Как зародышевые, так и взрослые стволовые клетки человека имеют преимущества и недо­статки

Как зародышевые, так и взрослые стволовые клетки человека имеют преимущества и недо­статки для потенциального их использования в регенеративной терапии клетка­ми. Они отличаются по количеству и типу дифференцированных клеток, которы­ми они могут стать. Так как зародышевые стволовые клетки являются плюрипотентными, они могут давать начало всем типам клеток тела человека.

Взрослые стволовые клетки огра­ничиваются, как правило, дифференциацией в различные типы клеток ткани (органа), из которой они происходят. Однако обнаруженное явление пластичнос­ти взрослых стволовых клеток может расширить количество клеточных типов, в которые пре­вращаются взрослые стволовые клетки. Клеточные стадии в процессе линейной дифференцировки эмбриональных стволовых клеток и взрослые стволовые клетки (и их предшественники).

Взрослая стволовая клетка — недифференцированная клетка, находящаяся сре­ди дифференцированных клеток ткани или организма, которая обладает способ­ностью самообновляться и дифференцироваться, давая начало специализирован­ным типам клеток данной ткани или органа. Изначальная функция взрослых стволовых клеток в организме заключается в поддержании и восстановлении ткани, в которой они находятся. В отличие от зародышевых стволовых клеток, происхождение которых точно установ­лено (внутренняя клеточная масса бластоцисты), природа взрослых стволовых клеток в зрелых тканях неизвестна.

К удивлению исследователей взрослые стволовые клетки были обнаружены в гораздо боль­шем количестве тканей, чем это представлялось возможным. Это открытие позво­лило использовать взрослые стволовые клетки для трансплантации. Следует отметить, что взрос­лые стволовые клетки крови, формирующие стволовые клетки костного мозга, используются для трансплан­тации уже в течение 30 лет. Некоторые виды взрослых стволовых клеток, возможно, могут диф­ференцироваться во множество различных типов клеток при соответствующих ус­ловиях культивирования.

Важные данные, касающиеся характеристики эмбриональных стволовых клеток, были получены при иссле­довании их в культуре i n vitro . Источником эмбриональных стволовых клеток служили предимплантационные зародыши, остающиеся неиспользованными для создания беременнос­ти после процедуры суперовуляции и дублирования стадии искусственного оп­лодотворения. Зародыши для получения эмбриональных стволовых клеток обязательно замораживают в пи­тательной среде Дульбекко-Игла. С помощью микроманипулятора 5-10 заро­дышей разделяют на эмбриобласт и трофобласт, собирают клетки эмбриобласта, визуализируя их с помощью меченых антител. Эмбриобласт превращают в сус­пензию клеток с помощью диспазы/коллагеназы и выращивают в специальной пи­тательной среде с добавлением трех цитокинов (LIF, IL-6, SCF). В отличие от зре­лых клеток эмбриональные стволовые клетки растут клонами, которые диссоциируют повторным пипетированием.

Похожая статья  Существует много способов передачи информации между иммунными клетками

На различных этапах процесса формирования зародышевых линий стволовых клеток иссле­дователи проверяют характерные свойства клеток. До сих пор нет единого мнения по стандартному набору тестов, с помощью которых можно проверить фундаментальные свойства стволовых клеток. Полагают, что многие из эффектов, которые используются, не могут быть надежными индикаторами важных физиологических свойств и функций клеток. Наиболее часто в лабораториях, зани­мающихся зародышевыми клетками, используют такие тесты:

1. Стволовые клетки культивируют и субкультивируют в течение многих месяцев. Это гарантирует способность клеток к продолжительному самообновлению. Обычно исследователи рассматривают культуры под микроскопом, чтобы оценить состояние клеток и убедиться в том, что они остаются недифференцированными.

Хорошо отработанной технологией является получение мышиных эмбриональных стволовых клеток. Ряд институтов за рубежом занимается выделением и поддержанием линий эмбриональные стволовые клетки мыши. Они поставляют эмбриональные стволовые клетки в научно-исследовательские лаборатории всего мира для любых органов.

Наибольшее количество эмбриональных стволовых клеток (до 30 %) получают при использовании эмбрио­нов мышей линии 129. Кроме этой линии, получить эмбриональные стволовые клетки с подтвержденным свой­ством колонизирования герминальных тканей химерных зародышей удалось у нескольких линий мышей.

На 3-5-й день эмбрионального развития мышиный зародыш проходит свою первую дифференцировку на внутреннюю клеточную массу и трофоэктодерму.
Трофоэктодерма представляет собой один слой эпителиальных мононуклеарных клеток, ограничи­вающий заполненную жидкостью полость — бластоцель, и находящуюся там компактную группу клеток внутренняя клеточная масса. Внутренняя клеточная масса дает начало как эм­бриону, так и экстраэмбриональным образованиям, таким как амнион, аллантоис, в то время как трофоэктодерма формирует исключительно слой трофобласта плаценты.

До имплантации новые клеточные образования дифференцируются на бластоцелическую поверхность внутренняя клеточная масса, примитивную энтодерму, которая также яв­ляется экстраэмбриональным клеточным типом, давая начало эндодермальным слоям желточного мешка. Трофоэктодерма дифференцируется задолго до имплан­тации.

Похожая статья  Диагностика ЦМВИ проводится в лабораторных условиях, цель ее – выявить вирус

Эмбриональные стволовые клетки были получены из бластодермы раннего эм­бриона, примордиальных половых клеток из половых гребней поздних эмбрионов. Культуры эмбриональных стволовых клеток выделяли из ранних эмбрионов рыб, птиц и различных млекопи­тающих. Эмбриональные стволовые клетки нечеловеческого происхождения как выделенные из поздних эмбрионов, так и культивируемые в течение длительного времени являются плюрипотентными, т. е. каждая из них способна дать начало любому из производных эктодермы, мезодермы и энтодермы, а также половым клеткам.

In vitro эмбриональные стволовые клетки дифференцируются произвольно, но когда их вводят в бластоцисту, они интегрируют в клеточную массу хозяина и вовлекаются во все ли­нии клеток с формированием химерного эмбриона. Это свидетельствует о том, что они могут отвечать на все сигналы, обеспечивающие развитие и способность к миг­рации, пролиферации и дифференцировке.

Из-за трудностей манипулирования эмбрионами млекопитающих в качестве моделей на настоящем этапе развития в исследованиях использовались линии кле­ток, имеющих разнонаправленный потенциал.

Клетки эмбриональной карциномы. Линии плюрипотентных клеток определя­ются их происхождением. Клетки эмбриональной карциномы можно полу­чить из спонтанной тератокарциномы (яичек или яичника). Линии клеток тератокарциномы были получены также путем пересадки нормальных бластоцист или зародышевых гонадных гребней в организм взрослой мыши, из которых форми­ровались злокачественные тератокарциномы. Из последних путем последователь­ных пассажей получили линии эмбриональной карциномы.

Клетки эмбриональной карциномы являются плюрипотентными. Доказано, что они способны, хотя и медленно, интегрироваться в зародышевые линии мыши. Биология стволовых клеток и их роль в регенерации является предметом ин­тенсивного исследования во многих научных лабораториях мира. Это связано с воз­можностью использования стволовых клеток для регенерации органов и тканей, поврежденных болезнями или травмами. Такие исследования составляют основу быстро развивающегося направления в биологии и медицине — регенеративной биологии и медицины.

Похожая статья  Овальные клетки — мелкие клетки непаренхиматозного происхождения

Стволовые клетки принято считать недифференцированными клетками, спо­собными к самообновлению и продуцированию хотя бы одного типа высокодифференцированных потомков. Исследование стволовых клеток пополняет наши знания относительно того, как сложный организм развивается из единственной клетки и каким обра­зом здоровые клетки заменяют поврежденные во взрослом организме.

Эта перс­пективная область науки исследует возможность терапии, основанной на клетках, с целью лечения заболеваний, относящихся к так называемой регенеративной или восстановительной медицине. Сегодня изучение стволовых клеток — одна из наиболее передовых областей биологии и медицины. Подобно другим развивающимся направлениям научных исследований, изучение стволовых клеток быстро порождает научные вопросы и также быстро пополняется новыми открытиями.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code