Kmeňové bunky (SC) sú populáciou buniek, ktoré sú pôvodnými prekurzormi všetkých ostatných. Vo vytvorenom organizme sa môžu diferencovať na akékoľvek bunky akéhokoľvek orgánu, v embryu môžu vytvoriť ktorúkoľvek z jeho buniek.
Ich prirodzeným účelom je regenerácia tkanív a orgánov tela spočiatku od narodenia s rôznymi zraneniami. Jednoducho nahrádzajú poškodené bunky, obnovujú ich a chránia. Jednoducho povedané, sú to náhradné diely pre karosériu.
Ako vznikajú
Veľké množstvo všetkých buniek dospelého organizmu raz začína splynutím mužských a ženských reprodukčných buniek počas oplodnenia vajíčka. Táto fúzia sa nazýva zygota. Všetky nasledujúce miliardy buniek vznikajú počas jeho vývoja. Zygota obsahuje celý genóm budúceho človeka a jeho vývojovú schému v budúcnosti.
Keď sa objaví, zygota sa začne aktívne deliť. Najprv sa v ňom objavia bunky špeciálneho druhu: sú schopné prenášať iba genetickéinformácie pre nasledujúce generácie nových buniek. Tieto populácie sú slávne embryonálne kmeňové bunky, okolo ktorých je toľko vzrušenia.
V plode sú ESC, alebo skôr ich genóm, stále v nulovom bode. Ale po zapnutí mechanizmu špecializácie sa môžu premeniť na akékoľvek požadované bunky. Embryonálne kmeňové bunky sa získavajú v ranom štádiu vyvíjajúceho sa embrya, teraz nazývaného blastocysta, na 4. – 5. deň života zygoty z jej vnútornej bunkovej hmoty.
Ako sa embryo vyvíja, do hry vstupujú mechanizmy špecializácie, takzvané embryonálne induktory. Sami obsahujú momentálne potrebné gény, z ktorých vznikajú rôzne rodiny SC a načrtávajú sa začiatky budúcich orgánov. Mitóza pokračuje, potomkovia týchto buniek sú už špecializovaní, čo sa nazýva komitácia.
Zároveň sú embryonálne kmeňové bunky schopné transformovať sa (preniesť) do akejkoľvek zárodočnej vrstvy: ekto-, mezo- a endodermy. Z nich sa následne vyvíjajú orgány plodu. Táto vlastnosť diferenciácie sa nazýva pluripotencia a je hlavným rozdielom medzi ESC.
klasifikácia SC
Rozdeľujú sa do 2 veľkých skupín – embryonálne a somatické, získané z dospelého organizmu. Otázka, ako sa získavajú a používajú embryonálne kmeňové bunky, je dobre pochopená.
3 vybraté zdroje SC:
- Vlastné kmeňové bunky alebo autológne; najčastejšie existujú v kostnej dreni, ale môžuzískať z kože, tukového tkaniva, tkanív niektorých orgánov atď.
- SC z placenty získanej počas pôrodu z pupočníkovej krvi.
- Fetálne SC získané z tkanív po potrate. Preto sa rozlišujú aj darcovské (alogénne) a vlastné (autológne) SC. Bez ohľadu na ich pôvod majú špeciálne vlastnosti, ktoré vedci naďalej skúmajú. Napríklad môžu zostať životaschopné a zachovať si všetky svoje vlastnosti po celé desaťročia, ak sú správne skladované. Je to dôležité pri odbere SC z placenty pri pôrode, čo možno považovať za formu zdravotného poistenia a ochrany novorodenca v budúcnosti. Tento jedinec ich môže použiť, keď dôjde k vážnemu ochoreniu. Napríklad v Japonsku existuje celý vládny program, ktorý zabezpečuje, aby 100 % populácie malo bunkové banky IPS.
Príklady použitia SC v medicíne
Kroky embryonálnej transplantácie:
- 1970 - Uskutočňujú sa prvé autológne SC transplantácie. Existujú dôkazy, že v bývalej CCCP sa starnúcim členom politbyra CPSU niekoľkokrát do roka podávali „očkovania mládeže“.
- 1988 – SC boli transplantované chlapcovi s leukémiou, ktorý dodnes žije.
- 1992 - Profesor David Harris zakladá SK banku, kde sa jeho prvé dieťa stalo prvým klientom. Jeho SC bol zmrazený ako prvý.
- 1996-2004 – Bolo vykonaných 392 transplantácií vlastných SC z kostnej drene.
- 1997 - Darcovské SC boli transplantované z placenty ruskému pacientovi s rakovinou.
- 1998 - SC boli transplantované dievčaťu s neuroblastómom (nádor na mozgu) - výsledok je pozitívny. Vedci sa tiež naučili pestovať SC in vitro.
- 2000 – 1200 vysielaní.
- 2001 – bola odhalená schopnosť SC dospelej ľudskej kostnej drene transformovať sa na kardio- a myocyty.
- 2003 – boli získané údaje o zachovaní všetkých biovlastností SC v tekutom dusíku počas 15 rokov.
- 2004 – zbierky Svetovej banky SK už majú 400 000 vzoriek.
Základné vlastnosti ESC
Za príklady embryonálnych kmeňových buniek možno považovať akékoľvek bunky primárnych vrstiev embrya: sú to myocyty, krvinky, nervy atď. Ľudské ESC boli prvé, ktoré v roku 1998 izolovali americkí vedci James Thompson a John Becker. A v roku 1999 najznámejší vedecký časopis Science uznal tento objav za tretí najdôležitejší po objave dvojitej špirály DNA a dekódovaní ľudského genómu.
ESC majú schopnosť neustále sa obnovovať, aj keď neexistuje žiadny stimul na rozlišovanie. To znamená, že sú veľmi plastické a ich potenciál vývoja nie je obmedzený. Vďaka tomu sú také populárne v regeneratívnej medicíne.
Takzvané rastové faktory môžu slúžiť ako stimul pre ich vývoj do iných typov buniek, pre všetky bunky sú odlišné.
V súčasnosti úradná medicína zakazuje používanie embryonálnych kmeňových buniek na liečbu.
Čo sa dnes používa
Na liečbu sa používajú iba vlastné SC z tkanív dospelého organizmu, častejšieVšetko sú to bunky červenej kostnej drene. Zoznam chorôb zahŕňa choroby krvi (leukémia), imunitný systém, v budúcnosti - onkologické patológie, Parkinsonova choroba, cukrovka 1. typu, skleróza multiplex, infarkt myokardu, mŕtvice, choroby miechy, slepota.
Hlavným problémom vždy bola a zostáva kompatibilita SC s telesnými bunkami, keď sa do neho zavádzajú, t.j. histokompatibilita. Pri používaní natívneho SC je tento problém oveľa jednoduchšie vyriešiť.
Preto na otázku, ktoré kmeňové bunky je lepšie použiť - embryonálne alebo kmeňové tkanivo, je odpoveď jednoznačná: iba tkanivo. Každý orgán má špeciálne výklenky v tkanivách, kde sú SC uložené a spotrebované podľa potreby. Vyhliadky na SC sú obrovské, pretože vedci dúfajú, že z nich podľa indikácií vytvoria potrebné tkanivá a orgány namiesto darcovských.
História začiatku
V roku 1908 Alexander Maksimov (1874-1928), profesor histológie na Vojenskej lekárskej akadémii v Petrohrade, si pri štúdiu krvných buniek všimol, že sa neustále a pomerne rýchlo aktualizujú.
A. A. Maksimov uhádol, že nejde len o delenie buniek, inak by bola kostná dreň väčšia ako samotný človek. Potom nazval tohto predchodcu všetkých prvkov kmeňa krvi. Názov vysvetľuje podstatu javu: v červenej kostnej dreni sú uložené špeciálne bunky, ktorých úlohou je iba mitóza. Súčasne sa objavia 2 nové bunky: jedna sa stáva krvou a druhá ide do rezervy - vyvíja sa a znova sa delí, bunka opäť ide do rezervy atď. s rovnakým výsledkom.
Tieto neustále sa deliace bunky tvoria kmeňvetvičky sa pohybujú do strán – to sú nové vznikajúce profesionálne krvinky. Tento proces je nepretržitý a predstavuje miliardy buniek každý deň. Sú medzi nimi skupiny všetkých krvných elementov – leukocyty a erytrocyty, lymfocyty atď.
Následne Maximov hovoril so svojou teóriou na kongrese hematológov v Berlíne. To bol začiatok histórie vývoja SC. Bunková biológia sa stala samostatnou vedou až na konci 20. storočia.
V 60. rokoch sa SC začala používať pri liečbe leukémie. Našli sa aj v koži a tukovom tkanive.
Rozlišovacie vlastnosti SK
Sľubné nápady nevylučujú existenciu podmorských útesov pri ich realizácii. Veľkým problémom je, že aktivita SC im umožňuje deliť sa v neobmedzenom množstve a je ťažké ich kontrolovať. Okrem toho sú bežné bunky obmedzené pri delení počtom cyklov (Hayflickov limit). Je to spôsobené štruktúrou chromozómov.
Po dosiahnutí limitu sa bunka už nedelí, čo znamená, že sa nemnoží. Pre bunky sa tento limit líši v závislosti od ich typu: pre vláknité tkanivo je to 50 delení, pre krv SC - 100.
Po druhé, SC nedozrievajú všetky súčasne, takže každé tkanivo má rôzne SC v rôznych štádiách dozrievania. Čím normálnejšia je zrelosť bunky, tým menej má vlastnosti rekvalifikácie do inej bunky. Inými slovami, genóm stanovený pre všetky bunky je podobný, ale spôsob fungovania je odlišný. Čiastočne zrelé SC, ktoré po stimulácii môžu dozrieť arozlíšiť, toto sú výbuchy.
V CNS sú to neuroblasty, v kostre - osteoblasty, v koži - dermatoblasty atď. Podnetom na dozrievanie sú vonkajšie alebo vnútorné príčiny.
Nie všetky bunky v tele majú túto schopnosť, závisí to od stupňa ich diferenciácie. Vysoko diferencované bunky (kardiomyocyty, neuróny) nikdy nedokážu produkovať svoj vlastný druh, a preto sa hovorí, že nervové bunky sa neobnovujú. A slabo diferencované sú schopné mitózy, napríklad krv, pečeň, kostné tkanivo.
Embryonálne kmeňové bunky (ES) sa líšia od iných SC v tom, že pre ne neexistuje Hayflickov limit. ESC sa donekonečna delia, t.j. sú vlastne nesmrteľní (nesmrteľní). Toto je ich druhá nehnuteľnosť. Zdá sa, že táto vlastnosť ESC inšpirovala vedcov na použitie v tele na prevenciu starnutia.
Prečo sa teda používanie embryonálnych kmeňových buniek nevydalo touto cestou a nebolo zmrazené? Ani jedna bunka nie je zaručená proti genetickým poruchám a mutáciám, a keď sa objavia, budú sa prenášať po línii ďalej a hromadiť sa. Netreba zabúdať, že ľudské embryonálne kmeňové bunky sú vždy nositeľmi cudzej genetickej informácie (cudzej DNA), takže samy môžu spôsobiť mutagénny efekt. Preto sa používanie ich SC stáva najoptimálnejším a najbezpečnejším. Ale vyvstáva ďalší problém. SC je v dospelom organizme veľmi málo a je ťažké ich extrahovať - 1 bunka na 100 tis.. Ale napriek týmto problémom sa extrahujú a autológne SC sa často používajú pri liečbe KVO, endokrinopatií,žlčové patológie, dermatózy, ochorenia pohybového aparátu, gastrointestinálneho traktu, pľúc.
Viac o ESC podvodných útesoch
Po prijatí embryonálnych kmeňových buniek musia byť nasmerované správnym smerom, t.j. spravovať ich. Áno, dokážu prakticky vytvoriť akýkoľvek orgán. Ale problém výberu správnej kombinácie induktorov nebol dnes vyriešený.
Použitie embryonálnych kmeňových buniek v praxi bolo spočiatku všadeprítomné, ale nekonečnosť delenia takýchto buniek ich robí nekontrolovateľnými a spája ich s nádorovými bunkami (Konheimova teória). Tu je ďalšie vysvetlenie zmrazenia ESC.
Omladenie pomocou ESC
Človek s pribúdajúcim vekom stráca SC, jednoducho povedané, ich počet neustále klesá. Aj do 20 rokov ich je málo, po 40 rokoch už vôbec. Preto, keď v roku 1998 Američania po prvý raz izolovali ESC a potom ich naklonovali, bunková biológia dostala silný impulz vo svojom vývoji.
Bola nádej na vyliečenie tých chorôb, ktoré sa vždy považovali za nevyliečiteľné. Druhou líniou je omladenie embryonálnymi kmeňovými bunkami injekčne. V tomto smere však nenastal žiadny prelom, pretože dodnes nie je presne známe, čo SC po zavedení do nového organizmu robí. Buď starú bunku stimulujú, alebo ju úplne nahradia - zaujmú jej miesto a aktívne pracujú. Až keď bude stanovený presný mechanizmus správania NC, bude možné hovoriť o prelome. Dnes je pri výbere takéhoto spôsobu liečby potrebná veľká opatrnosť.
ESC a omladenie v Rusku
V Rusku ešte neboli zavedené obmedzenia používania ESC. Terapiu embryonálnymi kmeňovými bunkami na omladenie tu nevykonávajú seriózne výskumné ústavy, ale iba bežné kozmetické salóny.
A ešte jedna vec: ak sa na Západe testovanie účinku ESC vykonáva v laboratóriách na pokusných zvieratách, tak v Rusku nové technológie testujú na ľuďoch tie isté domáce kozmetické salóny. Brožúry so všetkými možnými prísľubmi mora večnej mladosti. Výpočet je správny: pre tých, ktorí majú veľa peňazí a príležitostí, sa začína zdať, že nič nie je nemožné.
Liečba embryonálnymi kmeňovými bunkami formou minimálnej omladzovacej kúry sú len 4 injekcie a odhaduje sa na 15-tisíc eur. A napriek pochopeniu, že netreba slepo dôverovať vedecky nepotvrdeným technológiám, u mnohých osobností verejného života preváži túžba vyzerať mladšie a atraktívnejšie, človek začne predbiehať lokomotívu. Navyše pred očami tých, ktorým to pomohlo. Sú takí šťastlivci - Buynov, Leshchenko, Rotaru.
Je tu však oveľa viac nešťastných: Dmitrij Hvorostovsky, Zhanna Friske, Alexander Abdulov, Oleg Yankovsky, Valentina Tolkunova, Anna Samokhina, Natalya Gundareva, Lyubov Polishchuk, Viktor Janukovyč - zoznam pokračuje. Toto sú obete bunkovej terapie. Všetkým sa stalo spoločné to, že krátko pred zhoršením ich stavu sa zdalo, že prekvitali a omladli, a potom rýchlo zomreli. Prečo sa to deje, nikto nevie odpovedať. Áno, oKeď ESC vstúpi do starnúceho tela, povzbudí bunky, aby sa aktívne delili, človek sa zdá byť mladší. Ale to je vždy stres pre starší organizmus a môže sa vyvinúť akákoľvek patológia. Preto žiadna klinika nemôže poskytnúť žiadne záruky o následkoch takéhoto omladenia.
