Matične stanice i regenerativna plastična medicina

Danas malo praktikanti su svjesni razvoja novog smjera u liječenju neizlječivih bolesti tradicionalnom i ne-tradicionalnom medicinom. Riječ je o regenerativno-plastičnoj medicini koja se temelji na korištenju regenerativnog potencijala matičnih stanica. Oko trendovi u razvoju nastao neviđenu znanstvenu diskusiju i pseudo-znanstvena hiper, uglavnom stvorio informacije pretjerivanje Internet World Wide Webu. U vrlo kratkom vremenu, laboratorijske testove terapijski mogućnosti matičnih stanica su otišli dalje eksperimentalna i aktivno su uvedeni u medicinskoj praksi koja je generirana mnogo znanstvenih problema, etičke, vjerske, pravne i zakonodavne planu. Državne i javne institucije očito nisu spremni za brzinu tranzicije matičnih stanica iz Petrijeve zdjelice u sustavu za intravenoznu primjenu, koji se ne koristi i društvo u cjelini, a betonskog patnje čovjeka. U nezamislivom količinom i kvalitetom informacija o iznosu od matičnih stanica nije lako razumjeti mogućnosti i profesionalci (od kojih su zapravo nije, jer svatko pokušava svladati novi trend znanosti sama), da ne spominjem liječnike koji nisu izravno uključeni u regenerativnoplasticheskoy medicini.

[1], [2], [3]

Zašto nam je potreban takav pokus i trebamo li što?

Na prvi pogled, stvaranje stanica interspecies himera je rezultat neobuzdane mašte zaboravljenog na bioetiku fanatik znanstvenika. Međutim, ovaj pristup uvelike proširio svoje znanje o temeljnim embriogeneze, kao što je dopušteno za brojanje stanica potrebnih za organogeneze (formiranje jetre, mozga, kože, organa i imunološkog sustava). Također (možda je to važno u biologiji hESCs), genetika imaju na raspolaganju jedinstveni alat s kojim u kimerizacijom embriji mogu postaviti funkcionalne svrhe gena. Prvo, posebna tehnika dvostrukog nokautiranja u ESC-u je "isključena" par gena pod istragom. Zatim se takvi ESC ubrizgavaju u blastocist i prate promjene koje se javljaju u tijelu himernog embrija u razvoju. Tako su uspostavljeni funkcija gena sf-1 (razvoj genitalija i nadbubrežnih žlijezda), Urt-l (tab bubrega) muoD (skeletni razvoj mišića), gata-l-4 (kartica erythro- i limfopoezu). Osim toga, u laboratorijskih životinja ESCs može uvesti (transfckciju) još nije studirao ljudske gene kako bi se utvrdila njihova funkcija pomoću himerni embrija.

No, u pravilu, opravdanje eksperimenta dobivanjem novih temeljnih znanja ne zadovoljava podršku široke publike. Dajmo primjer primijenjene vrijednosti kimerizacije uz pomoć ESC-a. Prije svega, to je xenotransplantacija, tj. Presađivanje organa životinje na ljude. U teoriji, stvaranje staničnih himera „čovjek-svinja” omogućuje da se životinji puno bliže antigeni karakteristike ESCs donatora da različite kliničke situacije (dijabetes, ciroza jetre) može spasiti život bolesnika. Istina, za to morate najprije naučiti kako vratiti svojstvo totipotentnosti na genom zrelog somatske stanice, nakon čega se može uvesti u sazni embrij razvijanja.

Danas ESC imovine u posebnim uvjetima kulture dijele gotovo neograničeno koristiti za proizvodnju višestruko važne stanične mase sa naknadnim diferencijacije u specijaliziranim stanicama, primjerice dopaminskih neurona, koji se potom transplantiranih u bolesnika s Parkinsonovom bolešću. U ovom transplantacije uvijek prethodi usmjerenom diferencijacije ove stanične mase koja je potrebna za liječenje specijaliziranih stanica i pročišćavanja potonji od nediferenciranih staničnim elementima.

Kao što se ispostavilo kasnije, prijetnja karcinogeneze nije bila jedina prepreka u načinu transplantacije stanica. ESC spontano embryoid tijela razlikuju heterogene, odnosno kako bi se dobilo derivate raznih staničnih linija (neurone, keratinocite, fibroblaste, endotelialne stanice). U vidnom polju mikroskopa u ovom slučaju, kardiomiociti se između različitih fenotipova stanice, od kojih je smanjen u svom ritmu dodijeljen. Međutim, za tretiranje pacijenta mora biti čista populacija stanica: - neurona moždani udar, kardiomiocitima - infarkt miokarda, B-stanicama pankreasa - dijabetes, keratinociti - opekline itd

Sljedeća faza u razvoju stanične transplantacije je povezan s razvojem tehnologije za proizvodnju dovoljnu količinu (milijuna stanica) od populacije stanica čisti. Pretraga faktori uzrokuju usmjeren diferencijaciju hESCs, nosio empirijski karakter kao slijed sinteze ostao nepoznat tijekom embriogeneze. Prvo, utvrđeno je da se stvaranje jajeta vreće inducirana dodavanjem u kulturi hESCs cAMP i retinoične kiseline. Oblikovan hematopoetskih staničnih linija, kada je medij 1L-3, faktor rasta SCF kultiviranje fibroblasta (FGH), inzulinu sličan faktor rasta (IGF-1), 1 L-6 i faktor stimulacije kolonije granulocita (G-CSF). živčanog sustava stanica formira iz hESCs nakon odstranjivanja LIF i fibroblasta sloj, koji djeluje u papira. Nakon tretmana s retinoičnom kiselinom u prisutnosti fetalnog telećeg seruma ESK počela da diferenciraju u neuronima i cardiomyocytes su pripravljeni dodatkom dimetil sulfoksida (DMSO), koji omogućuje ciljano otpuštanje hidrofobnih signalnih molekula u staničnu jezgru. Tako nakupljanje u mediju za kulturu reaktivnih vrsta kisika, kao i električne stimulacije promiče formiranje zrelih kontraktilnih kardiomiocitima.

Ogromne sile i sredstva potrošeno je na traženje uvjeta za diferencijaciju ESC-a u stanice gušterače koje proizvode inzulin. Međutim, ubrzo je postalo jasno da je broj specijaliziranih linija beta-stanica gušterače stanica, stanica imunološkog i endokrinog sustava, masne stanice) ne proizlaze iz ESCs po stimulaciji na principu „jedan faktor stimulacije -. Jedne stanične linije” To se načelo pokazalo valjanim samo za ograničeni broj staničnih linija. Posebno, formiranje neurona može se inducirati retinoične kiseline mišićnih stanica linije - faktora transformacije rasta-P (P-TCP), linija eritroidnih - 1L-6-monocita mijeloidne linije - 1 L-3. A učinci tih čimbenika na diferencijaciju ESC-a bili su strogo ovisni o dozi.

Ušla u fazu kombinacija faktora rasta traži da promoviraju ESC u kasnijim fazama embriogeneze u obliku mesoderm (izvor kardiomiocitima, skeletnih mišića, epitela tubula, mieloeritropoeza i glatke mišićne stanice), ektoderm (epidermis, neurona, retina) i endoderm (epitela tankog crijeva i sekretornih žlijezda, pneumocita). Priroda, kao što su bili prisiljeni istraživače da se krene naprijed na putu embriogeneze, ponavljajući svoje korake u Petrijevoj zdjelici, što je nemoguće odmah i lako dobiti željeni rezultat. I takve kombinacije faktora rasta su pronađene. Aktivin A, u kombinaciji s TGF-P pokazala se kao potencijalni stimulator formiranja iz hESCs mezodermalni stanica, a blokira razvoj ento- i ektoderm. Retinoična kiselina, kao i kombinacija signala koštanog morfogenetskog proteina (BMP srži-4) i epidermalni faktor rasta (EGF), aktivira procese ekto- i mezoderma stanica, zaustavljanje razvoja endoderm. Intenzivan rast stanica sva tri sloja klica je kod istovremenog izlaganjem ESC dva čimbenika - hepatocitnog faktora rasta (NGF), faktora rasta i živaca.

Tako, na relevantnim stanične linije prvo moraju iz embrionalnih matičnih stanica u stupnju formiranja bilo zametne sloj stanica, a zatim odabrati novu kombinaciju faktora rasta sposoban da inducira diferencijaciju usmjerenog ekto-, mezo i endodermal u specijalizirane stanice koja je potrebna za transplantaciju pacijent. Broj kombinacija faktora rasta na Danas u tisućama, a većina njih su patentirani, neki nisu objavljeni biotehnološke tvrtke.

To je bio prijelaz u fazu pročišćavanja dobivenih stanica od nediferenciranih nečistoća stanica. Stanice diferencirane u kulturi bile su obilježene markerima zrele stanične linije i prolazile su kroz lasersku imunofenotipsku raspršivač velike brzine. Laserska zraka ih je pronašla u zajedničkom staničnom toku i usmjerena duž odvojenog puta. Dobiveni materijal pročišćenih stanica prvi put je dobiven laboratorijskim životinjama. Vrijeme je za procjenu učinkovitosti korištenja derivata ESK na modelima bolesti i patoloških procesa. Jedan takav model bio je eksperimentalna Parkinsonova bolest, koja se dobro reproducira kod životinja s kemijskim spojevima koji uništavaju dopaminergičke neurone. Budući da je osnovna bolest kod ljudi stečeni nedostatak dopaminergičkih neurona, uporaba zamjenske terapije u ovom slučaju bila je patogenetski opravdana. Kod životinja s eksperimentalnim hemiparkinsonizmom, preživjelo se polovica dopaminergičkih neurona koji su izvedeni iz ESC i umetnuti u strukture mozga. To je dovoljno da značajno smanji kliničke manifestacije bolesti. Pokušaji vraćanja funkcije oštećenih CNS struktura tijekom eksperimentalnog moždanog udara, traume, pa čak i fraktura leđne moždine bili su vrlo uspješni.

Međutim, treba obratiti pozornost na činjenicu da su gotovo svi slučajevi uspješne primjene diferenciranih derivata ESC za ispravak eksperimentalne patologije uzeti u akutnom razdoblju simuliranog abnormalne situacije. Dugoročni rezultati liječenja nisu toliko utješni: nakon 8-16 mjeseci pozitivan učinak transplantacije stanica nestao je ili oštro smanjen. Razlozi za to su sasvim razumljivi. Diferencijacija transplantiranih stanica in vitro ili in loco morbi neminovno dovodi do ekspresije staničnih markera genetske stranosti koja izaziva imuni od napada organizam primaoca. Da biste riješili problem imunološkog nekompatibilnosti koriste tradicionalne imunosupresija, koja je počela paralelne kliničkih ispitivanja za provedbu transdiferencijacija potencijal i genetski korekciju ne uzrokuje imunološki sukoba autolognih hematopoetskih i mesenchvmal matičnih stanica.

Što je regenerativno-plastična medicina?

Evolucija je identificirala dvije glavne opcije za završetak života ćelije - nekroza i apoptoza, što je na razini tkiva odgovaraju procesima proliferacije i regeneracije. Proliferacija može smatrati nekom vrstom žrtve, kod punjenja manu oštećenog tkiva nastaje zbog njegova zamjena s veznih elemenata: održavanje strukturne cjelovitosti, dio tijela je izgubio funkciju zahvaćeni organ, koji određuje daljnji razvoj kompenzacijskih odgovora na hipertrofije ili hiperplazije strukturne i funkcionalne elemente preostalih neoštećen. Dužina naknadu period ovisi o količini strukturnih oštećenja uzrokovanih primarne i sekundarne čimbenike promjene, a zatim u događa većini slučajeva dekompenzacija, oštar pogoršanje i skraćivanje ljudskih života. Regeneracija pruža fizioloških postupaka preoblikovanja, odnosno zamjena starenja i umiranja o mehanizmu prirodne stanične smrti (apoptoze) stanica novima, dobivenim iz matičnih stanica rezervi ljudskog tijela. U procesima reparativni regeneracije su također uključeni izvori matičnih stanica prostore koji su, međutim, mobiliziranih u patoloških stanja povezanih s ozljedom bolesti ili tkiva koji potiču staničnu smrt necrotic mehanizama.

Pozornost znanstvenika, liječnika, tiska, televizije, i javnosti na problem proučavanje biologije embrionalnih matičnih stanica (ESCs) su zbog, prije svega, visok potencijal stanice, ili kako mi to zovemo, regenerativno i plastike tretman. Metode formulacije za liječenje teških bolesti ljudi (degenerativnim patologije središnjeg živčanog sustava, mozga i ozljeda leđne moždine, Alzheimerove bolesti i Parkinsonove bolesti, multiple skleroze, infarkt miokarda, hipertenzija, dijabetes, autoimune bolesti i leukemija, snimanje bolesti i neoplastične procesi predstavljaju daleko nije potpun popis od njih) postavio jedinstvena svojstva matičnih stanica, čime se stvaraju nove tkiva umjesto, kao što se ranije mislilo, nepovratno oštećeni ZO tkiva n bolesno tijelo.

Napredak teorijskih studija o biologiji matičnih stanica u proteklih 10 godina ostvaren je spontano nastajanju trendove u nastajanju regenerativne medicine i plastike, koji je ne samo metodologija je vrlo pogodan za sistematizaciju, ali treba biti takav. Prvo i najbrže razvijeno područje praktične uporabe regenerativnog potencijala matičnih stanica postalo je zamjenska regenerativno-plastična terapija. Njezin način vrlo lako može pratiti u znanstvenoj literaturi - od pokusa na životinjama s infarktom nekroze na djela posljednjih godina, s ciljem vraćanja nedostatak nakon infarkta miocita srca ili nadopunjavanje gubitke na beta-stanica gušterače i od dopaminergičkih neurona središnjeg živčanog sustava.

Transplantacija stanica

Osnova regenerativno-plastične medicine zamjene je transplantacija stanica. Potonji bi trebao biti definiran kao kompleks medicinskih mjera u kojima, kratko ili dulje vrijeme, organizam bolesnika ima izravan kontakt sa životnim stanicama auto-, alo-, izo- ili ksenogenicnog podrijetla. Sredstva transplantacije stanica su suspenzija matičnih stanica ili njihovih derivata, standardiziranih brojem transplantacijskih jedinica. Transplantacijska jedinica je omjer broja jedinica za stvaranje kolonija u kulturi i ukupnog broja transplantiranih stanica. Metode provođenja stanične transplantacije: intravenske, intraperitonealne, subkutane injekcije suspenzije matičnih stanica ili njihovih derivata; ubrizgavanje suspenzije matičnih stanica ili njihovih derivata u ventrikle mozga, limfnih žila ili cerebrospinalne tekućine.

Kada alogeneična transplantacija i autologne stanice su dva bitno različiti pristupi metodološkom implementacije plyuri-, multi- ili polipo- tentnogo potencijala matičnih stanica - in vivo ili in vitro. U prvom slučaju, uvođenje matičnih stanica u tijelu pacijenta provesti bez prethodne diferencijacije u drugom - nakon množenja u kulturi, i pročišćavanje usmjerenu diferencijacije nediferenciranih stanica. Među mnogim metodološkim postupcima zamjenskih stanica metode terapije tri skupine se jasno razlikovati dovoljno: supstitucija stanica koštane srži i krvi stanica zamjenu organa i zamjena mekog tkiva čvrstoće tijela elemenata (hrskavice, kostiju, srčane zaliske i krvnih žila tipa kapacitivnom). Zadnja linija treba definirati kao rekonstrukcijsku i regenerativne medicine potencijalno diferencijacija matičnih stanica se ostvaruje na matrici - biološki inertnih ili resorbirajuću konstruktima supstituent profilnog dijela tijela.

Drugi način da se poveća intenzitet regenerativne i plastičnih procesa u zahvaćenim tkivima je mobilizirati resurse pacijenta vlastite matične tijelo pomoću egzogenih faktora rasta kao što su granulocita i makrofaga i granulocita faktora kolonija stimulativnih. U tom slučaju, strome obveznice jaz dovodi do povećanja prinosa u općoj cirkulaciji hematopoetskih matičnih stanica, koje pružaju zonu ozljede tkiva regenerativne procese zbog svoje unutarnje fleksibilnosti.

Dakle, metode regenerativne medicine usmjerene su na poticanje procesa vraćanja izgubljene funkcije - bilo mobilizacijom vlastitih reznih rezervi oboljelog organizma, bilo uvođenjem alogenog staničnog materijala.

Važan praktični rezultat otvaranja embrionalnih matičnih stanica - terapijsko kloniranje temelji se na razumijevanju mehanizama aktivira embriogeneze. Ako je izvorni signal za početak embriogeneze je skup pre-mRNA, što je u citoplazmi jajne stanice, uvođenje srž svake somatskih stanica u izvađene jajne stanice moraju pokrenuti program razvoja embrija. Danas već znamo da oko 15 000 gena sudjeluje u provedbi programa embriogeneze. Što im se dogodi poslije rođenja, u razdobljima rasta, zrelosti i starenja? Odgovor na ovo pitanje je dao Dolly ovce: oni su sačuvani. Koristeći najmodernije metode istraživanja dokazala da odrasle stanice jezgra se štedi sve kodove potrebne za formiranje embrionalnih matičnih stanica, embrionalne zametne slojeva, organogeneze i ograničavanju sazrijevanje (izlaz u diferencijaciji i specijalizaciji) stanične linije mesenchvmal, ekto-, endo- i mezodermalni podrijetla , Terapijsko kloniranje kao trend je nastao u vrlo ranim fazama razvoja, transplantacije stanica i osigurava povratnu totipotency vlastite somatske stanice bolesne osobe za proizvodnju genetski identičan koštanog tkiva.

Otkriće matičnih stanica počela „do kraja” kao izraz kojeg u biologiji i medicini A. Maximov nanosi na matičnim stanicama koštane srži koje prinose svim zrelih stanica elemenata perifernoj krvi. Međutim, hematopoetske matične stanice, poput stanica svih tkiva odraslog organizma, također imaju diferencirani prethodnik. Zajednički izvor za apsolutno sve somatske stanice je embrionalna matična stanica. Treba napomenuti da pojmovi "embrionalnih matičnih stanica" i "embrionalnih matičnih stanica" nipošto nisu identične. Embrionalne matične stanice izolirane su J. Thomsonom iz unutarnje stanične mase blastocista i prenesene u dugotrajne stanične linije. Samo te stanice imaju faksimil "ESC". Leroy Stevens otkrili embrionalnih matičnih stanica u miševa, njih opisani kao „embrionalnih matičnih stanica” pluripotentne, odnosi se na sposobnost hESCs diferencijacije u derivate sva tri sloja (zametnih ecto, mezo i endoderm). Ali sve stanice embrija kasnijih faza razvoja također su matične stanice, jer stvaraju ogroman broj stanica koje tvore tijelo odrasle osobe. Kako bismo ih definirali, predlažemo pojam "embrionalne pluripotentne progenitorske stanice".

[4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11]

Vrste matičnih stanica

Okosnica moderne klasifikacije matičnih stanica temelji se na načelu moći razdvajanja (jačine) dovodi do stanične linije, koji je definiran kao toti-, plyuri-, multi-, poli-, bi- i unipotency. Totipotentne, tj sposobnost rekonstituciju genetički programirane tijelo kao cjelina ima stanica zigota, blastomera i embrionalnih matičnih stanica (stanica mase za unutarnju blastociste). Druga skupina višestruko važne stanice koje nastaju u kasnijim fazama razvoja embrija prikazan germenativnymi primarne stanice embrionalnog genitalnog područja (genitalne kvržica). Pluripotency pod kojim podimayut sposobnost diferencijacije u stanicama bilo organu ili tkivu, naznačen time embrionalne stanice tri sloja klica - ekto-, mezo i endodermal. Smatra se da multipotentnim, tj mogućnost formiranja sve stanice u namjenske linije, svojstvo samo dva tipova stanica: takozvani mezenhimalne matične stanice, koje su formirane u neuronskog grebena i koji su prekursori svih stanica vezivnog baza tijela, uključujući glija stanica, kao i hematopoetske hematopoetske matične stanice, što dovodi do svih linija krvnih stanica. Nadalje, izolirane bi- i unipotentne matične stanice, osobito ishodišne stanice mijeloidne, limfoidne, monocitne i megakariocitičnih hematopoetskih klica. Postojanje unipotentne matične stanice jasno dokazano na primjeru stanica jetre - gubitak značajnog dijela tkiva jetre kompenzira intenzivne podjele diferenciranih poliploidnih hepatocita.

U razvoju svih organa i tkiva nastaju kao posljedica proliferacije i diferencijacije stanica mase unutarnje blastociste, što stanice te su, u strogom smislu, totipotentne embrionalne matične stanice. Prve studije o izolaciji embrionalnih matičnih stanica provedena su Evans, koji je pokazao da blastociste ugrađuju u mozgu miša, dovesti teratokarcinom, koje stanice s oblikom kloniranje linijama pluripotentne embrionalnih matičnih stanica (originalni naziv stanice - embrionalni karcinom stanica ili kratica ECC - u trenutno nije primjenjivo). Ovi podaci su potvrđeni u još nekoliko studija u kojima embrionalne matične stanice dobivene uzgojem stanica blastociste miševa i drugih životinjskih vrsta, uključujući i ljude.

U novijoj literaturi postoji više izvješća o plastičnosti matičnih stanica, što se smatra ne samo kao sposobnost potonji diferencijacije u različite vrste stanica u različitim fazama razvoja, ali također prolaze dediferencijacije (transdiferencijacija, retrodifferentiation). To je u načelu dopušteno mogućnost povratka somatske diferencirane stanice u embrionalnom stadiju razvoja s rekapitulacije (povrat) pluripotency i njegove provedbe u ponovnom diferencijacije u obliku druge vrste stanica. Posebno se navodi da hematopoetske matične stanice mogu transformirati s formiranjem hepatocita, kardiomioblasta i endotelocita.

Znanstvena rasprava o razdvajanju matičnih stanica po svojoj plastičnosti i dalje, tj, terminologija i presađivanje stanica pojmovnik su u procesu nastajanja, ima neposredan praktični značaj, budući da je na korištenje plastičnih svojstava i sposobnost matičnih stanica da se diferenciraju u različite stanične linije uspostavljena većina metoda regenerativnoplasticheskoy medicina.

Broj publikacija na području temeljnih i primijenjenih problema regenerativne i plastične medicine brzo raste. Već postaviti opseg različitih metodoloških pristupa usmjerenih na najbolji način iskoristiti regenerativne i plastične potencijal matičnih stanica. Zona svojih vitalnih interesa određuje kardiologa i endokrinologa, neurologa i neurokirurga, transplantacijom kirurga i hematologa. Mogućnosti plastične matičnih stanica traže rješenje za hitne probleme oftalmologa, TB liječnika, pulmologa, nefrologa, onkologa, genetičari, pedijatri, gastroenterolozi, internista i pedijatara, kirurga i ginekologa-ginekolozi - svi predstavnici moderne medicine nadam se da se mogućnost izlječenja je još uvijek smatra fatalna bolest.

Je li transplantacija stanica druga "panacea" od svih bolesti?

To pitanje postavlja s pravom među svim liječnicima i znanstvenicima koji su zamišljeni i analiziraju trenutno stanje medicinske znanosti. Situaciju komplicira činjenica da na jednoj strani znanstvenog sučeljavanja postoje "zdravi konzervativci", as druge - "bolesni fanatici" transplantologije stanica. Očigledno, istina, kao i uvijek, leži između njih - na "nečijoj zemlji". Ne dirajući se na pitanja zakona, etike, religije i morala, razmotrimo prednosti i nedostatke naznačenih područja regenerativne i plastične medicine. "Lagani povjetarac" prvog znanstvenog izvješća o terapeutskim mogućnostima ESC-a već godinu dana nakon njihova otkrića pretvorio se u "vjetru vjetra", kovitlajući se 2003. U "informacijskom tornadu". Prva serija publikacija odnosila se na uzgoj embrionalnih matičnih stanica, njihovu umnožavanje i usmjerenu diferencijaciju in vitro.

Pokazalo se da se za neograničenu reprodukciju embrionalnih matičnih stanica u kulturi mora strogo promatrati nekoliko uvjeta. Kondicionirani medij mora biti prisutna tri faktora: interleukin-6 (IL-6) i faktor matičnih stanica (SCF) i čimbenik inhibicije leukemije (LIF). Dodatno, embrionske matične stanice moraju se uzgajati na podlogu (feeder sloj stanica) fetalnih fibroblasta u prisutnosti fetalnog goveđeg seruma. Pod tim uvjetima, ESC-ovi u kulturi rastu klonove i tvore embrijska tijela - agregati suspenzijskih klonova globularnih stanica. Najvažnija značajka ESC klona je da u kulturi embrioidno tijelo prestaje rasti kada se akumulira u skupini 50-60, maksimalno 100 stanica. Tijekom tog razdoblja, dolazi u stanje ravnoteže - stopa stanične diobe unutar klon je stopa apoptoza (programirana smrt stanica) na svojoj periferiji. Nakon postizanja takve dinamičkoj ravnoteži periferne embryoid tjelesne stanice prolaze spontane diferencijaciju (obično tvorbu fragmenata endoderm žumanjka vreće, endotelne stanice i angioblasta) sa gubitkom totipotency. Stoga, da bi se dobila dovoljan broj višestruko važne embrionalne stanične mase tijela trebaju biti iskazani tjedno sa jedinicom prijenosa embrionalnih matičnih stanica u novu plodnim tlom - procesa prilično naporno.

Otkriće embrionalnih matičnih stanica nije dala odgovor na pitanje što točno i kako pokreće programe embriogeneze kodirane u zigoti DNA. Ostaje nejasno kako se program genoma razvija u procesu ljudskog života. Istovremeno, istraživanje embrionalnih matičnih stanica je dopustila da se razvije koncept mehanizama očuvanja toti-, plyuri- i multipotentnih matičnih stanica u svojoj diviziji. Glavna obilježja matičnih stanica jesu njegova sposobnost samoproizvoda. To znači da se matične stanice, za razliku od diferenciranim podijeljena asimetrično, jedna od stanice kćeri dovesti do specijaliziranih stanica linije, a drugi drži toti-, plyuri- ili multipotentnim genoma. Ostalo je nejasno zašto i kako se taj proces odvija u najranijoj fazi embriogeneze, dijeleći unutarnje stanične mase bla stotsisty cijeli je višestruko važne, a ESC genom je u dormantnom (spavanje, zaključano) stanje. Ako proces umnožavanja nužno prethodi aktiviranju i izražavanju cijelog kompleksa gena pri dijeljenju obične ćelije, tada se to ne događa pri podjeli ESC-a. Odgovor na pitanje „zašto” je primljen nakon otkrića već postojećih ESCs u mRNA (pre-mRNA), dio koji je formiran iu folikularnih stanica te je zadržan u citoplazmi jajašca i zigoti. Drugo otkriće odgovara na pitanje "kako": u ESC-u su pronađeni posebni enzimi, nazvani "uređivanje". Edithases izvode tri glavne funkcije. Prvo, pružaju alternativnu epigenetiku (bez uključivanja genoma) čitanja i dupliciranja pre-mRNA. Drugo, postupak provedbe aktivaciju pre-mRNA (izrezivanja introna - isjecanje, tj neaktivne regije RNA koji inhibiraju sintezu proteina u mRNA), nakon čega se stanice počinje montaže proteinske molekule. Treće, editazy promicati formiranje sekundarnih mRNA su represora ekspresije gena mehanizama koji održava gusto pakiranje kromatina i neaktivnih gena. Proteinski proizvodi sintetizirani na takvim sekundarnim mRNA i zvanim protein-prigušivač ili genomski skrbnici prisutni su u humanim ovulama.

Tako je danas predstavljen mehanizam stvaranja besmrtnih staničnih linija embrionalnih matičnih stanica. Jednostavno rečeno, signal za početak programa embriogeneze, čiji početni stupnjevi čine formiranje totipotentne stanične mase, dolazi iz citoplazme stanica jajnih stanica. Ako je u ovoj fazi stanične mase unutarnji blastociste, tj ESC izolira iz daljnjih regulatorne signale, proces stanica samostalno reprodukcija događa u zatvorenom krugu bez gena stanične jezgre (epigenetically). Ako takvu ćeliju dajemo hranjivim materijalom i izoliramo ga od vanjskih signala koji promiču diferencijaciju stanične mase, ona će se podijeliti i reproducirati sličnim beskonačno.

Prvi rezultati eksperimentalnih pokušaja da se koriste višestruko važne stanice za transplantaciju ispalo da se prilično impresivna, s uvođenjem embrionalnih matičnih stanica u tkivu u 100% miševa s imunološki sustav oslabljen immunodepressorami slučajeva dovodi do razvoja tumora. Među neoplastičnih stanica koje su izvor ESCs diferenciranih derivata ispunjavati egzogenog totipotentne staničnog materijala, posebno neuronima, međutim, smanjuje rast teratokarcinom vrijednosti rezultata na nulu. Istovremeno, L. Stevens, ESK uvodi u trbušnu šupljinu, kako bi se dobilo velike agregate u kojem fragmenti formirane embrija mišića, srce, kose, kože, kostiju, mišića i živčanog tkiva. (Kirurzi koji su otvorili dermoidne ciste, ova bi slika trebala biti poznata). Zanimljivo je da je uvjetna stanice zametka miša ponašaju na isti način: njihovo uvođenje u tkiva odraslih imunokompromitiranih životinja uvijek uzrokuje teratokarcinom. Ali ako od tumora istaknuti praznu liniju ESC i unesite ga u trbušnu šupljinu, a zatim ponovno formirana specijalizirane somatske derivate sva tri zametka sloja bez znakova karcinogeneze.

Dakle, sljedeći problem koji je trebao biti riješen je pročišćavanje staničnog materijala od nečistoća nediferenciranih stanica. Međutim, čak i uz vrlo visoku učinkovitost usmjerene diferencijacije stanica, do 20% stanica u kulturi zadržava svoj totipotentni potencijal, koji se in vivo, nažalost, ostvaruje u rastu tumora. Još jedan "prizvuk" prirode - na ljestvici ljestvica medicinskih rizika jamči oporavak stanja pacijenta uz jamstvo njegove smrti.

Odnos između tumorskih stanica i naprednijih u razvoju od embrionalnih pluripotentnih progenitorskih stanica (EECC) vrlo je dvosmislen. Naši rezultati pokazuju da je uvođenje EPPK u različitim transplantiranih tumora u štakora može dovesti do raspada tkiva tumora (T), brz porast mase tumora (E) i njegovo smanjenje (E-3) ili se ne utječe na dimenzije spontane centralne žarišne nekroze Neoplastično tkivo (I, K). Očito je da je rezultat interakcije EKPK i tumorskih stanica određen ukupnim skupom citokina i čimbenika rasta koji su proizvedeni od strane in vivo.

Važno je napomenuti da je embrionalnih matičnih stanica karcinogeneze u odgovoru na dodir s tkivima odraslog organizma, savršeno asimilirani stanične mase embrija, koji se gradi u svim organima fetusa. Takve himere, koje se sastoje od intrinzičnih embrijskih stanica i donora ESC-a, nazivaju se alofenima, iako zapravo nisu fenotipske kimere. Maksimalna cimerizacija stanica pri uvođenju ESC u rani embrij podliježe hematopoetskom sustavu, koži, živčanom tkivu, jetri i tankom crijevu. Opisani su slučajevi kimerizacije genitalnih organa. Jedina nedodirljiva zona za ESA bila je primarna spolna stanica.

To jest, embrij pohranjuje genetske podatke svojih roditelja koji čuva čistoću i nastavak oba roda i vrste.

Rane stanice embrija blokada podjela davanjem tsitoklazina embrionalnih matičnih stanica u blastociste dovodi do razvoja embrija, u kojem su primarne spolnih stanica, kao i svi ostali, bili su formirane od donatora embrionalnih matičnih stanica. Ali u ovom slučaju, sam zametak je potpuno donator, genetski izvanzemaljac u organizmu zamjenske majke. Mehanizmi takvog prirodnog bloka potencijalne mogućnosti miješanja vlastitih i stranih nasljednih informacija još nisu razjašnjeni. Može se pretpostaviti da se u ovom slučaju provodi program apoptoze, čije odrednice još nisu poznate.

Treba napomenuti da je embriogeneza životinja različitih vrsta nikada nije složio: provedbu donatora programa organogeneze u tijelu primatelja embrija heterologne embrionalnih matičnih stanica ubija embrij u maternici i ona nestala. Dakle, postojanje himera „rat-miš”, „svinja-krava”, „Rat Man” treba shvatiti kao stanica, ali ne i morfološka mozaicizam. Drugim riječima, uvođenje ESC jedne vrste blastociste sisavaca koje druge vrste uvijek se razvija izdanak roditeljskih vrsta, koji među svojim staničnim tijelima nalaze se gotovo sve inkluzije, a ponekad i nakupine strukturnih i funkcionalnih jedinica, a sastoji se od genetski stranog materijala dobivenih hESCs. Ne možemo prihvatiti pojam „humanizirano naya svinja "kao oznaku određenog čudovišta obdarenog razlogom ili vanjskim znakovima osobe. To je samo životinja, dio stanica čiji je tijelo dolazi od svinja ljudskih ESC ubrizgavanih u blastocist.

Mogućnost korištenja matičnih stanica

Odavno je poznato da su povezani s bolesti hematopoetskih stanica genopatologiey i limfoidnih linije često su eliminirani nakon transplantacije koštane srži alogenična. Supstitucija vlastiti krvotvorni na normalne stanice genetički srodne donor dovodi do djelomičnog, a ponekad i ukupno iskorištenje pacijenta. Među genetskih bolesti koje su tretirane s alogene transplantacije koštane srži, treba napomenuti sindroma, u kombinaciji imunodeficijencije, X-vezani agammaglobulinemia, kronična granulomatoza, Wiskott-Aldrich sindrom, Gaucherovom bolesti i Harlera, Adrenoleukodistrofija, metakromatsku leukodistrofijom, anemije matičnih stanica, talasemiju, anemija Fanconi i AIDS. Glavni problem u korištenju alogene transplantacije koštane srži u liječenju bolesti povezanih s izborom HBA kompatibilni srodne donatora uspješnu potragu koja mora prosjeka 100.000 uzorci su upisali donora hematopoetskih tkiva.

Genska terapija omogućava ispraviti genetski defekt direktno u hematopoetskih matičnih stanica pacijenta. U teoriji, genska terapija nudi iste prednosti u liječenju genetskih bolesti krvotvornog sustava, te da alogene transplantacije koštane srži, ali bez svih mogućih imunoloških komplikacija. Međutim, to zahtijeva tehniku koja vam omogućuje da učinkovito nositi punu gen u hematopoetskih matičnih stanica i za održavanje potrebne razine njegovog izražavanja, što je za određene vrste nasljednih bolesti ne može biti vrlo visoka. U tom slučaju, čak i mala obnavljajuća manjkavi gen proteina proizvod daje pozitivan klinički učinak. Posebno, hemofilija B za oporavak unutarnjeg mehanizmu koagulacije krvi dovoljan 10-20% normalne razine faktora IX. Genetska modifikacija autologne staničnog materijala je bio uspješan u eksperimentalnom gemiparkinsonizme (jednostrano uništavanje dopaminergičkih neurona). Transfekcija embrija štakora u retrovirusni vektor koji sadrži gen pruža sintezu dopamina tirozin hidroksilaze u CNS: intracerebralno davanje transfektirane fibroblasti dramatično smanjuje intenzitet kliničkih manifestacija eksperimentalnom modelu Parkinsonove bolesti u eksperimentalnih životinja.

Kao što je korištenje matičnih stanica u genskoj terapiji ljudskih bolesti stavio puno novih izazova za kliničara i eksperimente. Problematična aspekti gensku terapiju su povezane s razvojem sigurnog i učinkovitog gena transportnog sustava u ciljnu stanicu. Trenutno, efikasnost prijenosa gena u stanicama sisavaca velikim je vrlo niska (1%). Metodički, ovaj problem je riješen na različite načine. In vitro prijenos gena je transfekcija genetskog materijala u stanice pacijenta u kulturi, i njihovom naknadnom povratak u pacijenta. Ovaj pristup treba uzeti u obzir optimalna kada koristite gena unose matičnih stanica koštane srži, jer načini prijenosa hematopoetskih stanica u organizmu u kulturi i natrag dovoljno dobro razvijena. U većini slučajeva, prijenos gena u hematopoetskih stanica in vitro koristi retrovi-slojeva. Međutim, većina hematopoetskih matičnih stanica u mirovanju, čineći ga teško za prijevoz genetske informacije pomoću retrovirusa i zahtijeva nove načine učinkovitih prometnih gena u matične dormantnye. U trenutku takve metode prijenosa gena, transfekcije, direktno mikroinjektiranje DNA u stanice, lipofekcija, elektroporacija, „genski pištolj”, mehanička veza pomoću staklenih perli, transfekcijom hepatocita receptora spoj DNA s asialoglycoproteins, i aerosol davanje transgena alveolarne stanice pluća epitel. Učinkovitost prijenosa DNA pomoću ove metode je 10,0-0,01%. Druga riječ, ovisno o načinu primjene genetskih informacija, uspjeh može se očekivati u 10 bolesnika od 100, ili u 1 bolesnika od 10 bolesnika LLC. Očito je da je učinkovit i istovremeno, najsigurniji način terapeutske prijenosa gena još treba razviti.

Jednog temeljno različita rješenja za problem odbacivanja alogene staničnog materijala u transplantaciji stanica je upotreba visokih doza embrija pluripotentne ishodišne stanice za postizanje kontrole učinak ponovne instalacije antigenu homeostaze odraslih (efekt Kukharchuk-Radchenko-Sirman), od kojih je bit leži u indukciji imunološke tolerancije stvaranjem novog bazu imunokompetentnog stanica, dok reprogramiranje antigenske sustav kontrole Gomi zastoj. Nakon visoke doze EPPK prošle fiksne u tkiva timusa i koštane srži. U timusa EPPK utjecajem specifičnih mikrookoliša diferenciraju u dendrita, interdigitatnye stanica i epitelnih-stroma elemenata. Tijekom diferencijacije EPPK u timusu primatelja, zajedno sa svojim molekulama histokompatibilnog kompleksa (MHC) izraženo MHC molekule koje su općenito određene u donora stanica, tj, ona je postavljen bračni standardnih MHC molekule koje se ostvaruje pozitivno i negativno izbor T-limfocita.

Dakle, sredstva za povećanje vezu za ažuriranje primatelja imunološki sustav tijela se javlja poznatim mehanizmima pozitivne i negativne selekcije T-limfocita, ali kroz dvostruke standarde MHC molekula - prijemne i donorske EPPK.

Reprogramiranja imunološkog sustava EPPK ne samo da omogućava presađivanje stanica, bez daljnjeg produljene uporabe imunosupresivnih lijekova, ali i otvara potpuno nove perspektive u liječenju autoimunih bolesti, kao i pruža uporište za razvoj novih ideja o procesu ljudskog starenja. Da bismo razumjeli mehanizme starenja, predložili smo teoriju osiromašenja prostorija korijena tijela. Prema osnovnom položaju teoriji, starenje je stalno smanjenje broja matične prostori organizam, pri čemu se misli na bazen regionalne ( „odrasle”), matične stanice (mesenchvmal, neurona, hematopoetskih matičnih stanica, ishodišne stanice kože, probavnog trakta, endokrini epitel, pigmentne stanice cilijarnog nabori i dr.), gubitak stanica odobravanje vam odgovarajući proces obnove tkiva u tijelu. Pregradnja tijela - ovo ažuriranje stanični sastav tkiva i organa zbog matičnih stanica prostora, koja se nastavlja tijekom života višestaničnih organizama. Broj matičnih stanica u prostoru određena je genetski, koji određuje granice veličine (proliferativni kapacitet) svake moždano prostora. S druge strane, matične veličine određuju stopu starenja prostora pojedinih organa, tkiva i organskih sustava. Nakon iscrpljivanja matičnih stanica intenziteta rezervne prostori i brzine starenja višestaničnih organizama određen mehanizmima starenja somatskih stanica razlikuju u granicama Hayflick.

Dakle, u fazi postnatalnog širenja ontogeneze matičnih prostorima ne samo da može značajno povećati trajanje, ali i poboljšati kvalitetu života obnavljanjem potencijal pregradnja tijelo. Da bi se postigla širenje matičnih prostora može se postići primjenom većih doza alogeneičkim pluripotentne embrionalne ishodišne stanice koje pruža istovremeno reprogramiranje primatelja imunološki sustav, koji u eksperimentu značajno povećava životni vijek starijih miševa. 

Teorija iscrpljivanja prostora stabljike može promijeniti postojeće koncepte ne samo o mehanizmima starenja, već i o bolesti, kao i posljedicama njegovog medicinsko-citotoksičnog liječenja. Konkretno, bolest se može razviti kao rezultat patologije stanica u prostoru matičnih stanica (onkopatologija). Iscrpljivanje rezervat mezenhimalnih matičnih stanica daje vezivnog tkiva koji dovodi do pojave vanjskih znakova starenja (bore, koža proljev, celulita). Odstupanje rezervnog dijela endotelnih stanica uzrokuje razvoj arterijske hipertenzije i ateroskleroze. U početku, mala veličina prostora trupa timusa određuje njegovu ranu stalnu dob. Prerano starenje posljedica je početnog patološkog smanjenja veličine svih korijenskih prostora tijela. Droga i nefarmakološka stimulacija rezerve matičnih stanica poboljšava kvalitetu života smanjujući njegovo trajanje, jer smanjuje veličinu prostora stabljike. Niska učinkovitost suvremenih geroprotektora posljedica je njihovog zaštitnog djelovanja na diferenciranu somatsku stanicu starenja, a ne na razmaknice tijela tijela.

U zaključku, napominjemo još jednom da je plastika-regenerativna medicina - novi smjer u liječenju ljudskih bolesti koje se temelje na uporabi regenerativne i plastične potencijal matičnih stanica. Tako pod plastičnosti odnosi na sposobnost egzogenih ili endogenih matičnih stanica usađenih i dovesti do novih specijaliziranih stanica klice u područja oštećenih tkiva tijela pacijenta. Objekt regeneratively-plastični medicine - do sada neizlječive fatalne ljudske bolesti, nasljedne abnormalnosti, bolest za koju se postiže konvencionalna medicina samo simptomatsko djelovanje, kao i anatomske greške u tijelu, koja je usmjerena na obnavljanje rekonstruktivnoplasticheskaya regenerativne operaciju. Prvi pokušaji da se ponovno cjelinu i ujedno puna funkcionalnih organa iz matičnih stanica, po našem mišljenju, prerano donositi poseban prostor praktične medicine. Predmet regenerativne i plastične medicine su matične stanice koje, ovisno o izvoru njihove proizvodnje, imaju drugačiji regenerativno-plastični potencijal. Metodologija regenerativno-plastične medicine temelji se na transplantaciji matičnih stanica ili njihovih derivata.