Что такое стволовые клетки

Стволовые клетки - это недифференцированные клетки, которые могут стать любой клеткой человека в организме. Чтобы считаться стволовыми клетками, клетки должны обладать двумя характеристиками. Во-первых, это способность неограниченно воспроизводиться, чтобы производить потомство, точно такое же, как и исходная клетка. Второе, что отличает его от раковых клеток, - это способность давать начало специализированному типу клеток.

У взрослых стволовые клетки берут начало в костном мозге. Они жизненно важны для восстановления поврежденных тканей и формирования новых клеток по мере роста организмов.

Поскольку стволовые клетки могут развиваться в специализированные клетки в организме, некоторые исследователи считают, что методы лечения на основе стволовых клеток могут быть неотъемлемой частью лечения серьезных заболеваний, таких как диабет 1 типа, травмы спинного мозга, болезнь Альцгеймера и инсульты.

Типы стволовых клеток

Есть три типа стволовых клеток:

• Эмбриональные стволовые клетки происходят из эмбрионов, сформированных во время процедуры экстракорпорального оплодотворения. Эти клетки обычно передаются в дар науке. Они плюрипотентны и поэтому могут развиваться в более чем один тип клеток в организме.

• Взрослые стволовые клетки заменяют старые клетки и поставляют новые клетки растущему организму. Взрослые стволовые клетки мультипотентны, что означает, что они могут развиваться в одни клетки тела, но не в другие. Например, стволовые клетки кожи (эпителиальные клетки) могут производить только клетки кожи, а стволовые клетки крови (гемопоэтические клетки) могут производить только клетки крови.

• Индуцированные плюрипотентные стволовые (iPs) клетки производятся в лаборатории. Взрослые стволовые клетки модернизируются в стволовые клетки. Как и их создатели, эти клетки мультипотентны. Хотя первые клетки iPs были созданы в 2006 году, ученым еще предстоит выяснить, как перепрограммировать взрослые клетки в плюрипотентные стволовые клетки.

Использование стволовых клеток

В настоящее время для лечения заболеваний используются только стволовые клетки крови (называемые гемопоэтическими клетками). Эти клетки находятся в костном мозге и используются при трансплантации костного мозга.

Гемопоэтические клетки образуют все другие типы клеток крови, поэтому эти клетки жизненно важны для создания новых клеток у онкологических пациентов, которые потеряли свои клетки крови во время лучевой или химиотерапии или имеют генетические заболевания, такие как анемия Фанкони, которые вызывают отказ костного мозга.

Плюрипотентные стволовые клетки еще не использовались терапевтически у людей, потому что многие из ранних исследований на животных привели к образованию необычных солидных опухолей, называемых тератомами. Тератомы состоят из смеси типов клеток всех ранних зародышевых листков.

В более поздних исследованиях на животных с гораздо большим успехом использовались более зрелые плюрипотентные клетки с ограниченной пролиферативной способностью. Вот некоторые примеры:

• Создание инсулин-продуцирующих клеток, реагирующих на уровень глюкозы, для животных с диабетом

• Создание новых миелинизированных нейронов для животных с острыми повреждениями спинного мозга, и

• Создание новых эпителиальных клеток сетчатки для животных с нарушениями зрения.

Коммерческие компании в настоящее время ведут переговоры с FDA относительно возможности перехода к испытаниям на людях. Другие исследования на животных были проведены для лечения нескольких заболеваний, таких как болезнь Паркинсона, мышечная дистрофия и сердечная недостаточность.

Возможные методы лечения

Исследования стволовых клеток быстро развиваются и могут помочь вашему здоровью раньше, чем позже. Исследователи ожидают, что стволовые клетки будут использоваться для создания новых тканей в головном мозге, сердце, печени и многих других органах.

Например, однажды медицинские работники смогут лечить людей с хроническими сердечными заболеваниями, выращивая в лаборатории здоровые клетки сердечной мышцы и трансплантируя их в поврежденное сердце. Другие методы лечения могут быть нацелены на такие заболевания, как диабет 1 типа, травмы спинного мозга, болезнь Альцгеймера и ревматоидный артрит.

Хотя исследования на животных являются предварительными, они дают хорошее представление о будущем исследований стволовых клеток и их потенциале в современной медицине.

Проблемы исследования стволовых клеток

Терапия стволовыми клетками стала очень многообещающей и перспективной темой научных исследований, но, как и все новаторские научные и медицинские достижения, стволовые клетки необходимо проверять на предмет этичности и безопасности. Следовательно, необходимо провести гораздо больше исследований стволовых клеток, прежде чем их можно будет расширить. Проблемы включают:

• Ученые сначала должны полностью понять, как функционируют стволовые клетки на животных моделях.

• Чтобы сделать стволовые клетки более надежными и заслуживающими доверия для обычного пациента, необходимо повысить эффективность дифференцировки, направленной на стволовые клетки.

• Трансплантация новых, полностью функциональных органов, полученных с помощью терапии стволовыми клетками, потребует создания миллионов работающих и биологически точных взаимодействующих клеток.

• Идентификация и выделение стволовых клеток из тканей пациента является серьезной проблемой.

• Отторжение иммунной системой является основным препятствием для успешной трансплантации стволовых клеток. Следовательно, испытания на людях должны подтвердить низкий уровень отказов.

• Для устранения проблем с ДНК необходимо разработать более эффективный процесс создания стволовых клеток.

• Медицинское и научное сообщества должны согласовывать масштабы, условия использования и побочные эффекты лечения стволовыми клетками.

• Некоторые люди могут посчитать использование стволовых клеток человеческого эмбриона спорным с моральной и этической точек зрения.

Как далеко мы находимся?

В то время как многообещающая перспектива терапии стволовыми клетками как лекарство от различных заболеваний широко разрекламирована, необходимо провести гораздо больше исследований, прежде чем она станет жизнеспособным вариантом терапевтического лечения. Следующие препятствия, которые необходимо преодолеть, включают: 3

• Потребность в большем количестве исследований на людях. Генетика мышей и людей различается, поэтому необходимо провести дополнительные исследования уникальных различий между плюрипотентной и мультипотентной клеточной биологией человека.

• Общую черту неограниченного деления клеток, присущую раковым клеткам и плюрипотентным стволовым клеткам, необходимо лучше понять, чтобы избежать образования рака.

• Необходимо овладеть способностью приобретать большое количество нужных клеток на нужной стадии дифференцировки.

• Необходимо разработать специальные протоколы для увеличения продукции, выживания и интеграции трансплантированных клеток.

• Клинические испытания должны быть завершены, чтобы гарантировать безопасность и эффективность терапии стволовыми клетками.

Многие в научном сообществе считают, что мы далеки от повседневного использования терапии стволовыми клетками, в основном ссылаясь на проблемы со здоровьем и безопасностью, но достижения в области медицинских технологий могут ускорить исследовательские возможности ученых, которые хотят ответить на эти актуальные вопросы.

Что дальше?

Внедрение таких сложных процедур для всеобщего и широкого использования требует междисциплинарного и международного сотрудничества. Хотя исследования стволовых клеток находятся на ранней стадии, клинические испытания в настоящее время проводятся в США. Если вы заинтересованы в том, чтобы попробовать эту терапию для лечения определенного состояния, спросите своего поставщика медицинских услуг об испытаниях, которые могут быть доступны в вашем районе.