Стволовые клетки - история развития, где находятся, лечение, настоящие и будущие технологии, видео

Стволовые клетки человека

Стволовые клетки человека стоят во главе угла в медицинских кругах. После изобретения 3D-принтеров открылись широкие возможности использования клеточного материала, которые можно было представить только в фантастических романах. В этой статье мы расскажем вам весь путь изучения стволовых клеток, теоретические и практические применения их в медицине, а также их перспективы на ближайшее время. Приверженцы теории о философском камне и вечном бессмертии могут потирать руки, ведь для реализации этих мечтаний есть все предпосылки. Мы предлагаем вам отправиться с нами в увлекательный мир клеточной биологии и исследовать наш микромир вместе.

Стволовые клетки - определение, классификация 

Для начала, дадим точное определение понятию "стволовые клетки" - это такие клетки-предшественники, которые изначально не принадлежат ни одному органу или системе, их единственной функцией является деление и трансформация в узкоспециализированные клетки (сердца, печени, почек). 

Нужно понимать, что человеческий эмбрион - это самая настоящая стволовая клетка, которая так же делится и дифференцируется. Из этого вытекает вывод: взрослый человек - это завершающая стадия развития этого эмбриона, а это означает, что и способности делиться и самообновляться у него меньше. У взрослого человека стволовые клетки находятся в специальных резервуарах или депо. Таковыми являются следующие образования: костный мозг, жировая ткань. С помощью этих депо восстанавливаются поврежденные ткани, а также поставляются материалы для постройки других биоэлементов организма.

В здоровом теле они находятся в дремлющем состоянии, но при сбое - ране, переломе, инфекции - начинают активно делиться и пролиферировать в клетки нужной ткани.

Стволовые клетки бывают разных видов в зависимости от времени или места их существования. Прежде всего, это тотипотентные клетки - клетки, из которых состоит человеческий зародыш. Нетрудно догадаться, что практическое использование данных клеток строго контролируется, ведь на кону стоят дискутабельные этические проблемы. 

Второй вид стволовых клеток - абортивный - по той же причине не несет никакого практического значения.

Следующий вид стволовых клеток имеет узкую направленность - с их помощью можно лечить только заболевания крови. Данный вид клеток называется стволовыми клетками пуповинной крови. Они, как можно догадаться из названия, добываются из пуповины ребенка. Процесс их добывания происходит непосредственно после рождения ребенка. Весь процесс забора должен происходить очень быстро, так как клетки теряют свою пригодность. Стволовые клетки пуповинной крови размещают в криобанках, чтобы потом использовать для лечения разнообразных заболеваний крови человекаНу и самым перспективным видом - как в плане выделения, так и в терапевтической ценности, являются мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки, которые встречаются во всех тканях и органах человека. Добываются такие клетки также после рождения ребенка, но уже из ткани плаценты. На сегодняшний день прогресс клеточных технологий позволяет выделять материал из костного мозга и жировой ткани. Плюс ко всему, этот вид эффективен не только в лечении заболеваний крови, но и в восстановлении любых структур человеческого организма - существенно расширяется перспектива использования.

Стволовые клетки человека - история развития

Упоминания о существовании стволовых клеток были еще вначале прошлого века, в виде лишь предположений, что в организме человека есть некий клон клеток, благодаря которому заживали и затягивались раны. Более детальное исследование процессов регенерации припадает на 70ые года - на основе кусочков костного мозга были выращены стволовые клетки в лабораторных условиях, осуществлялось это исключительно с целью теоретических познаний и диагностики. 

Есть интересные факты, которые должны заинтересовать любителей истории. Существуют данные о том, что члены Политбюро применяли на себе "омолаживающие" уколы стволовыми клетками, пытаясь продлить себе жизнь и избежать смерти. Легко догадаться, что их попытки не увенчались успехом. 

Ближайшие десятилетия технология стремительно развивалась, а поле ее применения расширялось. В восьмидесятые стволовые клетки применяли для лечения костной патологии.  

Учёные смогли заметить очень важную и интересную закономерность: костные ткани быстрее поддаются восстановлению, если пациенту вводить большее количество стволовых клеток. Массово использовались мезенхимальные стволовые клетки в лечении последствий Чернобыльской катастрофы, так как радиация в первую очередь влияет на костный мозг. Врачи и учёные считали, что такой подход к лечению сможет уменьшить проявления лучевой болезни, однако существенного результата подобная терапия не принесла. 

Что происходит в 21 веке? Стволовые клетки не уходят с поля зрения современных учёных. Доказать это высказывание может тот факт, что на протяжение последнего десятилетия Нобелевские премии получают учёные, которые работают в сфере клеточной биологии, а она, в свою очередь, напрямую связана со стволовыми клетками и их применением в современной медицине. 

Невероятное научное достижение смогли совершить японские учёные во главе с профессором Синья Яманака из университета Киото. В 2012 год группа учёных под его руководством смогла открыть гены, которые отвечают за эффект омоложения. Ученые показали на практике: если заменить всего 4 гена в определённом порядке во "взрослом" организме, то он начнёт молодеть и самообновляться. К сожалению, пока что это доказано только на подопытных грызунах, однако это открывает широкий спектр возможностей для будущих технологий и сильнее подогревает теории о вечной жизни и возможности осуществления этой мечты миллионов. 

Это исследование по своей сути очень значимо в мире клеточных технологий, поскольку наталкивает как минимум на два вывода. Первый - в скором времени для каждого человека индивидуально можно вырастить необходимые клетки с его же организма, а это свидетельствует о грядущем прорыве в лечении некоторых хронических болезней.  Второй - все-таки время вспять вернуть можно, пусть даже и на клеточном уровне.

Еще одно интересное исследование провели японские ученые во главе с Митинори Сайто, вырастив из стволовых клеток яйцеклетку, оплодотворив ее и добившись рождения здорового потомства, правда, сделано это было пока на лабораторных мышах. В перспективе, такой метод может использоваться для лечения распространенной проблемы в медицине - бесплодия.

Стволовые клетки - настоящее и будущее

Конечно, не стоит забывать, что теоретическая медицина всегда опережает практическую составляющую. Что мы имеем сейчас в настоящей, "больничной" медицине? Прежде всего, это лечение онкологических патологий - трансплантация костного мозга на сегодняшний день является одним из наиболее эффективных методов терапии злокачественных заболеваний крови. Понемногу внедряется технология стволовых клеток в лечение сердечно-сосудистой системы (регенерация сердечной мышцы после инфаркта миокарда), ожоговых ран (восстановление целостности кожи). На замену трансплантологии, которая сама по себе имеет много проблем (отторжение пересаженного органа, длительное ожидание трансплантата в очереди) также придут клеточные технологии. К примеру, в Британии ученые вырастили печень размером 2см, а в Швейцарии - клетки клапанов сердца. Американские исследователи воспроизвели элементы нервной системы, а это может стать прорывом в лечении некоторых дегенеративных патологий - болезни Альцгеймера, Паркинсона, а также рассеянного склероза и постинсультного состояния. 

В ближайшем будущем, нуждающимся в пересадке органов не придется ждать в очереди, так как миллионы жизней будут спасены благодаря внедрению 3D-принтера, который работает на стволовых клетках. Подобный принтер уже проходит испытания и в ближайшие года он будет представлен мировому сообществу. Учёные, которые работают над его созданием, по-простому объяснили механизм его работы: в роли чернил для чудо-принтера используются стволовые клетки (добытые из жировой ткани). Далее используется особый биогель, что позволяет капсулировать и отпечатать нужный орган в 2D. По заданной модели послойно наносят орган, создавая 3D-модель. Очень аккуратно и бережно напечатанный орган помещается в биореактор, где и дозревает для будущего хозяина. Все органы печатаются из материалов, которые не вызывают отторжения и могут использоваться абсолютно универсально. 

Стволовые клетки видео