У млекопитающих есть два основных типа стволовых клеток:
- Эмбриональные стволовые клетки, выделенные из внутренней клеточной массы бластоцист в раннем эмбриональном развитии
- Взрослые стволовые клетки, обнаруженные в различных полностью развитых тканях млекопитающих.
У взрослых организмов стволовые клетки и клетки-предшественники действуют как система восстановления, восполняя зрелые ткани.
В развивающемся эмбрионе стволовые клетки должны дифференцироваться во все специализированные клетки - эктодерму, энтодерму и мезодерму (индуцированные плюрипотентные стволовые клетки) - и поддерживать нормальный оборот регенеративных органов, таких как кровь, кожа или ткани. Кишечник.
У человека есть три доступных источника стволовых клеток, которые могут быть удалены и трансплантированы в другие области того же организма (аллогенные): костный мозг, жировая ткань и кровь. Стволовые клетки также могут быть взяты из пуповинной крови ребенка. Сразу после рождение Из всех методов лечения стволовыми клетками аллогенный сбор в целом имеет самый низкий индекс риска.
Взрослые стволовые клетки используются в различных медицинских методах лечения, таких как трансплантация костного мозга. Сегодня они также могут быть искусственно культивированы и преобразованы (дифференцированы) в специализированные цитологические типы с характеристиками, соответствующими характеристикам различных тканей, таких как мышцы или нервы. Линии эмбриональных клеток и аллогенные эмбриональные стволовые клетки, полученные в результате переноса или дифференцировки соматических клеток, также были предложены в качестве потенциальных кандидатов.
Исследования стволовых клеток стали результатом открытий Эрнеста А. МакКаллока и Джеймса Э. Тилля в Университете Торонто в 1960-х годах.
и производит две стволовые клетки, идентичные оригиналу.
Таким образом, количество стволовых клеток остается постоянным.
Значение плюрипотентности стволовых клеток
Плюрипотентность определяет потенциал дифференцировки стволовых клеток, то есть способность дифференцироваться в разные типы клеток.
- Тотипотентные (также известные как всемогущие) стволовые клетки могут дифференцироваться как в эмбриональные, так и в экстраэмбриональные клетки. Эти клетки могут построить полноценный и функциональный организм. Они производятся путем слияния яйцеклетки и сперматозоида. Клетки, продуцируемые первыми делениями оплодотворенной яйцеклетки, также являются тотипотентными.
- Плюрипотентные стволовые клетки являются потомками тотипотентных клеток и могут дифференцироваться практически в любую клетку, полученную из любого из трех зародышевых листков.
- Мультипотентные стволовые клетки могут дифференцироваться только в типы клеток, принадлежащих к близкородственному семейству.
- Олигопотентные стволовые клетки могут дифференцироваться только в определенные типы клеток, такие как лимфоидные или миелоидные стволовые клетки.
- Унипотентные клетки могут производить только один тип клеток, свои собственные, но они могут похвастаться характеристикой самообновления, которая отличает их от не стволовых клеток (например, клеток-предшественников, которые не могут самообновляться).
Идентификация стволовых клеток
На практике стволовые клетки идентифицируются на основании их способности регенерировать ткани. Например, тест на определение костного мозга - гемопоэтические стволовые клетки (HSC) - это способность трансплантировать клетки, чтобы спасти человека, у которого их нет. Это показывает, что в долгосрочной перспективе эти клетки могут непрерывно производить новые единицы. Также должна быть возможность изолировать стволовые клетки от одного пересаженного человека другому без демонстрации того, что стволовые клетки способны к самообновлению.
Свойства стволовых клеток также могут быть выявлены in vitro с использованием таких методов, как «клоногенный анализ», в котором отдельные клетки оцениваются на предмет их способности дифференцироваться и самообновляться. Стволовые клетки также можно выделить, распознав маркеры клеточной поверхности. Однако условия культивирования in vitro могут изменять поведение клеток, что затрудняет прогнозирование того, как они будут действовать in vivo. До сих пор ведутся серьезные споры о том, являются ли некоторые популяции взрослых клеток стволовыми клетками или нет.
пациента могут нацеливаться на имплантированные клетки. Полезный способ избежать этой последней возможности - использовать стволовые клетки того же пациента, которого нужно лечить.
Кроме того, плюрипотентность некоторых стволовых клеток может затруднить получение необходимого конкретного типа клеток. Осложнения также увеличиваются, потому что не все клетки в популяции дифференцируются равномерно. Недифференцированные могут создавать ткани, отличные от цели.
Некоторые стволовые клетки могут вызывать настоящие опухоли после трансплантации; плюрипотентность связана с этими изменениями, особенно в отношении индуцированных эмбриональных, фетальных и плюрипотентных стволовых клеток. Адекватные фетальные стволовые клетки могут образовывать опухоли, несмотря на мультипотентность.
В настоящее время ведутся различные исследования по разработке стволовых клеток и их применению для лечения нейродегенеративных состояний, диабета, сердечных заболеваний и других заболеваний, стволовых клеток, которые позволят «глубже понять развитие человека, органогенез и моделирование заболеваний человека».
Выделение и культивирование эмбриональных стволовых клеток, благодаря растущей способности использовать перенос ядер и методы создания соматически индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, вызвало многочисленные споры, связанные с абортами и клонированием человека.
Гепатотоксичность и повреждение печени, вызванные некоторыми активными ингредиентами, являются причиной значительного числа неудач в разработке новых лекарств и последующего их вывода с рынка, что подчеркивает необходимость скрининга клеток гепатоцитов, полученных из стволовых клеток, которые могли бы обнаруживать раннюю токсичность лекарств, сокращая расширенное тестирование.
