Стволовая клетка. От всех болезней: Кому и зачем нужны стволовые клетки

Термины «стволовые клетки», «пуповинная кровь», «криобанк» наши соотечественники впервые услышали сравнительно недавно - пять лет назад. В то время как в США первый криобанк стволовых клеток пуповинной крови «Cryo-Cell» был открыт в 1992 г. Тем не менее первое предположение о существовании стволовых клеток было высказано именно русским ученым. В 1909 г. профессор Военной медико-хирургической академии Санкт-Петербурга А.А. Максимов сделал сенсационное заявление о том, что в организме человека есть так называемые «стволовые» клетки, способные при определенных условиях превращаться в зрелые, дифференцированные клетки организма. Несколько позже профессор московского НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи А.Я. Фриденштейн подтвердил предположение коллеги и, изучая возможности этих особых клеток, стал разрабатывать сферу их применения.
Сейчас, по словам профессора Б.В. Афанасьева, директора клиники трансплантации костного мозга Санкт-Петербургского Государственного медицинского университета им. И.П. Павлова, в России вопросами стволовых клеток занимаются ученые и практикующие врачи Москвы, Санкт-Петербурга и Новосибирска.

Зачем нужны стволовые клетки?

Единого термина для названия этих универсальных клеток пока не придумано. Их именуют и «стволовыми», и «клетками-предшественницами», и «запасными». В организме взрослого человека, особенно в костном мозге, существуют клетки, обладающие способностью превращаться практически во все виды клеток взрослых тканей, например в клетки мышц, печени и другие. В отличие от дифференцированных, стволовые клетки обладают свойством неограниченного воспроизводства, в то время как дифференцированные клетки выполняют только лишь определенные функции (мышечные клетки - сокращаются, эритроциты - переносят кислород и т.д.), и не способны делиться неограниченно. Превращение стволовых клеток в дифференцированные происходит под действием клеток и субстратов, окружающих стволовую клетку, попавшую в ту или иную ткань. Мы знаем, что в норме стволовых клеток в организме чрезвычайно мало, но они являются универсальными «запасными» частями, которые используются организмом для восстановления разных тканей. «Починка» организма с помощью стволовых клеток происходит следующим образом: когда в какой-то ткани возникает повреждение, то ее гибнущие клетки посылают в кровь сигнал тревоги, выделяя особые вещества. Этот сигнал поступает в костный мозг, который начинает активно выбрасывать в кровь определенные клетки-предшественники. Те, в свою очередь, с током крови поступают к пострадавшему участку. Здесь сотни пришедших на помощь стволовых клеток делятся на миллионы, копируя погибшие и таким образом, восстанавливая их баланс.
В настоящее время эти возможности стволовых клеток используются в практической медицине при лечении более 60 опасных заболеваний. Среди них основное место занимают заболевания системы крови, различные онкологические заболевания, наследственные и аутоиммунные болезни. С этим связано то, что метод пересадки гемопоэтических стволовых клеток, т. е. клеток-родоначальников системы кроветворения, становится рутинным методом лечения этой тяжелой группы болезней. Как ни печальна статистика, но у 1 ребенка из 600 в возрасте до 14 лет может наблюдаться развитие такого заболевания.
В то же время исследования последних лет показали, что, стволовые клетки могут быть с успехом использованы и при лечении, например, сердечно-сосудистых заболеваний. Так, при инфаркте миокарда (состоянии, при котором нарушается кровоснабжение участка сердечной мышцы) костный мозг больного начинает сразу выбрасывать в кровь стволовые клетки, но для эффективного восстановления ткани сердечной мышцы их количества обычно недостаточно. В настоящее время ведутся исследования по имплантации стволовых клеток в зону сердечной мышцы, поврежденную при инфаркте миокарда. Такие операции проведены, например, в Бельгии, Германии. При этом пациенту в область поврежденной сердечной мышцы успешно имплантировали стволовые клетки, полученные из его же костного мозга. Следует отметить, что в данном случае стволовые клетки стимулируют образование мышечной ткани - непосредственно миокарда, а также сосудов поврежденной области.

Способы получения стволовых клеток

В настоящее время стволовые клетки для трансплантации получают в клинических условиях:
1. Из костного мозга. Это оперативное вмешательство проводится путем множественных пункций костей таза, грудины. При этом заготавливают около 1000 мл костного мозга. Этот метод используется более 30 лет. Его недостатками являются необходимость наркоза и возможность развития послеоперационных осложнений, хотя встречаются они достаточно редко.
2. Из периферической крови. Аппараты - фракционаторы клеток крови подсоединяются к венам больного или донора, и за одну-две операции через них пропускают 10-20 л крови. Эти процедуры проводятся на фоне введения человеку специальных лекарств (факторов роста), которые увеличивают содержание в крови стволовых клеток. Второй метод лишен недостатков первого, но более дорог, т.к. он требует использования дорогостоящей аппаратуры и факторов роста.
3. Из пуповинной крови. Стволовые клетки заготавливают в момент рождения ребенка, подвергают тщательному обследованию, замораживают и, в случаях их совместимости с каким-либо пациентом по антигенам главного комплекса совместимости - системе HLA, трансплантируют.
Количество стволовых клеток, которые распознаются по выявлению на их поверхности определенных антигенных структур, получаемых при заготовке материала для трансплантации из костного мозга, заготовленного от донора или больного, не превышает обычно 1*106/кг, для концентрата стволовых гемопоэтических клеток из периферической крови - 1-10*106/кг, для образца пуповинной крови - 1-4*106/кг.
О третьем методе стоит рассказать более подробно. В пупочной вене новорожденного концентрация стволовых клеток относительно велика. Это связано с тем, что у новорожденных сохраняются элементы эмбрионального кроветворения, и сама плацента выделяет мощные стимуляторы этого процесса. Клетки крови, ответственные за иммунные реакции, у новорожденных менее зрелы, чем у взрослых, что ведет к снижению риска возникновения болезни «трансплантат против хозяина» и дает возможность успешно осуществлять трансплантации гемопоэтических клеток при наличии определенных различий в системе HLA реципиента и донора. Кроме того, сам процесс сбора такой крови осуществляется быстро и просто; он не требует какого-либо контакта с матерью и ребенком и, соответственно, безболезнен.
Исследования последних лет доказали, что кровь, которая остается в пуповине, может быть собрана и заморожена для использования в будущем.

Теория и жизнь

В современной мировой медицине накоплен достаточный опыт реального излечения больных с помощью стволовых клеток. Примером тому может служить история шестилетней Кинси Моррисон, страдающей острой формой лейкемии 1. Шанс на выздоровление, сама того не ведая, ей подарила новорожденная сестренка. Стволовые клетки малышки, взятые из пуповины после ее рождения, оказались абсолютно иммунологически совместимыми с клетками Кинси, в то время как никто из возможных 9 миллионов потенциальных доноров стволовых клеток в мире, данные о которых собраны в мировом Регистре доноров кроветворных клеток (включая ее мать), не подходил больной девочке.
Первая в Европе операция с использованием донорских стволовых клеток пуповинной крови от совместимого родственного донора была проведена в 1988 г. в Париже ребенку с анемией Фанкони 2. Сегодня ребенок живет и здравствует. Этот пример стал одним из многих фактов успешного применения стволовых клеток пуповинной крови в лечении заболеваний крови. В целом стволовые клетки пуповинной крови были использованы более чем в 2 тысячах случаев трансплантаций.
В нашей стране заявлено существование регистра неродственных доноров на базе Гематологического центра, существуют также базы данных в Российском институте гематологии и трансфузиологии, Санкт-Петербургском медицинском университете - это банки данных на доноров, типированных по системе HLA и подписавших согласие на сдачу стволовых клеток в случае необходимости (из костного мозга или крови). За рубежом в 30 странах существует более 50 таких регистров, многие из которых имеют и банки образцов заготовленной и замороженной пуповинной крови. Если в национальные базы данных могут обращаться врачи и родственники больных, то в международные обращаются обычно через врачей (для этого существует определенный порядок, не всегда возможный для россиян).

Что такое криобанк?

Криобанки - это специально оборудованные хранилища стволовых клеток. В Европе и Америке криобанки стволовых клеток пуповинной крови начали появляться более 10 лет назад. Сегодня в общей сложности их 45. В этих банках хранятся образцы пуповинной крови, заготовленные от новорожденных-доноров, данные о которых включены в Национальные Регистры доноров гемопоэтических клеток. Заключив договор с таким банком, родители могут также сохранить «впрок» стволовые клетки и для своего ребенка. Клетки подвергаются тщательному обследованию, замораживаются по специальной программе и хранятся в жидком азоте при температуре –196°С в состоянии полного анабиоза и могут быть использованы для лечения самого ребенка или его ближайших родственников. Иными словами, хранение собственных - аутологичных стволовых клеток - это биологическая страховка для ребенка в будущем, благодаря которой он имеет собственные здоровые «запасные» клетки на случай серьезной болезни. Ведь известно, что сегодня более 30% людей, нуждающихся в пересадке стволовых клеток, так и не находят подходящий трансплантат.

Технология сбора

Манипуляция осуществляется после рождения ребенка и пережатия пуповины: пуповина перерезается и кровь собирается в стерильный контейнер, содержащий антикоагулянт - раствор, предотвращающий свертывание крови. Обычно объем собранной крови колеблется от 60 до 120 мл. Эта процедура не представляет никакого риска ни для матери, ни для ребенка и может быть произведена как при обычном течении родов, так и при родах путем кесарева сечения. Собранная пуповинная кровь упаковывается и помещается в специальный контейнер для перевозки, на который заранее нанесена вся необходимая информация.
Хранилище стволовых клеток разработано специально для их долгосрочного хранения. Оно представляет собой резервуар с жидким азотом объемом 500 л, оснащенный внутренней системой для размещения криобоксов с пробирками. Оно оборудовано сигнализацией и компьютерной системой, позволяющей круглосуточно следить за уровнем жидкого азота и за температурой в хранилище. К настоящему времени опыт хранения стволовых клеток насчитывает 15 лет, причем после размораживания клетки сохраняют все свои свойства. Размораживают образцы в водяной бане при температуре 40-41°С в течение 3-5 минут. Размороженные клетки должны быть сразу перелиты реципиенту.
Сроки «жизни» образцов пуповинной крови ограничены не столько длительностью хранения, сколько тем, что количества стволовых клеток, содержащихся в пуповинной крови, обычно бывает достаточно только для трансплантации детям до 10-14 лет. Поэтому сроки хранения пуповинной крови, взятой у конкретного новорожденного для возможной трансплантации ему же, ограничены указанными рамками. (Кстати, пуповинную кровь можно использовать не только для самих детей, но и для их родственников, которые совместимы с ними иммунологически и имеют показания для трансплантации и для которых количества этой крови будет достаточно).
Ученые, занимающиеся исследованием стволовых клеток, уверены, что в ближайшем будущем сфера их возможного использования значительно увеличится, т.к. научные исследования в этой области развиваются чрезвычайно динамично, и работа по созданию специальных банков пуповинной крови в России идет интенсивно. Услуги по хранению стволовых клеток пуповинной крови позволяют в какой-то степени обезопасить жизнь ребенка, и, возможно, других членов семьи. Как быстро они приживутся в нашей стране - покажет время, с единственной оговоркой, что сам шанс сохранения «клеток-лекарей» дается родителям только один раз - в момент рождения ребенка.

Обновить клеточный состав повреждённого органа без оперативного вмешательства, решить сложнейшие задачи, которые раньше были под силу только органной трансплантации – эти задачи решаются сегодня с помощью стволовых клеток.

Для пациентов – это шанс получить новую жизнь. Важным здесь является то, что технология применения стволовых клеток доступна практически для каждого пациента и даёт поистине удивительный результат, расширяя возможности трансплантации.

Стволовые клетки способны превращаться, в зависимости от окружения, в клетки тканей самых различных органов. Одна стволовая клетка даёт множество активных, функциональных потомков.

Исследования генетических модификаций стволовых клеток проводятся во всём мире, интенсивно исследуются методы их наращивания.

Существует множество болезней, которые практически не лечатся или их лечение не эффективно медикаментозным способом. Именно такие болезни стали объектом самого пристального внимания исследователей

Стволовые клетки, регенерация, восстановление тканей. От Адама до атома

Что такое – стволовые клетки?

При оплодотворении яйцеклетки одна зигота (оплодотворённая клетка) делится и даёт начало клеткам, главной задачей которых является передача генетической информации следующим поколениям клеток.

Эти клетки ещё не имеют своей специализации, механизмы такой специализации ещё не включены и именно поэтому такие эмбриональные стволовые клетки и дают возможность использовать их для создания любых органов.

Стволовые клетки есть у каждого из нас. Их обнаружили первоначально в тканях костного мозга. Легче всего стволовые клетки обнаружить и выделить у молодых людей, детей. Но и у людей старшего возраста они есть, правда в гораздо меньшем количестве.

Сравните: у человека в возрасте 60 – 70 лет на пять – восемь миллионов клеток имеется только одна стволовая, а у эмбриона – одна стволовая клетка на десять тысяч.

Возможности стволовых клеток взрослого организма – Сергей Киселев

В чем секрет стволовых клеток?

Секрет стволовых клеток состоит в том, что, будучи сами незрелыми клетками, они могут превращаться в клетку любого органа.

Как только стволовые клетки организма получают сигнал о повреждении тканей, любых органов, они направляются в очаг поражения. Там они превращаются именно в те клетки тканей человека или его органов, которые нуждаются в защите.

Стволовые клетки могут превратиться и стать любыми клетками: печёночными, нервными, гладкомышечными, слизистыми . Такая стимуляция организма приводит к тому, что он сам начинает активно регенерировать свои же ткани и органы.

Взрослый человек имеет совсем небольшой запас стволовых клеток. Поэтому, чем больше возраст человека, тем сложнее и с большими осложнениями идет процесс регенерации и восстановления организма после повреждений или во время болезни. Особенно, если повреждения организма обширны.

Организм не может самостоятельно восстанавливать потерянные стволовые клетки. Развитие в области современной медицины сегодня позволяют вводить стволовые клетки в организм и, главное, направлять их в нужном направлении. Таким образом, впервые появляется возможность лечения таких опасных заболеваний как цирроз, диабет, инсульт.

Гаряев, Пётр Петрович - Как управлять стволовыми клетками

Источники стволовых клеток

Источником стволовых клеток в организме является костный мозг, прежде всего. Некоторое, но совсем небольшое, их количество содержится в других тканях и органах человека, в периферической крови. Много стволовых клеток содержит кровь из пупочной вены новорождённых.

Пуповинная кровь в качестве источника стволовых клеток, имеет ряд несомненных преимуществ.

Прежде всего, её собрать намного легче и безболезненней, чем периферическую кровь. Такая кровь дает генетически идеальные стволовые клетки в случае необходимости её использования близкими родственниками – матерью и ребенком, братьями и сестрами.

При проведении трансплантации, иммунная система, вновь созданная из донорских стволовых клеток, начинает бороться с иммунной системой пациента. Это очень опасно для жизни больного. Состояние человека бывает в таких случаях крайне тяжелым, до смертельных исходов. Использование пуповинной крови при трансплантации значительно снижает такие осложнения.

Кроме того, существуют ещё ряд несомненных преимуществ использования пуповинной крови.

1. Это инфекционная безопасность реципиента. От донора через пуповинную кровь не передаются инфекционные заболевания (цитомегаловирус и прочие).
2. Если её собрали в момент рождения человека, то он сможет её использовать в любой момент для восстановления здоровья.
3. Использование крови из пупочной вены новорождённых не вызывает этических проблем, так как затем она утилизируется.

Применение стволовых клеток

Для лечения анемии в 1988 году во Франции были впервые применены стволовые клетки

Высокоэффективное лечение стволовыми клетками опухолей, инсультов, инфарктов, травм, ожогов, заставило создавать в развитых странах специальные учреждения (банки) для хранения замороженных стволовых клеток в течение долгого времени.

В такой коммерческий именной банк крови уже сегодня возможно, по заказу родственников, поместить пуповинную кровь ребенка, с тем, чтобы в случае его травмы, болезни, была возможность использовать собственные стволовые клетки.

Пересадка внутренних органов восстанавливает здоровье человека только в том случае, если она проведена своевременно, и не произошло отторжение органа иммунной системой пациента.

Примерно 75 % пациентов, нуждающихся в пересадке органов, погибает в период ожидания. Стволовые клетки могут стать идеальным источником «запасных частей» для человека.

Уже сегодня – спектр применения стволовых клеток в лечении самых тяжелых заболеваний очень широк.

Восстановление нервных клеток позволяет восстановить капиллярное кровообращение и вызвать рост капиллярной сети на месте поражения. Для лечения повреждённого спинного мозга используют введение нервных стволовых клеток, либо чистые культуры, которые затем превратятся на месте в нервные клетки.

Некоторые формы лейкозов у детей стали излечимы благодаря достижениям биомедицины. Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток применяется в современной гематологии, а трансплантация стволовых клеток костного мозга – в широкой клинике.

Исключительно сложны в лечении системные заболевания, вызванные нарушением функций иммунной системы: артриты, рассеянный склероз, красная волчанка, болезнь Крона. Гемопоэтические стволовые клетки применимы и при лечении этих заболеваниях

Имеется практический клинический опыт в применении нейральных стволовых клеток при лечении болезни Паркинсона. Результаты превосходят всякие ожидания.

Мезинхимальные (стромальные) стволовые клетки уже используют в ортопедической клинике несколько последних лет. С их помощью восстанавливают разрушенные суставные хрящи, костные дефекты после переломов.

Кроме того, эти же клетки в последние два-три года используют методом прямого введения в клинике восстановления сердечной мышцы после инфаркта.

С каждым днем пополняется список болезней, которые поддаются лечению стволовыми клетками. И это даёт надежду на жизнь неизлечимым больным.

Список заболеваний, при лечении которых используются стволовые клетки

Доброкачественные заболевания:

• адренолейкодистрофия;
• анемия Фанкони;
• остеопороз;
• болезнь Гюнтера;
• синдром Харлера;
• талассемия;
• идиопатическая апластическая анемия;
• рассеянный склероз;
• синдром Леш-Нихана;
• амегакариоцитозная тромбоцитопения;
• синдром Костмана;
• волчанка;
• резистентный ювенильный артрит;
• иммунодефицитные состояния;
• болезнь Крона;
• синдром Бара;
• коллагенозы.

Злокачественные заболевания:

• неходжкинская лимфома;
• миелодиспластический синдром;
• лейкемия;
• рак молочных желёз;
• нейробластома.

Чудеса медицинской и эстетической косметологии

Желание человека выглядеть молодо, подтянуто на протяжении десятков лет обусловлено современным темпом жизни. Возможно ли в пятьдесят лет выглядеть так же хорошо как в сорок?

Медицинская косметика, при применении современных биотехнологий, дает такую возможность. Сегодня возможно значительно улучшить тургор, эластичность кожи, избавить человека от экзем и дерматитов.

Стволовые клетки, которые вводят во время мезотерапии, устраняют кожную пигментацию, рубцы, последствий воздействия химических веществ, лазера. Исчезают морщины, пятна после акне, улучшаются тонус кожи.

Кроме того, с помощью мезотерапии решаются проблемы волос, ногтей. Они приобретают здоровый вид, восстанавливается их рост.

Однако, используя высокоэффективные косметологические препараты, следует остерегаться мошенников, рекламирующих препараты, якобы содержащие стволовые клетки.

Стоимость лечения стволовыми клетками

Лечение стволовыми клетками проводится во многих странах, в России в том числе. Здесь она колеблется от 240 000 до 350 000 рублей.

Высокую цену оправдывают высокотехнологичным процессом выращивания стволовых клеток.

В медицинских центрах за такую стоимость вводят пациенту сто миллионов клеток на курс. Если человек более чем зрелого возраста – возможно введение такого количества за одну процедуру.

В стоимость процедур, как правило, не входят манипуляции по получению стволовых клеток. При введении стволовых клеток во время операции – придётся заплатить отдельно за этот вид медицинских услуг.

Мезотерапия сегодня более доступна. Для желающих получить ярко выраженный косметический эффект примерная стоимость одной процедуры обойдется в России от 15 000 до 30 000 рублей. Всего на курс их надо сделать от пяти до десяти.

Предупрежден – значит вооружен

Осознавая блестящее будущее применения новых медицинских технологий, тем не менее, хотелось бы предостеречь от излишнего оптимизма и напомнить о следующем:

1. Стволовые клетки являются необычным лекарственным средством, действие которого трудно устранить. Дело в том, что стволовые клетки, в отличие от других лекарств, не выводятся из него так же как привычные лекарственные средства. Они содержат живые клетки, и их поведение не всегда бывает предсказуемо. В случае причинения вреда организму пациента, врачам невозможно остановить процесс;
2. Учёные-медики надеются на то, что побочные эффекты при лечении стволовыми клетками будут минимальными. Но нельзя даже предполагать, что побочного эффекта при лечении не будет. Как любое лекарство, даже аспирин, стволовые клетки в своём применении имеют ограничения и побочные эффекты;
3. Клинические испытания в ведущих медицинских центрах подтвердили только то, что трансплантация костного мозга пока является единственным методом клеточной терапии;
4. Применение стволовых клеток не является панацеей для лечения абсолютно всех болезней, хотя и действительно обладают большим потенциалом в лечении многих травм, ожогов, повреждений и заболеваний;
5. Даже если многие знаменитые люди, спортсмены, политики применяют лечение стволовыми клетками, это не обозначает, что такой метод лечения подойдет всем. Необходимо доверять практикующим врачам.

Бессмертие возможно?

Бессмертие человека возможно – в этом нас убеждают достижения современной медицины.

Фантастические идеи о синтезе человеческих органов уже превращаются в реальность ближайшего будущего. Пройдет десяток лет и искусственные почки, сердце, печень станут доступны каждому человеку. Простые уколы восстановят кожу, омолодят. Главным заслуга в этом будет принадлежать стволовым клеткам.

Историческая справка

Термин «стволовая клетка» был введён в научный обиход русским гистологом Александром Максимовым ( -). Он постулировал существование стволовой кроветворной клетки. На заседании Общества Гематологов в Берлине 1 июня 1909 года он ввел понятие «Stammzelle», подразумевая под этим определением лимфоцит в более широком значении этого слова, как клетку, способную быть стволовой в современном понимании этого слова.

В шестидесятые годы XX века Тил и Маккулох , а также Меткаф и его сотрудники показали, что внутривенное введение костномозговых клеток от здоровой сингенной к летально облученной мыши приводит к образованию колоний из клеток всех направлений гемопоэтической дифференцировки в селезенке. С разработкой клонального метода для выявления клеток предшественников in-vitro, так называемых колониеобразующих единиц (КОЕ), стало возможным проследить за дифференцировкой всех миелоидных ростков.

Фриденштейн А. Я. и его сотрудники впервые показали, что в костном мозге, помимо гемопоэтических имеются стромальные стволовые клетки, которые при культивировании формировали колонии фибробластноподобных клеток. Пересадка таких колоний под капсулу почки мыши в диффузионной камере приводило к формированию костной или адипозной ткани.

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.

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, путем 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.

Характеристики эмбриональных стволовых клеток

1. Тотипотентность - способность образовывать любую из примерно 350 типов клеток организма (у млекопитающих);
2. Хоуминг - способность стволовых клеток, при введении их в организм, находить зону повреждения и фиксироваться там, исполняя утраченную функцию;
3. Факторы, которые определяют уникальность стволовых клеток, находятся не в ядре , а в цитоплазме . Это избыток мРНК всех 3 тысяч генов , которые отвечают за раннее развитие зародыша ;
4. Теломеразная активность.

При каждой репликации часть теломер утрачивается (лимит Хейфлика или биочасы). В стволовых, половых и опухолевых клетках есть теломеразная активность, концы их хромосом надстраиваются, то есть эти клетки способны проходить потенциально бесконечное количество клеточных делений , они бессмертны.

• Стволовых клеток в нашем организме очень мало:
  • у эмбриона - 1 клетка на 10 тысяч,
  • у человека в 60-80 лет - 1 клетка на 5-8 миллионов.

• Мало кто знает, что стволовые клетки имеют другое название, их еще называют камбиальные клетки или клетки камбия (от позднелат. cambium - обмен, смена).

См. также

Примечания

Ссылки

• Что такое стволовые клетки , Корочкин Л. И., журнал «Природа», 2005, № 6.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Стволовая клетка" в других словарях:

взрослая стволовая клетка - Стволовая клетка, выделенная или происходящая из ткани костного мозга взрослой особи Тематики биотехнологии EN adult stem cell …

первая стволовая клетка - Стволовая клетка костного мозга эмбриона, из которой впоследствии будут развиваться клетки иммунной системы организма Тематики биотехнологии EN stem cell one … Справочник технического переводчика

полипотентная стволовая клетка - Стволовая клетка, способная превращаться в несколько видов клеток организма Тематики биотехнологии EN pluripotent stem cell … Справочник технического переводчика

гематопоэтическая стволовая клетка - Клетка предшественик клеток крови Тематики биотехнологии EN hematopoietic stem cell … Справочник технического переводчика

тотипотентная стволовая клетка - Клетка, способная сформировать любую ткань Тематики биотехнологии EN totipotent stem cell … Справочник технического переводчика

мезенхимная стволовая клетка - — Тематики биотехнологии EN mesenchymal stem cell … Справочник технического переводчика

мезенхимная стволовая клетка взрослого организма - — Тематики биотехнологии EN mesenchymal adult stem cell … Справочник технического переводчика

Сегодня о стволовых клетках слышали, наверное, все. Но вокруг этой темы ходит столько домыслов и слухов, что очень трудно отделить правду от небылиц. Попробуем разобраться, чем нам могут помочь стволовые клетки и зачем надо их сохранять.

Что такое стволовые клетки?

Стволовые клетки - это предшественницы клеток, из которых формируются все органы и ткани человека. Когда происходит зачатие, то в течение первого месяца живой комочек - эмбрион - состоит только из стволовых клеток. Они самые сильные, но использовать их нельзя - такой запрет наложен правительствами всех стран мира.

Стволовые клетки в небольших количествах содержатся в костном мозге и жировой ткани человека. Причем, с возрастом их количество уменьшается, а качество ухудшается. Ученые научились выделять такие клетки из костного мозга и использовать для лечения болезней. Но оптимальный источник стволовых клеток - это кровь, находящаяся в плаценте и пуповине новорожденного. Именно в ней концентрация стволовых клеток максимальная.

Как получают стволовые клетки?

Стволовые клетки можно выделить из костного мозга человека и увеличить их количество - откультивировать. А можно получить их из пуповинной крови или пупочного канатика , причем такая возможность имеется только в момент рождения ребенка.

Как это происходит? Как только малыш родился и его отдели от пуповины, доктор, принимающий роды, вставляет в пуповинную вену иглу, и оттуда самотеком в пакет со специальным веществом против свертываемости крови выходит от 50 до 250 мл крови, которая на 3-5 % состоит из мощных и сильных стволовых клеток. После того, как отошел послед, акушерка отрезает 10-20 см пупочного канатика и помещает его в специальную укладку, которая доставляется в лабораторию банка стволовых клеток.

Как видите, процедура забора стволовых клеток пуповинной крови и пупочного канатика совершенно безболезненна и абсолютно безопасна как для мамы, так и для малыша. Ее можно проводить как при естественных родах, так и при кесаревом сечении.

Затем в течение 4-6 часов биоматериалы доставляют в лабораторию. Здесь их обрабатывают , замораживают и помещают на хранение. Стволовые клетки пуповинной крови или пупочного канатика, замороженные с соблюдением определенных условий, могут храниться при крайне низких температурах десятки лет.

Зачем нужно сохранять стволовые клетки?

Сегодня медицина многое умеет, но есть болезни, перед которыми традиционные методы лечения сказываются бессильными. И вот тогда могут помочь стволовые клетки. Во многих случаях они способствуют восстановлению крови, костного мозга, регенерации тканей после ран и ожогов. А при заболеваниях иммунной системы и крови трансплантация стволовых клеток - единственный радикальный метод терапии.

Одна из проблем данного метода - подбор стволовых клеток, подходящих конкретному пациенту. При именном хранении все заготовленные стволовые клетки пуповинной крови будут родными для вашего ребенка и идеально ему подойдут. А стволовые клетки пупочного канатика можно будет использовать для терапии всей семьи.

При каких заболеваниях могут помочь стволовые клетки?

На сегодняшний день стволовые клетки десятки лет во всем мире используются в комплексной терапии онкологических заболеваний крови, иммунодефицитов различной этиологии.

Применение стволовых клеток дало положительные результаты при лечении инсультов, инфарктов, сахарного диабета 1 типа и наращивании хрящевой ткани.

Список насчитывает более 80 заболеваний. К самым тяжелым и распространенным можно отнести:

• болезни крови (лейкоз) и злокачественные образования;
• сахарный диабет;
• заболевания сердца;
• инсульт и повреждение головного мозга;
• мышечные дистрофии;
• болезнь Паркинсона;
• болезнь Альцгеймера;
• рассеянный склероз;
• повреждения позвоночника;
• боковой амиотрофический склероз;
• системную красную волчанку;
• аутоиммунные заболевания;
• детский церебральный паралич;
• хронические гепатиты и циррозы печени.

Чем занимаются банки стволовых клеток?

Банки стволовых клеток обрабатывают и хранят образцы, содержащие стволовые клетки. Хранение стволовых клеток может быть общественным и именным. Образцами из общественного регистра может воспользоваться любой, кто нуждается в стволовых клетках. При именном хранении стволовыми клетками распоряжаются их владельцы. Так, стволовые клетки, выделенные из крови пуповины или пупочного канатика, принадлежат родителям ребенка. Но в этом случае они оплачивают услуги по их взятию, обработке и хранению.

Чем следует руководствоваться при выборе банка стволовых клеток:

✓ Сколько лет существует банк?

Чем больше лет банку, тем большую гарантию стабильности вы получаете, тем больший у сотрудников банка опыт по выделению, заготовке и хранению стволовых клеток.

✓ Имеет ли банк лицензию?

Банк обязательно должен иметь лицензию на забор, транспортировку и хранение стволовых клеток, выданную комитетом по здравоохранению.

✓ На базе какого учреждения находится банк?

Преимуществом для банка является его нахождение на базе медицинского учреждения или научно-исследовательского института. Во-первых, потому что в больницах существует автономная система электроснабжения. Во-вторых, здесь уже созданы условия, необходимые для работы с биологическим материалом.

Банк как и любое медицинское учреждение должен иметь круглосуточную охрану, ведь в банке находятся драгоценные образцы стволовых клеток, много уникального медицинского оборудования и базы данных.

✓ Каким оборудованием оснащены его лаборатории и хранилища?

На сегодняшний день существуют 3 аппарата, на которых могут быть выделены стволовые клетки: двойная центрифуга (полуавтоматизированный аппарат), аппараты Sepax (Швейцария) и Macopress (Франция) .

Наличие данных аппаратов является обязательным для успешной работы банка.

✓ Существует ли в банке система автоматического контроля криохранилищ?

Криохранилище банка должно быть оснащено системой IT-мониторинга криодьюаров, в которых хранятся образцы стволовых клеток. В любой момент времени сотрудники банка могут проверить температуру хранения образца и заполненность криодьюара. А также получить отчет о хранении образца за любой промежуток времени и сохранить на сервере для архива.

✓ Имеет ли банк собственную курьерскую службу?

Для оперативного забора пуповинной крови из родильного дома и скорейшего выделения образца стволовых клеток без потери их жизнеспособности, банк должен иметь курьерскую службу, сотрудники которой в любой момент могут забрать образец крови из роддома и доставить в банк.

✓ Проводит ли банк научные исследования в области клеточных технологий?

Очень важно, чтобы на базе банка была организована еще и научная работа, а также осуществлялось сотрудничество с ведущими НИИ и медицинскими учреждениями города.

✓ Есть ли у данного банка опыт успешного применения стволовых клеток пуповинной крови?

Не лишним будет запросить у бака статистику востребованности образцов и опыт применения стволовых клеток для лечения пациентов с различными заболеваниями.

Стволовые клетки могут быть получены из периферической крови, из жира или из костного мозга пациента. Из периферической крови можно получить, в основном, гемопоэтические стволовых клеток. Процедура их выделения занимает 4-6 ч и требует специального оборудо­вания. Пациенту делают укол, стимулирующий выброс в кровь стволовые клетки из костного мозга за несколько дней до процедуры. Обычно-это делается в специализированных гематологических клини­ках при лечении некоторых болезней.

Получение стволовые клетки из жира начато недавно, но уже получены хорошие результаты. В кост­ном мозге концентрация стволовые клетки наиболее высока, методики за­бора костного мозга и выделения из него двух типов С К давно и хорошо отработаны. Как гемопоэтические стволовых клеток, так и мезен-химальные стволовые клетки костного мозга могут быть размножены и затем возвращены пациенту.

Гемопоэтические стволовые клетки находятся в кроветворных органах и крови. Это клетки - предшественники зрелых клеток крови. Трансплантации костного мозга широко применяются в меди­цине, т. Костный мозг - одно из тех мест, где эти клетки со­держатся, Для пересадки используют мозг от подходящего до­нора. Тем не менее, приходится подавлять иммунную систему пациента, чтобы пересаживаемая ткань стала «своей». Гораздо эффективнее и безопаснее было бы применять собственные гемопоэтические клетки. Развитие гемопоэтической стволовые клетки про­исходит следующим образом. В желточном мешке у эмбриона начинается гемопоэз, т. Е. Процесс образования, развития и со­зревания клеток крови, по мере развития эта функция перехо­дит к печени плода, а затем к костному мозгу, в котором она сосредоточена в течение всей жизни.

Гемопоэтическая стволовые клетки дает тачало всем элементам кровд, заполняет другие гемо- и лимфопоэтические органы и, самовоспроизводясь, превращается 15 новые стволовых клеток. Она плюрипотентна. Одним из наиболее важных примеров взаимодействия гемопоэтических клеток является способность трансплантированных С К возвращаться в кост­ный мозг. Такой процесс носит название «хоуминг». Благодаря росту и самообновлению стволовые клетки способны воспроизводиться. Основным маркером гемопоэтических стволовые клетки является СП34 - бе­лок, присутствующий па их поверхности. Гемопоэтические стволовые клетки из пуповинной крови имеют большое преимущество перед та­кими же клетками из костного мозга и периферической крови. Во-первых, сам сбор пуповинной крови совершенно прост и не вызывает неприятных реакций. Этот сбор занимает всего ми­нуту. Сбор же костного мозга проходит под общим наркозом и длится несколько часов. Клетки из пуповинной крови редко, в’отличие от их «собратьев» - костного мозга и перифериче­ской крови, отторгаются организмом, вызывая осложнения. Одно из основных преимуществ этого вида клеток состоит в том, что они намного моложе клеток из костного мозга. По способности к пролиферации (увеличению числа клеток ка­кой-либо ткани вследствие их размножения) и формированию колоний при культивировании т уиго (способности формиро­вать различные ростки кроветворения) стволовые клетки пуповинной крови значительно превосходят клетки из других источников.

Стандартная для трансплантации доза ядерных клеток пуповинной крови, равная 3-4?107 клеток/кг, содержит примерно столько же колониеобразующих единиц, сколько 3-5?108 клеток костного мозга или стимулированной перифе­рической крови. При этом трансплантация выполняется при гораздо меньшем количестве вводимых общих лейкоцитов.

Содержание СБ34-положительных клеток в пуповинной крови, обычно не превышающее 0,5%, существенно ниже их концентрации в костном мозге или стимулированной крови. Доза же СВ34-положительных клеток пуповинной крови также примерно в 10 раз меньше дозы аналогичных."взрос­лых" клеток. Объяснение этому факту может быть только одно: клетки пуповинной крови менее дифференцированы («моложе») и обладают наивысшим потенциалом к росту и дифференцировке.

Стволовые клетки пуповинной крови имеют более высокий уровень сте­пени развития антигенов, большую длину концевого участка хромосомы и более высокую активность теломераз фермента, который контролирует размер и количество теломеров хро­мосом. Сокращение длины теломеров является одним из при­знаков старения клеток. Это означает, что клетки пуповинной крови, введенные в организм реципиента, обладают большей способностью к длительному существованию.

Приведенные выше свойства стволовые клетки пуповинной крови крайне важны при разработке клинических протоколов их практиче­ского применения, хотя для полной реализации потенциала

стволовые клетки требуются дальнейшие углубленные исследования свойств этой уникальной клеточной разновидности.

По статистике, лишь каждый 4-й образец пуповинной крови содержит стволовые клетки в количестве, достаточном для трансплантации взрослому пациенту. Поэтому существуют ограничения при­менения стволовые клетки пуповинной крови. Ученые и практические врачи пытаются найти выходы из этого положения. Проводятся ис­следования по комбинированию (пулированию) нескольких совместимых образцов.

Другие пути получения стволовых клеток

Второй возможный путь получения стволовых клеток - размножение стволовые клетки и увеличение массы трансплантата.

При введении стволовые клетки непосредственно в костный мозг (а не внутривенно, как это обычно практикуется) они сразу оказы­ваются в нужном микроокружении, а эффективность транс­плантации значительно повышается. Но пока эксперименты проводятся только на животных.

Еще одним методом, способным существенно повысить число годных для трансплантации образцов пуповинной крови, является перфузия плаценты, т. Е. Промывка сосудов биологи­чески активными веществами, физиологическими растворами крови или др. Жидкостей.

Можно также выделить подгруппу эмбриональных стволовых клеток, по­лучаемых путем терапевтического клонирования. У пациента берут соматические клетки и удаляют из них ядра с генетиче­ской информацией. Затем берутся донорские яйцеклетки. Из этих яйцеклеток также удаляется ядро и на его место вводится ядро клетки ткани пациента, несущее его наследственную ин­формацию. В лабораторных условиях она делится до стадии бластоцисты - раннего эмбриона, который на 4-7 день состоит из 30-150 клеток.