A jövő helyreállító terápiája. emberi őssejtek

"Őssejtek. Gyakorlati felhasználásuk kilátásai és lehetőségei”

Bevezetés

Az őssejtek az élő szervezetek speciális sejtjeinek hierarchiája, amelyek utólag képesek sajátos módon változni (differenciálódni) (vagyis specializálódni és normális sejthez hasonlóan továbbfejlődni). Az őssejtek aszimmetrikusan képesek osztódni, ennek köszönhetően osztódáskor az anyához hasonló sejt (önszaporodás) képződik, valamint egy új, differenciálódni képes sejt.

Az őssejt legfontosabb tulajdonsága, hogy a sejtmagjában található genetikai információ mintegy a referencia „nullapontján” van. Az a tény, hogy az élő szervezetek minden nem nemi sejtje (szomatikus sejtek) differenciálódik, azaz bizonyos speciális funkciókat lát el: a csontszövet sejtek vázat alkotnak, a vérsejtek felelősek az immunitásért és oxigént szállítanak, az idegsejtek elektromos áramot vezetnek. impulzus. Az őssejt pedig még nem „kapcsolta be” a specializációját meghatározó mechanizmusokat. A „nullaponton” a genomja még nem „indított el” semmilyen programot, és ami a legfontosabb, nem kezdte el a szaporodási programot.

1. És c akkor p és én c őssejtek

Az "őssejtek" fogalma először Oroszországban jelent meg a múlt század elején. Az őssejtek létezésére vonatkozó első feltételezést orosz tudósok fogalmazták meg. Aztán a nagy orosz hisztológus A.A. Maksimov a vérképzés folyamatát tanulmányozva arra a következtetésre jutott, hogy léteznek. Nagyrészt előre meghatározta a világtudomány fejlődési irányát a sejtbiológia területén. Művei tudományos világklasszikussá váltak, és a mai napig az egyik leggyakrabban hivatkozott hazai kutatómunka.

Az "őssejt" kifejezés A.A. Maksimov 1908-ban javasolta a vérsejtek gyors önmegújulási mechanizmusának magyarázatát. A hematopoiesis új elméletével beszélt Berlinben a hematológusok kongresszusán. Ez az év méltán tekinthető az őssejtkutatás fejlődéstörténetének kezdetének.

Naponta több milliárd sejt pusztul el a vérben, és ezeket új eritrociták, leukociták és limfociták populációi váltják fel. A.A. Maksimov volt az első, aki kitalálta, hogy a vérsejtek megújulása egy speciális technológia, amely különbözik az egyszerű sejtosztódástól. Ha a vérsejtek egyszerű sejtosztódással önmegújulnának, akkor ehhez óriási csontvelőre lenne szükség.

Az 1950-es évek elején kezdődtek az első kísérletek az őssejtek gyakorlati felhasználásával kapcsolatban. Ekkor bebizonyosodott, hogy a csontvelő-transzplantáció (az őssejtek fő forrása) segítségével meg lehet menteni azokat az állatokat, amelyek halálos dózisú radioaktív besugárzást kaptak.

Majdnem 20 évbe telt, mire a csontvelő-transzplantáció bekerült a gyakorlati orvoslás arzenáljába. Csak az 1960-as évek végén születtek meggyőző adatok a csontvelő-transzplantáció alkalmazásának lehetőségéről az akut leukémia kezelésében.

A század elején a tudósok már gyanították, hogy sok szövetben vannak olyan sejtek, amelyek hozzájárulnak e szövetek regenerálódásához (restaurációjához), és aktiválják a közönséges sejtek osztódását.

Alexander Friedenstein és Iosif Chertkov szovjet tudósok fektették le a csontvelői őssejtek tudományának alapjait, bebizonyítva, hogy elsősorban itt található a figyelemre méltó sejtek egyfajta raktárja. Ekkor vált ismertté, hogy az őssejtek egy része a vérben vándorol, különféle szövetekben is megtalálhatók, különösen a bőrben és a zsírban.

1970 – Az első autológ (saját) őssejtek átültetése. Bizonyítékok vannak arra, hogy az 1970-es években a volt Szovjetunióban "fiatalok védőoltásokat" kaptak az SZKP Politikai Hivatalának idős tagjai, évente 2-3 alkalommal injekciózva őket őssejt-készítményekkel.

1988 – Őssejteket először használtak átültetésre: a műtéten átesett fiú még él és jól van.

1992 – Az első névleges őssejtgyűjtemény. David Harris professzor „minden esetre” lefagyasztotta elsőszülötte köldökzsinórvér-őssejtjeit. Ma David Harries a világ legnagyobb köldökzsinórvér-őssejtbankjának igazgatója.

1996 – 1996 és 2004 között 392 autológ őssejt-transzplantációt hajtottak végre. Így 1996-ban túlnyomórészt csontvelő-transzplantációt hajtottak végre.

1996 – Bebizonyosodott, hogy a sugárzás elpusztítja a rákos sejteket, de elpusztítja azokat az őssejteket is, amelyeket nemrég ültettek át a donor csontvelőjéből.

1997 – Az elmúlt 10 évben 143 köldökzsinórvér-transzplantációt hajtottak végre a világ 45 egészségügyi központjában. Oroszországban egy onkológiai betegen végezték el az első műtétet csecsemők köldökzsinórvéréből származó őssejtek átültetésével.

1998 – A világ első „elnevezett” köldökzsinórvér-őssejtek transzplantációja egy neuroblasztómában (agydaganatban) szenvedő lánynak. A biológiai biztosítás működött – a gyerek megmenekült. Az elvégzett köldökzsinórvér-átültetések száma meghaladja a 600-at.

Ugyanebben az évben James Thomson és John Becker amerikai tudósoknak sikerült izolálniuk az emberi embrionális őssejteket és megszerezni az első sejtvonalakat.

1998-ban a tudósok megtalálták a módját az őssejtek tápközegben történő termesztésének.

1999 - A "Science" folyóirat a DNS kettős hélix dekódolása és az "Emberi genom" program után az embrionális őssejtek felfedezését a biológia harmadik legfontosabb eseményeként ismerte el.

1999-ben a Szentpétervári Állami Orvostudományi Egyetem között I.P. akadémikusról nevezték el. Pavlova és az Európai Transzplantológiai Támogatási és Fejlesztési Intézet megállapodást írt alá, melynek értelmében az egyetemen egy minden nemzetközi követelménynek megfelelő csontvelő-transzplantációs tanszéket hoznak létre. A fióktelep 2000 júniusában nyílt meg. A fő cél hematopoietikus őssejtek átültetése, beleértve a nem rokon donoroktól származókat is.

2000 - 1200 köldökzsinórvér-őssejt-transzplantációt végeztek a világon, ebből kétszáz rokon. Újszülött bátyjától köldökzsinórvér őssejtjei segítségével gyógyult meg egy hatéves, Fanconi-vérszegénységben szenvedő gyermek. Ebben a történetben érdekes, hogy a második gyermek mesterséges megtermékenyítés (IVF) után született. A kapott embriók közül olyant választottak ki, amely a leginkább kompatibilis a recipienssel, és nem tartalmazta a betegségre utaló jeleket.

Ugyanebben az évben kimutatták, hogy az emberi csontvelő felnőtt vérképző- és stromasejtek képesek kardiomiocitákká és simaizomsejtekké differenciálódni, ezt a képességet a regeneratív kardiológiában használják.

2003 – Az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájának folyóirata (PNAS USA) közzétett egy jelentést, amely szerint 15 évnyi tárolás után folyékony nitrogén a köldökzsinórvér őssejtek teljes mértékben megőrzik biológiai tulajdonságaikat. Ettől a pillanattól kezdve az őssejtek kriogén tárolását "biológiai biztosításnak" kezdték tekinteni. A tégelyekben tárolt őssejtek világméretű gyűjteménye elérte a 72 000 mintát. 2003 szeptemberéig a világon már 2592 köldökzsinórvér-őssejt-transzplantációt hajtottak végre, ebből 1012 felnőtt betegek számára.

A The Lancet 2003. január 4-i száma két jelentést tett közzé az autológ (saját) csontvelői őssejtek befecskendezésének eredményeiről súlyos angina pectorisban vagy szívizominfarktusban szenvedő betegeknél. A tenyésztett mononukleáris sejtek forrása a páciens csípőtaréjából vett csontvelő volt. Néhány hónappal később jelentős javulást észleltek a szívizom perfúziójában és a bal kamra funkciójában.

2004 – A köldökzsinórvér-őssejt-gyűjtemény a világon megközelíti a 400 000 mintát. A világon körülbelül 5000 köldökzsinórvér-transzplantációt hajtottak végre. Összehasonlításképpen, a csontvelő-átültetések száma ugyanebben az időszakban körülbelül 85 000 volt.

2005 - Több tízre rúg azoknak a betegségeknek a listája, amelyek kezelésében az őssejt-transzplantáció sikeresen alkalmazható. A fő figyelmet a rosszindulatú daganatok, a leukémia különböző formái és más vérbetegségek kezelésére fordítják. Sikeres őssejt-transzplantációról számoltak be a szív- és érrendszeri és idegrendszeri betegségekben. A sclerosis multiplex kezelésére nemzetközi protokollokat dolgoztak ki. A szívinfarktus és a szívelégtelenség kezelésében többközpontú vizsgálatokat végeznek. Megközelítéseket keresnek a stroke, a Parkinson-kór és az Alzheimer-kór kezelésében.

A 2007-es fiziológiai és orvosi Nobel-díjat három tudós kapta: az amerikaiak Mario Capecchi és Oliver Smithies, valamint a brit Martin Evans. A díjat az embrionális őssejteket használó egerek gén-irányított mutagenezisében elért eredményeikért kapták. A díjnyertes Karolinska Institute (Svédország) sajtóközleménye szerint Capecchi, Evans és Smithies olyan úttörő felfedezéseket tettek, amelyek szelektív, egygénes elnémítási technikák kifejlesztéséhez vezettek, amelyek alkalmasak a rák, a cukorbetegség kezelésére, szív- és érrendszeri betegségek és neurodegeneratív betegségek.

2. A fogalma c őssejtek

Az őssejtek bármely testsejtet - bőr-, ideg- és vérsejteket - létrehozhatnak. Kezdetben azt hitték, hogy a felnőtt szervezetben nincsenek ilyen sejtek, és csak az embrionális fejlődés nagyon korai szakaszában léteznek. Azonban a 70-es években A.Ya. Friedenstein és munkatársai a „felnőtt” csontvelő mesenchymájában (sztrómájában) fedezték fel az őssejteket, amelyeket később stromasejteknek neveztek.

Szervezetünkben nagyon kevés az őssejt: egy embrióban - 1 sejt 10 ezerre, egy 60-80 éves emberben - 1 sejt 5-8 millióra.

Ugyanakkor megjelentek olyan munkák, amelyek igazolták az őssejtek jelenlétét felnőtt állatok és emberek szinte minden szervében. E tekintetben az őssejteket szokás embrionális őssejtekre (az embriókból izolált blasztociszta stádiumban, a fejlődés nagyon korai szakaszában, amikor még nincsenek szövetek vagy szervi elváltozások) és regionális őssejtekre (izolált embriókra) szokás. felnőttek vagy későbbi embriók szerveiből). stádiumok) amelyek megőrzik az embrionális sejtek tulajdonságait, amint azt a bennük található embrionális fehérjemarkerek bizonyítják.

Az őssejtek izolálhatók és szövettenyészetben szaporíthatók. Ebben az esetben gömb alakú sejttársulások képződnek: az embrionális sejtek felhalmozódását embrioid testeknek, az idegi sejteket neuroszféráknak nevezzük.

A különféle sejttípusok sokféleségének adásának képessége (pluripotencia) az őssejteket a szervezet legfontosabb regenerációs tartalékává teszi, amely a bizonyos körülmények miatt fellépő hibák pótlására szolgál.

A biológusokat különösen meglepte az őssejtek jelenléte a központi idegrendszerben. Mint ismeretes, maguk az idegsejtek már az idegi differenciálódás legkorábbi szakaszában (a neuroblaszt szakaszban) elveszítik szaporodási képességüket. Az őssejtek pedig az idegszövet különböző elváltozásaira válaszul osztódni kezdenek, majd ideg- és gliasejtekké differenciálódnak. Az izolált idegi őssejtek más származékokká is átalakulhatnak.

Az őssejteket speciális módszerekkel lehet kimutatni. A tény az, hogy a "natív" őssejtekben és származékaikban specifikus fehérjék szintetizálódnak, amelyeket immunhisztokémiai technikákkal mutatnak ki. Minden fehérjéhez antitesteket kapunk, amelyeket fluoreszcens festékkel jelöltünk. Ez a reagens kimutatja az őssejtekben jelen lévő fehérjéket a fejlődés különböző szakaszaiban. Így az idegi őssejtek tartalmazzák a nesztin fehérjét, ahogy az a 2. ábrán látható. Amikor a specializáció útjára lépnek, egy új fehérje, a vimentin jelenik meg bennük. Ha a sejtek idegi irányban fejlődnek, akkor a megfelelő jelölő fehérjék szintetizálódnak - neurofilament, b3-tubulin, enoláz és mások. Amikor a sejtek segédanyagként, gliaként specializálódnak, más markerek jelennek meg, például gliafibrilláris savas fehérje, S-100 fehérje és mások.

A nesztint tartalmazó citoplazma zölden, a nukleáris anyag kéken fluoreszkál.

Az őssejt-hierarchia gyökere a totipotens zigóta. A zigóta első néhány osztódása megtartja a totipotenciát, és ha az embrió integritása elveszik, ez monozigóta ikrek megjelenéséhez vezethet. A hierarchia ágai közé tartoznak a pluripotens (mindenható) és multipotens (robbanásos) őssejtek. A hierarchia levelei (végelemei) a testszövetek érett unipotens sejtjei.

Az őssejt-rések olyan helyek a szövetben, ahol az őssejtek folyamatosan lerakódnak, és szükség szerint osztódnak a további differenciálódáshoz.

Az őssejtek osztódással szaporodnak, mint minden más sejt. Az őssejtek közötti különbség az, hogy korlátlan ideig osztódhatnak, míg az érett sejtek általában korlátozott számú osztódási ciklussal rendelkeznek.

Amikor az őssejtek érnek, több szakaszon mennek keresztül. Ennek eredményeként a szervezetben számos őssejt-populáció található változó mértékbenérettség. Normál állapotban minél érettebb egy sejt, annál kevésbé valószínű, hogy más típusú sejtté fejlődik. Ez azonban a sejttranszdifferenciálódás jelenségének köszönhetően lehetséges.

A DNS egy szervezet minden sejtjében (a nem kivételével), beleértve az őssejteket is, ugyanaz. Különféle szervek és szövetek sejtjei, mint például a csontsejtek ill idegsejtek, csak abban különböznek, hogy mely géneket kapcsoljuk be és melyeket kapcsoljuk ki, vagyis a génexpresszió szabályozásával, például DNS-metilációval. Valójában az érett és éretlen sejtek létezésének felismerésével a sejtszabályozás új szintjét fedezték fel. Vagyis minden sejt genomja azonos, de a működési mód, amelyben található, más.

Egy felnőtt szervezet különböző szerveiben és szöveteiben részben érett őssejtek találhatók, amelyek készen állnak arra, hogy gyorsan érjenek és a kívánt típusú sejtekké alakuljanak. Ezeket robbanósejteknek nevezik. Például a részben érett agysejtek neuroblasztok, a csontok oszteoblasztok stb. A differenciálást úgy lehet elkezdeni belső okok, valamint a külső. Bármely sejt reagál a külső ingerekre, beleértve a speciális citokin jeleket is. Például van egy jel (anyag), amely a túlzsúfoltság jeleként szolgál. Ha sok sejt van, akkor ez a jel gátolja az osztódást. A jelekre válaszul a sejt szabályozni tudja a génexpressziót.

Az őssejtek szerepe az emberi test fejlődését szem előtt tartva válik világossá, amit a 3. ábra mutat be. Ez a fejlődés a petesejt megtermékenyítésével és a zigóta kialakulásával kezdődik, amelyből egy egész szervezet alakul ki. A megtermékenyített petesejt totipotens – korlátlan potenciállal rendelkezik abban az értelemben, hogy önmagában is elegendő a normális magzat kialakulásához és fejlődéséhez megfelelő körülmények között. A megtermékenyítést követő első órákban azonos totipotens sejtek képződésével osztódik, és bármelyik nő méhébe beültetve képes a magzat fejlődését előidézni. Körülbelül négy nappal a megtermékenyítés után, amikor a sejtosztódás több ciklusa lejár, a totipotens sejtek specializálódni kezdenek egy gömb alakú szerkezet kialakulásával, amelyet blasztocisztának neveznek. A blasztocisztának van egy külső rétege és egy belső ürege, ahol a belső sejttömeg képződik. A külső rétegből fejlődik ki a méhlepény és a magzat kialakulásához szükséges egyéb tartószerkezetek, a belső sejttömegből pedig magának a magzatnak szinte minden szerve, szövete. A belső sejttömeg sejtjei pluripotensek - jelenlétük szükséges, de nem elégséges feltétele a magzat kialakulásának. Ha egy nő méhébe ültetik be, akkor a terhesség nem következik be.

A pluripotens sejtek további specializálódáson esnek át, hogy őssejteket képezzenek, amelyek még speciálisabb, specifikus funkciókkal rendelkező sejteket eredményeznek. Így a vérképző (hematopoetikus) őssejtekből vörösvértestek, leukociták és vérlemezkék fejlődnek, a bőr őssejtekből pedig ennek a szövetnek a különféle sejtjei. Azt mondják, hogy az őssejtek pluripotensek. A pluripotens őssejtek nemcsak az embrióban vannak jelen, hanem egy újszülött és egy felnőtt szervezetében is. Így a főként a csontvelőben elhelyezkedő, valamint kis mennyiségben a vérben keringő hematopoietikus őssejtek felelősek azért, hogy az elpusztult vérsejtek helyére folyamatosan új vérsejtek képződjenek, és ez a folyamat az életen át folytatódik.

3. Embrionális őssejtek

Az embrionális őssejtek (ESC) a belső sejttömegből képződnek az embrionális fejlődés korai szakaszában - a blasztocisztában. Az emberi embrió a megtermékenyítés után 4-5 nappal éri el a blasztociszta stádiumot, a humán blasztociszta 50-150 sejtből áll.

Az embrionális őssejtek pluripotensek. Ez azt jelenti, hogy mindhárom elsődleges csírarétegre képesek megkülönböztetni: ektodermára, endodermára és mezodermára. Több mint 220 féle sejt képződik így. A pluripotencia tulajdonsága megkülönbözteti az embrionális őssejteket a pluripotens sejtektől, amelyek csak korlátozott számú sejttípust eredményezhetnek. Az in vitro differenciálódásra ösztönző tényezők hiányában az embrionális őssejtek sok sejtosztódáson keresztül képesek fenntartani a pluripotenciát. A pluripotens sejtek jelenléte felnőtt szervezetben továbbra is tudományos vita tárgyát képezi, bár a vizsgálatok kimutatták, hogy felnőtt emberi fibroblasztokból is lehet pluripotens sejteket képezni.

Plaszticitásuk és potenciálisan korlátlan önmegújulási lehetőségük miatt az embrionális őssejtek a regeneratív gyógyászatban és a sérült szövetek pótlásában is alkalmazhatók. Jelenleg azonban nincs orvosi felhasználása az embrionális őssejteknek. A felnőtt őssejteket és a gerincvelői őssejteket különféle betegségek kezelésére használják. A vér és az immunrendszer bizonyos betegségei (beleértve a genetikai betegségeket is) gyógyíthatók ilyen nem embrionális őssejtekkel. Őssejteket használó kezelési módszereket fejlesztenek ki olyan patológiákra, mint onkológiai betegségek, fiatalkori cukorbetegség, Parkinson-szindróma, vakság és gerincvelői rendellenességek

A vérképző őssejt-transzplantációhoz etikai és technikai kihívások is társulnak. Ezek a problémák többek között a hisztokompatibilitással járnak. Az ilyen problémákat saját őssejtek felhasználásával vagy terápiás klónozással lehet megoldani.

Totipotencia – az a képesség, hogy a szervezetben (emlősökben) a körülbelül 350 sejttípus bármelyikét képezze.

A homeing az őssejtek azon képessége, hogy a szervezetbe kerülve megtalálják a sérült területet, és ott rögzítik az elveszett funkciót.

Az őssejtek egyediségét meghatározó tényezők nem a sejtmagban, hanem a citoplazmában találhatók. Ez mind a 3 ezer gén mRNS-ének többlete, amelyekért felelősek korai fejlesztés csíra.

Jelenleg a humán pluripotens sejtvonalak két forrásból származnak állatmodellekben kifejlesztett módszerek segítségével:

a) A pluripotens sejteket közvetlenül az emberi embrió belső sejttömegéből izoláljuk a blasztociszta stádiumban. Magát az embrionális anyagot nagy mennyiségben, inkább klinikai, mintsem kutatási célból szerezték be a megvalósításhoz in vitro megtermékenyítés, minden alkalommal engedélyt kér a felhasználásra mindkét adományozótól. A belső sejttömeg sejtjeit tenyésztettük, és egy pluripotens sejtvonalat kaptunk.

b) Egy másik kutatócsoport pluripotens sejteket izolált magzati szövetből. Erre mindkét házastárs engedélyt adott, miután maguk döntöttek a terhesség megszakításáról. A sejteket a magzat azon területéről választották ki, amelynek petefészkekké vagy herékké kellett fejlődnie.

Annak ellenére, hogy a pluripotens sejtek két meghatározott esetekben különböző forrásokból származnak, a kapott sejtvonalak azonosak voltak.

A pluripotens sejtek beszerzésének másik módja lehet egy olyan módszer, amely egy szomatikus sejt magjának enucleated (magtól mentes) petesejtbe történő átvitelén alapul. Ennek megfelelő kísérleteket már végeztek állatokon. Maga az új maggal rendelkező tojás és közvetlen „leszármazottai” megfelelő körülmények között képesek teljes értékű szervezetté fejlődni, azaz titopotensek. Ezek alkotják a blasztocisztát, amely pluripotens sejtek forrásaként szolgál.

Az izolált humán pluripotens sejtek nagyon értékes anyagot jelentenek a kutatók és a klinikusok számára. A használatukkal kapcsolatos kísérletek segíthetnek megérteni az emberi szervezet legösszetettebb fejlődési folyamatait, és mindenekelőtt azt, hogy pontosan mi befolyásolja a sejt azon döntését, hogy a növekedési és osztódási szakaszból a differenciálódás szakaszába lép. Ismeretes, hogy kulcsfontosságú pont itt van bizonyos gének "be- és "kikapcsolása", de keveset tudunk magukról ezekről a génekről, és arról, hogy milyen események előzik meg átváltásukat. Ha megértjük a sejt normális működését, képesek leszünk megérteni, hogy munkájában milyen kudarcok vezetnek végzetes következményekhez a szervezet számára.

Az emberi pluripotens sejtek izolálása új lehetőségeket nyit meg az új gyógyszerek kutatásában és tesztelésében részt vevő kutatók előtt. Különféle sejtvonalak (pl. rákos sejtek) már használják erre a célra, és a pluripotens sejtek tenyésztése egyszerre több sejttípuson történő tesztelést tesz lehetővé. Ez nem helyettesíti a teljes szervezeti szintű tesztelést, de nagyban megkönnyíti az új gyógyszerek keresését.

Az emberi pluripotens sejtek egyik leglenyűgözőbb alkalmazása az úgynevezett „sejtterápia”. Számos emberi betegség hátterében sejtek vagy egész szervek meghibásodása áll, ma már az átültetés módszerét alkalmazzák a hiba megszüntetésére ilyen esetekben. Sajnos gyakran a károsodás többszörös, és nem lehet minden érintett szervet pótolni. A pluripotens sejtek differenciálódásra stimulált, szigorúan specializált sejtek képződésével megújuló forrásként szolgálhatnak a nem érintett sejtek számára, amelyek helyettesítik a hibás sejteket, amelyek tönkrementek. Ez széles lehetőségeket nyit meg az emberi betegségek széles körének kezelésében, beleértve az olyan súlyosakat is, mint a Parkinson-kór, az Alzheimer-kór, a szív- és érrendszeri betegségek, a reumás ízületi gyulladás, a cukorbetegség és mások.

A leírt megközelítés ígérete ellenére sok időbe telik, amíg a klinikán alkalmazni lehet. Először is ki kell deríteni, hogy milyen események előzik meg az emberi test sejtjének a differenciálódás szakaszába való átmenetét; csak így leszünk képesek szándékosan megváltoztatni az események menetét, hogy a pluripotens sejtekből pontosan azokat kapjuk meg, amelyek a transzplantációhoz szükségesek. Másodszor, mielőtt a tenyésztett sejteket bejuttatnánk az emberi szervezetbe, meg kell oldani az immunológiai kilökődés problémáját. Mivel a blasztocisztából vagy magzati szövetből vett pluripotens sejtek nem valószínű, hogy azonosak a recipiens sejtjeivel, meg kell tanulni, hogyan módosítsuk őket a különbség minimalizálása érdekében, vagy szövetbankot hozzunk létre.

Egyes esetekben az inkompatibilitás problémája megoldható a szomatikus sejt magtranszfer módszerével. Tegyük fel, hogy a beteg progresszív szívelégtelenségben szenved. Ha elveszünk tőle bármilyen szomatikus sejtet, és annak magját bejuttatjuk egy magvatlan fogadó petebe, akkor kiméra tojást kapunk, amelyben szinte minden genetikai anyag azonos a betegével. Egy blasztociszta nyerhető belőle, majd a belső sejttömeg sejtjeit kiválasztva pluripotens sejtek nyerhetők. Ez utóbbi stimulálható a páciens normál sejtjeivel genetikailag azonos szívizomsejtek termelésére, és beültethető a betegbe anélkül, hogy súlyos immunszuppresszív terápiának kellene alávetni.

Az emberi őssejtek még lenyűgözőbb alkalmazása az ex vivo génterápia. Ebben az esetben nem közönséges, hanem genetikailag módosított őssejteket lehet a páciens szervezetébe juttatni, amelyek a hibás sejteket pótolják, vagy kompenzálják a bevitt sejtek genomjában szereplő gén termékének hiányát. Őssejtek nyerhetők magától a pácienstől vagy kompatibilis donoroktól. Meg kell azonban jegyezni, hogy az emberi őssejteket alkalmazó ex vivo génterápia még csak az első lépéseket teszi. Sokkal reálisabb a módosított embrionális őssejtek használata transzgenikus állatok létrehozására. A megfelelő kísérleteket már széles körben végeznek egereken. Először is, az embrionális őssejteket egy egér blasztociszta belső sejttömegéből nyerik. A kívánt gént (transzgént) hordozó vektor segítségével genetikailag módosítják (transzformálják), tenyésztik és ilyen vagy olyan módon szelektálják. A transzfektált sejtek populációját újra tenyésztik és blasztocisztákba juttatják, amelyeket azután a "pótmama" méhébe ültetnek be. A transzgént hordozó állatok egér csíravonal sejtekben való keresztezésével transzgénikus egérvonalat kapunk. Nemcsak az őssejt genomjába lehet beilleszteni előnyös gén, amely a szervezet számára szükséges valamilyen terméket kódol, de irányított módon is letiltja ("kiüti") a például valamilyen toxint kódoló gént. Egy adott génben rendellenességekkel rendelkező transzgenikus egereket széles körben használják modellként az emberi betegségek molekuláris szintű tanulmányozására.

4. Felnőtt őssejtek

Pluripotens őssejtek vannak jelen a felnőtt szervezet egyes szöveteiben. Különféle szövetek sejtjeinek forrásaként szolgálnak, amelyek természetesen rendellenesek. Ezek a sejtek nem találhatók meg minden szövettípusban, de meg kell jegyezni, hogy a kutatás ezen a területen még csak most kezdődik. Így egészen a közelmúltig azt hitték, hogy az idegsejtek nem regenerálódnak, de az utóbbi években felnőtt egerek és patkányok idegszövetéből izolálták az idegszövet őssejtjeit. Releváns humán tanulmányok ismert okok nehéz, és mégis a megfelelő magzati szövetben találhatók ilyen sejtek, ráadásul egy epilepsziás beteg agyában az idegszövet őssejtjeihez hasonló sejtek találhatók, amelyek egy részét a műtét során eltávolították.

Új és nagyon fontos következtetés született: a nagy fejlődési potenciállal rendelkező embrionális sejtek a felnőtt szervezetben is megmaradnak. Ráadásul a reparatív folyamatok láncolatának legfontosabb láncszemét alkotják, amit korábban nem is sejtettek. Így az 1970-es években egy felnőtt egér májában leírt embrionális sejtekről nem feltételezték, hogy ilyen magas fejlődési potenciállal rendelkeznek, és aktívan részt vesznek a helyreállításban.

A sejtosztódás során az őssejtekből anya- és lánysejtek keletkeznek. Az anyaiak a populáció önfenntartására szolgálnak, míg a lányok vagy „kimennek” a kambiális sejtbe, vagy közvetlenül a differenciálódásba. Az őssejt megőrzi a korai embrionális sejtek tulajdonságait – a pluripotenciát, míg a kambiális sejt elveszti ezt a képességét, és csak regionális struktúrákat hoz létre.

Így nagy előrelépés történt a helyreállítási folyamatok vizsgálatában. De még mindig sok a tennivaló az őssejtek viselkedésének finom mechanizmusainak megértésében, és lehetőséget találni ezen ismeretek klinikai gyakorlatban történő felhasználására.

Egészen a közelmúltig kevés bizonyíték volt arra, hogy az emlősök pluripotens őssejtjei, például a vérképző őssejtek megváltoztathatják fejlődési folyamatukat, és bőrsejteket, májsejteket vagy a vérsejteken kívül bármilyen más speciális sejtet eredményezhetnek. Az elmúlt években állatokon végzett kísérletek azonban azt mutatták, hogy még korai lenne ennek véget vetni. Kiderült, hogy egyes, korábban szigorúan specializáltnak tekintett állati őssejtek bizonyos feltételek mellett megváltoztathatják specializációjukat. Így az egér idegszövet őssejtjei a csontvelőbe bejutva képesek voltak differenciálódni különböző sejtek vér, és a patkányok csontvelőjében található őssejtek májsejtekké differenciálódhatnak. Ezek a lenyűgöző kísérletek azt mutatják, hogy bizonyos körülmények között az őssejtek rugalmasabbak, mint azt korábban gondolták.

Az emberi őssejtek kutatásának lendületét az adja, hogy nagy lehetőségek rejlenek mind tisztán tudományos szempontból, mind a sejtterápiában való felhasználásukat tekintve. Mindenekelőtt azokról az előnyökről beszélünk, amelyeket a transzplantációban való felhasználásuk nyújt. Ha sikerülne egy felnőtt egyedből őssejtet nyerni, osztódását serkenteni, szakosodását megváltoztatni, az kilökődéstől való félelem nélkül kerülhetne be a donor szervezetébe. Ezzel a megközelítéssel elkerülhető lenne az emberi embrionális vagy magzati őssejtek használatának szükségessége, amely gyakorlatot etikai okokból a közvélemény nem fogadott el.

Ez a módszer azonban minden ígéret ellenére komoly problémákkal néz szembe. Először is, az őssejtek nem találhatók meg minden típusú felnőtt szövetben. Így a szívizom és a hasnyálmirigy-szigetek őssejtjeit nem találták meg. Másodszor, még ha ilyen sejteket is találnak, nagyon kis mennyiségben vannak jelen a szövetekben, nehezen izolálhatók és tisztíthatók, és az életkor előrehaladtával még kisebbé válnak.

Ahhoz, hogy a felnőtt őssejteket saját kezelésükre használják fel, először be kell szerezni őket ezt a beteget, majd addig termesztjük, amíg el nem érjük a kellően nagy sűrűséget, hogy elegendőek legyenek a terápiához. Vannak azonban olyan esetek, amikor a betegség egyszerűen nem ad időt mindezen eljárások végrehajtására, ráadásul, ha a betegség genetikai eredetű, akkor valószínűleg az őssejtek is érintettek. Vannak arra utaló jelek, hogy a felnőtt őssejtek nem osztódnak olyan gyorsan, mint a magzati őssejtek, és úgy tűnik, hogy DNS-ük több rendellenességet tartalmaz.

A "felnőtt" őssejtek felhasználása a sejtspecializáció korai szakaszainak tanulmányozására sem tűnik túl ígéretesnek, hiszen ezek a sejtek egy irányban már nagy utat tettek meg. Ráadásul egy "felnőtt" őssejtsorból legfeljebb 3-4 féle szövet nyerhető. Mielőtt választ adnánk arra a kérdésre, hogy milyen őssejtekkel kell megbirkózni ezzel vagy azzal az új betegséggel, feltétlenül fel kell tárnunk a „felnőtt” őssejtekben rejlő lehetőségeket, és össze kell vetnünk azt a pluripotens sejtek lehetőségeivel.

5. Elemzés p gene oli in diff p enci p ovke

Bármely őssejtek azon képessége, hogy különböző sejttípusokat hozzon létre, nagyon kényelmes rendszerré teszi őket a specifikus sejtdifferenciációt meghatározó molekuláris genetikai események tanulmányozására. Valójában a tiszta őssejtek izolálásával elemezhetjük a differenciálódás egymást követő szakaszaiért felelős gének funkcióit.

Konkrétan kiderült, hogy a fejlődést irányító gének egymást követő aktiválódási ideje egybeesik mind a posztimplantációs embriókban, mind az embrioidtestek tenyészetében. Ez azt jelenti, hogy az őssejtek igazán jó kísérleti modellek a sejtspecializáció molekuláris mechanizmusainak tanulmányozására.

A funkcionálisan aktív gének számát kiértékelő molekuláris genetikai microarray módszerrel (microarray) végzett őssejtkultúrák elemzése kimutatta, hogy a mesenchymális őssejtek egy klónjában legalább 1200 templát RNS (mRNS) szintetizálódik. A különböző őssejtek hasonló előre szintetizált mRNS-készletet tartalmaznak (sok gén másolatát), de vannak specifikus RNS-ek is. Ugyanakkor azt találták, hogy a felnőtt hematogén (vérképző) szövet stroma őssejtjei szinte a teljes mRNS-készletet tartalmazzák, amelyek a csírarétegekben és az organogenezis szakaszában működnek. Az összes csíraréteg sejtjeinek érését szabályozó kulcsgének mRNS-eit is azonosították: mezenchimális és mezoderma eredetű, valamint entoderma és ektoderma. A szabályozó gének legtöbb mRNS-e már jelen van a petesejtben és a csírasejtekben.

Következésképpen az őssejtekben megnyilvánul az ontogén általános elve – a gének „előrehaladott” munkája, vagyis azon mRNS-ek szintézise, ​​amelyekre a fejlődés sokkal későbbi szakaszaiban szükség lesz.

6. Gének-mennek c kandalló és p p eltérő probléma p enci p ovs

Az őssejtek vizsgálata során nyert számos adat lehetővé tette a megfelelő génhálózatok szerveződésének finomítását. Különösen lehetséges azonosítani az úgynevezett mestergének és a rabszolga gének közötti interakció módjait. A mesterek kulcsgének, amelyek meghatározzák az adott szövet vagy szerv fejlődésének sajátosságait, a rabszolgák strukturális gének kaszkádjai (melyet a mestergének indítanak el), amelyek biztosítják a szövetspecifikus fehérjék szintézisét, és ennek megfelelően egy adott szerv, ill. szövet.

Az őssejtek felhasználása a fejlődésbiológiában lehetővé tette olyan mestergének létezésének megerősítését, amelyek olyan génkaszkádokat váltanak ki, amelyek egész szervek, csírarétegek és egyes sejttípusok specializálódását meghatározzák. Ez az univerzális minta minden állatban benne van. Tehát a Drosophila rendelkezik a szem nélküli (eyelessness) génnel, amely meghatározza a szem fejlődését. Ha szokatlan helyen kénytelen dolgozni, akkor szemek jelenhetnek meg a hason, a lábakon, a szárnyon és minden más helyen, ahogy az a 6. ábrán látható. Az emlősökben is van egy hasonló Pax6 gén. A Drosophila genomjába bekerülve ugyanazt a hatást fejti ki, mint a gazdaszervezet saját génje. Mindez a mestergének hatásának egyetemességéről tanúskodik.

A pdf-1 gén triggerként működik, amely elindítja a hasnyálmirigy fejlődését; a HOX-11 gén a lép fejlődéséért, a Crypto gén a szív fejlődéséért, a HOXD13 gén mutációi pedig a felső és alsó végtagok polidaktiliájához vezetnek emberben. A mestergének az egyes csírarétegekről is ismertek. Így a casanova gén mutációja blokkolja a teljes endoderma fejlődését, míg a Brachiury és a zeta-globin gének a mezoderma fejlődését.

Végül a megfelelő mestergének jele szerint speciális szövetek és sejttípusok alakulnak ki. Például a Wn17 gén elindítja az alveoláris hám érését. Laboratóriumunkban V. Tarabykin (Göttingeni Egyetem) laboratóriumával együtt az agykéreg ötödik-hatodik rétegében található neuronok kialakulásához szükséges új neurogéncsoportot fedezték fel.

Lehetséges, hogy az őssejtek differenciálódásában bizonyos szabályozó szerepet a rövid, ismétlődő szekvenciák, mikro- vagy miniszatellit játszanak. Szóval, O.V. Podgornaya felfedezte olyan fehérjék jelenlétét, amelyeknek a tandem ismétlődésekhez való specifikus kötődése meghatározza a kromatin háromdimenziós szerveződésének jellemzőit. Mint ismeretes, a gének munkájának sajátossága ettől a szervezettől függ. Ez azt jelenti, hogy az ismétlődő szekvenciák rendszerének állapota (alulreplikációja, kicsinyítése vagy hiperreplikációja) fontos szerepet játszhat az őssejtek differenciálódásában.

Ma már nyilvánvaló, hogy az egyedfejlődést a génegyüttesek (hálózatok) hierarchikusan szervezett rendszere szabályozza. Az őssejtek segítenek megérteni az ilyen szabályozás jellemzőit. E tekintetben nagy érdeklődés övezi a szervi struktúrák őssejteken alapuló in vitro rekonstrukcióját. Így M. Tomooka és munkatársai a neurális csőhöz hasonló struktúrákat kaptak az ős idegsejtekből; Hasonló kísérleteket végzett disszociált hippocampális sejtekkel az Orosz Orvostudományi Akadémia Agyintézetében I.V. Viktorov. Kísérleteket tesznek arra is, hogy speciális oszlopokban sejteket neveljenek, hogy szervszerű struktúrákat nyerjenek, és ezeket a klinikán felhasználják. Az ilyen tanulmányok nagyon ígéretesek mind az alapvető problémák megoldása, mind a gén- és sejtterápia gyakorlati felhasználása szempontjából.

7. Kambiasejtek

Régóta ismert, hogy a szervezetben szinte minden szövetben található úgynevezett kambiális sejtek utánpótlása, amelyek feltöltik sejtösszetételét, folyamatosan elolvadva a funkcionális túlterheléstől vagy betegségtől. Az őssejtek ilyen nagy odafigyelésével nem csoda, hogy a kambális sejteket elfelejtik. Eközben a kambiális sejtek közvetlenül részt vesznek a szövetekben zajló helyreállítási folyamatokban. Ennek egyértelmű példája a bőr növekedési rétegének sejtjei, amelyek pótolják a bőr érett, már nem osztódó sejtjeinek folyamatosan fogyasztott tartalékát. Sőt, az őssejtek felfedezése előtt csak ilyen jóvátételi módszerről esett szó. Az idegszövetben nincsenek szaporodni képes kambiális sejtek. De van egy tartalék fiatal sejtek - neuroblasztok, amelyek differenciálódásuk miatt kompenzálják a különféle hibákat, ezáltal fenntartják az agy megfelelő részének vagy a perifériás idegrendszer funkcionális kapacitását.

Az ős- és kambális sejtek kapcsolatának kérdéskörének megoldása nemcsak alapvető, hanem gyakorlati jelentőséggel is bír. Az őssejtek vizsgálata különböző kísérleti körülmények között kétségtelenül segít a válaszok megtalálásában, és lehetővé teszi számunkra, hogy új megvilágításba helyezzük a szervezetben végbemenő helyreállítási folyamatok finom mechanizmusait. Az ilyen munka már megkezdődött, különösen a bőr hámrétegének őssejtekén. Az eredmények ellentmondásosak és vitákra adnak okot.

Ebben az esetben figyelembe kell venni, hogy a differenciálódás legelső fázisában több program is szerepel különböző hatékonysággal, és a sejtek sorsa még nem dőlt el egyértelműen. Például egy fejlődő neuroblasztban, amely katekolaminerg irányban differenciálódik, nemcsak a katekolaminerg rendszer komponenseinek mRNS-e szintetizálódik, hanem a kolinerg rendszer komponenseinek mRNS-e is. Ha a fejlődés egy bizonyos pontján az adott sejt által beidegzett katekolamin célpontot kolinerg célponttá változtatjuk, akkor a korábban intenzívebb „katekolaminerg” RNS-ek szintézise lassulni kezd, és a „kolinerg” RNS-ek szintézise érvényesül. . Ennek eredményeként a cella egyfajta újraprogramozása lesz új út fejlődés.

A bőr hámrétegének szúrós rétegében található őssejtek, amelyek sejtjei már nem osztódnak és aktívan specializálódnak, csak „vándorlói” lehetnek az őssejtek fókuszából. Ilyen sejtekkel találkozhatunk az emberi embriók differenciálódó autonóm idegrendszerében. Más szóval, az őssejtek „transzformációi” és a kambiális sejtekkel való kapcsolatuk helyzete korántsem olyan egyszerű, mint amilyennek első pillantásra tűnhet.

A sejtdifferenciálódásról az őssejtek felfedezésével kapcsolatos elképzelések nem változtak. Először is, bármely őssejtek differenciálódása a sejtdifferenciálódásra általánosan megfogalmazott törvények szerint történik. Ez az őssejtek, mint modellrendszer értéke. Másodszor, a sejtek, beleértve az őssejteket is, miután megkezdték a differenciálódást, elveszítik osztódási képességüket, legalábbis a végső szakaszban. És végül, az őssejtek viselkedésének tanulmányozása nem rendítette meg a sejtdifferenciálódás stabilitásának és visszafordíthatatlanságának gondolatát: soha nem lesz neuron a fibrocitából, egy plazmasejtből vagy a gyomor parietális sejtjéből, és bőrsejt soha nem keletkezik neuronból. Az a tézis, hogy egy őssejt különféle átalakulásokra képes, semmiképpen sem sérti ezt a szabályt, csupán a korai embrionális sejtekben rejlő multipotenciát mutatja be. A terminális differenciálódás szakaszában a sejt stabil állapotba kerül, és elveszíti az osztódási képességét, és különféle átalakulásokon megy keresztül.

8. Őssejtek kinyerésének módszerei

A sejtgyógyászatban az őssejtek megszerzésének fő módszerei a következők:

Emberi saját őssejtek (autológ őssejtek) izolálása és reprodukciója;

Köldökzsinórvérből származó őssejtek (placentavér);

Használat abortív anyagok(magzati őssejtek).

Ígéretesnek tartják a zsírszövetből származó őssejtek felhasználását is.

Az újszülött köldökzsinórvéréből származó őssejtek izolálása és megőrzése egyfajta egészségbiztosításnak vagy védelemnek tekinthető. Miután megszerezték az őssejteket, évtizedekig tárolhatók. Súlyos betegség esetén szükség lehet rájuk.

Az őssejtek (ritka kivételektől eltekintve) nem "gyógyítják meg" a betegséget. Feladatuk a beteg csontvelő-, vér- és immunrendszerének helyreállítása az alapbetegség kombinált kezelését követően. A legnagyobb sikert az őssejtekkel végzett kezelés aratta rosszindulatú daganatok, szisztémás immunrendszeri rendellenességek és egyes anyagcsere-betegségek.

Regionális őssejtek nyerhetők embriókból és magzatokból, valamint egy felnőtt szervezet szöveteiből (például csontvelőből, perifériás vérből). Így jelenleg a megszerzési módszer szerint az őssejtek 2 csoportját különböztetik meg:

1. allogén őssejtek (donor anyagból nyert),

2. autológ vagy saját őssejtek.

9. Allogén őssejtek

A magzati májsejtek transzplantációját először 1961-ben végezték el, és mára kellő világtapasztalat áll rendelkezésre alkalmazásukban.

A pluripotens sejtek két populációt alkotnak. Az első az embrió belsejében található sejttömeg, amely később a jövő szervezetének különféle szerveit képezi; a második - a jövőbeli csírasejtek - először a tojássárgája tasakban található, majd később a formáló nemi szervekbe vándorol.

Később a pluripotens sejtek tovább differenciálódnak, speciális őssejtekké alakulva - multipotenssé. Némelyikük különféle vérsejteket, mások neuronokat és gliasejteket képezhetnek. idegrendszer, a harmadik - különféle bőrsejtek. A magzati sejtanyag felhasználása azonban nem biztonságos a különféle fertőző ágensekkel (vírusos és mikrobiális szennyeződés) való szennyeződés szempontjából. Az is ismert, hogy az embriókból és magzatokból a szervezetbe beültetett őssejtek gyakran elkezdik kifejezni saját 2. osztályú hisztokompatibilitási antigéneiket, és ezt követően a recipiens immunrendszere elpusztítja őket.

10. Autológ vagy saját őssejtek

A regionális őssejtek kutatásának története 40 évvel ezelőtt kezdődött. Orosz tudósok A.Ya. Friedenstein és I.L. Chertkov leírta, hogy a csontvelő kétféle őssejtből áll. Egy populáció, az úgynevezett hematopoietikus őssejtek, minden típusú vérsejtet alkot. Az agy, a máj és az erek sejtjeire is differenciálódhatnak. Néhány évvel később egy második populációt írtak le, amelyet csontvelő stromális (mezenchimális) őssejteknek neveztek. A vérképzőszervekhez képest nagyon kevés van belőlük a csontvelőben, és összetettebb, hosszú életű rendszerekről van szó, amelyek meglehetősen ritkán frissülnek. Amint azt a legújabb vizsgálatok kimutatták, a stromasejtek amellett, hogy kis mennyiségben vannak különböző szervekben és szövetekben, valamint a vérsejtek prekurzorai, folyamatosan keringenek a véráramban.

Ezek a sejtek képesek differenciálódni porc-, csont-, izom-, zsírszövet-, máj- és bőrsejtekké. Ezen túlmenően, még akkor is megőrzik az ilyen transzformációk képességét, ha egyetlen stromasejtből telepet növesztenek.

Súlyos károsodás esetén a szervezetből hiányoznak saját stromasejtek. Ezen segíthet a stromasejtek kívülről történő bejuttatása. Vagyis lehet nőni nagyszámú stromasejteket, majd speciális jelzőanyagok segítségével irányítsa őket „a helyes út mentén” - a sérült szövetek helyreállítására.

A stromális őssejteket széles körben alkalmazzák reumatológiai betegségek kezelésére, szívsebészetben és ortopédiában, kozmetikai sebészetben, neurológiában, kardiológiában, diabetológiában, helyreállító sebészetben és regeneratív gyógyászatban.

Az embrionális stroma őssejtekkel ellentétben a szervezet saját regenerációs tartalékát a természet bizonyította. Nem áll fenn a saját stromasejtek immunkilökődésének veszélye. A stromasejtek felhasználása erkölcsi és etikai szempontból is kifogástalan.

11. T p hu c dete p minálás stb. p hu c diffe p enci p ovka

Az őssejtekben rejlő szokatlanul széles potenciállal kapcsolatban a transzdetermináció és a differenciálódás fogalma zavart okoz. Ennek eredményeként a szövettan és embriológia területén elfogadott terminológiai szabályok erodálódnak, és megnyílik a talaj a meddő vitáknak és spekulációknak.

Ha ugyanis az őssejtek különböző irányú transzformációját jelöljük ki transzformációnak, akkor a differenciálódás stabilitására és visszafordíthatatlanságára vonatkozó elképzelések indokolatlanul megsemmisülnek, ami elképzelhetetlen zűrzavarhoz vezet. Valójában semmi ok a meglévő nézetek megdöntésére. Teljesen nyilvánvaló, hogy egy sejt, amely elvesztette az osztódási képességét, és egy bizonyos fejlődési pályára lépett (például egy neuroblaszt), nem tud más származékokat létrehozni. A kernel újraprogramozása nem olyan egyszerű. Még egy másik citoplazmába történő átültetése sem mindig sikeres (különösen heterokarionok beszerzésekor vagy nukleáris transzplantációval végzett kísérletekben).

A regisztrált őssejt-transzformációs esetek egy másik eseményre, a transzformációra vonatkoznak. Ez a folyamat a kísérleti embriológiában régóta ismert a kiváló svájci embriológus és genetikus, Ernst Hadorn munkájának köszönhetően. A gliasejtek neuronná történő „transzformációját” számos műben leírták, nyilvánvalóan a gliociták populációjának heterogenitásával magyarázzák, vagyis némelyikük képes megőrizni a kamialitás, sőt néha a „szárasság” tulajdonságait is. Ebben az esetben a felfedezett jelenség nem meglepő. Kimutatták például, hogy az úgynevezett radiális glia sejtjei, amelyek az ontogenezis korai szakaszában szubsztrátként szolgálnak a differenciálódó idegsejtek vándorlásához, neuronokká válnak. Később azonban kiderült, hogy valójában a radiális gliasejtek populációja heterogén: a sejtek egy része idegi markereket tartalmaz (utólag idegessé válik), mások pedig gliamarkereket (ezek gliálissá válnak). Más szóval, annak ellenére, hogy a glia radiális sejtjei kezdetben ugyanazt az időbeli funkciót látják el, már elhatározták, hogy különböző irányba fejlődnek. Ez azt jelenti, hogy átalakulásuk felfedezett jelensége nem átalakulás, hanem átalakulás.

12. Genetikai c jelet támogató mechanizmus p zhania dete p mini p ovannogo c ról ről c álló

Az egyik legfontosabb általános biológiai probléma, amelynek megoldásában az őssejtek segíthetnek, az a genetikai mechanizmus, amely lehetővé teszi a sejtosztódás során a meghatározott állapot fenntartását és a differenciálódást. E. Hadorn a múlt század 50-es éveiben fogalmazta meg komolyan, de eddig nem sikerült megoldani. A közelmúltban lehetőség nyílt rávilágítani a sejt meghatározott állapotból a differenciálódásba való átmenetének molekuláris genetikai eseményeire. Honfitársunk, Natalya Tulina, aki az Egyesült Államokban dolgozik, megjegyezte, hogy egy ilyen átmenethez nagyon fontos az őssejtek kapcsolata a sejtekkel - "résekkel", amelyekhez "csatlakoznak". Így a Drosophila herékben az őssejt rést alkotó „hub” szomatikus sejtjei tartalmazzák az UPD fehérjét, amely viszont aktiválja az úgynevezett Jak-STAT jelátviteli kaszkádot. Az UPD fokozott szintézise a here apikális régiójának sejtjeiben a here reproduktív és őssejtjeinek növekedéséhez vezet. Mindkét sejttípus fenntartásához szükség van a Jak-STAT jelátviteli kaszkád komponenseinek, a HOP kináznak és a STAT92E transzkripciós aktivátornak a bevonására. A teljes fehérjekomplex aktiválását az UPD váltja ki, amelyet a niche sejtek adnak át az őssejteknek. A köztük lévő kapcsolat megszakadása okozza az őssejt-differenciálódás kezdetét, amit a 7. ábra mutat be. Meg kell nézni, mennyire univerzális ez a mechanizmus.

13. P p gén- és sejtproblémák p apias

Az őssejtek pluri- és multipotenciája ideális anyaggá teszi őket a sejt- és génterápia transzplantációs módszereihez. A regionális őssejtek mellett, amelyek a megfelelő szerv szöveteinek károsodásakor a károsodás területére vándorolnak, osztódnak és differenciálódnak, új szövetet képezve ezen a helyen, van egy „alkatrészek központi raktára” is. – a csontvelő stromasejtek. Ezek a sejtek univerzálisak. Látszólag a vérárammal bejutnak a sérült szervbe, szövetbe, és ott különféle jelzőanyagok hatására az elhaltak helyett a szükséges sejteket állítják elő.

Különösen azt állapították meg, hogy a csontvelő stromasejtek kísérleti állatokba történő injekciója a szívizom károsodásának területére kiküszöböli az infarktus utáni szívelégtelenség jelenségeit. A kísérleti szívinfarktussal sertésbe fecskendezett stromasejtek pedig nyolc hét után teljesen újjászülettek a szívizom sejtjeibe, helyreállítva annak működését. Az ilyen infarktuskezelés eredményei lenyűgözőek. Az American Heart Society szerint 2000-ben mesterségesen előidézett infarktusban szenvedő patkányokban a szívrégióba bevitt csontvelő stromasejtek 90%-a szívizom sejtjévé alakult.

Japán biológusok szívizomsejteket kaptak laboratóriumi körülmények között egér csontvelői stromasejtekből. 5-azacitidint adtunk a stromasejtek tenyészetéhez, és elkezdtek átalakulni szívizomsejtekké. Az ilyen sejtterápia nagyon ígéretes a szívizom szívroham utáni helyreállításában, mivel saját stromasejteket használ. Nem utasítják el őket, sőt, a felnőtt őssejtek bejutásával kizárják rosszindulatú átalakulásuk valószínűségét.

A stroma sejtterápiát széles körben alkalmazzák az ortopédia területén. Ez annak köszönhető, hogy léteznek speciális fehérjék, az úgynevezett BMP-k (bone morphogenetic proteins), amelyek a stromasejtek oszteoblasztokká (csontszöveti sejtekké) történő differenciálódását indukálják. Az ilyen irányú klinikai vizsgálatok ígéretes eredményeket mutattak. Például az Egyesült Államokban egy 91 éves, 13 éve nem gyógyuló törést szenvedett betegbe speciális kollagénlemezt ültettek be, amelyre BMP-ket helyeztek. A törési zónába belépő stromasejtek a laminához „vonzódtak”, és a HMP hatására oszteoblasztokká alakultak. Nyolc hónappal egy ilyen lemez felszerelése után helyreállították a beteg csonttörését. Jelenleg az Egyesült Államokban végeznek teszteket, és hamarosan speciális, stromasejtekkel töltött porózus szivacsokat és a szükséges induktorokat, amelyek a sejtek fejlődését a szükséges úton irányítják, hamarosan elkezdik használni a klinikán.

Nagy jelentőséget tulajdonítanak az őssejteknek (különösen a stromasejteknek) a különféle neurodegeneratív és neurológiai betegségek - parkinsonizmus, Alzheimer-kór, Huntington-kór, cerebelláris ataxia, sclerosis multiplex - kezelésében. Az American National Institute of Neurological Diseases és a Stanford Egyetem neurológusainak egy csoportja megállapította, hogy a csontvelő stroma őssejtjei képesek idegi irányban differenciálódni. Ez azt jelenti, hogy az emberi csontvelő felhasználható őssejtek forrásaként a sérült agyszövetek helyreállítására. Ebben az esetben láthatóan nem csak a pótlás, hanem a graft trofikus hatása is lehetséges (ez a feltételezés azon a tényen alapul, hogy a graft pozitív hatása két hét múlva jelentkezik, és a helyettesítő hatás csak azután lehetséges három hónap). Ezért a páciens saját donorává válhat, ami megakadályozza az immunológiai szöveti összeférhetetlenség reakcióját.

Amerikai tudósok egy csoportja E. Mizey vezetésével kimutatta, hogy az őssejtek, bárhová is ültetik be őket, képesek eljutni a sérült területre, különösen az agyba, és ott helyreállítási folyamatokat biztosítanak. Így felnőtt egereknek stromális őssejtek intravénás beadása után az agy számos területén (beleértve a neocortexet, a hippocampust, a thalamust, az agytörzset és a kisagyot) különféle neurális származékokat találtak. A problémával kapcsolatos szakirodalmi adatok azonban nagyon ellentmondásosak. Ha azonban a stroma őssejtek tenyészetéhez retinsavat adnak, akkor idegi markerek találhatók bennük. A harkovi sebészek sikeresen alkalmazták az ilyen sejttenyészeteket a Parkinson-kór kezelésére úgy, hogy a striatális régióba juttatták őket.

Az ilyen sejteket harkovi sebészek használták a Parkinson-kór kezelésére.

A köldökzsinór és a méhlepény őssejtjeinek klinikai felhasználására tett kísérletek szintén nagyon ígéretesek. Általánosságban elmondható, hogy az őssejtek sikeres transzplantációjához, függetlenül az alkalmazási területtől, nagyon fontos megtanulni, hogyan lehet fenntartani életképességüket. Növelhető, ha a transzplantált neuronok genomjába bekerülnek az apoptózis elleni védelmet szolgáló neuronális növekedési faktorok génjei. Az Egyesült Államok és Európa különböző laboratóriumaiban folynak ilyen kísérletek.

Hazai kutatók is nagy sikereket értek el az őssejtek vizsgálatában és gyakorlati felhasználásában. Az Orosz Orvostudományi Akadémia Szülészeti, Nőgyógyászati ​​és Perinatológiai Intézetének szakemberei regionális idegi őssejteket izoláltak, és először kapták meg részletes immunhisztokémiai jellemzésüket, többek között áramlási fluorométeren is. A humán idegi őssejtek patkányagyba történő transzplantációjával végzett kísérletek során kimutatták azok beágyazódását, meglehetősen nagy (több milliméteres) távolságra történő vándorlását, valamint a differenciálódási képességet, amelyet nagymértékben a graft mikrokörnyezete határoz meg. Például, amikor az emberi idegsejteket a patkány kisagyának abba a régiójába ültetik át, ahol a Purkinje-sejtek találhatók, akkor ezek az adott sejttípus irányába fejlődnek. Ezt bizonyítja a calbindin fehérje szintézise, ​​amely a Purkinje-sejtek specifikus terméke.

Érdekes közös munkát végeztek három akadémiai tudományos intézmény – a Génbiológiai Intézet, a Fejlődésbiológiai Intézet és a Molekuláris Biológiai Intézet – munkatársai. Amikor Drosophila embrionális idegszövet darabjait ültettek át egy patkány agyába, észrevették, hogy nem képződik hegszövet a graft körül. Azt kellett kideríteni, hogy mi történik. Meglehetősen finom kísérletekkel sikerült megállapítani, hogy a hegképződést hősokkfehérjék akadályozzák meg, amelyek Drosophila sejtekben szintetizálódnak az emlősök testhőmérsékletén. Ez azt jelenti, hogy egy xenograft (Drosophila szövet) hozzáadása egy patkány embrionális idegszövetéhez megmenti az allograftot a hegszövet inváziójától. Így lehetővé vált a hősokkfehérjék alkalmazása a különböző betegségek sejt- és génterápiájában.

Az ilyen vizsgálatok lehetővé teszik genetikailag módosított konstrukciók létrehozását az átültetésre szánt őssejtek transzformációjához. Ezek a struktúrák elősegítik a graft jobb beültetését, növelik életképességét és az alkotó sejtek specializálódását.

Össze kell hasonlítani és gondosan elemezni kell az őssejt-transzplantáció eredményeit teljes vagy disszociált neuroszférák formájában a sejtekbe, és megfelelő protokollt kell kidolgozni a klinikai használatra.

Mindazonáltal nem mondhatjuk el, hogy a meglehetősen jó hírű laboratóriumok nagyon szkeptikus válaszokat adnak az ilyen munkákra, és figyelmeztetik a kapott adatok gondos értelmezésének szükségességét. Tényeket mutatnak be, amelyek azt mutatják, hogy az őssejtek nem differenciálódnak transzplantációjuk után, hanem egyesülnek speciális gazdasejtekkel, saját differenciálódásuk látszatát keltve. Egyes szerzők úgy vélik, hogy a csontvelő stromasejtek csak porc- és csontsejtekké képesek átalakulni, és a recipiensbe injektálva megtelepednek onnan, ahonnan „jöttek”, azaz. a csontvelőben, amivel kapcsolatban megkérdőjeleződnek a sejtterápiában való alkalmazásuk kilátásai. Nyilvánvalóan további komoly kutatásokra van szükség a feltett kérdések és a felvetett kifogások megválaszolásához.

Következtetés

A DNS szerkezetének egyik felfedezője, James Watson az őssejtek felfedezését kommentálva megjegyezte, hogy az őssejt eszköze egyedülálló, hiszen külső utasítások hatására embrióvá vagy sejtvonalká alakulhat. speciális szomatikus sejtek.

Valójában az őssejtek kivétel nélkül a test összes sejttípusának elődei. Képesek önmegújulásra, és ami a legfontosabb, az osztódás folyamatában különféle szövetekből speciális sejteket képeznek. Így testünk összes sejtje őssejtekből származik.

Az őssejtek minden szervben és szövetben megújítják és pótolják a károsodások következtében elveszett sejteket. Úgy tervezték, hogy helyreállítsák és regenerálják az emberi testet születésétől kezdve.

Az őssejtekben rejlő lehetőségeket még csak most kezdi kihasználni a tudomány. A tudósok abban reménykednek, hogy a közeljövőben olyan szöveteket és egész szerveket hozhatnak létre belőlük, amelyekre a betegeknek szükségük van transzplantációra, hogy helyettesítsék a donorszerveket. Előnyük, hogy a beteg sejtjeiből is termeszthetők, és nem okoznak kilökődést.

Az ilyen anyagok gyógyszerszükséglete gyakorlatilag korlátlan. Az emberek mindössze 10-20 százaléka gyógyul meg sikeres szervátültetéssel. A betegek 70-80 százaléka kezelés nélkül hal meg a műtéti várólistán.

Így az őssejtek bizonyos értelemben valóban „pótalkatrészekké” válhatnak szervezetünk számára. Ehhez azonban egyáltalán nem szükséges mesterséges embriókat termeszteni - az őssejtek minden felnőtt testében megtalálhatók.

Remélhető, hogy most már nem kell emberi embriókat használni pluripotens sejtek előállításához, ami megszünteti az embrionális őssejtek gyakorlati felhasználásával kapcsolatos számos etikai problémát.

A következő 20 évben a biológia megfejti, hogy a test felépítésének terve hogyan csomagolódik egy sejtbe. Most tesszük meg az első lépéseket biológiai képességeink és tartalékaink újragondolására.

Az őssejteket már ma is sikeresen alkalmazzák súlyos örökletes és szerzett betegségek, szív-, endokrin-rendszeri, neurológiai, máj-, gyomor-bélrendszeri és tüdőbetegségek, urogenitális és mozgásszervi betegségek, bőrbetegségek kezelésében.

Források listája

1. Korochkin L.I. Egyedfejlődés biológiája: Tankönyv. Juttatás - M., 2002. - 375 p.

2. Repin V.S. Embrionális őssejtek: alapvető biológia és orvostudomány / V.S. Repin, A.A. Rzhaninova, D.A. Shamenkov. - M., 2002. - 247 p.

3. Repin V.S. Orvosi sejtbiológia / V.S. Repin, G.T. Sukhikh - M., 1998. - 280 p.

4. Glick B. Molekuláris biotechnológia / B. Glick, J. Pasternak - M., 2001. - 255 p.

5. Belokoneva O.V. Minden sejt anyja // Tudomány és élet. - 2001. - 10. sz. - Val vel. 6–7

6. Grinevich V.N. Az idegsejtek helyreállnak // Tudomány és élet. - 2004. - 4. sz. - Val vel. 22–25

• 1908: Az "őssejt" (Stammzelle) kifejezést Alekszandr Makszimov orosz szövettanu (1874-1928) széles körben használta. Korának módszereivel leírta és bebizonyította a vérképző őssejteket, ezekre vezették be a kifejezést.
• 1960-as évek: Joseph Altman és Gopal D. Das () tudományos bizonyítékokkal szolgált a felnőttkori neurogenezisről, az agyi őssejtek állandó aktivitásáról. Következtetéseik ellentmondtak Ramon y Cajal dogmájának, miszerint az idegsejtek nem születnek felnőtt szervezetben, és nem hozták széles körben nyilvánosságra.
• 1963: Ernest McCulloch és James Till kimutatta az önmegújuló sejtek jelenlétét az egér csontvelőjében.
• 1968: bebizonyosodott a recipiensben a hematopoiesis helyreállításának lehetősége csontvelő-transzplantáció után. Egy nyolcéves fiú csontvelő-átültetése az immunhiány súlyos formájának gyógyulásához vezet. A donor egy nővér volt, aki kompatibilis leukocita antigénkészlettel (HLA) rendelkezett.
• 1970: Friedenstein Alexander Yakovlevich tengerimalacok csontvelőjéből izolálva sikeresen tenyésztette és leírta a fibroblasztszerű sejteket, amelyeket később multipotens mezenchimális stromasejteknek neveztek.
• 1978: Hematopoietikus őssejteket találnak a köldökzsinórvérben.
• 1981: Martin Evans, Matthew Kaufman és egymástól függetlenül Gail R. Martin tudósok az embrioblasztból (a blasztociszta belső sejttömegéből) származtatják az egér embrionális sejtjeit. Az "embrionális őssejt" kifejezés bevezetése Gail Martin nevéhez fűződik.
• 1988: Elian Gluckman végrehajtotta az első sikeres köldökzsinórvér HSC-transzplantációt egy Fanconi-vérszegénységben szenvedő betegen. E. Gluckman bebizonyította, hogy a köldökzsinórvér használata hatékony és biztonságos. Azóta a köldökzsinórvért széles körben használják a transzplantációban.
• 1992: Neurális őssejtek beszerzése in vitro. Protokollokat dolgoztak ki neuroszférák formájában történő termesztésükhöz.
• 1992: Az őssejtek első aláírásgyűjteménye. David Harris professzor első gyermekéből származó köldökzsinórvér őssejtjeit fagyasztja le. Ma David Harris a világ legnagyobb köldökzsinórvér-őssejtbankjának igazgatója.
• 1987-1997: 10 évig 45 évesen egészségügyi központok Világszerte 143 köldökzsinórvér-transzplantációt hajtottak végre.
• 1997: Oroszországban elvégezték az első műtétet egy onkológiai betegen köldökzsinórvér őssejtek átültetésére.
• 1998: James Thomson és munkatársai a Wisconsin-Madison Egyetemen kifejlesztették az emberi ESC-k első vonalát.
• 1998: A világon az első autológ köldökzsinórvér-őssejtek transzplantációja egy neuroblasztómában (agytumorban) szenvedő lánynak. Az idei évben végrehajtott köldökzsinórvér-átültetések száma meghaladja a 600-at.
• 1999: magazin Tudomány az embrionális őssejtek felfedezését a biológia harmadik legfontosabb eseményének ismerte fel a DNS kettős hélix megfejtése és a Human Genome Project után.
• 2000: Számos cikk jelent meg az érett szervezetben található őssejtek plaszticitásáról, vagyis arról, hogy képesek-e differenciálódni különböző szövetek és szervek sejtkomponenseivé.
• 2003: Az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémia (PNAS USA) folyóirata közzétett egy jelentést, amely szerint 15 év folyékony nitrogénben való tárolás után a köldökzsinórvér őssejtek megőrzik biológiai tulajdonságaikat. Azóta az őssejtek kriogén tárolását "biológiai biztosításnak" tekintik. A bankokban tárolt őssejt világméretű gyűjteménye elérte a 72 000 mintát. 2003 szeptemberéig világszerte már 2592 köldökzsinórvér-őssejt-transzplantációt végeztek, ebből 1012-t felnőtt betegeknél.
• 1996 és 2004 között 392 autológ (saját) őssejt-transzplantációt végeztek.
• 2005: Az UC Irvine tudósai emberi idegi őssejteket fecskendeztek be gerincvelősérült patkányokba, és sikerült részben visszaállítaniuk a patkányok járási képességét.
• 2005: Azon betegségek listája, amelyekre az őssejt-transzplantációt sikeresen alkalmazzák, több tucatnyira nő. A hangsúly a rosszindulatú daganatok, a leukémia különböző formái és más vérbetegségek kezelésén áll. Sikeres őssejt-transzplantációról számolnak be szív- és érrendszeri és idegrendszeri betegségek miatt. Különféle kutatóközpontok kutatnak az őssejtek felhasználásával a szívinfarktus és a szívelégtelenség kezelésében. A sclerosis multiplex kezelésére nemzetközi protokollokat dolgoztak ki. Megközelítéseket keresnek a stroke, a Parkinson- és az Alzheimer-kór kezelésében.
• 2006. augusztus: A Cell magazin Kazutoshi Takahashi és Shinya Yamanaka tanulmányát teszi közzé a differenciált sejtek pluripotens állapotba való visszaállításának módjáról. Megkezdődik az indukált pluripotens őssejtek korszaka.
• 2007. január: A Wake Forest Egyetem (Észak-Karolina, USA) kutatói Dr. Anthony Atala, Harvard vezetésével egy új típusú őssejt felfedezéséről számoltak be. magzatvíz(magzatvíz). Ezek potenciálisan helyettesíthetik az ESC-ket a kutatásban és a terápiában.
• 2007. június: Három független kutatócsoport arról számolt be, hogy az érett egérbőrsejtek átprogramozhatók ESC-kké. Ugyanebben a hónapban a tudós, Shukhrat Mitalipov bejelentette, hogy terápiás klónozással létrehozta a főemlős őssejt-vonalat.
• 2007. november: a magazinban sejt Katsutoshi Takagashi és Shinya Yamanaka tanulmányát "Pluripotens őssejtek indukciója érett humán fibroblasztokból bizonyos tényezők hatására" és a folyóiratban publikálta. Tudomány megjelentette Jooning Yu "Indukált pluripotens őssejtek humán szomatikus sejtekből" című cikkét, amelyet James Thomson kutatócsoportjának más tudósaival közösen írt. Kimutatták, hogy szinte bármilyen érett emberi sejt indukálható és szártulajdonságokat adhat neki, így nincs szükség az embriók laboratóriumi megsemmisítésére, bár a Myc génhez és a retrovírus géntranszferhez kapcsolódó karcinogenezis kockázata még meghatározásra vár.
• 2008. január: Robert Lanza és munkatársai Fejlett Cell Technologyés a San Francisco-i Kaliforniai Egyetem elkészítette az első emberi ESC-ket anélkül, hogy elpusztította volna az embriót.
• 2008. január: A klónozott humán blasztocisztákat terápiás klónozással tenyésztik.
• 2008. február: egérmájból és gyomorból származó pluripotens őssejtek, ezek az indukált sejtek közelebb állnak az embrionális őssejtekhez, mint a korábban származó indukált őssejtek, és nem rákkeltőek. Ráadásul a pluripotens sejtek indukálásához szükséges géneket nem kell egy adott régióban elhelyezni, ami hozzájárul a sejt-átprogramozás nem vírusos technológiáinak kifejlesztéséhez.
• 2008. március: A Regenerative Sciences Institute orvosai által közzétett első tanulmány az emberi térd sikeres porcregenerációjáról autológ érett MSC-k segítségével.
• 2008. október: Zabine Konrad és kollégái Tübingenből (Németország) pluripotens őssejteket származtattak érett emberi here spermatogonális sejtjeiből tenyésztéssel in vitro FIL (a leukémia gátló (elnyomó) tényezője) hozzáadásával.
• 2008. október 30.: Emberi hajból származó embrionális őssejtek.
• 2009. március 1.: Andreas Nagy, Keisuke Kaji és munkatársai felfedezték azt a módot, amellyel embrionális őssejteket nyerhetnek normál érett sejtekből egy innovatív "csomagolási" technológia segítségével, amellyel meghatározott géneket juttatnak a sejtekbe az újraprogramozás érdekében a vírusokkal kapcsolatos kockázatok nélkül. A gének sejtbe helyezése elektroporációval történik.
• 2009. május 28.: Kim Gwangsu és munkatársai a Harvardon bejelentették, hogy kifejlesztettek egy módszert a bőrsejtek manipulálására, hogy indukált pluripotens őssejteket állítsanak elő betegspecifikus módon, azt állítva, hogy ez "a végső megoldás az őssejt-problémára".
• 2011: Inbar Friedrich Ben-Nun izraeli tudós egy tudóscsoportot vezetett, amely veszélyeztetett állatfajokból fejlesztette ki az első őssejteket. Ez áttörés, és ennek köszönhetően a kihalás által fenyegetett fajok megmenthetők.
• 2012: A szívinfarktus után három-hét nappal saját csontvelőjükből vett őssejtek befecskendezése biztonságos, de hatástalan kezelés, ezek az eredmények klinikai vizsgálat az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézete által támogatott. A hamburgi Kardiológiai Osztályon német szakemberek által végzett tanulmányok azonban azt mutatták pozitív eredményeket szívelégtelenség, de nem szívinfarktus kezelésében.

Tulajdonságok

Minden őssejtnek két alapvető tulajdonsága van:

• Önmegújulás, vagyis az osztódás utáni változatlan fenotípus fenntartásának képessége (differenciálódás nélkül).
• Potencia (differenciáló potenciál), vagy az utódnemzés képessége speciális sejttípusok formájában.

önmegújulás

Két mechanizmus létezik, amelyek fenntartják az őssejtek populációját a szervezetben:

1. Aszimmetrikus osztódás, amelyben ugyanaz a sejtpár keletkezik (egy őssejt és egy differenciált sejt).
2. Sztochasztikus osztódás: egy őssejt két speciálisabbra osztódik.

Differenciáló potenciál

Az őssejtek differenciáló képessége vagy ereje az a képesség, hogy bizonyos mennyiségű sejtet termelnek különböző típusok sejteket. Hatásosságuk szerint az őssejteket a következő csoportokra osztják:

• A totipotens (mindenpotens) őssejtek háromdimenziós összefüggő struktúrákká (szövetek, szervek, szervrendszerek, szervezet) szerveződő embrionális és extraembrionális szövetek sejtjeivé tudnak differenciálódni. Az ilyen sejtek teljes értékű, életképes szervezetet hozhatnak létre. Ezek közé tartozik a megtermékenyített tojás vagy zigóta. A zigótaosztódás első néhány ciklusa során keletkező sejtek a legtöbb fajban szintén totipotensek. Nem tartoznak azonban ide például a hengeres férgek, amelyek zigótája az első osztódáskor elveszíti totipotenciáját. Egyes szervezetekben a differenciált sejtek is totipotenssé válhatnak. Tehát a levágott növényrészből éppen ennek a tulajdonságának köszönhetően lehet új szervezetet termeszteni.
• A pluripotens őssejtek a totipotens őssejtek leszármazottai, és szinte minden szövetet és szervet létrehozhatnak, kivéve az extraembrionális szöveteket (például a méhlepényt). Ezekből az őssejtekből három csíraréteg fejlődik ki: ektoderma, mezoderma és endoderma.
• A multipotens őssejtek különböző szövetekből származó sejteket eredményeznek, de típusuk sokfélesége egy csíraréteg határaira korlátozódik.

• Az oligopotens sejtek csak bizonyos, tulajdonságaikban hasonló sejttípusokra tudnak differenciálódni. Ide tartoznak például a vérképzés folyamatában részt vevő limfoid és mieloid sorozat sejtjei.
• Az unipotens sejtek (elődsejtek, blastsejtek) éretlen sejtek, amelyek szigorúan véve már nem őssejtek, mivel csak egyféle sejtet képesek előállítani. Képesek többszörös önreplikációra, ami egy meghatározott típusú sejt hosszú távú forrásává teszi őket, és megkülönbözteti őket a nem őssejtektől. Az önreprodukciós képességük azonban bizonyos számú osztódásra korlátozódik, ami szintén megkülönbözteti őket a valódi őssejtektől. A progenitor sejtek közé tartozik például a váz- és izomszövetek kialakulásában részt vevő néhány myosatellocyta.

Osztályozás

Az őssejtek a beérkezésük forrásától függően három fő csoportra oszthatók: embrionális, magzati és születés utáni (felnőtt őssejtek).

Embrionális őssejtek

Az ESC-ket használó klinikai vizsgálatok speciális etikai felülvizsgálat tárgyát képezik. Sok országban az ESC-kutatást törvény korlátozza.

Az ESC-k egyik fő hátránya, hogy a transzplantáció során nem lehet autogén, azaz saját anyagot felhasználni, mivel az ESC-k embrióból történő izolálása nem egyeztethető össze annak további fejlődésével.

Magzati őssejtek

születés utáni őssejtek

Annak ellenére, hogy az érett szervezet őssejtjei az embrionális és magzati őssejtekhez képest kisebb potenciállal rendelkeznek, azaz kisebb számú különböző sejttípust képesek létrehozni, kutatásuk és felhasználásuk etikai vonatkozásai nem okoznak komoly vitát. . Ezenkívül az autogén anyag felhasználásának lehetősége biztosítja a kezelés hatékonyságát és biztonságát. A felnőtt őssejtek három fő csoportra oszthatók: hematopoetikus (hematopoetikus), multipotens mesenchymális (stromális) és szövetspecifikus progenitor sejtek. Néha a köldökzsinórvérsejteket külön csoportba különítik el, mivel az érett szervezet összes sejtje közül ezek a legkevésbé differenciálódnak, vagyis ezek rendelkeznek a legnagyobb hatékonysággal. A köldökzsinórvér elsősorban hematopoetikus őssejteket, valamint multipotens mezenchimális őssejteket tartalmaz, de más, egyedi őssejteket is tartalmaz, amelyek bizonyos körülmények között képesek különböző szervek és szövetek sejtjeivé differenciálódni.

hematopoietikus őssejtek

A köldökzsinórvér használata előtt a csontvelőt tekintették a HSC-k fő forrásának. Ezt a forrást ma is széles körben használják a transzplantációban. A HSC-k felnőtteknél a csontvelőben találhatók, beleértve a combcsontot, a bordákat, a szegycsont mobilizációját és más csontokat. A sejteket közvetlenül a combból lehet nyerni tűvel és fecskendővel, vagy a vérből citokinekkel végzett előkezelés után, beleértve a G-CSF-et (granulocita kolónia stimuláló faktor), amely elősegíti a sejtek felszabadulását a csontvelőből.

A HSC második legfontosabb és legígéretesebb forrása a köldökzsinórvér. A HSC koncentrációja a köldökzsinórvérben tízszer magasabb, mint a csontvelőben. Ezenkívül ennek a forrásnak számos előnye van. A legfontosabbak közülük:

• Kor. A köldökzsinórvért a szervezet életének nagyon korai szakaszában gyűjtik. A köldökzsinórvér HSC-k maximálisan aktívak, mivel nem érintették őket negatívan külső környezet(fertőző betegségek, egészségtelen táplálkozás stb.). A köldökzsinórvér HSC-k rövid időn belül nagy sejtpopulációt képesek létrehozni.
• Kompatibilitás. Az autológ anyag, azaz a saját köldökzsinórvér használata 100%-os kompatibilitást garantál. A testvérekkel való kompatibilitás legfeljebb 25%, általában a gyermek köldökzsinórvérét más közeli hozzátartozók kezelésére is fel lehet használni. Összehasonlításképpen, a megfelelő őssejt-donor megtalálásának valószínűsége 1:1 000 és 1:1 000 000 között van.

Multipotens mezenchimális stromasejtek

A multipotens mezenchimális stromasejtek (MMSC) olyan multipotens őssejtek, amelyek képesek oszteoblasztokká (csontszöveti sejtek), kondrocitákká (porcsejtek) és zsírsejtekké (zsírsejtek) differenciálódni.

Az embrionális őssejtek jellemzői

őssejtek és rák

Használata az orvostudományban

Oroszországban

Az Orosz Föderáció kormányának 2009. december 23-án kelt, 2063-r számú rendeletével az Orosz Föderáció Egészségügyi Fejlesztési Minisztériuma, Oroszország Ipari és Kereskedelmi Minisztériuma, valamint Oroszország Oktatási és Tudományos Minisztériuma utasították, hogy dolgozzanak ki és az Orosz Föderáció Állami Dumája elé terjeszti az orvosbiológiai technológiák orvosi gyakorlatban történő alkalmazásáról szóló törvénytervezetet, amely szabályozza orvosi alkalmazás az őssejteket, mint az orvosbiológiai technológiák egyikét. Mivel a törvényjavaslat felháborodást váltott ki a közvélemény és a tudósok körében, felülvizsgálatra küldték, és még nem fogadták el.

2010. július 1-jén a Szövetségi Egészségügyi és Szociális Fejlesztési Felügyeleti Szolgálat kiadta az első engedélyt az FS 2010/255 sz. (saját őssejtekkel történő kezelés) új orvosi technológia használatára.

2011. február 3-án a Szövetségi Egészségügyi és Szociális Fejlesztési Felügyeleti Szolgálat engedélyt adott ki az FS 2011/002 számú új orvosi technológia használatára (donor őssejtekkel történő kezelés a következő kórképek esetén: életkorral összefüggő bőrelváltozások). másod- vagy harmadfokú arc, bőrsebhibák jelenléte, trofikus fekély, alopecia kezelése, atrófiás bőrelváltozások, beleértve az atrófiás csíkokat (stria), égési sérülések, diabéteszes láb)

Ukrajnában

Napjainkban Ukrajnában engedélyezettek a klinikai vizsgálatok (az ukrán egészségügyi minisztérium 630. sz. „Az őssejtek klinikai vizsgálatainak elvégzéséről” szóló rendelete, 2007).

Azóta az emlékezetes nyári nap óta, 1909-ben, amikor Alekszandr Makszimov orosz hisztológus megalkotta az „őssejtek” kifejezést, sok vita dúl róluk. A tudósok minden évben felfedik titkaikat, ami új rejtélyekhez vezet.

Szóval őssejtek. Mi ez - csodaszer minden bajra vagy az orvostudomány legjobb elméinek legnagyobb tévedése? Állatkísérletek igazolják, hogy ezek a csodasejtek rosszindulatú daganatok, ízületi gyulladások, máj-, szív- és gyomorbetegségek kezelésére használhatók. Orenburg bővítette azon oroszországi városok listáját, ahol ilyen progresszív módszert alkalmaznak. Az őssejteket itt ízületek kezelésére használták. De vannak tudósok, akik a jelenlegi tudásszinten nagyon tartózkodóak az őssejtek felhasználásával kapcsolatban a szervezetre gyakorolt ​​hatásukról, és csak azoknak ajánlják kezelésüket, akiknek nincs más esélyük az életük megmentésére.

Őssejtek: mi az

Már a gyerekek is tudják, hogy egy élő szervezet, legyen az ember, állat vagy növény, a férfi és női csírasejtek fúziója után keletkezik. Ennek eredményeként zigóta képződik. Ez egy diploid szerkezet, amely teljes kromoszómakészlettel rendelkezik, és abszolút bármilyen sejtet eredményez. Egyszerűbben fogalmazva a zigóta egy egyedülálló természeti alkotás, amelyből a tudomány számára eddig felfoghatatlan módon minden élő testrész létrejön.

Nyilvánvaló, hogy ehhez a zigótának számos sejtszerkezetet kell kialakítania, hogy minden szerv számára elegendő legyen. Emlősökben a kialakulása után egy napon belül osztódni kezd. Az eredmény: 2 kis "zigóta lánya", 100%-ban azonosak "anya zigótájukkal". További másfél nap elteltével a "lányok" ismét ketté válnak, és már 4 ikreket alkotnak - "unokák". Az 5. nap végére körülbelül 30 sejt van az embrióban, az eredeti zigóta pontos másolatai, csak többszörösen kisebbek. Ezeket blastomereknek nevezik. Ebben a szakaszban a DNS és a fehérjék aktívan szintetizálódnak bennük, de a genom még nem vesz részt, és a sejtmagokban nem történik transzkripció, vagyis még éretlenek. Reméljük, hogy nagyon világosan elmagyaráztuk, mi is az őssejtek. Eltúlozva csak próbatételnek nevezhetjük őket, és senki sem tudja, mit fog belőle alkotni a természet, karokat, lábakat vagy szívet és májat. Az őssejtek nemcsak fejlődésük kezdeti szakaszában vannak jelen a szervezetekben, hanem akkor is, amikor minden szerv már teljesen kialakult, vagyis az élet végéig. Szükségesek a szövetek károsodás utáni helyreállításához, csak az idősebb emberekben körülbelül 50-szer kevesebb az őssejt, mint a fiatalokban. Mindegyiknek két tulajdonsága van - az önmegújulás képessége differenciálódás nélkül, és a képesség, hogy magasan specializált sejteket termeljenek.

Embrionális őssejtek, mi ez?

Ezek rövidítése ESC. Mint fentebb említettük, a zigótából képződnek, és az embrió sejttömegét alkotják életének legelső szakaszában. Mindegyik pluripotens, azaz bármely szerv sejtjévé alakulhat. Az ESC-k fontos megkülönböztető jellemzője, hogy még nem képesek a szöveti kompatibilitásért felelős antigéneket előállítani. Mindannyiunknak egyedi ilyen antigénkészlete van, ami ahhoz vezet, hogy annak a személynek az immunrendszere, akinek beadják, nem ismeri fel a donor őssejteket. Az ESC-k esetében ez a probléma minimális, ezért terápiás eljárásokban való alkalmazásukat javasolják, például ízületek őssejtekkel történő kezelésére. Az ESC-vel átültetett immunhiányos egerekben azonban rosszindulatú daganatok megjelenését figyelték meg. Tehát nincs pontos válasz arra, hogy mi történik az emberi test rendszereivel az ESC-k szerveibe való bejuttatása után. A második hátrány, hogy az embrió eltávolításuk után elpusztul, így nem lehet autogén anyagot nyerni, csak donoranyagot.

Magzati őssejtek, vagy FSC

Ezt az anyagot a magzat abortusz utáni részeiből nyerik, ha a magzat 12 hetesnél nem idősebb. Ekkor az eredeti őssejtek vagy blasztomerek már döntöttek jövőbeli sorsukról, és megkezdték a differenciálódást. Vagyis bizonyos számú osztályon már túljutottak. Második jellemzőjük, hogy az FSC-ből lehetetlen olyan sejteket előállítani, amelyekre szükségünk van, de csak egyet, például az idegrendszer szerveinek szöveteit, vagy a szív- és érrendszert, vagy a csontot és a porcot. Ez nagy előnyük, mert az orvosok már célirányosabban tudják használni, és csökkentik a szövődmények kockázatát. Ezeken az elveken alapul például az arthrosis őssejtekkel történő kezelése. Oroszországban ezt a módszert még mindig tesztelik, mivel az FGC-nek vannak hátrányai. Abban rejlik, hogy hepatitis, AIDS, mycoplasma és néhány más vírus már jelen lehet a magzat sejtjeiben. Ezért az ilyen anyagokat szükségszerűen költségesnek kell kitenni kiegészítő vizsgálatés speciális felszerelésekkel kapcsolatos képzés. Használatuk második problémája jogi kérdés, amelyben meg kell állapodni.

Szülés utáni őssejtek vagy PSC

A "postnatal" fogalma azt jelenti, hogy "születés után", vagyis az egyén egész életében. Úgy gondolják, hogy ebben a szakaszban nincsenek jó minőségű őssejtek, de még mindig vannak, és még az időseknél is csak alacsony a potenciál (potenciál). De nagy hatékonysággal és biztonsággal használhatók, mivel a PSC-k autogének, nem donorok. Ezt alapul véve Orenburgban és más hasonló terápiát gyakorló klinikákon kezdtünk. Abból áll, hogy a páciens saját őssejtjeit szúrással veszik ki, azokat a laboratóriumban speciális eszközökben aktiválják, a szükséges mennyiségre növesztik és visszajuttatják a tulajdonoshoz. Testében az őssejtek a sérült szervbe kerülnek, ahol megkezdik a helyreállítási folyamatot.

A módszernek két problémája van:

1. Soha nem lehet biztosan tudni, hogy az immunrendszer elutasítja vagy elfogadja natív őssejtjeit.

2. Senki sem tudja pontosan, hogy pontosan mi történik a természetes környezetükből (csontvelőből) vett őssejtekkel, és hogyan változnak a laboratóriumi tenyésztés során.

Ezen okok miatt azok a tudósok, akik egy olyan városban, mint Orenburg, arthrosisos betegek PSC-transzplantációjával kapcsolatos kísérleteket végeztek, még nem adtak 100%-os garanciát. Véleményük szerint az őssejtek fantasztikus áttörést jelentenek az orvostudományban, de még nem teljesen ismertek.

A születés utáni sejtek típusai

Megtudtuk, hogy az ESC-k mind univerzálisak, vagyis bármivé válhatnak. Az FSC-k specifikusabbak, de felhasználhatók különböző szervek létrehozására egész rendszerekben, például az idegrendszerben. A PSK-k pedig a legkisebb szabadalmaztathatósággal rendelkeznek, vagyis maximálisan differenciáltak. Köztük a következők:

Hematopoietikus vagy HSC;

Multipotens mezenchimális stromális vagy MMSC;

szövetspecifikus;

Minden limfocita, eritrocita, vérlemezke és egyéb vérsejt a HSC-ből származik.

A szövetspecifikus progenitor (előző) őssejtek szerepe a különböző okok miatt elhalt szervszövetek közönséges sejtjeinek pótlásában. Megkülönböztető jellemzőjük az osztódások szigorúan rögzített száma, ami miatt nem mindig nevezik valódi őssejteknek.

Az ízületek nem műtéti kezelésének lehetőségei

Megállapítást nyert, hogy az MMSC-k további osztódások eredményeként oszteoblasztokká, chondrocytákká és zsírsejtekké válnak. Az ortopéd traumatológusok az oroszországi Orenburg városát dicsőítették ilyen irányú kutatásokkal. MMSC őssejtekkel kezelték az arthrosist olyan betegeknél, akik már nem tudtak járni, olyan súlyos károsodások voltak az ízületeikben. Ezeknek a betegeknek a zsírszövetéből őssejteket vettek, majd az anyagot steril körülmények között speciális táptalajba helyezték, ahol két hétig a kívánt sejttípust tenyésztették. Mielőtt a kapott gyógyszert bevezették volna a betegekbe, alaposan megvizsgálták a különféle kórokozók jelenlétét. Jelenleg mindazok, akik ilyen kezelésen estek át, elégedettek, és az arthrosis jelei jelentősen csökkentek. De ahogy az orvosok mondják, a végső következtetések még messze vannak, hiszen további vizsgálatokat kell végezni, és látni kell, hogy két év múlva mi lesz a vizsgált betegeknél. Eddig az Orenburg által végzett munka csak az első sikeres orosz kísérletnek tekinthető. Az őssejtek arthrosis, ízületi gyulladás, hemarthrosis és más betegségek (ha a pozitív eredmények megerősítést nyernek) képesek lesznek "kezelni" anélkül, hogy drága és rosszul akklimatizálódó endoprotéziseket telepítenének az emberek számára, ami megmenti a betegeket a bonyolult és nehéz műveletektől. Az MMSC-k használatának másik iránya a miocitákká történő differenciálásuk az izomszövetek helyreállítása céljából.

köldökzsinórvér

A statisztikák szerint a világ lakosságának több mint fele valamilyen mértékben érintett az ízületi arthrosisban. Az MMSC őssejtek talán több ezer embernek adják majd a fájdalommentes könnyű mozgás boldogságát, sokan közülük visszatérnek a munkaképességhez. Ezeket az MMSC-ket nemcsak csontból és zsírszövetből nyerik, hanem köldökzsinórvérből is. Kerítése a baba születése és a köldökzsinór megkötése után készül. Az eredmény körülbelül 80 ml anyag. Különösen magas terápiás hatást ad a transzplantáció, amely köldökzsinórvért és csontvelőt egyaránt tartalmaz. Az arthrosis mellett az orvosok szerint ez a vér több mint 70 betegségre, köztük a rákra is használható. A kutatók nagy reményeket fűznek ahhoz, hogy a köldökzsinórvér segítségével hatékony segítséget nyújtsanak más módszerekkel gyógyíthatatlan betegségekben, például leukémiában, szarkómában és agyrákban szenvedő gyermekeknél. Jelenleg tanulmányok folynak arról, hogyan viselkednek a köldökzsinórvér-őssejtek, amikor skizofréniában, agybénulásban, Parkinson- és Alzheimer-kórban szenvedő betegekbe fecskendezik be őket. Ezt az anyagot vérbankokban gyűjtik össze és tárolják. Nyilvánosak és magánjellegűek.

növényi őssejtek

Minden növénynek, mivel többsejtű rendszerről van szó, őssejtek is vannak, amelyek a kalluszban, palántákban, rügyekben, fiatal hajtásokban koncentrálódnak. A kutatást ginzenggel, edelweisszel, rózsával, gardéniával és más növényekkel végezték. De a legpozitívabb eredményeket a vörös vagy az amuri szőlő őssejtjei mutatták. Az Orosz Tudományos Akadémia távol-keleti részlegében rájöttek, hogy segítenek a hepatitis gyógyításában, a krími tudósok pedig azt találták, hogy a növényi, különösen a szőlő őssejtjei felhasználhatók a rák kezelésére. Nagy érdeklődésre tarthat számot a resveratrol anyag, amely eredetileg a francia vörösborban, majd később a szőlő őssejtjeiben is megtalálható. Kiemelt asszisztens a bőr és a test fiatalságáért folytatott küzdelemben. Ezt a felfedezést használták fel a Libriderm öregedésgátló krém alkotói. A szőlőből nyert őssejtek nemcsak kisimítják a ráncokat és eltávolítják a bőr petyhüdtségét, hanem tökéletesen hidratálják, puhává, puhává és védetté teszik azt. A "Libriderm"-et kipróbáló nők a következő előnyöket emelik ki tőle:

Finom textúra;

Könnyen felvihető a testre;

Nem okoz allergiás reakciókat;

Szinte egész nap hidratálja a bőrt;

Eltávolítja az irritációt.

Nem tetszett nekik a krém magas ára és az egy hónap alatti észrevehető megfiatalodás hiánya.

Csináld magad őssejt gyógyszer

Úgy gondolják, hogy a növényekből vett őssejtek sokkal kevésbé veszélyesek, mint az emberekből vagy állatokból vettek, mivel kevesebb genetikai információt hordoznak, és nincs olyan erős, és ami a legfontosabb, kiszámíthatatlan hatásuk. Azonban, különösen injekciós beadás esetén, nemkívánatos következményekkel járhatnak. De külső használatra, a Moszkvai Állami Egyetem alkalmazottja szerint. Lomonoszov E. Rodimina, csak a jó. Még receptet is kínál arra, hogyan készítsünk otthon egy krémet, amelyben az őssejtek végzik el az arcbőr állapotának javítását.

A rügyek és a fiatal szőlőhajtások nyersanyagként szolgálhatnak, de a legjobb, ha szőlőbokrok dugványait vágják le, és növesztik a kalluszukat. Ehhez az ágakat egy-két napra vízbe helyezzük, majd eltávolítjuk, vízzel megnedvesített rongyokba csomagoljuk (használhat nedves újságot), majd műanyag zacskóba helyezzük, és meleg helyre tesszük. A megjelenő kalluszt el kell választani, szárítani és őrölni. Ezután öntsön egy halom (100 g) vodkát egy csúszda nélküli kanálba (étkező), és hagyja 7 napig. A szőlő rügyeit és hajtásait egy edénybe kell helyezni, és vodkát is kell önteni. Adja hozzá a kapott infúziót egy kész, nem zsíros krémhez, például aloe verához, és alaposan keverje össze. A gyógyszert beveheti, néhány cseppet hozzáadva teákhoz, gyümölcslevekhez.

Ezek éretlen (differenciálatlan) struktúrák. Az érési folyamatban lévő őssejtekből különböző szövetek érettebb sejtjei képződhetnek. Ez attól függ, hogy milyen biológiailag aktív vegyületek (növekedési faktorok) hatnak rájuk, valamint számos más szerv és szövet jelenléte.

Az őssejtek ezen tulajdonságai lehetővé tették a gyógyászatban való felhasználásukat. Leggyakrabban a transzplantációban használják őket.

őssejt tulajdonságai

Tekintettel arra, hogy az őssejtek differenciálatlan struktúrák, számos specifikus tulajdonsággal rendelkeznek, amelyek közé tartozik:

• A polipotencia ezeknek a sejteknek a fő tulajdonsága, amelynek köszönhetően széles körben használják őket gyakorlati orvoslás. Ez a tulajdonság lehetővé teszi, hogy az őssejtek szinte bármilyen szövetté differenciálódjanak, környezetüktől függően.
• Korlátlan szaporodás – az őssejtek képesek a mesterséges táptalajokon érés nélkül osztódni. Ez lehetővé teszi számuk mesterséges növelését a laboratóriumban.
• Hosszú élettartam - a sejtek hosszú ideig megőrzik életképességüket.

Az őssejtek mindezen tulajdonságai lehetővé teszik, hogy aktívan felhasználják őket a transzplantáció során az átültetendő szövetek kinyerésére.

Az őssejtek típusai

Attól függően, hogy honnan vették az őssejteket, valamint érettségük fokától függően, többféle típus létezik:

• Embrionális sejtek- az embrió embrioblasztjából még az embrió méhnyálkahártyába történő beültetése előtt kerülnek ki. Ezek a legkevésbé érettek, így az emberi test bármely szövetét létrehozhatják.
• Magzati sejtek- a magzat testében vannak, orvosi okokból végzett abortusz után vagy köldökzsinórvérből nyerik. Alacsonyabb a hatásuk, ezért előfordulhat, hogy nem különböznek minden szövetben.
• születés utáni sejtek- ezek a struktúrák a születés után az emberi szervezetben vannak. Lokalizációjuktól függően megkülönböztetünk hematopoietikus (vérsejteket képződő), stromális (a kötőszövet prekurzorai) és szövetspecifikus (legkisebb hatású, az emberi test szinte minden szövetében megtalálható) sejteket.

A transzplantáció során különböző típusú őssejtek használhatók, attól függően, hogy milyen szövetet vagy szervet kell átültetni.

Az őssejtek fő alkalmazási területei

Az őssejtek felhasználásának fő célja az orvostudomány különböző területein a sérült szövetek pótlása (transzplantáció), amely több területet foglal magában:

• Mátrix-indukált chondrogenesis az ízületi felület porc helyreállítására
• A retina megszerzése ("növesztése") beültetés céljából a szemészetben
• Ideg helyreállítása
• Érátültetés
• A bronchopulmonáris rendszer struktúráinak megszerzése speciális mátrixon utólagos beültetéssel

Ígéretesek a vesék "nőtt" részeinek és a húgyúti rendszer egyéb szerveinek, valamint az endokrin mirigyek átültetésének irányai.

Minden típusú orvosi program lefoglalható

A Booking Health egy nemzetközi internetes portál, ahol információkat találhat a világ vezető klinikáiról, és online foglalhat orvosi programot. Az átgondolt felépítésnek és az információk hozzáférhető megjelenítésének köszönhetően az oldalt több ezer ember használhatja orvosi végzettség nélkül. A portál az orvostudomány minden fontosabb területéről mutat be programokat. Először is ezek diagnosztikai programok, vagy ellenőrzés. Ez is egy teljes körű kezelési program, a konzervatív terápiától a speciális sebészeti beavatkozásokig. A rehabilitációs programok megszilárdítják a kezelés eredményeit, vagy önállóan alkalmazzák őket. A Booking Health internetes portál lehetővé teszi a szakorvosok képzettségének, a kezelési módszereknek és az orvosi ellátás költségeinek összehasonlítását a különböző klinikákon. A páciens önállóan vagy a Booking Health orvosával folytatott ingyenes konzultációt követően választja ki a számára legmegfelelőbb lehetőséget.

Az őssejtek olyan differenciálatlan sejtek, amelyek az emberi szervezetben „stratégiai tartalékként” jelen vannak az élet bármely szakaszában. Jellemzőjük a korlátlan osztódási képességük és az a képességük, hogy bármilyen speciális emberi sejtet létrehoznak.

Jelenlétüknek köszönhetően a test összes szervének és szövetének fokozatos sejtmegújulása, valamint a szervek és szövetek károsodás utáni helyreállítása történik.

Felfedezés és kutatás története

Alekszandr Anisimov orosz tudós volt az első, aki bizonyította az őssejtek létezését. Még 1909-ben történt. Gyakorlati alkalmazásuk sokkal később, 1950 körül keltette fel a tudósok érdeklődését. Csak 1970-ben ültettek át őssejteket először leukémiás betegekbe, és ezt a kezelési módszert kezdték el alkalmazni az egész világon.

Körülbelül ettől az időtől fogva az őssejtek kutatását külön iránynak jelölték ki, külön laboratóriumok, sőt egész kutatóintézetek kezdtek megjelenni, amelyek progenitorsejtekkel történő kezelési módszereket fejlesztettek ki. 2003-ban jelent meg az első orosz biotechnológiai cég Humán Stem Cell Institute néven, amely ma a legnagyobb őssejtminták tárháza, és saját innovatív technológiáit is népszerűsíti a piacon. gyógyszereketés high-tech szolgáltatások.

Az orvostudomány fejlődésének jelenlegi szakaszában a tudósoknak sikerült petesejtet nyerniük egy őssejtből, amely a jövőben lehetővé teszi a meddő párok számára, hogy saját gyermekeik szülessenek.

Videó: Sikeres biotechnológia

Hol találhatók a progenitor sejtek?

Az őssejtek az emberi test szinte minden részében megtalálhatók. Szükségszerűen jelen vannak a test bármely szövetében. Felnőtteknél maximális mennyiségüket a vörös csontvelő tartalmazza, valamivel kevesebbet a perifériás vér, a zsírszövet és a bőr.

Minél fiatalabb egy szervezet, minél többet tartalmaz, annál aktívabbak ezek a sejtek az osztódási sebesség szempontjából, és annál szélesebb a speciális sejtek köre, amelyeket az egyes progenitorsejtek szülhetnek.

Honnan szerzik az anyagot

• Embrionális.

A kutatók számára a legízletesebbek az embrionális őssejtek, hiszen minél kevesebbet élt a szervezet, annál képlékenyebbek és biológiailag aktívabbak az őssejtek.

De ha a kutatóknak nem jelent problémát állati sejtek beszerzése, akkor minden emberi embrióval végzett kísérletet etikátlannak ismernek el.

Ez annak ellenére is így van, hogy a statisztikák szerint körülbelül minden második terhesség modern világ abortusszal végződik.

• Köldökzsinórvérből.

Az erkölcs és a jogalkotási döntések tekintetében számos országban elérhetők a köldökzsinórvér őssejtek, maga a köldökzsinór és a méhlepény.

Jelenleg a köldökzsinórvérből izolált teljes őssejt-bankokat hoznak létre, amelyek aztán számos betegség és testi sérülés következményeinek kezelésére használhatók. Kereskedelmi alapon számos magánbank ajánl a szülőknek névleges „letétet” gyermekük után. Az egyik érv a köldökzsinórvér begyűjtése és lefagyasztása ellen az így beszerezhető korlátozott mennyiség.

Úgy gondolják, hogy csak egy bizonyos életkorig és testtömegig (legfeljebb 50 kg) gyermek elegendő a vérképzés helyreállításához a saját kiolvasztott őssejtjei kemoterápia vagy sugárkezelése után.

De nem mindig szükséges ilyen nagy mennyiségű szövet helyreállítása. Például ugyanazon porc helyreállítására térdízület az elmentett celláknak csak egy kis része elegendő.

Ugyanez vonatkozik a sérült hasnyálmirigy vagy máj sejtjeinek helyreállítására is. És mivel a köldökzsinórvér egy részéből származó őssejteket lefagyasztás előtt több kriocsőre osztják, az anyag egy kis részét mindig fel lehet majd használni.

• Őssejtek kinyerése felnőtttől.

Nem mindenkinek volt szerencséje a köldökzsinórvérből származó őssejtek "sürgősségi ellátásához" a szüleitől. Ezért ebben a szakaszban olyan módszereket fejlesztenek ki, amelyek segítségével ezeket a felnőttektől meg lehet szerezni.

A fő szövetek, amelyek forrásként szolgálhatnak:

• zsírszövet (például zsírleszívás során);
• perifériás vér, amelyet vénából lehet venni);
• vörös csontvelő.

A különböző forrásokból nyert felnőtt őssejtekben eltérések lehetnek a sejtek sokoldalúságának elvesztése miatt. Például a vér és a vörös csontvelő sejtek túlnyomórészt vérsejteket termelhetnek. Hematopoietikusnak nevezik őket.

A zsírszövetből származó őssejtek pedig sokkal könnyebben differenciálódnak (regenerálódnak) a test szerveinek és szöveteinek speciális sejtjeivé (porcok, csontok, izmok stb.). Mesenchymálisnak nevezik őket.

A tudósok előtt álló feladat mértékétől függően eltérő számú ilyen sejtre lehet szükségük. Most például olyan módszereket fejlesztenek ki, amelyekből vizeletből származó fogat növesztenek. Nincs belőlük ott olyan sok.

De tekintettel arra, hogy egy fogat csak egyszer kell növeszteni, és az élettartama jelentős, akkor kevés őssejt kell hozzá.

Videó: Pokrovsky Stem Cell Bank

Bankok biológiai anyagok tárolására

A minták tárolására speciális bankokat hoznak létre. Az anyag tárolási céljától függően állami tulajdonban lehetnek. Regisztrátor bankoknak is nevezik őket. A regisztrátorok névtelen donoroktól származó őssejteket tárolnak, és saját belátásuk szerint bármely egészségügyi vagy kutatóintézetnek átadhatják az anyagot.

Vannak olyan kereskedelmi bankok is, amelyek pénzt keresnek meghatározott adományozóktól származó minták tárolásával. Csak a tulajdonosaik használhatják őket saját maguk vagy közeli hozzátartozóik kezelésére.

Ha a minták iránti keresletről beszélünk, akkor a statisztikák a következők:

• minden ezredik minta keresett a regisztrátor bankokban;
• a magánbankokban tárolt anyagokat még ritkábban használják fel.

A névleges mintát azonban érdemes magánbankban tartani. Ennek több oka is van:

• A donorminták pénzbe kerülnek, néha sokba, és a minta megvásárlásához és szállításához szükséges összegbe kívánt klinika, gyakran többszöröse, mint a saját minta több évtizedes tárolásának költsége;
• névleges minta használható vérrokonok kezelésére;
• Feltételezhető, hogy a jövőben sokkal gyakrabban fog helyreállítani a szerveket, szöveteket őssejtek felhasználásával, mint korunkban, ezért az irántuk való kereslet csak nőni fog.

Alkalmazás az orvostudományban

Valójában az egyetlen már tanulmányozott felhasználási irány a csontvelő-transzplantáció, mint a leukémia és limfómák kezelésének egyik szakasza. A szervek és szövetek őssejtek felhasználásával történő rekonstrukciójával foglalkozó tanulmányok egy része már eljutott az emberi kísérletek stádiumába, de tömeges bevezetésről az orvosi gyakorlatba még nincs szó.

Az őssejtekből új szövetek kinyeréséhez általában a következő manipulációkat kell végrehajtani:

• anyaggyűjtés;
• őssejtek izolálása;
• őssejtek termesztése tápanyaghordozókon;
• az őssejtek speciális sejtekké történő átalakulásának feltételeinek megteremtése;
• az őssejtekből származó sejtek rosszindulatú átalakulásának lehetőségével kapcsolatos kockázatok csökkentése;
• átültetés.

A kísérlethez vett szövetekből az őssejteket speciális eszközökkel, úgynevezett szeparátorokkal izolálják. Vannak még különféle technikákőssejt-ülepedés, de hatékonyságukat nagyban meghatározza a személyzet képzettsége, tapasztalata, valamint fennáll a minta bakteriális vagy gombás fertőzésének veszélye is.

A kapott őssejteket speciálisan elkészített táptalajba helyezzük, amely az újszülött borjak nyirok- vagy vérszérumát tartalmazza. Tápanyagon sokszor osztódnak, számuk több ezerszeresére nő. A szervezetbe való bejuttatás előtt a tudósok egy bizonyos irányba irányítják differenciálódását, például idegsejteket, máj- vagy hasnyálmirigysejteket, porcos lemezt stb.

Ebben a szakaszban fennáll annak a veszélye, hogy daganattá degenerálódnak. Ennek megakadályozására speciális technikákat fejlesztenek ki, amelyek csökkentik a sejtek rákos degenerációjának valószínűségét.

A sejtek szervezetbe juttatásának módszerei:

• sejtek bejuttatása a szövetekbe közvetlenül arra a helyre, ahol sérülés történt, vagy a szövetek kóros folyamat (betegség) következtében károsodtak: őssejtek bejuttatása az agy vérzéses területére vagy a károsodás helyére Perifériás idegek;
• sejtek bejuttatása a véráramba: így injektálják az őssejteket a leukémia kezelésében.

Előnyei és hátrányai az őssejtek fiatalításhoz használatának

A tanulmányozást és a médiában való felhasználást egyre gyakrabban emlegetik a halhatatlanság vagy legalábbis a hosszú élet elérésének módjaként. Már a távoli 70-es években őssejteket alkalmaztak fiatalító szerként az SZKP Politikai Hivatalának idős tagjainak.

Most, hogy számos magán biotechnológiai kutatóközpont alakult ki, egyes kutatók elkezdtek öregedésgátló injekciókat végezni magától a pácienstől vett őssejtekből.

Egy ilyen eljárás meglehetősen drága, de senki sem tudja garantálni az eredményt. Megállapodáskor a kliensnek tisztában kell lennie azzal, hogy kísérletben vesz részt, mivel használatuk sok vonatkozását még nem tanulmányozták.

Videó: Mire képesek az őssejtek

A leggyakoribb eljárások típusai:

• az őssejtek bejuttatása a dermisbe (az eljárás némileg a biorevitalizációra emlékeztet);
• bőrhibák pótlása, szövetek térfogatának növelése (ez inkább töltőanyagok használata).

A második esetben a páciens saját zsírszövetét és őssejtjeit használják fel, stabilizált hialuronsavval keverve. Állatkísérletek kimutatták, hogy egy ilyen koktél lehetővé teszi, hogy nagyobb mennyiségű zsírszövet gyökerezzen, és hosszú ideig fenntartsa a térfogatát.

Az első kísérleteket olyan embereken végezték, akiknél ezzel a módszerrel eltávolították a ráncokat, és megnőtt az emlőmirigyük. Azonban még mindig nem áll rendelkezésre elegendő adat ahhoz, hogy egyetlen orvos is megismételje ezt a tapasztalatot páciensén, garantált eredményt biztosítva számára.