Matične celice (SC) so populacija celic, ki so prvotne predhodnice vseh drugih. V oblikovanem organizmu se lahko diferencirajo v katero koli celico katerega koli organa; v zarodku lahko tvorijo katero koli od njegovih celic.
Njihov namen je po naravi regeneracija tkiv in organov telesa sprva od rojstva z različnimi poškodbami. Preprosto nadomestijo poškodovane celice, jih obnovijo in zaščitijo. Preprosto povedano, to so rezervni deli za karoserijo.
Kako nastanejo
Ogromno število vseh celic odraslega organizma se enkrat začne z zlitjem moških in ženskih reproduktivnih celic med oploditvijo jajčeca. Ta fuzija se imenuje zigota. Med njegovim razvojem nastanejo vse naslednje milijarde celic. Zigota vsebuje celoten genom bodoče osebe in njen razvojni načrt v prihodnosti.
Ko se pojavi, se zigota začne aktivno deliti. Prvič, v njem se pojavijo posebne vrste celice: sposobne so prenašati le genetskoinformacije naslednjim generacijam novih celic. Te populacije so slavne embrionalne matične celice, okoli katerih je toliko vznemirjenja.
V plodu so ESC, oziroma njihov genom, še vedno na ničelni točki. Toda po vklopu mehanizma specializacije jih je mogoče pretvoriti v poljubne celice. Embrionalne matične celice pridobimo v zgodnji fazi razvoja zarodka, ki se zdaj imenuje blastocista, na 4-5. dan življenja zigote, iz njene notranje celične mase.
Ko se zarodek razvija, pridejo v poštev mehanizmi specializacije, tako imenovani embrionalni induktorji. Sami vključujejo trenutno potrebne gene, iz katerih nastanejo različne družine SC in so začrtani začetki bodočih organov. Mitoza se nadaljuje, potomci teh celic so že specializirani, kar imenujemo komitacija.
Hkrati se embrionalne matične celice lahko preoblikujejo (prenesejo) v katero koli zarodno plast: ekto-, mezo- in endodermo. Od tega se kasneje razvijejo organi ploda. Ta lastnost diferenciacije se imenuje pluripotenca in je glavna razlika med ESC.
SC klasifikacija
Razdeljeni so v 2 veliki skupini - embrionalne in somatske, pridobljene iz odraslega organizma. Vprašanje, kako se pridobivajo in uporabljajo embrionalne matične celice, je dobro razumljeno.
3 izbrani SC viri:
- Lastne matične celice ali avtologne; najpogosteje obstajajo v kostnem mozgu, lahko papridobiti iz kože, maščobnega tkiva, tkiv nekaterih organov itd.
- SC iz placente, pridobljene med porodom iz popkovnične krvi.
- Fetalni SC, pridobljeni iz tkiv po splavu. Zato ločimo tudi donorske (alogenske) in lastne (avtologne) SC. Ne glede na njihov izvor imajo posebne lastnosti, ki jih znanstveniki še naprej raziskujejo. Na primer, lahko ostanejo sposobne preživetja in ohranijo vse svoje lastnosti desetletja, če so pravilno shranjene. To je pomembno pri zbiranju SC iz posteljice ob rojstvu, kar lahko štejemo za obliko zdravstvenega zavarovanja in zaščite novorojenčka v prihodnosti. Ta posameznik jih lahko uporablja, ko se pojavi resna bolezen. Na Japonskem, na primer, obstaja celoten vladni program, ki zagotavlja, da ima 100 % prebivalstva banke celic IPS.
Primeri uporabe SC v medicini
Koraki presaditve zarodka:
- 1970 - Izvedene so prve avtologne transplantacije SC. Obstajajo dokazi, da so v nekdanjem CCCP ostarelim članom politbiroja CPSU večkrat letno dajali "cepljenja mladih".
- 1988 - SC so presadili v dečka z levkemijo, ki še danes živi.
- 1992 - Profesor David Harris ustanovi banko SK, kjer je njegov prvi otrok postal prva stranka. Njegov SC je bil najprej zamrznjen.
- 1996-2004 – Opravljenih je bilo 392 presaditev lastnih SC iz kostnega mozga.
- 1997 - Donor SC-ji so bili presajeni iz placente ruskemu bolniku z rakom.
- 1998 - SC so presadili dekletu z nevroblastomom (možganski tumor) - rezultat je pozitiven. Znanstveniki so se naučili tudi gojiti SC in vitro.
- 2000 - 1200 oddaj.
- 2001 – razkrita je bila sposobnost SC kostnega mozga odraslega človeka, da se preoblikujejo v kardio- in miocite.
- 2003 – pridobljeni so podatki o ohranjanju vseh bioloških lastnosti SC v tekočem dušiku za 15 let.
- 2004 – Zbirke Svetovne banke SK že imajo 400.000 vzorcev.
osnovne lastnosti ESC
Za primere embrionalnih matičnih celic lahko štejemo vse celice primarnih plasti v zarodku: to so miociti, krvne celice, živci itd. Človeške ESC so leta 1998 prvi izolirali ameriški znanstveniki James Thompson in John Becker. In leta 1999 je najbolj znana znanstvena revija Science to odkritje prepoznala kot tretje najpomembnejše po odkritju dvojne vijačnice DNK in dekodiranju človeškega genoma.
ESC imajo sposobnost, da se nenehno obnavljajo, tudi če ni spodbude za razlikovanje. To pomeni, da so zelo plastični in njihov razvojni potencial ni omejen. Zaradi tega so tako priljubljeni v regenerativni medicini.
Tako imenovani rastni faktorji lahko služijo kot spodbuda za njihov razvoj v druge vrste celic, za vse celice so različni.
Danes je uradna medicina embrionalne matične celice prepovedana za uporabo kot zdravljenje.
Kaj se uporablja danes
Za zdravljenje se uporabljajo samo lastni SC iz tkiv odraslega organizma, pogostejeVse to so celice rdečega kostnega mozga. Seznam bolezni vključuje bolezni krvi (levkemija), imunskega sistema, v prihodnosti - onkološke patologije, Parkinsonova bolezen, sladkorna bolezen tipa 1, multipla skleroza, miokardni infarkt, možganske kapi, bolezni hrbtenjače, slepota.
Glavni problem je vedno bila in ostaja združljivost SC-jev s telesnimi celicami, ko se le-te vnesejo vanj, t.j. histokompatibilnost. Če uporabljate izvorni SC, je to težavo veliko lažje rešiti.
Zato je na vprašanje, katere matične celice je bolje uporabiti - embrionalne ali matično tkivo, odgovor nedvoumen: samo tkivo. Vsak organ ima posebne niše v tkivih, kjer se SC shranjujejo in po potrebi porabijo. Možnosti za SC so ogromne, saj znanstveniki upajo, da bodo iz njih ustvarili potrebna tkiva in organe namesto darovalcev, glede na indikacije.
Začetek zgodovine
Leta 1908 je Aleksander Maksimov (1874-1928), profesor histologije na Vojaški medicinski akademiji v Sankt Peterburgu, med preučevanjem krvnih celic opazil, da se nenehno in dokaj hitro posodabljajo.
A. A. Maksimov je ugibal, da ne gre le za delitev celic, sicer bi bil kostni mozeg večji od človeka samega. Potem je imenoval tega predhodnika vseh elementov krvnega debla. Ime pojasnjuje bistvo pojava: v rdečem kostnem mozgu so položene posebne celice, katerih naloga je le v mitozi. Hkrati se pojavita 2 novi celici: ena postane kri, druga pa v rezervo - se ponovno razvije in deli, spet celica gre v rezervo itd. z enakim rezultatom.
Te celice, ki se nenehno delijo, iz njega sestavljajo deblovejice se premikajo vstran – to so nove nastajajoče profesionalne krvne celice. Ta proces je stalen in vsak dan obsega milijarde celic. Med njimi so skupine vseh krvnih elementov - levkociti in eritrociti, limfociti itd.
Pozneje je Maximov govoril s svojo teorijo na kongresu hematologov v Berlinu. To je bil začetek zgodovine razvoja SC. Biologija celic je postala samostojna znanost šele ob koncu 20. stoletja.
V šestdesetih letih prejšnjega stoletja so SC začeli uporabljati pri zdravljenju levkemije. Našli so jih tudi v koži in maščobnem tkivu.
razlikovalne značilnosti SK
Obetavne ideje v praksi ne izključujejo obstoja podvodnih grebenov. Velika težava je, da jim aktivnost SC omogoča, da se delijo v neomejenih količinah in jih je težko nadzorovati. Poleg tega so običajne celice omejene pri delitvi s številom ciklov (Hayflickova meja). To je posledica strukture kromosomov.
Ko je meja dosežena, se celica ne deli več, kar pomeni, da se ne množi. Za celice se ta meja razlikuje glede na njihovo vrsto: za vlaknasto tkivo je 50 delitev, za krvno SC - 100.
Drugič, SC-ji ne zorijo vsi hkrati, zato ima vsako tkivo različne SC-je na različnih stopnjah zorenja. Bolj normalna kot je zrelost celice, manj ima lastnosti preusposabljanja v drugo celico. Z drugimi besedami, genom, določen za vse celice, je podoben, vendar je način delovanja drugačen. Delno zreli SC, ki ob stimulaciji lahko dozorijo inrazliko, to so eksplozije.
V osrednjem živčevju so to nevroblasti, v skeletu - osteoblasti, v koži - dermatoblasti itd. Spodbuda za zorenje so zunanji ali notranji vzroki.
Te sposobnosti nimajo vse celice v telesu, odvisno je od stopnje njihove diferenciacije. Visoko diferencirane celice (kardiomiociti, nevroni) nikoli ne morejo proizvesti svoje vrste, zato pravijo, da se živčne celice ne obnavljajo. In slabo diferencirani so sposobni mitoze, na primer kri, jetra, kostno tkivo.
Embrionalne matične celice (ES) se od drugih SC-jev razlikujejo po tem, da zanje ni Hayflickove omejitve. ESC-ji se neskončno delijo, t.j. pravzaprav so nesmrtni (nesmrtni). To je njihova druga lastnost. Zdi se, da je ta lastnost ESC navdihnila znanstvenike, da se uporabljajo v telesu za preprečevanje staranja.
Zakaj torej uporaba embrionalnih matičnih celic ni šla po tej poti in je bila zamrznjena? Niti ena celica ni zagotovljena pred genetskimi okvarami in mutacijami, in ko se pojavijo, se bodo prenašale naprej in kopičile. Ne smemo pozabiti, da so izvorne celice človeškega zarodka vedno nosilci tuje genetske informacije (tuje DNK), zato lahko same povzročijo mutageni učinek. Zato postane uporaba njihovega SC najbolj optimalna in najvarnejša. Pojavi pa se še en problem. V odraslem organizmu je zelo malo SC in jih je težko ekstrahirati - 1 celica na 100 tisoč. Toda kljub tem težavam se ekstrahirajo in avtologne SC se pogosto uporabljajo pri zdravljenju KVB, endokrinopatij,žolčne patologije, dermatoze, bolezni mišično-skeletnega sistema, prebavil, pljuč.
Več o podvodnih grebenih ESC
Po prejemu embrionalnih matičnih celic jih je treba usmeriti v pravo smer, tj. jih upravljati. Da, praktično lahko poustvarijo kateri koli organ. Toda problem izbire prave kombinacije induktorjev danes ni rešen.
Uporaba embrionalnih matičnih celic v praksi je bila sprva vseprisotna, vendar jih neskončnost delitev naredi neobvladljive in jih povezuje s tumorskimi celicami (Konheimova teorija). Tukaj je še ena razlaga za zamrznitev ESC.
Pomlajevanje z ESC
Človek s staranjem izgubi svoj SC, njihovo število, če preprosto povedano, vztrajno pada. Tudi pri 20 letih jih je malo, po 40 letih sploh ni. Zato, ko so Američani leta 1998 prvič izolirali ESC in jih nato klonirali, je celična biologija dobila močan zagon v svojem razvoju.
Obstajalo je upanje za ozdravitev tistih bolezni, ki so vedno veljale za neozdravljive. Druga linija je pomlajevanje z embrionalnimi matičnimi celicami z injekcijo. Toda v tem pogledu ni prišlo do preboja, saj še vedno ni natančno znano, kaj SC počne po vnosu v nov organizem. Bodisi stimulirajo staro celico ali jo popolnoma nadomestijo - zavzamejo njeno mesto in aktivno delujejo. Šele ko bo vzpostavljen natančen mehanizem obnašanja NC, bo mogoče govoriti o preboju. Danes je pri izbiri takšnega načina zdravljenja potrebna velika previdnost.
ESC in pomlajevanje v Rusiji
V Rusiji omejitve uporabe ESC še niso uvedene. Tukaj zdravljenja z embrionalnimi matičnimi celicami za pomlajevanje ne izvajajo resni raziskovalni inštituti, ampak le navadni kozmetični saloni.
In še nekaj: če na Zahodu testiranje delovanja ESC izvajajo v laboratorijih na poskusnih živalih, potem v Rusiji nove tehnologije testirajo na ljudeh v istih domačih kozmetičnih salonih. Knjižice z vsemi mogočimi obljubami morja večne mladosti. Izračun je pravilen: za tiste, ki imajo veliko denarja in priložnosti, se začne zdi, da nič ni nemogoče.
Zdravljenje z embrionalnimi matičnimi celicami v obliki minimalnega tečaja pomlajevanja je le 4 injekcije in je ocenjeno na 15 tisoč evrov. In kljub razumevanju, da ne smemo slepo zaupati tehnologijam, ki niso znanstveno potrjene, številne javne osebnosti odtehtajo željo, da bi izgledale mlajše in privlačnejše, človek začne teči pred lokomotivo. Še več, pred očmi tistih, ki jim je to pomagalo. Obstajajo taki srečneži - Buynov, Leshchenko, Rotaru.
Vendar je veliko več nesrečnikov: Dmitrij Hvorostovski, Zhanna Friske, Alexander Abdulov, Oleg Yankovsky, Valentina Tolkunova, Anna Samokhina, Natalya Gundareva, Lyubov Polishchuk, Viktor Janukovič - seznam se nadaljuje. To so žrtve celične terapije. Vsem je postalo skupno to, da se je tik pred poslabšanjem njihovega stanja zdelo, da so cveteli in postajali mlajši, nato pa hitro umrli. Zakaj se to zgodi, nihče ne zna odgovoriti. Da, priKo ESC vstopijo v starajoče se telo, spodbujajo celice, da se aktivno delijo, zdi se, da oseba postaja mlajša. Toda to je vedno stres za starejši organizem in lahko se razvije kakršna koli patologija. Zato nobena klinika ne more dati nikakršnih zagotovil o posledicah takšnega pomlajevanja.
