Povzetek: Matične celice. Možnosti in možnosti za njihovo praktično uporabo

Embrionalne matične celice (ESC) so klasične matične celice, ker so sposobne neskončnega samoobnavljanja in imajo multipotenten diferenciacijski potencial. Njihov vir so običajno primarne zarodne celice, notranja celična masa blastociste ali posamezni blastomeri zarodkov v 8-celični fazi, pa tudi celice morule poznejših stopenj.

Embrionalne matične celice imajo najvišjo aktivnost telomeraze med vsemi kategorijami izvornih celic, kar jim zagotavlja sposobnost samoobnavljanja brez primere (več kot 230 celičnih podvojitev in vitro; medtem ko se diferencirane celice v življenju razdelijo približno 50-krat).

V laboratorijskih pogojih se te celice lahko diferencirajo v Različne vrste tako embrionalnih kot odraslih celic. Imajo normalen kariotip in jih je v nadzorovanih pogojih mogoče večkrat klonirati in razmnoževati, ne da bi spremenili svoje lastnosti.

Študije so pokazale, da je presaditev ESC učinkovita za zdravljenje patologij, ki temeljijo na disfunkciji ali smrti specializiranih vrst celic. Tako je mogoče Parkinsonovo bolezen, ki jo povzroča progresivna degeneracija in izguba nevronov, ki proizvajajo dopamin, v določenem predelu možganov, uspešno zdraviti z intracerebralno injekcijo embrionalnih nevronov. Tudi pri sladkorni bolezni tipa 1 (ki jo povzroča okvara celic otočkov trebušne slinavke) implantacija celic otočkov trebušne slinavke v jetra vodi do normalizacije ravni glukoze. S pomočjo presaditve ESC je mogoče zdraviti tudi druge težko ozdravljive bolezni - na primer Duchennovo mišično distrofijo, degeneracijo Purkinjejevih celic. Presaditev ESC je učinkovita tudi pri poškodbah, zlasti pri poškodbah hrbtenjače.

ESC so na prvi pogled najbolj primerni za uporabo v reparativni medicini. Vendar pa je dobro znano, da lahko ESC ob presaditvi v telo ustvarijo neoplazme - teratome. Zato je treba pred uporabo ESC v celični terapiji izvesti njihovo diferenciacijo v želeni smeri in odstraniti iz populacije celic ESC, ki bi lahko povzročile nastanek teratomov. Druga težava, ki jo je treba premagati pri uporabi ESC, je potreba, da se nekako zagotovi njihova histokompatibilnost s telesom prejemnika. Nazadnje je težko prezreti etično plat uporabe človeških embrionalnih celic za pridobivanje ESC.

odrasle izvorne celice

Matične celice so prisotne v številnih organih in tkivih odraslih sesalcev: v kostnem mozgu, krvi, skeletnih mišicah, zobni pulpi, jetrih, koži, prebavila, trebušna slinavka. Večina teh celic je slabo označena. V primerjavi z ESC so matične celice odraslih manj sposobne samoobnavljanja in čeprav se diferencirajo v več celičnih linij, niso multipotentne. Aktivnost telomeraze in s tem proliferativni potencial v odraslih matičnih celicah sta visoka, vendar še vedno nižja kot v ESC.

Predpostavlja se, da so najmanj diferencirane matične celice v telesu v stanju mirovanja. Če je potrebno, se sproži nepovraten proces njihovega postopnega zorenja v določeni smeri diferenciacije.

matične hematopoetske celice

Od matičnih celic odraslih so najbolj dobro opredeljene hematopoetske matične celice (HSC). To so celice mezodermalnega izvora. Iz njih nastanejo vse vrste hematopoetskih in limfoidnih celic. Običajno se hematopoeza v telesu očitno ohranja predvsem zaradi nenehno spreminjajočega se majhnega števila razmeroma kratkotrajnih celičnih klonov. In vitro hematopoetske matične celice so sposobne samovzdrževanja pod določenimi pogoji in jih je mogoče spodbuditi, da se diferencirajo proti istim celičnim linijam kot in vivo.

Že nekaj desetletij tkanina kostni mozeg uspešno uporablja za zdravljenje razne bolezni krvi (na primer levkemija), kot tudi poškodbe telesa zaradi sevanja, ki z njihovo pomočjo obnavljajo motene funkcije hematopoetskih in limfoidnih organov. To se običajno naredi s presaditvijo kostnega mozga; nedavno se uporablja tudi popkovnična kri. Populacija HSC služi kot potencialni vir prekurzorjev endotelijskih celic, kar naredi možna uporaba SCM za zdravljenje koronarne bolezni in miokardnega infarkta.

Matične celice živčnega tkiva

Druga kategorija celic, ki se trenutno intenzivno preučuje, so nevralne matične celice (NCST). Te celice so bile prvotno najdene v subventrikularnem območju embrionalnih možganov. Do nedavnega je veljalo, da odrasli možgani ne vsebujejo matičnih celic. Vendar pa so poskusi na glodalcih in primatih ter klinična preskušanja, ki so vključevala prostovoljce, pokazala, da je SKNT še vedno prisoten v možganih odraslih. In vitro lahko matične celice živčnega tkiva "tarčamo" tako za proliferacijo kot za diferenciacijo v različne vrste nevronov in glialnih celic (podporne in zaščitne celice živčnega tkiva). Tako embrionalni SKNT kot odrasli SKNT, presajeni v možgane, lahko ustvarijo nevronske in glialne celice. Čeprav ni znano, koliko časa traja, da se nevralne izvorne celice samoobnovijo, jih je mogoče dolgo časa gojiti v laboratoriju.

Stromalne matične celice in mezenhimske matične celice

Stromalne matične celice in mezenhimske matične celice (MSC) so odkrili pred približno 30 leti. To so neke vrste univerzalne celice, ki se nahajajo v kostnem mozgu, v nekakšnem depoju, kjer so shranjene »na rezervo«. Sposobni so obsežne proliferacije, lahko se diferencirajo v številne tipe celic in jih je mogoče presaditi in vivo. Po potrebi vstopijo v poškodovani organ ali tkivo in se spremenijo v potrebne specializirane celice.

In vitro se lahko število mezenhimskih matičnih celic poveča za 100.000-krat v 6–8 tednih, medtem ko ostanejo v nediferenciranem stanju. Vsaka kolonija stromalnih celic je klon, to pomeni, da nastane s proliferacijo ene same celice, ki se imenuje celica, ki tvori fibroblastne kolonije (COC-F). Pri živalih in ljudeh v fizioloških razmerah ostaja učinkovitost kloniranja kolonije COC-F relativno stabilna in je pomemben parameter skeletnega statusa, kar kaže na vlogo COC-F v patofiziologiji okvar kosti in kostnega mozga.

Pridobljenih je bilo veliko dokazov, da so v nasprotju s hematopoetskimi matičnimi celicami COC-F kostnega mozga lokalna populacija, to pomeni, da se ne selijo iz enega dela telesa v drugega in se zato ne ukoreninijo med infuzijo. Škoda, če ta problem ne najde svoje rešitve - navsezadnje je za zdravljenje tako pogostih bolezni kosti tako kot osteoporoza ali nepopolna osteogeneza, ko gensko spremenjenih stromalnih celic ni mogoče presaditi v vsa področja lezij, je možnost njihove dostave skozi cirkulacijski sistem zelo zaželena. Na splošno ostaja odprto vprašanje možnosti migracije stromalnih celic, pa tudi dejavnikov, ki ji dajejo prednost.

Zelo pomembno vlogo imajo tudi stromalne matične celice, ki zagotavljajo specifično mikrookolje, potrebno za proliferacijo in diferenciacijo hematopoetskih in imunokompetentnih celic v hematopoetskih in limfoidnih organih. Tako je "popravek" motenj mikrookolja načeloma mogoče izvesti ravno prek te kategorije celic.

Za klinično uporabo so zelo zanimive mezenhimske matične celice, ki so del populacije stromalnih progenitornih celic (ali stromalnih fibroblastnih celic, ki tvorijo kolon – COC-F) kostnega mozga. Njihova uporaba se je začela z uspešno zdravljenje nezarasle zlome kosti, gojene z avtolognimi stromalnimi celicami kostnega mozga. Doslej popravilo kosti in hrustančnega tkiva ostaja ena najpomembnejših aplikacij MSC. S pomočjo presaditve teh celic je bilo mogoče doseči uspeh pri zdravljenju hudega kontingenta bolnikov z lažnimi sklepi, nezdruženimi zlomi in kroničnim osteomielitisom, osteoartritisom. Načela biotehnoloških metod, uporabljenih v tem primeru, so univerzalna in se lahko uporabljajo tudi za zdravljenje bolnikov z okvarami kostnega tkiva različnih lokalizacij (travmatologija, ortopedija, nevrokirurgija, kraniofacialna kirurgija, zobozdravstvo-implantologija).

Kot možni nosilci rekombinantne DNK so mezenhimske matične celice tudi zelo privlačen objekt za genski inženiring, za zdravljenje številnih degenerativnih in dednih bolezni.

Celice kostnega mozga in MSC se lahko uporabljajo tudi pri zdravljenju koronarne srčne bolezni, lezij okončin in možganov ter za zdravljenje miokardnega infarkta. To je še eno področje uporabe MSC, ki je v fazi predkliničnih preskušanj. V laboratorijskih študijah na živalih in pri zdravljenju miokardnega infarkta pri ljudeh so SC kostnega mozga presadili na območje infarkta, bodisi z neposredno injekcijo bodisi z intravaskularno injekcijo. Posledično je bilo doseženo dejansko zmanjšanje območja infarkta. Preden pa se SC terapija v odraslem organizmu izvede v celoti, je treba dodatno držanje klinična preskušanja in dobro načrtovana klinične raziskave, kar bo omogočilo končni sklep o varnosti in učinkovitosti predlagane metode.

Posebej zanimivi so prvi podatki, ki kažejo na možnost uporabe stromalnih celic kostnega mozga pri obnovitvenih procesih v koži. Predvsem študije kažejo, da je bila po intradermalni injekciji stromalnih celic kostnega mozga regeneracija poškodovanega kožnega tkiva bolj urejena z manj neželenimi posledicami, ki vključujejo nastanek brazgotin.

Treba je opozoriti, da za uspeh zdravljenja ključna točka ostaja in prava izbira Metoda presaditve SC. Številni laboratoriji si tudi prizadevajo izboljšati način čiščenja populacij SC in jih obogatiti z zgodnjimi predniki, da bi ustvarili pogoje za učinkovitejšo celično terapijo. Obstaja splošno soglasje, da nadalje laboratorijske raziskave za preučevanje fenomena plastičnosti matičnih celic, pa tudi številnih drugih vidikov.

Kot lahko vidite, je z matičnimi celicami povezanih veliko upov in pričakovanj. Morda ni daleč čas, ko bodo odkrite lastnosti matičnih celic in tiste, ki so nam še danes zapečatene, ustvarile nove možnosti za zdravljenje številnih resnih bolezni.

Zakaj so izvorne celice edinstvene?

V procesu razvoja človeškega zarodka se zgodi vrsta ključnih dogodkov: oploditvi jajčeca sledi t.i. drobljenje, katerega bistvo je zmanjšano na hitro kopičenje totipotentnega (t.j. sposobnega ustvariti celoten organizem, ki ponavlja embriogenezo iz ene celice) celičnega materiala.

Po približno 12 celičnih delitvah se ta proces močno upočasni in sinhronizem delitev je moten. Začne se prepisovanje genoma zarodka, to je implementacija dednih informacij. Ta sprememba, znana kot prehod v srednjo blastulo, najverjetneje odraža izčrpanost določene materine komponente, ki se uporablja za vezavo na novo sintetizirano DNA.

Transkripcija se konča z kopičenjem informacij v citoplazmi teh edinstvenih primarnih celic v obliki messenger RNA, kar določa nadaljnji intrauterini razvoj. Implementacija informacij se na koncu izvede z migracijo, specializacijo celic in nastankom glavnih zarodnih plasti - ektoderma (vir kožnih celic, centralnega živčnega sistema itd.), Mezoderma (vir mišičnih celic, kosti, krvi itd.). .) in endoderma (izvor žleznih celic, prebavil ipd.), kar se zgodi v procesu t.i. gastrulacija.

Od tega trenutka se v vsakem tkivu shranjujejo omejene količine nespecializirane celice. Takšne celice imenujemo matične celice ali matične celice, njihova glavna naloga je nadzor nad procesom ustvarjanja organizma kot celote, prenos in izvajanje dednih programov.

Matične celice so nediferencirane, nezrele celice zarodka, ploda, novorojenčka ali odraslega organizma, sposobne samoobnavljanja in diferenciacije v različne vrste tkiv in organov. V telesu odraslega človeka imajo vlogo »regeneracijskih strojev«, njihov cilj je ohranjanje morfološke in funkcionalne nespremenljivosti tkiva, imajo manjši potencial kot na samem začetku embriogeneze, vendar so sposobni učinkovito nadomestiti poškodovane elemente specializiranega tkiva v zahtevani prostornini. Skoraj vsaka vrsta tkiva ima svoje matične celice (prediferencirane celice). Prave pluripotentne (zmožne diferenciacije v celice različnih tkiv različnih zarodnih plasti) celice so v normalnih pogojih v telesu izjemno redke, njihova izolacija iz odraslega organizma trenutno brez uporabe tehnik kloniranja ni mogoča.

V procesu staranja se količina prvotno vgrajenih regeneracijskih informacij v celicah hitro zmanjšuje, zmanjšuje pa se tudi število samih matičnih celic. Izčrpan reparacijski sistem postane neučinkovit - pojavijo se številne bolezni, povezane s staranjem: koža zbledi, zmanjša se elastičnost hrustanca, zmanjša se gostota kosti, poškoduje se žilni endotelij - poslabša se oskrba s krvjo, postopoma vsa tkiva v telesu padejo v stanje zmanjšane oskrbe s kisikom, procesi nadomeščanja funkcionalno aktivnih tkiv z okvarjenimi so pospešena vezivna stromalna tkiva. Vpliv številnih okužb, izvajanje prirojenih, dednih in večfaktorskih bolezni, kronična zastrupitev(vključno z alkoholom), tudi poškodbe vodijo do podobnih posledic – telo ni kos naraščajočemu toku težav in postopoma odmre.

Uspeh presaditve človeških organov in tkiv je odprl novo dobo v medicini - dokazana je temeljna možnost nadomestitve okvarjenih tkiv in organov bolnika z zdravimi darovalci. Na žalost presaditev organov ostaja nedostopna, spremljajo jo zapleteni kirurški posegi in zahteva stalno imunosupresijo v velikem obsegu.

Znanstveniki po vsem svetu se intenzivno ukvarjajo s problemom laboratorijske proizvodnje progenitornih celic z namenom njihove naknadne implantacije za nadomestitev mrtvih tkiv, kar lahko po mnenju medicinske znanstvene skupnosti služi kot alternativa presaditvi organov. Leta 1998 sta ameriška znanstvenika John Gerhart in James Thompson prvič v laboratoriju uspela pridobiti in vzgojiti kulture embrionalnih izvornih celic in spolnih matičnih celic, ki so sposobne popolnoma ponoviti embriogenezo. Tako ima človeštvo v laboratoriju resnično priložnost za rast zahtevani znesek»rezervne dele« za telo in s tem odpraviti posledice številnih kroničnih in akutnih bolezni. Dm. Šamenkov, dr.

plastičnost izvornih celic

Do nedavnega je veljalo, da se organsko specifične matične celice lahko diferencirajo le v celice ustreznih organov. Vendar po številnih podatkih temu ni tako: obstajajo organsko specifične izvorne celice odraslih živali, ki se lahko diferencirajo v celice organov, ki se razlikujejo od organov izvora izvornih celic, tudi če so ontogenetsko pripadajo različnim zarodnim lističem. Ta lastnost matičnih celic se imenuje plastičnost. Tako obstaja veliko dokazov, da imajo MSC kostnega mozga široko plastičnost in lahko povzročijo nastanek nekaterih elementov živčnega tkiva, kardiomiocitov, epitelijskih celic in hepatocitov.

Alternativna hipoteza o pojavu plastičnosti je, da so multipotentne matične celice prisotne v različnih organih tudi po rojstvu in so stimulirane k specifični proliferaciji in diferenciaciji kot odziv na lokalne dejavnike, ki jih predstavlja organ, v katerega so rekrutirane matične celice. Obstaja tudi domneva, da se izvorne celice rekrutirajo v poškodovane organe in že tam uresničijo svoje plastične lastnosti, torej se diferencirajo v smeri, ki je potrebna za njihovo obnovo.

Ob tem je treba opozoriti, da številni znanstveniki dvomijo o samem konceptu plastičnosti matičnih celic in poudarjajo, da so bili ustrezni poskusi izvedeni na čistih populacijah tkivno specifičnih matičnih celic.

Slovar

diploidna celica(iz grščine diplуos - dvojno in eidos - pogled) - celica z dvema homolognima (podobnima) nizoma kromosomov. Vse zigote so diploidne in so praviloma celice večine tkiv živali in rastlin, razen zarodnih celic.

Potencial diferenciacije- sposobnost preoblikovanja v različne telesne celice.

Kariotip(iz grščine karyon - oreh in typos - odtis, oblika) - niz, značilen za vrsto morfološke vrste kromosomov (oblika, velikost, strukturne podrobnosti, število itd.). Pomembna temeljna genetska značilnost vrste. Za določitev kariotipa se uporablja mikrofotografija kromosomov celic, ki se delijo.

mezoderm- srednji zarodni list pri večini večceličnih živali in ljudi. Iz njega se razvijejo krvni in limfni organi, izločevalni organi, genitalni organi, mišice, hrustanec, kosti itd.

multipotenca- sposobnost diferenciacije znotraj ene zarodne plasti.

Pluripotenca- sposobnost razlikovanja različnih tkiv različnih zarodnih listov.

Polipotenca- zmožnost genoma odrasle izvorne celice, da spremeni profil diferenciacije med presaditvijo v novo tkivo prejemnika.

Stroma(iz grške strome - posteljnina) - glavna nosilna struktura organov, tkiv in celic živih organizmov in rastlin.

Stromalne celice- celice vezivnega tkiva, ki podpirajo strukturo organa.

Telomeri- specializirane DNA-proteinske strukture, ki se nahajajo na koncih linearnih evkariontskih kromosomov.

Dejavnost telomeraze- delovanje telomeraze, encima, ki s posebnim mehanizmom sintetizira telomerno DNK in s tem vpliva na rast celic. Visoka aktivnost telomeraze je značilna za zarodne in izvorne celice. Ko se matične celice začnejo diferencirati, aktivnost telomeraze upade in njihove telomere se začnejo krajšati.

Teratom(iz grščine teratos - čudak) - benigni tumor ki nastanejo zaradi motenj v razvoju zarodka. Praviloma je sestavljen iz mišičnega, živčnega in drugih tkiv.

Totipotenca- sposobnost ustvarjanja celotnega organizma, ponovitev embriogeneze iz ene same celice.

fibroblasti(iz lat. fibra - vlakno in blastуs - kalček) - glavna celična oblika vezivnega tkivaživali in ljudje. Fibroblasti tvorijo vlakna in osnovno snov tega tkiva. Ko je koža poškodovana, sodelujejo pri zapiranju ran in nastajanju brazgotin.

ektoderm- zunanja zarodna plast večceličnih živali. Iz ektoderma nastane kožni epitelij, živčni sistem, čutila, sprednji in zadnji del črevesja itd.

Endoderm- notranja zarodna plast večceličnih živali. Iz endoderma nastane črevesni epitelij in pripadajoče žleze: trebušna slinavka, jetra, pljuča itd.

Nediferencirane matične celice, ki se aktivno uporabljajo v medicini, so osnova za razvoj celic možganov, krvi ali katerega koli drugega organa. V sodobni farmakologiji in kozmetologiji je ta biološki material dragoceno zdravilo. Strokovnjaki so se ga naučili gojiti sami za različne potrebe: na primer za jemanje materiala iz popkovnične krvi, ki se pogosto uporablja za obnovo in krepitev imunskega sistema.

Kaj so izvorne celice

Če razložiš navaden jezik, potem so ST (matične nediferencirane celice) "pradomci" navadnih celic, ki jih je na stotisoče vrst. Navadne celice so odgovorne za naše zdravje, skrbijo za pravilno delovanje vitalnih sistemov, spodbujajo bitje srca in delovanje možganov, odgovorne so za prebavo, lepoto kože in las.

Kje se nahajajo izvorne celice

Kljub impresivni številki 50 milijard kosov ima odrasel človek tako dragocen material v zelo majhnih količinah. Glavnina celic se nahaja v kostnem mozgu (mezenhimske celice in stromalne celice) in podkožnem maščevju, ostale so enakomerno razporejene po telesu.

Zarodek se oblikuje drugače. Po delitvi zigote, ki je posledica zlitja moških in ženskih spolnih celic, nastane na milijarde matičnih celic. Žigota ne vsebuje samo genetskih informacij, ampak tudi načrt za skladen razvoj. Vendar pa je med embriogenezo njegova edina funkcija delitev. Ni drugih nalog razen prenosa genetskega spomina na naslednjo generacijo. Celice delitve zigote so izvorne celice, natančneje embrionalne.

Lastnosti

Odrasle celice so v mirovanju, dokler kateri od regulativnih sistemov ne da signala nevarnosti. ST se aktivirajo in s krvnim obtokom dosežejo prizadeto območje, kjer se ob branju informacij od "sosedov" spremenijo v kosti, jetra, mišice, živce in druge komponente, ki spodbujajo notranje rezerve telesa za obnovo tkiv.

Količina čudežnega materiala se s starostjo zmanjšuje, zmanjševanje pa se začne že v zelo mladosti – 20 letih. Do 70. leta starosti ostane zelo malo celic, ta skromen ostanek podpira delovanje telesnih sistemov za vzdrževanje življenja. Poleg tega "ostareli" ST delno izgubijo svojo vsestranskost, ne morejo se več preoblikovati v nobeno vrsto tkiva. Na primer, izgine možnost preoblikovanja v živčne in krvne komponente.

Zaradi pomanjkanja hematopoetskih komponent, odgovornih za tvorbo krvi, se oseba v starosti pokrije z gubami in izsuši zaradi dejstva, da koža ne dobi več dovolj prehrane. Embrionalni material je najsposobnejši za reinkarnacijo in zato najdragocenejši. Takšne ST se lahko ponovno rodijo v katerem koli tkivu v telesu, hitro obnovijo imunost in spodbudijo organ k regeneraciji.

Sorte

Morda se zdi, da obstajata samo dve vrsti matičnih celic: embrionalne in celice, ki so v telesu rojene osebe. Ampak ni. Razvrščamo jih glede na pluripotenco (sposobnost preoblikovanja v druge vrste tkiv):

  • totipotentne celice;
  • pluripotenten;
  • multipotenten.

Zahvaljujoč slednji vrsti, kot pove že ime, lahko dobite katero koli tkivo v človeškem telesu. To ni edina klasifikacija. Naslednja razlika bo v načinu pridobivanja:

  • embrionalni;
  • fetalni;
  • po porodu.

Embrionalni CT se vzame iz zarodkov, starih nekaj dni. Fetalne celice so biološki material, zbran iz tkiv zarodkov po splavu. Njihova moč je v primerjavi s tridnevnimi zarodki nekoliko nižja. Postnatalni videz je biomaterial rojen človek pridobljen na primer iz popkovnične krvi.

Gojenje izvornih celic

S preučevanjem lastnosti embrionalnih izvornih celic so znanstveniki prišli do zaključka, da je ta material idealen za presaditev, saj lahko nadomesti katero koli tkivo v človeškem telesu. Embrionalne komponente so pridobljene iz neuporabljenega tkiva zarodkov, ki so prvotno vzgojeni za umetno osemenjevanje. Vendar pa uporaba zarodkov vzbuja etične ugovore, posledično so znanstveniki odkrili novo vrsto izvornih celic – inducirane pluripotentne.

Inducirane pluripotentne celice (iPS) so odpravile etične pomisleke, ne da bi izgubile edinstvene lastnosti, ki jih imajo embrionalne celice. Material za njihovo gojenje niso zarodki, temveč zrele diferencirane celice bolnika, ki se odstranijo iz telesa in se po delu v posebnem hranilnem mediju vrnejo nazaj, vendar s posodobljenimi lastnostmi.

Aplikacija

Uporaba ST je zelo široka. Težko je določiti področja, kjer se uporabljajo. Večina znanstvenikov pravi, da je prihodnost v zdravljenju z donorskim biomaterialom dodatne raziskave je treba nadaljevati. Vklopljeno ta trenutek takšna dela so večinoma uspešna, pozitivno vplivajo na zdravljenje številnih bolezni. Vzemimo za primer pomoč pri zdravljenju raka, katerega prve stopnje so mnogim bolnikom že dale upanje na ozdravitev.

V medicini

Ni naključje, da medicina polaga velike upe v mikrotehnologije. Zdravniki z vsega sveta že 20 let uporabljajo mezenhimske celice kostnega mozga za zdravljenje resnih bolezni, vključno z malignimi tumorji. Bližnji sorodnik bolnika, ki ima primerna skupina krvi. Znanstveniki izvajajo tudi druge raziskave na področju zdravljenja bolezni, kot so ciroza jeter, hepatitis, patologija ledvic, sladkorna bolezen, miokardni infarkt, artroza sklepov, avtoimunske bolezni.

Zdravljenje različnih bolezni z matičnimi celicami

Razpon uporabe pri zdravljenju je neverjeten. Veliko zdravil je izdelanih iz ST, vendar imajo transplantacije posebno prednost. Vse presaditve se ne končajo dobro zaradi posamezne zavrnitve materiala, vendar je zdravljenje v večini primerov uspešno. Uporablja se proti takšnim boleznim:

  • akutna levkemija (akutna limfoblastna, akutna mieloična, akutna nediferencirana in druge vrste akutne levkemije);
  • kronične levkemije (kronična mieloična, kronična limfocitna in druge vrste kronična levkemija);
  • patologija mieloidne proliferacije (akutna mielofibroza, prava policitemija, idiopatska mielofibroza in drugi);
  • fagocitne disfunkcije;
  • dedne presnovne motnje (Harlerjeva bolezen, Krabejeva bolezen, metakromna levkodistrofija in druge);
  • dedne motnje imunskega sistema (pomanjkanje adhezije limfocitov, Kostmannova bolezen in drugi);
  • limfoproliferativne bolezni (limfogranulomatoza, ne-Hodgkinov limfom);
  • druge dedne motnje.

V kozmetologiji

Metode matičnih celic so našle pot v lepotno industrijo. Kozmetična podjetja vse pogosteje izdajajo izdelke s takšno biološko komponento, ki je lahko živalska in človeška. Kot del kozmetike je označena kot izvorne celice. Pripisana je čudežne lastnosti: pomlajevanje, beljenje, regeneracija, povrnitev čvrstosti in elastičnosti. Nekateri saloni ponujajo celo injekcije izvornih celic, vendar bo vbrizgavanje zdravila pod kožo drago.

Ko izbirate to ali ono zdravilo, naj vas ne zavedejo "vabe" lepih izjav. Ta biomaterial nima nobene zveze z antioksidanti in pomlajevanje za deset let v enem tednu ne bo delovalo. Upoštevajte, da takšne kreme in serumi ne bodo stali niti centa, saj je pridobivanje izvornih celic težak in dolgotrajen proces. Na primer, japonski znanstveniki poskušajo doseči, da bi polži v laboratorijih izločali več sluzi, ki vsebuje dragocen material. Kmalu bo ta sluz postala osnova nove kozmetike.

Video: Matične celice

Predmet in naloge biologije izvornih celic. Osnovne lastnosti in klasifikacija izvornih celic

klasifikacija stebla

Izvor izraza "matične celice" in zgodovina

odkritja vrst izvornih celic

V konvencionalnem smislu se izraz "matična celica" nanaša na celico, ki ima sposobnost samoreprodukcije (samoobnavljanja) in ustvarjanja diferenciranih potomcev.

Z odkritjem matičnih celic so se razširile možnosti na področju proučevanja mehanizmov, ki uravnavajo razvoj zarodka, diferenciacijo celic in ohranjanje celovitosti organov in tkiv, t.j. homeostazo. Poleg tega ob upoštevanju edinstvene lastnosti izvorne celice, in sicer njihovo sposobnost razmnoževanja, usmerjeno

diferenciacije, razvoj novih terapevtskih pristopov, ki temeljijo na celičnih tehnologijah, odpira široka obzorja v različna področja zdravilo. V povezavi s tako povečanim zanimanjem sodobnih znanstvenikov in klinikov za probleme, povezane s študijem in praktično uporabo matičnih celic, je pomembno, da matične celice obravnavamo v njihovem zgodovinskem kontekstu.

Izraz "matična celica" se je v znanstveni literaturi prvič pojavil že leta 1868 v delu izjemnega nemškega zoologa in evolucionista Ernsta Haeckela (1834-1919). Haeckel je uporabil izraz "Stammzelle" (iz nemškega jezika za "matične celice"), da bi opisal L-jevega skupnega prednika, neke vrste enoceličnih jaz organizma, iz katerega po njegovem mnenju vsi večcelični organizmi. Kasneje, leta 1877, ko je Ernst Haeckel prešel od vprašanj evolucije (filogeneze) k preučevanju problemov embriologije (ontogeneze), je predlagal, da bi oplojeno jajčece imenovali matična celica. Izraz »matična celica« za označevanje ene same celice v zarodku, ki je sposobna povzročiti številne specializirane celice, se je začel uporabljati nekoliko pozneje – konec 19. stoletja.

Na podlagi teorije o "kontinuirani zarodni plazmi" Augusta Weismanna, predlagane leta 1885, je nemški biolog Theodor Boveri (1862-1915), ki je raziskoval vzorce oogeneze in spermatogeneze, predlagal, da se "matične celice" imenujejo vse celice zarodne linije. , ki se začne od oplojenega jajčeca in konča s predhodniki zarodnih celic.

Tudi leta 1892 je Valentin Gekker med preučevanjem embriogeneze rakov iz družine Cyclops identificiral veliko celico, ki jo je poimenoval "steblo", ki je bilo podvrženo asimetrični delitvi, medtem ko je ena od hčerinskih celic tega predhodnika stebla povzročila mezoderm. , medtem ko je drugi povzročil zarodne (zarodne) celice . Tako se v teh zgodnjih študijah izraz "matična celica" nanaša na celice, ki se zdaj imenujejo primordialne zarodne celice ali zarodne matične celice.

Leta 1896 je Edmund Wilson populariziral izraz "matična celica" v svoji knjigi The Cell In Development and Inheritance (Wilson, 1896). Nekoč je bila ta knjiga zelo priljubljena in je imela velik vpliv na embriologe in genetike poznega 19. stoletja, zlasti v ZDA. V zvezi s tem se v številnih angleških virih Endmund Wilson omenja kot avtor izraza "matična celica". Vendar je Wilson uporabil izraz "matične celice" v istem pomenu kot Boveri in Hecker, to je, da se nanaša na nespecializirano matično celico zarodne linije.

Približno v istem času so potekale aktivne raziskave na področju hematopoeze. Znanstveni svet se je razdelil na dva tabora. Nekateri znanstveniki so se držali dualistične teorije hematopoeze, domnevali so, da celice mieloidne in limfoidne serije izvirajo iz različnih prekurzorjev, ki se nahajajo v različnih hematopoetskih tkivih, v kostnem mozgu oziroma bezgavkah / vranici.

Zagovorniki enotne teorije hematopoeze so domnevali obstoj ene same celice, ki je

mati vseh krvnih celic. V zvezi s tem so se privrženci enotne teorije hematopoeze soočili s problemom ustvarjanja izraza, ki bi v celoti odražal razvojni potencial takšnih celic.

Leta 1908 je ruski znanstvenik Aleksander Maksimov predlagal, da bi tako materino hematopoetsko celico imenovali "matična celica".

Približno v istem času se je izraz "matična celica" pojavil v delih Vere Danczakoff in Ernsta Neumanna ter (1896) v delu Arthurja Pappenheima. Vsi ti preiskovalci so uporabili izraz "matične celice" za opredelitev matičnih celic, ki se lahko diferencirajo v zrele rdeče in bele krvne celice. Že zgodnje študije na področju embriologije in hematologije so pokazale, da se SC lahko nahajajo v zarodku in v tkivih odraslega organizma.

Leta 1981 je ameriški znanstvenik Martin Evans prvi izoliral nediferencirane pluripotentne izvorne celične linije iz embrioblasta (notranje celične mase) mišje blastociste.

Prva uspešna presaditev matičnih celic, pridobljenih iz popkovnične krvi, je operacija, opravljena leta 1988 pri 5-letnem dečku s Fanconijevo anemijo. Brez operacije presaditve matičnih celic, vzetih iz popkovnične krvi, je imel nič možnosti za ozdravitev. Po presaditvi je okreval, opravil potrebno rehabilitacijo in še vedno živi.

Leta 1998 sta D. Thompson in D. Gerhart izolirala

nesmrtno linijo embrionalnih matičnih celic, leta 1999 pa je revija Science priznala odkritje embrionalnih izvornih celic kot tretji najpomembnejši dogodek v biologiji po dešifriranju dvojne vijačnice DNK in programa človeškega genoma.

Obstoj hematopoetskih izvornih celic(HSC), ki so predniki vseh hematopoetskih kalčkov, je bilo potrjeno z delom Jamesa Tilla, Ernesta McCullocha in drugih raziskovalcev v 60. letih. prejšnje stoletje. Nadaljnje študije so omogočile odkrivanje in karakterizacijo SC v drugih tkivih odraslega organizma, pa tudi v zunajembrionalnih tkivih in organih novorojenčka.

Tako se je uporaba izraza "matična celica" začela v drugi polovici 19. stoletja v kontekstu temeljnih vprašanj embriologije. Dokazi o obstoju ene same hematopoetske matične celice, zanesljivo pridobljeni v 60. letih prejšnjega stoletja, so te celice naredili za prototip vseh matičnih celic, in sicer: celice, ki so sposobne skoraj neomejene proliferacije (samoobnavljanja) in sposobne proizvajati specializirano potomstvo celic (diferenciacija).

Osnovne lastnosti in klasifikacija izvornih celic

Razvrstitev matičnih celic glede na njihovo sposobnost diferenciacije:

1. Totipotenten celice so sposobne oblikovati vse vrste embrionalnih in zunajembrionalnih celic. Ti vključujejo le oplojeno jajčno celico in 2-8 celične blastomere.

2. Pluripotentne celice sposobni tvoriti vse vrste embrionalnih celic. Sem spadajo embrionalne matične celice, primordialne zarodne celice in celice embrionalnega karcinoma.

3. Druge vrste izvornih celic so lokalizirane v oblikovanih tkivih odraslega organizma (odrasle izvorne celice). Razlikujejo se po sposobnosti razlikovanja od multi- do unipotentnih.

Razvrstitev matičnih celic glede na vir njihove izolacije:

1. Embrionalne izvorne celice(ESC) - znotrajcelična masa zgodnjega zarodka (na stopnji blastociste, 4-7 dni razvoja).

2. Fetalne izvorne celice- zarodne celice pri 9-12 razvojni teden izoliran iz abortivnega materiala.

3. Matične celice odraslega organizma:

- Hematopoetske matične celice (HSC)) - multipotentne izvorne celice, iz katerih nastanejo vse krvne celice: kri - eritrociti, B-limfociti, T-limfociti, nevtrofilci, bazofilci, eozinofilci, monociti, makrofagi in trombociti.Poleg kostnega mozga se GCS nahajajo v sistemski cirkulacijo in skeletne mišice.

- mezenhimske matične celice multipotentne regionalne matične celice, ki jih vsebujejo vsa mezenhimska tkiva (predvsem v kostnem mozgu), sposobne diferenciacije v različne vrste mezenhimskih tkiv, pa tudi v celice drugih zarodnih plasti.

- Stromalne izvorne celice- multipotentne matične celice odraslega organizma, ki tvorijo stromo kostnega mozga (podpirajo hematopoezo), mezenhimskega izvora.

- tkivno specifičnih izvornih celic- se nahajajo v različnih vrstah tkiv in so v prvi vrsti odgovorni za obnovo njihove celične populacije, ob poškodbi se prvi aktivirajo. Imajo manjši potencial kot stromalne celice kostnega mozga.

Do danes so odkrili naslednje vrste tkivno specifičnih matičnih celic:

Nevronski matične celice v možganih - povzročijo nastanek treh glavnih vrst celic: živčnih celic (nevronov) in dveh skupin ne-nevronskih celic, astrocitov in oligodendrocitov.

matične celice kože- ki se nahaja v bazalnih plasteh povrhnjice in blizu dna lasnih mešičkov, lahko povzroči nastanek keratocitov, ki migrirajo na površino kože in tvorijo zaščitno plast kože.

Matične celice skeletnih mišic- izolirani iz progastih mišic, so sposobni diferenciacije v celice živčnega, hrustančnega, maščobnega in kostnega tkiva, progastih mišic. Vendar nedavne študije kažejo, da celice skeletnih mišic niso nič drugega kot mezenhimske matične celice, lokalizirane v mišičnem tkivu.

Miokardne matične celice- sposobni diferenciacije v kardiomiocite in vaskularni endotelij.

Matične celice maščobnega tkiva odkrili leta 2001, dodatne raziskave od takrat so pokazale, da se te celice lahko preoblikujejo v druge vrste tkiv, iz njih je mogoče zrasti celice živcev, mišic, kosti, krvne žile, ali vsaj celice, ki imajo zgoraj navedene lastnosti.

Stromalne celice hrbtenjače(mezenhimske matične celice) tvorijo različne vrste celic: kostne celice (osteociti), hrustančne celice (hondrociti), maščobne celice (adipociti) in druge vrste celic vezivnega tkiva.

Epitelijske matične celice prebavnega trakta nahajajo se v globokih gubah črevesnih membran in lahko povzročijo nastanek različnih vrst celic prebavnega trakta.

Poleg tega so ameriški znanstveniki z univerze v Severni Karolini v začetku lanskega leta sporočili, da so po sedmih letih raziskav razvili tehnologijo za pridobivanje matičnih celic iz plodovnice brez škode za plod.

SC ima naslednje glavne funkcije:

1. Možnost delitve in samoobnove. Za razliko od mišičnih celic, krvnih celic in živčnih celic, ki se običajno ne morejo same razmnoževati, se matične celice lahko večkrat razmnožujejo – razmnožujejo. Začetna populacija matičnih celic, ki se razmnožuje več mesecev, lahko proizvede milijon takih celic. Če bodo te matične celice še naprej nespecializirane, naj bi imele sposobnost trajnostne samoobnavljanja.

2. Matične celice so nespecializirane. Nimajo posebnih struktur, ki bi jim omogočale opravljanje specializiranih funkcij. Matične celice na primer ne morejo črpati krvi po telesu, tako kot celice srčne miokarda, same po sebi ne morejo prenašati kisika, kot to počnejo eritrociti. Vendar se lahko nespecializirane izvorne celice spremenijo v specializirane celice, vključno s celicami miokarda, krvnimi celicami ali živčnimi celicami.

3. Matične celice lahko povzročijo druge specializirane celice. Ko iz nespecializiranih matičnih celic nastanejo specializirane celice, se ta proces imenuje diferenciacija. V procesu diferenciacije gredo celice običajno skozi več stopenj, pri čemer se vsaka stopnja bolj specializira.

Znanstveniki so šele začeli razumeti signale znotraj in zunaj celic, ki sprožijo vsako stopnjo procesa diferenciacije. Notranje signale nadzirajo celični geni. To so deli DNK, ki nosijo nekakšno integralno informacijo in nadzorujejo razvoj določene lastnosti ali lastnosti. Zunanji signali za celično diferenciacijo so kemikalije, ki jih izločajo druge celice, fizični stik s sosednjimi celicami in nekatere molekule v mikrookolju. Interakcija signalov med procesom diferenciacije povzroči, da celična DNK pridobi epigenetske oznake, ki omejujejo izražanje DNK v celicah.

4. SC zmožen asimetrična delitev, kar ima za posledico nastanek dveh hčerinskih celic, od katerih je ena predana diferenciaciji v specializirano celico(-e), druga pa ohrani vse znake SC, ki ščiti skupino SC pred popolnim izčrpanjem. Celico, zavezano diferenciaciji, ki nastane kot posledica asimetrične delitve SC, pogosto imenujemo tranzitna ojačevalna celica - SO.

TAC niso sposobni samoobnavljanja, vendar imajo pomemben proliferativni potencial. Pravzaprav je sposobnost samoobnavljanja in proizvodnje hčerinskih celic, zavezanih k diferenciaciji zaradi asimetrične delitve, odločilna lastnost SC katerega koli izvora.

5. Mehanizmi ohranjanje genetske homeostaze v SC delujejo učinkoviteje kot v diferenciranih somatskih celicah.

Glavne smeri in možnosti uporabe izvornih celic v biologiji in medicini.

SC so najprimernejši objekt za raziskovanje temeljna biologija in v celična patologija, predvsem pri preučevanju mehanizmov diferenciacije in specializacije celic v procesu ontogeneze ter načinov in mehanizmov regeneracije celic in tkiv. Preučevanje in razumevanje teh procesov bo pomagalo razumeti vzroke razvojne patologije, genetskih napak in številnih bolezni, vključno z rakom. Za obsežno izvedbo tovrstnega eksperimentalnega dela so v prvi vrsti potrebni razpoložljivi viri SC.

Posebej velik napredek pri praktični uporabi SC je že bil dosežen na treh področjih:

1) zdravljenje opeklin in celjenje ran;

2) zdravljenje akutnega miokardnega infarkta;

3) zdravljenje bolnikov z rakom.

Zdravljenje opeklin in ran- izdelava umetne kože, gojene po metodah tkivno inženirstvo. Pri presaditvi takšne kože je zagotovljeno zmanjšanje celotne površine rane in posledično hitro celjenje ran, tveganje za zaplete se znatno zmanjša. Ta tehnika se uporablja od leta 1989, opravljenih je bilo več kot 600 transplantacij gojenih alofibroblastov pri bolnikih z obsežnimi mejnimi opeklinami IIIA stopnje in dolgotrajnimi zaostalimi ranami, ki se ne celijo.

Zdravljenje bolnikov z rakom- avto- in aplotransplantacija kostnih matičnih celic vam omogoča, da obnovite svojo hematopoetsko aktivnost, ki je delno izgubljena po intenzivni kemoterapiji in radioterapiji. Zahvaljujoč uporabi presaditve kostnega mozga v Beloruskem centru za hematologijo in transplantacijo je bilo mogoče povečati stopnjo preživetja v 3-5 letih s 50% (brez presaditve) na 70-90%.

Terapija akutnega miokardnega infarkta- se izvaja za obnovo srčnega tkiva po miokardnem infarktu (MI), kar dosežemo z regeneracijo kardiomiocitov in nastankom novih kapilar. Po mnenju mnogih raziskovalcev imajo SC kostnega mozga najboljši potencial za obnovo delovanja srca po miokardnem infarktu: njihova presaditev inducira mio- in angiogenezo ter izboljša hemodinamiko.

Pri celični terapiji miokardnega infarkta sta glavni dve metodi:

1. Kirurško - neposredna dostava SC v miokardno tkivo (na primer, v enem članku o kliničnih rezultatih te metode zdravljenja MI je navedeno o uporabi injekcije 1.500.000 avtolognih SC kostnega mozga v periinfarktno območje ).

2. Terapevtski - ustvarjanje visoke koncentracije CK v krvi s stimulacijo kostnega mozga z uvedbo specifičnih rastnih faktorjev.

Tudi zelo obetavno

Metode celične terapije so predstavljene na naslednjih področjih medicine:

Nevrologija - zdravljenje posledic poškodb glave in

hrbtenjača, možganska kap, koma, nevrodegenerativne bolezni, Parkinsonova, Alzheimerjeva itd.;

Endokrinologija - zdravljenje inzulinsko odvisne sladkorne bolezni;

Bolezni mišično-skeletnega sistema - reparacija

kosti, presaditve kosti, zdravljenje miopatij, posledic poškodb itd.;

Hepatologija - zdravljenje hepatitisa, ciroze jeter;

Hematologija in oftalmologija;

Zobozdravstvo - uporaba SC za rast "svojih" zob;

Kozmetologija - zdravljenje kozmetičnih napak;

Gerontologija - uporaba SC za pomlajevanje telesa (revitalizacija).

Gnomika virusov in fagov. Virusi kot objekti molekularne genetike.

Glavne lastnosti virusov

Virusi so submikroskopski objekti, ki vsebujejo DNA ali RNA,

razmnožujejo samo v živih celicah, zaradi česar jih

sintetizirajo tako imenovane virione, ki vsebujejo genom virusa in ga lahko prenašajo v druge celice.

Ta definicija odraža dve glavni lastnosti virusov:

Prisotnost lastnega genskega materiala virusa, ki se znotraj gostiteljske celice obnaša kot del celice;

Obstoj zunajcelične infekcijske faze, ki jo predstavljajo specializirani delci ali virioni, ki služijo za vnos virusnega genoma v druge celice.

Virusi imajo številne lastnosti, ki se ne ujemajo z idejo o njih kot živih predmetih, in sicer:

Virusi ne dihajo;

Ne pokažite razdražljivosti;

Ne more se samostojno premikati -

Ne rastejo in ne delijo;

Sposoben (glede na vsaj, nekateri) kristalizirajo v očiščenem stanju.

Po tradicionalnih zooloških in botaničnih merilih virusi niso živi organizmi. Hkrati imajo vsi virusi glavne lastnosti živih organizmov - sposobnost razmnoževanja, spreminjanja in prenosa teh sprememb na svoje potomce, tj. razvijati. Z drugimi besedami, virusi imajo svojo lastno evolucijsko zgodovino.

Noben znani virus nima biokemičnega ali genetskega potenciala za ustvarjanje energije, potrebne za izvajanje svojih bioloških procesov. V tem pogledu so popolnoma odvisni od gostiteljske celice.

Velikosti virusov

Tudi velikost virusnih delcev se zelo razlikuje. Najbolj "tanki" imajo premer približno 10 nm, medtem ko njihova dolžina pri najbolj razširjenih doseže 2 μm. Premer sferičnih virionov je od -20 do 300 nm. Največji znani virusi so sorodniki virusa črnih koz, njihovi virioni so lahko dolgi do 450 nm ter široki in debeli 260 nm.

Oblike obstoja virusov

Za nukleoproteinske virusne molekule sta značilni dve obliki obstoja: ekstracelularna, korpuskularna, v mirovanju in znotrajcelična, razmnoževalna, vegetativna.

Zunajcelični virusi so telesca sferičnega, kubičnega, nitastega delca, ki se imenujejo elementarna telesca, virusni delci in pogosteje virioni. Velikosti virionov so od 15-30 do 200-500 nm.

Struktura virusov

Vsi virioni vsebujejo genomsko nukleinsko kislino, na zunanji strani prekrito z beljakovinsko ovojnico – kapsido. Po kemični sestavi so virusi nukleoproteini, po strukturi pa re- nukleokapside. V sestavi mnogih virusov, poleg beljakovin in nukleinska kislina, vključuje "ogljikove hidrate, lipide in nekatere druge spojine.

Enoverižne virusne RNA delimo v dve skupini. Ena skupina vključuje RNA, ki so sposobne prevesti ribosome v gostiteljski celici, tj. igrajo vlogo mRNA. Te RNA so kot (+)RNA, genom, ki ga predstavljajo, pa se imenuje pozitiven.

V drugi skupini virusov RNA ribosomski RNA ne prepozna

celični aparat, zato ne more opravljati funkcije mRNA. V celici ta RNA služi kot predloga za sintezo mRNA. To vrsto RNA imenujemo (-)RNA, ustrezen genom pa imenujemo negativen.

Kapsida je sestavljena iz podenot iste strukture - kapsomerov, ki so razporejene po dveh glavnih vrstah simetrije - kubične (ikozaedrične) ali spiralne.

Kapsomere so morfološke enote kapside, ki je lahko sestavljena iz ene ali več beljakovinskih molekul. -strukturne enote. Kompleks kapside in virusne nukleinske kisline običajno imenujemo nukleokapsid. Lahko ima kubično (ikozaedrično) ali spiralno simetrijo. Virione preprostih virusov predstavlja samo kapsida. Virioni kompleksnih virusov imajo dodatno dvoslojne lipidne membrane, ki vključujejo beljakovine (skoraj vedno glikoproteine), ki imajo obliko konic. Takšni virioni imajo običajno neglikozilirano beljakovinsko plast (matriks) poleg kapside.

Enostavni virusi so praviloma sestavljeni samo iz komponent, specifičnih za virus. Občasno lahko takšni virusi iz gostiteljske celice »odnesejo« njene komponente, kot so na primer poliamini in histoni - polikationi, ki služijo nevtralizaciji nabojev na virusni nukleinski kislini, kar olajša njeno pakiranje v kapsido.

Kompleksni virusi vsebujejo encime in lahko vključujejo tudi beljakovine v virionu - sestavinah membrane gostiteljske celice.

Vprašanje je naravno: zakaj ima kapsida vseh virusov strukturo podenote? Takšna struktura kapside je očitno posledica potrebe po shranjevanju genskega materiala. V nasprotnem primeru, kot kažejo izračuni, bi bilo za mnoge viruse dovolj, da kodirajo beljakovine, ki lahko pokrijejo največ 15% nukleina. novo kisline. Očitno je tudi, da ob prisotnosti ene ali nekaj morfoloških komponent

samosestavljanje kapside je močno olajšano. V nasprotnem primeru bi se verjetnost napak v procesu samosestavljanja močno povečala.

Obstajajo neke vrste "tehnične" omejitve, ki zmanjšujejo trdnost paketa, ki temelji na, recimo, tetraedru ali oktaedru. V teh izvedbah bodo vrzeli med podenotami prevelike in posledično bo delec krhek. Izračuni in izkušnje kažejo, da večje kot je število podenot in več stikov kot imajo med seboj, stabilnejša je struktura in večja je lahko kapsida, v katero se lahko vgradi večji in kompleksnejši genom. .

Inkapsulacija genoma je potrebna za viruse predvsem zaradi fizične zaščite nukleinske kisline, ki je kemično labilna pred vplivom ostrih okoljskih dejavnikov v zunajcelični fazi obstoja (kot so ekstremne vrednosti pH in temperature, UV sevanje, itd.).

Druga pomembna funkcija kapside je zagotoviti adsorpcijo virusa na gostiteljski celici prek interakcije s celičnimi receptorji.

Pri nekaterih virusih je genom razdrobljen in lupina je preprosto potrebna, da se sestavi v eno celoto.

Pri kompleksnih virusih prisotnost zunanje lipidne ovojnice zaradi svoje afinitete z membrano gostiteljske celice olajša prodiranje nukleokapsida v celico. Poleg tega lahko virus zaradi vključitve beljakovin gostiteljske celice v to lupino uspešneje premaga gostiteljsko celico.

imunološka pregrada.

Vrste interakcij med virusom in celico

Ko virus vstopi v celico, nastane nov biološki kompleks "virus-celica". Ta kompleks vsebuje genetski aparat celice in genetski aparat virusa, katerega funkcije so lahko genetsko

katerih funkcije se lahko prepletajo na najbolj bizaren način. Pravzaprav gre za »himero«, hibrid dveh organizmov.

Kljub veliki raznolikosti celic in virusov obstaja več glavnih vrst njihovega medsebojnega delovanja.

1. Celica odmre in nastane nova generacija virusnih delcev. Ta vrsta interakcije med virusom in celico se imenuje produktivna ali litična. Virusi, ki povzročijo lizo gostiteljskih celic, se imenujejo virulentni. Tako poteka večina virusnih okužb, ne glede na to, ali so virusi veliki in kompleksni ali majhni.

2. Infekcijski proces je po naravi neuspešen - celica preživi, ​​virus se ne tvori. Včasih umreta oba partnerja – tako virus kot celica.

3. Obstaja integracija dveh genomov, ki bolj ali manj mirno sobivata več generacij. Ta vrsta interakcije se imenuje virogeneza. Virusi, ki lahko povzročijo virogenijo, se imenujejo zmerni. Pri bakteriofagih takšno vstavljanje virusnega genoma v DNK gostiteljske celice imenujemo lizogenija, same fage, ki so sposobni takšne interakcije s celico, pa lizogeni.

Poleg lizogenih fagov je integrativni proces značilen za retroviruse, številne onkogene viruse, ki vsebujejo DNA (lahko integrirajo ne le celoten genom, ampak tudi njegov del), pa tudi nekatere druge viruse. Integrativni proces pogosto vodi do transformacije celice - pridobitev novih geno- in fenotipskih značilnosti.

Glede na stopnjo antagonizma obeh genomov - virusnega in celičnega - je možnih več vrst okužbe. Fenomenološko ločimo perzistentne okužbe, pri katerih se virus izloča iz gostiteljskega organizma veliko dlje kot pri običajnih litičnih okužbah, kar povzroči odmrtje gostiteljskih celic. Pri latentni okužbi virus prebiva v gostitelju latentna oblika in se sprošča v obdobjih ponovitve bolezni. Za počasne virusne okužbe je značilno zelo dolgo inkubacijska doba ki lahko traja več let.

Akademik Ruske akademije medicinske vede, dopisni član Ruske akademije znanosti V. SMIRNOV, direktor Inštituta za eksperimentalno kardiologijo Kardiokompleksa Ministrstva za zdravje Ruske federacije.

V zadnjih letih se je v medicini pojavila nova smer, ki ljudem obljublja zdravilo za številne resne bolezni. To je študija tako imenovanih matičnih stromalnih celic, ki jih najdemo v kostnem mozgu. Zagotavljajo obnovo poškodovanih območij organov in tkiv. Stromalne celice, ki prejmejo signal osrednjega živčnega sistema o neki "motnji", hitijo skozi krvni obtok do prizadetega organa. Zacelijo vsako rano in se spremenijo v potrebno za telo celice: kosti, gladke mišice, jetra, srčna mišica ali celo živci. Toda ponudba stromalnih celic ni neomejena. Zato se zgodi, da telo ne zmore več samo obnavljati izgubljenih celic: ali je lezija prevelika, ali je telo oslabljeno, ali starost ni enaka ... Ali je mogoče bolniku pomagati popolnoma okrevati po cirozi, možganski kapi, paralizi ...? Že danes znajo znanstveniki usmeriti stromalne celice »po pravi poti«. Zaradi napredka na tem področju celične biologije je terapevtska uporaba stromalnih matičnih celic tako rekoč neomejena.

Sestava izvornih celic – predhodnikov vseh telesnih celic.

Ruski znanstvenik Aleksander Jakovlevič Friedenstein (1924-1998), ki je začel študij stromalnih matičnih celic kostnega mozga.

Stromalne matične celice kostnega mozga se lahko spremenijo v številne druge celice v telesu.

Pri miših smo inducirali infarkt, nato pa 1-5 ur kasneje naredili dve injekciji stromalnih celic v prizadeto območje.

Povečanje kosti po odstranitvi osteosarkoma s ploščo, na katero je nanesen poseben protein (kostni morfogeni protein), ki pretvori stromalne celice, ki krožijo v krvi, v celice kostnega tkiva.

Matične celice so predhodnice telesnih celic

Govoriti želim o veji medicine, kjer se neopazno za večino znanstvenikov in zdravnikov v bližnji prihodnosti pričakuje fenomenalen, grandiozen preboj pri zdravljenju mnogih bolezni, ki so danes praktično neozdravljive.

Matične celice so predhodnice vseh telesnih celic. Pod različnimi pogoji se lahko spremenijo v druge celice. Večino izvornih celic odraslih najdemo v kostnem mozgu. Kot veste, je kostni mozeg najprej odskočna deska za hematopoezo. Sestavljena je iz dveh vrst matičnih celic: tistih, iz katerih je pridobljena vsa znana vrsta krvnih celic (ti hematopoetskih matičnih celic), in stromalnih matičnih celic, o katerih bomo govorili. Poleg kostnega mozga se manjše število izvornih celic (tako imenovane tkivne izvorne celice) nahajajo neposredno v tkivih: mišičnem (mioblasti), kostnem (osteoblasti) in drugih.

IN hematopoetski sistem Matičnih celic je veliko, po strukturi so preproste, dobro raziskane, nenehno posodobljene, načini njihove pretvorbe v krvne celice pa so že dolgo znani.

Toda bralci skorajda niso slišali za izvorne stromalne celice kostnega mozga. V primerjavi s hematopoetskimi jih je v kostnem mozgu zelo malo in so kompleksnejši dolgoživi sistemi, ki se redko posodabljajo. Poti transformacije stromalnih celic se šele začenjajo preučevati. Kot so pokazale nedavne študije, stromalne celice, pa tudi prekurzorji krvnih celic, nenehno krožijo v krvnem obtoku sesalcev.

Pred približno 30 leti so temelje znanosti o stromalnih celicah postavili sovjetski znanstveniki Aleksander Jakovlevič Friedenstein (ki je prezgodaj umrl leta 1998), ki je delal na Raziskovalnem inštitutu za epidemiologijo in mikrobiologijo po častnem akademiku N.F. Gamaleji Ruske akademije znanosti. Medicinske vede in Iosif Lvovich Chertkov, ki še vedno dela v Hematološkem centru RAMN. Zdaj mnogi raziskovalci zamolčijo imena ustanoviteljev, vendar so tu in na Zahodu spodobni ljudje, ki brezpogojno priznavajo prednost teh znanstvenikov pri odkrivanju stromalnih celic. Leta 1999 so stromalne celice "odkrili" ameriški znanstveniki, potem pa je število del na tem področju celične biologije začelo rasti kot plaz. In nič čudnega – navsezadnje so lahko stromalne celice izjemno uporabne za klinično medicino.

Matične celice sodelujejo pri obnavljanju poškodovanih tkiv

Kako zdravo odraslo telo obnovi organe in tkiva v primeru poškodbe? Ali ni evolucija poskrbela za izhod iz ekstremnih situacijah? Telo mora izvajati in seveda izvaja regeneracijo poškodovanih tkiv. In to počne s pomočjo celic, iz katerih je mogoče pridobiti katerekoli druge celice – matične celice.

Ugotovljeno je bilo, da pri regeneraciji sodelujeta dve vrsti matičnih celic - specializirano tkivo in univerzalne stromalne celice kostnega mozga.

Ni zaman, da je modra narava poleg »lokalnih depojev« (tkivnih matičnih celic) ustvarila tudi »centralno skladišče rezervnih delov« (stromalne celice kostnega mozga). Če se tkivne izvorne celice uporabljajo za popravilo poškodovanih le v to mesto in za določeno vrsto tkiva (kosti - za kosti, mišice - za mišice itd.), potem so "rezervni deli centralnega skladišča" - stromalne matične celice kostnega mozga - univerzalne. V poškodovani organ ali tkivo pridejo s krvnim obtokom in se na kraju samem pod vplivom različnih signalnih snovi spremenijo v potrebne specializirane celice, ki nadomestijo odmrle.

Vsako celico lahko vzgojimo iz stromalnih celic kostnega mozga

Že v 60. letih prejšnjega stoletja so Friedenstein in njegovi kolegi v poskusih na živalskih celicah pokazali, da se stromalne celice lahko spremenijo v hrustančne (hondrocite), maščobne (adipocite) in kostne (osteoblaste) celice. Poleg tega ohranijo sposobnost takšnih transformacij, tudi če rastejo kolonijo iz ene same stromalne celice. To pomeni, da je načeloma mogoče gojiti veliko število stromalnih celic in jih nato s pomočjo posebnih signalnih snovi usmeriti "po pravi poti" - obnoviti poškodovana tkiva.

V primeru hude poškodbe telesu primanjkuje lastnih stromalnih celic. Pomagamo si lahko z vnosom stromalnih celic od zunaj. Italijanski znanstveniki so postavili preprost poskus: miši so z obsevanjem v celoti odstranili kostni mozeg, nato pa vnesli posebej označene stromalne celice. Nekaj ​​dni kasneje so živali dobile zdravilo, ki je začelo uničevati mišice sprednjih nog. Dva tedna po injiciranju stromalnih celic si je mišično tkivo prednjih tac pri miših delno opomoglo. Izkazalo se je, da večina nove mišične celice, nastale iz vbrizgane strome. Očitno se stromalne celice približajo mestu poškodbe, kjer prejmejo "kemični signal" o tem, v katere celice se morajo spremeniti, da bi nadomestile izgube telesa. Poleg tega je znanstvenikom uspelo "prisiliti" stromalne celice pod vplivom posebnih signalnih snovi, da se spremenijo v celice gladke mišice kar v epruveti.

Izkazalo se je, da vnos stromalnih celic kostnega mozga v območje poškodbe srčne mišice (območje infarkta) skoraj popolnoma odpravi pojav postinfarktnega srčnega popuščanja pri poskusnih živalih. Tako se stromalne celice, vbrizgane v prašiče s srčnim infarktom, po osmih tednih popolnoma degenerirajo v celice srčne mišice in skoraj v celoti obnovijo svoje funkcije.

Rezultati takšnega zdravljenja infarkta pri živalih so preprosto neverjetni. Po podatkih Ameriškega združenja za srce (American Society of Cardiology) za leto 2000 se pri podganah z umetno povzročenim infarktom 90 % stromalnih celic kostnega mozga, vnesenih v področje srca, popolnoma degenerira v celice srčne mišice.

Japonski znanstveniki so celice srčne mišice pridobili iz stromalnih celic mišjega kostnega mozga kar v laboratoriju: kulturi stromalnih celic so dodali posebno snov (5-azocitidin) in kot po čarovniji so se začele spreminjati v celice srčne mišice.

Takšna celično terapijo za obnovo poškodbe srčne mišice po srčnem infarktu je zelo obetavna, saj uporablja telesu lastne izvorne stromalne celice. In niso zavrnjene, poleg tega je z uvedbo matičnih celic odraslih izključena verjetnost njihove maligne degeneracije.

In naravnost neverjetna metamorfoza - stromalne celice lahko tako »pozabijo« na svoj izvor iz kostnega mozga, da se pod vplivom določenih dejavnikov celo spremenijo v živčne celice (nevrone). Dva tedna po dodatku posebne signalne snovi v kulturo stromalnih celic so te že v 80% sestavljene iz nevronov! To je še vedno le dosežek iz "epruvete", ki pa daje upanje za ozdravitev bolnikov s hudimi poškodbami hrbtenjače in možganov. Še posebej zato, ker (kot so pokazali številni raziskovalci), ko so lastne stromalne celice kostnega mozga vnesene v človeški hrbtenični kanal, se enakomerno porazdelijo po vseh delih možganov, ne da bi pri tem motile njihovo strukturo.

Izjemno pomemben eksperiment so izvedli ameriški raziskovalci. Miši so umetno izzvali možgansko kap, nato pa so jim lastne stromalne celice vbrizgali v hrbtenični kanal. V 100% primerov so miši delno okrevale motorična aktivnost okončine. Rezultat je obetaven, zato ni presenetljivo, da je ameriški nacionalni inštitut za zdravje namenil ogromna sredstva za razvoj problema spreminjanja stromalnih celic v nevrone. Možganska kap je pogosta, a še neozdravljiva bolezen.

Stromalne celice se spremenijo v jetrne celice. Ugotovljeno je bilo, da pri poškodbi jeter nove jetrne celice (hepatociti) in njihovi prekurzorji nastanejo predvsem iz stromalnih celic darovalca kostnega mozga.

Naša lastna raziskava, ki smo jo izvedli na Inštitutu za eksperimentalno kardiologijo v skupini Emme Lvovne Soboleve, je pokazala, da tako pogosta bolezen, kot je ateroskleroza, vodi do povečanega pretoka stromalnih celic kostnega mozga v krvni obtok in od tam v cone tesnila (lipoproteinski plaki) na stenah žil. Očitno je ravno zato pri bolnikih z aterosklerozo (kot je razvidno iz dela, opravljenega skupaj s skupino profesorja RS Akchurina), kostni mozeg osiromašen v stromalnih celicah. Morda telo "pošlje" stromalne celice, da popravijo poškodbe žil. In "zdravijo" poškodbe, se spreminjajo v celice kostnega ali hrustančnega tkiva. Potem je osifikacija žil, opažena pri aterosklerozi, normalna reakcija stromalnih celic na okvare v žilni sistem. Ali je to res ali ne, bodo pokazale nadaljnje raziskave.

Stromalne celice v klinični praksi so že realnost

IN terapevtska uporaba stromalnih celic danes nedvomno prednjači ortopedija. Dejstvo je, da imajo zdravniki v rokah edinstvene snovi: posebne proteine, tako imenovane kostne morfogene proteine ​​(BMP), ki povzročijo transformacijo stromalnih celic v celice kostnega tkiva (osteoblaste). Raziskovalci so potrebovali skoraj četrt stoletja, da so izolirali in preučili lastnosti BMP. Rezultati kliničnih preskušanj so impresivni. V ZDA so 91-letnemu bolniku z zlomom, ki se 13 let ni zacelil, vsadili posebno kolagensko ploščico, na katero so nanesli BMP. Hkrati so bile stromalne celice, ki so vstopile v območje zloma, "privlečene" na ploščo in se pod delovanjem BMP začele preoblikovati v celice kostnega tkiva. Osem mesecev po namestitvi ploščice se je bolniku zlomljena kost praktično obnovila.

V ZDA zadnja faza testiranja že poteka in kmalu bodo posebne porozne gobice, napolnjene tako s stromalnimi celicami kot z BMP, začele široko uporabljati na klinikah. Z namestitvijo takšnih čudežnih gobic na poškodovano mesto (območje zloma ali praznina po odstranitvi osteosarkoma) je mogoče v dveh mesecih zapolniti manjkajočo vrzel do 25 centimetrov.

Poleg tega poteka delo za integracijo gena BMP v stromalne celice. To pomeni, da bodo po degeneraciji v kostne celice lahko same proizvajale beljakovino - BMP, ki sproži proces pretvorbe stromalnih celic v kostne celice.

Ameriški raziskovalci so izvedli zanimiv eksperiment s tkivnimi izvornimi celicami. Iz stegenskih mišic 72-letnega bolnika s srčnim infarktom so vzgojili matične celice mišičnega tkiva (mioblaste). Nato so te celice vbrizgali neposredno v območje infarkta, po čemer je bolnik pokazal znatno izboljšanje kontraktilnosti srca.

Viri stromalnih celic za rehabilitacijsko terapijo

Torej v zdravo telo pravzaprav obstaja univerzalni mehanizem za celjenje poškodb z uporabo notranje celične rezerve – stromalnih celic kostnega mozga. Te celice se lahko spremenijo v katero koli drugo celico in zadenejo ustrezen del telesa. Stromalne celice začnejo vstopati v poškodovano območje, ko prejmejo ustrezen signal iz centralnega živčnega sistema. Ko dosežejo mesto poškodbe, se pod delovanjem določenih signalnih molekul spremenijo v manjkajoče celice poškodovanega tkiva. Toda shranjevanje stromalnih celic ne more biti neizčrpno. Ko so obsežne poškodbe zaceljene, se kostni mozeg »izprazni«, s starostjo pa se zaloga stromalnih celic bistveno zmanjša.

Kako v praksi izvesti obnovo poškodovanih celic? Kje lahko dobim pripravek lastnih stromalnih matičnih celic kostnega mozga? Konec koncev, ko se je človeku že nekaj zgodilo - na primer, zlomil si je nogo ali preživel srčni napad - je že prepozno, da bi izbrali kostni mozeg in iz njega vzgojili kulturo stromalnih celic za kasnejše injiciranje v prizadeto. območje. In prepričati osebo, da daruje vzorec kostnega mozga, da bi iz njega "za vsak slučaj" pridobili kulturo stromalnih celic, je precej težko. Omejitveni dejavnik pri zdravljenju stromalnih celic je čas. Ko pride do srčnega infarkta, so vaše lastne ali kompatibilne celice potrebne takoj in v velikih količinah.

Ameriški študentje danes za 75 dolarjev podarijo 20 mililitrov hrbtenjače iz ledveno. A tako pridobljene celice se uporabljajo le za znanstvene raziskave.

Ali je za restavrativno medicino prihodnosti potrebno ustvariti posamezne ali donorske banke stromalnih celic? Brez dvoma. Darovalcev načeloma ni težko najti. Obstaja še ena težava. Ko se rodimo, imamo v kostnem mozgu eno stromalno celico na vsakih 10.000 hematopoetskih izvornih celic. Mladostniki imajo 10-krat manj stromalnih celic. Do 50. leta je ena stromalna celica na pol milijona matičnih celic, pri 70 letih pa je odvzem vzorca kostnega mozga preprosto nesmiseln – na milijon matičnih celic je le ena stromalna celica. Oziroma je darovanje kostnega mozga smiselno samo v mladosti, bodo stari ljudje morali uporabiti kulture stromalnih celic drugih ljudi. Poleg tega je najprimerneje prejeti donorske stromalne celice neposredno ob rojstvu iz popkovine in posteljice, kjer so tudi v zadostnih količinah.

Pred kratkim so bili objavljeni osupljivi podatki: stromalne celice je mogoče pridobiti iz celic maščobnega tkiva (adipocitov). Adipociti, kot se je izkazalo, niso daleč od svojih predhodnikov in s pomočjo posebnih snovi jih je mogoče relativno enostavno "vrniti nazaj". In pridobivanje maščobnih celic sploh ni problem. Liposukcija (odstranjevanje maščobe) je danes precej razširjena v vseh civiliziranih državah.

Pričakujemo lahko, da bodo popkovine, placente in maščobno tkivo v bližnji prihodnosti postali industrijski viri stromalnih celic.

Stromalne celice so osnova prihodnje rehabilitacijske terapije

Časopisi in revije (čeprav večinoma tuji) so polni informacij o matičnih celicah. Ampak ne o stromalnem, ampak o embrionalnem. To so celice človeškega ploda, ki imajo sposobnost tvorbe več kot dvesto vrst tkiv.

Vendar so raziskave na področju embrionalnih izvornih celic v mnogih državah zdaj "zamrznjene". Eden od razlogov je, da se vnos embrionalnih celic v pacienta včasih žal konča s pojavom maligni tumor. Drugi razlog je etični. Glavni vir embrionalnih celic so medicinski splavi. Katoliška cerkev, verske skupnosti, različne javne organizacije – vsi, ki se borijo za prepoved splava, izvajajo velik pritisk na vlade in predsednike ter pozivajo k prepovedi splava in zdravljenja z embrionalnimi matičnimi celicami. Etična vprašanja so naredila medvedjo uslugo proučevanju embrionalnih celic, hkrati pa so k raziskavam na področju izvornih celic odraslih pritegnila nove znanstvene sile.

Za razliko od embrionalnih stromalnih izvornih celic je narava dokazala lastno regenerativno rezervo telesa. Tveganja za imunsko zavrnitev lastnih stromalnih celic ni, možnost njihove maligne preobrazbe je minimalna. Uporaba stromalnih celic je neoporečna tudi z moralnega in etičnega vidika. Zato bi morale biti stromalne celice hrbtenica regenerativne medicine v naslednjem stoletju.

Danes je metoda presaditve matičnih celic postala zelo razširjena za zdravljenje resnih patologij. Zlasti nezrele hematopoetske celice se uporabljajo za ponovno vzpostavitev hematopoetske funkcije pri bolnikih z levkemijo in limfomi. Prva uspešna presaditev je bila opravljena že leta 1988. Otroku, ki je trpel za anemijo, so vbrizgali celice iz popkovnične krvi, kar je omogočilo popolno ozdravitev.

Matične celice so nezrele celice, ki imajo sposobnost samoobnavljanja in diferenciacije. Bistvo samoobnavljanja je v tem, da po mitotični delitvi te celice ohranijo svoj fenotip, torej ne pride do diferenciacije. Diferenciacija je preoblikovanje v specifične celice različnih tkiv in organov.

Za matične celice je značilna neverjetna sposobnost asimetrične delitve, po kateri ena od novih celic ostane izvorna celica, druga pa se diferencira.

Opomba:Razvoj organizma se začne z eno samo matično celico, zigoto. Pri ponovni delitvi in ​​diferenciaciji nastanejo vse druge vrste celic, značilne za določeno biološko vrsto. Zlasti pri ljudeh in primatih obstaja več kot 220 tipov celic.

Matične celice so univerzalni "gradbeni material" za telesna tkiva. Vsebujejo vse genetske informacije. Zahvaljujoč nezrelim celičnim elementom se v telesu izvajajo procesi regeneracije. S staranjem se število nediferenciranih celic vztrajno zmanjšuje. Če ima plod (zarodek) 1 matično celico na vsakih 10 tisoč diferenciranih, potem se do 60. leta razmerje večkrat spremeni in pade na 1 do 8 milijonov. Prav zaradi tega se poškodovana tkiva pri starejših bolnikih veliko počasneje regenerirajo.

Opomba:Da bi ohranili tako edinstven biološki material, kot je popkovnična kri, so bile v številnih državah ustanovljene posebne banke. Rezultati dolgoletnih raziskav kažejo, da bodo univerzalne nezrele celice v bližnji prihodnosti pomagale pri soočanju z najhujšimi patologijami, ki jih trenutno ne zdravimo niti medicinsko niti kirurško.

Pomembno:Najboljši vir za pridobivanje matičnih celic je kri, pridobljena iz popkovine takoj po rojstvu otroka. Te celice so prisotne tudi v posteljici in plodovih tkivih. Pri odraslem so takšni celični elementi v kostnem mozgu.

Do danes so raziskovalci identificirali naslednje vrste izvornih celic:

  • hematopoetski;
  • endotelijski;
  • živčen;
  • matične celice miokarda;
  • koža;
  • mezenhimski;
  • mišičast;
  • črevesne celice;
  • embrionalni.

Iz krvi, odvzete iz popkovnične vene, lahko dobimo zelo veliko število nezrelih celic. Edinstveni biomaterial je shranjen v posebnem kozarcu pri -196 °C (v tekočem dušiku). Uporablja se lahko, kadar je potrebno obnoviti skoraj vsa tkiva človeškega telesa. Banke s sorodniki rojenega otroka sklenejo pogodbo o shranjevanju biodepozita za 18-20 let. Ves ta čas ostane material popolnoma aktiven.

Opomba:v posteljici je za red velikosti več nediferenciranih celic kot v popkovnični krvi. Vendar pa skladiščenje tovrstnega biološkega materiala zahteva posebne pogoje, kar je povezano z velikimi materialnimi stroški.

Hematopoetske celice iz popkovnične krvi imajo naslednje prednosti:

  • material se pridobi enostavno in popolnoma neboleče;
  • biomaterial je varen za okužbe;
  • presaditev je možna kadarkoli;
  • celice so primerne za presaditev bližnjim sorodnikom (idealna biološka združljivost);
  • možna je presaditev drugim bolnikom (pod pogojem, da ni konflikta na antigenih).

Pomembno:uporaba tega biološkega materiala, kot tudi njegovo odlaganje, ne povzroča etičnih in pravnih težav.

Vir izvornih celic pri odraslem človeku je rdeči kostni mozeg. Stromalne elemente dobimo s punkcijo. V posebnem laboratoriju iz njih vzgojijo cele kolonije, ki jih nato presadijo v bolnika. Ko pridejo v telo, migrirajo na prizadeto območje, kjer nadomestijo odmrle visoko diferencirane elemente.

Pomembno:matičnih celic pri odraslih je značilna relativno nizka funkcionalna aktivnost v primerjavi z embrionalnim materialom. Poleg tega se stromalne celice lahko presadijo samo osebi, iz čigar kostnega mozga so pridobljene; sicer se skoraj neizogibno razvije zavrnitvena reakcija.

NSC so našli v ločenih predelih možganov še dozorevajočega ali že popolnoma oblikovanega organizma. Zanje je značilna visoka sposobnost preoblikovanja v druge celice in jih je mogoče gojiti v laboratoriju. Vendar se trenutno ne uporabljajo za zdravljenje. Za njihovo pridobitev je potrebno uničenje možganov, zato o avtotransplantaciji ne more biti govora. Trenutno preučujejo možnost uporabe tkiv prejemnika, vendar je to lahko posledica etičnih vprašanj.

Konec prejšnjega stoletja so odkrili edinstvene matične celice, ki se lahko spremenijo v kardiomiocite. Človeško zdravljenje z njihovo pomočjo še ni mogoče, saj je za pridobitev materiala potrebno uničenje miokarda, možnost uporabe prejemnih celic pa se šele preučuje.

kožne celice

Ta vrsta matičnih celic se pridobiva iz kože zarodka ali že odrasle osebe. Tak biološki material so že uspešno uporabljali v specializiranih centrih za zdravljenje bolnikov z obsežnimi opeklinskimi lezijami.

Mezenhimske matične celice se vzamejo iz strome kostnega mozga. Najdemo jih tudi v krvi, pridobljeni iz popkovine. Zdravljenje s presaditvijo MSC velja za zelo obetavno. Material lahko dobi sam bolnik; gojenje poteka v laboratorijskih pogojih na hranilnih medijih. Po presaditvi se te celice spremenijo v elemente različnih tkiv in organov. Po potrebi material zamrznemo in shranimo dlje časa. Nedvomna prednost zdravljenja z mezenhimskimi celicami je odsotnost zapletov v obliki razvoja maligne neoplazme. Pomanjkljivost te tehnike je le potreba po strogem nadzoru okužb.

Vir materiala je tkivo progastih mišic. Ti elementi imajo sposobnost preoblikovanja v živčne in maščobne celice ter v hondrocite in miocite. Ugotovljeno je bilo, da predstavljajo ločeno populacijo mezenhimskih celic, zato jih je mogoče pridobiti iz popkovnične krvi ali pacientovega lastnega kostnega mozga.

Celice iz abortivnega materiala

Tako imenovane fetalne celice izoliramo iz abortivnega materiala med umetno prekinitvijo nosečnosti v obdobju od 9 do 12 tednov. Uporaba tega vira je povezana s številnimi tehničnimi težavami, da ne omenjamo etične plati vprašanja.

Glavne slabosti metode zdravljenja z embrionalnimi izvornimi celicami:

  • visoko tveganje zavrnitve med presaditvijo materiala;
  • prisotnost tveganja in okužbe z drugimi boleznimi nalezljive geneze;
  • pravne težave.

Vir ESC je material zarodka, odvzet v prvem tednu intrauterinega razvoja.

Prednosti embrionalnih izvornih celic:

  • sposobnost preoblikovanja v najrazličnejše celice;
  • minimalna možnost zavrnitve kulture.

Slabosti vključujejo:

  • prisotnost tveganja za nastanek benignih neoplazem;
  • etična vprašanja;
  • pravne ovire.

Pomembno:v Ruski federaciji je uporaba ESC zdaj prepovedana z odredbo Ministrstva za zdravje Ruske federacije. Nasprotniki tehnike uporabo tega biološkega materiala obravnavajo kot poseg v življenje nerojenega otroka.

Do danes je bilo v različnih državah opravljenih že več deset tisoč uspešnih presaditev bolnikov različnih starosti.
Presaditev kultur izvornih celic je priznana kot zelo pomembna učinkovita metodologija zdravljenje posledic poškodb možganov in hrbtenjače, obsežnih opeklin, kapi in srčnega infarkta. Celična terapija lahko ozdravi otroka, ki trpi za resno patologijo krvi.

Opomba:zdaj 75 % bolnikov, ki nujno potrebujejo presaditev organa, umre, ne da bi dočakali, da pridejo na vrsto za presaditev. Znanstveniki verjamejo, da jim bo celična terapija v bližnji prihodnosti dala priložnost za ozdravitev.

Presaditev matičnih celic je učinkovita pri zdravljenju naslednjih patologij:

  • stanja imunske pomanjkljivosti;
  • odporen juvenilni artritis;
  • levkemija;
  • ne-Hodgkinov limfom;
  • Fanconijeva anemija;
  • talasemija;
  • idiopatska aplastična anemija;
  • amegakariocitna trombocitopenija;
  • kolagenoze;
  • mielodisplastični sindrom;
  • nevroblastom.

Vnos izvornih celic prispeva k obnovi in ​​izboljšanju stanja kožo.

Pomembno:Pacientom, ki želijo opraviti postopke proti staranju z izvornimi celicami, svetujemo, da uporabljajo samo storitve dobro uveljavljenih kozmetoloških centrov. Na trgu se je pojavilo ogromno ponarejenih zdravil, ki lahko povzročijo nepopravljivo škodo zdravju. Znani so že primeri smrti bolnikov zaradi onkoloških bolezni, ki so se razvile po posegih.

Kozmetične težave, ki jih lahko odpravimo s celično terapijo:

  • brazgotine na koži;
  • gube;
  • sledi kemičnih opeklin;
  • posledice laserske terapije.

Opomba:mezoterapija z vnosom pripravkov, ki vsebujejo kulture matičnih celic, omogoča bistveno izboljšanje tonusa kože ter spodbuja rast zdravih las in nohtov.

Potek zdravljenja zahteva vnos 100 milijonov nediferenciranih celic. Stroški tečaja terapije znašajo približno 300 tisoč rubljev, kar je posledica tehničnih težav pri gojenju materiala za presaditev.

Seja mezoterapije v kozmetološkem centru je veliko cenejša (v povprečju približno 20 tisoč rubljev), vendar je za doseganje opaznega in trajnega učinka potrebnih 5 do 10 postopkov, zato je njihov skupni strošek povsem primerljiv s stroškom zdravljenja resne bolezni. bolezen.