Полное руководство по стволовым клеткам и их типам

Что такое стволовые клетки?

Стволовые клетки — это первичные клетки, которые формируют все ткани и органы нашего тела. Каждый орган в нашем теле содержит множество специализированных клеток, каждая из которых выполняет определенные функции. Когда клетки в тканях или органах повреждаются или отмирают, стволовые клетки обладают замечательной способностью трансформироваться в эти специфические клетки и помогать восстанавливать поврежденные ткани и органы.

Одной из самых удивительных характеристик стволовых клеток является их практически неограниченная способность к размножению. Эти клетки непрерывно активны на протяжении всей нашей жизни, обновляя весь наш организм и восстанавливая любые области, требующие ремонта. Современные научные достижения показали, что большое количество стволовых клеток может быть получено из различных источников в нашем теле, и они даже могут быть реплицированы в лабораторных условиях. В результате стволовые клетки теперь могут использоваться для лечения широкого спектра заболеваний.

Четыре основных типа стволовых клеток

Стволовые клетки классифицируются на четыре основные категории в зависимости от их происхождения и потенции. Каждый тип обладает уникальными характеристиками, которые делают их подходящими для различных терапевтических применений.

Взрослые стволовые клетки: клинические рабочие лошадки

Взрослые стволовые клетки отличаются от эмбриональных и фетальных стволовых клеток тем, что они присутствуют в тканях, которые развиваются у людей или животных после рождения. Лучшим источником этих клеток является костный мозг, который находится в центре определенных костей. Костный мозг часто извлекают из части кости «crista iliaca» за верхней тазовой костью. В костном мозге есть несколько видов стволовых клеток, включая гемопоэтические стволовые клетки, эндотелиальные стволовые клетки и мезенхимальные стволовые клетки.

Важно отметить, что исследования показали, что жировая ткань содержит в четыре раза больше стволовых клеток, чем костный мозг, что делает стволовые клетки, полученные путем липосакции, все более популярным вариантом. Эти клетки могут быть собраны с помощью минимально инвазивной процедуры и обработаны в лаборатории для терапевтического использования.

Мезенхимальные стволовые клетки (MSC)

Мезенхимальные стволовые клетки названы так за их способность трансформироваться в другие типы клеток. Они обнаруживаются во взрослых тканях, включая костный мозг, жировую ткань, зубную пульпу и ткань пуповины. Эти универсальные стволовые клетки обладают способностью мигрировать из ткани, в которой они находятся, в поврежденные ткани в других частях тела, где они работают над восстановлением поврежденных участков.

Замечательной особенностью MSC является их способность сливаться с поврежденными клетками, не только восстанавливая повреждения в непосредственной близости, но и обнаруживая и реагируя на повреждения в других тканях по всему телу. Взрослые мезенхимальные стволовые клетки способны дифференцироваться примерно в 100 различных типов клеток, включая клетки костей, хрящей, мышц, нейронов, печени и поджелудочной железы. Жировая ткань содержит в четыре раза больше MSC, чем костный мозг, что делает ее отличным источником для терапевтического применения.

Гемопоэтические стволовые клетки (клетки крови)

Все наши клетки крови развиваются из молодых (незрелых) клеток, называемых гемопоэтическими стволовыми клетками. Термин «гемопоэтические» буквально означает «кроветворные». Эти стволовые клетки в основном находятся в костном мозге (губчатом центре некоторых костей), где они непрерывно делятся, чтобы производить новые клетки крови на протяжении всей нашей жизни.

Гемопоэтические стволовые клетки являются одними из самых рано открытых, наиболее хорошо задокументированных и наиболее успешно используемых стволовых клеток в клинической медицине. Трансплантация костного мозга, которая проводится десятилетиями, по сути является трансплантацией гемопоэтических стволовых клеток. Эти клетки имеют решающее значение для лечения рака крови и других гематологических заболеваний.

Эндотелиальные стволовые клетки

Эндотелиальные стволовые клетки развиваются в костном мозге, а затем циркулируют по всему кровотоку. Они концентрируются в местах сосудистых повреждений, где играют важную роль в восстановлении и заживлении кровеносных сосудов. Эти специализированные клетки имеют решающее значение для поддержания здоровья нашей сосудистой системы — всех артерий и вен, которые переносят кровь по всему нашему телу.

После выхода из костного мозга эндотелиальные стволовые клетки могут развиваться в зрелые эндотелиальные клетки, выстилающие внутреннюю поверхность кровеносных сосудов. Они обладают способностью делиться, циркулировать и восстанавливать существующие кровеносные сосуды при повреждении. Это делает их ценными для лечения сердечно-сосудистых заболеваний и улучшения кровотока к поврежденным тканям.

Производство аутологичных стволовых клеток

Аутологичное производство стволовых клеток относится к созданию в лаборатории клеток из нашего собственного тела, которые обычно не могут регенерировать другие типы клеток. Эти клетки размножаются в лаборатории, а затем возвращаются в те области тела, которые нуждаются в восстановлении. Этот подход использует собственные клетки пациента, исключая риск отторжения.

Фетальные стволовые клетки

«Плод» относится к эмбриону, достигшему примерно 7-8 недель развития. Клетки, извлеченные из плода между 8 и 12 неделями развития, обладают замечательным регенеративным потенциалом — они могут развиваться в клетки практически всех тканей и органов. Эти клетки получают из тканей после выкидыша, и они обладают потенциалом бесконечно делиться и самовосстанавливаться.

Одно из наиболее значимых преимуществ фетальных стволовых клеток заключается в отсутствии у них антигенов, которые обычно вызывают иммунное отторжение. Когда чужеродный материал попадает в организм, иммунная система обычно воспринимает его как угрозу и вырабатывает антитела для его уничтожения. Поскольку фетальные стволовые клетки не распознаются как чужеродные, они полностью принимаются даже при введении другому человеку. Это делает их особенно ценными для аллогенных (донорских) методов лечения.

Эмбриональные стволовые клетки

Эмбриональные стволовые клетки обладают самой высокой способностью к дифференцировке среди всех типов стволовых клеток. Зигота — исходная клетка, образующаяся при оплодотворении яйцеклетки сперматозоидом, — является наиболее мощной клеткой, способной развиваться в любой тип клеток организма, а также во внезародышевые ткани. Из этой единственной клетки развивается полноценный человек.

Примерно через 5 дней после зачатия образуется полый шар, содержащий около 150 клеток, называемый «бластоцистой». Эти клетки теоретически могли бы быть использованы для воспроизведения полноценного человека, поэтому исследования эмбриональных стволовых клеток строго регулируются правительствами по всему миру. Хотя эти клетки обладают огромным потенциалом, этические соображения ограничивают их использование в клинических приложениях.

Стволовые клетки пуповинной крови

Стволовые клетки пуповинной крови собирают из пуповины после рождения ребенка. Сразу после рождения пуповина пережимается и перерезается, а кровь, оставшаяся в пуповине, прикрепленной к плаценте, собирается в стерильный мешок для крови, содержащий антикоагулянт. Эта собранная кровь доставляется в лабораторию банка пуповинной крови в течение 48 часов для обработки и хранения.

По сравнению с другими источниками стволовых клеток, стволовые клетки пуповинной крови очень молоды, и при правильном сохранении процессы их старения и деградации значительно замедляются. Скорость их размножения выше, чем у источников взрослых стволовых клеток. Даже при отсутствии полного тканевого соответствия (HLA) между реципиентом и донором трансплантация пуповинной крови имеет отличные показатели успеха.

Понимание потенции стволовых клеток

Способность стволовых клеток к дифференцировке значительно варьируется в зависимости от типа. Это называется их «потенцией». Зигота обладает наибольшей потенцией из всех — она «тотипотентна», что означает, что она может развиться в любой тип клеток организма, а также во все внезародышевые ткани, необходимые для беременности.

Эмбриональные стволовые клетки на стадии бластоцисты являются «плюрипотентными» — они могут стать почти любым типом клеток в организме, но не могут образовывать внезародышевые ткани. Взрослые стволовые клетки, как правило, «мультипотентны», что означает, что они могут дифференцироваться в несколько родственных типов клеток, но не так много, как плюрипотентные клетки.

Для клинического применения мезенхимальные стволовые клетки представляют собой отличный баланс потенции и безопасности. Они могут дифференцироваться во многие терапевтически полезные типы клеток (кость, хрящ, мышцы, нейроны и т. д.), обладая при этом отличным профилем безопасности и относительно легко получаясь из собственного тела пациента.

Клиническое применение сегодня

Сегодня регенеративный подход используется для лечения широкого спектра состояний, включая ортопедические травмы, неврологические расстройства, аутоиммунные заболевания, сердечно-сосудистые заболевания и дегенеративные заболевания. Выбор типа стволовых клеток зависит от лечимого состояния, желаемого результата и факторов, специфичных для пациента.

В нашем центре регенеративной медицины мы преимущественно используем мезенхимальные стволовые клетки благодаря их превосходному профилю безопасности, мультипотентной дифференцировочной способности и возможности получения из собственной жировой ткани пациента или введения из тщательно проверенных донорских источников, таких как пуповинная ткань. Наша GMP-сертифицированная лаборатория обеспечивает высочайшее качество подготовки клеток для достижения оптимальных терапевтических результатов.

Часто задаваемые вопросы