Реферат стволовые клетки биоэтический аспект

Обновлено: 04.07.2024

8.1. Стволовые клетки: типы, источники, этические аспекты использования

Особое значение в рамках биоэтического дискурса имеет проблема клонирования человека и его органов в контексте развития биотехнологии в медицине 90-х гг. XX в. С одной стороны, интерес человечества к этическим и моральным проблемам, а не только к материальной выгоде научно-технических достижений является прогрессивным. С другой стороны, этика и мораль очень часто используются в качестве аргументов в нечестной конкурентной борьбе производителей научно-технической продукции и различных политических группировок. Нужно быть специалистом во многих областях науки, философии и религии, чтобы отличить истинную морально-этическую проблему от ошибочной или от надуманных аргументов противников прогресса.

К счастью, стволовые клетки могут быть внесены в организм искусственно. В последние годы опубликовано большое количество работ, подтверждающих, что стволовые клетки, попадая на поврежденные участки самых различных органов, превращаются именно в клетки того типа, который необходим, чтобы залечить повреждение. В пораженном инфарктом сердце они преобразуются в клетки сердечной мышцы – миоциты, в пораженном инсультом головном мозгу – в нейроны и глиальные клетки. Стволовые клетки могут превращаться в клетки печени, костного мозга и т. д.

Различают несколько типов стволовых клеток в зависимости от степени их дифференцировки. Оплодотворенная яйцеклетка называется тотипотентной, т. е. способной дать начало всему организму. В ходе развития она делится на несколько одинаковых тотипотентных клеток, которые иногда расходятся и дают начало монозиготным (однояйцевым) близнецам.

На ранней стадии эмбрионального развития образуется бластоцист — полый шар, стенки которого состоят из клеток. Клетки внешних слоев дают начало плаценте, а внутренних – тканям организма. Каждая из внутренних клеток способна дать начало большинству тканей, но не целому организму, поскольку в них блокирована информация о плаценте. Такие клетки называются плюрипотентными. По мере дальнейшего эмбрионального развития специализация клеток усиливается, и стволовые клетки уменьшают свой потенциал к превращениям. Теперь они могут давать начало лишь нескольким тканям, и такие клетки называются полипотентными.

Таким образом, эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) – это плюрипотентные клетки из внутреннего слоя бластоциста, развившиеся в первые дни после оплодотворения. Из этих клеток можно получить любой орган и любую ткань взрослого организма. Эмбриональные стволовые клетки впервые культивировал в 1998 г. американский ученый Дж. А. Томсон (Висконсинский университет), который обнаружил, что из стволовых клеток, пересаженных мыши, формируются разнообразные ткани. Поэтому дальнейшие исследования эмбриональных стволовых клеток могут позволить разработать методы получения клеток для лечения многих состояний, связанных с повреждением тканей. Они особенно ценны, по-видимому, в тех случаях, когда восстановление естественным путем не происходит (т. е. во взрослом организме, в котором стволовых клеток мало или они уже вовсе отсутствуют).

С помощью стволовых клеток, используя технологию клонирования, схожую с клонированием овечки Долли, можно будет выращивать на заказ человеческие органы или части органов (например, сердечные клапаны), которые не будут отторгаться организмом реципиента. Также возможно помещать эмбриональные стволовые клетки в больные органы, включая мозг, которые будут обеспечивать восстановление поврежденных тканей и органов. Теоретически такие возможности предсказывались давно, но только теперь начинают рассматривать их практическое использование.

Поскольку эмбриональная стволовая клетка бессмертна и саморазмножается, тогда достаточно удобно в дальнейшем использовать бесконечную клеточную линию ее потомков. Однако время от времени происходящие генетические мутации в эмбриональных стволовых клетках будут передаваться дочерним клеткам и накапливаться в последующих клеточных поколениях.

Именно возможность применения эмбриональных стволовых клеток породила ключевой вопрос дискуссии по биоэтике – допустимость использования клеток, взятых у абортированных или специально клонированных эмбрионов, в биомедицинских исследованиях и лечении. Эту дискуссию мы рассмотрим несколько позже.

Медициной достигнуты большие успехи при использовании стволовых клеток, извлекаемых не из эмбрионов. Стволовые полипотентные клетки находятся в уголках и бороздах нашего мозга, костном мозге и волосяных фолликулах взрослого организма и других тканях. Так, например, биолог К. Дж. Хиу ввел в сердце крыс стволовые клетки, выделенные из костного мозга. Эти клетки дифференцировались в новую ткань сердечной мышцы, которая установила нормальные связи с окружающими участками ткани и стала сокращаться одновременно с ними[69].

Стволовые клетки из участка мозга, называемого гиппокамп, трансплантировали в глаза крысам. Эти клетки самостоятельно перемещались к местам повреждений сетчатки и образовывали новое нервное соединение. Возможно, в будущем это позволит восстанавливать зрение у больных, страдающих возрастной дегенерацией центрального пятна сетчатки, прогрессирующей дегенерацией сетчатки и даже отслоением сетчатки и ретинопатией, вызванной диабетом[70].

Группе исследователей во главе с А. Пеком удалось вылечить инсулинозависимый диабет у мышей с помощью стволовых клеток из протоков поджелудочной железы. Стволовые клетки в условиях in vitro превращались в структуры, производящие инсулин, – островки Лангерганса. Их вводили под кожу взрослых мышей, страдающих диабетом, и они производили инсулин, функционируя как клетки поджелудочной железы; вокруг них развивались кровеносные сосуды. Приблизительно через неделю мыши уже могли самостоятельно регулировать концентрацию глюкозы в крови.

Источник множества стволовых клеток – кровь из пупочного канатика, использование которой уже показало хорошие результаты при лечении лейкемии. Позже обнаружили, что стволовые клетки крови из пупочного канатика можно ввести мышам после инсульта, и они восстанавливают 50 % ткани мозга. Учитывая множество стволовых клеток в пупочном канатике и тот факт, что эти клетки уже используются для лечения разнообразных заболеваний (например, детской лейкемии), многие ученые предполагают, что в ближайшие годы их уже можно будет применять в лечении последствий инсультов.

Одним из возможных источников стволовых клеток является откачанный жир. Из таких стволовых клеток уже удалось вырастить хрящевую, мышечную и жировую ткани, используя разные питательные среды[72]. Эти исследования представляют исключительную важность, так как свидетельствуют об огромном потенциале гемопоэтических клеток-предшественников и стволовых клеток взрослого организма. Эти клетки не только позволят избежать трудностей, связанных с отторжением трансплантата, но и будут проще поддаваться дифференцировке в нужную ткань.

Исследование стволовых клеток из выпавших детских зубов показало, что они могут превращаться в клетки будущих зубов, одонтобласты, а также нервные и жировые клетки.

Британская фирма, участвовавшая в клонировании овечки Долли, намеревается провести эксперимент на основе нового метода дедифференцировки, т. е. повернуть дифференцировку вспять. Они планируют вернуть клетки кожи взрослого человека в эмбриональное состояние и утверждают, что уже добились такого результата с клетками коровы.

Примеры показывают, что изучение стволовых клеток взрослого организма перспективны. Их использование не вызывает моральных и этических проблем в отличие от использования эмбриональных стволовых клеток, однако имеются отдельные факторы ограничивающие исследования:

• стволовые клетки взрослого организма не являются истинно плюрипотентными, т. е. из них нельзя получить любые органы и ткани организма, а только определенные. Исследования по их дедифференцировке пока только начаты и результаты еще неизвестны;

• в процессе развития организма клетки подвержены различным генетическим нарушениям: соматические мутации, влияние вирусов и многое другое. Они могут быть незаметны в стволовых клетках, но затем сказаться на функции органов и полученных тканей;

• во взрослом организме количество стволовых клеток невелико, а именно взрослому организму они больше всего и требуются (возможно хранение стволовых клеток, полученных из пуповины при рождении и взятых из различных тканей в детском возрасте. Но как быть со взрослыми людьми, у которых нет такого запаса стволовых клеток?);

• вопрос надежного хранения стволовых клеток.

Список вопросов и проблем может быть продолжен; очевидно одно – в настоящее время стволовые клетки взрослого организма не способны решить всех вопросов.

Другим методом клонирования является пересадка клеточного ядра. Пересадка-подсадка ядра яйцеклетки стоит намного ближе к настоящему клонированию, поскольку не ограничивается строго определенными делениями эмбриона и может быть распространена на многие индивидуумы. Решающие достижения в этом направлении были сделаны при помощи метода, впервые использованного ученым Вильядсеном в 1986 г. Совершенно нормальных телят и овец получали путем пересадки единичных бластомер, полученных из 8– и 16-клеточных эмбрионов, в неоплодотворенные яйцеклетки, из которых прежде было удалено клеточное ядро. Бластоциты, полученные таким образом, хорошо сформированные и организованные, затем имплантировали в матку самок-кормилиц для последующего развития плодов.

Недавнее создание овцы Долли – лишь обновленный вариант разрабатывавшейся ранее методики. Значимость же открытия Вильмута и Кэмпбелла состоит не в технологии получения овцы-близнеца, а в доказательстве еще одной способности клетки, а именно возможности зрелой взрослой клетки развиваться до эмбриональной стадии и продуцировать новое живое существо с тем же генетическим набором, что и у исходной клетки[73]. Разработанный ими процесс клонирования можно разделить на пять этапов[74]:

• манипуляции с донорской клеткой: взрослые соматические клетки, взятые из эпителия вымени овцы Финн-Дорсет, помещали в культуральную среду с низким содержанием питательных веществ. Заторможенные таким образом клетки перестают делиться, их гены утрачивают активность;

• манипуляции с яйцеклеткой: в то же время у другой овцы – Блэкфейс – забирали неоплодотворенную яйцеклетку, из которой удаляли ее ядро (и соответственно ДНК), оставляя нетронутой цитоплазму яйцеклетки со всеми действующими механизмами, необходимыми для обычного развития эмбриона;

• спустя 6 дней сформировавшийся эмбрион, прошедший через ряд клеточных делений, перенесли в матку овцы Блэкфейс;

• в результате завершения беременности у овцы Блэкфейс родилась овечка Долли – генетическая копия исходной овцы Финн-Дорсет.

Описанный эксперимент по клонированию Долли может быть применен в принципе к любому другому виду млекопитающих, включая человека. В настоящее время этим методом получено достаточно большое количество клонов различных видов животных: мыши, овцы, козы, свиньи, быка, лошади, кошки и др. Наряду с улучшением технологии клонирования начато детальное исследование развития таких организмов.

В организме существует множество дифференцированных тканей, которые для своего полного созревания требуют соблюдения условий, учитывающих влияние различных факторов на каждой стадии развития. Это значит, что можно легко размножить клетки одного органа или ткани. Но чтобы воспроизвести весь организм целиком, требуется учесть огромное количество факторов. В эксперименте с овечкой Долли в 277 опытах удалось получить только 29 эмбрионов, выживших более 6 дней, а до дня рождения удалось дойти только Долли. У многих клонированных животных обнаружены пороки развития. Японские ученые установили, что клонированные мыши живут меньше и более подвержены различным заболеваниям. Поэтому необходимы долгие и детальные исследования по клонированию живых существ, прежде чем приступать к клонированию человека[75].

Этические проблемы, относящиеся к стволовым клеткам, отличаются рядом особенностей. В обычной клинической практике этические коллизии возникают и решаются, как правило, между двумя участниками — пациентом и врачом. В случае же применения стволовых клеток к этому прибавляется третья сторона — донор стволовых клеток. Проблема получения стволовых клеток, их культивирование и трансплантация составляют самостоятельный пул сложных этических проблем.

Между тем значение и цена проблемы стволовых клеток чрезвычайно велики. Ежегодно миллионы людей страдают и умирают от дегенеративных инкура-бельных заболеваний головного мозга, сердца, печени, почек, поджелудочной железы и др.

Особое значение как в научном, так и в практическом плане отводится стволовым клеткам, полученным по классической методике Я.Вилмута: перенос ядра соматической клетки одного индивидуума в лишенный ядра ооцит, с последующим выращиваем зиготы в искусственной среде до стадии бластоцисты, содержащей плюрипотентные стволовые клетки.

Описанная методика практически лишена каких-либо серьезных этических ограничений, кроме опасности тайного применения полученных бластоцист для клонирования целого существа, что запрещено во всех странах мира и отнесено к категории тяжких преступлений. Она может рассматриваться в качестве идеальной модели для изучения механизма репрограммирования генома соматической клетки в цитоплазме ооцита. В конечном счете, репрограммирование соматических клеток окажется идеальным решением всей проблемы получения аутологичных полипотентных клеток и станет реальным путем лечения дегенеративных заболеваний армии безнадежных больных. Это, несомненно, будет величайшим научным событием XXI века — века генетики. Обсуждая другие источники стволовых клеток и этические проблемы их получения, следует обратить внимание на следующие моменты. При использовании плодов, особенно при поздних абортах, для получения эмбриональных стволовых или прогениторных клеток следует заручиться информированным согласием женщины на использование абортивного материала, получить одобрение комитета по биоэтике программы научного или клинического исследования. Этическими правилами особо подчеркивается необходимость не допускать коммерциализации таких исследований. Это необходимо, прежде всего, для того, чтобы избежать психологического давления на мать (с помощью денежного подкупа или путем ложной оценки состояния ее плода) при получении ее согласия на прерывание беременности.

Получение стволовых клеток из таких источников, как пуповинная кровь, кожа или костный мозг, не нуждаются в каких-либо особых этических ограничениях.

Европейский Союз в 2003 г. определил 5 этических принципов, которым необходимо следовать при испытании стволовых клеток в клинике

1) принцип уважения достоинства человека;

2) принцип индивидуальной автономии (информированное согласие, уважение частной жизни, конфиденциальность персональных данных);

3) принцип справедливости и пользы (в частности улучшение и защита здоровья);

4) принцип свободы исследований (в согласии с другими фундаментальными принципами);

5) принцип пропорциональности (имея в виду необходимость применения минимального набора методов исследования, необходимых для достижения цели).

Кроме того, выделены четкие три правила, обязательное соблюдение которых необходимо в клинических исследованиях:

1 — свободное информированное согласие пациента;

2 — объективная оценка соотношения риск/польза;

3 — защита здоровья пациента, вовлеченного в клинические исследования. В заключение следует отметить следующее:

2. Особую тревогу вызывает коммерциализация клеточной терапии, которая, как это нетрудно понять, толкает некоторых исследователей на необоснованные операции, к созданию дорогих клеточных препаратов с грубым нарушением общепринятых этических норм. Этический комитет РАМН, включающий выдающихся ученых страны, готов регулярно и внимательно рассматривать проекты каждого исследования, посвященного стволовым клеткам, привлекая, если будет необходимо, к рецензированию независимых специалистов других ведомств и даже стран с последующей передачей соответствующих документов в комиссию при Минздравсоцразвития РФ для окончательного решения.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Глава1 Описание, свойства и типы стволовых клеток………………. 5

Глава 2 История открытия стволовых клеток…………………………. 9

Глава 3 Применение клеточных технологий в клинике………………11

Список использованной литературы……………………………. ……16

Все живые существа (как животные, так и растения) состоят из клеток, образующих такни различных органов и их систем. Клетка представляет собой элементарную живую систему, основу строения и жизнедеятельности всех животных и растений. Она может существовать как самостоятельный организм (простейшие бактерии), так и в составе многоклеточных организмов. Размеры клеток варьируются в пределах от 0,1 – 0,25 мкм (некоторые бактерии) до 155 мм (яйцо страуса в скорлупе). Число клеток в организмах зависит от их вида и возраста. Например, организм взрослого человека состоит из 10 15 клеток, а число различных видов клеток в нем более 200.

Подобно любому живому существу, клетка способна питаться, расти и размножаться, вследствие чего её можно считать живым организмом. Отдельные её элементы лишены жизненных функций. Клетки, выделенные из различных тканей живых организмов и помещенные в специальную питательную среду, могут расти и размножаться, что широко используется в исследовательских прикладных целях.

Несмотря на большое разнообразие и существенные различия во внешнем виде и функциях, все клетки имеют общее строение: они состоят из трёх основных частей – плазматической мембраны, контролирующей переход вещества из окружающей среды в клетку и обратно, цитоплазмы с разнообразной структурой (органеллы – маленькие органы, окруженные своими мембранами, митохондрии – мешковидные образования с дыхательными ферментами, рибосомы – небольшие тельца, принимающие учасите в биосинтезе белка) и клеточного ядра с носителем генетической информации. Все животные и некоторые растительные клетки содержат центриоли – цилиндрические структуры, образующие клеточные центры.

Не все клетки организма многоклеточного животного или растения одинаковы. Видоизменение клеток происходит постепенно в процессе развития организма. Каждый организм животного развивается из одной клетки – яйца, которое начинает делиться, в конечном результате образуется множество отличающихся друг от друга клеток – мышечные, нервные, кровяные и др. Различие клеток определяется прежде всего набором белков, синтезируемых данной клеткой. Во всех растений или организмов животных хранится полная генетическая информация для построения всех белков определённого вида организма, а в клетке каждого типа синтезируются лишь белки, которые ей нужны.

Принято считать, что главная причина старения организма – утеря генетической информации. Молекулы ДНК постепенно подвергаются мутациям, что приводит к гибели клеток и всего организма. Повреждённые участки молекулы ДНК способны восстанавливаться благодаря репаративным ферментам. Хотя их возможности ограничены, но они играют важную роль в продлении жизни организма.

Ежедневно мы встречаем множество разных людей, но даже не задумываемся, что каждый из нас произошел из одной единственной оплодотворенной яйцеклетки. Она содержит не только информацию об организме, но и схему его последовательного будущего развития. В течение первых пяти дней после зачатия в результате деления этой самой клетки образуется шарик из совершенно одинаковых неспециализированных клеток. Примерно через шесть — семь дней он образует бластоцисту, которая делясь, формирует за считанные недели все органы и ткани человека. А недавно стало известно, что стволовые клетки могут продлить жизнь.

Актуальность вышеизложенных проблем и определила выбор темы.

Целью написания работы является изучение механизма получения стволовых клеток, проблемы и перспективы использования их в медицине

Биоэтика - область междисциплинарных исследований этических, философских и антропологических проблем, возникающих в связи с прогрессом биомедицинской науки и внедрением новейших технологий в практику здравоохранения.

Содержание работы

Введение……………………………………………………………………. ……3
1. Стволовые клетки и их характеристика………………………………………4
1.1 Что такое стволовые клетки……………………………………………….…4
1.2 Дифференциация стволовых клеток…………………………………………7
1.3 Эмбриональные и соматические стволовые клетки…………………..…….8
2. Использование стволовых клеток в медицине: проблемы и перспективы. 9
2.1 Пуповинная кровь как источник стволовых клеток………………………10
2.2 Лекарства будут испытывать на стволовых клетках………………….…..12
2.3 Что впереди……………………………………………………………….….13
Заключение………………………………………………………………………15
Список использованной литературы……………………………………..…….16

Содержимое работы - 1 файл

СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего

Кафедра биомедицинской инженерии

Реферат на тему:

Стволовые клетки и их применение в медицине.

1. Стволовые клетки и их характеристика………………………………… ……4

1.1 Что такое стволовые клетки……………………………………………….…4

1.2 Дифференциация стволовых клеток…………………………………………7

1.3 Эмбриональные и соматические стволовые клетки…………………..…….8

2. Использование стволовых клеток в медицине: проблемы и перспективы. 9

2.1 Пуповинная кровь как источник стволовых клеток…………… …………10

2.2 Лекарства будут испытывать на стволовых клетках………………….…. .12

Список использованной литературы……………………………………..……. 16

1. Стволовые клетки и их характеристика

1.1 Что такое стволовые клетки?

Стволовые клетки привлекли большой интерес как ученых, так и широкой общественности не только тем, что вполне могут стать ключом к волшебному исцелению возрастных заболеваний сердца, но и тем, что их непосредственное использование в медицине выглядит очень притягательно. Специалистами в области клеточных технологий созданы новейшие методики и соответствующие устройства по получению стволовых клеток не только из ткани костного мозга, но и из периферической крови, плаценты, пуповинной крови. Клиническая практика показывает высокую лечебную эффективность их использования в различных профилях практической медицины (сердечно-сосудистые заболевания, болезни печени, органов пищеварения, кроветворной системы, опорно-двигательного аппарата, нервной системы, психической сферы, почек, мужской и женской половой сферы и др.).

Что же такое стволовые клетки, и какие именно качества делают их особыми?

Корнем иерархии стволовых клеток является тотипотентная зигота. Первые несколько делений зиготы сохраняют тотипотентность и при потере целостности зародыша это может приводить к появлению монозиготных близнецов. К ветвям иерархии относятся плюрипотентные (омнипотентные) и мультипотентные (бластные) стволовые клетки. Листьями (конечными элементами) иерархии являются зрелые унипотентные клетки тканей организма. Нишами стволовых клеток называются места в ткани, где постоянно залегают стволовые клетки, делящиеся по мере надобности для дальнейшей дифференциации.

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

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

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

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

Есть два типа стволовых клеток. Первые - эмбриональные стволовые клетки, из которых состоит эмбрион. Другие называются взрослыми или соматическими стволовыми клетками - их происхождение в настоящий момент достоверно не известно. Можно только сделать предположение, что это остатки эмбриональных стволовых клеток, по какой-то причине оставшихся в тканях недифференцированными.

Стволовые клетки определяются следующими основными характеристиками. Во-первых, это неспециализированные клетки (в отличие от клеток, из которых состоят мышцы, мозг и т.д.). Во-вторых, стволовые клетки способны делиться в течение долгого времени, причем в результате каждого деления образуются две идентичные клетки. Третье важное свойство стволовых клеток - то, что они способны к дифференциации в специфические типы клеток, такие как клетки мышц, мозга, крови. Стволовые клетки можно найти в любой животной ткани, а, поскольку эмбрионы состоят из стволовых клеток, которые при делении и дифференциации превращаются в специализированные клетки и ткани, все мы, в конечном счете, состоим из стволовых клеток. Клетки однодневного эмбриона способны дифференцироваться в любой из около 220 типов клеток, образующих человеческое тело.

Во взрослых организмах небольшое число стволовых клеток присутствует во всех органах, выполняя функцию репарации поврежденных и больных тканей. Чем моложе организм, тем больше запас стволовых клеток, и, соответственно, восстановительный потенциал.

1.2 Дифференциация стволовых клеток

Соматические клетки также способны к дифференциации, однако более ограниченной, чем эмбриональные. Соматические клетки одного типа способны давать начало другим типам клеток. Эта способность называется пластичностью. Это свойство делает возможным применение соматических стволовых клеток для терапии и репарации больных и поврежденных тканей. Но использование соматических стволовых клеток ограничивает то, что они труднее поддаются дифференциации и культивируются в лабораторных условиях хуже, чем эмбриональные.

1.3 Эмбриональные и соматические стволовые клетки

Один из основных источников получения стволовых клеток в настоящее время - эмбриональные ткани. Подавляющее большинство публикаций последнего времени посвящено именно эмбриональным стволовым клеткам как наиболее многообещающим для развития клеточных технологий. Отличительными особенностями эмбриональных стволовых клеток являются их способность к бесконечной пролиферации симметричным делением в лабораторной культуре и выраженная клоногенность, то есть способность к образованию из одной первоначальной стволовой клетки целой линии генетически идентичных ей.

- клиники, практикующие экстракорпоральное оплодотворение, во время оплодотворения in vitro обычно используют более одной оплодотворенной яйцеклетки, так как часто первая имплантация может оказаться безуспешной, и требуется еще несколько процедур. В результате остаются тысячи невостребованных яйцеклеток, которые можно использовать для получения стволовых клеток;

Спустя примерно три дня после оплодотворения яйцеклетки первоначальная клетка – зигота – разделяется на восемь клеток, которые называются бластомерами. Эти клетки делятся и образуют все типы клеток, необходимые для развития организма. Поскольку эти клетки могут дифференцироваться во все типы клеток, которые существуют во взрослом организме, они характеризуются как омнипотентные.

Эмбриональные стволовые клетки

Через 5 – 6 дней после зачатия образуется сфера, состоящая из 100 – 150 клеток. Она называется бластоцистой и содержит два типа клеток: трофобласту и внутреннюю клеточную массу. Из клеток трофобласты будет развивать одна часть плаценты, в то время как из клеток, составляющих внутреннюю клеточную массу, происходят эмбриональные стволовые клетки. Последние сохраняют способность делиться и дифференцироваться в другие типы клеток и характеризуются как мультипотентные, так как не могут произвести все виды клеток.

По мере того, как организм развивается, стволовые клетки постепенно теряют способность к дифференциации. Тем не менее, когда развитие организма завершается, эти клетки все еще могут развиться в некоторые другие типы клеток.

Взрослый организм

В очень малых количествах стволовые клетки присутствуют во взрослом организме в большинстве тканей и системах органов, например в костном мозге, коже и кишечнике. Считается, что во взрослом организме могут существовать около двадцати видов стволовых клеток. Эти клетки необходимы для омоложения и восстановления специализированных клеток тела. В частности, стволовые клетки, находящиеся в костном мозге, участвуют в образовании всех специализированных кроветворных клеток. Стволовые клетки взрослого организма сохраняют часть своей мультипотентности и под воздействием необходимых условий могут преобразовываться в те виды клеток, в которые они не могут преобразоваться в естественных условиях.

Стволовые клетки еще не были обнаружены во всех жизнеспособных органах взрослого человека. В некоторых тканях, например головного мозга, стволовые клетки если и обнаруживаются, то не являются достаточно активными и не отвечают непосредственно на травмы клеток и другие повреждения. В настоящее время ведутся интенсивные исследования, направленные на то, чтобы найти способ активировать существующие в организме стволовые клетки, чтобы они смогли развиваться и создавать необходимые типы клеток, которые, в свою очередь, заменят собой поврежденные.

Источники стволовых клеток

Стволовые клетки также можно получить из пуповины новорожденного младенца. Это наиболее предпочтительный источник стволовых клеток, в сравнении с тканями взрослого, такими как ткани головного мозга и костного мозга. Эти клетки могут развиться в лабораторных условиях, но только за (на) определенное время. Недавно стволовые клетки были обнаружены в клетках зубов младенцев и в амниотической жидкости, окружающей еще не рожденного ребенка. Эта жидкость также может образовывать различные типы клеток. Исследования в этом направлении являются очень многообещающими, но находятся на первичной стадии.

Большинство специализированных клеток организма не могут быть восстановлены естественными процессами в случае тяжелой травмы или болезни. Стволовые клетки, однако, могут применяться для производства здоровых функционирующих специализированных клеток, которые заменят поврежденные и нефункционирующие клетки. Этот процесс называется клеточной терапией. Он схож с трансплантацией, но с той разницей, что вместо органов пересаживаются клетки. Но если в случае трансплантации существует проблема недостатка доноров, стволовые клетки как альтернатива могут произвести необходимые специализированные клетки.

Таким образом, уникальные свойства стволовых клеток дают обоснованные надежды на лечение таких заболеваний как болезнь Альцгеймера, рак, болезнь Пранкинсона, диабет 1-го типа, повреждения спинного мозга, инсульты, ожоги, сердечные заболевания, остеоартрит, ревматический артрит.

Кроме того, ученые верят, что с помощью стволовых клеток мы сможем понять механизмы как эмбрионального развития (какие гены активируются в том или ином случае), так и аномалий в делении клеток, которые проявляются при раковых заболеваниях. Существует надежда, что на стволовых клеток может быть испытано действие новых лекарств, чтобы впоследствии они могли быть применены для подопытных животных или людей.

Перевод с новогреческого: редакция интернет-издания “Пемптусия”.

Читайте также: