Loading AI tools
недифференцированные биологические клетки, способные дифференцироваться в специализированные клетки Из Википедии, свободной энциклопедии
Стволовы́е кле́тки — недифференцированные (незрелые) клетки, имеющиеся у многих видов многоклеточных организмов. Стволовые клетки способны самообновляться, образуя новые стволовые клетки, делиться посредством митоза и дифференцироваться в специализированные клетки, то есть превращаться в клетки различных органов и тканей.
| Стволовые клетки | |
|---|---|
 Просвечивающая электронная микрофотография мезенхимальной стволовой клетки, показывающая типичные ультраструктурные характеристики | |
 Медиафайлы на Викискладе |
 | Эта статья или раздел нуждается в переработке. |
 | В разделе не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
 | Этот раздел статьи ещё не написан. |
Мною теперь обнаружено, что эти примитивные кровяные клетки, как я их называю, никоим образом не являются эритробластами, как следовало бы по общепринятому представлению, а совершенно недифференцированными элементами с круглым светлым ядром и узкой базофильной протоплазмой; они не являются ни красными, ни белыми кровяными тельцами, хотя, скорее всего, их всё же можно было бы назвать белыми кровяными тельцами, поскольку они иногда, в особенности у цыплят, имеют амёбоидную форму и очень похожи на большие лимфоциты. Они далее размножаются, причем в первое время их число возрастает ещё и путём замены эндотелиальных клеток в примитивных сосудах
Все стволовые клетки обладают двумя неотъемлемыми свойствами:
Существуют два механизма, поддерживающих популяцию стволовых клеток в организме:
Классифицировали Вейгерс и Вейсман по способности продуцировать клеточные линии.
Дифференцирующий потенциал, или потентность, стволовых клеток — это способность производить определённое количество разных типов клеток. В соответствии с потентностью стволовые клетки делятся на следующие группы:
Стволовые клетки можно разделить на три основные группы в зависимости от источника их получения: эмбриональные, фетальные и постнатальные (стволовые клетки взрослого организма).
Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) образуют внутреннюю клеточную массу (ВКМ), или эмбриобласт, на ранней стадии развития эмбриона. Они являются плюрипотентными.
Важный плюс ЭСК состоит в том, что они не экспрессируют HLA (human leucocyte antigens), то есть не вырабатывают антигены тканевой совместимости. Каждый человек обладает уникальным набором этих антигенов, и их несовпадение у донора и реципиента является важнейшей причиной несовместимости при трансплантации. Соответственно, шанс того, что донорские эмбриональные клетки будут отторгнуты организмом реципиента очень невысок.
При пересадке иммунодефицитным животным эмбриональные стволовые клетки способны образовывать опухоли сложного (многотканевого) строения — тератомы, некоторые из них могут стать злокачественными. Достоверных данных, о том как ведут себя эти клетки в иммунокомпетентном организме, например, в организме человека, нет. Вместе с тем, следует отметить, что клинические испытания с применением дифференцированных дериватов (производных клеток) ЭСК уже начаты.
Одним из главных недостатков ЭСК является невозможность использования аутогенного, то есть собственного материала, при трансплантации, поскольку выделение ЭСК из эмбриона несовместимо с его дальнейшим развитием.
Фетальные стволовые клетки получают из плодного материала после аборта (обычно срок гестации, то есть внутриутробного развития плода, составляет 9—12 недель)[30]. Фетальные стволовые клетки являются смесью мультипотентных и унипотентных стволовых клеток[31][32]. Естественно, изучение и использование такого биоматериала также порождает этические проблемы. Проблемой является и нелегальный рынок препаратов фетальных стволовых клеток в России[33]. Британская компания ReNeuron исследует возможности использования фетальных стволовых клеток для терапии инсульта. Эти клетки уже начали дифференцировку, и, следовательно, каждая из них, во-первых, может пройти только ограниченное число делений, и, во-вторых, дать начало не любым, а достаточно определённым видам специализированных клеток. Так, из клеток фетальной печени могут развиться специализированные клетки печени и кроветворные клетки. Из фетальной нервной ткани, соответственно, развиваются более специализированные нервные клетки.
Несмотря на то, что стволовые клетки зрелого организма обладают меньшей потентностью в сравнении с эмбриональными и фетальными стволовыми клетками, то есть могут порождать меньшее количество различных типов клеток, этический аспект их исследования и применения не вызывает серьёзной полемики. Кроме того, возможность использования аутогенного материала обеспечивает эффективность и безопасность лечения. Стволовые клетки взрослого организма можно подразделить на три основных группы: гемопоэтические (кроветворные), мультипотентные мезенхимальные (стромальные) и тканеспецифичные прогениторные клетки.
Иногда в отдельную группу выделяют клетки пуповинной крови, поскольку они являются наименее дифференцированными из всех клеток зрелого организма[источник не указан 3981 день], то есть обладают наибольшей потентностью. Пуповинная кровь в основном содержит гемопоэтические стволовые клетки, а также мультипотентные мезенхимальные, но в ней присутствуют малые количества других разновидностей стволовых клеток, при определённых условиях способные дифференцироваться в клетки различных органов и тканей.
Гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) — мультипотентные стволовые клетки, дающие начало всем клеткам крови миелоидного (моноциты, макрофаги, нейтрофилы, базофилы, эозинофилы, эритроциты, мегакариоциты и тромбоциты, дендритные клетки) и лимфоидного рядов (Т-лимфоциты, В-лимфоциты и естественные киллеры). Определение гемопоэтических клеток было основательно пересмотрено в течение последних 20 лет. Гемопоэтическая ткань содержит клетки с долгосрочными и краткосрочными возможностями к регенерации, включая мультипотентные, олигопотентные и клетки-предшественники. Миелоидная ткань содержит одну ГСК на 10 000 клеток. ГСК являются неоднородной популяцией. Различают три субпопуляции ГСК, в соответствии с пропорциональным отношением лимфоидного потомства к миелоидному (Л/M). У миелоидно ориентированных ГСК низкое Л/М соотношение (>0, <3), у лимфоидно ориентированных — высокое (>10). Третья группа состоит из «сбалансированных» ГСК, для которых 3 ≤ Л/M ≤ 10. В настоящее время активно исследуются свойства различных групп ГСК, однако промежуточные результаты показывают, что только миелоидно ориентированные и «сбалансированные» ГСК способны к продолжительному самовоспроизведению. Кроме того, эксперименты по трансплантации показали, что каждая группа ГСК преимущественно воссоздаёт свой тип клеток крови, что позволяет предположить наличие наследуемой эпигенетической программы для каждой субпопуляции.
Популяция ГСК формируется во время эмбриогенеза, то есть эмбрионального развития. Доказано, что у млекопитающих первые ГСК обнаруживаются в областях мезодермы, называемых аорта, гонада и мезонефрос, до формирования костного мозга популяция расширяется в фетальной печени. Такие исследования способствуют пониманию механизмов, ответственных за генезис (формирование) и расширение популяции ГСК, и, соответственно, открытию биологических и химических агентов (действующих веществ), которые в конечном счёте могут быть использованы для культивации ГСК in vitro.
Основным источником ГСК является костный мозг. Этот источник и сегодня наиболее широко используется в трансплантологии (см. Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток). ГСК располагаются в костном мозге у взрослых, включая тазовые кости, рёбра, грудину и другие кости. Клетки могут быть получены непосредственно из тазовых костей при помощи иглы и шприца или из крови, после предварительной обработки цитокинами, включая G-CSF (гранулоцитарный колониестимулирующий фактор), способствующий выходу стволовых клеток из костного мозга.
Мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки (ММСК) — мультипотентные стволовые клетки, способные дифференцироваться в остеобласты (клетки костной ткани), хондроциты (хрящевые клетки) и адипоциты (жировые клетки) [34].
Предшественниками ММСК в эмбриогенный период развития являются мезенхимальные стволовые клетки (МСК). Они могут быть обнаружены в местах распространения мезенхимы, то есть зародышевой соединительной ткани.
Основным источником ММСК является костный мозг. Кроме того, они обнаружены в жировой ткани и ряде других тканей с хорошим кровоснабжением. Существует ряд доказательств того, что естественная тканевая ниша ММСК расположена периваскулярно — вокруг кровеносных сосудов. Кроме того, ММСК были обнаружены в пульпе молочных зубов, амниотической (околоплодной) жидкости, пуповинной крови и вартоновом студне пупочного канатика. Эти источники исследуются, но редко применяются на практике. Например, выделение молодых ММСК из вартонова студня представляет собой крайне трудоёмкий процесс, поскольку клетки в нём также располагаются периваскулярно. В 2005—2006 годах специалисты по ММСК официально определили ряд параметров, которым должны соответствовать клетки, чтобы отнести их к популяции ММСК. Были опубликованы статьи, в которых представлен иммунофенотип ММСК и направления ортодоксальной дифференцировки. К ним относится дифференцировка в клетки костной, жировой и хрящевой тканей.
Был проведён ряд экспериментов по дифференцировке ММСК в нейроноподобные клетки, но исследователи по-прежнему сомневаются, что полученные нейроны являются функциональными. Эксперименты также проводятся в области дифференцировки ММСК в миоциты — клетки мышечной ткани. Важнейшей и наиболее перспективной областью клинического применения ММСК является котрансплантация совместно с ГСК в целях улучшения приживления образца костного мозга или стволовых клеток пуповинной крови.
Многочисленные исследования показали, что ММСК человека могут избегать отторжения при трансплантации, вступать во взаимодействие с дендритными клетками и Т-лимфоцитами и создавать иммуносупрессивную микросреду посредством выработки цитокинов. Было доказано, что иммуномодулирующие функции ММСК человека повышаются, когда их пересаживают в воспалённую среду с повышенным уровнем гамма-интерферона. Другие исследования противоречат этим выводам, что обусловлено гетерогенной природой изолированных МСК и значительными различиями между ними, в зависимости от способа культивирования, а также может быть обусловлено эффектами клеточной сенесценции [35].
МСК могут быть активированы в случае необходимости. Однако эффективность их использования относительно низка. Так, к примеру, повреждение мышц даже при трансплантации МСК заживает очень медленно. В настоящее время проводятся исследования по активации МСК. Ранее проведённые исследования по внутривенной трансплантации МСК показали, что этот способ трансплантации часто приводит к кризу отторжения и сепсису. Сегодня признано, что заболевания периферических тканей, например, воспаление кишечника лучше лечить не трансплантацией, а методами, повышающими локальную концентрацию МСК.
Однако, исследования эффективности применения МСК для реэпителизации повреждённых кожных покровов, например, при синдроме диабетической стопы, показали свою результативность в клинических исследованиях[36].
Тканеспецифичные прогениторные клетки (клетки-предшественницы) — малодифференцированные клетки, которые располагаются в различных тканях и органах и отвечают за обновление их клеточной популяции, то есть замещают погибшие клетки. К ним, например, относятся миосателлитоциты (предшественники мышечных волокон), клетки-предшественницы лимфо- и миелопоэза. Эти клетки являются олиго- и унипотентными и их главное отличие от других стволовых клеток в том, что клетки-предшественницы могут делиться лишь определённое количество раз, в то время как другие стволовые клетки способны к неограниченному самообновлению. Поэтому их принадлежность к истинно стволовым клеткам подвергается сомнению.
Отдельно исследуются нейральные стволовые клетки, которые также относятся к группе тканеспецифичных. Они дифференцируются в процессе развития эмбриона и в плодный период, в результате чего происходит формирование всех нервных структур будущего взрослого организма, включая центральную и периферическую нервные системы. Эти клетки были обнаружены и в ЦНС взрослого организма, в частности, в субэпендимальной зоне, в гиппокампе, обонятельном мозге и т. д. Несмотря на то, что большая часть погибших нейронов не замещается, процесс нейрогенеза во взрослой ЦНС всё-таки возможен за счёт нейральных стволовых клеток, то есть популяция нейронов может «восстанавливаться», однако это происходит в таком объёме, что не сказывается существенно на исходах патологических процессов.
В 2012 году для глиобластомы, папилломы и карциномы кожи и аденомы кишечника было доказано существование ограниченного пула особых раковых стволовых клеток[англ.], которые являются предшественниками других клеток, и именно они отвечают за образование и рост опухоли[38].
Предполагается, что в будущем при помощи стволовых клеток удастся восстанавливать ткани организма, повреждённые в результате травмы или дегенеративного заболевания: пересаживать донорские стволовые клетки в повреждённый орган и заставлять их делиться, превращаясь в клетки нужного типа. Однако в нынешнее время эффективно лечить таким образом удаётся лишь пациентов с лейкозами, в других же областях медицины использование стволовых клеток до сих пор не дало надёжных результатов: эффективность этого метода лечения не доказана, и риски, связанные с ним, очевидны: известны случаи возникновения опухолей в результате пересадки донорских стволовых клеток[39].
Однако, несмотря на это, существует множество клиник, где проводится полуподпольное лечение стволовыми клетками от самых разных заболеваний и в целях омоложения. Как правило, в этих случаях предлагаемое лечение не разрешено и не проверено на эффективность и безопасность. Кроме того, с исследованиями в области лечения стволовыми клетками связано большое количество отозванных из журналов публикаций и скандалов[39].
| В разделе не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
В СМИ активно шли дебаты, привели ли инъекции эмбриональных стволовых клеток к заболеванию раком и последующей преждевременной смерти многих известных людей, в основном артистов — Александра Абдулова, Веры Глаголевой, Ильи Олейникова, Любови Полищук, Дмитрия Хворостовского, Жанны Фриске, Михаила Задорнова, Валентины Толкуновой, Клары Лучко, Анны Самохиной, Олега Янковского и других[40].[неавторитетный источник] Анализы знаменитых пациентов показывали, что в организме актёров происходит обновление, ускорение жизнедеятельности. Однако вскоре появилась страшная статистика: те, кто применял инъекции стволовых клеток, сначала реально молодели, а потом очень быстро «сгорали» от рака, в основном глиобластомы (рака мозга), заболевания во многом загадочного, которое характеризуется множественной генетической поломкой в клетках глии мозга, что приводит к быстрому экспансивному росту злокачественной опухоли.
После инъекций стволовых клеток начинается активное деление не только здоровых, но и патологичных клеток организма, включая злокачественные, которых тем больше, чем старше организм. Временный импульс молодости проходит, и возвращается упадок, а потом проявляются разные последствия. Так, если введённые клетки приживаются, то вследствие противоречия с клетками организма и иммунной системой они сами часто перерождаются в раковые. В любом случае это стрессовое воздействие на иммунитет, на фоне которого способна реализоваться патология.
Распоряжением Правительства РФ от 23 декабря 2009 г. № 2063-р (п. 6) Минздравосцразвития России, Минпромторгу России и Минобрнауки России было поручено до конца 2010 г. разработать и представить на рассмотрение в Государственную думу РФ проект закона «О применении биомедицинских технологий в медицинской практике», регламентирующего медицинское применение стволовых клеток[41][42], как одной из биомедицинских технологий. Поскольку законопроект вызвал возмущение общественности и учёных, он был отправлен на доработку и на тот момент не принят.
1 июля 2010 года Федеральная служба по надзору в сфере здравоохранения и социального развития выдала первое[уточнить] разрешение на применение новой медицинской технологии ФС № 2010/255 (лечение собственными стволовыми клетками).[43]
3 февраля 2011 года Федеральная служба по надзору в сфере здравоохранения и социального развития выдала разрешение на применение новой медицинской технологии ФС № 2011/002 (лечение донорскими стволовыми клетками следующих патологий: возрастные изменения кожи лица второй или третьей степени, наличие раневого дефекта кожи, трофической язвы, лечение аллопеции, атрофическое поражение кожи, в том числе атрофические полосы (striae), ожоги, диабетической стопы).
В 2015 Госдума приняла в первом чтении проект закона «О биомедицинских клеточных продуктах», регламентирующего разработку, испытания, регистрацию, производство, хранение и продажу стволовых и других клеточных продуктов[44]. В 2016 году данный закон, легализующий использование клеточных технологий, включая применение стволовых клеток[45], был окончательно принят Госдумой, одобрен Советом Федерации и вступил в силу с января 2017 года[46][47].
С апреля 2013 года Минздрав Украины разрешил проведение клинических испытаний (приказ МЗ Украины № 630 «О проведении клинических испытаний стволовых клеток», 2007 г.[48]) по лечению следующих патологий с применением стволовых клеток: панкреонекроз, ожоговая болезнь, хроническая ишемия нижних конечностей[49].
18 октября 2011 года верховный Суд Европейского союза «ECJ» признал[уточнить] в ходе уточнения статьи 6(2)(c) директивы европарламента 98/44/EC, запрещающей патентование ряда изобретений, что человеческую яйцеклетку надо считать человеческим эмбрионом с точки зрения данной статьи с момента оплодотворения[50], и запретил любые евгенические эксперименты и манипуляции с эмбриональными стволовыми клетками человека[уточнить]. На самом деле решением по делу C-34/10 «Oliver Brüstle v Greenpeace» был произведён запрет патентования процессов, при которых стволовые клетки извлекаются из эмбриона на стадии «blastocyst» с разрушением данного эмбриона[51][52][53][54].
К 2014 году тот же суд уточнил, что партеногенетически активированная яйцеклетка всё же не составляет собой человеческий эмбрион, и, таким образом, разрешил патентовать стволовые клетки, полученные из неоплодотворённых яйцеклеток и связанные с ними технологии[55][56].
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
