Obnovitvena terapija prihodnosti. človeške matične celice

"Stebelna celica. Možnosti in priložnosti za njihovo praktično uporabo"

Uvod

Matične celice so hierarhija posebnih celic živih organizmov, od katerih se vsaka lahko naknadno spremeni (diferencira) na poseben način (to je, da se specializira in se naprej razvija kot normalna celica). Matične celice se lahko delijo asimetrično, zaradi česar pri delitvi nastane celica, podobna materi (samoreprodukcija), in nova celica, ki se lahko diferencira.

Najpomembnejša lastnost matične celice je, da so genetske informacije, vsebovane v njenem jedru, tako rekoč na "ničelni točki" reference. Dejstvo je, da so vse nespolne celice živih organizmov (somatske celice) diferencirane, torej opravljajo nekatere specializirane funkcije: celice kostnega tkiva tvorijo okostje, krvne celice so odgovorne za imuniteto in prenašajo kisik, živčne celice izvajajo električni tok. impulz. In matična celica še ni "vklopila" mehanizmov, ki določajo njeno specializacijo. Na "ničelni točki" njegov genom še ni "zagnal" nobenega programa in, kar je najpomembneje, ni začel izvajati programa razmnoževanja.

1. In c potem str in jaz c stebelna celica

Koncept "matičnih celic" se je prvič pojavil v Rusiji v začetku prejšnjega stoletja. Prvo domnevo o obstoju matičnih celic so postavili ruski znanstveniki. Potem je veliki ruski histolog A.A. Maksimov, ki je preučeval proces hematopoeze, je prišel do zaključka o njihovem obstoju. V veliki meri je določil smer razvoja svetovne znanosti na področju celične biologije. Njegova dela so postala svetovna znanstvena klasika in do danes ostajajo eno najpogosteje citiranih del domačih raziskovalcev.

Izraz "matična celica" A.A. Maksimov je že leta 1908 predlagal razlago mehanizma hitre samoobnavljanja krvnih celic. Z novo teorijo hematopoeze je govoril v Berlinu na kongresu hematologov. Prav to leto lahko upravičeno štejemo za začetek zgodovine razvoja raziskav izvornih celic.

Vsak dan v krvi umre več milijard celic, ki jih nadomestijo nove populacije eritrocitov, levkocitov in limfocitov. A.A. Maksimov je prvi uganil, da je obnova krvnih celic posebna tehnologija, ki se razlikuje od preprostih celičnih delitev. Če bi se krvne celice samoobnovile s preprosto delitvijo celic, bi to zahtevalo velikanski kostni mozeg.

Prvi poskusi o praktični uporabi matičnih celic so se začeli v zgodnjih petdesetih letih prejšnjega stoletja. Takrat se je izkazalo, da je s pomočjo presaditve kostnega mozga (glavnega vira izvornih celic) mogoče rešiti živali, ki so prejele smrtonosno dozo radioaktivnega obsevanja.

Skoraj 20 let je trajalo, da je presaditev kostnega mozga vstopila v arzenal praktične medicine. Šele v poznih šestdesetih letih prejšnjega stoletja so bili pridobljeni prepričljivi podatki o možnosti uporabe presaditve kostnega mozga pri zdravljenju akutne levkemije.

Na začetku stoletja so znanstveniki že sumili, da so v številnih tkivih celice, ki prispevajo k regeneraciji (obnovi) teh tkiv in aktivirajo delitev običajnih celic.

Sovjetska znanstvenika Alexander Friedenstein in Iosif Chertkov sta postavila temelje znanosti o matičnih celicah kostnega mozga in dokazala, da se tam nahaja nekakšen depo izjemnih celic. Potem je postalo znano, da del matičnih celic migrira v kri, so tudi v različnih tkivih, zlasti v koži in maščobi.

1970 - Prve presaditve avtolognih (vaših) matičnih celic. Obstajajo dokazi, da so v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja v nekdanji Sovjetski zvezi starejšim članom Politbiroja CPSU dajali "cepiva za mlade" in jim 2-3 krat letno injicirali pripravke iz matičnih celic.

1988 - Matične celice so bile prvič uporabljene za presaditev: deček, ki je bil podvržen operaciji, je še vedno živ in zdrav.

1992 - Prva nominalna zbirka izvornih celic. Profesor David Harris je "za vsak slučaj" zamrznil matične celice popkovnične krvi svojega prvorojenca. Danes je David Harries direktor največje svetovne banke izvornih celic iz popkovnične krvi.

1996 - Med letoma 1996 in 2004 je bilo opravljenih 392 avtolognih presaditev matičnih celic. Tako je bila leta 1996 pretežno opravljena presaditev kostnega mozga.

1996 - Dokazano je, da sevanje uniči rakave celice, ubije pa tudi matične celice, ki so bile pravkar presajene iz kostnega mozga darovalca.

1997 - V zadnjih 10 letih je bilo v 45 zdravstvenih centrih po svetu opravljenih 143 presaditev popkovnične krvi. V Rusiji so izvedli prvo operacijo pri onkološkem bolniku za presaditev matičnih celic iz popkovnične krvi dojenčkov.

1998 - Prva na svetu presaditev "imenovanih" matičnih celic iz popkovnične krvi deklici z nevroblastomom (možganski tumor). Biološko zavarovanje je delovalo - otroka so rešili. Skupno število opravljenih presaditev popkovnične krvi presega 600.

Istega leta sta ameriška znanstvenika James Thomson in John Becker uspela izolirati človeške embrionalne matične celice in pridobiti njihove prve linije.

Leta 1998 so znanstveniki našli način za gojenje matičnih celic v hranilnem mediju.

1999 - Revija "Science" je odkritje embrionalnih matičnih celic prepoznala kot tretji najpomembnejši dogodek v biologiji po dekodiranju dvojne vijačnice DNK in programu "Človeški genom".

Leta 1999 je med Sankt Peterburgsko državno medicinsko univerzo poimenovano po akademiku I.P. Pavlova in Evropski inštitut za podporo in razvoj transplantologije sta podpisala sporazum, po katerem na univerzi nastaja oddelek za presaditev kostnega mozga, ki izpolnjuje vse mednarodne zahteve. Poslovalnica je bila odprta junija 2000. Glavni cilj je izvesti presaditev hematopoetskih matičnih celic, tudi tistih od nepovezanih darovalcev.

2000 - V svetu je bilo opravljenih 1200 presaditev matičnih celic popkovnične krvi, od tega je dvesto sorodnih. Šestletnega otroka s Fanconijevo anemijo so ozdravili s pomočjo matičnih celic iz popkovnične krvi njegovega novorojenega brata. V tej zgodbi je zanimivo, da se je drugi otrok rodil po umetni oploditvi (IVF). Med pridobljenimi zarodki je bil izbran eden, ki je bil najbolj kompatibilen s prejemnikom in ni vseboval znakov bolezni.

Istega leta je bila dokazana sposobnost odraslih hematopoetskih in stromalnih celic človeškega kostnega mozga, da se diferencirajo v kardiomiocite in gladke mišične celice, ki se uporablja v regenerativni kardiologiji.

2003 - Journal of the National Academy of Sciences of the United States (PNAS USA) je objavil poročilo, da po 15 letih shranjevanja v tekočem dušiku matične celice popkovnične krvi v celoti ohranijo svoje biološke lastnosti. Od tega trenutka se je kriogeno shranjevanje matičnih celic začelo obravnavati kot "biološko zavarovanje". Svetovna zbirka izvornih celic, shranjenih v kozarcih, je dosegla 72.000 vzorcev. Od septembra 2003 je bilo v svetu opravljenih že 2592 presaditev matičnih celic iz popkovnične krvi, od tega 1012 za odrasle bolnike.

V izdaji časopisa The Lancet 4. januarja 2003 je objavljeno dve poročili o rezultatih injiciranja avtolognih (lastnih) matičnih celic kostnega mozga pri bolnikih s hudo angino pektoris ali miokardnim infarktom. Vir gojenih mononuklearnih celic je bil kostni mozeg, vzet iz bolnikovega grebena iliake. Nekaj ​​mesecev pozneje so opazili izrazito izboljšanje perfuzije miokarda in delovanja levega prekata.

2004 - Skupna svetovna zbirka izvornih celic iz popkovnične krvi se približa 400.000 vzorcem. V svetu je bilo opravljenih približno 5000 presaditev popkovnične krvi. Za primerjavo, število presaditev kostnega mozga v istem obdobju je bilo približno 85.000.

2005 - Seznam bolezni, pri zdravljenju katerih je mogoče uspešno uporabiti presaditev matičnih celic, sega nekaj deset. Glavna pozornost je namenjena zdravljenju malignih novotvorb, različnih oblik levkemije in drugih krvnih bolezni. Obstajajo poročila o uspešni presaditvi matičnih celic pri boleznih srčno-žilnega in živčnega sistema. Razviti so bili mednarodni protokoli za zdravljenje multiple skleroze. Večcentrične študije se izvajajo pri zdravljenju miokardnega infarkta in srčnega popuščanja. Iščejo se pristopi k zdravljenju možganske kapi, Parkinsonove bolezni in Alzheimerjeve bolezni.

Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino za leto 2007 so prejeli trije znanstveniki: Američana Mario Capecchi in Oliver Smithies ter Britanec Martin Evans. Nagrado so prejeli za svoje dosežke pri gensko usmerjeni mutagenezi pri miših z uporabo embrionalnih matičnih celic. Glede na sporočilo za javnost nagrajenega inštituta Karolinska (Švedska) so Capecchi, Evans in Smithies naredili nekaj prelomnih odkritij, ki so privedla do razvoja selektivnih tehnik utišanja enega gena, ki se lahko uporabljajo za zdravljenje raka, sladkorne bolezni, bolezni srca in ožilja ter nevrodegenerativne bolezni.

2. Koncept c stebelna celica

Matične celice lahko povzročijo nastanek vseh telesnih celic – kože, živcev in krvnih celic. Sprva so verjeli, da takšnih celic v odraslem organizmu ni in da obstajajo le v zelo zgodnjem obdobju embrionalnega razvoja. Vendar pa je v 70-ih letih A.Ya. Friedenstein in drugi so odkrili matične celice v mezenhimu (stromi) »odraslega« kostnega mozga, kasneje so jih poimenovali stromalne celice.

V našem telesu je zelo malo izvornih celic: v zarodku - 1 celica na 10 tisoč, pri osebi, stari 60-80 let - 1 celica na 5-8 milijonov.

Hkrati so se pojavila dela, ki so dokazovala prisotnost matičnih celic v skoraj vseh organih odraslih živali in ljudi. V zvezi s tem je običajno, da se matične celice delijo na embrionalne matične celice (izolirane iz zarodkov v fazi blastociste, zelo zgodnja faza razvoja, ko še ni tkiv ali zarastkov organov) in regionalne matične celice (izolirane iz organov odraslih ali iz organov poznejših zarodkov) stadij), ki ohranjajo lastnosti embrionalnih celic, kar dokazujejo embrionalni proteinski markerji, ki jih najdemo v njih.

Matične celice lahko izoliramo in gojimo v tkivni kulturi. V tem primeru nastanejo sferični celični asociati: kopičenja embrionalnih celic se imenujejo embrionalna telesa, nevronske pa nevrosfere.

Sposobnost proizvajanja različnih vrst celic (pluripotenca) naredi matične celice najpomembnejšo rezervo za obnovitev v telesu, ki se uporablja za nadomestitev okvar, ki nastanejo zaradi določenih okoliščin.

Biologe je še posebej presenetila prisotnost matičnih celic v osrednjem živčnem sistemu. Kot je znano, živčne celice same izgubijo sposobnost razmnoževanja že v najzgodnejši fazi nevronske diferenciacije (faza nevroblasta). In matične celice se kot odgovor na različne poškodbe živčnega tkiva začnejo deliti, čemur sledi diferenciacija v živčne in glialne celice. Izolirane nevronske matične celice se lahko spremenijo tudi v druge derivate.

Matične celice je mogoče odkriti s posebnimi metodami. Dejstvo je, da se v "nativnih" matičnih celicah in njihovih derivatih sintetizirajo specifični proteini, ki jih zaznamo z imunohistokemičnimi tehnikami. Za vsak protein dobimo protitelesa, ki so označena s fluorescentnim barvilom. Ta reagent zazna beljakovine, prisotne v matičnih celicah na različnih stopnjah razvoja. Tako nevralne matične celice vsebujejo protein nestin, kot je prikazano na sliki 2. Ko vstopijo na pot specializacije, se v njih pojavi nova beljakovina vimentin. Če se celice razvijajo v nevronski smeri, se sintetizirajo ustrezni označevalni proteini - nevrofilament, b3-tubulin, enolaza in drugi. Ko se celice specializirajo kot pomožni, glialni, se pojavijo drugi markerji, na primer glialni fibrilarni kisli protein, protein S-100 in drugi.

Citoplazma, ki vsebuje nestin, fluorescira v zeleni, jedrski material fluorescira v modri barvi.

Koren hierarhije matičnih celic je totipotentna zigota. Prvih nekaj delitev zigote ohrani totipotenco, in če se izgubi celovitost zarodka, lahko to privede do pojava monozigotnih dvojčkov. Veje hierarhije vključujejo pluripotentne (omnipotentne) in multipotentne (blastne) matične celice. Listi (končni elementi) hierarhije so zrele unipotentne celice telesnih tkiv.

Niše matičnih celic so mesta v tkivu, kjer se matične celice nenehno odlagajo in se delijo po potrebi za nadaljnjo diferenciacijo.

Matične celice se množijo z delitvijo kot vse druge celice. Razlika med matičnimi celicami je v tem, da se lahko delijo neomejeno, medtem ko imajo zrele celice običajno omejeno število ciklov delitve.

Ko matične celice dozorijo, gredo skozi več stopenj. Posledično ima telo številne populacije matičnih celic različnih stopenj zrelosti. V normalnem stanju je bolj zrela celica, manjša je verjetnost, da se bo razvila v drugo vrsto celice. Vendar je to mogoče zahvaljujoč fenomenu celične transdiferenciacije.

DNK v vseh celicah enega organizma (razen spola), vključno z matičnimi celicami, je enaka. Celice različnih organov in tkiv, kot so kostne in živčne celice, se razlikujejo le po tem, kateri geni so vklopljeni in kateri izklopljeni, torej po uravnavanju izražanja genov, na primer z metilacijo DNK. Pravzaprav je bila z spoznanjem obstoja zrelih in nezrelih celic odkrita nova raven nadzora celic. To pomeni, da je genom vseh celic enak, vendar je način delovanja, v katerem se nahaja, drugačen.

V različnih organih in tkivih odraslega organizma so delno zrele matične celice, ki so pripravljene hitro dozoreti in se spremeniti v celice želenega tipa. Imenujejo se blastne celice. Na primer, delno zrele možganske celice so nevroblasti, kosti so osteoblasti itd. Diferenciacijo lahko sprožijo tako notranji kot zunanji vzroki. Vsaka celica reagira na zunanje dražljaje, vključno s posebnimi signali citokinov. Na primer, obstaja signal (snov), ki služi kot znak prenatrpanosti. Če je celic veliko, potem ta signal zavira delitev. Kot odgovor na signale lahko celica uravnava izražanje genov.

Vloga matičnih celic postane jasna ob upoštevanju razvoja človeškega telesa, prikazanega na sliki 3. Ta razvoj se začne z oploditvijo jajčeca in tvorbo zigote, ki nastane celoten organizem. Oplojeno jajčece je totipotentno – ima neomejen potencial v smislu, da samo zadostuje za nastanek in razvoj normalnega ploda v ustreznih pogojih. V prvih urah po oploditvi se deli s tvorbo identičnih totipotentnih celic in katera koli od njih, ki je implantirana v maternico ženske, lahko povzroči razvoj ploda. Približno štiri dni po oploditvi, ko je minilo več ciklov celične delitve, se začnejo totipotentne celice specializirati s tvorbo sferične strukture, imenovane blastocista. Blastocista ima zunanjo plast in notranjo votlino, kjer se tvori notranja celična masa. Iz zunanje plasti se razvijejo posteljica in druge podporne strukture, potrebne za nastanek ploda, iz notranje celične mase pa se razvijejo skoraj vsi organi in tkiva samega ploda. Celice notranje celične mase so pluripotentne - njihova prisotnost je nujen, a ne zadosten pogoj za nastanek ploda. Če so implantirani v maternico ženske, potem nosečnosti ne bo prišlo.

Pluripotentne celice se dodatno specializirajo, da tvorijo matične celice, ki povzročajo še bolj specializirane celice s specifičnimi funkcijami. Tako se iz hematopoetskih (hematopoetskih) matičnih celic razvijejo eritrociti, levkociti in trombociti, iz matičnih celic kože pa različne vrste celic tega tkiva. Matične celice naj bi bile pluripotentne. Pluripotentne matične celice niso prisotne le v zarodku, ampak tudi v telesu novorojenčka in odraslega. Tako so hematopoetske matične celice, ki se nahajajo predvsem v kostnem mozgu, pa tudi v majhni količini, ki krožijo v krvi, odgovorne za nenehno tvorbo novih krvnih celic, ki nadomestijo uničene, in ta proces se nadaljuje vse življenje.

3. Embrionalne matične celice

Embrionalne matične celice (ESC) nastanejo iz notranje celične mase v zgodnji fazi embrionalnega razvoja – blastociste. Človeški zarodek doseže stopnjo blastociste v fazi 4-5 dni po oploditvi, človeška blastocista je sestavljena iz 50-150 celic.

Embrionalne matične celice so pluripotentne. To pomeni, da se lahko diferencirajo v vse tri primarne zarodne plasti: ektodermo, endodermo in mezodermo. Na ta način nastane več kot 220 vrst celic. Lastnost pluripotentnosti razlikuje embrionalne matične celice od pluripotentnih celic, ki lahko povzročijo le omejeno število tipov celic. V odsotnosti spodbud za diferenciacijo in vitro lahko embrionalne matične celice ohranijo pluripotenco skozi številne celične delitve. Prisotnost pluripotentnih celic v odraslem organizmu ostaja predmet znanstvene razprave, čeprav so študije pokazale, da je mogoče tvoriti pluripotentne celice iz fibroblastov odraslega človeka.

Zaradi plastičnosti in potencialno neomejenega potenciala za samoobnovo imajo embrionalne matične celice možnosti za uporabo v regenerativni medicini in nadomeščanju poškodovanih tkiv. Vendar trenutno ni medicinske uporabe za embrionalne matične celice. Matične celice odraslih in matične celice hrbtenjače se uporabljajo za zdravljenje različnih bolezni. Nekatere bolezni krvi in ​​imunskega sistema (vključno z genetskimi) je mogoče pozdraviti s takšnimi neembrionalnimi matičnimi celicami. Razvijajo se terapije z matičnimi celicami za bolezni, kot so rak, juvenilna sladkorna bolezen, Parkinsonov sindrom, slepota in bolezni hrbtenjače.

S presaditvijo hematopoetskih matičnih celic so povezani tako etični kot tehnični izzivi. Te težave so med drugim povezane s histokompatibilnostjo. Takšne težave je mogoče rešiti z uporabo lastnih matičnih celic ali s terapevtskim kloniranjem.

Totipotenca - sposobnost tvorbe katere koli od približno 350 vrst celic v telesu (pri sesalcih).

Homing je sposobnost matičnih celic, ko jih vnesemo v telo, da najdejo območje poškodbe in se tam fiksirajo, pri čemer opravljajo izgubljeno funkcijo.

Dejavniki, ki določajo edinstvenost matičnih celic, se ne nahajajo v jedru, temveč v citoplazmi. To je presežek mRNA vseh 3 tisoč genov, ki so odgovorni za zgodnji razvoj zarodka.

Trenutno so človeške pluripotentne celične linije pridobljene iz dveh virov z uporabo metod, ki so bile razvite na živalskih modelih:

a) Pluripotentne celice so izolirane neposredno iz notranje celične mase človeškega zarodka v fazi blastociste. Sam fetalni material je bil pridobljen v velikih količinah za klinične in ne raziskovalne namene za oploditev in vitro, pri čemer so vsakič prosili za dovoljenje za njegovo uporabo oba darovalca. Celice notranje celične mase smo gojili in dobili pluripotentno celično linijo.

b) Druga skupina raziskovalcev je izolirala pluripotentne celice iz fetalnega tkiva. Dovoljenje za to sta dala oba zakonca, potem ko sta se sama odločila za prekinitev nosečnosti. Celice so bile izbrane iz območja ploda, ki naj bi se razvil v jajčnike ali moda.

Čeprav so bile pluripotentne celice v obeh primerih iz različnih virov, so bile nastale celične linije enake.

Drug način za pridobitev pluripotentnih celic je lahko metoda, ki temelji na prenosu jedra somatske celice v enukleirano (brez jedra) jajčece. Ustrezni poskusi so bili že izvedeni na živalih. Samo jajce z novim jedrom in njegovi neposredni "potomci" se lahko pod ustreznimi pogoji razvijejo v polnopraven organizem, torej so titopotentni. Tvorijo blastocisto, ki služi kot vir pluripotentnih celic.

Izolirane človeške pluripotentne celice so zelo dragocen material za raziskovalce in klinike. Poskusi z njihovo uporabo lahko pomagajo razumeti najkompleksnejše procese razvoja človeškega telesa, predvsem pa, kaj točno vpliva na odločitev celice, da preide iz stopnje rasti in delitve v stopnjo diferenciacije. Znano je, da je pri tem ključ "vklop" in "izklop" določenih genov, vendar malo vemo o samih genih in o tem, kateri dogodki so pred njihovim preklopom. Ko bomo razumeli normalno delovanje celice, bomo lahko razumeli, kakšne napake pri njenem delu vodijo do usodnih posledic za telo.

Izolacija človeških pluripotentnih celic odpira nove priložnosti za raziskovalce, ki se ukvarjajo z iskanjem novih zdravil in njihovim testiranjem. V ta namen se že uporabljajo različne celične linije (na primer rakave celične linije), pluripotentna celična kultura pa omogoča testiranje na več tipih celic hkrati. To ne nadomešča testiranja na ravni celotnega organizma, vendar močno olajša iskanje novih zdravil.

Ena najbolj impresivnih aplikacij človeških pluripotentnih celic je v tako imenovani "celični terapiji". Številne človeške bolezni nastanejo zaradi okvare celic ali celotnih organov, danes pa se za odpravo okvare v takih primerih uporablja metoda presaditve. Žal je pogosto poškodba večkratna, vseh prizadetih organov pa ni mogoče zamenjati. Pluripotentne celice, stimulirane k diferenciaciji s tvorbo strogo specializiranih celic, lahko služijo kot obnovljiv vir nepoškodovanih celic, ki nadomestijo okvarjene celice, ki so propadle. To odpira široke možnosti za zdravljenje najrazličnejših človeških bolezni, tudi tako resnih, kot so Parkinsonova bolezen, Alzheimerjeva bolezen, bolezni srca in ožilja, revmatoidni artritis, sladkorna bolezen in druge.

Kljub obljubi opisanega pristopa bo trajalo veliko časa, preden ga bo mogoče uporabiti v kliniki. Najprej je treba ugotoviti, kateri dogodki so pred prehodom celice v človeškem telesu v stopnjo diferenciacije; le tako bomo lahko namensko spreminjali potek dogodkov, da bi iz pluripotentnih celic pridobili točno tiste, ki so potrebni za presaditev. Drugič, pred vnosom kultiviranih celic v človeško telo je treba rešiti problem imunološke zavrnitve. Ker je malo verjetno, da bodo pluripotentne celice, vzete iz blastociste ali fetalnega tkiva, enake tistim prejemnika, se je treba naučiti, kako jih spremeniti, da zmanjšamo to razliko ali ustvarimo banko tkiv.

V nekaterih primerih je problem nezdružljivosti mogoče rešiti z metodo prenosa jedra somatskih celic. Recimo, da bolnik trpi zaradi progresivnega srčnega popuščanja. Če mu vzamemo katero koli somatsko celico in vnesemo njeno jedro v enukleirano prejemno jajčece, dobimo himerno jajčece, v katerem je skoraj ves genetski material enak pacientovemu. Iz njega lahko dobite blastocisto, nato pa z izbiro celic notranje celične mase - pluripotentne celice. Slednje lahko stimuliramo, da proizvedejo srčne mišične celice, ki so genetsko identične bolnikovim normalnim celicam, in jih vsadimo v pacienta, ne da bi ga bilo treba podvrniti hudi imunosupresivni terapiji.

Še bolj impresivna uporaba človeških izvornih celic je genska terapija ex vivo. V tem primeru je mogoče v pacientovo telo infundirati ne navadne matične celice, temveč gensko spremenjene, ki nadomestijo okvarjene celice ali nadomestijo pomanjkanje produkta gena, ki je vključen v genom infundiranih celic. Matične celice lahko pridobimo od samega pacienta ali od kompatibilnih darovalcev. Vendar je treba opozoriti, da ex vivo genska terapija z uporabo človeških izvornih celic dela šele prve korake. Veliko bolj realistična je uporaba modificiranih embrionalnih matičnih celic za ustvarjanje transgenih živali. Ustrezni poskusi se že pogosto izvajajo na miših. Najprej se embrionalne matične celice pridobijo iz notranje celične mase mišje blastociste. So gensko spremenjeni (transformirani) z uporabo vektorja, ki nosi želeni gen (transgen), kultivirani in izbrani na tak ali drugačen način. Populacijo transficiranih celic ponovno gojimo in vnesemo v blastociste, ki se nato vsadijo v maternico "nadomestne" matere. S križanjem živali, ki nosijo transgen v mišjih zarodnih celicah, dobimo transgensko mišjo linijo. V genom matične celice je mogoče ne le vstaviti uporaben gen, ki kodira nek izdelek, ki je potreben za telo, ampak tudi onemogočiti ("izbiti") gen, ki kodira, na primer, nekakšen toksin. Transgene miši z motnjami v določenem genu se pogosto uporabljajo kot model za preučevanje človeških bolezni na molekularni ravni.

4. Odrasle matične celice

Pluripotentne matične celice so prisotne v nekaterih tkivih odraslega organizma. Služijo kot vir celic različnih tkiv, ki so naravno v neurejenem stanju. Te celice ne najdemo v vseh vrstah tkiv, vendar je treba opozoriti, da se raziskave na tem področju šele začenjajo. Tako je do nedavnega veljalo, da se živčne celice ne obnavljajo, v zadnjih letih pa so matične celice živčnega tkiva izolirali iz živčnega tkiva odraslih miši in podgan. Ustrezne študije pri ljudeh so iz znanih razlogov težke, vendar so bile takšne celice najdene v ustreznem fetalnem tkivu, poleg tega pa so v možganih bolnika z epilepsijo odkrili celice, podobne nevralnim matičnim celicam, ki so jih del odstranili med operacija.

Prišlo je do novega in zelo pomembnega zaključka: embrionalne celice z visokim potencialom za razvoj so ohranjene tudi v odraslem organizmu. Poleg tega predstavljajo najpomembnejši člen v verigi reparativnih procesov, o čemer prej niso sumili. Tako v embrionalnih celicah, opisanih v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja v jetrih odrasle miši, ni bilo predvideno, da imajo tako velik potencial za razvoj in aktivno sodelujejo pri reparaciji.

Med delitvijo celic iz matičnih celic nastanejo matične in hčerinske celice. Materini se uporabljajo za samovzdrževanje populacije, hčerinske pa gredo bodisi ven v kambialno celico bodisi neposredno v diferenciacijo. Matična celica ohrani lastnosti zgodnjih embrionalnih celic – pluripotenco, kambialna celica pa to sposobnost izgubi in proizvaja le regionalne strukture.

Tako je bil narejen velik korak naprej pri preučevanju procesov okrevanja. Vendar je treba še veliko narediti, da bi razumeli subtilne mehanizme obnašanja matičnih celic in našli priložnost za uporabo tega znanja v klinični praksi.

Do nedavnega je bilo malo dokazov, da lahko pluripotentne matične celice sesalcev, kot so hematopoetske matične celice, spremenijo svoj potek razvoja in povzročijo kožne celice, jetrne celice ali katere koli druge specializirane celice, razen krvnih celic. Vendar so poskusi, izvedeni v zadnjih letih na živalih, pokazali, da je še prezgodaj, da bi temu naredili konec. Ugotovljeno je bilo, da lahko nekatere živalske matične celice, ki so se prej štele za strogo specializirane, pod določenimi pogoji spremenijo svojo specializacijo. Na primer, matične celice mišjega živčnega tkiva, injicirane v kostni mozeg, so se lahko diferencirale v različne krvne celice, medtem ko se matične celice, ki jih najdemo v kostnem mozgu podgane, lahko diferencirajo v jetrne celice. Ti impresivni poskusi kažejo, da so pod določenimi pogoji matične celice bolj prilagodljive, kot se je prej mislilo.

Spodbuda za preučevanje človeških izvornih celic je, da so polne velikih priložnosti tako s čisto znanstvenega vidika kot z vidika njihove uporabe v celični terapiji. Najprej govorimo o prednostih, ki jih daje njihova uporaba pri presaditvi. Če bi bilo mogoče pridobiti matično celico od odraslega posameznika, spodbuditi njeno delitev in spremeniti njeno specializacijo, bi jo lahko vnesli v telo darovalca brez strahu pred zavrnitvijo. S takšnim pristopom bi lahko odpravili potrebo po uporabi človeških embrionalnih ali fetalnih matičnih celic, kar je praksa, ki je bila v javnosti nestrpna zaradi etičnih razlogov.

Kljub vsem obljubam pa se ta metoda sooča z resnimi težavami. Prvič, matične celice ne najdemo v vseh vrstah tkiv odraslih. Tako niso bile najdene matične celice srčne mišice in otočkov trebušne slinavke. Drugič, tudi če takšne celice najdemo, so prisotne v tkivih v zelo majhnih količinah in jih je težko izolirati in očistiti, s starostjo pa postanejo še manjše.

Da bi lahko odrasle matične celice uporabili za lastno zdravljenje, jih je treba najprej pridobiti od danega pacienta, nato pa kultivirati, da dosežejo dovolj visoko gostoto, ki je dovolj za terapijo. Vendar pa obstajajo primeri, ko bolezen preprosto ne daje časa za izvedbo vseh teh postopkov, poleg tega pa so, če je bolezen genetske narave, verjetno prizadete tudi matične celice. Obstajajo znaki, da se odrasle matične celice ne delijo tako hitro kot fetalne matične celice in da se zdi, da njihova DNK vsebuje več nenormalnosti.

Tudi uporaba "odraslih" matičnih celic za preučevanje zgodnjih stopenj celične specializacije se ne zdi preveč obetavna, saj so te celice že prišle daleč v eno smer. Poleg tega iz ene linije "odraslih" matičnih celic ni mogoče dobiti več kot 3-4 vrste tkiv. Preden lahko odgovorimo na vprašanje, kakšne matične celice potrebujete za obvladovanje te ali one nove bolezni, je nujno treba raziskati potencial "odraslih" matičnih celic in ga primerjati s potencialom pluripotentnih celic.

5. Analiza str gen oli v razl str enci str ovke

Sposobnost katere koli matične celice, da povzročijo različne tipe celic, jih naredi zelo priročen sistem za preučevanje molekularno genetskih dogodkov, ki določajo specifično diferenciacijo celic. Dejansko lahko z izolacijo čistih matičnih celic analiziramo funkcije genov, ki so odgovorni za zaporedne stopnje diferenciacije.

Izkazalo se je predvsem, da čas zaporedne aktivacije genov, ki nadzorujejo razvoj, sovpada tako pri postimplantacijskih zarodkih kot v kulturi embrioidnih teles. To pomeni, da so matične celice res dober eksperimentalni model za preučevanje molekularnih mehanizmov specializacije celic.

Analiza kultur matičnih celic z metodo molekularno genetskega mikromreža (microarray), ki ovrednoti število funkcionalno aktivnih genov, je pokazala, da se v enem klonu mezenhimskih matičnih celic sintetizira najmanj 1200 šablonskih RNA (mRNA). Različne matične celice vsebujejo podoben nabor predsintetiziranih mRNA (kopije številnih genov), obstajajo pa tudi specifične RNA. Hkrati je bilo ugotovljeno, da stromalne matične celice odraslega hematogenega (krvotvornega) tkiva vsebujejo skoraj celoten nabor mRNA, ki delujejo v zarodnih plasteh in v fazi organogeneze. Ugotovljene so bile tudi mRNA ključnih genov, ki uravnavajo zorenje celic vseh zarodnih plasti: mezenhimskega in mezodermnega izvora ter entoderme in ektoderme. Večina mRNA regulatornih genov je že prisotna v jajčecih in zarodnih celicah.

Posledično se v matičnih celicah kaže splošno načelo ontogeneze - delo genov z "naprednostjo", to je sinteza tistih mRNA, ki bodo potrebne na veliko kasnejših stopnjah razvoja.

6. Geni-go c ognjišče in p str drugačen problem str enci str ovs

Številni podatki, pridobljeni med preučevanjem matičnih celic, so omogočili izboljšanje organizacije ustreznih genskih mrež. Zlasti je mogoče identificirati načine interakcije med tako imenovanimi glavnimi geni in podrejenimi geni. Gospodarji so ključni geni, ki določajo posebnosti razvoja danega tkiva ali organa, sužnji so kaskade strukturnih genov (ki jih sprožijo master geni), ki zagotavljajo sintezo tkivno specifičnih beljakovin in s tem tvorbo določenega organa oz. tkivo.

Uporaba matičnih celic v razvojni biologiji je omogočila potrditev obstoja master genov, ki sprožajo genske kaskade, ki določajo specializacijo celotnih organov, zarodnih plasti in posameznih tipov celic. Ta univerzalni vzorec je lasten vsem živalim. Torej ima Drosophila gen brezočesnost (brezočost), ki določa razvoj očesa. Če je prisiljen delovati na nenavadnem mestu, se lahko pojavijo oči na trebuhu, na nogah, na krilu in na katerem koli drugem mestu, kot je prikazano na sliki 6. Podoben gen Pax6 imajo tudi sesalci. Vnese se v genom Drosophila, daje enak učinek kot gostiteljev lastni gen. Vse to priča o univerzalnosti učinka master genov.

Gen pdf-1 deluje kot sprožilec, ki začne razvoj trebušne slinavke; gen HOX-11 je odgovoren za razvoj vranice, gen Crypto je odgovoren za razvoj srca, mutacije v genu HOXD13 pa vodijo do polidaktilije zgornjih in spodnjih okončin pri človeku. Glavni geni so znani tudi po posameznih zarodnih plasteh. Tako mutacija gena casanova blokira razvoj celotne endoderme, medtem ko geni Brachiury in zeta-globin blokirajo razvoj mezoderme.

Končno se na podlagi signala ustreznih glavnih genov tvorijo specializirana tkiva in tipi celic. Na primer, gen Wn17 sproži zorenje alveolarnega epitelija. V našem laboratoriju so skupaj z laboratorijem V. Tarabykina (Univerza v Göttingenu) odkrili novo skupino nevrogenov, potrebnih za tvorbo nevronov v peti-šesti plasti možganske skorje.

Možno je, da imajo določeno regulativno vlogo pri diferenciaciji matičnih celic kratka ponavljajoča se zaporedja, mikro- ali minisatelit. Torej, O.V. Podgornaya je odkrila prisotnost beljakovin, katerih specifična vezava na tandemske ponovitve določa značilnosti tridimenzionalne organizacije kromatina. Kot je znano, je specifičnost delovanja genov odvisna od te organizacije. To pomeni, da lahko stanje sistema ponavljajočih se sekvenc (njihova premajhna replikacija, zmanjšanje ali hiperreplikacija) igra pomembno vlogo pri diferenciaciji matičnih celic.

Danes je očitno, da individualni razvoj uravnava hierarhično organiziran sistem genskih ansamblov (mrež). Matične celice pomagajo razumeti značilnosti takšne regulacije. V zvezi s tem je zelo zanimiva rekonstrukcija organskih struktur in vitro na podlagi matičnih celic. Tako so M. Tomooka in drugi pridobili strukture, podobne nevralni cevi iz matičnih živčnih celic; Podobne poskuse z disociiranimi hipokampalnimi celicami je na Inštitutu za možgane Ruske akademije medicinskih znanosti izvedel I.V. Viktorov. Prav tako se poskušajo celice gojiti v posebnih kolonah, da bi dobili organom podobne strukture in jih uporabili v kliniki. Takšne študije so zelo obetavne tako za reševanje temeljnih problemov kot za praktično uporabo v genski in celični terapiji.

7. Kambialne celice

Že dolgo je znano, da ima skoraj vsako tkivo v telesu zalogo tako imenovanih kambialnih celic, ki obnavljajo njegovo celično sestavo in se nenehno topijo zaradi funkcionalne preobremenitve ali bolezni. S tako veliko pozornostjo matičnim celicam ni čudno, da so kambialne celice pozabljene. Medtem so kambialne celice neposredni udeleženec v procesih okrevanja v tkivih. Jasen primer tega so celice rastnega sloja kože, ki obnavljajo nenehno porabljeno rezervo zrelih, ne delijo se več celic kože. Poleg tega se je pred odkritjem izvornih celic razpravljalo le o takšni metodi reparacije. V živčnem tkivu ni kambialnih celic, ki bi se lahko razmnoževale. Obstaja pa rezerva mladih celic - nevroblastov, ki zaradi svoje diferenciacije kompenzirajo različne okvare in s tem ohranjajo funkcionalno zmogljivost ustreznega dela možganov ali perifernega živčnega sistema.

Reševanje vprašanj razmerja med matičnimi in kambialnimi celicami ni le temeljnega, ampak tudi praktičnega pomena. Preučevanje matičnih celic v različnih eksperimentalnih pogojih bo nedvomno pomagalo najti odgovore in nam omogočilo, da v novi luči predstavimo subtilne mehanizme procesov okrevanja, ki se dogajajo v telesu. Takšno delo se je že začelo, zlasti na matičnih celicah epitelnega pokrova kože. Rezultati so protislovni in povzročajo razprave.

Pri tem je treba upoštevati, da je že v začetni fazi diferenciacije vključenih več programov z različnimi stopnjami učinkovitosti, usoda celic pa še ni nedvoumno odločena. Na primer, v razvijajočem se nevroblastu, ki se razlikuje v kateholaminergični smeri, se ne sintetizira samo mRNA za komponente kateholaminergičnega sistema, ampak tudi mRNA za komponente holinergičnega sistema. Če se na določeni točki razvoja kateholaminergična tarča, ki jo inervira dana celica, spremeni v holinergično, se bo prejšnja intenzivnejša sinteza "kateholaminergičnih" RNA začela upočasniti in prevladala bo sinteza "holinergičnih" RNA. . Posledično bo prišlo do neke vrste reprogramiranja celice na novo pot razvoja.

Matične celice, ki jih najdemo v bodeči plasti povrhnjice kože, katerih celice se ne delijo več in se aktivno specializirajo, so lahko le »migranti« iz žarišča matičnih celic. Takšne celice lahko srečamo v diferencialnem avtonomnem živčnem sistemu človeških zarodkov. Z drugimi besedami, situacija s "transformacijami" matičnih celic in njihovim odnosom do kambialnih celic še zdaleč ni tako preprosta, kot se zdi na prvi pogled.

Ideje o celični diferenciaciji z odkritjem matičnih celic se niso spremenile. Prvič, diferenciacija katere koli matične celice poteka v skladu z zakoni, oblikovanimi za diferenciacijo celic na splošno. To je vrednost matičnih celic kot vzorčnega sistema. Drugič, celice, vključno z matičnimi celicami, po začetku diferenciacije izgubijo sposobnost delitve, vsaj v končnih fazah. In končno, študija obnašanja matičnih celic ni omajala ideje o stabilnosti in nepovratnosti celične diferenciacije: nevron ne bo nikoli pridobljen iz fibrocita, plazemske celice ali parietalne celice želodca, in kožna celica ne bo nikoli nastala iz nevrona. Teza, da je matična celica sposobna različnih vrst transformacij, tega pravila nikakor ne krši, ampak le dokazuje multipotentnost, ki je značilna za zgodnje embrionalne celice. V fazi terminalne diferenciacije celica pridobi stabilno stanje in izgubi sposobnost delitve in podvržene različnim transformacijam.

8. Metode za pridobivanje matičnih celic

Glavne metode za pridobivanje izvornih celic v celični medicini so:

Izolacija in razmnoževanje človeških lastnih izvornih celic (avtologne matične celice);

Matične celice iz popkovnične krvi (placentarna kri);

Uporaba abortivnih materialov (fetalne matične celice).

Obetavno velja tudi za uporabo matičnih celic iz maščobnega tkiva.

Izolacijo in ohranjanje matičnih celic iz popkovnične krvi novorojenčka lahko obravnavamo kot obliko zdravstvenega zavarovanja ali zaščite. Ko jih pridobimo, lahko matične celice hranimo desetletja. Morda bodo potrebni v primeru hude bolezni.

Matične celice (z redkimi izjemami) bolezni ne »ozdravijo«. Njihova vloga je obnoviti kostni mozeg, kri in imunski sistem bolnika po kombiniranem zdravljenju osnovne bolezni. Največji uspeh smo dosegli pri zdravljenju malignih novotvorb, sistemskih imunskih motenj in nekaterih presnovnih bolezni z uporabo matičnih celic.

Regionalne matične celice lahko pridobimo tako iz zarodkov in plodov kot iz tkiv odraslega organizma (na primer kostnega mozga, periferne krvi). Tako trenutno glede na način pridobivanja ločimo 2 skupini matičnih celic:

1. alogenske matične celice (dobljene iz darovalca),

2. avtologne ali lastne matične celice.

9. Alogene matične celice

Presaditev fetalnih jetrnih celic je bila prvič izvedena leta 1961, do zdaj pa je na svetu dovolj izkušenj z njihovo uporabo.

Pluripotentne celice tvorijo dve populaciji. Prva je množica celic, ki se nahaja znotraj zarodka in kasneje tvori različne organe bodočega organizma; druga - bodoče zarodne celice - se najprej nahaja znotraj rumenjakovega vrečka, nato pa se preseli v genitalije, ki se tvorijo.

Kasneje se pluripotentne celice še naprej diferencirajo in se spremenijo v specializirane matične celice – multipotentne. Nekateri od njih lahko tvorijo različne krvne celice, drugi - nevrone in glialne celice živčnega sistema, tretji pa različne kožne celice. Vendar pa je uporaba materiala fetalnih celic lahko nevarna v smislu kontaminacije z različnimi povzročitelji okužb (virusne in mikrobne okužbe). Znano je tudi, da matične celice, pridobljene iz zarodkov in plodov, ko se vsadijo v telo, pogosto začnejo izražati lastne antigene histokompatibilnosti razreda 2 in jih nato uniči imunski sistem prejemnika.

10. Avtologne ali lastne matične celice

Zgodovina preučevanja regionalnih izvornih celic se je začela pred 40 leti. Ruski znanstveniki A.Ya. Friedenstein in I.L. Chertkov je opisal, da je kostni mozeg sestavljen iz dveh vrst matičnih celic. Ena populacija, imenovana hematopoetske matične celice, tvori vse vrste krvnih celic. Prav tako se lahko diferencirajo v celice možganov, jeter in krvnih žil. Druga populacija, imenovana stromalne (mezenhimske) matične celice kostnega mozga, je bila opisana nekaj let pozneje. V primerjavi s hematopoetskimi jih je v kostnem mozgu zelo malo in so bolj zapleteni dolgoživi sistemi, ki se zelo redko posodabljajo. Kot so pokazale nedavne študije, stromalne celice, poleg tega, da so v majhnih količinah v različnih organih in tkivih, pa tudi predhodniki krvnih celic, nenehno krožijo v krvnem obtoku.

Te celice se lahko diferencirajo v celice hrustanca, kosti, mišic, maščobnega tkiva, jetrnega tkiva in kože. Poleg tega ohranjajo sposobnost za takšne transformacije tudi pri gojenju kolonije iz ene stromalne celice.

V primeru hude poškodbe telo nima lastnih stromalnih celic. Pomagamo si lahko z vnosom stromalnih celic od zunaj. To pomeni, da je mogoče gojiti veliko število stromalnih celic, nato pa jih s pomočjo posebnih signalnih snovi usmeriti "po pravi poti" - obnoviti poškodovana tkiva.

Stromalne matične celice se pogosto uporabljajo za zdravljenje revmatoloških bolezni, v srčni kirurgiji in ortopediji, v estetski kirurgiji, nevrologiji, kardiologiji, diabetologiji, rekonstruktivni kirurgiji in regenerativni medicini.

Za razliko od embrionalnih stromalnih matičnih celic je lastna regenerativna rezerva telesa dokazana po naravi. Ni nevarnosti imunske zavrnitve lastnih stromalnih celic. Uporaba stromalnih celic je tudi z moralnega in etičnega vidika brezhibna.

11. T str en c dete str miniranje itd. str en c diffe str enci str ovka

V zvezi z nenavadno širokim potencialom matičnih celic nastane zmeda s konceptoma transdeterminacije in diferenciacije. Posledica tega je, da so terminološka pravila, sprejeta v histologiji in embriologiji, erodirana in pojavi se podlaga za brezplodne razprave in špekulacije.

Dejansko, če se transformacija matičnih celic v različnih smereh označi kot transformacija, bodo ideje o stabilnosti in nepovratnosti diferenciacije nerazumno uničene, kar vodi v nepredstavljivo zmedo. Pravzaprav ni nobenega razloga za rušitev obstoječih pogledov. Povsem očitno je, da celica, ki je izgubila sposobnost delitve in je stopila na določeno pot razvoja (na primer nevroblast), ne more povzročiti drugih derivatov. Reprogramiranja jedra ni tako enostavno doseči. Tudi njegova presaditev v drugo citoplazmo (zlasti pri pridobivanju heterokarionov ali v poskusih z jedrsko presaditvijo) ni vedno uspešna.

Registrirani primeri transformacije matičnih celic se nanašajo na drug dogodek, transformacijo. Ta proces je v eksperimentalni embriologiji že dolgo znan po zaslugi dela izjemnega švicarskega embriologa in genetika Ernsta Hadorna. "Preoblikovanje" glialne celice v nevron, opisano v številnih delih, je očitno razloženo s heterogenostjo populacije gliocitov, to je, da lahko nekateri od njih ohranijo lastnosti kambialnosti in včasih celo "stebelnosti". V tem primeru odkriti pojav ni presenetljiv. Pokazalo se je na primer, da celice tako imenovane radialne glije, ki v zgodnjih fazah ontogeneze služi kot substrat za migracijo diferencirajočih se živčnih celic, postanejo nevroni. Vendar se je pozneje izkazalo, da je pravzaprav populacija radialnih celic glije heterogena: nekatere celice vsebujejo nevronske markerje (kasneje postanejo živčne), nekatere pa vsebujejo glialne markerje (ti postanejo glialni). Z drugimi besedami, kljub dejstvu, da vse celice radialne glije sprva opravljajo isto časovno funkcijo, so že odločene, da se bodo razvijale v različnih smereh. To pomeni, da odkriti fenomen njihove preobrazbe ni preobrazba, temveč preobrazba.

12. Genetski c podporni mehanizem za iztočnice str zhania dete str mini str ovannogo c O c stoji

Eden najpomembnejših splošnih bioloških problemov, ki jih lahko matične celice rešijo, je genetski mehanizem za ohranjanje določenega stanja med delitvijo celic in njihovo sproščanje v diferenciacijo. E. Hadorn ga je resno zastavil v 50. letih prejšnjega stoletja, a doslej še ni rešen. Nedavno je bilo mogoče osvetliti molekularno genetske dogodke med prehodom celice iz določenega stanja v diferenciacijo. Naša rojakinja Natalya Tulina, ki dela v Združenih državah, je opozorila, da je za tak prehod zelo pomemben odnos matičnih celic s celicami - "nišami", na katere "mejijo". Tako v testisih Drosophila somatske celice "vozlišča", ki tvorijo nišo matičnih celic, vsebujejo protein UPD, ki posledično aktivira tako imenovano signalno kaskado Jak-STAT. Povečana sinteza UPD v celicah apikalne regije testisa vodi do rasti tako reproduktivnih kot matičnih celic testisa. Vzdrževanje obeh tipov celic zahteva vključevanje komponent signalne kaskade Jak-STAT, kinaze HOP in aktivatorja transkripcije STAT92E. Aktivacijo celotnega proteinskega kompleksa sproži UPD, ki ga nišne celice prenašajo na matične celice. Pretrganje povezave med njima povzroči začetek diferenciacije matičnih celic, prikazano na sliki 7. Kako univerzalen je ta mehanizem, bo treba še videti.

13. P str vprašanja genov in celic str apias

Zaradi pluri- in multipotentnosti matičnih celic so idealen material za transplantacijske metode celične in genske terapije. Poleg regionalnih matičnih celic, ki ob poškodbi tkiva ustreznega organa migrirajo na območje poškodbe, se delijo in diferencirajo ter na tem mestu tvorijo novo tkivo, je tudi "centralno skladišče rezervnih delov". – stromalne celice kostnega mozga. Te celice so univerzalne. Očitno s pretokom krvi vstopijo v poškodovan organ ali tkivo in tam pod vplivom različnih signalnih snovi namesto mrtvih proizvedejo potrebne celice.

Zlasti je bilo ugotovljeno, da vbrizgavanje stromalnih celic kostnega mozga v poskusne živali v območje poškodbe srčne mišice odpravlja pojav postinfarktnega srčnega popuščanja. In stromalne celice, injicirane prašičem s poskusnim srčnim infarktom, so se po osmih tednih popolnoma prerodile v celice srčne mišice in obnovile njeno delovanje. Rezultati takšnega zdravljenja infarkta so impresivni. Po podatkih American Heart Society se je leta 2000 pri podganah z umetno povzročenim infarktom 90 % stromalnih celic kostnega mozga, vnesenih v srčno regijo, spremenilo v celice srčne mišice.

Japonski biologi so v laboratorijskih pogojih pridobili celice srčne mišice iz stromalnih celic mišjega kostnega mozga. Kulturi stromalnih celic so dodali 5-azacitidin, ki so se začele transformirati v celice srčne mišice. Takšna celična terapija je zelo obetavna za okrevanje srčne mišice po srčnem napadu, saj uporablja lastne stromalne celice. Ne zavračajo se, poleg tega pa je z uvedbo odraslih matičnih celic izključena verjetnost njihove maligne transformacije.

Terapija s stromalnimi celicami se pogosto uporablja v ortopediji. To je posledica obstoja posebnih beljakovin, tako imenovanih BMP (kostni morfogenetski proteini), ki inducirajo diferenciacijo stromalnih celic v osteoblaste (celice kostnega tkiva). Klinična preskušanja v tej smeri so pokazala obetavne rezultate. Na primer, v Združenih državah Amerike so 91-letnemu bolniku z zlomom, ki se ni zacelil 13 let, vsadili posebno kolagensko ploščo z nanesenimi BMP. Stromalne celice, ki so vstopile v območje zloma, so bile »privlečene« na lamino in se pod vplivom HMP spremenile v osteoblaste. Osem mesecev po namestitvi takšne plošče je bila pacientu obnovljena zlomljena kost. Trenutno potekajo testi v ZDA in kmalu bodo v kliniki začeli uporabljati posebne porozne gobice, napolnjene s stromalnimi celicami in potrebnimi induktorji, ki usmerjajo razvoj celic po zahtevani poti.

Velik pomen pripisujemo matičnim celicam (zlasti stromalnim celicam) pri zdravljenju različnih nevrodegenerativnih in nevroloških bolezni - parkinsonizma, Alzheimerjeve bolezni, Huntingtonove koreje, cerebelarne ataksije, multiple skleroze. Skupina nevrologov iz ameriškega nacionalnega inštituta za nevrološke bolezni in univerze Stanford je ugotovila, da se stromalne matične celice kostnega mozga lahko razlikujejo v nevronski smeri. To pomeni, da se človeški kostni mozeg lahko uporablja kot vir izvornih celic za obnovo poškodovanih tkiv v možganih. V tem primeru očitno ni možen le nadomestni, temveč tudi trofični učinek presadka (ta domneva temelji na dejstvu, da se pozitiven učinek presadka pokaže po dveh tednih, nadomestni učinek pa je možen šele po tri mesece). Zato lahko bolnik postane sam darovalec, kar bo preprečilo reakcijo nezdružljivosti imunološkega tkiva.

Skupina ameriških znanstvenikov pod vodstvom E. Mizeyja je pokazala, da lahko matične celice, kjer koli so implantirane, dosežejo poškodovano območje, zlasti možgane, in tam zagotovijo procese okrevanja. Tako so po intravenskem dajanju stromalnih matičnih celic odraslim mišem na številnih področjih možganov (vključno z neokorteksom, hipokampusom, talamusom, možganskim deblom in malimi možgani) našli različne nevronske derivate. Vendar so literaturni podatki o tem problemu zelo protislovni. Če pa kulturi stromalnih matičnih celic dodamo retinojsko kislino, se v njih najdejo nevronski markerji. Kirurgi iz Harkova so uspešno uporabili takšne celične kulture za zdravljenje Parkinsonove bolezni z vnosom v striatno regijo.

Takšne celice so harkovski kirurgi uporabili za zdravljenje Parkinsonove bolezni.

Zelo obetavni so tudi poskusi uporabe matičnih celic popkovine in posteljice v kliniki. Na splošno je za uspešno presaditev matičnih celic, ne glede na področje uporabe, zelo pomembno, da se naučimo, kako ohraniti njihovo sposobnost preživetja. Lahko se poveča, če se v genom presajenih nevronov vnesejo geni nevronskih rastnih faktorjev, ki služijo kot zaščita pred apoptozo. Takšni poskusi se izvajajo v različnih laboratorijih v ZDA in Evropi.

Domači raziskovalci so dosegli velike uspehe tudi pri preučevanju in praktični uporabi matičnih celic. Strokovnjaki z Inštituta za porodništvo, ginekologijo in perinatologijo Ruske akademije medicinskih znanosti so izolirali regionalne nevronske matične celice in prvič pridobili njihovo podrobno imunohistokemično karakterizacijo, tudi na pretočnem fluorometru. Poskusi s presaditvijo človeških nevronskih matičnih celic v možgane podgan so pokazali njihovo presaditev, selitev na precej velike razdalje (nekaj milimetrov) in sposobnost diferenciacije, ki je bila v veliki meri odvisna od mikrookolja presadka. Na primer, ko človeške nevronske celice presadimo v področje malih možganov podgane, kjer se nahajajo Purkinjeve celice, se razvijejo v smeri tega posebnega tipa celic. To dokazuje sinteza v njih proteina kalbindina, specifičnega produkta Purkinjevih celic.

Zanimivo skupno delo so opravili sodelavci treh akademskih znanstvenih institucij – Inštituta za gensko biologijo, Inštituta za razvojno biologijo in Inštituta za molekularno biologijo. Pri presaditvi koščkov embrionalnega živčnega tkiva Drosophila v možgane podgane so opazili, da se okrog presadka ne tvori brazgotina. Ostajalo je ugotoviti, zakaj se to zgodi. S pomočjo dokaj subtilnih poskusov je bilo mogoče ugotoviti, da nastanek brazgotine preprečujejo proteini toplotnega šoka, ki se sintetizirajo v celicah Drosophila pri telesni temperaturi sesalcev. To pomeni, da dodatek ksenografta (tkiva Drosophila) v embrionalno živčno tkivo podgane reši alograft pred invazijo brazgotinskega tkiva. Tako je postala možna uporaba proteinov toplotnega šoka v celični in genski terapiji za različne bolezni.

Takšne študije bodo omogočile ustvarjanje gensko spremenjenih konstruktov za preoblikovanje matičnih celic, namenjenih presaditvi. Te strukture bodo pripomogle k boljšemu presaditvi presadka, povečanju njegove sposobnosti preživetja in specializaciji njegovih sestavnih celic.

Treba je primerjati in natančno analizirati rezultate presaditve matičnih celic v obliki celih ali disociiranih nevrosfer v celice ter razviti ustrezen protokol za klinično uporabo.

Ne moremo pa reči, da precej ugledni laboratoriji na tovrstna dela odgovarjajo zelo skeptično in opozarjajo, da je treba pridobljene podatke skrbno interpretirati. Predstavljena so dejstva, ki kažejo, da se matične celice po presaditvi ne diferencirajo, ampak se zlijejo s specializiranimi gostiteljskimi celicami, kar ustvarja videz lastne diferenciacije. Nekateri avtorji menijo, da so stromalne celice kostnega mozga sposobne preoblikovati le v hrustanec in kostne celice, in ko jih vbrizgamo v prejemnika, se usedejo tam, od koder so »prišle«, tj. v kostnem mozgu, zaradi česar so pod vprašajem možnosti za njihovo uporabo v celični terapiji. Očitno so potrebne dodatne resne raziskave, da se odgovori na zastavljena vprašanja in podane ugovore.

Zaključek

Eden od odkrilcev strukture DNK, James Watson, je ob komentiranju odkritja matičnih celic opozoril, da je naprava matične celice edinstvena, saj se lahko pod vplivom zunanjih navodil spremeni v zarodek ali v linijo specializirane somatske celice.

Pravzaprav so matične celice predniki vseh vrst celic v telesu brez izjeme. Sposobni so samoobnavljati in, kar je najpomembneje, v procesu delitve tvorijo specializirane celice različnih tkiv. Tako vse celice v našem telesu izvirajo iz matičnih celic.

Matične celice obnavljajo in nadomeščajo celice, izgubljene zaradi kakršnih koli poškodb v vseh organih in tkivih. Namenjeni so obnovi in ​​regeneraciji človeškega telesa od trenutka njegovega rojstva.

Znanost šele začenja izkoriščati potencial matičnih celic. Znanstveniki upajo, da bodo v bližnji prihodnosti iz njih ustvarili tkiva in cele organe, ki jih bolniki potrebujejo za presaditev, da bi nadomestili organe darovalca. Njihova prednost je, da jih je mogoče gojiti iz celic samega pacienta in ne bodo povzročile zavrnitve.

Potrebe medicine po takem materialu so praktično neomejene. Le 10-20 odstotkov ljudi ozdravi z uspešno presaditvijo organa. 70-80 odstotkov bolnikov umre brez zdravljenja na čakalni listi za operacijo.

Tako lahko matične celice v nekem smislu res postanejo "rezervni deli" našega telesa. Toda za to sploh ni potrebno gojiti umetnih zarodkov - matične celice najdemo v telesu katere koli odrasle osebe.

Lahko upamo, da zdaj človeških zarodkov ne bo treba uporabljati za pridobivanje pluripotentnih celic, kar odpravlja številne etične probleme, povezane s praktično uporabo embrionalnih matičnih celic.

V naslednjih 20 letih bo biologija razvozlala, kako je načrt strukture telesa zapakiran v eno celico. Zdaj delamo prve korake za premislek o naših bioloških zmogljivostih in rezervah.

Že danes se matične celice uspešno uporabljajo pri zdravljenju hudih dednih in pridobljenih bolezni, bolezni srca, endokrinega sistema, nevroloških bolezni, bolezni jeter, prebavil in pljuč, bolezni urogenitalnega in mišično-skeletnega sistema, kožnih bolezni.

Seznam virov

1. Korochkin L.I. Biologija individualnega razvoja: Učbenik. Dodatek - M., 2002. - 375 str.

2. Repin V.S. Embrionalne matične celice: temeljna biologija in medicina / V.S. Repin, A.A. Rzhaninova, D.A. Šamenkov. - M., 2002. - 247 str.

3. Repin V.S. Medicinska celična biologija / V.S. Repin, G.T. Sukhikh - M., 1998. - 280 str.

4. Glick B. Molekularna biotehnologija / B. Glick, J. Pasternak - M., 2001. - 255 str.

5. Belokoneva O.V. Mati vseh celic // Znanost in življenje. - 2001. - Št. 10. - Z. 6–7

6. Grinevič V.N. Živčne celice se obnavljajo // Znanost in življenje. - 2004. - Št. 4. - Z. 22–25

• 1908: Ruski histolog Aleksander Maksimov (1874-1928) je v široko uporabo uvedel izraz "matična celica" (Stammzelle). Opisal in z metodami svojega časa je dokazal hematopoetske matične celice, da je bil zanje uveden izraz.
• 1960: Joseph Altman in Gopal D. Das () sta zagotovila znanstvene dokaze za nevrogenezo pri odraslih, stalno aktivnost možganskih matičnih celic. Njihovi sklepi so bili v nasprotju z dogmo Ramona y Cajala, da se živčne celice ne rodijo v odraslem organizmu, in niso bile široko objavljene.
• 1963: Ernest McCulloch in James Till sta dokazala prisotnost samoobnavljajočih se celic v mišjem kostnem mozgu.
• 1968: dokazana možnost obnove hematopoeze pri prejemniku po presaditvi kostnega mozga. Presaditev kostnega mozga pri osemletnem dečku vodi do ozdravitve hude oblike imunske pomanjkljivosti. Donorka je bila sestra z kompatibilnim naborom levkocitnih antigenov (HLA).
• 1970: Friedenstein Alexander Yakovlevich izolira iz kostnega mozga morskih prašičkov, uspešno goji in opisuje fibroblastom podobne celice, kasneje imenovane multipotentne mezenhimske stromalne celice.
• 1978: V popkovnični krvi najdemo hematopoetske matične celice.
• 1981: Znanstveniki Martin Evans, Matthew Kaufman in neodvisno Gail R. Martin pridobijo mišje embrionalne celice iz embrioblasta (notranja celična masa blastociste). Uvedbo izraza "embrionalne matične celice" pripisujejo Gail Martin.
• 1988: Elian Gluckman je izvedel prvo uspešno presaditev HSC popkovnične krvi pri bolniku s Fanconijevo anemijo. E. Gluckman je dokazal, da je uporaba popkovnične krvi učinkovita in varna. Od takrat se popkovnična kri pogosto uporablja v transplantologiji.
• 1992: pridobljene nevronske matične celice in vitro. Razviti so bili protokoli za njihovo gojenje v obliki nevrosfer.
• 1992: Prva zbirka podpisov matičnih celic. Profesor David Harris je zamrznil matične celice popkovnične krvi svojega prvega otroka. Danes je David Harris direktor največje svetovne banke izvornih celic iz popkovnične krvi.
• 1987-1997: V 10 letih je bilo v 45 zdravstvenih centrih po svetu opravljenih 143 presaditev popkovnične krvi.
• 1997: v Rusiji je bila izvedena prva operacija na onkološkem bolniku za presaditev matičnih celic iz popkovnične krvi.
• 1998: James Thomson in njegovi sodelavci na Univerzi Wisconsin-Madison so razvili prvo linijo človeških ESC.
• 1998: Prva na svetu presaditev avtolognih matičnih celic popkovnične krvi deklici z nevroblastomom (možganski tumor). Skupno število opravljenih presaditev popkovnične krvi letos presega 600.
• 1999: revija znanost prepoznal odkritje embrionalnih matičnih celic kot tretji najpomembnejši dogodek v biologiji po dešifriranju dvojne vijačnice DNK in projektu človeškega genoma.
• 2000: Izšli so številni članki o plastičnosti matičnih celic v zrelem organizmu, to je njihovi sposobnosti diferenciacije v celične komponente različnih tkiv in organov.
• 2003: Revija Nacionalne akademije znanosti ZDA (PNAS USA) je objavila poročilo, da po 15 letih shranjevanja v tekočem dušiku matične celice popkovnične krvi ohranijo svoje biološke lastnosti. Od takrat se kriogeno shranjevanje matičnih celic obravnava kot "biološko zavarovanje". Svetovna zbirka izvornih celic, shranjenih v bankah, je dosegla 72.000 vzorcev. Od septembra 2003 je bilo po vsem svetu že opravljenih 2.592 presaditev matičnih celic iz popkovnične krvi, od tega 1.012 pri odraslih bolnikih.
• Med letoma 1996 in 2004 je bilo opravljenih 392 avtolognih (lastnih) presaditev matičnih celic.
• 2005: Znanstveniki na kalifornijski univerzi Irvine so podganam s poškodbo hrbtenjače injicirali človeške nevralne matične celice in podganam lahko delno povrnili sposobnost hoje.
• 2005: Seznam bolezni, pri katerih je bila uspešno uporabljena presaditev matičnih celic, sega več deset. Poudarek je na zdravljenju malignih novotvorb, različnih oblik levkemij in drugih krvnih bolezni. Obstajajo poročila o uspešni presaditvi matičnih celic pri boleznih srčno-žilnega in živčnega sistema. Različni raziskovalni centri izvajajo raziskave o uporabi matičnih celic pri zdravljenju miokardnega infarkta in srčnega popuščanja. Razviti so bili mednarodni protokoli za zdravljenje multiple skleroze. Iščejo se pristopi k zdravljenju možganske kapi, Parkinsonove in Alzheimerjeve bolezni.
• Avgust 2006: Revija Cell objavlja študijo Kazutoshija Takahashija in Shinya Yamanake o načinu vrnitve diferenciranih celic v pluripotentno stanje. Začne se doba induciranih pluripotentnih matičnih celic.
• Januar 2007: Raziskovalci na univerzi Wake Forest (Severna Karolina, ZDA), ki jih vodi dr. Anthony Atala s Harvarda, poročajo o odkritju nove vrste matičnih celic, najdenih v amnijski tekočini (amnijski tekočini). Lahko postanejo potencialna zamenjava za ESC v raziskavah in terapiji.
• Junij 2007: Tri neodvisne raziskovalne skupine poročajo, da je mogoče zrele mišje kožne celice reprogramirati v ESC. Istega meseca je znanstvenik Shukhrat Mitalipov napovedal ustvarjanje linije izvornih celic primatov s terapevtskim kloniranjem.
• november 2007: v reviji celica objavila študijo Katsutoshi Takagashi in Shinya Yamanaka "Indukcija pluripotentnih matičnih celic iz zrelih človeških fibroblastov pod določenimi dejavniki" in v reviji znanost objavil članek "Inducirane pluripotentne matične celice, pridobljene iz človeških somatskih celic" avtorja Jooning Yua, v soavtorstvu z drugimi znanstveniki iz raziskovalne skupine Jamesa Thomsona. Pokazalo se je, da je mogoče inducirati skoraj vsako zrelo človeško celico in ji dati stebelne lastnosti, kar odpravlja potrebo po uničevanju zarodkov v laboratoriju, čeprav je treba še določiti tveganja karcinogeneze, povezane z genom Myc in retrovirusnim genskim prenosom.
• Januar 2008: Robert Lanza in sodelavci iz Napredna celična tehnologija in Kalifornijska univerza v San Franciscu sta izdelali prve človeške ESC, ne da bi uničili zarodek.
• Januar 2008: Klonirane človeške blastociste gojijo s terapevtskim kloniranjem.
• Februar 2008: pluripotentne matične celice, pridobljene iz mišjih jeter in želodca, so te inducirane celice bližje embrionalnim kot prej pridobljene inducirane matične celice in niso rakotvorne. Poleg tega genov, potrebnih za induciranje pluripotentnih celic, ni treba postaviti v določeno regijo, kar prispeva k razvoju nevirusnih tehnologij za reprogramiranje celic.
• Marec 2008: Prva objavljena študija zdravnikov z Inštituta za regenerativne znanosti o uspešni regeneraciji hrustanca v človeškem kolenu z uporabo avtolognih zrelih MSC.
• Oktober 2008: Zabine Konrad in njeni kolegi iz Tübingena (Nemčija) so s kultiviranjem pridobili pluripotentne matične celice iz spermatogonalnih celic zrelega človeškega moda. in vitro z dodatkom FIL (faktor inhibicije (supresije) levkemije).
• 30. oktober 2008: embrionalne matične celice, pridobljene iz človeškega lasu.
• 1. marec 2009: Andreas Nagy, Keisuke Kaji in sodelavci so odkrili način za pridobivanje embrionalnih matičnih celic iz normalnih zrelih celic z uporabo inovativne tehnologije zavijanja za dostavo specifičnih genov v celice za reprogramiranje brez tveganj, povezanih z virusi. Postavitev genov v celico se izvaja z elektroporacijo.
• 28. maj 2009: Kim Gwangsu in njegovi sodelavci na Harvardu so objavili, da so razvili način za manipuliranje kožnih celic za proizvodnjo induciranih pluripotentnih matičnih celic na način, specifičen za bolnika, in trdili, da je to "končna rešitev problema matičnih celic. "
• 2011: Izraelski znanstvenik Inbar Friedrich Ben-Nun je vodil skupino znanstvenikov, ki je razvila prve matične celice iz ogroženih živalskih vrst. To je preboj in zahvaljujoč njemu je mogoče rešiti vrste, ki jim grozi izumrtje.
• 2012: Po klinični študiji, ki jo podpira ameriški nacionalni inštitut za zdravje, je dajanje matičnih celic, vzetih iz lastnega kostnega mozga tri ali sedem dni po miokardnem infarktu, varno, a neučinkovito zdravljenje. Vendar pa so študije nemških strokovnjakov na oddelku za kardiologijo v Hamburgu pokazale pozitivne rezultate pri zdravljenju srčnega popuščanja, ne pa tudi miokardnega infarkta.

Lastnosti

Vse matične celice imajo dve bistveni lastnosti:

• Samoobnavljanje, to je sposobnost ohranjanja nespremenjenega fenotipa po delitvi (brez diferenciacije).
• Moč (potencial diferenciacije) ali sposobnost proizvajanja potomcev v obliki specializiranih tipov celic.

samoobnavljanje

Obstajata dva mehanizma, ki vzdržujeta populacijo matičnih celic v telesu:

1. Asimetrična delitev, pri kateri nastane enak par celic (ena matična celica in ena diferencirana celica).
2. Stohastična delitev: ena matična celica se razdeli na dve bolj specializirani.

Razlikovalni potencial

Razločevalni potencial ali moč matičnih celic je sposobnost, da proizvedejo določeno število različnih vrst celic. Glede na moč so matične celice razdeljene v naslednje skupine:

• Totipotentne (omnipotentne) matične celice se lahko diferencirajo v celice embrionalnih in zunajembrionalnih tkiv, organiziranih kot tridimenzionalno povezane strukture (tkiva, organi, organski sistemi, organizem). Takšne celice lahko povzročijo polnopraven sposoben preživet organizem. Sem spadajo oplojeno jajčece ali zigota. Celice, nastale v prvih nekaj ciklih delitve zigote, so pri večini vrst tudi totipotentne. Ne vključujejo pa na primer okroglih črvov, katerih zigota pri prvi delitvi izgubi totipotenco. Pri nekaterih organizmih lahko diferencirane celice postanejo tudi totipotentne. Torej lahko odrezani del rastline prav zaradi te lastnosti uporabimo za gojenje novega organizma.
• Pluripotentne matične celice so potomke totipotentnih matičnih celic in lahko povzročijo skoraj vsa tkiva in organe, z izjemo zunajembrionalnih tkiv (na primer posteljica). Iz teh matičnih celic se razvijejo tri zarodne plasti: ektoderma, mezoderma in endoderma.
• Multipotentne matične celice povzročajo celice različnih tkiv, vendar je raznolikost njihovih tipov omejena na meje ene zarodne plasti.

• Oligopotentne celice se lahko diferencirajo le v določene vrste celic, ki so si po lastnostih podobne. Ti na primer vključujejo celice limfoidne in mieloidne serije, ki sodelujejo v procesu hematopoeze.
• Unipotentne celice (predhodnice, blastne celice) so nezrele celice, ki strogo gledano niso več matične celice, saj lahko proizvedejo samo eno vrsto celic. Sposobni so večkratnega samoreplikacije, zaradi česar so dolgotrajen vir celic ene specifične vrste in jih ločijo od celic, ki niso izvorne. Vendar je njihova sposobnost razmnoževanja omejena na določeno število delitev, kar jih tudi loči od pravih matičnih celic. Progenitorne celice vključujejo na primer nekatere miosatelocite, ki sodelujejo pri tvorbi skeletnih in mišičnih tkiv.

Razvrstitev

Matične celice lahko razdelimo v tri glavne skupine glede na vir njihovega prejema: embrionalne, fetalne in postnatalne (odrasle matične celice).

Embrionalne matične celice

Klinična preskušanja z uporabo ESC so predmet posebnega etičnega pregleda. V mnogih državah so raziskave ESC omejene z zakonom.

Ena od glavnih pomanjkljivosti ESC je nezmožnost uporabe avtogenega, torej lastnega materiala, med presaditvijo, saj je izolacija ESC iz zarodka nezdružljiva z njegovim nadaljnjim razvojem.

Fetalne matične celice

postnatalnih matičnih celic

Kljub dejstvu, da imajo matične celice zrelega organizma manjšo moč v primerjavi z embrionalnimi in fetalnimi matičnimi celicami, torej lahko tvorijo manjše število različnih vrst celic, etični vidik njihovega raziskovanja in uporabe ne povzroča resnih polemik. . Poleg tega možnost uporabe avtogenega materiala zagotavlja učinkovitost in varnost zdravljenja. Odrasle matične celice lahko razdelimo v tri glavne skupine: hematopoetske (hematopoetske), multipotentne mezenhimske (stromalne) in tkivno specifične matične celice. Včasih so celice popkovnične krvi izolirane v ločeno skupino, saj so najmanj diferencirane od vseh celic zrelega organizma, torej imajo največjo moč. Popkovnična kri vsebuje večinoma hematopoetske matične celice, pa tudi multipotentne mezenhimske matične celice, vsebuje pa tudi druge edinstvene sorte matičnih celic, ki so pod določenimi pogoji sposobne diferencirati v celice različnih organov in tkiv.

hematopoetskih matičnih celic

Pred uporabo popkovnične krvi je kostni mozeg veljal za glavni vir HSC. Ta vir se še danes pogosto uporablja pri presaditvi. HSC se pri odraslih nahajajo v kostnem mozgu, vključno s stegnenico, rebri, mobilizacijo prsnice in drugimi kostmi. Celice lahko pridobimo neposredno iz stegna z iglo in brizgo ali iz krvi po predhodnem zdravljenju s citokini, vključno z G-CSF (faktor stimulacije granulocitne kolonije), ki spodbuja sproščanje celic iz kostnega mozga.

Drugi najpomembnejši in obetaven vir HSC je popkovnična kri. Koncentracija HSC v popkovnični krvi je desetkrat višja kot v kostnem mozgu. Poleg tega ima ta vir številne prednosti. Najpomembnejši med njimi:

• starost. Popkovnična kri se zbira v zelo zgodnji fazi življenja organizma. HSC popkovnične krvi so čim bolj aktivni, saj niso bili izpostavljeni negativnim vplivom zunanjega okolja (nalezljive bolezni, nezdrava prehrana itd.). HSC popkovnične krvi lahko v kratkem času ustvarijo veliko celično populacijo.
• Kompatibilnost. Uporaba avtolognega materiala, to je lastne popkovnične krvi, zagotavlja 100-odstotno združljivost. Združljivost z brati in sestrami je do 25 %, praviloma je možna uporaba otrokove popkovnične krvi tudi za zdravljenje drugih bližnjih sorodnikov. Za primerjavo je verjetnost, da se najde primeren darovalec matičnih celic, med 1:1.000 in 1:1.000.000.

Multipotentne mezenhimske stromalne celice

Multipotentne mezenhimske stromalne celice (MMSC) so multipotentne matične celice, ki se lahko diferencirajo v osteoblaste (celice kostnega tkiva), hondrocite (celice hrustanca) in adipocite (maščobne celice).

Značilnosti embrionalnih matičnih celic

matične celice in rak

Uporaba v medicini

V Rusiji

Z Odlokom vlade Ruske federacije št. 2063-r z dne 23. decembra 2009 so Ministrstvu za zdravstveni razvoj Rusije, Ministrstvu za industrijo in trgovino Rusije ter Ministrstvu za izobraževanje in znanost Rusije naročili razvoj in Državni dumi Ruske federacije predložiti v obravnavo osnutek zakona "O uporabi biomedicinskih tehnologij v medicinski praksi", ki ureja medicinsko uporabo izvornih celic kot eno od biomedicinskih tehnologij. Ker je predlog zakona povzročil ogorčenje javnosti in znanstvenikov, je bil poslan v revizijo in še ni bil sprejet.

Zvezna služba za nadzor zdravstva in socialnega razvoja je 1. julija 2010 izdala prvo dovoljenje za uporabo nove medicinske tehnologije FS št. 2010/255 (zdravljenje z lastnimi matičnimi celicami).

Zvezna služba za nadzor zdravja in socialnega razvoja je 3. februarja 2011 izdala dovoljenje za uporabo nove medicinske tehnologije FS št. 2011/002 (zdravljenje z donorskimi matičnimi celicami za naslednje patologije: starostne spremembe na koži obraza druge ali tretje stopnje, prisotnost kožne okvare rane, trofični ulkus, zdravljenje alopecije, atrofične kožne lezije, vključno z atrofičnimi črtami (striae), opekline, diabetično stopalo)

V Ukrajini

Danes so v Ukrajini dovoljena klinična preskušanja (Uredba Ministrstva za zdravje Ukrajine št. 630 "O izvajanju kliničnih preskušanj matičnih celic", 2007).

Od tistega nepozabnega poletnega dne leta 1909, ko je ruski histolog Aleksander Maksimov skoval izraz "matične celice", je o njih veliko polemik. Znanstveniki vsako leto razkrijejo svoje skrivnosti, kar povzroča nove skrivnosti.

Torej, matične celice. Kaj je to - zdravilo za vse bolezni ali največja zabloda najboljših umov medicinske znanosti? Poskusi na živalih potrjujejo, da se te čudežne celice lahko uporabljajo za zdravljenje malignih tumorjev, vnetij v sklepih, bolezni jeter, srca in želodca. Seznam mest v Rusiji, kjer se uporablja tako progresivna metoda, je Orenburg razširil. Matične celice so bile tukaj uporabljene za zdravljenje sklepov. Obstajajo pa znanstveniki, ki so glede uporabe matičnih celic na trenutni ravni poznavanja njihovega učinka na telo zelo zadržani in ponujajo zdravljenje le tistim, ki nimajo druge možnosti, da bi rešili svoja življenja.

Matične celice: kaj je to

Tudi otroci že vedo, da živ organizem, pa naj bo to oseba, žival ali rastlina, nastane po zlitju moških in ženskih zarodnih celic. Posledično nastane zigota. To je diploidna struktura, ki ima popoln kromosomski niz in povzroča absolutno vse celice. Preprosteje rečeno, zigota je edinstvena naravna stvaritev, iz katere so za znanost doslej nerazumljivi vsi deli živih teles ustvarjeni.

Jasno je, da mora za to zigota tvoriti številne celične strukture, da bo imela dovolj za vse organe. Pri sesalcih se začne deliti v enem dnevu po nastanku. Rezultat sta 2 majhni "zigotni hčerki", 100% identični njihovi "materini zigoti". Po drugem dnevu in pol se "hčere" ponovno razdelijo na dva in tako tvorijo že 4 dvojčke - "vnukinje". Do konca 5. dne je v zarodku približno 30 celic, natančnih kopij originalne zigote, le nekajkrat manjše. Imenujejo se blastomeri. V tej fazi se v njih aktivno sintetizirajo DNK in proteini, vendar genom še ni vključen, transkripcija pa se ne izvaja v jedrih, torej so še nezrela. Upamo, da smo zelo jasno razložili, kaj so matične celice. Pretirane, lahko jim rečete le test in nihče ne ve, kaj bo narava oblikovala iz tega, roke, noge ali srce in jetra. Matične celice so prisotne v organizmih ne le v začetni fazi njihovega razvoja, ampak tudi takrat, ko so vsi organi že v celoti oblikovani, torej do konca življenja. Potrebni so za obnovo tkiv po poškodbah, le pri starejših je približno 50-krat manj matičnih celic kot pri mladih. Vsi imajo dve lastnosti - sposobnost samoobnavljanja brez diferenciacije in sposobnost proizvodnje visoko specializiranih celic.

Embrionalne matične celice, kaj je to?

Skrajšani so kot ESC. Kot je navedeno zgoraj, nastanejo iz zigote in sestavljajo celično maso zarodka v prvi fazi njegovega življenja. Vsi so pluripotentni, torej se lahko spremenijo v celico katerega koli organa. Pomembna značilnost ESC je, da še niso sposobni proizvajati antigenov, odgovornih za združljivost tkiv. Vsak od nas ima svoj nabor takšnih antigenov, zaradi česar imunski sistem osebe, ki ji jih vbrizgajo, ne prepozna izvornih celic darovalcev. Pri ESC je ta težava minimalna, zato jih predlagamo za uporabo v terapevtskih postopkih, na primer za zdravljenje sklepov z matičnimi celicami. Vendar pa so pri miših z oslabljenim imunskim sistemom, presajenih z ESC, opazili pojav malignih tumorjev. Torej ni natančnega odgovora na to, kaj se zgodi s sistemi človeškega telesa po vnosu ESC v njegove organe. Druga slabost je, da zarodek po odstranitvi odmre, zato je nemogoče pridobiti avtogeni material, le darovalec.

Fetalne matične celice ali FSC

Ta material se pridobi iz delov ploda po splavu, če plod ni starejši od 12 tednov. V tem času so se izvorne matične celice ali blastomeri že odločile o svoji nadaljnji usodi in so se začele diferenciirati. Se pravi, da so že opravili določeno število divizij. Njihova druga značilnost je, da iz FSC ne moremo izdelati nobenih celic, ki jih potrebujemo, ampak samo eno stvar, na primer tkiva organov živčnega sistema ali srca in ožilja ali kosti in hrustanca. To je njihova velika prednost, saj jih zdravniki že lahko bolj namensko uporabljajo in zmanjšajo tveganje za zaplete. Na teh načelih temelji na primer zdravljenje artroze z matičnimi celicami. V Rusiji se ta metoda še vedno preizkuša, saj ima FGC nekaj pomanjkljivosti. Ležijo v tem, da so virusi hepatitisa, AIDS-a, mikoplazme in nekateri drugi virusi morda že prisotni v celicah ploda. Zato je treba tak material nujno izpostaviti dragemu dodatnemu pregledu in pripravi na posebni opremi. Drugi problem pri njihovi uporabi je pravno vprašanje, o katerem se je treba dogovoriti.

Matične celice po porodu ali PSC

Koncept "postnatalni" pomeni "po rojstvu", torej skozi vse življenje posameznika. Menijo, da na tej stopnji ni visokokakovostnih matičnih celic, a še vedno so, in tudi pri starejših imajo le nizko moč (potencial). Lahko pa se uporabljajo z veliko učinkovitostjo in varnostjo, saj so PSC avtogeni, ne darovalci. Na podlagi tega smo začeli v Orenburgu in drugih klinikah, ki izvajajo podobno terapijo. Sestavljen je v tem, da pacientu s punkcijo odvzamejo lastne matične celice, jih v laboratoriju aktivirajo v posebnih napravah, pridelajo do potrebne količine in ponovno dajo lastniku. V njegovem telesu se matične celice pošljejo v poškodovan organ, kjer začnejo proces okrevanja.

Metoda ima dve težavi:

1. Nikoli se z gotovostjo ne ve, ali bo imunski sistem svoje izvorne matične celice zavrnil ali sprejel.

2. Nihče ne ve natančno, kaj se točno zgodi z matičnimi celicami, vzetimi iz njihovega naravnega okolja (kostnega mozga) in kako se spreminjajo med kultivacijo v laboratoriju.

Iz teh razlogov znanstveniki, ki so izvajali poskuse presaditve PSC pri bolnikih z artrozo v mestu, kot je Orenburg, še niso dali 100-odstotnega jamstva. Matične celice so po njihovem mnenju fantastičen preboj v medicini, a še niso povsem razumljene.

Vrste postnatalnih celic

Ugotovili smo, da so ESC-ji vsi univerzalni, torej lahko postanejo karkoli. FSC so bolj specifični, vendar jih je mogoče uporabiti za ustvarjanje različnih organov v celotnih sistemih, kot je živčni sistem. In PSK imajo najmanjšo patentabilnost, torej so maksimalno diferencirani. Med njimi so naslednje:

Hematopoetski ali HSC;

Multipotentna mezenhimska stroma ali MMSC;

tkivno specifična;

Vsi limfociti, eritrociti, trombociti in druge krvne celice so pridobljeni iz HSC.

Vloga tkivno specifičnih matičnih celic (predhodnih) pri zamenjavi običajnih celic v organskih tkivih, ki so umrla iz različnih razlogov. Njihova značilnost je strogo določeno število delitev, zaradi česar se ne imenujejo vedno prave matične celice.

Možnosti nekirurškega zdravljenja sklepov

Ugotovljeno je bilo, da MMSC kot posledica nadaljnjih delitev postanejo osteoblasti, hondrociti in adipociti. Ortopedski travmatologi so z raziskavami v tej smeri poveličali rusko mesto Orenburg. Zdravili so artrozo z matičnimi celicami MMSC pri bolnikih, ki niso mogli več hoditi, tako hude destrukcije so bile v njihovih sklepih. Iz maščobnega tkiva teh pacientov smo vzeli matične celice, nato pa material dali v sterilne pogoje v poseben medij, kjer smo dva tedna gojili želeni tip celic. Pred uvedbo nastalega zdravila bolnikom so ga skrbno testirali na prisotnost različnih patogenov. Trenutno se vsi, ki so bili podvrženi takšnemu zdravljenju, počutijo zadovoljivo, znaki artroze pa so se bistveno zmanjšali. A kot pravijo zdravniki, so do končnih zaključkov še daleč, saj je treba opraviti dodatne preiskave in videti, kako bo pri testiranih bolnikih čez dve leti. Doslej lahko delo, ki ga je opravil Orenburg, štejemo le za prvi uspešen ruski poskus. Artrozo matičnih celic, artritis, hemartrozo in druge bolezni (če bodo potrjeni pozitivni rezultati) bo mogoče "zdraviti" brez nameščanja dragih in slabo aklimatizirajočih endoprotez za ljudi, kar bo bolnike prihranilo pred zapletenimi in težkimi operacijami. Druga smer uporabe MMSC je njihova diferenciacija v miocite za obnovo mišičnih tkiv.

popkovnična kri

Po statističnih podatkih je več kot polovica svetovnega prebivalstva v takšni ali drugačni meri prizadela bolezen sklepov artroza. Matične celice MMSC bodo morda na tisoče ljudi dale srečo nebolečega lahkega gibanja, mnogi od njih se bodo vrnili v delovno sposobnost. Ti MMSC niso pridobljeni samo iz kosti in maščobnega tkiva, ampak tudi iz popkovnične krvi. Njena ograja je narejena po rojstvu otroka in prevezovanju popkovine. Rezultat je približno 80 ml materiala. Posebej visok terapevtski učinek ima presaditev, ki vključuje tako popkovnično kri kot kostni mozeg. Poleg artroze se po mnenju zdravnikov ta kri lahko uporablja za več kot 70 bolezni, vključno z rakom. Raziskovalci veliko upajo na možnost uporabe popkovnične krvi za učinkovito pomoč pri boleznih, ki jih pri otrocih ni mogoče ozdraviti z drugimi metodami, kot so levkemija, sarkom in možganski rak. Zdaj se izvajajo študije o tem, kako se matične celice popkovnične krvi obnašajo, ko jih injiciramo bolnikom s shizofrenijo, cerebralno paralizo, Parkinsonovo in Alzheimerjevo boleznijo. Ta material se zbira in hrani v krvnih bankah. So javne in zasebne.

rastlinske matične celice

Vse rastline, ker so večcelični sistemi, imajo tudi matične celice, ki so skoncentrirane v kalusu, v sadikih, v brstih, v mladih poganjkih. Raziskave so bile izvedene z ginsengom, edelweissom, vrtnico, gardenijo in drugimi rastlinami. Toda najbolj pozitivne rezultate so pokazale matične celice rdečega ali amurskega grozdja. V Daljnovzhodni podružnici Ruske akademije znanosti so ugotovili, da pomagajo pri zdravljenju hepatitisa, znanstveniki s Krima pa so ugotovili, da se rastlinske, predvsem grozdne, matične celice lahko uporabljajo pri zdravljenju raka. Zelo zanimiva je snov resveratrol, ki je bila prvotno najdena v francoskem rdečem vinu, kasneje pa v matičnih celicah grozdja. Je prednostni pomočnik v boju za mladostnost kože in telesa. To odkritje so uporabili ustvarjalci kreme proti staranju Libriderm. Matične celice, pridobljene iz grozdja, ne pomagajo le pri glajenju gub in odstranitvi mlahave kože, ampak jo tudi odlično navlažijo, naredijo mehko, nežno in zaščiteno. Ženske, ki so poskusile "Libriderm", poudarjajo naslednje prednosti od njega:

Nežna tekstura;

Enostaven za nanašanje na telo;

Ne povzroča alergijskih reakcij;

Vlaži kožo skoraj ves dan;

Odstrani draženje.

Ni jim bila všeč visoka cena kreme in odsotnost opaznega pomlajevanja v enem mesecu.

Zdravilo za matične celice naredi sam

Menijo, da so matične celice, vzete iz rastlin, veliko manj nevarne kot tiste, vzete od ljudi ali živali, saj nosijo manj genetskih informacij in nimajo tako močnega in kar je najpomembneje, nepredvidljivega učinka. Vendar pa lahko, zlasti če jih dajemo z injekcijo, povzročijo neželene posledice. Toda zunanja uporaba, po mnenju uslužbenca Moskovske državne univerze. Lomonosov E. Rodimina, je samo za dobro. Ponuja celo recept, kako doma narediti kremo, v kateri bodo matične celice opravile nalogo izboljšanja stanja kože obraza.

Kot surovina lahko služijo brsti in mladi poganjki grozdja, vendar je najbolje, da iz grozdnih grmov narežemo potaknjence in naberemo njihov kalus. Da bi to naredili, veje damo v vodo za dan ali dva, nato jih odstranimo, zavijemo v krpe, navlažene z vodo (lahko uporabite moker časopis), nato v plastično vrečko in postavimo na toplo mesto. Pojavil se kalus je treba ločiti, posušiti in zmleti. Nato nalijte kup (100 g) vodke v žlico brez tobogana (jedilnica) in pustite 7 dni. Brsti in kalčki grozdja je treba dati v posodo in preliti tudi z vodko. Nastalo poparek dodajte v pripravljeno nemastno kremo, na primer aloe vero, in dobro premešajte. Zdravilo lahko zaužijete v notranjosti, dodajte nekaj kapljic v čaje, sokove.

So nezrele (nediferencirane) strukture. Iz matičnih celic v procesu zorenja lahko nastanejo bolj zrele celice različnih tkiv. Odvisno je od tega, katere biološko aktivne spojine (rastni faktorji) vplivajo nanje, pa tudi od prisotnosti številnih drugih organov in tkiv.

Te značilnosti matičnih celic so omogočile njihovo uporabo v medicini. Najpogosteje se uporabljajo v transplantologiji.

lastnosti matičnih celic

Ker so matične celice nediferencirane strukture, imajo številne specifične lastnosti, ki vključujejo:

• Polipotenca je glavna lastnost teh celic, zaradi česar se pogosto uporabljajo v praktični medicini. Ta lastnost omogoča, da se matične celice razlikujejo v skoraj vsako tkivo, odvisno od njihovega okolja.
• Neomejena proliferacija – matične celice se lahko delijo na umetnih hranilnih medijih brez zorenja. To omogoča umetno povečanje njihovega števila v laboratoriju.
• Dolga življenjska doba – celice lahko dolgo časa ohranijo svojo sposobnost preživetja.

Vse te lastnosti matičnih celic omogočajo njihovo aktivno uporabo pri presaditvi za pridobivanje tkiv za presaditev.

Vrste matičnih celic

Glede na to, kje so bile vzete matične celice, in od stopnje njihove zrelosti, jih je več vrst:

• Embrionalne celice- se vzamejo iz embrioblasta zarodka še pred vsaditvijo zarodka v sluznico maternice. Imajo najmanj zrelosti, zato lahko povzročijo katero koli tkivo človeškega telesa.
• Fetalne celice- so v telesu ploda, pridobljeni so po splavu, opravljenem iz zdravstvenih razlogov ali iz popkovnične krvi. Imajo nižjo moč, zato se morda ne ločijo v vsa tkiva.
• postnatalnih celic- te strukture so v človeškem telesu po rojstvu. Glede na njihovo lokalizacijo se razlikujejo hematopoetske (povzročajo krvne celice), stromalne (predhodniki vezivnega tkiva) in tkivno specifične (imajo najmanjšo moč, najdemo jih v skoraj vseh tkivih človeškega telesa) celice.

Pri presaditvi se lahko uporabljajo različne vrste matičnih celic, odvisno od tkiva ali organa, ki ga je treba presaditi.

Glavna področja uporabe matičnih celic

Glavni namen uporabe matičnih celic na različnih področjih medicine je zamenjava poškodovanih tkiv (presaditev), ki vključuje več področij:

• Matriks povzročena hondrogeneza za obnovo hrustanca na sklepni površini
• Pridobitev ("gojenje") mrežnice za implantacijo v oftalmologiji
• Okrevanje živcev
• Vaskularna presaditev
• Pridobitev struktur bronhopulmonalnega sistema na posebnem matriksu z naknadno implantacijo

Obetavne so smeri presaditve "zraslih" delov ledvic in drugih organov sečil ter endokrinih žlez.

Rezervirajte vse vrste medicinskih programov

Booking Health je mednarodni internetni portal, kjer lahko raziščete informacije o vodilnih svetovnih klinikah in rezervirate zdravstveni program na spletu. Zahvaljujoč premišljeni strukturi in dostopni predstavitvi informacij spletno mesto zlahka uporablja na tisoče ljudi brez medicinske izobrazbe. Na portalu so predstavljeni programi z vseh pomembnejših področij medicine. Najprej so to diagnostični programi oziroma kontrolni pregledi. Gre tudi za celoten nabor programov zdravljenja, od konzervativne terapije do posebnih kirurških posegov. Rehabilitacijski programi utrjujejo rezultate zdravljenja ali pa se uporabljajo samostojno. Spletni portal Booking Health omogoča primerjavo kvalifikacij specialistov, metod zdravljenja in stroškov zdravstvene oskrbe v različnih klinikah. Pacient izbere zanj najprimernejšo možnost sam ali po brezplačnem posvetu z zdravnikom Booking Health.

Matične celice so nediferencirane celice, ki so prisotne v človeškem telesu kot »strateška rezerva« v kateri koli fazi njegovega življenja. Značilnost je njihova neomejena zmožnost delitve in zmožnost ustvarjanja kakršnih koli specializiranih človeških celic.

Zaradi njihove prisotnosti pride do postopne celične obnove vseh organov in tkiv telesa ter do obnove organov in tkiv po poškodbah.

Zgodovina odkritij in raziskav

Ruski znanstvenik Aleksander Anisimov je prvi dokazal obstoj matičnih celic. Zgodilo se je davnega leta 1909. Njihova praktična uporaba je znanstvenike zanimala veliko kasneje, okoli leta 1950. Šele leta 1970 so matične celice prvič presadili bolnikom z levkemijo in ta način zdravljenja so začeli uporabljati po vsem svetu.

Približno od takrat je bilo preučevanje matičnih celic ločeno kot ločena smer, pojavljati so se začeli ločeni laboratoriji in celo celotni raziskovalni inštituti, ki so razvijali metode zdravljenja z uporabo matičnih celic. Leta 2003 se je pojavilo prvo rusko biotehnološko podjetje z imenom Human Stem Cell Institute, ki je danes največje skladišče vzorcev matičnih celic, na trgu pa promovira tudi lastna inovativna zdravila in visokotehnološke storitve.

Na tej stopnji razvoja medicine je znanstvenikom uspelo pridobiti jajčece iz matične celice, ki bo v prihodnosti omogočila neplodnim parom lastne otroke.

Video: Uspešna biotehnologija

Kje se nahajajo matične celice?

Matične celice lahko najdemo v skoraj vseh delih človeškega telesa. Nujno so prisotni v katerem koli tkivu telesa. Njihova največja količina pri odraslem je v rdečem kostnem mozgu, nekoliko manj v periferni krvi, maščobnem tkivu in koži.

Mlajši kot je organizem, več ga vsebuje, bolj aktivne so te celice glede na hitrost delitve in širši je nabor specializiranih celic, ki jih lahko rodi vsaka matična celica.

Kje dobijo material

• Embrionalni.

Najbolj »okusne« so za raziskovalce embrionalne matične celice, saj manj ko je organizem živel, bolj so plastične in biološko aktivne predhodne celice.

Toda če raziskovalcem ni težava pridobiti živalske celice, potem so vsi poskusi z uporabo človeških zarodkov priznani kot neetični.

To je kljub dejstvu, da se po statističnih podatkih približno vsaka druga nosečnost v sodobnem svetu konča s splavom.

• Iz popkovnične krvi.

Z vidika morale in zakonodajnih odločitev v številnih državah so na voljo izvorne celice iz popkovnične krvi, sama popkovina in posteljica.

Trenutno se ustvarjajo cele banke izvornih celic iz popkovnične krvi, ki jih lahko kasneje uporabimo za zdravljenje vrste bolezni in posledic telesnih poškodb. Številne zasebne banke na komercialni osnovi staršem ponujajo nominalni »depozit« za svojega otroka. Eden od argumentov proti zbiranju in zamrzovanju popkovnične krvi je omejena količina, ki jo je mogoče pridobiti na ta način.

Menijo, da bo le otrok do določene starosti in telesne teže (do 50 kg) dovolj za obnovitev hematopoeze po kemoterapiji ali radioterapiji lastnih odmrznjenih matičnih celic.

Vendar ni vedno treba obnoviti tako velike količine tkiva. Za obnovitev na primer istega hrustanca kolenskega sklepa bo dovolj le majhen del shranjenih celic.

Enako velja za obnovo celic poškodovane trebušne slinavke ali jeter. In ker so matične celice iz enega dela popkovnične krvi pred zamrzovanjem razdeljene na več kriocevk, bo vedno mogoče uporabiti majhen del materiala.

• Pridobivanje matičnih celic od odrasle osebe.

Vsi niso imeli sreče, da bi od staršev prejeli svojo "nujno zalogo" matičnih celic iz popkovnične krvi. Zato se na tej stopnji razvijajo metode za njihovo pridobivanje od odraslih.

Glavna tkiva, ki lahko služijo kot viri, so:

• maščobno tkivo (odvzeto na primer med liposukcijo);
• periferna kri, ki se lahko vzame iz vene);
• rdeči kostni mozeg.

Odrasle matične celice, pridobljene iz različnih virov, imajo lahko nekatere razlike zaradi izgube vsestranskosti celic. Na primer, krvne celice in celice rdečega kostnega mozga lahko povzročijo predvsem krvne celice. Imenujejo se hematopoetski.

In matične celice iz maščobnega tkiva se veliko lažje diferencirajo (prerodijo) v specializirane celice organov in tkiv telesa (hrustanca, kosti, mišic itd.). Imenujejo se mezenhimski.

Glede na obseg naloge, s katero se soočajo znanstveniki, bodo morda potrebovali različno število takšnih celic. Zdaj se na primer razvijajo metode za rast zob iz urina. Tam jih ni toliko.

Toda glede na dejstvo, da je treba zob zrasti le enkrat in je njegova življenjska doba pomembna, je zanj potrebno malo matičnih celic.

Video: Banka matičnih celic Pokrovsky

Banke za shranjevanje biološkega materiala

Za shranjevanje vzorcev so ustvarjene posebne banke. Glede na namen hrambe gradiva so lahko v državni lasti. Imenujejo se tudi registrske banke. Registrarji hranijo matične celice neimenovanih darovalcev in lahko po lastni presoji material posredujejo kateri koli zdravstveni ali raziskovalni ustanovi.

Obstajajo tudi poslovne banke, ki služijo denar s shranjevanjem vzorcev določenih donatorjev. Le njihovi lastniki jih lahko uporabljajo za zdravljenje sebe ali bližnjih sorodnikov.

Če govorimo o povpraševanju po vzorcih, potem je statistika naslednja:

• vsak tisoči vzorec je povpraševan v registrskih bankah;
• material, shranjen v zasebnih bankah, se uporablja še manj pogosto.

Vendar je smiselno hraniti nominalni vzorec v zasebni banki. Za to obstaja več razlogov:

• vzorci darovalcev stanejo denar, včasih veliko, znesek, potreben za nakup vzorca in njegovo dostavo na pravo kliniko, pa je pogosto večkrat višji od stroškov za več desetletij shranjevanja lastnega vzorca;
• nominalni vzorec se lahko uporabi za zdravljenje krvnih sorodnikov;
• domnevamo lahko, da se bodo v prihodnosti organi in tkiva obnavljali z uporabo matičnih celic veliko pogosteje, kot se to dogaja v našem času, zato bo povpraševanje po njih le naraščalo.

Uporaba v medicini

Pravzaprav je edina že raziskana smer njihove uporabe presaditev kostnega mozga kot faza zdravljenja levkemije in limfomov. Nekatere študije o rekonstrukciji organov in tkiv z uporabo matičnih celic so že dosegle fazo človeških poskusov, a o množičnem uvajanju v prakso zdravnikov še ni govora.

Za pridobitev novih tkiv iz matičnih celic je običajno potrebno izvesti naslednje manipulacije:

• zbiranje gradiva;
• izolacija matičnih celic;
• gojenje matičnih celic na hranilnih substratih;
• ustvarjanje pogojev za preoblikovanje matičnih celic v specializirane;
• zmanjšanje tveganj, povezanih z možnostjo maligne transformacije celic, pridobljenih iz matičnih celic;
• presaditev.

Matične celice se izolirajo iz tkiv, odvzetih za poskus s posebnimi napravami, imenovanimi separatorji. Obstajajo tudi različne metode sedimentacije matičnih celic, vendar je njihova učinkovitost v veliki meri odvisna od usposobljenosti in izkušenj osebja, obstaja pa tudi nevarnost bakterijske ali glivične kontaminacije vzorca.

Nastale matične celice damo v posebej pripravljen medij, ki vsebuje limfo ali krvni serum novorojenih telet. Na hranilnem substratu se večkrat delijo, njihovo število se več tisočkrat poveča. Preden jih vnesejo v telo, znanstveniki usmerijo svojo diferenciacijo v določeno smer, na primer prejmejo živčne celice, celice jeter ali trebušne slinavke, hrustančno ploščo itd.

V tej fazi obstaja nevarnost njihove degeneracije v tumor. Da bi to preprečili, se razvijajo posebne tehnike, ki zmanjšujejo verjetnost rakave degeneracije celic.

Metode za vnos celic v telo:

• vnos celic v tkiva neposredno na mestu, kjer je prišlo do poškodbe ali so bila tkiva poškodovana zaradi patološkega procesa (bolezni): vnos matičnih celic v območje krvavitve v možganih ali v mesto poškodbe periferni živci;
• vnos celic v krvni obtok: tako se matične celice injicirajo pri zdravljenju levkemije.

Prednosti in slabosti uporabe matičnih celic za pomlajevanje

Preučevanje in uporaba v medijih se vse pogosteje omenja kot način za doseganje nesmrtnosti ali vsaj dolgoživosti. Že v daljnih 70-ih letih so bile matične celice uporabljene kot pomlajevalno sredstvo starejšim članom Politbiroja CPSU.

Zdaj, ko se je pojavilo več zasebnih biotehnoloških raziskovalnih centrov, so nekateri raziskovalci začeli izvajati injekcije proti staranju matičnih celic, vzetih od samega pacienta.

Takšen postopek je precej drag, vendar nihče ne more zagotoviti njegovega rezultata. Ob dogovoru se mora naročnik zavedati, da sodeluje v poskusu, saj številni vidiki njihove uporabe še niso raziskani.

Video: Kaj lahko naredijo matične celice

Najpogostejše vrste postopkov so:

• vnos matičnih celic v dermis (postopek nekoliko spominja na biorevitalizacijo);
• zapolnjevanje kožnih napak, dodajanje volumna tkivom (to je bolj kot uporaba polnil).

V drugem primeru se uporabi pacientovo lastno maščobno tkivo in njegove matične celice, pomešane s stabilizirano hialuronsko kislino. Poskusi na živalih so pokazali, da takšen koktajl omogoča, da se večja količina maščobnega tkiva ukorenini in ohrani volumen dlje časa.

Prvi poskusi so bili izvedeni na ljudeh, ki so jim po tej metodi odstranili gube in so imeli povečane mlečne žleze. Vendar še vedno ni dovolj podatkov, da bi kateri koli zdravnik to izkušnjo ponovil na svojem pacientu in mu zagotovil zagotovljen rezultat.