Биология стволовых клеток в последнее время вызывает огромный интерес. Слово “ствол” на самом деле произошло из старых ботанических монографий из той же терминологии, что и стебли растений, где предшественники клетки были продемонстрированы в верхушечных тканях корня и побега, которые отвечали за регенеративную способность растений.
Несколько разновидностей стволовых клеток были выделены и идентифицированы как в пробирке так и из организмов. В очень широком смысле они состоят из двух основных классов: эмбриональные/фетальные и взрослые стволовые клетки.
Откуда берутся стволовые клетки
Учёные продолжают исследования эмбриональных/фетальных стволовых клеток из-за их универсальности, в то время как другие предпочитают проводить исследования взрослых из-за спорной этической чувствительности эмбриональных/фетальных стволовых клеток.
Именно их способность к самообновлению и росту позволяет некоторым клеткам называться стволовыми клетками.
Очень важно, чтобы правильное определение и доказательство стволовости с помощью надлежащих и принятых тестов на характеристику были рассмотрены до того, как конкретный тип клеток будет классифицирован как основная элементарная единица строения и жизнедеятельности организмов.
Сложное использование предшествующих клеток связано с направлением превращения в другие клетки и ткани, чтобы помочь вылечить множество неизлечимых заболеваний.
Достижения в понимании того, как преобразуются эмбриональные стволовые клетки, должны дать ответы на вопросы о перепрограммировании единиц строения живых частиц из тканей взрослого человека.
Направление стволовых клеток на цель лечения или понимание механизма зарождения заболеваний вынудило учёных заняться их исследованиями.
Было проведено множество клинических испытаний с использованием показаний как ведет себя элементарная единица строения и жизнедеятельности организмов — клетка. Биологически понятно — что такое человек.
Определение стволовых клеток
По сути, стволовая клетка остается неопределенной «кем стать» до тех пор, пока не получит сигнал для превращения в специализированную. Когда единицы строения живых частиц делятся, каждая новая может либо остаться стволовой, либо становится другим типом клеток с новыми специальными функциями, такими как клетки крови, мозга и т.д.
По определению, клетка-предшественница находится между стволовой клеткой и терминально дифференцированной. Некоторые позвоночные, такие как саламандры восстанавливают утраченные части тела путем дифференцировки специализированных клеток в клетки-предшественники.
Основная особенность — способность стволовых клеток вырасти в любой другой тип.
Только оплодотворенная яйцеклетка и клетки, полученные в результате первых нескольких делений эмбриона, являются тотипотентными (зародышевыми).
Плюрипотентные стволовые клетки могут вырасти в любой тип клеток, за исключением тотипотентных (зародышевых) стволовых клеток.
Мультипотентные могут вырасти только в органы близкородственного семейства клеток.
Унипотентные стволовые клетки похожи на нормальные клетки в организме, но в отличие от обычной, они считаются стволовыми, потому что они самовоспроизводятся. Примером унипотентных стволовых клеток являются эпителиальные (кожные).
Классификация
Стволовые клетки можно разделить на четыре основных типа в зависимости от их происхождения, а именно:
- клетки эмбрионов;
- плода;
- пуповины;
- взрослого человека — мезенхимальные стволовые клетки.
Стволовые клетки взрослого и плода развились из эмбриональных единиц строения живых частиц, и те немногие, которые наблюдаются во взрослых органах, являются остатками первоначальных эмбриональных, чтобы дифференцироваться в развивающиеся органы или остаться в клеточных нишах в органах, которые требуются для восстановления во время повреждения тканей.
Где находятся стволовые клетки у человека
Взрослые стволовые клетки — это частично недифференцированные клетки, расположенные среди специализированных единиц строения многих органов и тканей. Они находятся по всему телу, в головном мозге, печени, костном мозге, скелетных мышцах, пульпе зубов и даже в жире. Эти стволовые клетки также встречаются у детей и в пуповинной крови, поэтому термин соматические (биологические) более точен, хотя и используется реже.
Эмбриональные стволовые клетки
У млекопитающих оплодотворенная яйцеклетка, зигота, 2-клеточная, 4-клеточная, 8-клеточная и морула (16 клеток), образующиеся в результате расщепления раннего эмбриона, являются примерами тотипотентных клеток. Тотипотентность – способность дать начало любому клеточному типу организма.
Однако оплодотворенная яйцеклетка не может самообновляться, даже если у них есть потенциал для формирования целостного организма. Внутренняя клеточная масса человека 5-6-дневного возраста является источником плюрипотентных эмбриональных стволовых клеток. Эмбриональные клетки эндодермы скорее ограничены в своих путях развития. Небольшая популяция мультипотентных клеток, называемых окончательной эндодермой, дает начало всем органам, полученным из эндодермы у взрослого человека.
Человеческие эмбриональные зародышевые клетки, которые также являются стволовыми клетками, находятся и происходят из первичных зародышевых клеток плодов 5-9-недельного возраста. Эти стволовые клетки плюрипотентны и способны производить клетки всех зародышевых слоев.
Эмбриональные стволовые клетки-это примитивные типы единиц строения, обнаруженные в органах плода. Из них выделены стволовые клетки нервного гребня, кровяные, предшественники поджелудочной железы. Было показано, что нейронные стволовые клетки плода, обнаруженные в мозге плода, превращаются как в нейроны, так и в нервные клетки. Пуповинная кровь содержит циркулирующие единицы строения и клеточное содержимое пуповинной крови совершенно отличается от содержимого костного мозга и периферической крови взрослого человека. Соединительная ткань, которая образует основную массу пупочного канатика проявляет высокую активность.
Большинство эмбриональных стволовых клеток получают из донорских эмбрионов, выращенных в клинике. Эти эмбрионы являются результатом экстракорпорального оплодотворения, процесса, при котором яйцеклетки оплодотворяются вне тела женщины. Стволовые клетки взяты из скопления не превращённых клеток в эмбрионе трех-пятидневного возраста.
Существует широко распространенная полемика по поводу исследований эмбриональных стволовых клеток человека. Вопросы, находящиеся в центре спора, касаются природы ранней человеческой жизни и правового статуса человеческого эмбриона.
Исследование эмбриональных стволовых клеток часто включает удаление внутренней клеточной массы из избыточных эмбрионов, которые не нужны парам, завершившим лечение бесплодия.
Хотя такие бластоцисты (эмбрионы), скорее всего, были бы в любом случае выброшены клиниками, некоторые считают, что это не делает морально приемлемым использование их в исследовательских или терапевтических целях.
Костный мозг обладает стволовыми клетками кроветворного происхождения. Кроветворные получаются на ранних стадиях эмбриогенеза из мезодермы и откладываются в очень специфических кроветворных участках внутри эмбриона. Гемопоэтические стволовые клетки могут быть очищены с помощью антител, и недавно были выделены и охарактеризованы общие лимфоидные предшественники единиц строения живого. Клетки ствола костного мозга более пластичны и универсальны, потому что они мультипотентны и могут быть превращены во многие типы.
Мезенхимальные стволовые клетки
Мезенхимальные стволовые клетки — мультипотентны, способны дифференцироваться в различные ткани и клеточные линии, такие как хрящи, кости, мышцы, сухожилия, связки и жир.
- Желудочно-кишечного тракт подвергается непрерывному и быстрому обновлению на протяжении всей жизни. Обновление эпителия поддерживается популяциями мультипотентных стволовых клеток, расположенных в различных анатомических участках. Обновление эпителиальных клеток в кишечнике поддерживается мультипотентными стволовыми клетками.
- Говорят, что млекопитающие выживают после хирургического удаления по меньшей мере 75% печени путем регенерации. Клетки дифференцируются в промежуточную клетку, которая является переходной усиливающей и которая дает начало более дифференцированным типам.
- Стволовые клетки сетчатки глаза взрослого человека были локализованы на пигментном крае, а не на центральной части сетчатки.
Основным преимуществом взрослых стволовых клеток является то, что их можно взять у пациента, вырастить в культуре и снова ввести пациенту. Таким образом, риск отторжения трансплантата со стороны иммунной системы пациента достаточна слабый. Этот метод позволяет избежать многих медицинских и этических проблем, связанных с использованием эмбриональных (на ранней стадии развития) стволовых клеток.
Взрослые стволовые клетки в настоящее время медициной освоены не достаточно. Их немного, их трудно изолировать, а иногда и сложно вырастить. Они также могут содержать больше аномалий ДНК, чем эмбриональные.
