Кровь - зеркало здоровья

• Стволовые клетки пуповинной крови: кому и зачем они нужны?
• Терапия с применением стволовых клеток
• Банки пуповинной крови
• Подробнее о стволовых клетках

---

Клеточные технологии
Технология стволовых клеток в биотехнологии - это своеобразный ящик Пандоры, который скрывает многие тайны жизни, - но какова цена таких открытий? В научном аспекте применение этой технологии кажется безграничным, но этические соображения и нормы уже сейчас ставят барьеры на пути ее развития. Технология стволовых клеток может привести к новому пониманию развития и дифференциации клеток, как и почему развиваются определенные ткани, почему возникают заболевания и как их лечить. Станет возможным клонирование от отдельных тканей до целых организмов.

Необходимо рассматривать предмет клеточных технологий - стволовые клетки - с научной, этической и юридической точек зрения. Выражение "неполное знание хуже полного невежества" как нельзя более уместна в биотехнологии, где особенно необходимо досконально разобраться в вопросе, прежде чем высказываться "за" или "против".

Изучение стволовых клеток началось около 40 лет назад, в начале 1960-х, с получения стволовых клеток из костного мозга. Выделенные клетки были способны давать начало многим тканям, главным образом, клеткам крови. Двадцать лет назад в лабораторных условиях были выделены стволовые клетки мыши. Эту методику пытались использовать для получения человеческих стволовых клеток, но из-за проблем, связанных с их выделением и клонированием, это удалось только в 1998.

Есть два различных типа стволовых клеток. Первые - это эмбриональные стволовые клетки, из которых состоит эмбрион. Стволовые клетки другого типа называются взрослыми или соматическими, их происхождение в настоящий момент достоверно не известно. Можно только сделать предположение, что это остатки эмбриональных стволовых клеток, по какой-то причине оставшихся в тканях недифференцированными.

Продолжение исследований на эту тему стимулируется возможностями медицинского применения стволовых клеток для лечения больных или травмированных тканей как регенерирующего или репаративного средства и нашим интересом ко всему, что может ответить на вопросы о сущности жизни.

Что такое стволовые клетки?
Что же такое стволовые клетки, и какие именно качества делают их особыми? Стволовые клетки определяются тремя основными характеристиками. Во-первых, это неспециализированные клетки (в отличие от клеток, из которых состоят мышцы, мозг и т.д.). Во-вторых, стволовые клетки способны делиться в течение долгого времени, причем в результате каждого деления образуются две идентичные клетки. Третье важное свойство стволовых клеток - то, что они способны к дифференциации в специфические типы клеток, такие как клетки мышц, мозга, крови. Стволовые клетки можно найти в любой животной ткани, а, поскольку эмбрионы состоят из стволовых клеток, которые при делении и дифференциации превращаются в специализированные клетки и ткани, все мы в конечном счете состоим из стволовых клеток. Клетки однодневного эмбриона способны дифференцироваться в любой из около 220 типов клеток, образующих человеческое тело.

Во взрослых организмах небольшое число стволовых клеток присутствует во всех органах, выполняя функцию репарации поврежденных и больных тканей. Чем моложе организм, тем больше запас стволовых клеток, и, соответственно, восстановительный потенциал. Кроме восстановления утраченных функций органов и тканей, стволовые клетки способны тормозить неконтролируемые патологические процессы, такие как воспаления, аллергии, онкологические процессы, старение и т.д.

Предполагается, что использование в медицине стволовых клеток даст возможность успешно бороться с заболеваниями, сейчас считающиеся неизлечимыми.

Как получают эмбрионы для исследования стволовых клеток?
Один из основных источников получения стволовых клеток в настоящее время - эмбриональные ткани. Для получения стволовых клеток необходимо разрушение эмбрионов, источников получения которых четыре, и каждый имеет свои этические "но". Наименее морально проблематичен метод получения эмбрионов методом экстракорпорального оплодотворения, но многие группы исследователей используют другие способы.

Четыре источника получения эмбрионов
1. Клиники, практикующие экстракорпоральное оплодотворение, во время оплодотворения in vitro обычно используют более одной оплодотворенной яйцеклетки, так как часто первая имплантация может оказаться безуспешной, и требуется еще несколько процедур. В результате остаются тысячи невостребованных яйцеклеток, которые можно использовать для получения стволовых клеток.
2. Абортивный материал
3. Эмбрионы - продукты клонирования
4. Эмбрионы, специально полученные для выделения стволовых клеток, путем смешивания яйцеклеток и спермы.

В чем различие между двумя типами стволовых клеток?
Кроме источника получения стволовых клеток между ними множество других различий. Наиболее важное - их способность выживать в лаборатории без дифференциации. Эмбриональные стволовые клетки способны реплицироваться, оставаясь недифференцированными в течение года, что для стволовых клеток из взрослых организмов недостижимо. Стволовые клетки из взрослых организмов присутствуют во всех тканях и активируются при заболевании или повреждении ткани, они более дифференцированы, чем эмбриональные.

Как происходит дифференциация стволовых клеток?
При получении "сигнала" извне стволовые клетки способны к дифференциации в различные типы клеток и тканей. Эти сигналы в любом организме возникают естественным путем, но могут быть созданы искусственно в лабораторных условиях. Эмбриональные стволовые клетки могут дифференцироваться в три различных типа тканей: эндодерму, дающую начало внутренним органам, мезодерму (соединительная ткань, мышцы, систему кровообращения и костная ткань) и эктодерму (кожа, органы чувств и нервные клетки). Из-за этой способности дифференцироваться в различные типы тканей эти клетки называют мультипотентными. Если взвесь эмбриональных стволовых клеток оставить в жидкой среде, они начнут собираться вместе, образуя эмбрионоподобную структуру и спонтанно дифференцироваться.

Соматические клетки также способны к дифференциации, однако более ограниченной, чем эмбриональные. Соматические клетки одного типа способны давать начало другим типам клеток. Эта способность называется пластичностью. Это свойство делает возможным применение соматических стволовых клеток для терапии и репарации больных и поврежденных тканей. Однако, использование соматических стволовых клеток ограничивает то, что они труднее поддаются дифференциации и культивируются в лабораторных условиях хуже, чем эмбриональные.

В случае болезни или ранения стволовые клетки могут быть использованы для восстановления или замещения поврежденной ткани. Исследователи ищут применение этой технологии для лечения особенно значимых для человечества заболеваний, таких как болезнь Паркинсона, диабет, повреждения спинного мозга, мышечные дистрофии, болезнь Альцгеймера, ожоги, артриты, потеря зрения и слуха и т.д.. Есть и другие причины изучать стволовые клетки. Первая - это способ получить новое знание о том, как организм развивается из одной клетки, какие сигналы "включают" механизмы дифференциации, и как это происходит. Это даст возможность врачам полнее понять и, возможно, предотвращать пороки развития плода. Вторая - то, что понимание механизма пролиферации стволовых клеток может дать новую информацию о причинах и развитии онкологических заболеваний для их предотвращения и/или эффективного лечения.

Перспективы клеточных технологий
Перспективы применения клеточных технологий во многих областях медицины, включая трансплантацию органов, испытание лекарственных препаратов, лечение и восстановление поврежденных тканей, очень заманчивы и близки, но до начала полного использования потенциала клеточных технологий необходимо разрешить следующие проблемы:
• Стволовые клетки должны быть доступны в достаточных количествах
• Дифференциация стволовых клеток должна быть строго направленной и специфичной
• Стволовые клетки должны быть жизнеспособны в организме реципиента
• После трансплантации стволовые клетки должны быть способны интегрироваться в ткани реципиента
• Трансплантант должен функционировать в течение всей жизни реципиента
• Трансплантация не должна наносить какого-либо вреда реципиенту (включая иммунную реакцию отторжения).

Пока неизвестно, универсальны ли соматические стволовым клетки в той же мере, что и эмбриональные, особенно при лечении болезни Паркинсона и диабета. Также замечено, что наращивать большие количества соматических стволовых клеток гораздо сложнее, чем эмбриональных, и есть опасение, что соматические клетки со временем утрачивают свой потенциал.