Cilmes šūnas (SC) ir šūnu populācija, kas ir visu citu sākotnējie priekšteči. Izveidotā organismā tie var diferencēties jebkurā orgāna šūnā, embrijā tie var veidot jebkuru no tā šūnām.
To mērķis pēc būtības ir ķermeņa audu un orgānu atjaunošana sākotnēji no dzimšanas brīža ar dažādām traumām. Tie vienkārši aizvieto bojātās šūnas, atjaunojot un aizsargājot tās. Vienkārši sakot, tās ir virsbūves rezerves daļas.
Kā tie veidojas
Liels skaits visu pieauguša organisma šūnu reiz sākas ar vīriešu un sieviešu reproduktīvo šūnu saplūšanu olšūnas apaugļošanas laikā. Šo saplūšanu sauc par zigotu. Visi nākamie miljardi šūnu rodas tās attīstības laikā. Zigota satur visu topošā cilvēka genomu un tā attīstības shēmu nākotnē.
Kad tas parādās, zigota sāk aktīvi dalīties. Pirmkārt, tajā parādās īpaša veida šūnas: tās spēj pārraidīt tikai ģenētiskuinformāciju nākamajām jaunu šūnu paaudzēm. Šīs populācijas ir slavenās embrionālās cilmes šūnas, ap kurām valda tik daudz uztraukuma.
Auglim ESC vai drīzāk to genoms joprojām atrodas nulles punktā. Bet pēc specializācijas mehānisma ieslēgšanas tos var pārveidot par jebkurām pieprasītām šūnām. Embrionālās cilmes šūnas tiek iegūtas agrīnā embrija attīstības stadijā, ko tagad sauc par blastocistu, zigotas dzīves 4.–5. dienā no tās iekšējās šūnu masas.
Embrijam attīstoties, tiek iedarbināti specializācijas mehānismi, tā sauktie embrionālie induktori. Tie paši ietver šobrīd nepieciešamos gēnus, no kuriem rodas dažādas SC ģimenes un iezīmējas nākotnes orgānu pirmsākumi. Mitoze turpinās, šo šūnu pēcteči jau ir specializējušies, ko sauc par komitāciju.
Tajā pašā laikā embrionālās cilmes šūnas spēj transformēties (pāriet) jebkurā dīgļu slānī: ekto-, mezo- un endodermā. No tiem vēlāk attīstās augļa orgāni. Šo diferenciācijas īpašību sauc par pluripotenci, un tā ir galvenā atšķirība starp ESC.
SC klasifikācija
Tos iedala 2 lielās grupās – embrionālajās un somatiskajās, iegūtas no pieauguša organisma. Jautājums par to, kā tiek iegūtas un izmantotas embriju cilmes šūnas, ir labi saprotams.
3 atlasīti SC avoti:
- Savas cilmes šūnas vai autologas; visbiežāk tie pastāv kaulu smadzenēs, bet varvar iegūt no ādas, taukaudiem, dažu orgānu audiem utt.
- SC no placentas, kas iegūts dzemdību laikā no nabassaites asinīm.
- Augļa SC iegūti no audiem pēc aborta. Tāpēc izšķir arī donoru (alogēno) un pašu (autologo) SC. Neatkarīgi no to izcelsmes tiem piemīt īpašas īpašības, kuras turpina pētīt zinātnieki. Piemēram, tie var palikt dzīvotspējīgi un saglabāt visas savas īpašības gadu desmitiem, ja tos pareizi uzglabā. Tas ir svarīgi, savācot SC no placentas dzimšanas brīdī, ko var uzskatīt par veselības apdrošināšanas veidu un jaundzimušā aizsardzību nākotnē. Šī persona tos var izmantot nopietnas slimības gadījumā. Piemēram, Japānā ir visa valdības programma, kas nodrošina, ka 100% iedzīvotāju ir IPS šūnu bankas.
SC izmantošanas piemēri medicīnā
Embrionālās transplantācijas soļi:
- 1970 - tiek veiktas pirmās autologās SC transplantācijas. Ir pierādījumi, ka bijušajā CCCP vairākas reizes gadā tika veikta "jauniešu vakcinācija" gados vecākiem PSKP Politbiroja locekļiem.
- 1988 - SC tika pārstādīti zēnam ar leikēmiju, kurš dzīvo vēl šodien.
- 1992. gads - profesors Deivids Heriss izveido SK banku, kurā par pirmo klientu kļuva viņa pirmais bērns. Viņa SC tika iesaldēts pirmais.
- 1996-2004 – veiktas 392 pašu SC transplantācijas no kaulu smadzenēm.
- 1997. gads - Krievijas vēža pacientam no placentas tika pārstādīti donoru SC.
- 1998 - SC tika pārstādīti meitenei ar neiroblastomu (smadzeņu audzēju) - rezultāts ir pozitīvs. Zinātnieki ir arī iemācījušies audzēt SC in vitro.
- 2000 - 1200 pārraides.
- 2001 – atklājās pieauguša cilvēka kaulu smadzeņu SC spēja pārveidoties par kardio- un miocītiem.
- 2003 – iegūti dati par visu SC bioīpašību saglabāšanos šķidrā slāpeklī 15 gadus.
- 2004 - Pasaules Banku SK kolekcijās jau ir 400 000 paraugu.
ESC pamatīpašības
Par embrionālo cilmes šūnu piemēriem var uzskatīt jebkuras embrija primāro slāņu šūnas: tās ir miocīti, asins šūnas, nervi utt. Cilvēka ESC bija pirmās, ko 1998. gadā izolēja ASV zinātnieki Džeimss Tompsons un Džons Bekers. Un 1999. gadā slavenākais zinātniskais žurnāls Science atzina šo atklājumu par trešo svarīgāko pēc DNS dubultspirāles atklāšanas un cilvēka genoma atšifrēšanas.
ESC ir iespēja pastāvīgi atjaunoties, pat ja nav stimula atšķirties. Tas ir, tie ir ļoti plastiski un to attīstības potenciāls nav ierobežots. Tas padara tos tik populārus reģeneratīvajā medicīnā.
Tā saucamie augšanas faktori var kalpot kā stimuls to attīstībai par cita veida šūnām, visām šūnām tie ir atšķirīgi.
Mūsdienās oficiālā medicīna aizliedz embriju cilmes šūnas izmantot kā ārstēšanu.
Kas šodien tiek izmantots
Ārstēšanai izmanto tikai pašu SC no pieauguša organisma audiem, biežākTās visas ir sarkanās kaulu smadzeņu šūnas. Slimību sarakstā ir asins slimības (leikēmija), imūnsistēmas, nākotnē - onkoloģiskās patoloģijas, Parkinsona slimība, 1.tipa cukura diabēts, multiplā skleroze, miokarda infarkts, insulti, muguras smadzeņu slimības, aklums.
Galvenā problēma vienmēr ir bijusi un paliek SC saderība ar ķermeņa šūnām, kad tās tiek ievadītas tajā, t.i. histo saderība. Izmantojot vietējo SC, šo problēmu ir daudz vieglāk atrisināt.
Tāpēc uz jautājumu, kuras cilmes šūnas vēlams izmantot - embrija vai cilmes audus, atbilde ir nepārprotama: tikai audus. Jebkuram orgānam ir īpašas nišas audos, kur SC tiek uzglabāti un patērēti pēc vajadzības. SC izredzes ir milzīgas, jo zinātnieki cer no tiem pēc indikācijām izveidot nepieciešamos audus un orgānus, nevis donorus.
Sākuma vēsture
1908. gadā Sanktpēterburgas Militārās medicīnas akadēmijas histoloģijas profesors Aleksandrs Maksimovs (1874-1928), pētot asins šūnas, pamanīja, ka tās pastāvīgi un diezgan ātri tiek atjauninātas.
A. A. Maksimovs nojauta, ka runa nav tikai par šūnu dalīšanos, pretējā gadījumā kaulu smadzenes būtu lielākas nekā pašam cilvēkam. Tad viņš sauca šo visu asins stumbra elementu priekšteci. Nosaukums izskaidro parādības būtību: sarkanajās kaulu smadzenēs tiek ievietotas īpašas šūnas, kuru uzdevums ir tikai mitozē. Tajā pašā laikā parādās 2 jaunas šūnas: viena kļūst par asinīm, bet otrā nonāk rezervē - attīstās un atkal sadalās, atkal šūna nonāk rezervē utt. ar tādu pašu rezultātu.
Šīs pastāvīgi dalošās šūnas veido stumbru no tāzari pārvietojas uz sāniem – tās ir jaunas topošās profesionālās asins šūnas. Šis process ir nepārtraukts un katru dienu veido miljardiem šūnu. Starp tiem ir visu asins elementu grupas - leikocīti un eritrocīti, limfocīti utt.
Pēc tam Maksimovs runāja ar savu teoriju hematologu kongresā Berlīnē. Tas bija SC attīstības vēstures sākums. Šūnu bioloģija par atsevišķu zinātni kļuva tikai 20. gadsimta beigās.
Sešdesmitajos gados SC sāka lietot leikēmijas ārstēšanā. Tās ir konstatētas arī ādā un taukaudos.
SK atšķirīgās iezīmes
Daudzsološās idejas neizslēdz zemūdens rifu esamību, ja tās tiek īstenotas. Lielā problēma ir tā, ka SC darbība ļauj tiem sadalīties neierobežotā daudzumā, un tos kļūst grūti kontrolēt. Turklāt parastajām šūnām ir ierobežots dalījums ar ciklu skaitu (Hayflick ierobežojums). Tas ir saistīts ar hromosomu struktūru.
Kad ir sasniegts limits, šūna vairs nedalās, kas nozīmē, ka tā nevairojas. Šūnām šis ierobežojums atšķiras atkarībā no to veida: šķiedru audiem tas ir 50 dalījumi, asinīm SC - 100.
Otrkārt, ne visi SC nobriest vienlaikus, tāpēc jebkuriem audiem dažādos nobriešanas posmos ir dažādi SC. Jo normālāka ir šūnas briedums, jo mazāk tai piemīt īpašības, kas pārkvalificējas citā šūnā. Citiem vārdiem sakot, visām šūnām noteiktais genoms ir līdzīgs, bet darbības režīms ir atšķirīgs. Daļēji nobrieduši SC, kas, stimulējot, var nobriest unatšķirt, tie ir sprādzieni.
CNS tie ir neiroblasti, skeletā - osteoblasti, ādā - dermatoblasti utt. Nobriešanas stimuls ir ārēji vai iekšēji cēloņi.
Ne visām ķermeņa šūnām ir šī spēja, tā ir atkarīga no to diferenciācijas pakāpes. Augsti diferencētas šūnas (kardiomiocīti, neironi) nekad nevar radīt savu veidu, tāpēc viņi saka, ka nervu šūnas netiek atjaunotas. Un vāji diferencētie spēj mitozi, piemēram, asinis, aknas, kaulu audi.
Embrionālās cilmes (ES) šūnas atšķiras no citām SC ar to, ka tām nav Heiflika ierobežojumu. ESC dalās bezgalīgi, t.i. viņi patiesībā ir nemirstīgi (nemirstīgi). Šis ir viņu otrais īpašums. Šķiet, ka šī ESC īpašība zinātniekus iedvesmoja izmantot organismā, lai novērstu novecošanos.
Tātad kāpēc embrionālo cilmes šūnu izmantošana nenotika pa šo ceļu un netika iesaldēta? Neviena šūna nav garantēta pret ģenētiskiem bojājumiem un mutācijām, un, kad tās parādās, tās tiks nodotas tālāk un uzkrājas. Nedrīkst aizmirst, ka cilvēka embrionālās cilmes šūnas vienmēr ir svešas ģenētiskās informācijas (svešās DNS) nesējas, tāpēc pašas var izraisīt mutagēnu efektu. Tāpēc viņu SC izmantošana kļūst par optimālāko un drošāko. Taču rodas cita problēma. Pieaugušā organismā ir ļoti maz SC, un tos ir grūti iegūt - 1 šūna uz 100 tūkst.. Bet, neskatoties uz šīm problēmām, tās tiek ekstrahētas un autologos SC bieži izmanto CVD, endokrinopātiju ārstēšanā.žults ceļu patoloģijas, dermatozes, muskuļu un skeleta sistēmas slimības, kuņģa-zarnu trakta, plaušu slimības.
Vairāk par ESC zemūdens rifiem
Pēc embrionālo cilmes šūnu saņemšanas tās jāvirza pareizajā virzienā, t.i. pārvaldīt tos. Jā, viņi var praktiski atjaunot jebkuru orgānu. Bet problēma par pareizās induktoru kombinācijas izvēli šodien nav atrisināta.
Embrionālo cilmes šūnu izmantošana praksē sākumā bija visuresoša, taču šādu šūnu dalīšanās bezgalība padara tās nekontrolējamas un padara tās saistītas ar audzēja šūnām (Konheima teorija). Šeit ir vēl viens ESC iesaldēšanas skaidrojums.
Atjaunošanās ar ESC
Cilvēks, novecojot, zaudē savu SC, viņu skaits, vienkārši sakot, nepārtraukti samazinās. Pat līdz 20 gadu vecumam viņu ir maz, pēc 40 gadiem vairs nav. Tāpēc, kad 1998. gadā amerikāņi pirmo reizi izolēja ESC un pēc tam tos klonēja, šūnu bioloģija saņēma spēcīgu impulsu tās attīstībā.
Bija cerība izārstēt tās slimības, kuras vienmēr tika uzskatītas par neārstējamām. Otrā līnija ir atjaunošanās ar embrionālajām cilmes šūnām ar injekciju palīdzību. Taču izrāviena šajā ziņā nebija, jo joprojām nav precīzi zināms, ko SC dara pēc ievešanas jaunā organismā. Vai nu viņi stimulē veco šūnu, vai nomaina to pilnībā - viņi ieņem savu vietu un aktīvi darbojas. Tikai tad, kad tiks noteikts precīzs NC uzvedības mehānisms, varēs runāt par izrāvienu. Mūsdienās šādas ārstēšanas metodes izvēlei nepieciešama liela piesardzība.
ESC un atjaunošanās Krievijā
Krievijā ESC izmantošanas ierobežojumi vēl nav ieviesti. Šeit embrionālo cilmes šūnu terapiju atjaunošanai neveic nopietni pētniecības institūti, bet tikai parastie skaistumkopšanas saloni.
Un vēl: ja Rietumos ESC darbības testēšanu veic laboratorijās uz izmēģinājumu dzīvniekiem, tad Krievijā jaunās tehnoloģijas uz cilvēkiem izmēģina tie paši pašmāju skaistumkopšanas saloni. Bukleti ar visādiem mūžīgās jaunības jūras solījumiem. Aprēķins ir pareizs: tiem, kam ir daudz naudas un iespēju, sāk likties, ka nekas nav neiespējams.
Ārstēšana ar embrionālajām cilmes šūnām minimālā atjaunošanas kursa veidā ir tikai 4 injekcijas un tiek lēsta 15 tūkstošu eiro apmērā. Un, neskatoties uz izpratni, ka nevajag akli uzticēties tehnoloģijām, kas nav zinātniski apstiprinātas, daudzas sabiedrībā zināmas personas atsver vēlmi izskatīties jaunākai un pievilcīgākai, cilvēks sāk skriet lokomotīvei pa priekšu. Turklāt to acu priekšā, kam tas palīdzēja. Ir tādi laimīgie - Buynovs, Ļeščenko, Rotaru.
Bet ir vēl daudz neveiksminieku: Dmitrijs Hvorostovskis, Žanna Friske, Aleksandrs Abdulovs, Oļegs Jankovskis, Valentīna Tolkunova, Anna Samohina, Natālija Gundareva, Ļubova Poļiščuka, Viktors Janukovičs - sarakstu var turpināt. Tie ir šūnu terapijas upuri. Viņiem visiem kļuva kopīgs tas, ka neilgi pirms viņu stāvokļa pasliktināšanās viņi it kā uzplauka un kļuva jaunāki, un tad ātri nomira. Kāpēc tas notiek, neviens nevar atbildēt. Jā, plkstKad ESC nonāk novecojošā ķermenī, tās veicina šūnu aktīvu dalīšanos, šķiet, ka cilvēks kļūst jaunāks. Bet tas vienmēr ir stress vecāka gadagājuma organismam, un var attīstīties jebkura patoloģija. Tāpēc neviena klīnika nevar dot nekādas garantijas par šādas atjaunošanās sekām.
