celulele stem

Micrograph de celule stem embrionare umane

Celulele stem - celule nediferentiate (imature). disponibil în multe specii de organisme multicelulare. Celulele stem sunt capabile de a auto-reinnoi si formeaza noi celule stem diviza prin mitoză și diferențiere în celule specializate, care este transformat în celule de diferite organe și țesuturi.

Dezvoltarea organismelor multicelulare incepe cu o singura celula stem, care însă nimeni nu numește, ci numit zigot. Ca rezultat, multiple diviziune și proces de diferențiere bucle formate toate tipurile de celule, specifice speciei. În corpul uman aceste tipuri de celule mai mult de 220. Celulele stem rămân și funcția în organismul adult, datorită lor se poate efectua renovarea și restaurarea țesuturilor și organelor. Cu toate acestea, în procesul de îmbătrânire a numărului lor scade.

In medicina moderna, celulele stem umane sunt transplantate. adică transplantate în scopuri terapeutice. De exemplu, transplantul de celule stem hematopoietice se efectuează pentru a restabili procesul hematopoietic (hemopoiesis) în tratamentul leucemii, limfoame.

informații istorice

Toate celulele stem posedă două proprietăți esențiale:

Auto-reînnoire, adică, capacitatea de a menține un fenotip constant după divizare (fără diferențiere).
Potența (diferentiere potential), sau capacitatea de a produce descendenți sub formă de tipuri de celule specializate.

auto-reînnoire

Există două mecanisme care susțin populația de celule stem din organism:

diviziunea asimetrica, la care a produs aceeași pereche de celule (o singură celulă stem și o celulă diferențiată).
Diviziunea stocastice: o celula stem se divide în două mai specializate.

potențial de diferențiere

capacitatea de a produce un număr de diferite tipuri de celule - potențial, sau potența, a celulelor stem Diferentierea. În conformitate cu potența celulele stem sunt împărțite în următoarele grupe:

Celulele Oligopotentnye pot diferenția numai în anumite proprietăți similare, tipuri de celule. Acestea includ, de exemplu, includ celule limfoide și mieloide serie implicate în procesul de hematopoieza.
Celulele Unipotent (celule progenitoare, celule blastice) - celule imature care, strict vorbind, nu mai sunt tulpina, astfel încât acestea pot produce doar un singur tip de celule. Ei sunt capabili de a reproduce mai multe, ceea ce le face o sursă pe termen lung a celulelor de un anumit tip și distins de non-stem. Cu toate acestea, capacitatea lor de a se reproduce este limitată la un anumit număr de diviziuni, care le diferențiază, de asemenea, din celule stem adevărate. Pentru celulele predecesorii includ, de exemplu, o parte din miosatellitotsitov. implicat în formarea și țesuturile musculare scheletice.

clasificare

Celulele stem pot fi împărțite în trei grupe majore în funcție de sursa lor:, (celule stem adulte) fetale și postnatale embrionare.

Celulele stem embrionare

Celulele stem embrionare (CES) formează o masă interioară celulară (ICM) sau embryoblast. într-un stadiu incipient al dezvoltării embrionului. Acestea sunt pluripotente. ESC este un avantaj important este faptul că acestea nu exprimă HLA (antigene leucocitare umane), adică, nu produc antigene de histocompatibilitate. Fiecare persoană are un set unic de antigeni, și o nepotrivire între donator și primitor, este o cauza majora de incompatibilitate cu transplant. În consecință, posibilitatea ca donatorul celulele stem embrionare vor fi respinse de organismul recipientului este foarte scăzută. Cand transplantul de celule stem embrionare imunodeficiente animale sunt capabile de forma tumori complexe (mnogotkanevogo) structură - teratom. unele dintre ele pot deveni canceroase. date fiabile privind comportamentul acestor celule din organism immunocompetent, de exemplu, la om, nr. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că studiile clinice folosind instrumente derivate diferențiate (celule derivate) ESK început deja.

Unul dintre principalele dezavantaje ale ESC este incapacitatea de a utiliza autolog, adică propria lor materială, în transplant, deoarece alocarea CSE dintr-un embrion este incompatibil cu dezvoltarea sa viitoare.

Celulele stem fetale

Celulele stem fetale sunt derivate din materiale fetale după avort (gestație este de obicei, dezvoltarea fetală adică, este de 9-12 săptămâni). Desigur, studiul și utilizarea acestui biomaterial, de asemenea, ridică probleme etice. În unele țări, cum ar fi Ucraina și Regatul Unit. să continue să lucreze la studiul lor și de aplicare clinică. De exemplu, compania britanică ReNeuron explorează posibilitatea utilizării terapiei cu celule stem fetale pentru accident vascular cerebral. Aceste celule au început deja să se diferențieze, și, prin urmare, fiecare dintre ele, în primul rând, poate suferi doar un număr limitat de diviziuni, și, pe de altă parte, nu dă naștere la nici o, ci mai degrabă anumite tipuri de celule specializate. Astfel, din celulele hepatice fetale pot dezvolta celulele hepatice specializate și celule hematopoietice. Din țesutul nervos fetal, respectiv, sunt in curs de dezvoltare celulele nervoase mai specializate.

Celulele stem postnatal

In ciuda faptului ca celulele stem organism mature sunt mai putin potenta, comparativ cu celulele stem embrionare și fetale, adică poate genera un număr minim de tipuri diferite de celule, aspectul etic al studiului și utilizarea lor nu cauzează o dezbatere serioasă. În plus, utilizarea de material autolog asigură eficacitatea și siguranța tratamentului. Celulele stem ale organismului adult pot fi împărțite în trei grupe principale: hematopoietic (formarea de sânge), mezenchimale multipotente (stromale) și celule progenitoare specifice de țesut.

Uneori, într-un grup separat de celule izolate din sângele din cordonul ombilical, deoarece acestea sunt cele mai puțin diferențiate a tuturor celulelor organismului matur, care este, au cea mai mare potenta. sângele din cordonul ombilical contine in principal celule stem hematopoietice și mezenchimale multipotent, dar conține cantități mici de alte tipuri de celule stem în anumite condiții se pot diferenția în celule ale diferitelor organe și țesuturi.

Celulele stem hematopoietice

Celulele stem hematopoietice (CSH) - celule stem multipotente care dau naștere la toate celulele sanguine ale mieloide (monocite, macrofage, neutrofile, bazofile, eozinofile, eritrocite megacariocite și plachete, celule dendritice, .......) și seria limfoidă (limfocite T B-limfocite și naturale. killers). Determinarea celulelor stem hematopoietice a fost analizat în detaliu în ultimii 20 de ani. țesut hematopoietic conține celule cu termen lung și capacitate pe termen scurt pentru a se regenera. inclusiv multipotent, oligopotentnye și celulelor progenitoare. țesut mieloblastică conține o GCS de 10 000 de celule. CSH sunt o populație eterogenă. Există trei subpopulație de HSC, conform relației proporționale cu descendenți mieloide limfoide (L / M). La orientat mieloidă GSK raport scăzut L / M (> 0, <3), у лимфоидно ориентированных — высокое (>10). Al treilea grup este format dintr-un „echilibrat“ GSK pentru care 3 ≤ L / M ≤ 10. în prezent studiate în mod activ proprietățile diferitelor grupuri GSK, dar rezultatele intermediare arată că numai mieloide orientate și „echilibrat“ HSC sunt capabile de auto-replicare prelungită. In plus, experimentele de transplant a aratat ca fiecare grup GSK recreează în principal, un tip de celule sanguine, sugerând un program de epigenetic ereditara pentru fiecare subpopulație.

Populația CSH format în timpul embriogenezei. și anume dezvoltarea embrionară. Este dovedit faptul că, în primele mamifere HSCs se găsesc în zone ale mezoderm. numit aorta. gonadelor și mesonephros. până la formarea populației de măduvă osoasă extins în ficat fetal. Astfel de studii contribuie la înțelegerea mecanismelor. responsabilă de geneza (formarea) și extinderea populației HSC, și, în consecință, deschiderea agenților biologici și chimici (ingrediente active), care în cele din urmă pot fi utilizate pentru cultivarea CSH in vitro.

Principala sursă de CSH este măduva osoasă. Această sursă și astăzi cel mai folosit pe scară largă în transplant (vezi. Transplantul de celule stem hematopoietice). CSH sunt localizate în măduva osoasă a adulților, inclusiv oasele pelviene. coaste. sternului și alte oase. Celulele pot fi obținute direct din osul pelvian cu un ac și o seringă sau din sânge, după pre-tratamentul cu citokine. inclusiv G-CSF (factor de stimulare a coloniilor de granulocite) promovează randamentul celulelor stem din maduva osoasa.

Celulele stromale mezenchimale multipotente

Celulele multipotent mezenchimale stromale (MMSC) - celule stem multipotente capabile de a diferenția în osteoblaste (celule osoase), condrocite (celule cartilagii) si adipocite (celule grase).

Precursori MMSC in perioada de dezvoltare embriogen sunt celule stem mezenchimale (CSM). Ele pot fi găsite în locuri expuse la mezenchim. adică țesutul conjunctiv embrionar.

CSM poate fi activat, dacă este necesar. Cu toate acestea, eficiența utilizării lor este relativ scăzut. Deci, de exemplu, leziuni musculare, chiar și în transplantul de vindeca foarte lent MSCs. În prezent, cercetările privind activarea MSK. Studiile anterioare efectuate de transplant MSC intravenos au arătat că această metodă de transplant de multe ori duce la crize de respingere și sepsis. Astăzi a recunoscut că boala țesutului periferic, cum ar fi boala inflamatorie a intestinului nu este mai bine pentru a trata transplant și metode care cresc concentrație locală a MSCs.

Celulele progenitoare specifice tisulare

Celulele progenitoare specifice tisulare (precursoare) celule - celule nediferentiate, care sunt situate în diferite țesuturi și organe și sunt responsabile pentru actualizarea populația de celule, adică, înlocuiți celulele moarte. Acestea includ, de exemplu, sunt miosatellitotsity (precursori de fibre musculare), celule progenitoare și myelopoiesis limfatic. Aceste celule sunt unipotent și oligo și diferența lor principală de la alte celule stem, care celulele progenitoare pot diviza doar un anumit număr de ori, în timp ce alte celule stem sunt capabile de auto-reînnoire nelimitate. Prin urmare, ele aparțin celulele stem adevărate la îndoială. Separat au studiat celulele stem neuronale, care sunt, de asemenea, menționate ca grup specific de țesut. Ele se diferențiază în dezvoltarea perioadei embrionului si fetale, având ca rezultat formarea structurilor neuronale ale viitorului organismului adult, inclusiv sistemul nervos central și periferic. Aceste celule au fost gasite in adult CNS, în special în zona subependimal în hipocampus. creier olfactiv, și așa mai departe. d. În ciuda faptului că cele mai multe dintre neuronii morți nu sunt înlocuite, neurogeneza în procesul sistemului nervos adult central este încă posibilă datorită celulelor stem neuronale, de exemplu, populațiile de neuroni pot „recupera“, dar este într-un astfel de volum, care nu afectează mult pe rezultatul unor procese patologice.

Caracteristicile celulelor stem embrionare

Pluripotenei - capacitatea de a forma oricare din aproximativ 350 de tipuri de celule adulte (mamifere);
Homing - capacitatea celulelor stem, atunci când este administrat în organism, pentru a găsi zona deteriorate și fixate acolo, făcând funcția pierdută;
Totipotența - capacitatea de a se diferenția într-un organism întreg (11 zile după inseminare);
Factorii care determină unicitatea celulelor stem nu sunt in nucleu. și în citoplasmă. Acest exces de ARNm de 3 mii de gene. care sunt responsabile pentru dezvoltarea timpurie a embrionului;
Telomerazei Activitate. Fiecare parte replicare telomerilor este pierdut (a se vedea. Hayflick Limit). au activitatea telomerazei, capetele de cromozomi sunt construite in celulele stem, sex și tumorale, adică celulele sunt capabile să suporte un număr potențial infinit de diviziuni celulare. ele sunt nemuritoare.

Celulele stem si cancerul

fapte interesante

IC capabile de diviziune asimetrice în care una dintre celulele fiice este o tijă, iar celălalt dă naștere unor celule specializate ale unui anumit tip.

opinie publică

Biserica Ortodoxă se opune utilizării celulelor stem, pentru care se obține materialul din embrioni, la fel ca în creștinism, embrionul este o ființă umană, cu un suflet, iar distrugerea embrionului - păcatul uciderii.

De asemenea, Biserica Ortodoxă se opune cercetarea celulelor stem embrionare umane.