Мезенхимальные клетки: Мезенхимальные стволовые клетки | Компетентно о здоровье на iLive

Мезенхимальные стволовые клетки | Компетентно о здоровье на iLive

Среди регионарных стволовых клеток особое место занимают мезенхимальные стволовые клетки (МСК), производные которых составляют стромальную матрицу всех органов и тканей организма человека. Приоритет в исследованиях МСК принадлежит представителям российской биологической науки.

В середине прошлого века в лаборатории А. Фриденштейна впервые была выделена однородная культура мультипотентных стромальных стволовых клеток костного мозга. Мезенхимальные стволовые клетки, прикрепленные к подложке, длительное время сохраняли высокую интенсивность пролиферации, а в культурах при низкой плотности посева после фиксации на подложке образовывали клоны фибробластоподобных клеток, не обладающих фагоцитарной Активностью. Остановка пролиферации МСК завершалась их спонтанной дифференцировкой in vitro в клетки костной, жировой, хрящевой, мышечной или соединительной ткани. Дальнейшие исследования позволили установить остеогенный потенциал фибробластоподобных клеток стромы костного мозга различных видов млекопитающих, а также их колониеобразующую активность. В экспериментах in vivo было показано, что как гетеро-, так и ортотопическая трансплантация колониеобразующих фибробластоподобных клеток завершается формированием костной, хрящевой, фиброзной и жировой ткани. Поскольку стромальные стволовые клетки костного мозга отличаются высокой способностью к самообновлению и многоплановостью дифференцировки в пределах одной клеточной линии, они получили название мультипотентных мезенхимальных клеток-предшественников.

Надо заметить, что за 45 лет фундаментальных исследований мезенхимальных стволовых клеток созданы реальные условия для применения их производных в клинической практике.

Сегодня уже нет никаких сомнений, что все ткани организма человека образуются из стволовых клеток различных клеточных линий в результате процессов пролиферации, миграции, дифференцировки и созревания. Однако еще совсем недавно считалось, что стволовые клетки во взрослом организме тканеспецифичны, то есть, способны производить линии специализированных клеток только тех тканей, в которых они находятся. Это концептуальное положение было опровергнуто фактами трансформации гемопоэтических стволовых клеток не только в клеточные элементы периферической крови, но и в овальные клетки печени. Кроме того, и нейральные стволовые клетки оказались способными давать начало как нейронам и глиальным элементам, так и ранним коммитированным линиям клеток-предшественников гемопоэза. В свою очередь, мезенхимальные стволовые клетки, обычно продуцирующие клеточные элементы костной, хрящевой и жировой ткани, способны трансформироваться в нейральные стволовые клетки. Предполагается, что в процессе роста, физиологической и репаративной регенерации тканей некоммитированные клетки-предшественники генерируются из тканенеспецифичных

Стволовые клетки — потенциал клеточной терапии в медицине

Области применения стволовых клеток для лечения различных заболеваний

инновации

Стволовые клетки – это незрелые клетки-предшественники всех тканей. Их основные функции:

• рост и развитие организма на этапе эмбрионального развития;
• восстановление и обновление тканей и органов на протяжении жизни.

Эти функции обеспечиваются главными свойствами стволовых клеток:

• способностью к постоянному делению;
• универсальностью, благодаря которой возможна дифференцировка – приобретение тканевой специфичности.

Во внутриутробном периоде существуют:

• эмбриональные стволовые клетки, они образуются на протяжении первых недель беременности и являются плюрипотентными, то есть полностью лишены какой-либо специфичности, и из них могут развиваться клетки любых тканей организма;
• фетальные стволовые клетки можно выделить начиная с третьего месяца беременности, и в них уже есть некоторые признаки дифференцировки в направлении различных органов.

Источниками таких клеток является эмбриональный и плодный материал, полученный при искусственном оплодотворении и в результате абортов. Эти стволовые клетки никогда не отторгаются при трансплантации, однако могут стать причиной возникновения опухоли. Поэтому, а также из-за этических и юридических проблем в большинстве развитых стран применяются только стволовые клетки уже рожденных людей.

После рождения их источниками являются:

• кровь из пуповины;
• венозная кровь после мобилизации из депо костного мозга с помощью специальных препаратов;
• костный мозг.

Самый оптимальный вариант – получение пуповинной крови. Это:

• этично;
• безболезненно;
• позволяет получить стволовые клетки наилучшего качества – функционально активные и еще не подвергавшиеся действию внешних негативных факторов;
• решает вопрос полной совместимости стволовых клеток в будущем  для только что родившегося ребенка, а также высокую вероятность их совместимости для его ближайших родственников.

Такая кровь хранится без потери качеств десятки лет в криокамерах сотен частных и государственных банков крови Германии, Японии, США, Испании, Канады, Южной Кореи и других стран.

Виды стволовых клеток и их применение

Стволовые клетки, полученные после рождения, называют постнатальными, они имеют более выраженные видовые различия. Выделяют несколько разновидностей таких клеток:

• гемопоэтические – предшественники клеток крови;
• мезенхимальные – прообраз клеток внутренних органов (печени, сердца), а также нервной системы, костей, хрящей, жировой ткани;
• тканеспецифичные – источники обновления популяций клеток. Располагаясь в разных органах и тканях и являясь изначально малодифференцированными, они обретают тканевую специфичность по мере необходимости.

Мировая медицина располагает положительным опытом лечения стволовыми клетками более чем 300 видов болезней сердца, сосудов, нервной системы, крови, костей, мышц, суставов, пищеварительной системы, мочевыделительной системы, половой сферы.

Впервые стволовые клетки начали применяться в лечении онкогематологических заболеваний. И в настоящее время их трансплантация является одним из основных и эффективных методов их лечения. Участие стволовых клеток в работе иммунной системы позволило создать уже в последние годы новое перспективное направление в онкологии – иммунотерапию. Например, из гемопоэтических клеток готовят дендритные вакцины, под действием которых T-лимфоциты начинают вырабатывать антитела, специфичные к опухоли конкретного пациента, что обеспечивает высокую избирательность и безопасность лечения.

Гемопоэтические и мезенхимальные стволовые клетки способны во много раз ускорять заживление ран, костей, гасить воспаление, останавливать и обращать вспять дегенеративные изменения в суставах, печени, головном и спинном мозге, восстанавливать ткани после сосудистых катастроф, механических травм, ожогов.

Лечение хронических гепатитов – острейшая проблема современной медицины. Они широко распространены, всегда сопровождаются замещением печеночных клеток соединительной тканью (фиброз) с исходом в цирроз и печеночную недостаточность, оканчивающуюся самым печальным образом. Применение клеточных технологий позволило не только остановить прогрессирование фиброза, но и добиться образования здоровых клеток печени на месте очагов соединительной ткани, чего невозможно достичь другими методами.

Среди других, наиболее распространенных направлений клеточной терапии:

• борьба с аутоиммунными заболеваниями у многочисленной категории пациентов с рассеянным склерозом, аутоиммунным гепатитом, болезнью Крона;
• лечение ожогов специальным покрытием, пропитанным взвесью фибробластов или мезенхимальных клеток;
• лечение сахарного диабета I, II типа и его осложнений, позволяющее замедлить прогрессирование процесса;
• восстановление после инсультов и инфарктов миокарда;
• лечение критической ишемии конечностей;
• лечение болезни Паркинсона;
• восстановление после травм спинного мозга и периферических нервов.

Конечно, терапия стволовыми клетками – не панацея от всех болезней. Как любое медицинское вмешательство, она имеет свои показания и противопоказания. Нередко для конкретного пациента предпочтительнее классические методы лечения. В любом случае необходимы консультации квалифицированных специалистов для оценки всех рисков и долгосрочного прогнозирования эффектов.

В силу более раннего практического интереса к терапии стволовыми клетками, богатого финансирования исследований и клинической практики в медицинских центрах развитых стран созданы наилучшие условия для такого лечения. В них открыты современные центры трансплантации, иммунологии и клеточной терапии, работающие в тесном контакте с ведущими учеными этих стран. Здесь имеется наибольший опыт забора, подготовки, хранения и применения стволовых клеток, аккумулированы все мировые данные по показаниям, противопоказаниям, положительным и отрицательным результатам этого метода. Поэтому целесообразность обращения в такие центры не вызывает сомнений.

Лечение стволовыми клетками – еще совсем молодое направление медицины. Первые клинические опыты его применения в мире относятся к концу прошлого века. Несмотря на то, что теперь терапия стволовыми клетками применяется достаточно широко, ее механизмы продолжают изучаться, а технологии – совершенствоваться. Пока ее нельзя считать рутинным, стандартным методом, и она до сих пор относится к экспериментальным методикам. Однако ее огромный потенциал несомненен, и большинство авторитетных специалистов считают ее основой медицины ближайшего будущего. Поэтому в научно-исследовательских и клинических институтах высокоразвитых странах Западной Европы активно работают над проблемами терапии стволовыми клетками, требующими решения в строгих рамках доказательной медицины.

Стволовые клетки — Википедия. Что такое Стволовые клетки

Материал 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.

Развитие многоклеточных организмов начинается с одной стволовой клетки, которую принято называть зиготой. В результате многочисленных циклов деления и процесса дифференцировки образуются все виды клеток, характерные для данного биологического вида. В человеческом организме таких видов клеток более 220. Стволовые клетки сохраняются и функционируют и во взрослом организме, благодаря им может осуществляться обновление и восстановление тканей и органов. Тем не менее, в процессе старения организма их количество уменьшается.

В современной медицине стволовые клетки человека трансплантируют, то есть пересаживают в лечебных целях. Например, трансплантация гемопоэтических стволовых клеток производится для восстановления процесса гемопоэза (кроветворения) при лечении лейкозов и лимфом.

В научных исследованиях и в клинических испытаниях используются эмбриональные стволовые клетки, извлеченные из ранних эмбрионов при оплодотворении in vitro или из абортивных материалов.

Историческая справка

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 все же можно было бы назвать белыми кровяными тельцами, поскольку они иногда, в особенности у цыплят, имеют амебоидную 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

• 1970: Первые трансплантации аутологичных (своих собственных) стволовых клеток^[2][3]. По некоторым сведениям в 70-х годах престарелым членам Политбюро ЦК КПСС делали «прививки молодости» по 2-3 раза в год, инъецируя препараты стволовых клеток^[4].
• 1978: в пуповинной крови обнаружены гемопоэтические стволовые клетки^[5].
• 1981: эмбриональные клетки мыши получены из эмбриобласта (внутренней клеточной массы бластоцисты) учёными Мартином Эвансом, Мэттью Кауфманом и, независимо от них, Гэйл Р. Мартин. Введение в обиход термина «эмбриональная стволовая клетка» приписывается Гэйл Мартин.
• 1992: нейральные стволовые клетки получены in vitro. Разработаны протоколы их культивирования в виде нейросфер.
• 1992: Профессор Дэвид Харрис заморозил стволовые клетки пуповинной крови своего первенца.^{[значимость факта?]}
• 1997: Новым подходом к использованию стволовых клеток в терапии почечной недостаточности стала концепция применения «биоискуственной вспомогательной системы почечных канальцев» (Bioartifical renal tubule assist device, RAD). Это дополнение к «обычному» диализу: систему трубчатых мембран, внутренняя поверхность которых служит опорой для клеток ЭКП, дифференцированных из СК. Система дополняет аппарат «искусственная почка», — при этом кровь пациента фильтруется через мембраны, обмениваясь низкомолекулярными веществами с зафиксированными на них живыми клетками ЭПК^[6][7].
• 1998: Джеймс Томсон и его сотрудники из Висконсинского университета в Мадисоне вывели первую линию человеческих ЭСК (эмбриональных стволовых клеток).
• 1999: журнал Science признал открытие эмбриональных стволовых клеток третьим по значимости событием в биологии после расшифровки двойной спирали ДНК и

Обсуждения и обновления мезенхимальных стволовых клеток

Исследования мезенхимальных стромальных клеток (МСК) за последнее десятилетие значительно выросли, и в настоящее время проводится более 350 активных клинических испытаний с использованием МСК. С момента их открытия в 1970-х годах Friedenstein et al. ^1,2 , MSC упоминаются многими терминами. Многие лидеры в этой области утверждают, что наиболее часто используемый термин для этих клеток — мезенхимальные стволовые клетки, придуманный Капланом ³ — был источником путаницы и использования.По мере того, как поле зрения продолжает расти и количество пробелов в нашем фундаментальном понимании МСК становится все более очевидным, потребность в разъяснениях и открытом обсуждении становится все более очевидной.

Последние комментарии о состоянии исследований MSC

… Ответы будут найдены в лучшей науке.

Sipp et al., Nature 2018

Очистите этот беспорядок стволовых клеток ⁴

В своем недавнем комментарии к природе, доктор.Сипп, Роби и Тернер призывают к «скоординированным глобальным усилиям», чтобы лучше охарактеризовать и понять биологию МСК, которые могут иметь много названий, но чаще всего — что сбивает с толку — называются «мезенхимальными стволовыми клетками». МСК в настоящее время — это широкий термин, который охватывает множество типов клеток. Около двух десятилетий ученые и клиницисты сомневались в названии и биологических функциях, связанных с этими клетками, но «поле продолжает оставаться беспорядочным». Путаница вокруг этих клеток привела к «ложному магическому образу» МСК и все еще недоказанным стволам клеточные методы лечения различных заболеваний.Чтобы решить эти проблемы, авторы предлагают улучшить наше понимание биологии МСК. Стандартизованные анализы экспрессии генов и анализы дифференцировки могут определить истинную идентичность различных типов клеток, в настоящее время известных как МСК. Клетки, подпадающие под текущее описание MSC, демонстрируют резко изменчивую экспрессию генов и способность к дифференцировке в зависимости от их исходной ткани ⁵ , что позволяет предположить, что называть их одним и тем же термином категорически неверно.Устранение беспорядка MSC, несомненно, потребует усилий всего сообщества, но Сипп и др. предполагают, что описание этих клеток по ткани их происхождения вместо того, чтобы называть все мезенхимальными стволовыми клетками, было бы хорошим началом.

Тайна жизни мезенхимальных стволовых клеток in vivo

В этом вебинаре д-р Фабио Росси обсуждает текущие проблемы в области MSC, включая разногласия по соглашению об именах и методах описания.

Смотри

… Отбросьте номенклатуру стволовых клеток, потому что она вводит в заблуждение с научной и терапевтической точек зрения.

Каплан, Трансляционная медицина стволовых клеток 2017

Мезенхимальные стволовые клетки: время менять название! ⁶

Призывая к изменению имени, доктор Арнольд Каплан, ученый, который первым ввел термин «мезенхимальные стволовые клетки» ³ , объясняет, почему он считает, что этот термин больше не подходит.Доктор Каплан считает, что «лекарственные сигнальные клетки» — наиболее подходящий термин для обозначения МСК. Это связано с тем, что исследования показали, что МСК проявляют свой терапевтический эффект, располагаясь в местах повреждения и секретируя сигнальные факторы ⁷ с регенеративным и иммуномодулирующим действием. ^8,9 , таким образом выступая в качестве производителей терапевтических препаратов.Д-р Каплан утверждает, что МСК не являются стволовыми клетками и что неправильные представления в этой области привели к необоснованным заявлениям, вводящим в заблуждение общественность.По его мнению, изменение названия для МСК необходимо, чтобы отразить тот факт, что во многих случаях эти клетки не ведут себя как тканевые предшественники в организме и не должны называться стволовыми клетками.

… Эта паракринно-центрическая точка зрения на MSC сильно упрощена …

Boregowda et al., Stem Cells 2018

Мезенхимальные стволовые клетки: название соответствует науке ¹⁰

В своем комментарии к перспективной статье доктора Каплана на 2017 год ⁶ , Boregowda et al.утверждают, что упоминание МСК как «медицинских сигнальных клеток» упрощает результаты десятилетий исследований. Авторы полагают, что недавно предложенная номенклатура «… описывает только одну существенную особенность МСК и их предполагаемый способ действия после их негомологичного использования у людей». . Хотя очевидно, что паракринные действующие на МСК факторы могут вносить вклад в терапевтическую эффективность ^8,11 , было показано, что трансплантированные МСК дифференцируются в перициты и остеобласты и остеоциты, выстилающие костную ткань, в дополнение к восстановлению функциональной гематопоэтической ниши ¹² .Авторы обсуждают множество других исследований, которые демонстрируют свойства стволовых / предшественников для МСК, и делятся своим недавним наблюдением, что стволовые свойства и лекарственная сигнальная функция МСК связаны. Они призывают поле не использовать «медицинские сигнальные клетки» для МСК, поскольку это «… отвлекает от насущных проблем, которые должны получить глубокие знания биологии МСК, чтобы использовать присущие им физиологические функции …» .

Ключевые исследовательские статьи MSC

Апоптоз в мезенхимальных стромальных клетках, индуцированный in vivo иммуномодуляцией, опосредованной реципиентом ¹³

Galleu et al., 2017
В своей оригинальной исследовательской статье 2017 года Галлеу и его коллеги по-новому взглянули на механизм, с помощью которого МСК оказывают иммуносупрессивное действие. Результаты клинических испытаний с использованием МСК в качестве иммуномодулирующих средств еще не предоставили окончательного доказательства эффективности. В большинстве исследований только часть пациентов, страдающих одним и тем же заболеванием и получавших МСК, демонстрирует терапевтический ответ. Используя мышиную модель болезни «трансплантат против хозяина» (GvHD), Галлеу и его коллеги продемонстрировали, что трансплантированные МСК подвергаются апоптозу в зависимости от CD8 + Т-клеток.Затем апоптотические МСК поглощаются макрофагами-реципиентами, вызывая выработку индоламин-2,3-диоксигеназы (IDO), которая вызывает анергию эффекторных Т-клеток и уменьшает РТПХ. MSC-индуцированная иммуномодуляция не наблюдалась в моделях GvHD на мышах, когда цитотоксическая активность CD8 + Т-клеток отменялась нокаутом перфорина или истощением макрофагов реципиента. На основании этих результатов авторы продемонстрировали положительную корреляцию между уровнем цитотоксического ответа пациента на МСК in vitro и терапевтической эффективностью трансплантированных МСК.Galleu et al. предполагают, что следующее поколение клеточной терапии МСК должно быть сосредоточено на инфузии апоптотических МСК или скрининге пациентов с эффективным цитотоксическим ответом на МСК.

Идентификация скелетных стволовых клеток человека ¹⁴

Chan et al., 2018
Исторически МСК были известны как очень разнообразная популяция клеток. Даже будучи изолированными от одного и того же донора и / или ткани, МСК могут проявлять значительную неоднородность в своих свойствах и функциях.В своей публикации 2018 года Чан и его коллеги пролили свет на гетерогенность МСК, когда они изолировали самообновляющуюся мультипотентную скелетную стволовую клетку человека (hSSC). Это открытие показало, что клетки, которые в настоящее время называют «мезенхимальные стволовые клетки», состоят из субпопуляций с различными маркерами клеточной поверхности и способностью к дифференцировке. HSSC, описанные в этом исследовании, способны генерировать предшественников для костей, хрящей и стромы, но не жира; предполагая, что другие популяции клеток могут нести ответственность за регенерацию жировой ткани.hSSCs можно выделить из костей плода и взрослого, обработанной BMP2 жировой стромы и индуцированных плюрипотентных (iPS) клеток. Они помечены как PDPN + CD146-CD73 + CD164 +, имеют сходные характеристики при выделении из разных источников и могут служить нишей для гемопоэтических стволовых клеток. Чан и его коллеги также обнаружили наличие скелетных стволовых клеток у мышей (mSSCs), хотя они предполагают, что hSSCs и mSSCs имеют разные внутренние регуляции генов, которые вызывают различия в скелете, наблюдаемые между двумя видами.Это недавнее открытие особой субпопуляции в клетках, известных в настоящее время под общим названием «МСК», подчеркивает пробелы в наших знаниях и важность продолжения фундаментальных биологических исследований в этой области.

Рекомендуемые продукты и ресурсы

Рабочий процесс MesenCult ™

MesenCult ™ для получения, культивирования и дифференциации МСК.

Комплект расширения MesenCult ™ (мышь)

Получение и обогащение MSC мыши уже на пассаже 0.

Мезенхимальные стволовые клетки iCell®

Мезенхимальные клетки-предшественники, полученные из iPS-клеток человека.

Снимок жизненного цикла адипоцитов

Обзор пролиферации жировых стволовых клеток, дифференцировки адипоцитов, оборота и ожирения.

Изоляция МСК от компактной кости мыши

В этом обучающем видео представлены пошаговые инструкции по выделению МСК из компактной кости мыши.

Список литературы

1. Friedenstein A & Kuralesova AI. (1971) Трансплантация 12 (2): 99–108.
2. Friedenstein AJ et al. (1968) Трансплантация 6 (2): 230–47.
3. Caplan AI. (1991) J. Orthop Res. 9 (5): 641–50.
4. Sipp D et al. (2018) Nature 561 (7724): 455–457.
5. Sacchetti B et al. (2016) Отчеты о стволовых клетках 6 (6): 897–913.
6. Caplan AI. (2017) Stem Cells Transl Med 6 (6): 1445–1451.
7. Meirelles L da S et al. Фактор роста цитокинов Rev 20 (5–6): 419–27.
8. Caplan AI & Correa D. (2011) Cell Stem Cell 9 (1): 11–5.
9. Каплан А.И. и Деннис Дж. Э. (2006) J Cell Biochem 98 (5): 1076–84.
10. Boregowda S. V et al. (2018) Стволовые клетки 36 (1): 7–10.
11. Phinney DG и Pittenger MF. (2017) Стволовые клетки 35 (4): 851–858.
12. Muguruma Y et al. (2006) Blood 107 (5): 1878–87.
13. Galleu A et al.(2017) Sci Transl Med 9 (416).
14. Chan CKF et al. (2018) Cell 175 (1): 43–56.e21.

Что такое мезенхимальные стволовые клетки (МСК)?

‍

Мезенхимальные стволовые клетки — это взрослые стволовые клетки, выделенные из различных источников, которые могут дифференцироваться в другие типы клеток. У людей эти источники включают: костный мозг, жир (жировая ткань), ткань пуповины (Wharton’s Jelly) или амниотическая жидкость (жидкость, окружающая плод).

Мезенхимальные стволовые клетки (МСК) или стромальные стволовые клетки могут дифференцироваться во многие различные типы клеток в организме, включая:

• Костные клетки
• Хрящ
• Мышечные клетки
• Нервные клетки
• Клетки кожи
• Клетки роговицы

‍

На фото: диаграмма, показывающая потенциал дифференцировки мезенхимальных стволовых клеток

У всех нас есть мезенхимальные стволовые клетки (МСК). МСК в основном обнаруживаются в костном мозге каждого человека и остаются в спящем состоянии до тех пор, пока не будут вызваны для ускорения заживления в организме.Они стареют с возрастом, и их количество и эффективность с годами снижается.

Медицинскому сообществу известно о существовании МСК с конца 19 века. Однако только благодаря недавним достижениям врачи смогли активировать и дополнить эти клетки для лечения различных состояний.

Где берутся мезенхимальные стволовые клетки?

В течение многих лет исследователи полагали, что мезенхимальные стволовые клетки существуют только в костном мозге. Однако исследования показали, что существует множество источников МСК, включая ткань пуповины, жировые отложения, коренные зубы и амниотическую жидкость.

Клетки, полученные из пуповинной ткани, а точнее Wharton’s Jelly, являются самыми молодыми и примитивными доступными МСК. Поскольку большая часть пуповины просто выбрасывается после родов, этот источник неопасен и легкодоступен.

Молодая природа этих клеток позволяет им превращаться в клетки любого типа, которые необходимы в организме. Молодые клетки также имеют тенденцию к более быстрой репликации, и МСК обладают способностью не только дифференцироваться в другие типы клеток, но и размножаться, чтобы усилить свое лечебное действие на организм.

‍

Исследователи также обнаружили, что эффективность стволовых клеток зависит от их возраста, что делает МСК пуповинной ткани одними из самых эффективных клеток.

Напротив, лечение с использованием МСК из образца жира (жировой ткани) пациента показало слабые или ненадежные ответы. В общем, стволовая клетка хороша ровно настолько, насколько хорош ее источник, и если клетки происходят от пожилого человека, никакое расширение не повысит их эффективность.

Количество и эффективность стволовых клеток начинают уменьшаться с возрастом экспоненциально.Например, стволовые клетки человека в возрасте двадцати лет не такого высокого качества, как новые клетки, полученные из пуповинной ткани. Хотя лечение доступно из любого источника МСК, пациенты практически не рискуют получить результаты от использования стволовых клеток более низкого качества.

Для чего используются мезенхимальные стволовые клетки?

Получая мезенхимальные стволовые клетки (МСК) из пожертвованной пуповинной ткани и увеличивая их количество, медицинское сообщество создало возможность пополнять количество стволовых клеток человека посредством трансплантации более молодыми, высококомпетентными клетками.

Мезенхимальные стволовые клетки имеют иммунный статус.

МСК показали способность избегать негативного ответа со стороны иммунной системы человека, что позволяет трансплантировать клетки широкому кругу людей, не опасаясь отторжения. Эти трансплантаты значительно увеличивают естественные способности организма к заживлению и обладают мощным противовоспалительным и иммунодепрессивным ответом.

Мезенхимальные стволовые клетки могут лечить множество состояний

На сегодняшний день МСК использовались для лечения многих аутоиммунных заболеваний, при этом были проведены исследования по их применению при болезни Крона, рассеянном склерозе, волчанке, ХОБЛ, болезни Паркинсона и других.

Хотя МСК не излечивают эти состояния, их предпосылка позволяет организму достаточно хорошо исцелять себя, чтобы смягчить симптомы состояния на длительное время. Во многих случаях только это позволяет значительно повысить качество жизни пациентов.

Мезенхимальные стволовые клетки обладают небольшими побочными эффектами.

Было обнаружено очень мало побочных эффектов, основным недостатком которых является необходимость повторных процедур для поддержания высокого количества стволовых клеток в организме.Без повторного лечения клетки в конечном итоге привыкнут до такой степени, что способность пациента к заживлению вернется к норме в течение нескольких лет. Однако отчеты пациентов показали, что качественное лечение длится примерно 5-10 лет.

Ссылки:

(1) Уллах, И., Суббарао, Р. Б., и Ро, Г. Дж. (2015 г., 28 апреля). Мезенхимальные стволовые клетки человека — современные тенденции и перспективы на будущее. Получено с https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4413017/.

‍

‍

Стволовые клетки: источники, типы и использование

Клетки в организме имеют определенные цели, но стволовые клетки — это клетки, которые еще не играют определенной роли и могут стать практически любой необходимой клеткой.

Стволовые клетки — это недифференцированные клетки, которые могут превращаться в определенные клетки по мере необходимости в них.

Ученые и врачи интересуются стволовыми клетками, поскольку они помогают объяснить, как работают некоторые функции организма и почему иногда они не работают.

Стволовые клетки также перспективны для лечения некоторых неизлечимых болезней.

Стволовые клетки происходят из двух основных источников: тканей тела взрослых и эмбрионов. Ученые также работают над способами получения стволовых клеток из других клеток, используя методы генетического «перепрограммирования».

Взрослые стволовые клетки

Поделиться в Pinterest Стволовые клетки могут превратиться в любой тип клеток, прежде чем они станут дифференцированными.

В организме человека на протяжении всей жизни содержатся стволовые клетки. Организм может использовать эти стволовые клетки всякий раз, когда они ему нужны.

Взрослые стволовые клетки, также называемые тканеспецифическими или соматическими стволовыми клетками, существуют по всему телу с момента развития эмбриона.

Клетки находятся в неспецифическом состоянии, но они более специализированы, чем эмбриональные стволовые клетки.Они остаются в этом состоянии до тех пор, пока они не понадобятся организму для определенной цели, например, в качестве клеток кожи или мышц.

Повседневная жизнь означает, что тело постоянно обновляет свои ткани. В некоторых частях тела, таких как кишечник и костный мозг, стволовые клетки регулярно делятся, чтобы произвести новые ткани тела для поддержания и восстановления.

Стволовые клетки присутствуют в разных типах тканей. Ученые обнаружили стволовые клетки в тканях, в том числе:

• головном мозге
• костном мозге
• крови и сосудах
• скелетных мышцах
• коже
• печени

Однако стволовые клетки бывает сложно найти.Они могут оставаться не делящимися и неспецифическими в течение многих лет, пока организм не призовет их для восстановления или роста новой ткани.

Взрослые стволовые клетки могут делиться или самообновляться бесконечно. Это означает, что они могут генерировать различные типы клеток из исходного органа или даже полностью регенерировать исходный орган.

Это разделение и регенерация — это то, как заживает кожная рана или как такой орган, как печень, например, может восстанавливаться после повреждения.

В прошлом ученые полагали, что взрослые стволовые клетки могут дифференцироваться только на основе их ткани происхождения.Однако теперь некоторые данные свидетельствуют о том, что они могут дифференцироваться, чтобы стать и другими типами клеток.

Эмбриональные стволовые клетки

С самого раннего периода беременности, после того, как сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку, формируется эмбрион.

Примерно через 3–5 дней после того, как сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку, эмбрион принимает форму бластоцисты или комка клеток.

Бластоциста содержит стволовые клетки, которые позже имплантируются в матку. Эмбриональные стволовые клетки происходят из бластоцисты возрастом 4–5 дней.

Когда ученые берут стволовые клетки из эмбрионов, это обычно дополнительные эмбрионы, полученные в результате экстракорпорального оплодотворения (ЭКО).

В клиниках ЭКО врачи оплодотворяют несколько яйцеклеток в пробирке, чтобы убедиться, что хотя бы одна выживает. Затем они имплантируют ограниченное количество яиц, чтобы начать беременность.

Когда сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку, эти клетки объединяются в одну клетку, называемую зиготой.

Эта одноклеточная зигота затем начинает делиться, образуя 2, 4, 8, 16 клеток и так далее.Теперь это эмбрион.

Вскоре, еще до имплантации эмбриона в матку, эта масса из 150–200 клеток является бластоцистой. Бластоциста состоит из двух частей:

• внешней клеточной массы, которая становится частью плаценты
• внутренней клеточной массой, которая разовьется в человеческое тело

Внутренняя клеточная масса — это то место, где находятся эмбриональные стволовые клетки. Ученые называют эти клетки тотипотентными. Термин тотипотент относится к тому факту, что они имеют полный потенциал для развития в любой клетке тела.

При правильной стимуляции клетки могут стать клетками крови, клетками кожи и всеми другими типами клеток, в которых нуждается организм.

На ранних сроках беременности стадия бластоцисты продолжается около 5 дней до имплантации эмбриона в матку или матку. На этом этапе стволовые клетки начинают дифференцироваться.

Эмбриональные стволовые клетки могут дифференцироваться в большее количество типов клеток, чем взрослые стволовые клетки.

Мезенхимальные стволовые клетки (МСК)

МСК происходят из соединительной ткани или стромы, окружающей органы и другие ткани организма.

Ученые использовали МСК для создания новых тканей тела, таких как кости, хрящи и жировые клетки. Однажды они могут сыграть роль в решении широкого круга проблем со здоровьем.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS)

Ученые создают их в лаборатории, используя клетки кожи и другие тканеспецифические клетки. Эти клетки ведут себя так же, как эмбриональные стволовые клетки, поэтому они могут быть полезны для разработки ряда методов лечения.

Однако необходимы дополнительные исследования и разработки.

Чтобы вырастить стволовые клетки, ученые сначала извлекают образцы из тканей взрослого человека или эмбриона. Затем они помещают эти клетки в контролируемую культуру, где они будут делиться и воспроизводиться, но не будут специализироваться дальше.

Стволовые клетки, которые делятся и воспроизводятся в контролируемой культуре, называются линией стволовых клеток.

Исследователи управляют линиями стволовых клеток и совместно используют их для различных целей. Они могут стимулировать стволовые клетки к определенной специализации. Этот процесс известен как направленная дифференциация.

До сих пор было легче вырастить большое количество эмбриональных стволовых клеток, чем взрослые стволовые клетки. Однако ученые добиваются прогресса с обоими типами клеток.

Исследователи классифицируют стволовые клетки в соответствии с их способностью дифференцироваться в другие типы клеток.

Эмбриональные стволовые клетки являются наиболее мощными, так как их задача — стать всеми типами клеток в организме.

Полная классификация включает:

Тотипотент : Эти стволовые клетки могут дифференцироваться во все возможные типы клеток.Первые несколько клеток, которые появляются, когда зигота начинает делиться, тотипотентны.

Плюрипотентные : Эти клетки могут превращаться практически в любую клетку. Клетки раннего эмбриона плюрипотентны.

Мультипотентные : Эти клетки могут дифференцироваться в близкородственное семейство клеток. Например, взрослые гемопоэтические стволовые клетки могут стать эритроцитами и лейкоцитами или тромбоцитами.

Олигопотентные : они могут дифференцироваться в несколько различных типов клеток.Взрослые лимфоидные или миелоидные стволовые клетки могут это сделать.

Unipotent : они могут производить только клетки одного типа, то есть их собственный тип. Однако это все еще стволовые клетки, потому что они могут обновляться. Примеры включают взрослые мышечные стволовые клетки.

Эмбриональные стволовые клетки считаются плюрипотентными, а не тотипотентными, потому что они не могут стать частью внеэмбриональных мембран или плаценты.

Поделиться на PinterestТрансплантаты со стволовыми клетками уже помогают людям с такими заболеваниями, как лимфома.

Сами стволовые клетки не служат какой-либо одной цели, но важны по нескольким причинам.

Во-первых, при правильной стимуляции многие стволовые клетки могут взять на себя роль клеток любого типа и при правильных условиях регенерировать поврежденную ткань.

Этот потенциал может спасти жизни или восстановить раны и повреждения тканей у людей после болезни или травмы. Ученые видят множество возможных применений стволовых клеток.

Регенерация тканей

Регенерация тканей, вероятно, является наиболее важным применением стволовых клеток.

До сих пор человеку, которому, например, требовалась новая почка, приходилось ждать донора, а затем делать трансплантацию.

Существует нехватка донорских органов, но, давая указание стволовым клеткам дифференцироваться определенным образом, ученые могут использовать их для выращивания определенного типа ткани или органа.

Например, врачи уже использовали стволовые клетки из-под поверхности кожи для создания новой кожной ткани. Затем они могут вылечить сильный ожог или другую травму, пересадив эту ткань на поврежденную кожу, и новая кожа вырастет снова.

Лечение сердечно-сосудистых заболеваний

В 2013 году группа исследователей из Массачусетской больницы общего профиля сообщила в PNAS Early Edition , что они создали кровеносные сосуды у лабораторных мышей с использованием стволовых клеток человека.

В течение 2 недель после имплантации стволовых клеток образовались сети кровеносных сосудов. Качество этих новых кровеносных сосудов было не хуже ближайших естественных.

Авторы надеялись, что этот тип техники в конечном итоге может помочь в лечении людей с сердечно-сосудистыми и сосудистыми заболеваниями.

Лечение заболеваний головного мозга

В один прекрасный день врачи смогут использовать замещающие клетки и ткани для лечения заболеваний головного мозга, таких как болезни Паркинсона и Альцгеймера.

При болезни Паркинсона, например, повреждение клеток мозга приводит к неконтролируемым движениям мышц. Ученые могли использовать стволовые клетки для восполнения поврежденной мозговой ткани. Это может вернуть специализированные клетки мозга, которые останавливают неконтролируемые движения мышц.

Исследователи уже пытались дифференцировать эмбриональные стволовые клетки в эти типы клеток, поэтому методы лечения являются многообещающими.

Терапия клеточной недостаточности

Ученые надеются, что однажды в лаборатории удастся разработать здоровые сердечные клетки, которые они смогут трансплантировать людям с сердечными заболеваниями.

Эти новые клетки могут восстанавливать повреждение сердца, заселяя сердце здоровой тканью.

Точно так же люди с диабетом типа I могут получать клетки поджелудочной железы для замены инсулин-продуцирующих клеток, которые их собственная иммунная система потеряла или разрушила.

Единственным современным методом лечения является трансплантация поджелудочной железы, и очень немногие поджелудочные железы доступны для трансплантации.

Лечение болезней крови

В настоящее время врачи обычно используют взрослые гемопоэтические стволовые клетки для лечения таких заболеваний, как лейкемия, серповидноклеточная анемия и других иммунодефицитных состояний.

Гематопоэтические стволовые клетки встречаются в крови и костном мозге и могут продуцировать все типы клеток крови, включая красные кровяные клетки, переносящие кислород, и белые кровяные клетки, борющиеся с болезнями.

Люди могут пожертвовать стволовые клетки, чтобы помочь близким или, возможно, для собственного использования в будущем.

Пожертвования могут поступать из следующих источников:

Костный мозг : Эти клетки берутся под общим наркозом, обычно из бедренной или тазовой кости. Затем техники выделяют стволовые клетки из костного мозга для хранения или донорства.

Периферические стволовые клетки : Человек получает несколько инъекций, которые заставляют его костный мозг выделять стволовые клетки в кровь. Затем кровь удаляется из организма, машина отделяет стволовые клетки, и врачи возвращают кровь в организм.

Пуповинная кровь : Стволовые клетки могут быть взяты из пуповины после родов без вреда для ребенка. Некоторые люди сдают пуповинную кровь, а другие хранят ее.

Этот сбор стволовых клеток может быть дорогостоящим, но преимущества для будущих потребностей включают:

• стволовые клетки легко доступны
• меньшая вероятность отторжения пересаженной ткани, если она поступает из собственного тела реципиента

Поделиться на PinterestThrough с помощью стволовых клеток ученые надеются найти лекарства от неизлечимых болезней.

Стволовые клетки полезны не только как потенциальное лечение, но и в исследовательских целях.

Например, ученые обнаружили, что включение или выключение определенного гена может вызвать его дифференциацию. Знание этого помогает им выяснить, какие гены и мутации вызывают какие эффекты.

Вооруженные этим знанием, они смогут обнаружить, что вызывает широкий спектр болезней и состояний, от некоторых из которых еще нет лекарства.

Аномальное деление и дифференцировка клеток ответственны за состояния, которые включают рак и врожденные нарушения, возникающие с рождения.Знание того, что вызывает неправильное деление клеток, может привести к излечению.

Стволовые клетки также могут помочь в разработке новых лекарств. Вместо того, чтобы тестировать лекарства на добровольцах, ученые могут оценить, как лекарство влияет на нормальную здоровую ткань, тестируя его на ткани, выращенной из стволовых клеток.

Посмотрите видео, чтобы узнать больше о стволовых клетках.

Были некоторые разногласия по поводу исследований стволовых клеток. В основном это относится к работе с эмбриональными стволовыми клетками.

Использование эмбрионов для получения стволовых клеток

Аргументом против использования эмбриональных стволовых клеток является то, что они разрушают человеческую бластоцисту, а оплодотворенная яйцеклетка не может развиться в человека.

В настоящее время исследователи ищут способы создания или использования стволовых клеток, не затрагивающих эмбрионы.

Смешивание людей и животных

Исследование стволовых клеток часто включает введение человеческих клеток животным, таким как мыши или крысы. Некоторые люди утверждают, что это может создать организм, частично являющийся человеком.

В некоторых странах производство линий эмбриональных стволовых клеток является незаконным. В Соединенных Штатах ученые могут создавать линии эмбриональных стволовых клеток или работать с ними, но использование федеральных средств для исследования линий стволовых клеток, созданных после августа 2001 года, является незаконным.

Терапия стволовыми клетками и постановление FDA

Некоторые люди уже предлагают «терапию стволовыми клетками» для различных целей, таких как лечение против старения.