velzevul (dubva1) wrote,
velzevul
dubva1

Стволовые клеточки

Выделение человечьих эмбриональных стволовых клеток считают одним из 3-х важных открытий XX века в биологии. Другие два – представление о двойной спирали ДНК и расшифровка генома человека





Из одной клеточки


Представьте для себя, что одна-единственная клеточка, направленная по подходящему пути развития, может стать хоть какой из более чем 220 видов клеток нашего организма. Полностью хоть какой, со своими уникальными и очень сложными функциями. Более того, эти клеточки может быть растить в культуре, другими словами в искуственных критериях – и по мере надобности пересаживать в те ткани организма, собственные клеточки которых в итоге травмы либо заболевания не управляются со собственной задачей. А в перспективе – выкармливание органов «на замену», пересадка клеток с хотимыми качествами, приобретенными методом конфигурации ДНК...


Все вышеперечисленное – не фантастика, а действительность и относится к эмбриональным стволовым (выделенным из зародыша, 5-дневного эмбриона) и эмбриональным половым (из половых клеток 5–9-месячных абортированных эмбрионов) клеточкам. Они не дифференцированы, другими словами не имеют специфичных для ткани структур, связанных с выполнением определенной роли – а конкретно, не могут нести молекулы кислорода в крови (как эритроциты), проводить импульс (как нейроны), упорядоченно сокращаться (как клеточки сердечной мускулы). Но зато они способны стать хоть какой из этих клеток!


Пример у каждого перед очами: любой из нас был когда-то комочком неспециализированных стволовых клеток. Ученые до сего времени пробуют разгадать биохимические сигналы, руководящие этим процессом. В пробирке эмбриональные стволовые клеточки могут делиться очень длительно, оставаясь в начальном (недифференцированном) состоянии.


Другой вид стволовых (неспециализированных) клеток встречается во взрослом организме. Но их способности куда скромнее – обычно они могут «созреть» только до клеток той ткани, откуда их выделили (другими словами стволовые клеточки крови могут стать только клеточками крови, мозга – только нервными клеточками и т. д.). И хотя в ближайшее время появились данные и о способности конфигурации «ориентации» (это назывется пластичностью), этот вопрос все еще нуждается в исследовании.


Вопросы крови


Зато взрослые стволовые кроветворные клеточки уже издавна и с фуррором используются в мед практике для исцеления болезней крови – лейкемий, анемий, лимфом (в первый раз их обусловили в 1945 году в костном мозге смертельно облученных людей). Эти клеточки владеют потенциалом стать хоть какой клеточкой крови – к примеру, лейкоцитом либо эритроцитом, но, к огорчению, их нереально растить в культуре, другими словами вне организма – «в неволе» они не сохраняют свойства стволовых клеток. А означает, выход один – выделять их из костного мозга и крови. Наибольшая неувязка заключается в том, что такие клеточки встречаются достаточно изредка – только одна на 10–15 тыщ клеток костного мозга и одна на 100 тыщ клеток периферической крови. Более того, выяснилось, что даже из их большая часть является просто клетками-предшественниками, ограниченными в развитии до 1-го определенного типа клеток и способными действовать всего три-четыре месяца. «Истинных» стволовых клеток, способных стать хоть какой клеточкой крови (на это будет нужно 17–19 делений), и того меньше – приблизительно 1 на 100 тыщ в костном мозге. И все-же в ближайшее время гематопоэтические (кроветворные) стволовые клеточки выделяют конкретно из крови, потому что это связано с наименьшим риском для донора.


В 1980-х годах был найден очередной источник гематопоэтических стволовых клеток –пуповинная кровь и плацента новорожденного малыша. Есть данные, что такие клеточки могут давать начало не только лишь клеточкам крови, да и ряду других – но суровых подтверждений этому еще пока нет. Преимущество клеток пуповинной крови в том, что они владеют огромным потенциалом к размножению, а возможность их отторжения намного меньше. В 1992 году клеточки пуповинной крови были в первый раз сохранены личным образом в США – ими по мере надобности может пользоваться как ребенок, так и члены его семьи. В текущее время сохранить пуповинную кровь малыша можно и в Рф – этим занимается Гемабанк (http://www.gemabank.ru/), сделанный на базе банка костного мозга Русского онкологического научного центра РАМН им. Н.Н. Блохина. Цена таких услуг в Рф и за рубежом приблизительно схожа: около $1500 сначало и $100 раз в год за хранение.


Нервные клеточки восстанавливаются?


Всем известна фраза о том, что нервные клеточки не восстанавливаются. Вопреки этой народной мудрости в мозге ученые отыскали стволовые клеточки, которые при подходящих критериях становятся новыми нейронами. И не только лишь нейронами, да и другими клеточками нервной системы. Почему же об этом стало понятно исключительно в середине 1990-х? Дело в том, что в мозге приматов стволовые клеточки встречаются исключительно в 2-ух местах – в районе желудочков и гиппокампа, где «новые нейроны» увидены не были. Оказывается, когда некий участок мозга поврежден, стволовые клеточки мигрируют туда и уже там, на месте, «оперативно разбираются», превращаясь в нужные нервные клеточки.


Ученые до сего времени не знают, откуда у взрослого человека стволовые клеточки – или это «остаток» от зародыша, или они возникают уже в сформированном организме. Их уже отыскали в скелетных мышцах, печени, коже – хотя и в ничтожно малых количествах. Обычно они становятся клеточками «своей» ткани, хотя есть данные, что «переквалификация» тоже вероятна – но с этим до сего времени много неясностей. Неувязка со «взрослыми» стволовыми клеточками состоит к тому же в том, что они категорически не желают делиться в культуре, сохраняя свои уникальные свойства.


Стволовые и половые


Потому все внимание приковано к стволовым клеточкам, которые без заморочек делятся в культуре до 300 раз (более 2-ух лет!) и способны стать хоть какой клеточкой – хоть нейроном, хоть клеточкой сердечной мускулы либо даже клеточкой, производящей инсулин. Получают эти клеточки из зародышей. В 1998 году Джеймс Томсон из института штата Висконсин в Мэдисоне выделил 5 линий стволовых клеток из зародышей, отданных парами, в один момент отказавшимися от искуственного осеменения. Эти клеточки оставались в недифференцированном состоянии более 200 делений, сохраняя при всем этом собственный хромосомный состав. В то же самое время другой ученый, Джон Герхардт из института Джона Хопкинса, доложил, что его группе удалось выделить и сохранить в культуре в протяжении более 40 делений эмбриональные половые клеточки из зачатков половых клеток (яйцеклеток и спермы) 5–9-месячных абортированных зародышей. Не считая метода получения различие меж этими видами заключается в том, что если вколоть эмбриональные стволовые клеточки (ЭСК) мышке с подавленным иммунитетом, то как «побочный продукт» появляются доброкачественные опухоли – тератокарциномы, а инъекция эмбриональных половых клеток (ЭПК) такового эффекта не дает.


«Теплицы» для клеток


Эмбриональные стволовые клеточки (ЭСК) выращивают в особенных критериях. Задачка – не дать им специализироваться спонтанно и пустить специализацию в подходящем направлении методом прибавления разных веществ, к примеру гормонов и причин роста. Дно чашечки Петри покрыто специально обработанными мышиными клетками-кормильцами, которые являются специфичной «почвой» для роста, выделяющей нужные для ЭСК вещества. Чтоб провоцировать рост клеток, в эту среду добавляют также бычью эмбриональную сыворотку. Животные составляющие могут «загрязнить» созданные для трансплантации людские клеточки субстанциями, которые синтезируются животной клеточкой и не синтезируются людской. Такие вещества (к примеру, сиаловая кислота) служат антигенами и вызывают сильный иммунный ответ при трансплантации. Потому от животных компонент лучше избавиться. Пока это удалось сделать только отчасти: существует несколько научных работ, в каких показано, что «мышиный» нижний слой можно убрать – и это уже большой прорыв (хотя все приобретенные пока ЭСК выращивались «на мышах» и загрязнение уже могло произойти). А вот от бычьей сыворотки избавиться не удалось – пока она совсем нужна.


Любопытно, что эмбриональные половые клеточки склонны сформировывать совсем уникальные структуры – «эмбрионовидные тела». Это комок, состоящий из спонтанно специализировавшихся клеток всех типов – кожи, сердечной мускулы, нейронов, волос.


Сам для себя зародыш


На данный момент из эмбриональных клеток выращивают ткани, в перспективе – органы. В любом случае вопрос сопоставимости остается открытым. Иммунная система штурмует чужеродные клеточки, что в итоге может привести к отторжению либо даже погибели пациента. Потому ученые разрабатывают другие подходы.


Один из путей заключается в том, чтоб тщательно узнать, какие хим реакции принуждают специализироваться стволовые клеточки, и вводить фактически эти вещества. 2-ой –видоизменять стволовые клеточки «на заказ», для каждого определенного человека. Фантастика? Ядро, к примеру, клеточки кожи пациента пересаживается в яйцеклетку (это именуется терапевтическим клонированием). «Оплодотворенную» таким макаром зиготу выращивают в пробирке до стадии бластоцисты, из которой и получают стволовые клеточки с подходящим пациенту иммунологическим профилем.


Человек-паук


А что, если таким же образом в яйцеклетку, к примеру, енота, поместить ядро людской клеточки? Получится ли человек-енот? На теоретическом уровне, такое существо – химера – будет являться гибридом 2-ух видов. Китайские ученые уже шагнули от теории к практике. В 2003 году группой ученых из Второго Шанхайского мед института под управлением Ху Чжень Шеня были получены модификации из клеток кожи нескольких человек (кожи последней плоти 2-ух мальчишек и 2-ух парней и клеток кожи с лица дамы) и яйцеклеток крольчихи. Последние были за ранее освобождены от ДНК зайчика, после этого туда ввели ДНК человека. Таким макаром, гибрид получил от зайчика только маленькое количество митохондриальной ДНК. «Оплодотворено» было более 400 яйцеклеток, а до стадии бластоцисты дошло около сотки «химер». Предстоящая жизнь искуственных созданий была прервана – кто может показаться на свет из такового зародыша, китайские ученые выяснить не отважились. Но уже в 2004 году исследователям из Миннесоты удалось вырастить свинью с людской кровью, а сначала этого года доктор Ирвинг Вайссман, директор Института стволовых клеток Стэнфорда, заявил о намерении получить зародыш мыши с мозгом человека. Вобщем, на вопрос, будет ли такая мышь умнее собственных создателей, ученые ответить пока не могут.






Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments