Matične celice in regenerativna plastična medicina

Danes se le malo strokovnjakov zaveda razvoja nove smeri zdravljenja neozdravljivih bolezni s tradicionalno in netradicionalno medicino. Gre za regenerativno-plastično medicino, ki temelji na uporabi regenerativnega potenciala izvornih celic. Okoli trendi v razvoju pojavila izjemno znanstveno razpravo in psevdo-znanstveni hype, v veliki meri ustvarila s podatki pretiravanje Internet World Wide Web. V zelo kratkem času, laboratorijski testi terapevtske možnosti matičnih celic so presegle eksperimentalno in so bili aktivno uvedli v medicinski praksi, ki je ustvarila veliko znanstvenih problemov, etične, verske, pravnega in zakonodajnega načrta. Državne in javne institucije očitno niso bili pripravljeni na hitrost prehoda izvornih celic iz petrijevk v sistemu za intravensko uporabo, ki ne koristi tako družbo kot celoto, in konkretno trpljenje človeka. V nepredstavljivo količino in kakovost informacij o višini izvornih celic ni težko razumeti priložnosti in strokovnjake (od katerih je dejansko ni, ker vsi se trudijo, da bi obvladali nov trend znanosti same), da ne omenjamo zdravniki, ki niso neposredno vključeni v regenerativnoplasticheskoy medicine.

[1], [2], [3]

Zakaj potrebujemo take eksperimente in sploh kaj potrebujejo?

Na prvi pogled je ustvarjanje celičnih interspecifičnih himerov plod neobremenjene fantazije znanstvenika in fanatikov, ki je pozabil na bioetiko. Vendar pa je ta pristop zelo razširila naše znanje o temeljnih embriogenezo, kot je dovoljeno za štetje števila celic, potrebnih za organogeneze (nastanek jeter, možganov, kože, organov imunskega sistema). Tudi (morda je to pomembno v biologiji hESCs), genetika je na voljo edinstveno orodje, s katerim lahko na himerizacija zarodki nastavi funkcionalni namen genov. Prvič, posebna tehnika dvojnega izločanja v ESC je "izklopila" par preiskovanih genov. Nato se taki ESC vbrizgajo v blastociste in spremljajo spremembe, ki se pojavijo v telesu razvijajočega kimernega zarodka. Tako so bila določena funkcija genov SF-1 (razvoj spolnih in nadledvične žleze), Urt-l (zavihek ledvic) muoD (razvoj skeletnih mišic), Gata-l-4 (kartica erythro- in limfopoietično). Poleg tega je v ESC laboratorijskih živali mogoče uvesti (transficirane) človeške gene, ki še niso preučevali, da bi s pomočjo himernega zarodka določili njihovo funkcijo.

Toda pravilnost eksperimenta s pridobivanjem novega temeljnega znanja ne ustreza podpori širšega občinstva. Navedemo primer uporabljene vrednosti kimerizacije s pomočjo ESC. Prvič, to je ksenotransplantacija, to je presajanje organov živali na ljudi. V teoriji, oblikovanje celic himere "človek-prašič" vam omogoča, da bi dobili živali veliko bližje antigenski značilnosti donatork ESS, da lahko različne klinične situacije (sladkorna bolezen, ciroza jeter) rešijo življenje bolne osebe. Res je, da se morate za to najprej naučiti, kako vrniti lastnost totipotency na genom odrasle somatske celice, po kateri jo je mogoče uvesti v razvoj prašičjega zarodka.

Danes lastnina ESC v posebnih pogojih gojenja delnice skoraj neomejeno uporablja za proizvodnjo totipotentnih maso celic z nadaljnjo diferenciacijo v specializiranih celic, na primer dopaminergičnih nevronov, ki se nato presajenih za bolnika s Parkinsonovo boleznijo. V tem presaditev vedno pred usmerjenim diferenciacija te celične mase, ki je potreben za zdravljenje specializirane celice in čiščenje le-teh iz nediferenciranih celičnih elementov.

Kot se je izkazalo kasneje, grožnja karcinogeneze ni bila edina ovira na poti transplantacije celic. ESO spontano embryoid organih razlikuje heterogen, to pomeni, da se tvori derivate različnih celičnih linij (nevroni, keratinociti, fibroblasti, endotelijske celice). V vidnem polju mikroskopa v tem primeru, so kardiomiociti razporejena med posamezne fenotipov celic, od katerih je vsaka znižane v ritmu. Vendar pa za zdravljenje pacienta, mora imeti čisto populacijo celic: nevronov - kapi, kardiomiocite - miokardni infarkt, pankreatične p-celice - diabetes, keratinocitov - opekline, itd

Naslednja stopnja v razvoju presaditev celic je povezana z razvojem tehnologij za proizvodnjo zadostne količine (na milijone celic) populacij čistih celic. Iskanje dejavniki, ki povzročajo usmerjeno diferenciacijo hESCs, nosil empirično naravo kot zaporedje sinteze med embriogenezo ostal neznan. Najprej je bilo ugotovljeno, da je tvorba hranilni mešiček inducirana z dodajanjem kulture hESCs cAMP in retinojska kislina. Hematopoetskih celične linije tvorjena ko medij 1L-3, SCF rast kultiviranje fibroblastni faktor (FGH), inzulinu podoben rastni faktor (IGF-1), 1L-6 in granulocitne kolonije stimulirajoči faktor (G-CSF). živčevja celice tvorjene iz hESCs po odstranitvi LIF in fibroblastnega slojem, ki deluje v podajalnik. Po obdelavi z retinojske kisline v prisotnosti fetalnega telečjega seruma ESK začel diferencirajo v živčne celice in kardiomiociti pripravimo z dodatkom dimetilsulfoksida (DMSO), kar omogoča usmerjeno dostavo hidrofobnimi signalnih molekul v celično jedro. Tako kopičenje v gojitvenem mediju reaktivnih kisikovih vrst, kot tudi električna stimulacija spodbuja tvorbo zrelih kontraktilnih kardiomiocitov.

Velike sile in sredstva so porabili za iskanje pogojev za diferenciacijo ESC v celice trebušne slinavke, ki proizvajajo inzulin. Vendar pa je kmalu postalo jasno, da številne specializirane linije beta celic trebušne slinavke celic, celice imunskega in endokrinega sistema, adipociti) ne izhajajo iz ESS v svoji stimulacijo po načelu "vse na enem stimulativno faktor -. Ene celične linije" To načelo se je izkazalo za veljavno samo za omejeno število celičnih linij. Zlasti lahko nastanek nevronov jo inducirajo retinojske kisline v mišicah celične linije - transformirajočega rastnega faktorja-P (TCP-P), eritroidne linij - 1L-6, monocitno-mieloična linije - 1L-3. Učinki teh dejavnikov na diferenciacijo ESC so bili strogo od odmerka odvisni.

V fazi kombinacij rasti iskanje faktor, ki spodbuja ESO v kasnejših stopnjah embriogenezo, da se tvori mezoderma (vir kardiomiocitih, skeletne mišice, epitelijske tubul, mieloeritropoeza in gladkih mišičnih celic), ectoderm (povrhnjice, nevronov, mrežnice) in endoderm (epitela tankega črevesa in sekretornih žleze, pneumocytes). Narava, kot bi bila prisiljena raziskovalcev za napredek na poti embriogeneze, ponavljanje njegove korake v petrijevki, zaradi česar je nemogoče takoj in zlahka dobili želenega rezultata. In je bilo ugotovljeno, da takšne kombinacije rastnih faktorjev. Aktivin A kombinaciji z TGF-P izkazal kot močan spodbujevalec tvorbe iz hESCs mesodermal celic, medtem ko blokira razvoj ento- in ectoderm. Retinojska kislina, kot tudi kombinacija signal morfogenetskega kostnega mozga proteina (BMP-4) in epidermalni rastni faktor (EGF), se aktivira procese ekto- in mezoderma celic, ustavitev razvoja endoderm. Intenzivno rast celic vseh treh zarodnih plasti opazimo pri hkratni izpostavljenosti ESO dva dejavnika - hepatocitnega rastnega faktorja (NGF) in živčni rastni faktor.

Tako je treba ustrezne celične linije najprej prenesejo embrionalne matične celice v koraku tvori nobene plasti celic kalčkov, in nato novo kombinacijo rastnih faktorjev sposobna inducirati usmerjeno diferenciacijo ekto-, meso- in endodermal v specializirane celice, ki so potrebni za presaditev pacient. Število kombinacij rastnih faktorjev na danes v tisočih, so patentirani večina od njih, nekateri niso bile razkrite biotehnološka podjetja.

To je bil obrat stopnje očiščenja dobljenih celic iz nediferenciranih celičnih nečistoč. Celice, ki so bile diferencirane v kulturi, smo označili z markerji zrelih celičnih linij in skozi visoko hitrostni laserski imunofenotipski sorter. Laserski žarek jih je našel v skupnem celičnem toku in usmeril po ločeni poti. Dobljeni očiščeni celični material smo najprej dobili z laboratorijskimi živalmi. Čas je, da oceni učinkovitost uporabe derivatov ESK na modelih bolezni in patoloških procesih. Eden takšnih modelov je bila eksperimentalna Parkinsonova bolezen, ki se dobro reproducira pri živalih s kemičnimi spojinami, ki uničujejo dopaminergične nevrone. Ker je osnovna bolezen pri ljudeh primanjkljaj dopaminergičnih nevronov, je bila uporaba nadomestne celične terapije patogenetično upravičena. Pri živalih s poskusnim hemiparkinsonizmom je preživelo približno polovico dopaminergičnih nevronov, ki so bili pridobljeni iz ESC in vstavljeni v možganske strukture. To je bilo dovolj za znatno zmanjšanje kliničnih pojavov bolezni. Poskusi ponovne vzpostavitve funkcije poškodovanih struktur CNS med eksperimentalnimi možganskimi kapami, travmi in celo prelomi hrbtenjače so bili precej uspešni.

Vendar pa je treba opozoriti, da so skoraj vsi primeri uspešne uporabe diferenciranih derivatov ESC za korekcijo eksperimentalne patologije opravili v akutnem obdobju simulirane patološke situacije. Dolgoročni rezultati zdravljenja niso bili tako prijetni: po 8-16 mesecih je pozitiven učinek presaditve celic izginil ali močno zmanjšal. Razlogi za to so povsem razumljivi. Razlikovanje transplantiranih celic in vitro ali in loco morbi neizogibno vodi v izražanje celičnih markerjev genetske tujstva, da izzove imunski napad prejemnega organizma. Da bi rešili problem imunološkega nezdružljivosti, običajno imunosupresivno terapijo, ki se je začelo vzporedno kliničnih preskušanj za izvajanje transdifferentiation potencial in genetske popravek ne povzroča imunski konfliktnih avtolognih hemopoetičnih in mezenhimskih matičnih celic.

Kaj je zdravilo regenerativno-plastično?

Gibanje je pokazala dve glavni možnosti za dokončanje življenja celice - nekrozo in apoptozo, ki na nivoju tkiva ustrezajo procese širjenja in regeneracijo. Širjenje orožja je mogoče obravnavati kot neke vrste žrtvovanja, pri polnjenju poškodovanega tkiva napako nastane zaradi njene nadomestitve z veznih elementov: vzdrževanje strukturno integriteto, je del telesa izgubila funkcijo prizadetega organa, ki določa nadaljnji razvoj kompenzacijskih odgovorov na hipertrofije ali hiperplazije strukturnih in funkcionalnih elementov preostalih nepoškodovana. Dolžina nadomestilo obdobje je odvisno od količine strukturnih poškodb, ki jih primarni in sekundarni dejavniki spremembe povzročajo, nato pa se pojavlja v večini primerov dekompenzacije, je izrazito poslabšanje in skrajšanje življenja. Regeneracijo zagotavlja fiziološke remodeling procese, tj zamenjava staranja in umiranja na mehanizem omogočil naravne celice (apoptozo) celic z novimi, ki izhajajo iz rezerve izvornih celic človeškega telesa. V postopkih reparativnega regeneracije so prav tako vključeni viri izvornih celic prostore, ki pa se sprostijo v patoloških stanj, povezanih z boleznijo ali tkivnih poškodb, ki sprožijo celično smrt nekrotskih mehanizmi.

Pozornost znanstvenikov, zdravnikov, tiska, televizije, in javnost na problem študij biologije izvornih celic (ESS), so posledica predvsem velik potencial celice, ali kot jo imenujemo, regenerativno in plastike zdravljenje. Načini formulacije za zdravljenje hudih človeških bolezni (degenerativne patologije centralnega živčnega sistema, možganov in poškodbo hrbtenjače, Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen, multipla skleroza, miokardni infarkt, hipertenzije, diabetesa, avtoimunske bolezni in levkemije, opeklina bolezni in neoplastične procesi tvorijo sedaj ni popoln seznam od njih) iz edinstvene lastnosti matičnih celic, ki omogoča, da ustvarijo nove tkiva, namesto, kot je prej mislil, nepopravljivo poškodovana tkiva ZO n bolelo telo.

Napredek teoretičnih študij biologije matičnih celic v zadnjih 10 letih je bil realiziran spontano nastajajoče trende nastajajoče regenerativna medicina in plastike, ki je ne le metodologija je povsem mogoče, da sistemizacije, ampak mora biti taka. Prvo in najbolj hitro razvijajoče se področje praktične uporabe regenerativnega potenciala matičnih celic je postalo nadomestno regenerativno-plastično terapijo. Njena pot se zlahka zasledimo v strokovni literaturi - od poskusov na živalih z miokardnim nekrozo do dela zadnjih let, namenjen obnavljanju pomanjkljivosti po infarkt srčne mišičnih celic ali nadomeščanje izgub iz beta celic trebušne slinavke ter dopaminergičnih nevronov centralnega živčnega sistema.

Presaditev celic

Osnova nadomestnega regenerativno-plastičnega zdravila je presaditev celic. Slednje je treba opredeliti kot kompleks medicinskih ukrepov, v katerih je pacientov organizem za kratek ali dolg čas neposreden stik z živimi celicami avto-, alo-, izo- ali ksenogenskega izvora. Sredstva za presaditev celic so suspenzija matičnih celic ali njihovih derivatov, standardizirana s številom transplantacijskih enot. Transplantacijska enota je razmerje med številom enot, ki tvorijo kolonije v kulturi, in celotnim številom presajenih celic. Metode izvajanja celične transplantacije: intravensko, intraperitonealno, subkutano injiciranje suspenzije matičnih celic ali njihovih derivatov; injiciranje suspenzije matičnih celic ali njihovih derivatov v možganske komore, limfne posode ali cerebrospinalno tekočino.

Kadar so alogenski in avtologni presaditvi celic dve bistveno različni pristopi k metodološki izvajanju plyuri-, več- ali polipo- tentnogo potenciala matičnih celic - in vivo ali in vitro. V prvem primeru je uvajanje matičnih celic v telesu pacienta izvaja brez predhodne diferenciacije v drugem - po razmnoževanju v kulturi in čiščenje usmerjenega diferenciacije dediferenciranih celic. Med številnimi metodološkimi tehnikami nadomestnih celic metod zdravljenja s tremi skupinami, so jasno razlikovati dovolj: substitucija celic kostnega mozga in krvničk nadomestnih organov in nadomestne mehkega tkiva elementov trda in trdna telesa (hrustanca, kosti, kite, srčnih zaklopk in krvnih žil kapacitivne vrste). Zadnja vrstica je treba opredeliti kot rekonstrukcijsko in regenerativno medicino kot potencialna diferenciacija matičnih celic realiziran na matrico - biološko neaktivne ali resorpcijo konstrukte substituirati oblikovanega telesa odseka.

Drug način za povečanje intenzivnosti procesov regenerativnih in plastičnih mas v prizadetih tkivih je mobilizacija virov pacientovo lastno steblo telesa z uporabo eksogenih rastnih dejavnikov, kot so faktorji, kolonije stimulirajoči granulocitov-makrofagov in granulocitov. V tem primeru stromalni obveznice vrzeli vodi do povečanja donosa v splošnem kroženju hemopoietic izvornih celic, ki zagotavljajo varen poškodb tkiva regenerativnih procesov zaradi svoje inherentne prožnosti.

Tako so metode regenerativne medicine namenjene spodbujanju procesov obnovitve izgubljene funkcije - bodisi z mobilizacijo lastnih zalog stebla obolelega organizma bodisi z uvedbo alogenega celičnega materiala.

Pomemben praktična posledica odprtja embrionalnih matičnih celic - Terapevtsko kloniranje temelji na razumevanju mehanizmov sproži embriogeneze. Če prvotni signal za začetek embriogeneze je niz pre-mRNA, ki je v citoplazmi v jajčnih celic, mora biti uvedba jedro vseh somatskih celic v enucleated jajčno celico zagnati program razvoja zarodka. Danes že vemo, da približno 15 000 genov sodeluje pri izvajanju programa embriogeneze. Kaj se jim potem po rojstvu zgodi v obdobjih rasti, zrelosti in staranja? Na to vprašanje so odgovorili ovci Dolly: ohranjeni so. Z uporabo najsodobnejših metod raziskav dokazali, da odrasle celice, jedro je varčevanje vse kode, potrebne za oblikovanje izvornih celic zarodkov, zarodnih plasti, organogenezo in omejevanja zorenja (izhod na diferenciaciji in specializaciji) celične linije mezenhimskih, ekto-, endo- in mesodermal poreklo . Terapevtsko kloniranje kot trend se je pojavil v zelo zgodnjih fazah razvoja, presaditev celic in zagotavlja povratno totipotency lastne somatskih celic bolne osebe, ki proizvajajo gensko identične presajenega materiala.

Odkritje izvornimi celicami je začelo "do konca", kot je izraz skovan v biologiji in medicini A. Maximov uporabljeno za izvornih celic kostnega mozga, ki povzročajo vse zrelih elemente celic periferne krvi. Vendar pa imajo hematopoetske izvorne celice, kot so celice vseh tkiv odraslega organizma, tudi diferencirani predhodnik. Skupen vir absolutno vseh somatskih celic je embrionalna izvorna celica. Treba je opozoriti, da koncepti "embrionalnih izvornih celic" in "embrionalnih izvornih celic" nikakor niso enaki. J. Thomson je izoliral izvorne celice zarodkov iz notranje celične mase blastociste in jih prenesel v dolgožive celične linije. Samo te celice imajo faksimile "ESC". Leroy Stevens odkrili embrionalnih matičnih celic pri miših, ki jih je opisan kot "pluripotentnih embrionalnih zarodnih celic", se nanaša na sposobnost hESCs diferencirajo v derivatov vseh treh zarodnih plasti (ekto, mezo in endoderm). Toda hkrati vse celice zarodka v poznejših fazah razvoja so isti koren kot vzbujajo veliko število celic, ki telo odraslega. Za njihovo opredelitev predlagamo izraz "embrionalne pluripotentne celice prednikov".

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

Vrste izvornih celic

Osnova sodobnega klasifikacije izvornih celic, ki temelji na načelu ločevanja sposobnosti (jakosti) povzročajo celične linije, ki je definirana kot toti-, plyuri-, multi, poli-, bi- in unipotency. Totipotentnimi, to je sposobnost za rekonstitucijo gensko programirano telo kot celoto, imajo celične zigote, blastomeres in izvornih celic (notranje celične mase blastociste). Druga skupina totipotentnimi celic, ki se tvorijo pri kasnejši stopnji razvoja zarodka je predstavljen germenativnymi primarnih embrionalnih celic genitalnih območij (genitalne tubercles). Pluripotency pod katera podimayut sposobnost diferencirajo v celice koli organa ali tkiva, označen s embrionalne celice treh zarodnih plasti - ekto-, meso- in endodermal. Menijo, da multipotentne, tj sposobnost oblikovanih celic v poseben kanal, značilne za samo dva celičnih tipov: ti mezenhimskih matičnih celic, ki se oblikujejo v nevronsko grebenu in so predhodniki vseh celicah vezivnega baz v telesu, vključno glialnih celic, kot tudi hematopoetske hematopoetske matične celice, ki povzročajo vse linije krvnih celic. Poleg tega izolirani dvo- in unipotentnost matičnih celic, zlasti predniške celice mieloidnega, limfni, monocitne in megakariocitnih hematopoetičnih kalčkov. Obstoj unipotentnost matične celice jasno dokazuje primer jetrnih celic - izguba velik del jetrnem tkivu se kompenzira z intenzivno razdelitvijo se razlikujejo poliploidnih hepatocitov.

Pri razvoju vseh organov in tkiv tvorjena kot posledica proliferacije in diferenciacije mase notranje celic blastociste, katerih celice in so, v ožjem pomenu, totipotentnih embrionalne matične celice. Prve študije o izolaciji embrionalnih matičnih celic smo opravili Evans, ki je pokazala, da blastocist vsadi v možganih miške, povzročati teratokarcinom, ki celice z kloniranje obliki linije pluripotentnih embrionalnih matičnih celic (originalno ime celic - embrionalnih celic karcinoma ali kratica ECC - v se trenutno ne uporablja). Te podatke smo potrdili v več drugih študijah, v katere so embrionalne matične celice, pridobljene z gojenjem celice blastocist miši in druge živalske vrste, vključno z ljudmi.

V nedavni literaturi obstaja več poročil o plastičnosti matičnih celic, ki se štejejo ne le kot sposobnost, da se slednji diferencirajo v različne tipe celic na različnih stopnjah razvoja, ampak tudi opraviti dedifferentiation (transdifferentiation, retrodifferentiation). To je dovoljeno načeloma možnost vračanja somatskih diferenciranih celic v embrionalni fazi razvoja z rekapitulacije (povratno) pluripotency in njegovega izvajanja v ponovni diferenciacije za oblikovanje drugih vrst celic. Poročajo, zlasti, da so hematopoetske matične celice sposobne tvoriti transdifferentiate hepatocitov, endotelijske celice in cardiomyoblasts.

Znanstvena razprava z ločevanjem izvornih celic, ki jih njihovi plastičnosti nadaljuje, to je terminologija in presaditev celic glosar so v postopku oblikovanja, ima takojšnje praktičnega pomena, ker je pri uporabi plastičnih lastnosti in sposobnost izvornih celic, da se diferencirajo v različnih celičnih linijah s sedežem večina metode regenerativnoplasticheskoy zdravila.

Število objav na področju temeljnih in aplikativnih problemov regenerativne medicine in plastike se hitro povečuje. Že opredeliti obseg različnih metodoloških pristopov k najboljši uporabi regenerativno in plastičnega potenciala matičnih celic. Cona svojih vitalnih interesov, določi kardiologi in endokrinologi, nevrologi in nevrokirurgi, presajanje kirurgom in hematologi. Možnosti plastične izvornih celic iščejo rešitve za pereče probleme, oftalmologi, TB zdravniki, pulmonologijo, nefrologov, onkologi, genetiki, pediatri, gastroenerologi, internisti ter pediatri, kirurgi in porodničar-ginekologi - vsi predstavniki sodobne medicine upajo, da bodo dobili možnost ozdravitve še vedno velja smrtna bolezen.

Ali je transplantacija celice še ena "panacea" iz vseh bolezni?

To vprašanje se postavlja povsem upravičeno med vsemi zdravniki in znanstveniki, ki so premišljen in analizirajo trenutno stanje medicinske znanosti. Položaj je zapleten zaradi dejstva, da na eni strani področja znanstvenega soočenja obstajajo "zdravi konzervativci", na drugi strani pa "bolni fanatiki" celične transplantologije. Očitno je, da je resnica, kot vedno, leži med njimi - na "nobenovi zemlji". Ne dotikaj se pravnih vprašanj, etike, religije in morale, upoštevajmo prednosti in slabosti navedenih področij regenerativne in plastične medicine. "Prepir" prva znanstvena poročila o terapevtskih možnostih hESCs v enem letu po njihovo odkritje spremenila v "močnem vetru", da Kovitlati v letu 2003 "informacije tornado." Prva serija publikacij se je nanašala na gojenje embrionalnih izvornih celic, njihovo razmnoževanje in usmerjeno diferenciacijo in vitro.

Izkazalo se je, da je za neomejeno razmnoževanje embrionalnih izvornih celic v kulturi treba strogo upoštevati številne pogoje. V pogojenem okolju morajo biti nujno prisotni trije dejavniki: interleukin-6 (IL-6), faktor izvornih celic (SCF) in faktor levkosinhibitacije (LIF). Poleg tega mora embrionalne matične celice se gojijo na substrat (hranilni sloj celic) ploda fibroblastov v prisotnosti fetalnega telečjega seruma. V teh pogojih ESS v kulturi rastejo klone in tvorijo embrionalna telesa - agregate suspenzijskega klona globularnih celic. Najpomembnejša značilnost klona ESC je, da se v kulturi embrionalno telo preneha razvijati, ko se zbere v skupnem 50-60, največ 100 celic. V tem času, pride v stanje ravnovesja - stopnja delitev celic v klona je stopnja apoptoze (programirana celična smrt) na svojem obrobju. Po dosegu te dinamično ravnovesje periferne embryoid telesne celice podvržene spontano diferenciacijo (ponavadi s tvorbo fragmentov endoderm v hranilni mešiček, endotelijskih celic in angioblasts) z izgubo totipotency. Zato, da dobimo zadostno število totipotentne embrionalnih celic množično telo mora biti razčlenjeni tedensko s prenosom enoto embrionalnih matičnih celic na novo gojišče - proces precej težaven.

Odkritje embrionalnih matičnih celic ni dal odgovora na vprašanje, kaj in kako se sproži embriogeneze programa kodiran v DNK zigota. Še vedno ni jasno, kako se program genom razvija v procesu človeškega življenja. Hkrati pa je raziskava embrionalnih matičnih celic omogočiti razvoj koncepta mehanizmov ohranjanja toti-, plyuri- in multipotentne matičnih celic v njihovo delitev. Glavna značilnost izvorne celice je njegova sposobnost samoregulacije. To pomeni, da matičnih celic, v nasprotju z diferenciranimi razdeljen asimetrično, ena od hčerinskih celic privede do specializirane celične linije, medtem ko drugi hrani toti-, plyuri- ali multipotentne genoma. To je bilo jasno, zakaj in kako ta proces poteka v najzgodnejših fazah embriogenezo, ko je tako, da se notranje celične mase bla stotsisty celota je totipotentnih in genom ESC je v dormantnom (spanje, zaklenjena) stanje. Če nujno je pred aktivacijo in izražanje celotnega kompleksa genov, ki jih delimo na ESC, da se ne zgodi pri običajnih delitev celic procesnih podvajanj. Odgovor na vprašanje "zakaj" je prispela po odkritju že obstoječih svetov v mRNA (pre-mRNA), katere del je sestavljen tudi v folikularnih celic in ostane v citoplazmi jajca in zigota. Drugo odkritje je odgovorilo na vprašanje "kako": v ESC so bili najdeni posebni encimi, imenovani "editase". Edithases opravlja tri glavne funkcije. Prvič, zagotavljajo alternativno epigenetsko (brez vključevanja genomov) branje in podvajanje predhodne mRNK. Drugič, postopek izvajanja aktiviranje predhodnega mRNA (spajanje - izrezu introni, t.j. Neaktivnega območja RNA, ki zavirajo sintezo beljakovin na mRNA), nakar celica začne sestavljanje proteinske molekule. Tretjič, editazy spodbujajo nastanek sekundarnih mRNA so represorji genske ekspresije mehanizmov, ki trdi, gosto pakiranje kromatina in neaktivnih genov. Proteinski produkti, sintetizirani na takih sekundarnih mRNA in imenovanih beljakovinskih dušilcev ali genomskih skrbnikov, so prisotni v človeških ovulah.

Tako je danes predstavljen mehanizem za nastanek nesmrtnih celičnih linij embrionalnih izvornih celic. Preprosto rečeno, signal za začetek programa embrionoze, katerega začetne stopnje sestavljajo nastajanje totipotentne celične mase, izhaja iz citoplazme jajčne celice. Če na tej stopnji množično notranja celica blastociste, je to ESO izoliramo iz nadaljnjih regulatornih signalov, proces celične samostojno razmnoževanje pojavlja v zaprtem krogu brez genov celičnem jedru (epigenetically). Če takšno celico zagotovimo s hranilnim materialom in ga izoliramo od zunanjih signalov, ki spodbujajo diferenciacijo celične mase, se bo delil in se bo razmnoževal podobno neskončno.

Prvi rezultati eksperimentalnih poskusov za uporabo totipotentnih celic za presaditev izkazalo, da je precej impresiven, z uvedbo izvornih celic v tkivu 100% miši z imunski sistem oslabljen primere immunodepressorami vodijo do razvoja tumorja. Med neoplastične celice, ki so vir sektorski sveti diferenciranih derivatov izpolnjeni eksogeno totipotentnih celic materiala, zlasti nevronih, vendar zmanjša rast teratokarcinom vrednosti rezultatov na nič. Hkrati L. Stevens, ESK uvedemo v trebušno votlino, da se tvori velikih agregatov, v kateri delci oblikujejo zarodkov mišic, srce, las, kože, kosti, mišic in živčno tkivo. (Kirurgi, ki so odprli dermoidne ciste, mora biti ta slika znana). Zanimivo je, da so Viseče celice embrioblasta miške se obnašajo na enak način: njihova uvedba v tkivih odraslih z oslabljenim imunskim sistemom živali vedno povzroča teratokarcinom. Ampak, če iz tumorja označite prazno črto ESC in ga vnesite v trebušno votlino, nato pa znova oblikovali specializirane somatske derivate vseh treh zarodnih plasti brez znakov rakotvornosti.

Tako je bil naslednji problem, ki ga je bilo treba rešiti, očiščenje celičnega materiala iz nečistot nediferenciranih celic. Vendar pa tudi z zelo visoko učinkovitostjo usmerjene celične diferenciacije do 20% celic v kulturi ohranja svoj totipotentni potencial, ki se na in vivo na žalost uresničuje pri rasti tumorja. Druga "slingshot" narave - na lestvicah medicinskih tveganj zagotavlja garancijo za izterjavo pacientov z jamstvom njegove smrti.

Razmerje med tumorskimi celicami in naprednejšimi v razvoju kot embrionalne pluripotentne progenitorne celice (EECC) je zelo dvoumno. Naši rezultati kažejo, da lahko uvedba EPPK v različnih presaditi tumorjev pri podganah privede do razpada tumorskega tkiva (T), hiter porast mase tumorja (E) in njegovo zmanjšanje (E-3) ali ne vpliva na razsežnosti spontanega centralnega goriščni nekroze Neoplasticno tkivo (I, K). Očitno je, da je rezultat interakcije EKPK in tumorskih celic določen s celotnim sklopom citokinov in faktorji rasti, ki jih proizvajajo in vivo.

Omeniti je treba, da se zarodka nastanek raka matičnih celic v odgovor na stik z tkivih odraslega organizma, povsem izenačimo z maso celic zarodka, ki se gradijo v vseh organih ploda. Takšne himere, ki so sestavljene iz intrinzičnih embrionalnih celic in donorskih ESC, imenujemo alofenske živali, čeprav v resnici niso fenotipske himere. Največja kimerizacija celic pri uvedbi ESC v zgodnji zarodek prinaša hematopoetski sistem, kožo, živčno tkivo, jetra in tanko črevo. Opisani so primeri kimerizacije spolnih organov. Edina nedotakljiva cona za ESA je bila primarna spolna celica.

To pomeni, da zarodek shranjuje genetske podatke svojih staršev, kar ohranja čistost in nadaljevanje rodu in vrste.

Celice blokada delitev zgodnjih zarodkov z dajanjem tsitoklazina embrionalne matične celice v blastociste vodi k razvoju zarodka, v katerem so primarne spolne celice, tako kot vsi drugi, so bile oblikovane iz donatorskih izvornih celic zarodkov. Toda v tem primeru je zarodek popolnoma donator, genetsko tujec v organizmu nadomestne mame. Mehanizmi takega naravnega bloka potencialne možnosti mešanja lastnih in tujih dednih informacij še niso pojasnjeni. Lahko se domneva, da se v tem primeru izvaja apoptozni program, katerega determinante še niso znane.

Opozoriti je treba, da je embriogeneza živali različnih vrst nikoli strinjal: izvajanje programa donatorjev organogeneze v telesu prejemnika zarodkov heterolognih embrionalnih matičnih celicah ubije zarodek v maternici in resorbira. Zato obstoj himere «podgane-miši", "prašič, krava", "Rat Man" je treba razumeti kot celice, ne pa tudi morfološke Mozaicizem. Z drugimi besedami, je uvedba ESC ene vrste blastociste sesalcev druge vrste vedno razvija potomke matičnih vrst, kdo izmed svojih mobilnih organov najdemo skoraj vse vključkov in včasih grozdov strukturnih in funkcionalnih enot, ki vsebuje gensko tuj material, ki izhajajo hESCs. Ne moremo sprejeti, da izraz "humanizirano naya prašiča "kot oznaka določene pošasti, obdarjene z razlogom ali zunanjimi znaki osebe. To je samo žival, del celic telesa, ki prihaja iz prašičev človeških ESC, vbrizganih v blastociste.

Možnost uporabe izvornih celic

Že dolgo je znano, da bolezni, povezane z hematopoetičnih celicah genopatologiey in limfoidne linije so pogosto odpravijo po alogensko presaditvijo kostnega mozga. Menjava lastno krvotvorni tkivo na normalne celice gensko povezano donator vodi do delne, in včasih popolna okrevanje bolnika. Med genetskih bolezni, ki se zdravijo z alogensko presaditvijo kostnega mozga, je treba poudariti, sindrom, kombinirana imunska pomanjkljivost, X-vezana agammaglobulinemia, kroničnega granulomatoza, Wiskott-Aldrich sindroma, Gaucherjeve bolezni in Harlera, adrenoleukodystrophy, metachromatic leukodystrophy, srpastih anemija celic, talasemijo, anemijo Fanconi in AIDS. Glavni problem pri uporabi alogensko presaditvijo kostnega mozga pri zdravljenju bolezni, povezanih z izbiro HbA združljive povezane darovalca, ki je uspešno iskanje, ki morajo biti povprečno 100.000 Vzorce smo vnesli donator hematopoetske tkiva.

Genska terapija omogoča, da popravi genetsko okvaro, neposredno v hemopoetičnih matičnih celic pacienta. Teoretično, genska terapija ponuja enake prednosti pri zdravljenju genetskih bolezni sistema hemopoetičnih ter da alogensko presaditvijo kostnega mozga, vendar ne vseh možnih imunoloških zapletov med. Vendar pa to zahteva tehniko, ki vam omogoča, da učinkovito opravlja polno gen v hemopoetičnih matičnih celic in ohraniti potrebno raven njegovega izražanja, ki je za nekatere vrste dednih bolezni, ne sme biti zelo visoka. V tem primeru tudi nepomembno dopolnjevanje beljakovinskega produkta pomanjkljivega gena daje pozitiven klinični učinek. Zlasti s hemofilijo B za predelavo notranjega mehanizma strjevanja krvi zadostuje 10-20% normalne ravni faktorja IX. Genetska sprememba avtologne celice materiala je bila uspešna pri eksperimentalnem gemiparkinsonizme (enostransko uničeno dopaminergične nevrone). Transfekcija fibroblastov podgana zarodkov s retrovirusni vektor vsebuje tirozin hidroksilazo gen pod pogojem dopaminski sintezo v CŽS: intracerebralno dajanje transficirane fibroblasti dramatično zmanjša intenziteto kliničnih manifestacij eksperimentalnega modela Parkinsonove bolezni pri poskusnih živalih.

Ker je uporaba matičnih celic za gensko zdravljenje človeških bolezni je dal veliko novih izzivov za zdravniki in eksperimentatorjev. Problematične vidike genske terapije so povezane z razvojem varno in učinkovito gena prometnega sistema v ciljni celici. Trenutno učinkovitost prenosa genov v velikih celic sesalcev je zelo majhen (1%). Metodično, je ta problem rešiti na različne načine. In vitro prenos genov je transfekciji genskega materiala v bolnikovih celic v kulturi, in njihovo kasnejšo vrnitev pacientu. Ta pristop je treba upoštevati optimalno pri uporabi genov, uvedene v matičnih celic kostnega mozga, saj načini prenosa hematopoetske celice organizma v kulturi in nazaj dovolj razvit. V večini primerov se prenos genov v hematopoetske celice in vitro uporablja retrovi-sloje. Vendar pa je večina hemopoetičnih matičnih celic je v mirovanju, zaradi česar je težko za prevoz genetsko informacijo, s pomočjo retrovirusi in zahteva nove načine učinkovitih prometnih genov v matičnih celic dormantnye. Trenutno takih metod genskega transferja, transfekcijo, direktno mikroinjiciranje DNK v celice, lipofekcija, elektroporacijo, "genske pištole," mehansko povezavo s pomočjo steklenih kroglic, transfekcija hepatocitov receptor Spojina DNA z asialoglycoproteins, in aerosolnim dajanjem transgena v alveolarne celice pljučnega epitela. Učinkovitost prenosa DNA po teh metodah 10,0-0,01%. Druga beseda, odvisno od načina dajanja genetske informacije, lahko uspeh pričakovati pri 10 bolnikih od 100 ali pri 1 bolniku od 10 bolnikov LLC. Očitno je, da je učinkovit in hkrati, je treba še razviti najvarnejši način terapevtske prenos genov.

Bistveno različen rešitev problema zavrnitve materiala alogensko celico v presaditev celic je uporaba visokih odmerkov embrionalnih pluripotentnih matičnih celic, da se doseže krmilno učinek ponovna namestitev antigensko homeostazo odraslih (učinek Kukharchuk-Radchenko-Sirman), katerega bistvo je v tem, indukcijo imunološke tolerance z ustvarjanjem novo bazno imunokompetentnih celice pa reprogramiranje antigenski sistem nadzora Gome Stand. Po visoki odmerki EPPK zadnji določen v tkivih timus in kostnega mozga. V timus EPPK vplivala specifična mikrookolje diferencirajo v dendritske, interdigitatnye celic in epitelijskih-stromalni elementov. Med diferenciacije EPPK v timusu prejemnika, skupaj z lastnimi molekulami poglavitnega histokompatibilnega kompleksa (MHC), izraženo MHC molekule, ki so genetsko določena pri dajalcu celicah, to je, je nastavljena dvojna merila molekule MHC na katerem se realizira pozitivno in negativno selekcijo T-limfocitov.

Tako je efektor povezava posodobi prejemnikovo imunski sistem organa pojavi z znanimi mehanizmi pozitivnega in negativnega izbora limfocitov T, ki pa preko dvojnega standardnih molekule MHC - prejemno in donorsko EPPK.

Reprogramiranje imunski sistem, ki ga EPPK omogoča ne le za presaditev celic brez nadaljnje dolgotrajne uporabe imunosupresivnih zdravil, ampak tudi odpira povsem nove možnosti pri zdravljenju avtoimunskih bolezni, kot tudi daje oporo za razvoj novih idej v procesu človeškega staranja. Da bi razumeli mehanizme staranja, smo predlagali teorijo izčrpanosti prostorov stebla telesa. V skladu z izhodišči teorije, staranje je stalna downsizing matične prostore organizem, s čimer je mišljen bazen regionalne ( "odrasle"), matičnih celic (mezenhimske, nevronov, hematopoetske matične celice, matičnih celic kože, prebavnega trakta, endokrine epitela, pigmentnih celic ciliary gube in al.), izguba celic ti odobritev ustrezen postopek preoblikovanje tkiva v telesu. Preoblikovanje telesa - to posodobitev celično sestavo tkiv in organov zaradi izvornih celic prostor, ki se nadaljuje v celotnem življenju mnogoceličnega organizma. Število matičnih celic v prostorih določimo genetsko, ki določa omejitve glede velikosti (proliferativna zmogljivosti) vsakega možganskega prostora. Po drugi strani dimenzije prostorov stebla določajo stopnjo staranja posameznih organov, tkiv in telesnih sistemov. Po izčrpanju izvornih celic rezervna prostore intenziteto in stopnjo staranja večceličnega organizma z mehanizmi staranja somatskih diferencirane celice v mejah Hayflick določi.

Zato se na stopnji postnatalne ontogeneze razširitev stebelnih prostorov ne le znatno poveča trajanje, temveč tudi izboljša kakovost življenja z obnavljanjem preoblikovalnega potenciala telesa. Da bi dosegli razširitev izvornih prostorov lahko dosežemo z dajanjem velikih odmerkov alogenskih pluripotentnih embrionalnih matičnih celic iz simultano programirati imunski sistem prejemnika, da v poskusu znatno poveča življenjsko dobo starejših miši. 

Teorija izčrpanosti prostorov stebla lahko spremeni obstoječe koncepte ne samo o mehanizmih staranja, pač pa tudi o bolezni, pa tudi o posledicah njegovega medicinsko-citotoksičnega zdravljenja. Zlasti se lahko razvije bolezen zaradi patologije celic v stebrih (onkopatologija). Izčrpavanje rezerva mezenhimskih matičnih celic omogoča preoblikovanje veznega tkiva, ki ima za posledico pojav zunanjih znakov staranja (gube, koža ohlapni, celulita). Izčrpanost rezervoarja iz endotelijskih celic povzroči razvoj arterijske hipertenzije in ateroskleroze. Na začetku majhna velikost stebla stebla stebla določa zgodnjo stalno starostno involucijo. Prezgodnje staranje je posledica začetnega patološkega zmanjšanja velikosti vseh stebelnih prostorov telesa. Zdravilna in nefarmakološka stimulacija zalog matičnih celic izboljšuje kakovost življenja z zmanjševanjem trajanja, saj zmanjšuje velikost stebelnih prostorov. Nizka učinkovitost sodobnih geroprotektov je posledica njihovega zaščitnega učinka na somatsko diferencirano somatsko celico, ne pa na stebelskih prostorih telesa.

Na koncu smo ugotovili, še enkrat, da je plastična, regenerativna medicina - nova smer pri zdravljenju človeških bolezni, ki temeljijo na uporabi regenerativno in plastičnega potenciala matičnih celic. Tako pod plastičnosti se nanaša na sposobnost eksogenih ali endogenih izvornih celic vsajenega in vodijo do novih kalčki specializiranih celic v območja poškodovanega tkiva bolnikovega telesa. Predmet regenerativno plastično Zdravila - sedaj neozdravljivo smrtno bolezen pri ljudeh, dedna nenormalnosti bolezni, za katere je doseženo konvencionalna medicina le simptomatsko učinkom ter anatomskih napak v telesu, ki je namenjen za ponovno vzpostavitev rekonstruktivnoplasticheskaya regenerativno operacijo. Prvi poskusi ponovne vzpostavitve celovitih in hkrati funkcionalnih polnopravnih organov iz matičnih celic, po našem mnenju, je še prezgodaj, da bi lahko ločili področje praktične medicine. Predmet regenerativnega in plastičnega zdravila so matične celice, ki imajo glede na vir njihove proizvodnje drugačen regenerativno-plastični potencial. Metodologija regenerativno-plastične medicine temelji na presaditvi matičnih celic ali njihovih derivatov.