Jak se zavádějí kmenové buňky? Čeho jsou kmenové buňky schopny. Monopotentní kmenové buňky

Kmenové buňky jsou nediferencované buňky, které jsou jako „strategická rezerva“ přítomny v lidském těle v jakékoli fázi jeho života. Zvláštností je jejich neomezená schopnost dělení a schopnost dát vzniknout jakémukoli typu specializovaných lidských buněk.

Díky jejich přítomnosti dochází k postupné buněčné obnově všech orgánů a tkání těla a obnově orgánů a tkání po poškození.

Historie objevů a výzkumu

Rus jako první dokázal existenci kmenových buněk vědec Alexander Anisimov. Stalo se to již v roce 1909. Jejich praktické využití Vědci se začali zajímat mnohem později, kolem roku 1950. Teprve v roce 1970 byly kmenové buňky poprvé transplantovány pacientům s leukémií, a tato metoda léčba se začala používat po celém světě.

Zhruba v této době bylo studium kmenových buněk vyčleněno jako samostatná oblast, začaly vznikat samostatné laboratoře a dokonce celé výzkumné ústavy vyvíjející metody léčby pomocí progenitorových buněk. V roce 2003 se objevila první ruská biotechnologická společnost s názvem Human Stem Cell Institute, která je dnes největším úložištěm vzorků kmenových buněk a také propaguje na trhu vlastní inovativní léky a high-tech služby.

Na v tomto stádiu S rozvojem medicíny se vědcům podařilo získat vajíčko z kmenové buňky, což v budoucnu umožní neplodným párům mít vlastní děti.

Video: Úspěšné biotechnologie

Kde se nacházejí progenitorové buňky?

Kmenové buňky lze nalézt téměř v každé části lidského těla. Jsou nutně přítomny v jakékoli tkáni těla. Jejich maximální množství u dospělého je obsaženo v červené barvě kostní dřeně o něco méně v periferní krvi, tukové tkáni a kůži.

Čím je organismus mladší, tím více jich obsahuje, tím aktivnější jsou tyto buňky z hlediska rychlosti dělení a tím širší je rozsah specializovaných buněk, kterým každá progenitorová buňka může dát život.

Odkud berou materiál?

Embryonální.

Pro výzkumníky jsou „nejchutnější“ embryonální kmenové buňky, protože čím kratší dobu organismus žil, tím plastičtější a biologicky aktivnější jsou prekurzorové buňky.

Pokud ale pro výzkumníky není problém získat zvířecí buňky, pak jsou jakékoli experimenty s použitím lidských embryí považovány za neetické.

A to i přesto, že podle statistik přibližně každé druhé těhotenství v moderní svět končí potratem.

Z pupečníkové krve.

Z hlediska morálky a legislativních rozhodnutí jsou v řadě zemí k dispozici kmenové buňky z pupečníkové krve, pupeční šňůry samotné a placenty.

V současné době vznikají celé banky kmenových buněk izolovaných z pupečníkové krve, které lze následně využít k léčbě řady onemocnění a následků poranění těla. Na komerční bázi nabízí řada soukromých bank rodičům osobní „zálohu“ pro jejich dítě. Jedním z argumentů proti odběru a zmrazení pupečníkové krve je omezené množství, které lze tímto způsobem získat.

Má se za to, že k obnovení krvetvorby po chemoterapii nebo radioterapii bude pouze dítě do určitého věku a tělesné hmotnosti (do 50 kg) potřebovat vlastní rozmražené kmenové buňky.

Ne vždy je ale nutné toto obnovit velký počet tkaniny. K obnově např. stejné chrupavky kolenního kloubu bude stačit jen malá část zachovaných buněk.

Totéž platí pro obnovu buněk poškozené slinivky nebo jater. A protože se kmenové buňky z jedné porce pupečníkové krve před zmrazením rozdělí do více kryozkumavek, bude možné vždy použít malou část materiálu.

Získávání kmenových buněk od dospělého.

Ne každý má to štěstí, že dostane „nouzovou zásobu“ kmenových buněk z pupečníkové krve od svých rodičů. Proto se v této fázi vyvíjejí metody, jak je získat od dospělých.

Hlavní tkáně, které mohou sloužit jako zdroje, jsou:

tuková tkáň (přijatá například během liposukce);
periferní krev, kterou lze odebrat ze žíly);
červená kostní dřeň.

Dospělé kmenové buňky získané z různých zdrojů mohou mít určité rozdíly, protože buňky ztrácejí svou všestrannost. Například z krve a buněk červené kostní dřeně mohou vzniknout převážně krvinky. Říká se jim hematopoetické.

A kmenové buňky z tukové tkáně se mnohem snadněji diferencují (degenerují) na specializované buňky orgánů a tkání těla (chrupavky, kosti, svaly atd.). Říká se jim mezenchymální.

V závislosti na rozsahu úkolu, kterému vědci čelí, mohou potřebovat různé počty takových buněk. Nyní se například vyvíjejí metody, jak vypěstovat zuby získané z moči z nich. Zas tak moc jich tam není.

Ale vzhledem k tomu, že zub je potřeba narůst jen jednou a jeho životnost je značná, nevyžaduje mnoho kmenových buněk.

Video: Pokrovsky Stem Cell Bank

Skladovací banky biologického materiálu

Pro uchovávání vzorků jsou vytvořeny speciální sklenice. V závislosti na účelu skladování materiálu mohou být ve vlastnictví státu. Říká se jim také registrační banky. Registrátoři uchovávají kmenové buňky od anonymních dárců a mohou materiál podle svého uvážení poskytnout jakýmkoli lékařským nebo výzkumným institucím.

Existují i komerční banky, které vydělávají na skladování vzorků od konkrétních dárců. Pouze jejich majitelé je mohou použít k léčbě sebe nebo blízkých příbuzných.

Pokud mluvíme o poptávce po vzorcích, statistiky jsou následující:

každý tisícý vzorek je požadován v registračních bankách;
ještě méně často poptávaný materiál uložený v soukromých bankách.

Má však smysl uchovávat registrovaný vzorek v soukromé bance. Důvodů je několik:

Dárcovské vzorky stojí peníze, někdy i dost, a částka potřebná k nákupu vzorku a jeho doručení na správnou kliniku je často mnohonásobně vyšší než náklady na skladování vlastního vzorku po několik desetiletí;
nominální vzorek lze použít k léčbě pokrevních příbuzných;
Dá se předpokládat, že v budoucnu budou orgány a tkáně pomocí kmenových buněk obnovovány mnohem častěji, než se děje v naší době, a proto poptávka po nich bude jen růst.

Aplikace v lékařství

Ve skutečnosti je jediným směrem jejich využití, který již byl prozkoumán, transplantace kostní dřeně jako fáze léčby leukémie a lymfomů. Některé výzkumy rekonstrukce orgánů a tkání pomocí kmenových buněk už dospěly do fáze provádění experimentů na lidech, ale o masovém zavedení do praxe lékařů se zatím nemluví.

K získání nových tkání z kmenových buněk je obvykle nutné provést následující manipulace:

sběr materiálu;
izolace kmenových buněk;
pěstování kmenových buněk na živných substrátech;
vytváření podmínek pro transformaci kmenových buněk na specializované;
snížení rizik spojených s možností maligní degenerace buněk získaných z kmenových buněk;
transplantace.

Kmenové buňky se izolují z tkání odebraných pro experiment pomocí speciálních zařízení zvaných separátory. Existují také různé metody ukládání kmenových buněk, ale jejich účinnost je do značné míry dána kvalifikací a zkušenostmi personálu a existuje také riziko bakteriální nebo plísňové kontaminace vzorku.

Výsledné kmenové buňky se umístí do speciálně připraveného média, které obsahuje lymfu nebo krevní sérum novorozených telat. Na živném substrátu se mnohonásobně dělí, jejich počet se několikatisíckrát zvyšuje. Před jejich zavedením do těla vědci nasměrují jejich diferenciaci určitým směrem, například získají nervové buňky, jaterní nebo pankreatické buňky, chrupavková destička atd.

Právě v této fázi hrozí jejich degenerace do nádorů. Aby se tomu zabránilo, jsou vyvíjeny speciální techniky, které snižují pravděpodobnost rakovinové degenerace buněk.

Způsoby zavádění buněk do těla:

zavedení buněk do tkáně přímo v místě poranění nebo poškození tkáně v důsledku patologického procesu (onemocnění): zavedení kmenových buněk do oblasti krvácení do mozku nebo do místa poškození periferie nervy;
zavedení buněk do krevního řečiště: takto se zavádějí kmenové buňky při léčbě leukémie.

Výhody a nevýhody použití kmenových buněk pro omlazení

Studium a využití v médiích je stále častěji uváděno jako způsob, jak dosáhnout nesmrtelnosti nebo alespoň dlouhověkosti. Již ve vzdálených 70. letech byly kmenové buňky podávány starším členům politbyra KSSS jako omlazující prostředek.

Nyní, když se objevila řada soukromých biotechnologických výzkumných center, začali někteří výzkumníci provádět injekce proti stárnutí kmenových buněk, které byly dříve odebrány samotnému pacientovi.

Tento postup je poměrně nákladný, ale jeho výsledek vám nikdo nezaručí. Při souhlasu si klient musí být vědom toho, že se účastní experimentu, protože mnoho aspektů jejich použití ještě nebylo prozkoumáno.

Video: Co dokážou kmenové buňky

Nejběžnější typy procedur jsou:

zavedení kmenových buněk do dermis (postup poněkud připomíná biorevitalizaci);
vyplňování kožních defektů, přidávání objemu tkáním (toto je spíše použití výplní).

Ve druhém případě je použita vlastní tuková tkáň pacienta a jeho kmenové buňky ve směsi se stabilizovanou kyselinou hyaluronovou. Pokusy na zvířatech ukázaly, že takový koktejl umožňuje zakořenit více tukové tkáně a udržet objem po dlouhou dobu.

První pokusy byly prováděny na lidech, kterým se pomocí této techniky odstranily vrásky a zvětšily se mléčné žlázy. Data však zatím nejsou dostatečná k tomu, aby žádný lékař tuto zkušenost svému pacientovi zopakoval a poskytl mu zaručený výsledek.

1908: Termín „kmenová buňka“ (Stammzelle) navrhl pro široké použití ruský histolog Alexander Maximov (1874-1928). Popsal a prokázal krvetvorné kmenové buňky pomocí metod své doby a právě pro ně byl tento termín zaveden.
60. léta: Joseph Altman a Gopal D. Das () předložili vědecké důkazy o neurogenezi dospělých, neustálé aktivitě mozkových kmenových buněk. Jejich zjištění byla v rozporu s dogmatem Ramóna y Cajala, že nervové buňky se nerodí v dospělém těle, a nebyly široce propagovány.
1963: Ernest McCulloch a James Till prokázali přítomnost samoobnovujících se buněk v kostní dřeni myší.
1968: byla prokázána možnost obnovení krvetvorby u příjemce po transplantaci kostní dřeně. Transplantace kostní dřeně u osmiletého chlapce vede k uzdravení z těžké formy imunodeficience. Dárkyně byla sestra s kompatibilní sadou leukocytárních antigenů (HLA).
1970: Alexander Yakovlevich Friedenstein izolován z kostní dřeně morčata, úspěšně kultivovali a popsali buňky podobné fibroblastům, které byly následně pojmenovány Multipotentní mezenchymální stromální buňky.
1978: V pupečníkové krvi byly objeveny hematopoetické kmenové buňky.
1981: Myší embryonální buňky jsou získány z embryoblastu (vnitřní buněčná hmota blastocysty) vědci Martin Evans, Matthew Kaufman a nezávisle Gail R. Martin. Gail Martin je připočítána za vytvoření termínu embryonální kmenová buňka.
1988: Eliane Gluckman provedla první úspěšnou transplantaci pupečníkové krve HSC u pacienta s Fanconiho anémií. E. Gluckman prokázal, že použití pupečníkové krve je účinné a bezpečné. Od té doby je pupečníková krev široce používána v transplantologii.
1992: Získány neurální kmenové buňky in vitro. Byly vyvinuty protokoly pro jejich kultivaci ve formě neurosfér.
1992: první personalizovaná kolekce kmenových buněk. Profesor David Harris zmrazil kmenové buňky z pupečníkové krve svého prvorozeného syna. Dnes je David Harris ředitelem největší světové banky kmenových buněk z pupečníkové krve.
1987-1997: 10 let ve 45 letech lékařská střediska Na celém světě bylo provedeno 143 transplantací pupečníkové krve.
1997: V Rusku byla provedena první operace na onkologické pacientce k transplantaci kmenových buněk z pupečníkové krve.
1998: James Thomson a jeho spolupracovníci na University of Wisconsin-Madison vyvinuli první řadu lidských ESC.
1998: První autologní transplantace kmenových buněk z pupečníkové krve na světě dívce s neuroblastomem (nádor na mozku). Celkový počet V letošním roce bylo dosud provedeno více než 600 operací transplantace pupečníkové krve.
1999: časopis Věda uznal objev embryonálních kmenových buněk jako třetí nejvýznamnější událost v biologii po rozluštění dvojité šroubovice DNA a projektu Human Genome Project.
2000: byla publikována řada článků o plasticitě kmenových buněk zralého organismu, tedy jejich schopnosti diferencovat se na buněčné složky různých tkání a orgánů.
2003: Journal of the National Academy of Sciences of the United States (PNAS USA) zveřejnil zprávu, že po 15 letech skladování v tekutém dusíku si kmenové buňky z pupečníkové krve plně zachovávají své biologické vlastnosti. Od této chvíle se na kryogenní skladování kmenových buněk začalo pohlížet jako na „biologické pojištění“. Světová sbírka kmenových buněk uložených v bankách dosáhla 72 000 vzorků. K září 2003 bylo ve světě provedeno již 2 592 transplantací kmenových buněk z pupečníkové krve, z toho 1 012 dospělým pacientům.
V období 1996 až 2004 bylo provedeno 392 autologních (vlastních) transplantací kmenových buněk.
2005: Vědci z Kalifornské univerzity v Irvine vstříkli lidské nervové kmenové buňky krysám s traumatickým poraněním míchy a byli schopni částečně obnovit schopnost krys pohybovat se.
2005: seznam nemocí, u kterých byla úspěšně použita transplantace kmenových buněk, dosahuje několika desítek. Hlavní důraz je kladen na léčbu zhoubných novotvarů, různé formy leukémie a další krevní onemocnění. Existují zprávy o úspěšné transplantaci kmenových buněk pro onemocnění kardiovaskulárního a nervového systému. Různá výzkumná centra provádějí výzkum využití kmenových buněk při léčbě infarktu myokardu a srdečního selhání. Byly vyvinuty mezinárodní protokoly pro léčbu roztroušené sklerózy. Hledají se přístupy k léčbě mrtvice, Parkinsonovy a Alzheimerovy choroby.
Srpen 2006: Časopis Cell publikuje studii Kazutoshi Takahashi a Shinya Yamanaka o způsobu, jak vrátit diferencované buňky do pluripotentního stavu. Začíná éra indukovaných pluripotentních kmenových buněk.
Leden 2007: Výzkumníci z Wake Forest University (Severní Karolína, USA), vedení Dr. Anthony Atala z Harvardu, oznámili objev nového typu kmenových buněk nalezených v plodové vodě (plodová voda). Mohou být potenciální náhradou za ESC ve výzkumu a terapii.
Červen 2007: Tři nezávislé výzkumné skupiny oznámily, že zralé kožní buňky myší lze přeprogramovat na ESC. Ve stejném měsíci vědec Shukhrat Mitalipov oznámil vytvoření linie kmenových buněk primátů prostřednictvím terapeutického klonování.
Listopad 2007: v časopise Buňka publikoval studii Katsutoshi Takagashi a Shinya Yamanaka „Indukce pluripotentních kmenových buněk ze zralých lidských fibroblastů za určitých faktorů“ a v časopise Věda Byl publikován článek „Indukované pluripotentní kmenové buňky odvozené z lidských somatických buněk“ od Juninga Yu, jehož autorem jsou další vědci z výzkumné skupiny Jamese Thomsona. Bylo prokázáno, že je možné indukovat téměř jakoukoli zralou lidskou buňku a dát jí kmenové vlastnosti, v důsledku čehož není potřeba laboratorně ničit embrya, i když rizika karcinogeneze v souvislosti s genem Myc a retrovirální zbývá určit přenos genů.
Leden 2008: Robert Lanza a jeho kolegové z Pokročilá buněčná technologie a Kalifornská univerzita v San Franciscu vyrobila první lidské ESC bez zničení embrya.
Leden 2008: Klonované lidské blastocysty jsou kultivovány pomocí terapeutického klonování.
Únor 2008: pluripotentní kmenové buňky odvozené z myších jater a žaludku, tyto indukované buňky jsou blíže embryonálním než dříve odvozeným indukovaným kmenovým buňkám a nejsou karcinogenní. Kromě toho geny potřebné k indukci pluripotentních buněk nemusí být umístěny ve specifické oblasti, což usnadňuje vývoj technologií přeprogramování nevirových buněk.
Březen 2008: byla poprvé publikována studie lékařů z Regenerative Sciences Institute o úspěšné regeneraci chrupavky v lidském kolenním kloubu pomocí autologních zralých MSC.
Říjen 2008: Zabine Konrad a její kolegové z Tübingenu (Německo) získali pluripotentní kmenové buňky ze spermatogoniálních buněk zralých lidských varlat kultivací in vitro s přídavkem FIL (leukemický inhibiční faktor).
30. října 2008: Embryonální kmenové buňky získané z lidských vlasů.
1. března 2009: Andreas Nagy, Keisuke Kaji a jejich kolegové objevili způsob, jak vyvinout embryonální kmenové buňky z normálních zralých buněk pomocí inovativní technologie „zabalení“ k dodání specifických genů do buněk pro přeprogramování bez rizika použití virů. Geny jsou umístěny do buněk pomocí elektroporace.
28. května 2009: Kim Gwangsoo a jeho kolegové z Harvardu oznámili, že vyvinuli způsob, jak manipulovat s kožními buňkami tak, aby produkovaly indukované pluripotentní kmenové buňky způsobem specifickým pro pacienta, přičemž tvrdili, že je to „konečné řešení problému s kmenovými buňkami“.
2011: Izraelský vědec Inbar Friedrich Ben-Nun vedl tým vědců, který vyvinul první kmenové buňky z ohrožených druhů zvířat. To je průlom a díky němu můžeme zachránit druhy, kterým hrozí vyhynutí.
2012: Podávání kmenových buněk pacientům odebraných z jejich vlastní kostní dřeně tři až sedm dní po infarktu je bezpečná, ale neúčinná léčba, podle klinické studie podporované americkým Národním institutem zdraví. Studie provedené německými specialisty na kardiologickém oddělení v Hamburku však ukázaly pozitivní výsledky při léčbě srdečního selhání, nikoli však infarktu myokardu.

Vlastnosti

Všechny kmenové buňky mají dvě základní vlastnosti:

Sebeobnova, tedy schopnost zachovat nezměněný fenotyp po rozdělení (bez diferenciace).
Potence (diferenciační potenciál), neboli schopnost produkovat potomstvo ve formě specializovaných buněčných typů.

Vlastní aktualizace

Existují dva mechanismy, které udržují populaci kmenových buněk v těle:

Asymetrické dělení, při kterém vzniká stejný pár buněk (jedna kmenová buňka a jedna diferencovaná buňka).
Stochastické dělení: jedna kmenová buňka se dělí na dvě specializovanější.

Diferenciační potenciál

Diferenciační potenciál neboli potence kmenových buněk je schopnost produkovat určitý počet různých typů buněk. Podle potence se kmenové buňky dělí do následujících skupin:

Totipotentní (omnipotentní) kmenové buňky se mohou diferencovat na buňky embryonálních a extraembryonálních tkání, organizované ve formě trojrozměrných propojených struktur (tkáně, orgány, orgánové systémy, organismus). Takové buňky mohou dát vzniknout plnohodnotnému životaschopnému organismu. Patří mezi ně oplodněné vajíčko nebo zygota. Buňky vytvořené během prvních několika cyklů dělení zygoty jsou u většiny druhů také totipotentní. Mezi ně však nepatří například škrkavky, jejichž zygota při prvním dělení ztrácí totipotenci. U některých organismů mohou diferencované buňky také získat totipotenci. Odříznutou část rostliny lze tedy využít k vypěstování nového organismu právě díky této vlastnosti.
Pluripotentní kmenové buňky jsou potomky totipotentních kmenových buněk a mohou dát vzniknout téměř všem tkáním a orgánům, s výjimkou extraembryonálních tkání (například placenty). Z těchto kmenových buněk se vyvinou tři zárodečné vrstvy: ektoderm, mezoderm a endoderm.
Multipotentní kmenové buňky dávají vzniknout buňkám různých tkání, ale rozmanitost jejich typů je omezena v rámci jediné zárodečné vrstvy.

Oligopotentní buňky se mohou diferencovat pouze na určité typy buněk s podobnými vlastnostmi. Patří mezi ně například buňky lymfoidní a myeloidní řady, které se podílejí na procesu hematopoézy.
Unipotentní buňky (prekurzorové buňky, blastové buňky) jsou nezralé buňky, které, přísně vzato, již nejsou kmenovými buňkami, protože mohou produkovat pouze jeden typ buněk. Jsou schopny opakované sebereprodukce, což z nich dělá dlouhodobý zdroj buněk jednoho specifického typu a odlišuje je od buněk nekmeňových. Jejich schopnost reprodukce je však omezená určité množství dělení, což je také odlišuje od pravých kmenových buněk. Progenitorové buňky zahrnují například některé z myosatelitních buněk zapojených do tvorby kosterní a svalové tkáně.

Klasifikace

Kmenové buňky lze rozdělit do tří hlavních skupin podle zdroje jejich produkce: embryonální, fetální a postnatální (dospělé kmenové buňky).

Embryonální kmenové buňky

Klinické studie využívající ESC podléhají speciálnímu etickému přezkumu. V mnoha zemích je výzkum ESC omezen zákonem.

Jednou z hlavních nevýhod ESC je nemožnost použití autogenního, tedy vlastního materiálu k transplantaci, protože izolace ESC z embrya je neslučitelná s jeho dalším vývojem.

Fetální kmenové buňky

Postnatální kmenové buňky

Navzdory skutečnosti, že kmenové buňky ze zralého organismu mají ve srovnání s embryonálními a fetálními kmenovými buňkami menší účinnost, to znamená, že mohou generovat méně různých typů buněk, etický aspekt jejich výzkumu a použití nevyvolává vážné kontroverze. Možnost použití autogenního materiálu navíc zajišťuje účinnost a bezpečnost léčby. Dospělé kmenové buňky lze rozdělit do tří hlavních skupin: hematopoetické (hematopoetické), multipotentní mezenchymální (stromální) a tkáňově specifické progenitorové buňky. Někdy se buňky z pupečníkové krve zařazují do samostatné skupiny, protože jsou ze všech buněk zralého organismu nejméně diferencované, to znamená, že mají největší potenci. Pupečníková krev obsahuje především hematopoetické kmenové buňky, ale i multipotentní mezenchymální buňky, ale obsahuje i další unikátní odrůdy kmenových buněk, které jsou za určitých podmínek schopny diferenciace na buňky různých orgánů a tkání.

Hematopoetické kmenové buňky

Před použitím pupečníkové krve byla kostní dřeň považována za hlavní zdroj HSC. Tento zdroj je i dnes hojně využíván v transplantologii. HSC se u dospělých nacházejí v kostní dřeni, včetně stehenních kostí, žeber, hrudní kosti a dalších kostí. Buňky lze získat přímo ze stehna pomocí jehly a injekční stříkačky nebo z krve po předběžném ošetření cytokiny, včetně G-CSF (faktor stimulující kolonie granulocytů), který podporuje uvolňování buněk z kostní dřeně.

Druhým, nejdůležitějším a perspektivním zdrojem HSC je pupečníková krev. Koncentrace HSC v pupečníkové krvi je desetkrát vyšší než v kostní dřeni. Kromě toho má tento zdroj řadu výhod. Nejdůležitější z nich:

Stáří. Pupečníková krev se odebírá v nejranější fázi života organismu. HSC z pupečníkové krve jsou maximálně aktivní, protože nebyly vystaveny negativním vlivům vnější prostředí(infekční onemocnění, nezdravá strava atd.). HSC z pupečníkové krve jsou schopny vytvořit velkou buněčnou populaci v krátkém časovém období.
Kompatibilita. Použití autologního materiálu, tedy vlastní pupečníkové krve, zaručuje 100% kompatibilitu. Kompatibilita s bratry a sestrami je do 25 %, zpravidla je možné pupečníkovou krví dítěte léčit i jiné blízké příbuzné. Pro srovnání, pravděpodobnost nalezení vhodného dárce kmenových buněk je od 1:1000 do 1:1000 000.

Multipotentní mezenchymální stromální buňky

Multipotentní mezenchymální stromální buňky (MMSC) jsou multipotentní kmenové buňky schopné diferenciace na osteoblasty (kostní buňky), chondrocyty (buňky chrupavky) a adipocyty (tukové buňky).

Charakteristika embryonálních kmenových buněk

Kmenové buňky a rakovina

Použití v lékařství

V Rusku

Nařízením vlády Ruské federace ze dne 23. prosince 2009 č. 2063-r bylo Ministerstvu zdravotnictví a sociálního rozvoje Ruska, Ministerstvu průmyslu a obchodu Ruska a Ministerstvu školství a vědy Ruska uloženo rozvíjet a předkládat ke zvážení Státní duma Ruská federace návrh zákona „O využití biomedicínských technologií v lékařské praxi“, který upravuje lékařské použití kmenových buněk jako jedné z biomedicínských technologií. Vzhledem k tomu, že návrh zákona vyvolal mezi veřejností a vědci pobouření, byl zaslán k revizi a dosud nebyl přijat.

1. července 2010 Federální služba pro dohled ve zdravotnictví a sociální rozvoj vydalo první povolení k použití nové zdravotnické techniky FS č. 2010/255 (léčba vlastními kmenovými buňkami).

Dne 3. února 2011 vydala Federální služba pro dohled ve zdravotnictví a sociálním rozvoji povolení k použití nové lékařské techniky FS č. 2011/002 (léčba dárcovskými kmenovými buňkami následujících patologií: věkem podmíněné změny na kůži obličeje druhý nebo třetí stupeň, přítomnost kožního defektu rány, trofický vřed, léčba alopecie, atrofické kožní léze včetně atrofických pruhů (strií), popáleniny, diabetická noha

Na Ukrajině

Dnes je na Ukrajině povoleno držet klinické testy(Nařízení Ministerstva zdravotnictví Ukrajiny č. 630 „O provádění klinických zkoušek kmenových buněk“, 2007

Kmenové buňky: mýty a realita

„Žádná oblast biologie při svém zrodu nebyla obklopena takovou sítí předsudků, nepřátelství a dezinterpretací jako kmenové buňky,“ říká člen korespondenta Ruské akademie lékařských věd, specialista v oboru lékařské buněčné biologie Vadim Sergejevič Repin ( Moskevské centrum pro biomedicínské technologie).

Přestože termín „kmenová buňka“ byl zaveden do biologie již v roce 1908, tato oblast buněčné biologie získala v posledním desetiletí dvacátého století status velké vědy. V roce 1999 časopis Science uznal objev kmenových buněk za třetí nejdůležitější událost v biologii po rozluštění dvojité šroubovice DNA a programu lidského genomu. Jeden z objevitelů struktury DNA, James Watson, komentující objev kmenových buněk, poznamenal, že struktura kmenové buňky je jedinečná, protože pod vlivem vnějších instrukcí se může proměnit v embryo nebo v řadu specializovaných somatické buňky.

Kmenové buňky jsou skutečně progenitory všech typů buněk v těle bez výjimky. Jsou schopné sebeobnovy a hlavně při procesu dělení tvoří specializované buňky různých tkání. Všechny buňky v našem těle tedy pocházejí z kmenových buněk.

Kmenové buňky obnovují a nahrazují buňky ztracené v důsledku jakéhokoli poškození ve všech orgánech a tkáních. Jsou určeny k obnově a regeneraci lidského těla od okamžiku jeho narození. Věda teprve začíná využívat potenciál kmenových buněk. Vědci doufají, že v blízké budoucnosti z nich vytvoří tkáně a celé orgány, které pacienti potřebují k transplantaci místo dárcovských orgánů. Jejich výhodou je, že je lze vypěstovat z vlastních buněk pacienta a nezpůsobí odmítnutí.

Lékařské potřeby takového materiálu jsou prakticky neomezené. Pouze 10-20 procent lidí se vyléčí díky úspěšné transplantaci orgánů. 70–80 procent pacientů umírá bez léčby na čekací listině na operaci. Kmenové buňky se tak v jistém smyslu mohou skutečně stát „náhradními díly“ pro naše tělo. K tomu však není vůbec nutné pěstovat umělá embrya - kmenové buňky jsou obsaženy v těle každého dospělého.

Odkud pocházejí kmenové buňky?

Kmenové buňky se podle původu dělí na embryonální, fetální, kmenové buňky z pupečníkové krve a dospělé kmenové buňky.

Zdrojem embryonálních kmenových buněk je blastocysta, embryo, které vzniká pátým dnem oplodnění. Tyto kmenové buňky jsou schopny se v dospělém těle diferencovat na absolutně všechny typy buněk. Tento zdroj kmenových buněk má však své nevýhody. Za prvé, tyto buňky jsou schopné spontánní regenerace do rakovinné buňky. Za druhé, svět dosud neizoloval bezpečnou linii skutečně embryonálních kmenových buněk vhodných pro klinické použití.

Fetální kmenové buňky se získávají z potratového materiálu v 9-12 týdnech těhotenství. Kromě etického a právního napětí je používání nevyzkoušeného abortivního materiálu plné komplikací, jako je infekce pacienta virem herpes, virová hepatitida a dokonce AIDS. Pokud je materiál diagnostikován na virózy, cena metody se zvyšuje, což v konečném důsledku vede ke zvýšení nákladů na samotnou léčbu, která může být v určitých případech velmi účinná.

Zdrojem kmenových buněk je také placentární pupečníková krev odebraná po narození dítěte. Tato krev je velmi bohatá na kmenové buňky. Tím, že se tato krev odebere a vloží do kryobanky kmenových buněk, může být později použita k obnově téměř jakékoli tkáně a orgánů a také k léčbě jakýchkoli onemocnění, včetně rakoviny. Počet kmenových buněk v pupečníkové krvi však není dostatečně velký a jejich efektivní využití je možné pouze jednou pro dítě do 10 let.

Nejdostupnějším zdrojem kmenových buněk je lidská kostní dřeň, protože koncentrace kmenových buněk v ní je maximální. V kostní dřeni jsou dva typy kmenových buněk: první jsou krvetvorné buňky, ze kterých se tvoří naprosto všechny krvinky, druhým jsou mezenchymální kmenové buňky, které regenerují téměř všechny orgány a tkáně.

Proč jsou potřebné kmenové buňky?

Pokud má člověk své vlastní kmenové buňky, proč se po poškození neobnoví samotné orgány? Důvodem je, že jak člověk roste, dochází ke katastrofálnímu poklesu počtu kmenových buněk: při narození - 1 kmenová buňka je nalezena na 10 tisíc, ve věku 20 - 25 - 1 ze 100 tisíc, o 30 - 1 z 300 tisíc. Do 50 let zbývá v těle pouze 1 kmenová buňka na 500 tisíc a právě v tomto věku se obvykle objevují onemocnění jako ateroskleróza, angína, hypertenze atd. Vyčerpání zásob kmenových buněk v důsledku stárnutí nebo těžkých onemocnění, stejně jako narušení mechanismu jejich uvolňování do krve, připravuje tělo o jeho schopnosti. účinná regenerace, v důsledku čehož dochází k vyčerpání vitální činnosti určitých orgánů.

Zvýšení počtu kmenových buněk v těle vede k intenzivní regeneraci a obnově poškozených tkání a nemocných orgánů v důsledku tvorby mladých, zdravých buněk místo ztracených. Moderní medicína už takovou technologii má – říká se jí buněčná terapie.

Co je buněčná terapie

Lidské tělo se vyvíjí do 25 let, poté začíná proces stárnutí, kdy každý den člověk zaznamenává na svém těle ne nejpříjemnější změny. Změny související s věkem kůže, změny v činnosti endokrinních a gonád, svalové tkáně, imunitního a nervového systému jsou také spojeny s vyčerpáním kmenových buněk. Ke kompenzaci této rezervy je potřeba buněčná terapie. Zdraví lidé Udržovací léčbu není nutné zahájit před dosažením věku 35 let. Procedura se naopak doporučuje každému, kdo v jakémkoli věku prodělal vážnou nemoc, úraz, popáleniny nebo otravu.

Ruská věda a medicína mají jeden z nejlepších potenciálů v oblasti výzkumu a aplikace buněčné terapie na světě. První cílené rešerše v oblasti lidských kmenových buněk kostní dřeně začaly jako výsledek metodologického průlomu, který provedl Alexander Jakovlevič Friedenstein v polovině 70. let dvacátého století. V jeho laboratoři byla nejprve získána homogenní kultura kmenových buněk kostní dřeně. Po ukončení dělení se kmenové buňky vlivem kultivačních podmínek proměnily v kost, tuk, chrupavku, svalovinu popř. pojivové tkáně. Průkopnický vývoj A.Ya Friedenstein si vysloužil mezinárodní uznání.

V dnešní době je možné pomocí terapeutické transplantace kmenových buněk léčit nebo využít jako doprovodnou terapii celou řadu onemocnění - cukrovka, ateroskleróza, ischemická choroba srdce, chronická onemocnění klouby, stará zranění, hepatitida a cirhóza jater, autoimunitní onemocnění, Alzheimerova a Parkinsonova choroba, syndrom chronické únavy.

Pomocí buněčné terapie se rychle hojí popáleniny, rány, vředy a kožní jizvy, provádí se rehabilitace po cévních mozkových příhodách a traumatických poraněních mozku, provádí se komplexní regenerační program (zlepšení funkčních schopností těla a kvality života) mezoterapie obličeje, rukou, problémových (ochablých) partií a celého těla. Buněčná terapie se používá jako podpůrná léčba roztroušené sklerózy, sexuálních patologií a neplodnosti u mužů a žen a rakoviny.

Použití kmenových buněk samozřejmě není všelék. Jejich použití v onkologii tedy nevede k vyléčení rakoviny. Existuje však řada unikátních programů zaměřených na rehabilitaci pacientů v době remise a pauzy mezi cykly chemoterapie. Pacienti podstupující tento kurz mnohem lépe snášejí všechny výkony, snižuje se počet komplikací a je možné výkony opakovat dříve. Tím se šance na úspěch výrazně zvyšují. Kromě toho mají kmenové buňky také prokázaný protirakovinný účinek: brzdí vývoj nádoru a aktivují imunitní systém.

Jak probíhá buněčná terapie?

Po vyšetření a odběru testů je pacientovi nabídnuto darování krve (kostní dřeně), ve které je neustále přítomno určité množství kmenových buněk. Moderní technologie umožňují izolovat kmenové buňky a následně tyto buňky pěstovat ve speciálním médiu v mnohem větším množství. Na konci kultivačního procesu je pacientovi předepsán individuální průběh zavádění nativního buněčného materiálu. Veškerá léčba probíhá ambulantně a nevyžaduje změny obvyklého životního rytmu.

K odběru vlastního buněčného materiálu je nutná punkce kostní dřeně. Příprava na zákrok, samotný odběr kostní dřeně a odpočinek po něm trvají 1,5 hodiny (samotný zákrok netrvá déle než 20 minut), po 7 dnech se pacient musí dostavit k lékaři na úvodní injekci a následně navštívit ho pro následné nástřiky podle nakreslené grafiky.

Zavádění buněčného materiálu je bezbolestný výkon prováděný ambulantně za sterilních podmínek. Buněčný materiál lze podávat intravenózně, intramuskulárně, intraartikulárně, subkutánně a také ve formě aplikací v závislosti na způsobu léčby a povaze onemocnění.

Průměrná délka kurzu (v závislosti na zvoleném programu) je 2,5-3 měsíce. kromě počáteční fáze, pacient nemusí po celou dobu kurzu navštěvovat lékaře více než 1-2x týdně.

Zpravidla polovina všech pacientů má zájem o komplexní program regenerace těla. Druhá polovina pacientů jsou pacienti různého věku, s různými nemocemi a jejich komplikacemi – po těžkých úrazech, nehodách, mozkových příhodách, popáleninách, po operacích, stresu, srdečních komplikacích.

Buněčná terapie je budoucnost moderní medicína, se tento směr intenzivně rozvíjí po celém světě. Je příjemné, že naše země nejen že v této oblasti nezaostává za ostatními zeměmi, ale je v něčem před nimi.

Před více než 20 lety dosáhla úroveň rozvoje medicíny nebývalých výšin. Přední lékaři po celém světě začali zavádět léčbu kmenovými buňkami do praxe. Dosud se pomocí buněčných technologií podařilo zachránit desítky tisíc životů a výrazně zmírnit stav pacientů trpících nevyléčitelnými nemocemi.

Kmenové buňky – co to je?

Tento buněčný prvek je „stavebním materiálem“ celého organismu. Právě rozdělením jedné kmenové buňky (zygoty) začíná vznik a vývoj lidského těla.

Úspěšný výsledek léčby kmenovými buňkami je dán jejich schopností sebeobnovy a rozvoje. Po rozdělení vznikají dva typy buněk: ty, které si zachovaly své vlastnosti (nepodléhají změnám) a ty, které se přeměňují na buňky tkání a orgánů. To znamená, že některé buňky vždy zůstávají kmenovými buňkami, zatímco jiné dávají život novým, které tvoří tělo.

Kmenové buňky jsou nositeli genetické informace a jsou zodpovědné za proces regenerace v těle. K dnešnímu dni byly provedeny studie, jejichž výsledky naznačují, že v blízké budoucnosti bude léčba kmenovými buňkami schopna ulevit lidem od vážných nemocí, které nejsou přístupné medikaci a operaci.

Kde se v těle nacházejí?

Lidské tělo obsahuje více než 50 miliard neustále se obnovujících kmenových buněk.

Hlavní zdroje hlavního „stavebního materiálu“ jsou:

Krev z pupeční šňůry. Obsahuje největší počet kmenových buněk. Biomateriál si uchovává své vlastnosti po dobu 20 let, po tuto dobu je umístěn ve speciálním skladu. Pro využití této služby musí rodiče před narozením dítěte uzavřít smlouvu s Bankou kmenových buněk. Buňky z nich mají navíc lepší biologickou kompatibilitu, tedy jsou vhodné k transplantaci blízkým příbuzným.

Červená kostní dřeň je místem kmenových buněk u dospělých. Punkcí se odebírá biomateriál, ze kterého se uměle vypěstují nové kmenové buňky a transplantují se člověku.
Mozek. Vlastnit vysoký stupeň transformace, mozkové kmenové buňky se nepoužívají v klinická praxe. To je způsobeno skutečností, že k jejich extrakci je nutné zcela zničit mozek.
Myokard. Léčba kmenovými buňkami z ní získanými dosud nebyla praktikována.
Kůže. Zdroj kmenových buněk u embryí i dospělých. Buňky izolované z kůže byly úspěšně použity k léčbě popálenin jakéhokoli stupně.
Stroma kostní dřeně. Buňky mají vysokou schopnost opravit poškozené tkáně a orgány brzy po transplantaci. Jejich hlavní výhodou je nízká pravděpodobnost komplikací po transplantaci.
Abortivní materiál. Kmenové buňky jsou izolovány z plodu při umělém ukončení těhotenství. V mnoha zemích je tento postup zakázán.
Plod prvního týdne nitroděložního vývoje. Získávání kmenových buněk z embrya je v Rusku oficiálně zakázáno, je to považováno za útok na život dítěte, které se ještě nenarodilo.

Nejvyšší stupeň aktivity mají embryonální buňky, které jsou také transplantovány blízkým příbuzným. Buňky odebrané dospělému člověku jsou transplantovány pouze jemu a ve srovnání s embryonálními mají nižší aktivitu.

Jak fungují

Při sebemenším poškození se kmenové buňky dostanou krví do místa poranění a zahájí proces regenerace.

Každým rokem se jejich počet snižuje a tělo stárne. U plodu v děloze je 1 kmenová buňka na 10 tisíc transformovaných buněk a ve věku asi 60-70 let - na 8 milionů buněk.

Abychom se zbavili ohromného množství neduhů, odebírá se člověku biomateriál, ze kterého se izolují kmenové buňky. V laboratoři se množí a jsou transplantovány zpět do lidského těla.

Pokroky v buněčné medicíně jsou tak úžasné, že umožňují nasměrovat aktivní buňky do požadovaného orgánu a urychlit proces obnovy.

Jaké neduhy se řeší?

Kmenové buňky jsou rozpoznány účinnými prostředky během léčby:

poranění hlavy a mícha;
popáleniny různé míry tíha;
kardiovaskulární poruchy;
ohromný počet krevních chorob;
imunodeficience;
následky chemoterapie a radiační terapie při léčbě onkologických onemocnění.

V současné době probíhají klinické studie s cílem identifikovat léčebný režim s kmenovými buňkami pro neuropsychiatrické poruchy, onemocnění jater a plic a ischemii dolních končetin.

Kromě toho se tato metoda dobře osvědčila v kosmetologii. Dermatologické problémy lze úspěšně léčit pomocí kmenových buněk, recenze zákazníků po absolvování procedur jsou plné radosti: jizvy na kůži mizí, akné, tmavé skvrny; pleť vypadá zdravě, hladce a pěstěně.

Změny související s věkem lze také léčit - kůže se stává elastickou, vrásky jsou vyhlazeny.

Země využívající kmenové buňky

Výzkum buněčné technologie vyžaduje značné vládní financování. Vzhledem k relevanci testů jsou hlavy mnoha států ochotny vyčlenit prostředky na rozvoj této oblasti.

Dnes jsou přední země na světě, které úspěšně používají kmenové buňky v léčbě mnoha nemocí:

Izrael.
Švýcarsko.
Jižní Korea.
Čína.
Japonsko.
Rusko.

Po celém světě existuje více než 200 oficiálně registrovaných bank pupečníkové krve.

Léčba kmenovými buňkami v Rusku

Většina lidí dává přednost léčbě kmenovými buňkami v Moskvě.

Jednou z nejzákeřnějších nemocí naší doby, na kterou lze jen obtížně reagovat standardní terapií, je roztroušená skleróza; Léčba této nemoci kmenovými buňkami v Moskvě se provádí od roku 2003 na Ruské klinice kmenových buněk. Co do počtu pacientů je klinika nepochybným lídrem.

Téma léčby roztroušené sklerózy je aktuálnější než kdy jindy – žádné z existujících léky nedokáže zastavit progresi onemocnění. V nejlepším případě lze dočasného zlepšení dosáhnout pomocí léků. V Moskvě se opakovaně konaly konference - byla uznána léčba roztroušené sklerózy pomocí kmenových buněk nejlepší metoda bojovat s nemocí.

Kromě hlavní kliniky hlavního města úspěšně využívají kmenové buňky i největší centra v Rusku:

"Nejnovější medicína", Moskva.
Klinika hematologie a jejich. A. A. Maksimova, Moskva.
"Pokrovsky", Petrohrad.

Cena

Cena léčby kmenovými buňkami závisí na zemi, klinice a také na problému, který pacienta znepokojuje. V Rusku se cena pohybuje od 300 do 600 tisíc rublů, je to kvůli složitosti práce, ale pravděpodobnost úspěšného výsledku léčby je mnohem vyšší než u standardní terapie.

Je důležité pochopit, že kmenové buňky nejsou všelékem na všechny nemoci. V současné době je s jejich pomocí možné dosáhnout lepších výsledků než při klasické léčbě. Snad v blízké budoucnosti umožní výzkum v této oblasti vyvinout metodu pro léčbu v současnosti nevyléčitelných nemocí pomocí kmenových buněk.

Kmenová buňka je nezralá buňka schopná sebeobnovy a vývoje ve specializované buňky těla. Miliardy buněk rostoucího organismu (člověka nebo zvířete) pocházejí pouze z jedné buňky (zygoty), která vzniká jako výsledek fúze samčích a samičích gamet. Tato jediná buňka obsahuje nejen informace o organismu, ale také diagram jeho sekvenčního vývoje. Během embryogeneze se oplodněné vajíčko dělí a dává vzniknout buňkám, které nemají jinou funkci než předávání genetického materiálu dalším buněčným generacím. Jedná se o embryonální kmenové buňky (ESC), jejichž genom se nachází v „nulovém bodě“; Mechanismy určující specializaci ještě nejsou zapnuté, mohou se z nich potenciálně vyvinout jakékoli buňky.

V dospělém těle se kmenové buňky nacházejí především v kostní dřeni a ve velmi malém množství ve všech orgánech a tkáních. Poskytují obnovu poškozených oblastí orgánů a tkání. Kmenové buňky, které obdržely signály od regulačních systémů o nějakém druhu „problému“, spěchají krevním řečištěm do postiženého orgánu. Dokážou obnovit téměř jakékoli poškození, na místě se přemění na buňky nezbytné pro tělo (kost, hladký sval, játra, srdeční sval nebo i nervové buňky) a stimulují vnitřní rezervy těla k regeneraci (obnovení) orgánu nebo tkáně.

Vysoce diferencované buňky (kardiomyocyty, neurony) se prakticky nedělí, zatímco méně diferencované buňky - fibroblasty, hepatocyty si částečně zachovávají schopnost reprodukce a za určitých podmínek se dělí a zvyšují svůj počet. Obecným vzorem je, že pokud buňka dosáhla stadia diferenciace, je počet dělení, které může podstoupit, omezený. Takže například pro fibroblast je limit dělení 50 dělení, pro krevní kmenovou buňku - 100. Popsaný jev má velký biologický význam: pokud dojde k rozpadu v genomu buňky, mutace se bude replikovat v omezeném množství a nebude hrát hlavní roli pro organismus jako celek.

Dospělé tělo je velmi malé. Stává se proto, že tělo již není schopno samo obnovovat ztracené buňky: buď je léze příliš velká, nebo je tělo oslabené, nebo věk již není stejný. Je možné pomoci pacientovi zotavit se z cirhózy, mrtvice, paralýzy, cukrovky a řady nemocí? nervový systém? Dnes jsou vědci schopni nasměrovat kmenové buňky „po správné cestě“. Pokroky v této oblasti buněčné medicíny činí terapeutické využití kmenových buněk prakticky neomezené.

Je známo, že každý člověk vznikl z otce a matky, respektive ze spojení matčina vajíčka a otcova spermatu v procesu příjemné zábavy. Tedy původ všeho, co máme – kůže, svaly, vlasy, vnitřní orgány, vděčíme za to dvěma buňkám spojeným v jednu - zygotě.

Během embryogeneze se zygota dělí a dává vzniknout buňkám, které nemají jiné funkce než předávání genetického materiálu dalším buněčným generacím. Jedná se o embryonální kmenové buňky. Genom těchto nediferencovaných buněk je v „nulovém bodě“, mechanismy určující specializaci ještě nejsou zapnuté. Jedná se o anonymní buňky, buňky „bez jména nebo patronyma“. Vyvíjejí se z nich jakékoli vysoce diferencované buňky těla (kardiomyocyty, neurony atd.).

Po rozdělení povinností mezi sebou jsou vysoce diferencované buňky uzavřeny pro další úpravy a lze je pouze „číst“, každou ve specifickém formátu: nervová buňka je pouze nervová buňka, která se nemůže podílet na tvorbě epitelové tkáně nebo být součástí myokardu atd. Buňky dospělého organismu se vyznačují kastou: každá skupina dělá svou práci a nezasahuje do činnosti buněk jiné skupiny. Některým kmenovým buňkám se přitom stále daří unikat jistotě a zůstávají k dispozici pro další úpravy jen v krajních případech. V závislosti na potřebách a aspiracích se mohou proměnit v jakoukoli vysoce diferencovanou buňku těla, to znamená, že kmenové buňky jsou univerzálním stavebním materiálem, ze kterého vyrůstá „cokoli“: z neuronů mozku a krvinky do tkáňových buněk, které vystýlají střeva a další vnitřní orgány.

sbohem k lidskému tělu dobře, kmenové buňky volně a nezávisle „bloudí“ jeho rozlohami a donekonečna se duplikují pod vlivem určitého genu. Jsou nezaměstnaní. A jakmile kmenové buňky dostanou genetický signál z „výměny práce“ (problém, poškození tkáně nebo orgánu), vrhnou se krevním řečištěm k postiženému orgánu. Dokážou najít téměř jakékoli poškození, na místě se přemění na buňky nezbytné pro tělo (kost, hladká svalovina, játra, nervy).

Lidské tělo obsahuje přibližně 50 miliard kmenových buněk, které se pravidelně obnovují. V průběhu let počet takových živých „cihel“ ubývá – práce se pro ně shání stále více a nemá je kdo nahradit. Ve 20 letech začnou mizet a ve věku 70 let jich zbývá velmi málo. Kmenové buňky staršího jedince navíc už nejsou tak univerzální – stále se mohou proměnit v krvinky, ale už se nemohou proměnit v buňky nervové. V tomto ohledu se člověk ve stáří začíná podobat sušenému ovoci.

Umělé zavádění kmenových buněk do těla pomáhá nahradit líné, staré nebo nemocné buňky těla, aby bylo možné pokračovat v aktivním životě. Již dnes mohou vědci získávat kmenové buňky, kultivovat je a nasměrovat je „správnou cestou“. Pokrok v oblasti buněčné medicíny činí možnosti terapeutického využití kmenových buněk téměř neomezené. Existuje skutečná naděje na vyléčení velkého množství různých nemocí.

Jaké zdroje kmenových buněk se dnes pro tyto účely využívají? „Zachraňovat tonoucí je práce samotných tonoucích,“ takže se člověk může stát sám sobě dárcem kmenových buněk. Největší počet z nich se nachází v kostní dřeni pánve. Stromální kmenové buňky se odtud extrahují pomocí punkce. Poté jsou v laboratorních podmínkách speciálním způsobem mobilizovány, vybudovány a zavedeny zpět do těla, kde jsou za účasti speciálních signalizačních látek odeslány na „bolest“. Je třeba poznamenat, že kolonie mohou být vypěstovány i z jedné stromální buňky. A naprosto neuvěřitelná metamorfóza - stromální kmenové buňky dokážou natolik „zapomenout“ na svůj původ z kostní dřeně, že se vlivem určitých faktorů promění v nervové buňky (neurony) nebo buňky srdečního svalu.

Ukázalo se, že 2 týdny po přidání speciální signální látky do kultury stromálních buněk se již skládají z 80 % neuronů. 90 % stromálních buněk zavedených do zóny infarktu je zcela přeměněno na buňky srdečního svalu, čímž se téměř úplně obnoví funkce myokardu. Stromální buňky dospělého organismu však mají omezenou funkčnost, to znamená, že jejich možná tkáňová specializace je omezena do té či oné míry. Kromě toho jsou všechny dospělé kmenové buňky katalogizovány a opatřeny speciálním razítkem: „moje“. Takže dárcovství v této oblasti je plné vzniku konfrontace zvané „štěp versus hostitel“.
Druhým zdrojem kmenových buněk je pupečníková krev odebraná po narození dítěte. Tato krev je velmi bohatá na kmenové buňky. Odebráním této krve z pupeční šňůry dítěte a jejím umístěním do kryobanky (speciální úložiště) lze následně kmenové buňky použít k obnově téměř jakékoli tkáně a orgánu tohoto jedince. Je také možné použít tyto kmenové buňky k léčbě jiných pacientů za předpokladu, že jsou kompatibilní s antigenem. Američtí vědci získali kmenové buňky z lidské placenty (tam je jejich počet 10x větší než v pupečníkové krvi), které jsou schopné přeměny v kožní, krevní, svalové a nervové buňky. Vytvoření skladovacího zařízení pro pupečníkovou krev a placentární materiál je však nákladné. V Rusku takové kryobanky prakticky neexistují.

Zdrojem dalšího typu kmenových buněk, fetálních kmenových buněk, je abortivní materiál z 9.–12. týdne těhotenství. Tento zdroj je zdaleka nejpoužívanější. Ale kromě etického a právního napětí mohou fetální buňky někdy způsobit odmítnutí transplantátu. Kromě toho použití netestovaného abortivního materiálu riskuje infekci pacienta. virová hepatitida, AIDS, cytomegalovirus atd. Pokud je materiál diagnostikován na viry, cena metody se zvyšuje, což v konečném důsledku vede ke zvýšení nákladů na samotnou léčbu.

Zdrojem kmenových buněk může být sliznice nosohltanu. Dominují v ní částečně specializované kmenové buňky, které se mohou transformovat na buňky nervové tkáně – neurony a gliové buňky. Tyto buňky jsou vhodné pro léčbu onemocnění mozku a míchy. Použitelnost těchto buněk k nahrazení buněk jiných než nervových však vyžaduje další výzkum. Navíc je těžba a skladování tohoto materiálu značně pracné.

Mezenchymální kmenové buňky se nacházejí v tuku, chrupavce, svalová tkáň. V současné době je velmi slibná izolace těchto buněk z tukové tkáně získané liposukcí.

A konečně dalším zdrojem kmenových buněk je blastocysta, která vzniká 5.–6. dnem oplození. Jedná se o embryonální kmenové buňky. Jsou nejuniverzálnější ve srovnání s dospělými kmenovými buňkami a jsou schopny diferenciace na absolutně všechny typy buněk v těle. Na pozitivní straně Použití těchto univerzálních kmenových buněk by mělo být zohledněno tím, že neobsahují „moje“ razítko: buňky nikomu nepatří a neplní žádné speciální funkce, a proto po zavedení nedochází k žádné odmítavé reakci. dochází. I když jsou embryonální kmenové buňky odebrány z jiného organismu, nejsou odmítnuty, protože na jejich povrchu zatím nejsou žádné histokompatibilní antigeny.

Embryonální kmenová buňka je měkká a poddajná jako plastelína a na rozdíl od dospělých kmenových buněk se může bez omezení proměnit v „cokoli“. Embryonální kmenová buňka má navíc unikátní systém sebekontroly: aktivně se rozmnožuje, ale jakmile dojde při dělení k chybě, je buňce dán příkaz k sebevraždě. Hrozba rakoviny při použití embryonálních kmenových buněk je tedy nepravděpodobná. Tento zdroj kmenových buněk má však své nevýhody: za prvé, v Rusku neexistuje sbírka lidských kmenových buněk, a za druhé, použití embryonálního materiálu je negativně vnímáno náboženskými a konzervativními občany, protože zdrojem takových buněk jsou lékařské potraty. .

Odpůrci embryonální buněčné terapie považují využívání potracených plodů za neetické a označují je za útok na lidský život, i když tento nezformovaný život někoho zachrání před jistou smrtí. Odpůrci této metody se domnívají, že využití lidských embryí k získání kmenových buněk může ženy přimět k určitému druhu podnikání – potratu, aby získaly peníze výměnou za embryo, zvláště když transplantace kmenových buněk je nyní považována za jednu z nejslibnějších v lékařský průmysl.

Výše uvedené přimělo vědce, aby začali studovat kmenové buňky získané z 3týdenního embrya černé ovce. Specialisté z kliniky Medileen zveřejnili studie potvrzující jejich pluripotenci, tzn. schopnost tvořit mnoho, ale ne všechny typy buněk. Kmenové buňky izolované z embrya černé ovce jsou za určitých kultivačních podmínek schopny diferenciace nejprve na nervové buňky a poté na astrocyty. Při transplantaci čerstvě izolovaných ovčích buněk pacientům s selhání jater Bylo prokázáno, že donorové buňky se aktivně přihojují a diferencují na hepatocyty. Úroveň repopulace jater příjemce byla 81 %. Aktivní fungování těchto buněk bylo v tomto případě pozorováno déle než rok se stabilní úrovní syntézy albuminu. Koncentrace kmenových buněk v cílových orgánech je 60–87 %. Takové studie vyvracejí názor řady domácích vědců o nemožnosti naroubovat tyto embryonální kmenové buňky lidem.

Je třeba zdůraznit, že zmíněné kmenové buňky jsou získávány z „čisté linie“ zvířat: mnoho generací tohoto druhu je pěstováno v laboratorních podmínkách a prošlo důkladnou kontrolou, aby se zajistilo, že nenesou bakterie a viry, stejně jako imunitní systém. a dědičné choroby. Tyto kmenové buňky postrádají druhovou specifitu (druhové antigeny) a nezpůsobují imunitní odmítnutí. Kvalita transplantátu při použití ovčích embryonálních kmenových buněk je zvýšena tím, že jsou obohaceny o „signalizační látky“ (tzv. směrový faktor). Výsledkem je, že kmenové buňky jsou schopny komunikovat pouze s určitý typ poškozené tkáně, obnovení jejich funkce v případě poškození. Vše výše uvedené nám umožňuje mluvit ještě o jednom slibný směr buněčná terapie při léčbě závažných degenerativních onemocnění.