Стволовите клетки, със способността си да се трансформират, изглеждат чудесно лекарство за много болести. Разберете какво представляват стволовите клетки, какви заболявания се използват за лечение в момента и какви са перспективите за развитие на терапията със стволови клетки? Откъде идва скептицизмът на специалистите?

Стволовите клеткиимат способността да се трансформират в други видове клетки. Терапията със стволови клетки със сигурност е една от най-привлекателните и обещаващи концепции в съвременната медицина. Изглежда, че списъкът с техните медицински приложения трябва да бъде безкраен - възстановяване на увредени тъкани, отглеждане на заместващи органи …

Фактите обаче са различни. Въпреки че началото на изследванията върху стволовите клетки е поставено през 60-те години на миналия век, тяхното използване досега е било ограничено до няколко добре дефинирани показания.

Идеите за използване на стволови клетки са изобилни, но въвеждането им в клинична употреба е ограничено от редица фактори, сред които въпросът за безопасността на този вид терапия излиза на преден план.

Какво представляват стволовите клетки?

Стволовите клетки са от съществено значение за формирането на човешкото тяло. В най-ранните етапи на развитие човешкият ембрион е изграден изцяло от стволови клетки. С течение на времето те претърпяват промени, давайки началото на всички клетъчни линии, които изграждат човешкото тяло.

Втората важна роля на стволовите клетки е да колонизират някои тъкани на зрял организъм и да действат като "склад". При необходимост те са в състояние да се трансформират в клетки от дадена тъкан, които умират или са увредени. Това обаче е възможно само за определени тъкани.

Следователно стволовите клетки са тези клетки, които имат способността да се трансформират в други, по-специализирани видове клетки.

Най-важната характеристика на стволовите клетки, която ги отличава от другите клетки, е как се делят.

По време на деленето стволовата клетка може да се диференцира, т.е. създава дъщерна клетка от специфичен тип (например мускулна, нервна или епителна клетка).

Има различни видове стволови клетки, в зависимост от тяхното естество: някои от тяхте могат да се трансформират във всякакъв вид дъщерна клетка, докато други могат да създават само клетки, които съставляват определен тип тъкан (повече за това по-долу).

Втората важна характеристика на стволовите клетки също е свързана с тяхното делене. По време на образуването на дъщерна клетка, родителската клетка не изчезва безследно. В процеса на делене се създава още една стволова клетка, идентична с "клетката майка".

Резултатът от деленето на майчината клетка е една майчина клетка и една специализирана дъщерна клетка.

Този механизъм се нарича самообновяване. Благодарение на него стволовите клетки не се „износват“ и не позволяват да намалява размера на техния пул.

Видове стволови клетки

Както вече споменахме, стволовите клетки могат да се трансформират в други видове клетки, когато се разделят. Може ли всяка стволова клетка да стане дъщерна клетка? Е, не.

Стволовите клетки са разделени на четири подгрупи, в зависимост от това колко широк спектърът от клетки може да възникне от тяхното делене.

Стволовите клетки, които изграждат човешкия ембрион, са в състояние да дадат начало на всички видове клетъчни линии. От своя страна някои стволови клетки, които обитават тъканите на възрастен човек, могат да се трансформират само в строго определен тип клетки, които изграждат дадена тъкан.

Разделянето на стволовите клетки поради възможността за създаване на различни дъщерни клетки е както следва:

  • тотипотентни стволови клетки

Това са клетки с най-широк потенциал за диференциация, които могат да се развият във всякакъв вид дъщерна клетка. Тотипотентните клетки образуват зигота (клетка, получена от оплождането на яйцеклетка от сперматозоида), както и ембрион в най-ранните етапи от неговото развитие. Всички видове клетки, които изграждат човешкото тяло, могат да бъдат създадени от тотипотентни клетки.

  • плурипотентни стволови клетки

Плурипотентните клетки могат също да се трансформират в много видове клетки. Плацентарните клетки обаче са изключение. Плурипотентните клетки образуват т.нар ембрионен възел, който е една от структурите, образувани през първата седмица от развитието на ембриона.

Плурипотентните клетки на ембрионалния възел пораждат три т.нар. зародишните листчета, от които по-късно се развиват всички тъкани на нашия организъм. Въпреки че имената на зародишните слоеве звучат малко сложно (ектодерма, мезодерма и ендодерма), тъканите, образувани от тях, са известни на всички.

Ектодермата произвежда кожа и структуранервна, от мезодермата - кръвоносната и мускулно-скелетната система, и от ендодермата - дихателната система и по-голямата част от храносмилателната система.

  • мултипотентни стволови клетки

Мултипотентните клетки са група от стволови клетки с малко по-тесен потенциал за диференциация. Въпреки че няколко типа клетки все още могат да бъдат направени от тях, те обикновено са клетки от подобен тип. Водещият пример за клетки в тази подгрупа са мултипотентни клетки на костния мозък, известни също като хематопоетични стволови клетки. Те могат да се трансформират във всяка кръвна клетка, като еритроцити или различни видове левкоцити. Те обаче не са в състояние да произвеждат клетките, които изграждат други тъкани.

  • унипотентни стволови клетки

Този тип клетка може да стане само един вид дъщеря. Обикновено унипотентните клетки действат като резервоар за обновяване и възстановяване на тъканите на възрастните. Пример за унипотентни клетки са епидермалните стволови клетки, намиращи се в човешката кожа.

Къде да получите стволови клетки

Получаването на стволови клетки е основно възможно по два начина.

Първият им източник е човешки ембрион, от който са изолирани т. нар.ембрионални стволови клетки . Това са клетки със знакатотипотентилиплурипотенти следователно могат да се диференцират във всички видове тъкани.

Вторият тип стволови клетки се наричасоматични стволови клетки(или "възрастни" стволови клетки). Този тип клетки идват - както подсказва името - от тялото на възрастен човек.

При нормални условия това са клетки, които обитават различни органи

  • костен мозък
  • мускули
  • черен дроб
  • кожа
  • кръвоносни съдове

В тези органи стволовите клетки действат като резервоар, позволявайки регенерацията на увредените тъкани.

Не е трудно да се предположи, че соматичните стволови клетки имат по-ограничен потенциал за диференциация от тези с ембрионален произход. Възрастните клетки самултипотентниилиунипотентни , т.е. те могат да се трансформират в клетки от подобен тип или дори само в един тип дъщерна клетка. .

Намирането и получаването на соматични стволови клетки в тялото на възрастен е доста предизвикателство. Броят на тези видове клетки в тъканите е много малък.

Веднъж събрани, те са много трудни за култивиране в лабораторни условия, така че е трудно да ги получитепо-големи количества.

Засега възрастните стволови клетки се получават само от няколко източника. За хематопоетични стволови клетки това са:

  • костен мозък
  • периферна кръв
  • кръв от пъпна връв

От своя страна от мастната тъкан и костния мозък можете да получите т.нар.мезенхимни стволови клетки . Те могат да се трансформират в различни видове тъкани:

  • кост
  • chondral
  • мускул
  • мазни

Терапии с използването на мезенхимни стволови клетки все още са във фаза на изследване - досега тяхната безопасност и ефективност не са потвърдени.

Струва си да споменем още един вид стволови клетки, който е вид хибрид на горните два. Това се казваиндуцирани плурипотентни стволови клетки .

Това са стволови клетки, получени от възрастен организъм, които са препрограмирани в лаборатория, за да им дадат характеристиките на зародишни клетки.

Текущо използване на стволови клетки

Тъй като вече знаем видовете и възможностите за диференциация на стволовите клетки, остава въпросът - кои от тях и как се използват в медицината?

  • ембрионални стволови клетки

Ембрионалните стволови клетки не са одобрени за никакъв вид терапия. Защо? Ето някои причини.

На първо място, тяхното използване включва етични дилеми. Ембрионалните стволови клетки се получават от ембриони, предназначени за изследователски цели, най-често създадени по време на процедури за ин витро оплождане. Етичните въпроси са един от факторите, ограничаващи напредъка на изследванията на стволови клетки, получени по този начин.

Втората пречка пред използването на зародишни клетки е чисто научна. Те са клетки с голям потенциал за диференциация и могат да се трансформират във всякакъв вид дъщерни клетки. Досега не е намерен метод за контролиране на тяхното поведение.

Ембрионалните стволови клетки след имплантиране в човешкото тяло образуват тумори, съставени от различни, хаотично подредени клетки. Тези видове тумори се наричат ​​тератоми (на латински teratoma). Ние непрекъснато търсим начини да насочим зародишните клетки по такъв начин, че да се трансформират в желаната тъкан.

Използването на ембрионални стволови клетки също крие риск от отхвърляне - те са чужд материал (подобно на трансплантация на орган от несвързан донор).

Рискът е налицемного по-малко, когато се използват възрастни стволови клетки, дарени и получени от същия пациент. Ние наричаме тази процедура автоложна трансплантация.

  • възрастни стволови клетки

Въпреки че използването на възрастни стволови клетки също е свързано с много ограничения, в момента в медицината се използва само този тип стволови клетки. Получаването на възрастни стволови клетки не изисква култура на ембриони, така че повдига много по-малко морални дилеми. Възрастните стволови клетки се използват в следните видове терапия:

  • Трансплантация на хемопоетични стволови клетки

Трансплантацията на хемопоетични стволови клетки в момента е единствената рутинна терапия със стволови клетки, която се използва успешно в целия свят. Така нареченият Трансплантацията на костен мозък е метод за лечение на много хематологични заболявания.

Първо, те се използват при пациенти с първични имунодефицити, тоест наследени аномалии в имунната система. Трансплантацията на костен мозък често е единственият начин за тях да получат правилно функциониращи имунни клетки.

Втората група пациенти, които може да се нуждаят от трансплантация на хемопоетични стволови клетки, са тези, чийто костен мозък е бил увреден, например в резултат на агресивно противораково лечение.

Такава ситуация може да е желателна в случай на рак на кръвта (например левкемии), когато целта на терапията е да се разруши хемопоетичната система, обхваната от неопластичния процес, и след това да се възстанови с помощта на имплантирано стъбло клетки.

  • лечение на обширни рани с епидермални стволови клетки

Епидермалните стволови клетки са един от начините за заздравяване на обширни рани, като изгаряния.

Цялата процедура е както следва: първо, епидермалните стволови клетки се събират от фрагмент от здравата кожа на пациента.

След това тези клетки се подлагат на лабораторна култура при условия, позволяващи тяхното интензивно размножаване.

След като се получи правилният брой клетки, те се поставят върху повърхността на раната.

Допълнително предимство на терапията е, че тялото на пациента не може да отхвърли такава "превръзка" - тя е направена от неговите собствени клетки.

  • офталмологично лечение с използването на стволови клетки на роговицата

Друга терапия с използване на стволови клетки беше одобрена сравнително наскоро. Става дума за лекарство, съдържащолимбални стволови клетки на роговицата, позволяващи реконструкцията на роговичния епител (предният, външен слой на очната ябълка).

Както и в предишния случай, "източникът" на клетките е самият пациент и по-точно неговото здраво око.

След като стволовите клетки бъдат събрани, те се размножават в лабораторията и след това се прилагат в засегнатото око. Индикация за използването на терапията е дефицит на стволови клетки на роговицата, например поради увреждане от химическо вещество.

Бъдещето на стволовите клетки

Горният текст представя накратко текущите и - както можете да видите - много ограничените употреби на стволови клетки в медицината.

Изследванията в тази област са много сложни и стволовите клетки все още поставят повече въпроси, отколкото отговори.

От време на време в научния свят се появява информация за пробивните открития, свързани с тях, но за съжаление в много случаи се оказва, че публикуваните резултати от изследванията не са верни.

Такъв беше случаят например в случай на силен опит за имплантиране на стволови клетки от костен мозък в слединфарктния белег в сърдечния мускул. Твърди се, че положителните резултати от такава терапия предизвикаха лавина от допълнителни опити в други клинични центрове, но всички експерименти в крайна сметка завършиха с неуспех.

Необходими са още много години изследвания, за да можем да използваме стволовите клетки ефективно и безопасно в медицината.

Учените непрекъснато се опитват да научат повече за необичайните механизми на тяхното функциониране.

Какви фактори влияят върху процеса на диференциация на стволовите клетки?

Този процес може ли да се контролира?

Какво да направите, за да можете ефективно да ги умножите?

Кои от досега нелечими болести наистина имат шанс да бъдат излекувани с такава терапия?

Тези и много други въпроси са постоянно обект на текущи научни изследвания.

В този момент си струва да се спомене, че макар терапевтичните употреби на стволовите клетки да са ограничени, те са полезни в други области на медицината.

Един пример е изследване на раковите процеси. Стволовите клетки позволяват да се симулира такъв процес в лабораторни условия и след това да се тестват потенциални терапии върху тях (например нови противоракови лекарства).

Насоките на текущите изследвания върху стволовите клетки са например приложения в:

  • невродегенеративни заболявания (напр. болест на Алцхаймер)
  • наранявания на гръбначния мозък
  • наранявания на опорно-двигателния апарат

илинакрая, опити за реконструкция на цели органи (напр. панкреас при диабет тип I).

Трябва да сме наясно, че стволовите клетки не са лек за всички и че всяко потенциално приложение се проучва независимо и трябва да премине серия от клинични изпитвания преди одобрение.

И накрая, също си струва да предупредим срещу "клиниките", предлагащи терапия със стволови клетки без никакво разрешение.

Тези видове експерименти в крайна сметка губят пари в най-добрия, а в най-лошия - вашето здраве и дори живот.

За автораКшищоф БялазитеСтудент по медицина в Collegium Medicum в Краков, бавно навлизащ в света на постоянните предизвикателства в работата на лекаря. Тя се интересува особено от гинекология и акушерство, педиатрия и медицина за начина на живот. Любител на чужди езици, пътувания и планински преходи.

Прочетете повече статии от този автор

Категория:

Здраве