Τα βλαστοκύτταρα (SC) είναι ένας πληθυσμός κυττάρων που είναι οι αρχικοί πρόδρομοι όλων των άλλων. Σε έναν σχηματισμένο οργανισμό, μπορούν να διαφοροποιηθούν σε οποιοδήποτε κύτταρο οποιουδήποτε οργάνου· σε ένα έμβρυο, μπορούν να σχηματίσουν οποιοδήποτε από τα κύτταρά του.
Σκοπός τους από τη φύση τους είναι η αναγέννηση ιστών και οργάνων του σώματος αρχικά από τη γέννηση με διάφορους τραυματισμούς. Απλώς αντικαθιστούν τα κατεστραμμένα κύτταρα, ανανεώνοντάς τα και προστατεύοντάς τα. Με απλά λόγια, αυτά είναι ανταλλακτικά για το σώμα.
Πώς σχηματίζονται
Ένας τεράστιος αριθμός όλων των κυττάρων ενός ενήλικου οργανισμού ξεκινά κάποτε με τη σύντηξη των αρσενικών και θηλυκών αναπαραγωγικών κυττάρων κατά τη γονιμοποίηση του ωαρίου. Αυτή η σύντηξη ονομάζεται ζυγώτης. Όλα τα επόμενα δισεκατομμύρια κύτταρα προκύπτουν κατά την ανάπτυξή του. Ο ζυγώτης περιέχει ολόκληρο το γονιδίωμα του μελλοντικού ατόμου και το σχήμα ανάπτυξής του στο μέλλον.
Όταν εμφανίζεται, ο ζυγώτης αρχίζει να διαιρείται ενεργά. Πρώτον, εμφανίζονται σε αυτό κύτταρα ενός ειδικού είδους: είναι ικανά να μεταδώσουν μόνο γενετικάπληροφορίες για τις επόμενες γενιές νέων κυττάρων. Αυτοί οι πληθυσμοί είναι τα περίφημα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα γύρω από τα οποία υπάρχει τόσος ενθουσιασμός.
Στο έμβρυο, τα ESC, ή μάλλον το γονιδίωμά τους, βρίσκονται ακόμα στο σημείο μηδέν. Αλλά μετά την ενεργοποίηση του μηχανισμού εξειδίκευσης, μπορούν να μετατραπούν σε οποιαδήποτε απαιτούμενα κύτταρα. Τα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα λαμβάνονται σε πρώιμο στάδιο του αναπτυσσόμενου εμβρύου, που τώρα ονομάζεται βλαστοκύστη, την 4-5η ημέρα της ζωής του ζυγώτη, από την εσωτερική του κυτταρική μάζα.
Καθώς το έμβρυο αναπτύσσεται, μπαίνουν στο παιχνίδι οι μηχανισμοί εξειδίκευσης, οι λεγόμενοι εμβρυϊκοί επαγωγείς. Περιλαμβάνουν τα ίδια τα γονίδια που χρειάζονται αυτή τη στιγμή, από τα οποία προκύπτουν διαφορετικές οικογένειες SC και σκιαγραφούνται οι απαρχές των μελλοντικών οργάνων. Η μίτωση συνεχίζεται, οι απόγονοι αυτών των κυττάρων είναι ήδη εξειδικευμένοι, κάτι που ονομάζεται συνδιασμός.
Ταυτόχρονα, τα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα μπορούν να μετασχηματιστούν (μεταφερθούν) σε οποιοδήποτε βλαστικό στρώμα: εξω-, μεσο- και ενδόδερμα. Από αυτά αναπτύσσονται στη συνέχεια τα όργανα του εμβρύου. Αυτή η ιδιότητα διαφοροποίησης ονομάζεται πολυδυναμία και είναι η κύρια διαφορά μεταξύ των ESC.
Κατάταξη SC
Χωρίζονται σε 2 μεγάλες ομάδες - εμβρυϊκές και σωματικές, που λαμβάνονται από έναν ενήλικο οργανισμό. Το ερώτημα για το πώς λαμβάνονται και χρησιμοποιούνται τα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα είναι καλά κατανοητό.
3 Επιλέχθηκαν πηγές SC:
- Δικά βλαστοκύτταρα ή αυτόλογα. τις περισσότερες φορές υπάρχουν στον μυελό των οστών, αλλά μπορούννα λαμβάνεται από δέρμα, λιπώδη ιστό, ιστούς ορισμένων οργάνων κ.λπ.
- SC από τον πλακούντα, που λαμβάνεται κατά τον τοκετό από αίμα ομφάλιου λώρου.
- Εμβρυϊκά SC που λαμβάνονται από ιστούς μετά από αποβολή. Ως εκ τούτου, διακρίνονται επίσης τα SC δότη (αλλογενή) και ίδια (αυτόλογα). Ανεξάρτητα από την προέλευσή τους, έχουν ειδικές ιδιότητες που συνεχίζουν να διερευνώνται από τους επιστήμονες. Για παράδειγμα, μπορούν να παραμείνουν βιώσιμα και να διατηρήσουν όλες τις ιδιότητές τους για δεκαετίες εάν αποθηκευτούν σωστά. Αυτό είναι σημαντικό κατά τη συλλογή SC από τον πλακούντα κατά τη γέννηση, το οποίο μπορεί να θεωρηθεί ως μια μορφή ασφάλισης υγείας και προστασίας για το νεογέννητο στο μέλλον. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν από αυτό το άτομο όταν εμφανιστεί μια σοβαρή ασθένεια. Στην Ιαπωνία, για παράδειγμα, υπάρχει ένα ολόκληρο κυβερνητικό πρόγραμμα που διασφαλίζει ότι το 100% του πληθυσμού διαθέτει τράπεζες κυττάρων IPS.
Παραδείγματα χρήσης του SC στην ιατρική
Βήματα εμβρυϊκής μεταμόσχευσης:
- 1970 - Πραγματοποιήθηκαν οι πρώτες αυτόλογες μεταμοσχεύσεις SC. Υπάρχουν στοιχεία ότι στο πρώην CCCP «εμβόλια για τη νεολαία» γίνονταν σε ηλικιωμένα μέλη του Πολιτικού Γραφείου του CPSU πολλές φορές το χρόνο.
- 1988 - Τα SC μεταμοσχεύθηκαν σε ένα αγόρι με λευχαιμία που ζει ακόμα σήμερα.
- 1992 - Ο καθηγητής David Harris ιδρύει την τράπεζα SK, όπου το πρώτο του παιδί έγινε ο πρώτος πελάτης. Το SC του παγώθηκε πρώτα.
- 1996-2004 – Πραγματοποιήθηκαν 392 μεταμοσχεύσεις δικών SC από τον μυελό των οστών.
- 1997 - Τα SC δότη μεταμοσχεύθηκαν από τον πλακούντα σε έναν Ρώσο ασθενή με καρκίνο.
- 1998 - Τα SC μεταμοσχεύθηκαν σε ένα κορίτσι με νευροβλάστωμα (όγκος εγκεφάλου) - το αποτέλεσμα είναι θετικό. Οι επιστήμονες έχουν μάθει επίσης πώς να αναπτύσσουν SC in vitro.
- 2000 - 1200 εκπομπές.
- 2001 – αποκαλύφθηκε η ικανότητα των SCs μυελού των οστών ενήλικου ανθρώπου να μετασχηματίζονται σε καρδιο- και μυοκύτταρα.
- 2003 - ελήφθησαν δεδομένα σχετικά με τη διατήρηση όλων των βιοιδιοτήτων SC σε υγρό άζωτο για 15 χρόνια.
- 2004 – Οι συλλογές της Παγκόσμιας Τράπεζας SK έχουν ήδη 400.000 δείγματα.
ESC βασικές ιδιότητες
Παραδείγματα εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων μπορούν να θεωρηθούν οποιαδήποτε κύτταρα των πρωταρχικών στιβάδων στο έμβρυο: αυτά είναι μυοκύτταρα, αιμοσφαίρια, νεύρα κ.λπ. Τα ανθρώπινα ESC ήταν τα πρώτα που απομονώθηκαν το 1998 από τους Αμερικανούς επιστήμονες James Thompson και Τζον Μπέκερ. Και το 1999, το πιο διάσημο επιστημονικό περιοδικό Science αναγνώρισε αυτή την ανακάλυψη ως την τρίτη πιο σημαντική μετά την ανακάλυψη της διπλής έλικας του DNA και την αποκωδικοποίηση του ανθρώπινου γονιδιώματος.
Τα Οι ESC έχουν την ικανότητα να ανανεώνονται συνεχώς, ακόμα κι αν δεν υπάρχει κίνητρο για διαφοροποίηση. Δηλαδή είναι πολύ πλαστικά και οι δυνατότητες ανάπτυξής τους δεν είναι περιορισμένες. Αυτό τα κάνει τόσο δημοφιλή στην αναγεννητική ιατρική.
Οι λεγόμενοι αυξητικοί παράγοντες μπορούν να χρησιμεύσουν ως ερέθισμα για την ανάπτυξή τους σε άλλους τύπους κυττάρων, είναι διαφορετικοί για όλα τα κύτταρα.
Σήμερα, τα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα απαγορεύονται από την επίσημη ιατρική για χρήση ως θεραπεία.
Τι χρησιμοποιείται σήμερα
Για θεραπεία, χρησιμοποιούνται μόνο δικά τους SC από ιστούς ενήλικου οργανισμού, συχνότεραΌλα αυτά είναι ερυθρά κύτταρα του μυελού των οστών. Ο κατάλογος των ασθενειών περιλαμβάνει ασθένειες του αίματος (λευχαιμία), του ανοσοποιητικού συστήματος, στο μέλλον - ογκολογικές παθολογίες, νόσο του Πάρκινσον, διαβήτη τύπου 1, σκλήρυνση κατά πλάκας, έμφραγμα του μυοκαρδίου, εγκεφαλικά επεισόδια, ασθένειες του νωτιαίου μυελού, τύφλωση.
Το κύριο πρόβλημα ήταν πάντα και παραμένει η συμβατότητα των SC με τα κύτταρα του σώματος όταν εισάγονται σε αυτό, δηλ. ιστοσυμβατότητα. Όταν χρησιμοποιείτε εγγενή SC, αυτό το ζήτημα είναι πολύ πιο εύκολο να λυθεί.
Επομένως, στο ερώτημα ποια βλαστοκύτταρα είναι προτιμότερη η χρήση - εμβρυϊκός ή βλαστικός ιστός, η απάντηση είναι ξεκάθαρη: μόνο ιστός. Οποιοδήποτε όργανο έχει ειδικές κόγχες στους ιστούς όπου τα SC αποθηκεύονται και καταναλώνονται ανάλογα με τις ανάγκες. Οι προοπτικές για τα SC είναι τεράστιες, γιατί οι επιστήμονες ελπίζουν να δημιουργήσουν από αυτούς τους απαραίτητους ιστούς και όργανα αντί για δότες, σύμφωνα με ενδείξεις.
Αρχική ιστορία
Το 1908 ο Alexander Maksimov (1874-1928), καθηγητής ιστολογίας στη Στρατιωτική Ιατρική Ακαδημία της Αγίας Πετρούπολης, ενώ μελετούσε τα κύτταρα του αίματος, παρατήρησε ότι ενημερώνονται συνεχώς και αρκετά γρήγορα.
Α. Ο A. Maksimov μάντεψε ότι δεν επρόκειτο απλώς για κυτταρική διαίρεση, διαφορετικά ο μυελός των οστών θα ήταν μεγαλύτερος από το ίδιο το άτομο. Στη συνέχεια, ονόμασε αυτόν τον προκάτοχο όλων των στοιχείων του στελέχους του αίματος. Το όνομα εξηγεί την ουσία του φαινομένου: ειδικά κύτταρα τοποθετούνται στον κόκκινο μυελό των οστών, το έργο των οποίων είναι μόνο στη μίτωση. Ταυτόχρονα, εμφανίζονται 2 νέα κύτταρα: το ένα γίνεται αίμα και το δεύτερο πηγαίνει σε απόθεμα - αναπτύσσεται και διαιρείται ξανά, και πάλι το κύτταρο πηγαίνει σε απόθεμα κ.λπ. με το ίδιο αποτέλεσμα.
Αυτά τα διαρκώς διαιρούμενα κύτταρα αποτελούν τον κορμό, από αυτόντα κλαδιά κινούνται στο πλάι - αυτά είναι νέα αναδυόμενα επαγγελματικά αιμοσφαίρια. Αυτή η διαδικασία είναι συνεχής και ανέρχεται σε δισεκατομμύρια κύτταρα κάθε μέρα. Ανάμεσά τους υπάρχουν ομάδες όλων των στοιχείων του αίματος - λευκοκύτταρα και ερυθροκύτταρα, λεμφοκύτταρα κ.λπ.
Στη συνέχεια, ο Μαξίμοφ μίλησε με τη θεωρία του σε ένα συνέδριο αιματολόγων στο Βερολίνο. Αυτή ήταν η αρχή της ιστορίας της ανάπτυξης του SC. Η κυτταρική βιολογία έγινε ξεχωριστή επιστήμη μόλις στα τέλη του 20ου αιώνα.
Στη δεκαετία του 1960, το SC άρχισε να χρησιμοποιείται στη θεραπεία της λευχαιμίας. Έχουν επίσης βρεθεί στο δέρμα και στο λιπώδη ιστό.
Διακριτικά χαρακτηριστικά του SK
Οι πολλά υποσχόμενες ιδέες δεν αποκλείουν την ύπαρξη υποβρύχιων υφάλων όταν τεθούν σε εφαρμογή. Το μεγάλο πρόβλημα είναι ότι η δραστηριότητα SC τους επιτρέπει να διαιρούνται σε απεριόριστες ποσότητες και γίνεται δύσκολος ο έλεγχος τους. Επιπλέον, τα συνηθισμένα κύτταρα περιορίζονται στη διαίρεση με τον αριθμό των κύκλων (το όριο Hayflick). Αυτό οφείλεται στη δομή των χρωμοσωμάτων.
Όταν επιτευχθεί το όριο, το κελί δεν διαιρείται πλέον, πράγμα που σημαίνει ότι δεν πολλαπλασιάζεται. Για τα κύτταρα, αυτό το όριο διαφέρει ανάλογα με τον τύπο τους: για τον ινώδη ιστό είναι 50 διαιρέσεις, για το αίμα SC - 100.
Δεύτερον, τα SC δεν ωριμάζουν όλα την ίδια στιγμή, επομένως οποιοσδήποτε ιστός έχει διαφορετικά SC σε διαφορετικά στάδια ωρίμανσης. Όσο πιο φυσιολογική είναι η ωριμότητα ενός κυττάρου, τόσο λιγότερο έχει τις ιδιότητες της επανεκπαίδευσης σε άλλο κύτταρο. Με άλλα λόγια, το γονιδίωμα που ορίζεται για όλα τα κύτταρα είναι παρόμοιο, αλλά ο τρόπος λειτουργίας είναι διαφορετικός. Μερικώς ώριμα SC που, όταν διεγείρονται, μπορούν να ωριμάσουν καιδιαφοροποιήστε, αυτά είναι εκρήξεις.
Στο ΚΝΣ πρόκειται για νευροβλάστες, στον σκελετό - οστεοβλάστες, στο δέρμα - δερματοβλάστες κ.λπ. Το ερέθισμα για ωρίμανση είναι εξωτερικά ή εσωτερικά αίτια.
Δεν έχουν όλα τα κύτταρα του σώματος αυτή την ικανότητα, εξαρτάται από τον βαθμό διαφοροποίησής τους. Τα εξαιρετικά διαφοροποιημένα κύτταρα (καρδιομυοκύτταρα, νευρώνες) δεν μπορούν ποτέ να παράγουν το δικό τους είδος, γι' αυτό λένε ότι τα νευρικά κύτταρα δεν αποκαθίστανται. Και τα κακώς διαφοροποιημένα είναι ικανά για μίτωση, για παράδειγμα, αίμα, ήπαρ, οστικός ιστός.
Εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα (ES) διαφέρουν από άλλα SC στο ότι δεν υπάρχει όριο Hayflick για αυτά. Τα ESC διαιρούνται ατελείωτα, δηλ. είναι στην πραγματικότητα αθάνατοι (αθάνατοι). Αυτή είναι η δεύτερη ιδιοκτησία τους. Αυτή η ιδιότητα του ESC ενέπνευσε τους επιστήμονες, φαίνεται ότι χρησιμοποιείται στο σώμα για την πρόληψη της γήρανσης.
Γιατί λοιπόν η χρήση εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων δεν ακολούθησε αυτήν την πορεία και δεν καταψύχθηκε; Ούτε ένα κύτταρο δεν είναι εγγυημένο για γενετικές καταστροφές και μεταλλάξεις, και όταν εμφανιστούν, θα περάσουν περαιτέρω και θα συσσωρευτούν. Δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι τα ανθρώπινα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα είναι πάντα φορείς εξωγήινων γενετικών πληροφοριών (ξένο DNA), επομένως τα ίδια μπορούν να προκαλέσουν μεταλλαξιογόνο δράση. Γι' αυτό η χρήση του SC τους γίνεται η πιο βέλτιστη και ασφαλής. Όμως προκύπτει ένα άλλο πρόβλημα. Υπάρχουν πολύ λίγα SC σε έναν ενήλικο οργανισμό και είναι δύσκολο να εξαχθούν - 1 κύτταρο ανά 100 χιλιάδες. Όμως, παρά τα προβλήματα αυτά, εξάγονται και τα αυτόλογα SC χρησιμοποιούνται συχνά στη θεραπεία της καρδιαγγειακής νόσου, των ενδοκρινοπαθειών,παθολογίες των χοληφόρων, δερματώσεις, παθήσεις του μυοσκελετικού συστήματος, του γαστρεντερικού συστήματος, των πνευμόνων.
Περισσότερα για τους υποβρύχιους υφάλους ESC
Μετά τη λήψη εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων, πρέπει να κατευθύνονται προς τη σωστή κατεύθυνση, δηλ. διαχειριστείτε τους. Ναι, μπορούν πρακτικά να αναδημιουργήσουν οποιοδήποτε όργανο. Αλλά το πρόβλημα της επιλογής του σωστού συνδυασμού πηνίων δεν έχει λυθεί σήμερα.
Η χρήση εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων στην πράξη ήταν στην αρχή πανταχού παρούσα, αλλά η άπειρη διαίρεση τέτοιων κυττάρων τα καθιστά ανεξέλεγκτα και τα κάνει να σχετίζονται με τα καρκινικά κύτταρα (θεωρία Konheim). Εδώ είναι μια άλλη εξήγηση για το πάγωμα ESC.
Ανανέωση με ESC
Ένας άνθρωπος χάνει το SC του καθώς γερνάει, ο αριθμός τους μειώνεται σταθερά, για να το θέσω απλά. Ακόμα και στα 20 τους είναι λίγοι, μετά από 40 χρόνια δεν υπάρχει καθόλου. Γι' αυτό, όταν το 1998 οι Αμερικανοί απομόνωσαν τα ESC για πρώτη φορά και στη συνέχεια τα κλωνοποίησαν, η κυτταρική βιολογία έλαβε μια ισχυρή ώθηση στην ανάπτυξή της.
Υπήρχε ελπίδα για τη θεραπεία εκείνων των ασθενειών που πάντα θεωρούνταν ανίατες. Η δεύτερη γραμμή είναι η αναζωογόνηση με εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα με ένεση. Αλλά δεν υπήρξε σημαντική ανακάλυψη από αυτή την άποψη, επειδή δεν είναι ακόμη γνωστό τι ακριβώς κάνει το SC μετά την εισαγωγή του σε έναν νέο οργανισμό. Είτε διεγείρουν το παλιό κύτταρο, είτε το αντικαθιστούν πλήρως - παίρνουν τη θέση του και εργάζονται ενεργά. Μόνο όταν διαπιστωθεί ο ακριβής μηχανισμός της συμπεριφοράς του NC θα είναι δυνατό να μιλήσουμε για μια σημαντική ανακάλυψη. Σήμερα απαιτείται μεγάλη προσοχή στην επιλογή μιας τέτοιας μεθόδου θεραπείας.
ESC και αναζωογόνηση στη Ρωσία
Στη Ρωσία, δεν έχουν ακόμη θεσπιστεί περιορισμοί στη χρήση των ESC. Εδώ, η θεραπεία με εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα για αναζωογόνηση δεν πραγματοποιείται από σοβαρά ερευνητικά ινστιτούτα, αλλά μόνο από συνηθισμένα ινστιτούτα αισθητικής.
Και κάτι ακόμα: εάν στη Δύση η δοκιμή της δράσης των ESCs διεξάγεται σε εργαστήρια σε πειραματόζωα, τότε στη Ρωσία οι νέες τεχνολογίες δοκιμάζονται σε ανθρώπους από τα ίδια ινστιτούτα αισθητικής που καλλιεργούνται στο σπίτι. Φυλλάδια με κάθε λογής υποσχέσεις για αιώνια νεανική θάλασσα. Ο υπολογισμός είναι σωστός: για όσους έχουν πολλά χρήματα και ευκαιρίες, αρχίζει να φαίνεται ότι τίποτα δεν είναι αδύνατο.
Η θεραπεία με εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα με τη μορφή ελάχιστης πορείας αναζωογόνησης είναι μόνο 4 ενέσεις και υπολογίζεται στις 15 χιλιάδες ευρώ. Και παρά την κατανόηση ότι δεν πρέπει να εμπιστεύεται κανείς τυφλά τεχνολογίες που δεν έχουν επιβεβαιωθεί επιστημονικά, πολλά δημόσια πρόσωπα υπερτερούν της επιθυμίας να φαίνονται νεότερα και πιο ελκυστικά, ένα άτομο αρχίζει να τρέχει μπροστά από την ατμομηχανή. Επιπλέον, μπροστά στα μάτια όσων βοήθησε. Υπάρχουν τέτοιοι τυχεροί - Buynov, Leshchenko, Rotaru.
Αλλά υπάρχουν πολλοί ακόμη άτυχοι: Ντμίτρι Χβοροστόφσκι, Ζάννα Φρίσκε, Αλεξάντερ Αμπντουλόφ, Όλεγκ Γιανκόφσκι, Βαλεντίνα Τολκούνοβα, Άννα Σαμόχινα, Νατάλια Γκουντάρεβα, Λιούμποφ Polishchuk, Βίκτορ Γιανουκόβιτς - η λίστα συνεχίζεται. Αυτά είναι τα θύματα της κυτταροθεραπείας. Αυτό που έγινε κοινό σε όλους τους ήταν ότι λίγο πριν την επιδείνωση της κατάστασής τους έδειχναν να ανθίζουν και να γίνονται νεότεροι και μετά πέθαναν γρήγορα. Γιατί συμβαίνει αυτό, κανείς δεν μπορεί να απαντήσει. Ναι, στοΌταν το ESC εισέρχεται στο γερασμένο σώμα, ενθαρρύνει τα κύτταρα να διαιρεθούν ενεργά, το άτομο φαίνεται να γίνεται νεότερο. Αλλά αυτό είναι πάντα άγχος για έναν ηλικιωμένο οργανισμό και μπορεί να αναπτυχθεί οποιαδήποτε παθολογία. Επομένως, καμία κλινική δεν μπορεί να δώσει καμία εγγύηση για τις συνέπειες μιας τέτοιας αναζωογόνησης.
