje i další unikátní odrůdy kmenových buněk, které jsou za určitých podmínek schopny diferenciace na buňky různých orgánů a tkání.

hematopoetické kmenové buňky

Před použitím pupečníkové krve byla kostní dřeň považována za hlavní zdroj HSC. Tento zdroj je dodnes hojně využíván při transplantacích. HSC se u dospělých nacházejí v kostní dřeni, včetně femuru, žeber, mobilizace hrudní kosti a dalších kostí. Buňky lze získat přímo ze stehna pomocí jehly a injekční stříkačky nebo z krve po předběžném ošetření cytokiny, včetně G-CSF (faktor stimulující kolonie granulocytů), který podporuje uvolňování buněk z kostní dřeně.

Druhým nejvýznamnějším a perspektivním zdrojem HSC je pupečníková krev. Koncentrace HSC v pupečníkové krvi je desetkrát vyšší než v kostní dřeni. Kromě toho má tento zdroj řadu výhod. Nejdůležitější z nich:

• Stáří. Pupečníková krev se odebírá ve velmi rané fázi života organismu. HSC z pupečníkové krve jsou maximálně aktivní, protože nebyly vystaveny negativním vlivům vnějšího prostředí (infekční onemocnění, nezdravá strava atd.). HSC z pupečníkové krve jsou schopny vytvořit velkou buněčnou populaci v krátkém čase.
• Kompatibilita. Použití autologního materiálu, tedy vlastní pupečníkové krve, zaručuje 100% kompatibilitu. Kompatibilita s bratry a sestrami je do 25 %, zpravidla je možné pupečníkovou krví dítěte léčit i další blízké příbuzné. Pro srovnání, pravděpodobnost nalezení vhodného dárce kmenových buněk se pohybuje mezi 1:1 000 a 1:1 000 000.

Multipotentní mezenchymální stromální buňky

Multipotentní mezenchymální stromální buňky (MMSC) jsou multipotentní kmenové buňky schopné diferenciace na osteoblasty (buňky kostní tkáně), chondrocyty (buňky chrupavky) a adipocyty (tukové buňky).

Charakteristika embryonálních kmenových buněk

kmenových buněk a rakoviny

Použití v lékařství

V Rusku

Usnesením vlády Ruské federace č. 2063-r ze dne 23. prosince 2009 bylo Ministerstvu zdravotnictví Ruska, Ministerstvu průmyslu a obchodu Ruska a Ministerstvu školství a vědy Ruska uloženo vypracovat a předložit k projednání Státní dumě Ruské federace návrh zákona „O využití biomedicínských technologií v lékařské praxi“, který upravuje lékařské využití kmenových buněk jako jedné z biomedicínských technologií. Vzhledem k tomu, že návrh zákona vyvolal mezi veřejností a vědci pobouření, byl zaslán k revizi a dosud nebyl přijat.

Federální služba pro dohled nad zdravím a sociálním rozvojem vydala 1. července 2010 první povolení k použití nové zdravotnické techniky FS č. 2010/255 (léčba vlastními kmenovými buňkami).

Federální služba pro dohled nad zdravím a sociálním rozvojem vydala dne 3. února 2011 povolení k použití nové lékařské techniky FS č. 2011/002 (léčba dárcovskými kmenovými buňkami pro tyto patologie: změny na kůži související s věkem obličeje 2. nebo 3. stupně, přítomnost ranného defektu kůže, trofický vřed, léčba alopecie, atrofické kožní léze včetně atrofických pruhů (strií), popáleniny, diabetická noha

Na Ukrajině

Dnes jsou na Ukrajině povoleny klinické zkoušky (Nařízení Ministerstva zdravotnictví Ukrajiny č. 630 „O provádění klinických zkoušek kmenových buněk“, 2007.

Od onoho památného letního dne v roce 1909, kdy ruský histolog Alexander Maksimov vymyslel termín „kmenové buňky“, se o nich vedly mnohé spory. Vědci každý rok odhalují svá tajemství, což dává vzniknout novým záhadám.

Takže kmenové buňky. Co to je - všelék na všechny neduhy nebo největší klam nejlepších mozků lékařské vědy? Pokusy na zvířatech potvrzují, že tyto zázračné buňky lze použít k léčbě zhoubných nádorů, zánětů kloubů, onemocnění jater, srdce a žaludku. Seznam měst v Rusku, kde se taková progresivní metoda používá, rozšířil Orenburg. Kmenové buňky zde byly použity k léčbě kloubů. Jsou ale vědci, kteří se k využití kmenových buněk při současné úrovni znalostí o jejich vlivu na organismus staví velmi rezervovaně a nabízejí jejich léčbu jen těm, kteří nemají jinou šanci zachránit si život.

Kmenové buňky: co to je

I děti už vědí, že živý organismus, ať už je to člověk, zvíře nebo rostlina, vzniká po splynutí mužských a ženských zárodečných buněk. V důsledku toho vzniká zygota. Jedná se o diploidní strukturu, která má kompletní sadu chromozomů a dává vzniknout absolutně libovolným buňkám. Jednodušším jazykem je zygota unikátní přírodní výtvor, z něhož pro vědu dosud nepochopitelným způsobem vznikají všechny části živých těl.

Je jasné, že k tomu musí zygota tvořit mnoho buněčných struktur, aby měla dostatek pro všechny orgány. U savců se začíná dělit do jednoho dne po svém vzniku. Výsledkem jsou 2 malé "zygotní dcery", 100% identické s jejich "matkou zygotou". Po dalším dni a půl se "dcery" opět rozdělí na dvě a tvoří již 4 dvojčata - "vnučky". Na konci 5. dne je v embryu asi 30 buněk, přesných kopií původní zygoty, jen několikanásobně menších. Říká se jim blastomery. V této fázi se v nich aktivně syntetizuje DNA a proteiny, ale genom ještě není zapojen a v jádrech se neprovádí transkripce, to znamená, že jsou ještě nezralé. Doufáme, že jsme velmi jasně vysvětlili, co jsou kmenové buňky. V nadsázce je můžete nazvat jen testem a nikdo neví, co z toho příroda udělá, ruce, nohy nebo srdce a játra. Kmenové buňky jsou v organismech přítomny nejen v počáteční fázi jejich vývoje, ale také tehdy, když jsou všechny orgány již plně vytvořeny, tedy až do konce života. Jsou potřeba k obnově tkání po poškození, jen u starších lidí je kmenových buněk asi 50x méně než u mladých lidí. Všechny mají dvě vlastnosti – schopnost sebeobnovy bez diferenciace a schopnost produkovat vysoce specializované buňky.

Embryonální kmenové buňky, co to je?

Jsou zkráceny jako ESC. Jak již bylo zmíněno výše, jsou tvořeny ze zygoty a tvoří buněčnou hmotu embrya v úplně první fázi jeho života. Všechny jsou pluripotentní, to znamená, že se mohou proměnit v buňku jakéhokoli orgánu. Důležitým rozlišovacím znakem ESC je, že ještě nejsou schopny produkovat antigeny odpovědné za tkáňovou kompatibilitu. Každý z nás má individuální sadu takových antigenů, což vede k nerozpoznání dárcovských kmenových buněk imunitním systémem osoby, které jsou injekčně aplikovány. U ESC je tento problém minimální, proto jsou navrženy pro použití v terapeutických postupech, například při léčbě kloubů kmenovými buňkami. Avšak u imunokompromitovaných myší s transplantovanými ESC byl pozorován výskyt maligních nádorů. Neexistuje tedy přesná odpověď na to, co se stane se systémy lidského těla po zavedení ESC do jeho orgánů. Druhou nevýhodou je, že embryo po jejich odebrání odumře, nelze tedy získat autogenní materiál, pouze materiál dárce.

Fetální kmenové buňky nebo FSC

Tento materiál se získává z částí plodu po potratu, pokud plod není starší 12 týdnů. V této době již původní kmenové buňky neboli blastomery rozhodly o svém dalším osudu a začaly se diferencovat. To znamená, že již prošli určitým počtem divizí. Jejich druhým rysem je, že z FSC nelze vyrobit žádné buňky, které potřebujeme, ale pouze jednu věc, například tkáně orgánů nervového systému nebo kardiovaskulární, nebo kosti a chrupavky. To je jejich velká výhoda, protože lékaři je již dokážou využít účelněji a snížit riziko komplikací. Právě na těchto principech je založena například léčba artrózy kmenovými buňkami. V Rusku se tato metoda stále testuje, protože FGC má některé nevýhody. Spočívají v tom, že hepatitida, AIDS, mykoplazma a některé další viry se již mohou vyskytovat v buňkách plodu. Proto musí být takový materiál nutně podroben nákladnému dodatečnému zkoumání a přípravě na speciálním zařízení. Druhým problémem při jejich použití je právní otázka, na které je třeba se dohodnout.

Kmenové buňky postnatální nebo PSC

Pojem „postnatální“ znamená „po narození“, tedy po celý život jedince. Předpokládá se, že v této fázi neexistují kvalitní kmenové buňky, ale přesto jsou a dokonce i u starších lidí mají pouze nízkou potenci (potenciál). Ale mohou být použity s velkou účinností a bezpečností, protože PSC jsou autogenní, nikoli dárci. Vzali jsme to jako základ a začali jsme v Orenburgu a dalších klinikách praktikujících podobnou terapii. Spočívá v tom, že se pacientovi punkcí odeberou vlastní kmenové buňky, v laboratoři se aktivují ve speciálních přístrojích, narostou do potřebného množství a znovu se zavedou majiteli. V jeho těle jsou kmenové buňky odeslány do poškozeného orgánu, kde začnou proces obnovy.

Metoda má dva problémy:

1. Nikdy není jisté, zda imunitní systém odmítne nebo přijme své nativní kmenové buňky.

2. Nikdo přesně neví, co se přesně děje s kmenovými buňkami odebranými z jejich přirozeného prostředí (kostní dřeně) a jak se mění během kultivace v laboratoři.

Z těchto důvodů vědci, kteří prováděli experimenty s transplantací PSC u pacientů s artrózou ve městě, jako je Orenburg, zatím neposkytli 100% záruku. Kmenové buňky jsou podle jejich názoru fantastickým průlomem v medicíně, ale ještě nejsou plně pochopeny.

Typy postnatálních buněk

Zjistili jsme, že všechny ESC jsou univerzální, to znamená, že se mohou stát čímkoli. FSC jsou specifičtější, ale lze je použít k vytvoření různých orgánů v celých systémech, jako je nervový systém. A PSK mají nejmenší patentovatelnost, to znamená, že jsou maximálně diferencované. Mezi nimi jsou následující:

Hematopoetický nebo HSC;

multipotentní mezenchymální stromální nebo MMSC;

tkáňově specifické;

Všechny lymfocyty, erytrocyty, krevní destičky a další krevní buňky se získávají z HSC.

Úloha tkáňově specifických progenitorových (předchozích) kmenových buněk při náhradě běžných buněk v orgánových tkáních, které odumřely z různých důvodů. Jejich charakteristickým znakem je přísně pevný počet dělení, kvůli kterému se ne vždy označují jako pravé kmenové buňky.

Možnosti nechirurgické léčby kloubů

Bylo zjištěno, že MMSC se v důsledku dalšího dělení stávají osteoblasty, chondrocyty a adipocyty. Ortopedičtí traumatologové proslavili výzkumem v tomto směru ruské město Orenburg. Léčili artrózu kmenovými buňkami MMSC pacientům, kteří již nemohli chodit, docházelo k tak vážným destrukcím v jejich kloubech. Těmto pacientům byly odebrány kmenové buňky z tukové tkáně, poté byl materiál umístěn za sterilních podmínek do speciálního média, kde byl po dobu dvou týdnů pěstován požadovaný typ buněk. Před zavedením výsledného léku pacientům byl pečlivě testován na přítomnost různých patogenů. V současné době se všichni, kteří takovou léčbu podstoupili, cítí uspokojivě a projevy artrózy výrazně ubyly. Ale jak říkají lékaři, konečné závěry jsou ještě daleko, protože je třeba provést další testy a uvidíme, jak to bude s testovanými pacienty za dva roky. Dosud lze práci, kterou provedl Orenburg, považovat pouze za první úspěšný ruský experiment. Artrózu kmenových buněk, artritidu, hemartrózu a další onemocnění (pokud se potvrdí pozitivní výsledky) budou moci „léčit“ bez instalace drahých a špatně aklimatizačních endoprotéz pro lidi, což ušetří pacienty od složitých a náročných operací. Dalším směrem použití MMSC je jejich diferenciace na myocyty pro obnovu svalových tkání.

pupečníkové krve

Podle statistik více než polovinu světové populace v té či oné míře postihlo onemocnění kloubů artróza. Kmenové buňky MMSC možná poskytnou tisícům lidí radost z bezbolestného snadného pohybu, mnoho z nich se vrátí do pracovní kapacity. Tyto MMSC se získávají nejen z kostí a tukové tkáně, ale také z pupečníkové krve. Její plot se vyrábí po narození miminka a podvázání pupeční šňůry. Výsledkem je asi 80 ml materiálu. Zvláště vysoký léčebný efekt má transplantace, která zahrnuje jak pupečníkovou krev, tak kostní dřeň. Kromě artrózy lze tuto krev podle lékařů použít na více než 70 neduhů včetně rakoviny. Vědci vkládají velké naděje do možnosti využití pupečníkové krve pro účinnou pomoc u dětí s onemocněními, které jsou neléčitelné jinými metodami, jako je leukémie, sarkom a rakovina mozku. Nyní se provádějí studie o tom, jak se kmenové buňky z pupečníkové krve chovají, když jsou injikovány pacientům se schizofrenií, dětskou mozkovou obrnou, Parkinsonovou a Alzheimerovou chorobou. Tento materiál se shromažďuje a uchovává v krevních bankách. Jsou veřejné a soukromé.

rostlinné kmenové buňky

Všechny rostliny, jelikož se jedná o mnohobuněčné systémy, mají také kmenové buňky, které jsou soustředěny v kalusu, v semenáčcích, v pupenech, v mladých výhoncích. Výzkum byl prováděn s ženšenem, protěžem, růží, gardénií a dalšími rostlinami. Nejpozitivnější výsledky ale vykazovaly kmenové buňky červených nebo amurských hroznů. V pobočce Dálného východu Ruské akademie věd zjistili, že pomáhají léčit hepatitidu a vědci z Krymu zjistili, že rostlinné, zejména hroznové, kmenové buňky lze použít při léčbě rakoviny. Velkou zajímavostí je látka resveratrol, původně obsažená ve francouzském červeném víně, později nalezená v kmenových buňkách hroznů. Je prioritním pomocníkem v boji za mladistvost pleti a těla. Tento objev využili tvůrci krému proti stárnutí Libriderm. Kmenové buňky získané z hroznů nejen pomáhají vyhlazovat vrásky a odstraňovat ochablou pokožku, ale také ji dokonale hydratují, činí ji jemnou, hebkou a chráněnou. Ženy, které vyzkoušely "Libriderm", zdůrazňují od něj následující výhody:

Jemná textura;

Snadná aplikace na tělo;

Nezpůsobuje alergické reakce;

Hydratuje pokožku téměř celý den;

Odstraňuje podráždění.

Nelíbila se jim vysoká cena v krému a absence znatelného omlazení za měsíc.

Medicína kmenových buněk udělej si sám

Předpokládá se, že kmenové buňky odebrané z rostlin jsou mnohem méně nebezpečné než ty, které byly odebrány lidem nebo zvířatům, protože nesou méně genetické informace a nemají tak silný, a co je nejdůležitější, nepředvídatelný účinek. Nicméně, zvláště při injekčním podání, mohou způsobit nežádoucí následky. Ale vnější použití, podle zaměstnance Moskevské státní univerzity. Lomonosov E. Rodimina, je jen pro dobro. Nabízí dokonce recept, jak si doma vyrobit krém, ve kterém se kmenové buňky postarají o zlepšení stavu pokožky obličeje.

Jako surovina mohou posloužit pupeny a mladé výhonky vinné révy, ale nejlepší je řezat řízky z keřů vinné révy a budovat jejich mozol. Za tímto účelem se větve umístí na jeden nebo dva dny do vody, poté se odstraní, zabalí se do hadrů navlhčených vodou (můžete použít mokré noviny), poté do plastového sáčku a umístí se na teplé místo. Objevený kalus musí být oddělen, vysušen a rozemlet. Dále nalijte stoh (100 g) vodky do lžíce bez skluzavky (jídelna) a nechte 7 dní. Pupeny a klíčky hroznů je třeba dát do nádoby a také nalít vodku. Výsledný nálev přidejte do hotového nemastného krému, například aloe vera a důkladně promíchejte. Nápravu můžete vzít dovnitř přidáním několika kapek do čajů, šťáv.

Jsou to nezralé (nediferencované) struktury. Z kmenových buněk v procesu zrání mohou vzniknout zralejší buňky různých tkání. Záleží na tom, jaké biologicky aktivní sloučeniny (růstové faktory) na ně působí, a také na přítomnosti řady dalších orgánů a tkání.

Tyto vlastnosti kmenových buněk umožnily jejich využití v medicíně. Nejvíce se používají v transplantologii.

vlastnosti kmenových buněk

Vzhledem k tomu, že kmenové buňky jsou nediferencované struktury, mají řadu specifických vlastností, mezi které patří:

• Polypotence je hlavní vlastností těchto buněk, díky které jsou široce používány v praktické medicíně. Tato vlastnost umožňuje kmenovým buňkám diferencovat se do téměř jakékoli tkáně v závislosti na jejich prostředí.
• Neomezené množení – kmenové buňky mají schopnost dělit se na umělých živných půdách bez dozrávání. To umožňuje uměle zvýšit jejich počet v laboratoři.
• Dlouhá doba života – buňky si dokážou udržet svou životaschopnost po dlouhou dobu.

Všechny tyto vlastnosti kmenových buněk umožňují jejich aktivní využití při transplantaci k získání tkání k transplantaci.

Typy kmenových buněk

V závislosti na tom, kde byly kmenové buňky odebrány, a také na stupni jejich zralosti, existuje několik typů:

• Embryonální buňky- jsou odebírány z embryoblastu embrya ještě před implantací embrya do děložní sliznice. Mají nejmenší zralost, takže mohou dát vzniknout jakékoli tkáni lidského těla.
• Fetální buňky- jsou v těle plodu, získávají se po potratu provedeném ze zdravotních důvodů nebo z pupečníkové krve. Mají nižší účinnost, takže se nemusí diferencovat do všech tkání.
• postnatální buňky- tyto struktury jsou v lidském těle po narození. Podle lokalizace se rozlišují buňky hematopoetické (vznikají krvinky), stromální (prekurzory pojivové tkáně) a tkáňově specifické (mají nejmenší účinnost, nacházejí se téměř ve všech tkáních lidského těla).

Při transplantaci lze použít různé typy kmenových buněk v závislosti na tkáni nebo orgánu, který je třeba transplantovat.

Hlavní oblasti použití kmenových buněk

Hlavním účelem použití kmenových buněk v různých oblastech medicíny je náhrada poškozených tkání (transplantace), což zahrnuje několik oblastí:

• Matrixem indukovaná chondrogeneze pro obnovu chrupavky kloubního povrchu
• Získání („vypěstování“) sítnice pro implantaci v oftalmologii
• Obnova nervů
• Cévní transplantace
• Získání struktur bronchopulmonálního systému na speciální matrici s následnou implantací

Slibné jsou směry transplantací „vyrostlých“ částí ledvin a dalších orgánů močového systému a také žláz s vnitřní sekrecí.

Knihy všech typů lékařských programů

Booking Health je mezinárodní internetový portál, kde můžete prozkoumat informace o předních světových klinikách a rezervovat si lékařský program online. Díky promyšlené struktuře a dostupné prezentaci informací mohou stránky snadno používat tisíce lidí bez lékařského vzdělání. Portál představuje programy ze všech hlavních oblastí medicíny. V první řadě jsou to diagnostické programy, neboli kontrolní. Jde také o celou řadu léčebných programů, od konzervativní terapie až po speciální chirurgické zákroky. Rehabilitační programy konsolidují výsledky léčby nebo se používají samostatně. Internetový portál Booking Health umožňuje porovnat kvalifikaci specialistů, léčebné metody a náklady na lékařskou péči na různých klinikách. Pacient si sám nebo po bezplatné konzultaci s lékařem Booking Health vybere pro něj nejvhodnější variantu.

Kmenové buňky jsou nediferencované buňky, které jsou přítomny v lidském těle jako „strategická rezerva“ v jakékoli fázi jeho života. Charakteristickým rysem je jejich neomezená schopnost dělit se a schopnost dát vzniknout jakémukoli druhu specializovaných lidských buněk.

Jejich přítomností dochází k postupné buněčné obnově všech orgánů a tkání těla a obnově orgánů a tkání po poškození.

Historie objevů a výzkumu

Ruský vědec Alexander Anisimov jako první dokázal existenci kmenových buněk. Stalo se to již v roce 1909. Jejich praktická aplikace zajímala vědce mnohem později, kolem roku 1950. Teprve v roce 1970 byly poprvé transplantovány kmenové buňky pacientům s leukémií a tento způsob léčby se začal používat po celém světě.

Zhruba od té doby se studium kmenových buněk vyčlenilo jako samostatný směr, začaly vznikat samostatné laboratoře a dokonce celé výzkumné ústavy, vyvíjející metody léčby pomocí progenitorových buněk. V roce 2003 se objevila první ruská biotechnologická společnost s názvem Human Stem Cell Institute, která je dnes největším úložištěm vzorků kmenových buněk a také propaguje na trhu vlastní inovativní léky a high-tech služby.

V této fázi vývoje medicíny se vědcům podařilo získat vajíčko z kmenové buňky, což v budoucnu umožní neplodným párům mít vlastní děti.

Video: Úspěšná biotechnologie

Kde se nacházejí progenitorové buňky?

Kmenové buňky lze nalézt téměř v každé části lidského těla. Jsou nutně přítomny v kterékoli z tkání těla. Jejich maximální množství je u dospělého člověka obsaženo v červené kostní dřeni, o něco méně v periferní krvi, tukové tkáni a kůži.

Čím je organismus mladší, tím více ho obsahuje, tím aktivnější jsou tyto buňky z hlediska rychlosti dělení a tím širší je rozsah specializovaných buněk, které každá progenitorová buňka může zrodit.

Kde berou materiál

• Embryonální.

Nejchutnější jsou pro výzkumníky embryonální kmenové buňky, protože čím méně organismus žil, tím plastičtější a biologicky aktivní prekurzorové buňky jsou.

Pokud ale pro výzkumníky není problém získat zvířecí buňky, pak jsou jakékoli experimenty s použitím lidských embryí uznány za neetické.

A to i přesto, že podle statistik končí v moderním světě přibližně každé druhé těhotenství potratem.

• Z pupečníkové krve.

Z hlediska morálky a legislativních rozhodnutí jsou v řadě zemí k dispozici kmenové buňky z pupečníkové krve, samotná pupeční šňůra a placenta.

V současnosti vznikají celé banky kmenových buněk izolovaných z pupečníkové krve, které lze následně využít k léčbě řady onemocnění a následků tělesných úrazů. Na komerčním základě nabízí řada soukromých bank rodičům nominální „vklad“ pro jejich dítě. Jedním z argumentů proti odběru a zmrazení pupečníkové krve je omezené množství, které lze tímto způsobem získat.

Má se za to, že k obnovení krvetvorby po chemoterapii nebo radioterapii vlastních rozmražených kmenových buněk bude stačit pouze dítě do určitého věku a tělesné hmotnosti (do 50 kg).

Ne vždy je ale nutné obnovovat tak velké množství tkáně. K obnově například stejné chrupavky kolenního kloubu bude stačit jen malá část ušetřených buněk.

Totéž platí pro obnovu buněk poškozené slinivky nebo jater. A jelikož se kmenové buňky z jedné porce pupečníkové krve před zmrazením rozdělí do více kryozkumavek, bude možné vždy použít malou část materiálu.

• Získávání kmenových buněk od dospělého.

Ne každý měl to štěstí, že svou „nouzovou zásobu“ kmenových buněk z pupečníkové krve dostal od rodičů. Proto se v této fázi vyvíjejí metody, jak je získat od dospělých.

Hlavní tkáně, které mohou sloužit jako zdroje, jsou:

• tuková tkáň (přijatá například během liposukce);
• periferní krev, kterou lze odebrat ze žíly);
• červená kostní dřeň.

Dospělé kmenové buňky získané z různých zdrojů mohou mít určité rozdíly v důsledku ztráty všestrannosti buněk. Například z krve a buněk červené kostní dřeně mohou vzniknout převážně krvinky. Říká se jim hematopoetické.

A kmenové buňky z tukové tkáně se mnohem snadněji diferencují (regenerují) na specializované buňky orgánů a tkání těla (chrupavky, kosti, svaly atd.). Říká se jim mezenchymální.

V závislosti na rozsahu úkolu, kterému vědci čelí, mohou potřebovat různý počet takových buněk. Nyní se například vyvíjejí metody, jak z nich vyrůst zuby pocházející z moči. Není jich tam tolik.

Ale vzhledem k tomu, že zub je potřeba vypěstovat jen jednou a jeho životnost je značná, pak je pro něj potřeba málo kmenových buněk.

Video: Pokrovsky Stem Cell Bank

Banky pro skladování biologického materiálu

Pro ukládání vzorků jsou vytvořeny speciální banky. V závislosti na účelu skladování materiálu mohou být ve vlastnictví státu. Říká se jim také registrační banky. Registrátoři uchovávají kmenové buňky od nejmenovaných dárců a mohou materiál podle svého uvážení poskytnout jakékoli lékařské nebo výzkumné instituci.

Existují i ​​komerční banky, které vydělávají na skladování vzorků od konkrétních dárců. Pouze jejich majitelé je mohou použít k léčbě sebe nebo blízkých příbuzných.

Pokud mluvíme o poptávce po vzorcích, pak jsou statistiky následující:

• v registračních bankách je poptávka po každém tisícém vzorku;
• ještě méně často se používá materiál uložený v soukromých bankách.

Má však smysl ponechat si nominální vzorek v soukromé bance. Důvodů je několik:

• dárcovské vzorky stojí peníze, někdy hodně, a částka potřebná k nákupu vzorku a jeho doručení na správnou kliniku je často mnohonásobně vyšší než náklady na skladování vlastního vzorku po několik desetiletí;
• nominální vzorek lze použít k léčbě pokrevních příbuzných;
• lze předpokládat, že v budoucnu budou orgány a tkáně pomocí kmenových buněk obnovovány mnohem častěji, než se to děje v naší době, a proto poptávka po nich bude jen růst.

Aplikace v lékařství

Ve skutečnosti je jediným směrem jejich použití, který již byl prozkoumán, transplantace kostní dřeně jako fáze léčby leukémie a lymfomů. Některé studie o rekonstrukci orgánů a tkání pomocí kmenových buněk již dospěly do fáze lidských experimentů, o masovém zavedení do praxe lékařů se ale zatím nemluví.

K získání nových tkání z kmenových buněk je obvykle nutné provést následující manipulace:

• sběr materiálu;
• izolace kmenových buněk;
• pěstování kmenových buněk na živných substrátech;
• vytvoření podmínek pro transformaci kmenových buněk na specializované;
• snížení rizik spojených s možností maligní transformace buněk odvozených z kmenových buněk;
• transplantace.

Kmenové buňky se izolují z tkání odebraných pro experiment pomocí speciálních zařízení zvaných separátory. Existují i ​​různé techniky precipitace kmenových buněk, ale jejich účinnost je do značné míry dána kvalifikací a zkušenostmi personálu a také existuje riziko bakteriální nebo plísňové kontaminace vzorku.

Výsledné kmenové buňky se umístí do speciálně připraveného média, které obsahuje lymfu nebo krevní sérum novorozených telat. Na živném substrátu se mnohonásobně dělí, jejich počet se několikatisíckrát zvyšuje. Před zavedením do těla vědci směrují jejich diferenciaci určitým směrem, například přijímají nervové buňky, buňky jater nebo slinivky břišní, chrupavčitou ploténku atd.

Právě v této fázi hrozí jejich degenerace do nádoru. Aby se tomu zabránilo, jsou vyvíjeny speciální techniky, které snižují pravděpodobnost rakovinové degenerace buněk.

Způsoby zavedení buněk do těla:

• zavedení buněk do tkání přímo v místě poranění nebo poškození tkání v důsledku patologického procesu (onemocnění): zavedení kmenových buněk do oblasti krvácení v mozku nebo do místa poškození periferní nervy;
• zavedení buněk do krevního řečiště: takto se kmenové buňky vstřikují při léčbě leukémie.

Výhody a nevýhody použití kmenových buněk pro omlazení

Studium a využití v médiích je stále častěji uváděno jako způsob, jak dosáhnout nesmrtelnosti nebo alespoň dlouhověkosti. Již v 70. letech byly kmenové buňky podávány jako omlazující prostředek starším členům politbyra KSSS.

Nyní, když se objevila řada soukromých biotechnologických výzkumných center, začali někteří výzkumníci provádět injekce proti stárnutí kmenových buněk odebraných pacientovi samotnému.

Takový postup je poměrně drahý, ale jeho výsledek vám nikdo nezaručí. Při souhlasu si klient musí být vědom toho, že se účastní experimentu, protože mnoho aspektů jejich použití ještě nebylo prozkoumáno.

Video: Co dokážou kmenové buňky

Nejběžnější typy procedur jsou:

• zavedení kmenových buněk do dermis (postup poněkud připomíná biorevitalizaci);
• vyplňování kožních defektů, přidávání objemu tkáním (toto je spíše použití výplní).

Ve druhém případě se využívá vlastní tuková tkáň pacienta a jeho kmenové buňky smíchané se stabilizovanou kyselinou hyaluronovou. Pokusy na zvířatech ukázaly, že takový koktejl umožňuje zakořenění většího množství tukové tkáně a udržení objemu po dlouhou dobu.

První pokusy byly prováděny na lidech, kterým byly touto metodou odstraněny vrásky a měli zvětšené mléčné žlázy. Stále však není dostatek údajů, aby kterýkoli lékař tuto zkušenost zopakoval svému pacientovi a poskytl mu zaručený výsledek.