Ang Stem cells (SCs) ay isang populasyon ng mga cell na orihinal na precursor ng lahat ng iba pa. Sa isang nabuong organismo, maaari silang mag-iba sa anumang mga selula ng anumang organ; sa isang embryo, maaari nilang mabuo ang alinman sa mga selula nito.
Ang kanilang layunin sa likas na katangian ay ang pagbabagong-buhay ng mga tisyu at organo ng katawan sa simula mula sa pagsilang na may iba't ibang pinsala. Pinapalitan lang nila ang mga nasirang cell, nire-renew at pinoprotektahan sila. Sa madaling salita, ito ay mga ekstrang bahagi para sa katawan.
Paano sila nabuo
Ang isang malaking bilang ng lahat ng mga selula ng isang pang-adultong organismo ay minsang nagsisimula sa pagsasanib ng mga selulang pang-reproduktibo ng lalaki at babae sa panahon ng pagpapabunga ng itlog. Ang pagsasanib na ito ay tinatawag na zygote. Ang lahat ng kasunod na bilyun-bilyong selula ay bumangon sa panahon ng pag-unlad nito. Ang zygote ay naglalaman ng buong genome ng hinaharap na tao at ang pamamaraan ng pag-unlad nito sa hinaharap.
Kapag lumitaw ito, ang zygote ay nagsisimulang aktibong hatiin. Una, lumilitaw ang mga cell ng isang espesyal na uri dito: ang mga ito ay may kakayahang magpadala lamang ng geneticimpormasyon sa mga susunod na henerasyon ng mga bagong selula. Ang mga populasyon na ito ay ang sikat na embryonic stem cell kung saan napakaraming excitement.
Sa fetus, ang mga ESC, o sa halip ang kanilang genome, ay nasa zero point pa rin. Ngunit pagkatapos i-on ang mekanismo ng pagdadalubhasa, maaari silang mabago sa anumang hinihiling na mga cell. Nakukuha ang mga embryonic stem cell sa maagang yugto ng pagbuo ng embryo, na tinatawag na ngayon na blastocyst, sa ika-4-5 araw ng buhay ng zygote, mula sa mass ng inner cell nito.
Habang umuunlad ang embryo, ang mga mekanismo ng pagdadalubhasa, ang tinatawag na embryonic inductors, ay pumapasok. Kasama nila sa kanilang sarili ang mga gene na kailangan sa sandaling ito, kung saan lumitaw ang iba't ibang pamilya ng mga SC at ang mga simula ng hinaharap na mga organo ay nakabalangkas. Nagpapatuloy ang mitosis, ang mga inapo ng mga cell na ito ay dalubhasa na, na tinatawag na comitation.
Kasabay nito, ang mga embryonic stem cell ay nagagawang mag-transform (maglipat) sa anumang layer ng mikrobyo: ecto-, meso- at endoderm. Sa mga ito, ang mga organo ng fetus ay kasunod na bubuo. Tinatawag na pluripotency ang property na ito ng differentiation at ito ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga ESC.
Pag-uuri ng SC
Sila ay nahahati sa 2 malalaking grupo - embryonic at somatic, nakuha mula sa isang pang-adultong organismo. Ang tanong kung paano nakuha at ginagamit ang mga embryonic stem cell ay nauunawaan nang mabuti.
3 SC source ang napili:
- Sariling mga stem cell, o autologous; kadalasan sila ay umiiral sa utak ng buto, ngunit maaarimakukuha mula sa balat, adipose tissue, tissue ng ilang organ, atbp.
- SC mula sa inunan, na nakuha sa panganganak mula sa cord blood.
- Mga fetal SC na nakuha mula sa mga tissue pagkatapos ng pagpapalaglag. Samakatuwid, ang mga donor (allogeneic) at sariling (autologous) na mga SC ay nakikilala rin. Anuman ang kanilang pinagmulan, mayroon silang mga espesyal na katangian na patuloy na ginalugad ng mga siyentipiko. Halimbawa, maaari silang manatiling mabubuhay at mapanatili ang lahat ng kanilang mga ari-arian sa loob ng mga dekada kung maayos na nakaimbak. Mahalaga ito kapag kumukuha ng SC mula sa inunan sa kapanganakan, na maaaring ituring na isang uri ng segurong pangkalusugan at proteksyon para sa bagong panganak sa hinaharap. Magagamit ang mga ito ng indibidwal na ito kapag nagkaroon ng malubhang karamdaman. Sa Japan, halimbawa, mayroong isang buong programa ng pamahalaan na tumitiyak na 100% ng populasyon ay may mga IPS cell bank.
Mga halimbawa ng paggamit ng SC sa medisina
Mga hakbang ng embryonic transplantation:
- 1970 - Ang unang autologous SC transplant ay isinasagawa. May katibayan na sa dating CCCP ang "mga pagbabakuna sa kabataan" ay ibinibigay sa matatandang miyembro ng CPSU Politburo ng ilang beses sa isang taon.
- 1988 - Ang mga SC ay inilipat sa isang batang lalaki na may leukemia na nabubuhay pa hanggang ngayon.
- 1992 - Itinatag ni Propesor David Harris ang SK bank, kung saan naging unang kliyente ang kanyang unang anak. Na-freeze muna ang SC niya.
- 1996-2004 – 392 transplantasyon ng sariling SC mula sa bone marrow ang isinagawa.
- 1997 - Ang mga Donor SC ay inilipat mula sa inunan patungo sa isang pasyenteng may kanser sa Russia.
- 1998 - Ang mga SC ay inilipat sa isang batang babae na may neuroblastoma (brain tumor) - positibo ang resulta. Natutunan din ng mga siyentipiko kung paano palaguin ang SC sa vitro.
- 2000 - 1200 broadcast.
- 2001 – ang kakayahan ng mga adult bone marrow SC na mag-transform sa cardio- at myocytes ay nahayag.
- 2003 – nakuha ang data sa pangangalaga ng lahat ng SC bioproperties sa liquid nitrogen sa loob ng 15 taon.
- 2004 – Ang mga koleksyon ng World Bank of SK ay mayroon nang 400,000 sample.
ESC basic property
Ang mga halimbawa ng mga embryonic stem cell ay maaaring ituring na anumang mga selula ng pangunahing mga layer sa embryo: ito ay myocytes, mga selula ng dugo, nerbiyos, atbp. Ang mga Human ESC ay ang unang nahiwalay noong 1998 ng mga siyentipiko ng US na sina James Thompson at John Becker. At noong 1999, kinilala ng pinakasikat na siyentipikong journal na Science ang pagtuklas na ito bilang pangatlo sa pinakamahalaga pagkatapos ng pagtuklas ng double helix ng DNA at ang pag-decode ng genome ng tao.
Ang ESCs ay may kakayahang patuloy na i-renew ang kanilang mga sarili, kahit na walang insentibo na mag-iba. Iyon ay, sila ay napaka-plastik at ang kanilang potensyal para sa pag-unlad ay hindi limitado. Dahil dito, napakapopular sila sa regenerative medicine.
Ang tinatawag na growth factor ay maaaring magsilbing stimulus para sa kanilang pag-unlad sa iba pang uri ng mga cell, iba ang mga ito para sa lahat ng mga cell.
Ngayon, ang mga embryonic stem cell ay ipinagbabawal ng opisyal na gamot para magamit bilang panggagamot.
Ano ang ginagamit ngayon
Para sa paggamot, mga sariling SC lamang mula sa mga tisyu ng isang pang-adultong organismo ang ginagamit, mas madalasAng lahat ng ito ay mga pulang selula ng utak ng buto. Kasama sa listahan ng mga sakit ang mga sakit sa dugo (leukemia), ang immune system, sa hinaharap - mga oncological pathologies, Parkinson's disease, type 1 diabetes, multiple sclerosis, myocardial infarction, stroke, sakit ng spinal cord, pagkabulag.
Ang pangunahing problema ay palaging at nananatiling pagiging tugma ng mga SC sa mga selula ng katawan kapag sila ay ipinakilala dito, ibig sabihin. histocompatibility. Kapag gumagamit ng native SC, mas madaling lutasin ang isyung ito.
Samakatuwid, sa tanong kung aling mga stem cell ang mas gustong gamitin - embryonic o stem tissue, ang sagot ay malinaw: tanging tissue. Anumang organ ay may mga espesyal na niches sa mga tisyu kung saan ang mga SC ay iniimbak at ginagamit kung kinakailangan. Napakalaki ng mga prospect para sa mga SC, dahil umaasa ang mga siyentipiko na likhain mula sa kanila ang mga kinakailangang tissue at organ sa halip na mga donor, ayon sa mga indikasyon.
Simulang kasaysayan
Noong 1908 Alexander Maksimov (1874-1928), propesor ng histology sa Military Medical Academy of St. Petersburg, habang nag-aaral ng mga selula ng dugo, napansin na ang mga ito ay patuloy at medyo mabilis na na-update.
A. Nahulaan ni A. Maksimov na ito ay hindi lamang isang bagay ng cell division, kung hindi man ang utak ng buto ay mas malaki kaysa sa tao mismo. Pagkatapos ay tinawag niya itong hinalinhan ng lahat ng elemento ng stem ng dugo. Ipinapaliwanag ng pangalan ang kakanyahan ng hindi pangkaraniwang bagay: ang mga espesyal na selula ay inilalagay sa pulang buto ng utak, ang gawain na kung saan ay nasa mitosis lamang. Kasabay nito, 2 bagong mga cell ang lilitaw: ang isa ay nagiging dugo, at ang pangalawa ay napupunta sa reserba - bubuo at nahahati muli, muli ang cell ay napupunta sa reserba, atbp. na may parehong resulta.
Ang patuloy na paghahati ng mga cell na ito ay bumubuo sa trunk, mula ditoang mga sanga ay gumagalaw patagilid - ito ay mga bagong umuusbong na propesyonal na mga selula ng dugo. Ang prosesong ito ay tuloy-tuloy at umaabot sa bilyun-bilyong mga cell araw-araw. Kabilang sa mga ito ang mga grupo ng lahat ng elemento ng dugo - leukocytes at erythrocytes, lymphocytes, atbp.
Kasunod nito, nagsalita si Maximov sa kanyang teorya sa isang kongreso ng mga hematologist sa Berlin. Ito ang simula ng kasaysayan ng pag-unlad ng SC. Ang cell biology ay naging isang hiwalay na agham lamang sa pagtatapos ng ika-20 siglo.
Noong 1960s, nagsimulang gamitin ang SC sa paggamot ng leukemia. Natagpuan din ang mga ito sa balat at adipose tissue.
Mga Tampok na Nakikilala ng SK
Ang mga pangakong ideya ay hindi isinasantabi ang pagkakaroon ng mga bahura sa ilalim ng dagat kapag isinagawa. Ang malaking problema ay ang aktibidad ng SC ay nagpapahintulot sa kanila na hatiin sa walang limitasyong dami, at nagiging mahirap itong kontrolin. Bilang karagdagan, ang mga ordinaryong cell ay limitado sa paghahati sa bilang ng mga cycle (ang limitasyon ng Hayflick). Ito ay dahil sa istruktura ng mga chromosome.
Kapag naabot na ang limitasyon, hindi na nahahati ang cell, ibig sabihin, hindi ito dumami. Para sa mga cell, ang limitasyong ito ay nag-iiba depende sa kanilang uri: para sa fibrous tissue ito ay 50 dibisyon, para sa dugo SC - 100.
Pangalawa, hindi lahat ng SC ay nag-mature sa parehong oras, kaya ang anumang tissue ay may iba't ibang SC sa iba't ibang yugto ng maturation. Kung mas normal ang maturity ng isang cell, mas mababa ang mga katangian nito ng muling pagsasanay sa isa pang cell. Sa madaling salita, ang genome na inilatag para sa lahat ng mga cell ay magkatulad, ngunit ang mode ng operasyon ay iba. Ang mga bahagyang mature na SC na, kapag pinasigla, ay maaaring mag-mature atpag-iba, ito ay mga sabog.
Sa CNS ito ay mga neuroblast, sa skeleton - mga osteoblast, sa balat - mga dermatoblast, atbp. Ang stimulus para sa pagkahinog ay panlabas o panloob na mga sanhi.
Hindi lahat ng cell sa katawan ay may ganitong kakayahan, depende ito sa antas ng kanilang pagkakaiba. Ang mga highly differentiated cell (cardiomyocytes, neurons) ay hindi kailanman makakagawa ng sarili nilang uri, kaya naman sinasabi nila na hindi naibabalik ang nerve cells. At ang mga hindi maganda ang pagkakaiba ay may kakayahang mag-mitosis, halimbawa, dugo, atay, tissue ng buto.
Ang Embryonic stem (ES) cells ay naiiba sa iba pang SC dahil walang limitasyon sa Hayflick para sa kanila. Ang mga ESC ay naghahati nang walang katapusan, ibig sabihin. sila ay talagang walang kamatayan (immortal). Ito ang kanilang pangalawang pag-aari. Ang pag-aari na ito ng mga siyentipikong inspirasyon ng ESC, tila, ay gagamitin sa katawan upang maiwasan ang pagtanda.
Kaya bakit hindi napunta sa landas na ito at nagyelo ang paggamit ng mga embryonic stem cell? Walang isang cell ang garantisadong laban sa genetic breakdowns at mutations, at kapag lumitaw ang mga ito, sila ay ipapasa pa sa linya at maiipon. Hindi natin dapat kalimutan na ang mga human embryonic stem cell ay palaging nagdadala ng alien genetic information (foreign DNA), kaya sila mismo ay maaaring magdulot ng mutagenic effect. Kaya naman ang paggamit ng kanilang SC ay nagiging pinaka-optimal at pinakaligtas. Ngunit isa pang problema ang lumitaw. Napakakaunting mga SC sa isang pang-adultong organismo, at mahirap silang kunin - 1 cell bawat 100 libo. Ngunit sa kabila ng mga problemang ito, sila ay nakuha at ang mga autologous na SC ay kadalasang ginagamit sa paggamot ng CVD, endocrinopathies,biliary pathologies, dermatosis, sakit ng musculoskeletal system, gastrointestinal tract, baga.
Higit pa tungkol sa ESC underwater reef
Pagkatapos matanggap ang mga embryonic stem cell, dapat silang idirekta sa tamang direksyon, i.e. pamahalaan ang mga ito. Oo, halos maaari nilang muling likhain ang anumang organ. Ngunit ang problema sa pagpili ng tamang kumbinasyon ng mga inductor ay hindi pa nalulutas ngayon.
Ang paggamit ng mga embryonic stem cell sa pagsasanay ay sa una ay nasa lahat ng dako, ngunit ang kawalang-hanggan ng paghahati ng naturang mga cell ay ginagawa silang hindi makontrol at ginagawa silang nauugnay sa mga selula ng tumor (teorya ni Konheim). Narito ang isa pang paliwanag para sa ESC freeze.
Rejuvenation with ESC
Ang isang tao ay nawawalan ng kanyang SC habang siya ay tumatanda, ang kanilang bilang ay patuloy na bumababa, sa madaling salita. Kahit na sa edad na 20 ay kakaunti na sila, pagkatapos ng 40 taon ay wala na. Kaya naman, nang ihiwalay ng mga Amerikano ang mga ESC sa unang pagkakataon noong 1998 at pagkatapos ay i-clone ang mga ito, nakatanggap ang cell biology ng malakas na impetus sa pag-unlad nito.
Nagkaroon ng pag-asa para sa lunas sa mga sakit na iyon na palaging itinuturing na walang lunas. Ang pangalawang linya ay pagpapabata na may mga embryonic stem cell sa pamamagitan ng iniksyon. Ngunit walang tagumpay sa bagay na ito, dahil hindi pa rin alam kung ano mismo ang ginagawa ng SC pagkatapos na maipasok sa isang bagong organismo. Alinman ay pinasigla nila ang lumang cell, o ganap na pinapalitan ito - kinuha nila ang lugar nito at aktibong gumagana. Kapag naitatag lamang ang eksaktong mekanismo ng pag-uugali ng NC ay posible na magsalita ng isang pambihirang tagumpay. Sa ngayon, kailangan ang matinding pag-iingat sa pagpili ng ganitong paraan ng paggamot.
ESC at rejuvenation sa Russia
Sa Russia, ang mga paghihigpit sa paggamit ng mga ESC ay hindi pa ipinakilala. Dito, ang embryonic stem cell therapy para sa rejuvenation ay hindi isinasagawa ng mga seryosong instituto ng pananaliksik, ngunit sa pamamagitan lamang ng mga ordinaryong beauty salon.
At isa pang bagay: kung sa Kanluran ang pagsubok ng pagkilos ng mga ESC ay isinasagawa sa mga laboratoryo sa mga eksperimentong hayop, kung gayon sa Russia ang mga bagong teknolohiya ay nasubok sa mga tao ng parehong mga home-grown beauty salon. Mga booklet na may lahat ng uri ng mga pangako ng walang hanggang dagat ng kabataan. Tama ang kalkulasyon: para sa mga may maraming pera at pagkakataon, tila walang imposible.
Ang paggamot na may mga embryonic stem cell sa anyo ng isang minimum na kurso ng pagpapabata ay 4 na iniksyon lamang at tinatayang nasa 15 libong euro. At sa kabila ng pag-unawa na ang isang tao ay hindi dapat bulag na magtiwala sa mga teknolohiya na hindi pa nakumpirma sa siyensiya, maraming mga pampublikong pigura ang higit sa pagnanais na magmukhang mas bata at mas kaakit-akit, ang isang tao ay nagsisimulang tumakbo nang mas maaga sa makina. Bukod dito, sa harap ng mga mata ng mga tinulungan nito. May mga masuwerte - Buynov, Leshchenko, Rotaru.
Ngunit marami pang sawi: Dmitry Hvorostovsky, Zhanna Friske, Alexander Abdulov, Oleg Yankovsky, Valentina Tolkunova, Anna Samokhina, Natalya Gundareva, Lyubov Polishchuk, Viktor Yanukovych - nagpapatuloy ang listahan. Ito ang mga biktima ng cell therapy. Ang naging karaniwan sa kanilang lahat ay ilang sandali bago lumala ang kanilang kalagayan, sila ay tila yumabong at naging mas bata, at pagkatapos ay mabilis na namatay. Kung bakit nangyayari ito, walang makasagot. Oo, saKapag ang ESC ay pumasok sa tumatanda na katawan, hinihikayat nila ang mga selula na aktibong hatiin, ang tao ay tila bumabata. Ngunit ito ay palaging stress para sa isang matatandang organismo, at anumang patolohiya ay maaaring umunlad. Samakatuwid, walang klinika ang makakapagbigay ng anumang garantiya tungkol sa mga kahihinatnan ng naturang pagpapabata.
