Складне людське тіло складається з соматичних (тілесних) клітин та репродуктивних клітин (гамет). Всі клітини людського тіла походять з однієї заплідненої яйцеклітини, відомої як зигота. Потім зигота ділиться на бластоцисту, що складається з ембріональних стовбурових клітин, які дають більше 200 спеціалізовані типи клітин, відповідно з Міжнародне товариство досліджень стовбурових клітин.
Соматичні стовбурові клітини - їх також називають дорослими стовбуровими клітинами - утворюються під час внутрішньоутробного розвитку і залишаються протягом усього життя для сприяння відновленню клітин.
Стовбурові клітини: визначення
Інші назви для стовбурові клітини точніше - це ембріональні стовбурові клітини, дорослі стовбурові клітини або індуковані плюрипотентні стовбурові клітини, залежно від типології клітини. Стовбурові клітини мають здатність трансформуватися в багато інших типів клітин, що представляє великий інтерес для дослідників у галузі регенеративної медицини.
Стовбурові клітини мають особливі характеристики, які відрізняють їх від звичайних, звичайних клітин, таких як нервові клітини, клітини кісток та клітини крові:
- Стовбурові клітини можуть дублювати себе багаторазово або спеціалізуються, якщо потрібно, у тканинах.
- Стовбурові клітини диференціювати в спеціалізовані осередки з конкретними робочими місцями.
- Стовбурові клітини можуть спеціалізуватися на багатьох різних розмірів і форм клітин.
Ембріональні стовбурові клітини
Ембріональні стовбурові клітини людини отримують із клітини, що розвивається, в стадії бластоцисти, приблизно через п’ять днів після запліднення. Ембріональні стовбурові клітини недиференційовані і можуть необмежено ділитися або диференціюватися на спеціалізовані клітини в лабораторії.
Ембріональні стовбурові клітини потенційно можуть бути запрограмовані генетично чи хімічно на вирощування органів та шкіри для трансплантації та трансплантації.
Соматичні (для дорослих) стовбурові клітини
Ембріональні стовбурові клітини швидко диференціюються в соматичні стовбурові клітини під час внутрішньоутробного розвитку. Невеликі кількості соматичних стовбурових клітин залишаються в організмі нескінченно довго, але вони змінюються протягом усього життя.
Соматичні стовбурові клітини допомагають організму робити внутрішні ремонти та регулювати гомеостаз. Клітини-попередники є посередницьким етапом між розділяється стовбуровою клітиною та більш спеціалізованою клітиною.
На відміну від універсальних ембріональних стовбурових клітин, соматичні стовбурові клітини мають обмежену здатність до диференціації. Сучасні дослідження показують, що дорослі стовбурові клітини диференціюються в клітини лише для певного типу тканини, де вони мешкають.
Наприклад, соматичні стовбурові клітини в м’язовій тканині можуть диференціюватися на різні типи м’язових клітин, але вони не можуть породити нервові клітини. Однак тривають дослідження, які можуть перешкоджати цьому припущенню, згідно з Медичний центр Університету Небраски.
Функція соматичних стовбурових клітин
Соматичні (дорослі) стовбурові клітини можуть необмежено продукувати більше дочірніх клітин або спеціалізуватися на певних типах клітин, таких як еритроцити та білі клітини. Дорослі стовбурові клітини здатні оновлюватися навіть після періодів бездіяльності, коли необхідний ремонт або заміна клітин.
Наприклад, соматичні стовбурові клітини серця і підшлункової залози вступають в дію за певних умов, коли показані ремонтні роботи. Однак в кишечнику і кістковий мозок, стовбурові клітини постійно працюють, оновлюючись.
Кровотворні соматичні стовбурові клітини
Кровотворні стовбурові клітини (ГСК) - це кровотворні клітини, що знаходяться в кістковому мозку та в циркулюючій крові. Незрілі клітини можуть стати еритроцитами, тромбоцитами та лейкоцитами. Трансплантовані клітини HSC у кістковому мозку від відповідних донорів допомогли незліченним пацієнтам з діагнозом: порушення крові та такі ракові захворювання, як лейкемія.
Аутологічна трансплантація власних HSC пацієнта - ще одна поширена терапевтична процедура, яка принесла користь пацієнтам, зменшивши ризик відторгнення трансплантата.
Мезенхімальні соматичні стовбурові клітини
Джерела людських мезенхімальних стовбурових клітин (ГМСК) включають допоміжну та сполучну тканини навколо органів тіла. Ці стовбурові клітини диференціюються в мезодермальні клітини, такі як хрящі, кісткові клітини, м’язові клітини і жирові клітини.
Дослідження стовбурових клітин щодо використання ГМСК може призвести до посиленого лікування зламаних кісток та травм хряща.
Нервові соматичні стовбурові клітини
Нейронні стовбурові клітини (НСК) генерують нейрони та гліальні клітини. НМК знаходяться в мозку і Центральна нервова система.
Тривають перспективні клінічні випробування для дослідження терапії стовбуровими клітинами NCS як лікування пошкодження спинного мозку, інсульту та бічного аміотрофічного склерозу (ALS).
Епітеліальні соматичні стовбурові клітини
Епітеліальні стовбурові клітини знаходяться в шарах шкіри, легенів та в епітеліальному шарі кишечника. Ці стовбурові клітини постійно оновлюються та реагують на пошкодження або пошкодження клітин.
Медичне застосування досліджень стовбурових клітин епітелію включає створення шкірних трансплантатів, щоб допомогти жертвам нещасних випадків та опіків.
Індуковані плюрипотентні стовбурові клітини
У 2007 році дослідники виявили, як генетично перепрограмувати дорослі стовбурові клітини, щоб діяти більше як ембріональні стовбурові клітини. Відомі як індуковані плюрипотентні стовбурові клітини (iPSC), ці інженерні клітини можуть контролюватися, щоб діяти певними способами в лабораторних культурах.
Наприклад, соматична клітина, така як клітина шкіри, може стимулюватися, щоб породити абсолютно інший тип клітин. Поле все ще дуже нове, і багато невідомо про механізми процесу.
Класифікація стовбурових клітин
Стовбурові клітини класифікуються відповідно до їх потужності, щоб дати початок більш спеціалізованим типам клітин. Ембріональні стовбурові клітини є вигідними в дослідженнях через їхній непорочний стан і високу здатність до диференціації. Одноклітинна зигота називається тотипотентною, оскільки вона може утворювати цілий живий організм разом із клітинами плаценти та тканиною.
Ембріональні стовбурові клітини класифікуються як плюрипотентні; вони утворюють соматичні клітини, але не плацентарні клітини. Клітини пуповинної крові та дорослі стовбурові клітини є багатопотужними. Їх здатність спеціалізуватися на різних типах є більш обмеженою, ніж ембріональні стовбурові клітини.
Ранні дослідження стовбурових клітин
Інтерес до досліджень стовбурових клітин обумовлений бажанням знайти нові способи відновлення пошкоджених клітин в шкірній тканині та внутрішніх органах, критично важливих для виживання.
У 1981 р. Наукові дослідники вперше виділили клітини ембріональних стовбурів із ембріонів мишей, згідно з Національний інститут охорони здоров’я. До 1998 року вчені дізналися, як виводити людські стовбурові клітини з людських яєць, створених in vitro в клініках для фертильності, які більше не були потрібні і були передані на дослідження. Лінії стовбурових клітин вирощуються та діляться між науковцями.
У 1948 р. Соматичні стовбурові клітини вперше були використані для виробництва клітин крові. Дорослі клітини кісткового мозку використовували для трансплантації стовбурових клітин у 1968 році. Відтоді терапія стовбуровими клітинами застосовується для успішного лікування багатьох видів порушень крові. Нескінченні терапевтичні можливості використання стовбурових клітин можливі, але багато з них все ще відносно не перевірені на безпеку та ефективність.
Переваги дослідження стовбурових клітин
Вчені використовують індуковані плюрипотентні лінії стовбурових клітин для вивчення нормального та аномального поділу клітин, включаючи рак та формування пухлини. Більш глибоке розуміння того, як виникає хвороба, може призвести до більш ефективних профілактичних заходів та методів лікування.
Тканини, що генеруються в лабораторії зі стовбурових клітин, можуть допомогти у випробуванні нових лікарських препаратів та зменшити обстеження на тваринах. Тисячі людей, які страждають на захворювання крові, пов’язані з кров’ю, такі як лейкемія та анемія, отримували допомогу завдяки терапії стовбуровими клітинами.
Застосування досліджень стовбурових клітин
Дослідження стовбурових клітин - це швидко прогресуюче поле, і незабаром очікуються нові прориви. Оскільки стовбурові клітини знаходяться в багатьох частинах тіла, вони можуть утримувати ключ до з’ясування причини кількох захворювань.
Широко застосовується терапія гемопоетичних стовбурових клітин, як трансплантація кісткового мозку. Деякі типи трансплантації шкіри та лікування стовбурових клітин при пошкодженні рогівки також приймаються медичною спільнотою.
Ризики терапії стовбуровими клітинами
Громадськість повинна бути обережною щодо завищених заяв та дезінформації щодо методів лікування стовбуровими клітинами Міжнародне товариство досліджень стовбурових клітин. Пацієнти з серйозними захворюваннями можуть бути особливо вразливими до клінік, які мають намір запропонувати швидке лікування.
Управління з контролю за продуктами та ліками СШАВеб-сайт попереджає споживачів, що вони піддають своєму здоров’ю ризик, довіряючи клінікам, які пропонують лікування, не схвалене FDA. На сьогодні лише деякі продукти, виготовлені з кровотворними стовбуровими клітинами в пуповинній крові, схвалені FDA для конкретних процедур.