Типы стволовых клеток, их применение и где они находятся

стволовые клетки Они представляют собой тип клеток, которые встречаются в природе у всех многоклеточных живых существ и характеризуются свойством дифференцироваться в клетки любого типа и делиться для получения большего количества стволовых клеток..

Стволовые клетки важны еще до рождения, так как в течение нескольких дней после соединения две гаметы начинают делиться и размножаться, создавая специализированные стволовые клетки, которые дают начало различным органам и тканям тела эмбриона..

Важность стволовых клеток заключается в их удивительном потенциале для развития и формирования практически любого типа клеток. Эта способность может быть использована для восстановления и пополнения поврежденных или разрушенных клеток.. 

В настоящее время изучается клиническое применение стволовых клеток при множественных заболеваниях, таких как болезнь Паркинсона, Альцгеймера или некоторые врожденные состояния. Кроме того, уже существуют продукты на основе стволовых клеток, которые начали использоваться на международном уровне в ортопедической медицине..

Стволовые клетки продолжают существовать у взрослых особей, хотя в меньших количествах и с меньшим потенциалом, чем на эмбриональной стадии. Эти стволовые клетки присутствуют в определенных структурах, таких как костный мозг, мышцы и мозг, и благодаря им могут быть заменены поврежденные клетки и органы могут продолжать нормально функционировать..

В целом можно сказать, что стволовые клетки имеют три основных свойства, которые отличают их от остальных клеток:

• Они могут размножаться в течение длительных периодов времени.
• Они не специализированы.
• Они могут специализироваться на любом типе клеток.

Эти свойства делают их потенциально полезными для лечения некоторых заболеваний, вызванных износом или дегенерацией некоторых клеток, таких как нейродегенеративные заболевания..

Эти невероятные свойства стволовых клеток впервые были исследованы только 35 лет назад, в 1981 году, когда группа исследователей обнаружила, что можно извлечь стволовые клетки из эмбриона мыши..

Лишь в 1998 году исследования на мышах можно было экстраполировать на людей, когда первые человеческие эмбриональные стволовые клетки были извлечены и культивированы in vitro для изучения их функционирования и их свойств. Эти стволовые клетки называются эмбриональными стволовыми клетками..

В 2006 году произошла еще одна веха в истории изучения стволовых клеток, группа исследователей обнаружила, как некоторые взрослые клетки могут быть генетически перепрограммированы, чтобы дать начало стволовым клеткам, которые могут специализироваться на некоторых типах клеток. Этот тип стволовых клеток называют индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (iPS).

Хотя за эти 35 лет был достигнут значительный прогресс в исследованиях стволовых клеток, все еще необходимы дополнительные исследования, чтобы лучше их знать и уметь использовать их при создании новых методов лечения и в изучении нормативного развития человека..

Типы стволовых клеток

Стволовые клетки могут быть категоризированы в соответствии с их уровнем созревания в эмбриональных, эмбриональных, взрослых стволовых клетках и индуцированных плюрипотентных стволовых клетках..

Кроме того, не все стволовые клетки имеют одинаковый потенциал дифференцировки в клетках любого типа. В зависимости от типа клеток, в которых можно дифференцировать стволовые клетки, можно:

• Тотипотент (или всемогущий), если они могут дифференцировать себя в любом типе клеток. Эти клетки можно найти только в morula (наборе клеток, которое происходит после объединения двух гамет) и, теоретически, в эмбрионах, хотя эмбриональные стволовые клетки еще не могли развиваться и создавать все типы. клеток.

• плюрипотентные, они являются следующим шагом тотипотентных стволовых клеток и могут дифференцироваться практически в любой тип клеток. Культуры эмбриональных клеток и индуцированные стволовые клетки являются плюрипотентными.

• мультипотентны, если они могут быть дифференцированы в большое разнообразие клеток, но только те, которые принадлежат к группе связанных клеток. Например, мультипотентные клетки сердца могут дифференцироваться только в тканях, которые образуют указанный орган. Эти клетки могут быть извлечены из плодов.

• oligopotent, если они могут дифференцироваться в несколько типов клеток, например, чтобы сформировать ту же ткань. Взрослые стволовые клетки являются олигопотентными.

• унипотентна, если они могут дифференцироваться только в один тип клеток. Эти стволовые клетки отличаются от нормальных взрослых клеток тем, что они сохраняют свои репродуктивные свойства в течение длительного периода времени (до дифференцировки). Этот тип стволовых клеток можно найти, например, в некоторых мышцах.

Эмбриональные стволовые клетки

Эмбриональные стволовые клетки извлекаются из эмбрионов. Большинство происходит из гамет, которые были оплодотворены в пробирке, а не от беременных женщин естественным путем. И, теоретически, они являются тотипотентными, то есть они могут давать клетки любого типа, хотя в настоящее время в лаборатории можно культивировать только некоторые типы клеток..

После удаления стволовых клеток проводят культуру, в которой клетки и питательный материал (культуральная среда) помещают в лабораторную посуду. В культуре клетки растут и начинают делиться, создавая тонкий слой, который распространяется по всей поверхности пластины.

Культуры стволовых клеток не эффективны на 100%, бывают случаи, когда клетки не растут и не делятся. Но когда урожай был эффективным, берутся группы стволовых клеток и создаются новые популяции, которые продолжат делиться и начинают дифференцироваться. Стволовые клетки могут быть заморожены и храниться в любое время во время процесса.

Во время культивирования стволовые клетки могут группироваться и спонтанно специализироваться на любом типе ткани (мышечной, нервной ...). Возможность специализации является признаком того, что клетки сохраняются в хорошем состоянии, но в идеале процесс специализации контролируется исследователями для создания специфических клеточных популяций..

Чтобы контролировать дифференцировку эмбриональных стволовых клеток, исследователи модулируют химический состав культуральной среды, квадрата или сами клетки, вставляя определенные гены.

Благодаря многочисленным исследованиям были созданы протоколы, которые указывают, какие параметры необходимо изменить и как это сделать для создания определенных клеточных культур..

В настоящее время трансплантация эмбриональных стволовых клеток у людей не проводится, потому что в некоторых исследованиях на животных было обнаружено, что они могут привести к развитию рака. Несмотря на это, исследования продолжаются, и они очень перспективны для будущих методов лечения..

Фетальные стволовые клетки

Как следует из названия, эмбриональные стволовые клетки получают из плодов (с 10-й недели беременности). Эти клетки можно найти в большинстве тканей плода.

Эти стволовые клетки являются мультипотентными, то есть их можно дифференцировать в некоторые типы клеток, которые связаны, например, в нескольких сходных тканях с образованием одного и того же органа..

Взрослые стволовые клетки

В некоторых взрослых тканях, таких как кожа, мышцы, кишечник и костный мозг, существуют взрослые стволовые клетки, которые могут пролиферировать и дифференцироваться в клетки одной и той же ткани, заменяя мертвые или поврежденные клетки, поэтому они являются олигопетентными. Взрослые стволовые клетки также могут быть найдены в пуповинной крови.

Например, в костном мозге есть стволовые клетки крови, которые созревают и превращаются в зрелые клетки крови (эритроциты, лейкоциты или тромбоциты).

Исследования с этим типом клеток очень продвинуты, и в настоящее время для лечения заболеваний крови, таких как миелодиспластический и миелопролиферативный синдромы, выполняются трансплантации взрослых стволовых клеток из костного мозга или пуповинной крови..

Терапевтический потенциал других взрослых стволовых клеток, таких как мезенхимальные клетки, которые продуцируют кости, хрящи и жировые клетки для лечения таких заболеваний, как артрит, в настоящее время изучается..

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS) - это уже специализированные взрослые клетки (например, из кожи), которые были генетически перепрограммированы in vitro, чтобы иметь свойства эмбриональных стволовых клеток..

Чтобы перепрограммировать взрослые клетки, их извлекают из взрослых и выращивают в чашке, где вирусы, созданные в лаборатории, вставляются с определенными генами, чтобы они интегрировались с клетками и модифицировали их генетическую информацию..

Хотя iPS-клетки и эмбриональные клетки имеют много общих характеристик, они не полностью совпадают, эти различия в настоящее время изучаются, а также новые процедуры для создания iPS.

Хотя необходимы дополнительные исследования, iPS-клетки уже используются для проверки действия некоторых лекарств, которые находятся в клинических испытаниях, и в ближайшем будущем ожидается, что они будут полезны для выполнения трансплантации..

Трансплантация клеток iPS в настоящее время не проводится, поскольку некоторые исследования на животных привели к образованию раковых образований, возможно, из-за техники, используемой для перепрограммирования клеток..

Лечение стволовыми клетками

В настоящее время клиническое использование стволовых клеток, наиболее изученных и используемых на практике, - это трансплантация стволовых клеток крови (гемопоэтических) из костного мозга или пуповины. Они используются для лечения проблем с кровью и иммунной системой, а также для восстановления поврежденных клеток после химиотерапии или лучевой терапии..

Каждый год более 26 000 человек в Европе получают трансплантацию гемопоэтических стволовых клеток каждый год. Заболевания, которые в настоящее время можно лечить с помощью трансплантата:

• Лейкемии и линформы, такие как:
  • Острый миелоидный лейкоз.
  • Острый лимфобластный лейкоз.
  • Хронический миелолейкоз.
  • Хронический лимфобластный лейкоз.
  • Ювенильный миеломоноцитарный лейкоз.
  • Лимфома Ходжкина.
  • Неходжкинская лимфома.
• Заболевания, связанные с костным мозгом, такие как:
  • Тяжелая апластическая анемия.
  • Анемия Фанкони.
  • Пароксизмальная ночная гемоглобинурия.
  • Аплазия чистых эритроцитов.
  • Врожденная тромбоцитопения / амегакариоцитоз.
  • Миелопролиферативный и миелодиспластический синдром.
  • Множественная миелома.
• Наследственные заболевания иммунной системы, такие как:
  • Тяжелый комбинированный иммунодефицит.
  • Синдром Вискотта-Олдрича.
• Гемоглобинопатии (заболевания эритроцитов), такие как:
  • Бета талассемия.
  • Серповидно-клеточная анемия.
• Наследственные заболевания обмена веществ, такие как:
  • Болезнь Краббе.
  • Синдром Херлера.
  • адренолейкодистрофия.
  • Метахроматическая лейкодистрофия.
• Другие условия и рак.

Другим применением трансплантатов стволовых клеток являются кожные трансплантаты. Это приложение, пожалуй, самое старое, поскольку оно использовалось до того, как стало понятно, как работают стволовые клетки..

Кожные трансплантаты обычно выполняются только в крайних случаях, когда человек повредил большие участки кожи, например, в результате сильного ожога.

Первый кожный трансплантат был сделан в 1970 году, и с тех пор эта техника совершенствуется, хотя предстоит еще долгий путь, поскольку в настоящее время привитая кожа не способна развивать волосяные фолликулы или потовые железы..

Последнее применение стволовых клеток, которое было одобрено в Европе, было Holoclar, лечение для восстановления повреждений, которые могли пострадать роговицы, будь то раны или ожоги.

Процедура состоит из удаления небольшой части лимбальных клеток в хорошем состоянии, отвечающей за восстановление роговицы, и выращивания их в лаборатории до образования тонкого рогового слоя, который можно трансплантировать в глаз пациента..

Другие возможные применения стволовых клеток исследуются в клинических испытаниях. Основными областями применения, которые находятся в исследованиях, являются регенерация тканей и органов, лечение сердечно-сосудистых заболеваний и лечение заболеваний головного мозга..

Использование стволовых клеток для регенерации тканей и органов, пожалуй, наиболее изученное их применение. Если органы или ткани созданы из стволовых клеток, их можно пересадить людям, которые в них нуждаются. Фактически, первая почка со стволовыми клетками уже создана, и результаты являются многообещающими..

Результаты, полученные в исследованиях по использованию стволовых клеток в лечении сердечно-сосудистых заболеваний, также очень обнадеживают.

В 2013 году группа исследователей из Массачусетской больницы общего профиля (США) создала кровеносные сосуды для частей стволовых клеток человека, которые были имплантированы мышам и правильно функционировали. В настоящее время исследования продолжаются, и они пытаются применить их без риска для людей..

Использование стволовых клеток для лечения заболеваний головного мозга, таких как болезнь Паркинсона или Альцгеймера, изучается с использованием эмбриональных стволовых клеток из-за их способности к дифференцировке. Результаты кажутся многообещающими, хотя исследования все еще находятся на очень ранней стадии.

Исследование стволовых клеток проводится не только для лечения заболеваний, но и для изучения нормального развития здоровых клеток и лучшего понимания некоторых процессов, таких как деление и дифференцировка клеток..

ссылки

1. От Луки М. (1 сентября 2015 г.). Какие заболевания и состояния можно лечить стволовыми клетками? Получено от EuroStemCell.
2. Международное общество исследований стволовых клеток, ISSCR. (Н.Д.). Типы стволовых клеток. Получено 20 июня 2016 г. с более пристального взгляда на стволовые клетки.
3. Министерство науки, технологий и производственных инноваций Аргентинской Республики. (Н.Д.). Получено 20 июня 2016 г. с сайта incucai.
4. Национальные институты здоровья. (5 марта 2015 г.) Информация о стволовых клетках. Извлечено из национальных институтов здоровья.
5. Schöler, H.R. (2007). Потенциал стволовых клеток: инвентарь. В N. Knoepffler, D. Schipanski, & S. L. Sorgner, Humanbiotechnology as Social Challenge (стр. 28). Ashgate Publishing.
6. На стволовых клетках (Н.Д.). Лечение стволовыми клетками. Получено 20 июня 2016 г. с сайта sobrecellesmadre.com.
7. Условия использования Политика конфиденциальности EEO / Партнер позитивных действий. (Н.Д.). Заболевания, излечимые трансплантацией. Получено 20 июня 2016 г. с сайта Be the match.