Стволовые клетки: иллюзии и реальность

Размещено на http://www.allbest.ru/

Стволовые клетки: иллюзии и реальность

Введение

Тема стволовых клеток (СК) - одна из самых модных в прессе. Кто-то считает их эликсиром молодости, панацеей, возможностью выращивать органы. Другие уверяют, что СК - зло и источник раковых опухолей. Кто прав? Предлагаю разобраться в этом.

Набираю в поисковике «стволовые клетки омоложение» - и сразу выскакивает с десяток контор, предлагающих услуги по клеточной терапии. Звоню в одну из них. Бархатный баритон рисует радужные перспективы вечной молодости, которую мне гарантируют за 250 тысяч рублей.

- Что, пункцию будете делать? - ужасаюсь я.

- Это не больно - укол в пальчик.

- В пальчик? А я читала, что нужен костный мозг...

- Вы поменьше читайте, это вредно, - проявляет заботу баритон. - После забора мы ваши стволовые клетки размножим до ста миллионов. А потом вы получите их через капельницу.

- То есть прямо в чистом виде вольете в меня обратно?

- Они сами в вашем организме разберутся, что им делать.

- А генетический анализ вы проведете? Ведь клетки при делении теряют свойства, мутируют... Много говорят об опасности рака...

- Не думайте о плохом, доверьтесь нашим специалистам.

- А кстати, кто ваши специалисты? Они участвуют в научных конференциях? Наверное, трудятся в каких-то лабораториях?

В ответ я услышала короткие гудки.

В нашем организме ежеминутно погибает и регенерируется порядка 100 миллионов лимфоцитов (клеток крови). Раз в три дня полностью обновляется слизистая оболочка кишечника. За всю жизнь мы меняем 300 кг кожи. И все это непрестанное обновление происходит благодаря стволовым клеткам. Но говорить просто «стволовые клетки» некорректно: они разные. В нашем теле есть СК крови, нервов, костей, кожи... Но самые мощные - эмбриональные, те, из которых состоит 5- 6-дневный зародыш. Они абсолютно универсальны, или, на научном языке, плюрипотентны. На 6-й день после оплодотворения эмбрион прикрепляется к стенке матки, и начинается «специализация» клеток. Одни гены клетки включаются, другие, наоборот, выключаются - и в результате из эмбриональных СК развиваются все 220 известных сегодня типов клеток человеческого организма.

Именно в эмбриональных клетках в первую очередь видели средство омоложения и лекарство от многих болезней. И сегодня действительно научились направлять их специализацию. Уже разработана технология «превращения» эмбриональной СК в клетки печени, лимфоциты, нейроны, в клетки иммунной системы, которые планируют использовать в противоопухолевых вакцинах. Российские ученые вырастили из эмбриональных СК зачаток глаза. Но... тут начинаются трудности.

Один из главных вопросов, касающихся эмбриональных СК, - как их получать? Сегодня основной их источник - ЭКО (экстракорпоральное оплодотворение). Когда женщина идет на эту процедуру, ее стимулируют гормонами, и яичники производят 10- 15 яйцеклеток за раз. Из них 1- 2 имплантируют в матку, остальные же либо замораживают, либо избавляются от них. Ежегодно в мире 100- 200 тысяч оплодотворенных яйцеклеток уничтожают за ненадобностью. Вот они-то с информированного согласия женщины и попадают в научные эксперименты.

Но этого количества катастрофически мало для нужд исследователей. Есть и еще одна проблема: эмбриональные СК могут отторгаться организмом больного, как любой донорский материал.

И в начале 2000-х годов ученые задались вопросом: раз все наши клетки когда-то развились из эмбриональных, может, возможен и обратный процесс - «стереть память» обычной взрослой клетки и вернуть ее в состояние, близкое к эмбриональному? Как ни удивительно, это удалось.

Генетический перезапуск

В 2006 году японский генетик ШиноЯманако первым репрограммировал клетку мыши в эмбриональное состояние. Полученной клетке дали название ips - индуцированная плюрипотентная стволовая. Через год была получена ips-клетка взрослого человека, которая может воссоздавать все известные 220 типов клеток организма.

Казалось бы, сбылась мечта ученых - они научились создавать эмбриональные СК! Но вскоре радость сменилась сомнениями. Ведь в результате получились генетически модифицированные клетки («перезапуск» осуществлялся именно на уровне генов). Человечество не уверено в безопасности ГМО-продуктов, а тут - трансгенные клетки! Нужно было искать другой выход.

Тогда исследователи попробовали воздействовать на клетку особыми молекулами микроРНК. Они заставляют клетки перепрограммироваться, а выполнив миссию, полностью разрушаются. И это сработало! В настоящий момент в США идут четыре клинических испытания с применением ips-клеток. Их результаты будут известны через 2- 3 года. Если они окажутся удачными, с помощью ips-клеток смогут лечить генетические болезни, а также применять их для тестирования новых фармакологических препаратов.

Друг или враг?

Почему же не применять ips-клетки более широко? Ведь возможности открываются просто безграничные. Но у всех СК есть большой минус: высока вероятность, что, попав в организм, они спровоцируют возникновение раковых опухолей.

Ips-клетки - как стихия: они не терпят пауз и начинают спонтанно делиться и дифференцироваться. Даже если им строго задается специализация, только 85% развиваются в нужном направлении, а 15% выходят из-под контроля. Все клетки организма (кроме раковых) живут в содружестве. Для каждой нужно определенное клеточное окружение, так называемая ниша, и только в ней она функционирует нормально. Если клетку поместить в несоответствующую ей нишу, она, можно сказать, «сойдет с ума» и, пытаясь выжить, поведет себя непредсказуемо. Не исключено, что сегодня она выживет одним образом, завтра - другим, а послезавтра превратится в опухоль. И эту проблему пока так и не удалось решить. Вероятно, когда-нибудь опасность научатся предотвращать - вот тогда и следует ждать настоящего расцвета клеточных технологий.

Стволовыме клемтки -- иерархия особых клеток живых организмов, каждая из которых способна впоследствии изменяться (дифференцироваться) особым образом (то есть получать специализацию и далее развиваться как обычная клетка). Стволовые клетки способны асимметрично делиться, из-за чего при делении образуется клетка, подобная материнской (самовоспроизведение), а также новая клетка, которая способна дифференцироваться.

Как мы с Вами знаем, весь наш организм состоит из клеток. С самого рождения в каждом организме беспрерывно происходят процессы клеточного обновления. В процессе ежедневной регенерации в Вашем организме обновляется порядка 1 000 000 000 клеток, исчерпавших свой потенциал.

Благодаря непрерывному процессу клеточного обновления - мы молоды и здоровы. Единым источником всего многообразия клеток в Вашем организме являются стволовые клетки. Запас стволовых клеток в организме человека - ограничен.

С возрастом темпы клеточного обмена и естественного восстановления органов замедляются. Организм изнашивается. За счет этого наши органы стареют и легче поддаются воздействию болезней.

Историческая справка

Термин «стволовая клетка» был введён в научный обиход русским гистологом Александром Максимовым (1874--1928). Он постулировал существование стволовой кроветворной клетки. На заседании Общества гематологов в Берлине 1 июня 1909 года он ввёл понятие «Stammzelle», подразумевая под этим определением лимфоцит в более широком значении этого слова, как клетку, способную быть стволовой в современном понимании этого слова.

В шестидесятые годы XX века Тилл (англ.)русск. и Маккалох (англ.)русск., а также Меткалф (англ.)русск. и его сотрудники, показали, что внутривенное введение костномозговых клеток от здоровой мыши к сингенной летально облучённой мыши приводит к образованию в селезёнке колоний из клеток всех направлений гемопоэтической дифференцировки. С разработкой клонального метода для выявления клеток-предшественников in-vitro, так называемых колониеобразующих единиц (КОЕ), стало возможным проследить за дифференцировкой всех миелоидных ростков.

А. Я. Фриденштейн и его сотрудники впервые показали, что в костном мозге, помимо гемопоэтических, имеются стромальные стволовые клетки, которые при культивировании формировали колонии фибробластоподобных клеток. Пересадка таких колоний под капсулу почки мыши в диффузионной камере приводила к формированию костной или жировой ткани.

В 1981 году английский биолог Мартин Эванс впервые выделил недифференцированные плюрипотентные линии стволовых клеток, полученные из бластоцисты мыши.

В 1998 году Д. Томпсон и Д. Герхарт выявили бессмертную линию эмбриональных стволовых клеток (ЭСК).

В 1999 году журнал «Science» признал открытие эмбриональных стволовых клеток третьим по значимости событием в биологии после расшифровки двойной спирали ДНК и программы «Геном человека».

В 2009 году южно-корейского учёного ХуангВу-Сук обвинили в мошенничестве, связанном с его исследованиями в области клонирования стволовых клеток. Он утверждал, что он и его команда извлекли ткани из клонированных человеческих эмбрионов, которые были идентичны по ДНК клеткам 11 пациентов. Однако университетская комиссия, проводившая расследования, выяснила, что все 11 наборов данных были произведены от 2 линий стволовых клеток.

Описание

Корнем иерархии стволовых клеток является тотипотентная зигота. В ходе первых нескольких делений зиготы млекопитающих бластомеры сохраняют тотипотентность, и при потере целостности зародыша это может приводить к появлению монозиготных близнецов. К ветвям иерархии относятся плюрипотентные и мультипотентные (бластные) стволовые клетки. Листьями (конечными элементами) иерархии являются зрелые унипотентные клетки тканей организма.

Нишами стволовых клеток называются места в ткани, где постоянно залегают стволовые клетки, делящиеся по мере надобности для дальнейшей дифференциации.

Стволовые клетки размножаются путём деления, как и все остальные клетки. Отличие стволовых клеток состоит в том, что они могут делиться неограниченно, а зрелые клетки обычно имеют ограниченное количество циклов деления (см. предел Хейфлика).

Вторая характерная особенность стволовых клеток заключается в том, что при их делении одна из дочерних клеток дифференцируется, а вторая остается стволовой. За счет этого стволовые клетки образуют самоподдерживающуюся популяцию.

Когда происходит созревание стволовых клеток, то они проходят несколько стадий. В результате в организме имеется ряд популяций стволовых клеток различной степени зрелости. В норме, чем более зрелой является клетка, тем меньше вероятность того, что она сможет превратиться в клетку другого типа. Но всё же это возможно благодаря феномену трансдифференцировки клеток (англ.)русск..

ДНК в большинстве клеток одного организма (кроме половых), в том числе и стволовых, одинакова. Клетки различных органов и тканей, например, клетки кости и нервные клетки, различаются только тем, какие гены у них включены, а какие выключены, то есть регулированием экспрессии генов, например, путём метилирования ДНК. Фактически, с осознанием существования зрелых и незрелых клеток был обнаружен новый уровень управления клетками. Геном у всех клеток идентичен, но режим работы, в котором он находится -- различен.

В различных органах и тканях взрослого организма существуют частично созревшие стволовые клетки, готовые быстро дозреть и превратиться в клетки нужного типа. Они называются бластными клетками. Например, частично созревшие клетки мозга -- это нейробласты, кости -- остеобласты, в скелетных мышцах -- миосателлитоциты и так далее. Дифференцировку могут запускать как внутренние причины, так и внешние. Любая клетка реагирует на внешние раздражители, в том числе и на специальные сигналы цитокины. Например, есть сигнал (вещество), служащий признаком перенаселённости. Если клеток становится очень много, то этот сигнал сдерживает деление. В ответ на сигналы клетка может регулировать экспрессию генов.

Характеристики эмбриональных стволовых клеток

Тотипотентность -- способность образовывать любую из примерно 350 типов клеток организма (у млекопитающих).

Хоуминг -- способность стволовых клеток, при введении их в организм, находить зону повреждения и фиксироваться там, исполняя утраченную функцию;

Факторы, которые определяют уникальность стволовых клеток, находятся не в ядре, а в цитоплазме. Это избыток мРНК всех 3 тысяч генов, которые отвечают за раннее развитие зародыша;

Теломеразная активность. При каждой репликации часть теломер утрачивается (см. Предел Хейфлика). В стволовых, половых и опухолевых клетках есть теломеразная активность, концы их хромосом надстраиваются, то есть эти клетки способны проходить потенциально бесконечное количество клеточных делений, они бессмертны.

Интересные факты

1).Стволовых клеток в нашем организме очень мало:

у эмбриона -- 1 клетка на 10 тысяч,

у человека в 60-80 лет -- 1 клетка на 5-8 миллионов.

2).Стволовые клетки растений также называют камбиальными (от лат. cambium -- обмен, смена).

Использование стволовых клеток в медицине

В России

Распоряжением Правительства РФ от 23 декабря 2009 г. № 2063-р Минздравосцразвития России, Минпромторгу России и Минобрнауки России 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, как одной из биомедицинских технологий. Поскольку законопроект вызвал возмущение общественности и ученых, он был отправлен на доработку и на данный момент он не принят.

1 июля 2010 года Федеральная службой по надзору в сфере здравоохранения и социального развития выдала первое разрешение на применение новой медицинской технологии ФС № 2010/255 (лечение собственными стволовыми клетками).

На Украине

Сегодня на Украине разрешено проведение клинических испытаний (Приказ МЗ Украины № 630 «О проведении клинических испытаний стволовых клеток», 2007 г.) по лечению следующих патологий с применением стволовых клеток панкреонекроз, цирроз печени, гепатиты, ожоговая болезнь, сахарный диабет 2-го типа, рассеянный склероз, критическая ишемия нижних конечностей.

Стволовые клетки помогут в лечении диабета

Метод лечения сахарного диабета 1-го типа стволовыми клетками предложили исследователи из Университета Иллинойса в Чикаго. Он получил название "терапия с помощью обучающих стволовых клеток".

При диабете 1-го типа синтез инсулина нарушается из-за атаки иммунной системы на бета-клетки поджелудочной железы, производящие инсулин. Новый метод лечения заключается в совместноминкубировании лимфоцитов пациента и стволовых клеток пуповинной крови донора. В результате Т-клетки иммунной системы больного "переобучаются" и перестают разрушать бета-клетки поджелудочной. В испытаниях новой терапии приняли участие 15 диабетиков. Спустя 12 недель после ее применения организм пациента начал производить собственный инсулин.

Китай запретил нелицензионное применение стволовых клеток при лечении пациентов и клинические исследования в этом направлении.

Министерство здравоохранения КНР также прекратило прием новых заявок на реализацию программ по работе со стволовыми клетками. Ведомство сообщило, что отныне медицинские учреждения не имеют право взимать деньги за введение стволовых клеток, передает BFM.ru.

Запрет на использование стволовых клеток обусловлен намерением Пекина взять под контроль это медицинское направление, набирающее популярность по всей стране. Запрет продлится до июля, когда Китай начнет реализацию официальной годичной программы по развитию этого направления.

Стволовые клетки представляют собой особый тип клеток живого организма, способных впоследствии изменяться. При трансплантации в организм реципиента они получают специализацию и развиваются как обычные клетки, которые выполняют конкретные функции в зависимости от места введения.

Лечение стволовыми клетками имеет слабую научную базу. Тем не менее, в последние годы все большее число больниц и специализированных клиник в крупных городах Китая предлагают эту процедуру при лечении самых разных заболеваний, начиная от рака и болезни Альцгеймера и заканчивая травмами спинного мозга. По данным Reuters, одна из больниц, предлагающих лечение стволовыми клетками, принадлежит армии Китая. В лучшем случае такое лечение считается экспериментальным.

Лечение стволовыми клетками популярно не только в Китае. В Мексике, Индии, Турции пациенты также могут пройти эту процедуру. Методика применяется как к людям, так и к животным. Так, в августе прошлого года Мексике прошла сложнейшая операция с использованием стволовых клеток, которая спасла жизнь и здоровье тигрицы.

На выращивание стволовых клеток в Краснодаре выделили 150 млн рублей. стволовой клетка эмбриональный генетический

Регион выиграл грант от правительства РФ.

Яна НИКОВА -- 21.12.2011 14:29

Громкое заявление о том, что в Краснодаре будут выращивать стволовые клетки, сделали во время конференции в Кубанском медицинском университете. Приехавшие в вуз ведущие российские специалисты и итальянский профессор Паоло Маккиарини озвучили новость о том, что регион выиграл грант правительства РФ. Здесь работают профессиональные врачи, к тому же есть разработки в этой области. Кроме того, университет и клиническая больница отлично взаимодействуют. На выделенные 150 млн рублей на базе вуза откроют теоретическую лабораторию, а в краевой клинической больнице - практическую. Именно там и начнут применять современные достижения науки.

- По словам Маккиарини, результаты исследований впечатляют: врачи научились выращивать стволовые клетки, с помощью которых в будущем смогут лечить онкологию, восстанавливать кожу после ожогов и даже выращивать новые органы, - сообщает агенство "ФедералПресс".

Впервые арестован ученый за контрабанду стволовых клеток

Американский учёный был арестован по обвинению в поставках стволовых клеток для использования в несанкционированных методах лечения.

Министерство юстиции США сообщает, что под стражу взят Винсент Дэммей из Медицинского университета Южной Каролины. По тому же делу проходят жители штата Техас Франсиско Моралес и Альберто Рамон. ФБР ищет четвёртого соучастника по имени Лоуренс Стоу.

Многие академические учёные выступают против непроверенного лечения стволовыми клетками. Тем не менее, многие частные клиники нелегально получают от учёных клеточные линии, питательные среды и прочие реагенты, необходимые для выращивания стволовых клеток.Это первый случай в США, когда исследователь был обвинён в поставке клиникам стволовых клеток. ФБР отмечает: "Моралес и другие занимались производством, распространением и использованием стволовых клеток, полученных из пуповинной крови, для выполнения процедур, не одобренных FDA, в целях лечения лиц, страдающих раком, боковым амиотрофическим склерозом, рассеянным склерозом и другими аутоиммунными заболеваниями".

Г-н Рамон, лицензированный акушер, собирал пуповинную кровь после родов. Он продавал её аризонской компании GlobalLaboratories, владелец которой был осуждён в августе за несанкционированную продажу стволовых клеток за границу штата. GlobalLaboratories передавала ткани г-ну Дэммею, который в университетской лаборатории получал стволовые клетки, а затем отправлял их обратно.

Г-н Моралес лгал потенциальным клиентам, утверждая, что он врач, и рекламируя преимущества лечения стволовыми клетками в Мексике. Сообщники вытянули из доверчивой публики $1,5 млн.

Судя по веб-странице университета, г-н Дэммей с 2007 года работал в должности старшего преподавателя. Он был главным исследователем проекта, получившего от Национального онкологического института пятилетний грант в размере $1,4 млн для изучения почечно-клеточной карциномы. Работа завершилась в этом году.

На время расследования университет отправил учёного в административный отпуск.

Ученым США удалось продлить жизнь и молодость мышей с помощью стволовых клеток

Исследователи из Университета Питтсбурга, США, готовят открытие, которое может изменить мир: им удалось продлить жизнь и молодость лабораторных мышей путем инъекции стволовых клеток более юных особей.

Результаты этой работы были опубликованы накануне в научном журнале NatureCommunications, сообщают в среду, 4 января, зарубежные СМИ и, в частности, канадскаяTheGazette.

Для этого эксперимента были выбраны мыши, страдающие прогерией - синдромом преждевременного старения Хатчинсона-Гилфорда. Введение в их организм стволовых клеток молодых особей позволило избавить подопытных от этого заболевания, обусловленного изъяном ДНК.

Обычно мыши, больные прогерией, живут не более 21 дня. Инъекция была сделана особи в возрасте 17 дней, которая прожила после этого 66 дней, втрое больше отведенного ей природой срока - находясь при этом в полном здравии и ведя активный образ жизни.

Теперь перед учеными стоит проблема расшифровать этот феномен и сделать практические выводы.

Следует также выяснить, как именно воздействует инъекция стволовых клеток на человеческий организм, находящийся в периоде естественного, а не патологического старения, а затем определить возраст, в котором можно начинать этот курс.

Лечение стволовыми клетками - восстановление органов и тканей

Стволовые клетки результативны в лечении таких болезней, как ишемическая болезнь сердца (ИБС), инфаркт миокарда, кардиомиопатия, стенокардия, гипертоническая болезнь, хроническая сердечная недостаточность, кардиосклероз, аритмия, миокардиты и многих других болезней. Лечение стволовыми клетками дает непревзойденные результаты в победе над инсультом, циррозом печени, сахарным диабетом.

Современная медицина, вместе с медикаментозным и хирургическим методами лечения, приобрела мощный инструмент - лечение стволовыми клетками, благодаря которому существенно расширились возможности, и возросла эффективность лечения многих болезней.

Бытующие мнения о том, что «нервные клетки не восстанавливаются», «поврежденные суставы повреждены навсегда», «инфаркт миокарда не лечится» с практическим применением стволовых клеток перешли в категорию мифов о медицине.

Вновь трансплантированные Ваши собственные стволовые клетки, приходя с кровотоком во все органы и ткани, остаются в местах разрушения клеток и замещают собой старые или больные клетки. Происходит последовательное восстановление всех органов и тканей. Улучшается проходимость сосудов, восстанавливается полноценное кровоснабжение.

Подобное лечение бесценно для занятых людей. Оно не требует больших временных затрат, и в этом состоит его уникальность. Но еще более уникальны полученные результаты.

Банк стволовых клеток

Все мы знаем, что современные реалии связывают воедино успешность человека и его внешний вид. Успешный в деловой и личной жизни человек отличается, прежде всего, энергичностью, уверенностью в себе, хорошей физической формой, стремлением к дальнейшему развитию и достижению новых высот.

Работа, семья, занятия спортом и прочие аспекты нашей жизни требуют постоянной стойкости и сил. Пока мы молоды, организм самостоятельно и быстро восстанавливает «силовые резервы», но в зрелом возрасте этот процесс требует большее количество времени.

Помочь собственному организму справляться с ежедневными нагрузками можно и нужно - здоровье у каждого из нас есть только в единственном экземпляре, и «запасное» не появится ни за какие деньги. Один из самых легких и естественных путей помощи организму - позаботиться о собственном здоровье заранее, для чего существует простой и действенный способ - поместить свои стволовые клетки в Банк стволовых клеток.

Собственные стволовые клетки будут Вам полезны для прохождения курса ревитализации или клеточной терапии. Банк стволовых клеток предназначен для хранения Ваших стволовых клеток в течение любого времени. При этом потенциал стволовых клеток полностью сохраняется, сколько бы лет ни прошло.

Банк стволовых клеток - надежный «страховой» инструмент. Не в нашей воле знать грядущие события - ни свои, ни близких людей. С помощью Банка стволовых клеток существует возможность помочь будущему здоровью, насколько это в силах человека. Размещение стволовых клеток на хранение в Банк позволяет получить необходимое для лечения количество клеток в кратчайшие сроки - буквально за одну неделю.

Как свидетельствуют отзывы наших пациентов, иногда такая оперативность в прямом смысле слова спасает жизнь человека. Ваши стволовые клетки подходят для проведения процедур ревитализации или клеточной терапии Вам и Вашим кровным родственникам.

Стремление обезопасить собственное будущее и благополучие близких людей - высшее проявление истинной любви и заботы.

Стволовые клетки в спортивной медицине

Каждый спортсмен стремится быть лучшим, ставить новые спортивные рекорды. Спортивное первенство, трудно дающиеся победы и регулярные напряженные тренировки возможны только в прекрасном состоянии всего организма, при активном клеточном обновлении, насыщенности сильными стволовыми клетками. Для поддержания прекрасной спортивной формы, физической и духовной силы подходит ревитализация стволовыми клетками. Ревитализация вдохнет в Вас мощь сильных клеток, укрепит организм изнутри, повысит сопротивляемость болезням и переносимость физических нагрузок.

К сожалению, спорт тесно сопряжен с травматизмом. Спортсмены периодически получают различные травмы, излечение которых занимает много времени, а затем следует продолжительный период восстановления организма. Стволовые клетки гармонично дополняют процедуры спортивной медицины, в разы снижают продолжительность периода реабилитации и многократно усиливают качество восстановления.

Стволовые клетки - внутренний несокрушимый стержень, запас прочности предусмотрительного спортсмена - первого среди лучших!

Размещено на Allbest.ru