План:
1. Понятие и особенности стволовых клеток.
2. Классификация стволовых клеток.
3. Применение стволовых клеток в медицине.
1. Понятие и особенности стволовых клеток.
Стволовые клетки– это незрелые клетки, которые обладают способностью к самообновлению, а также дифференциации.
Суть самообновления заключается в том, что после митотического деления данные клетки сохраняют свой фенотип, т. е. дифференцировки не происходит.
Дифференциация - это трансформация в специфические клетки самых разных тканей и органов.
Стволовые клетки характеризуются удивительной способностью к асимметричному делению, после которого одна из новых клеток остается стволовой, а другая становится дифференцированной.
Стволовые клетки являются универсальным «строительным материалом» для тканей организма. Они содержат всю генетическую информацию. Благодаря незрелым клеточным элементам в организме осуществляются процессы регенерации. По мере старения количество недифференцированных клеток неуклонно снижается. Если у плода (эмбриона) имеется 1 стволовая клетка на каждые 10 тысяч дифференцированных, то к 60 годам соотношение многократно меняется, падая до 1 к 8 миллионам. Именно по этой причине поврежденные ткани значительно медленнее регенерируют у пожилых пациентов.
2. Классификация стволовых клеток.
Стволовые клетки можно разделить на три основные группы в зависимости от источника их получения:
§ эмбриональные,
§ фетальные и
§ постнатальные (стволовые клетки взрослого организма).
Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) образуют внутреннюю клеточную массу (ВКМ), или эмбриобласт, на ранней стадии развития эмбриона.
Фетальные стволовые клеткиполучают из плодного материала после аборта (обычно срок внутриутробного развития плода составляет 9-12 недель).
Постнатальные стволовые клетки. Можно подразделить на три основных группы:
o гемопоэтические (кроветворные),
o мультипотентные мезенхимальные (стромальные) и
o тканеспецифичные клетки-предшественницы.
Иногда в отдельную группу выделяют клетки пуповинной крови, поскольку они являются наименее дифференцированными из всех клеток зрелого организма, то есть обладают наибольшей потентностью.
В чем секрет стволовых клеток? Секрет стволовых клеток состоит в том, что, будучи сами незрелыми клетками, они могут превращаться в клетку любого органа. Они содержат в себе не только генетическую информацию, но, главное, схему развития организма, её последовательность. Как только стволовые клетки организма получают сигнал о повреждении тканей, любых органов, они направляются в очаг поражения. Там они превращаются именно в те клетки тканей человека или его органов, которые нуждаются в защите. Стволовые клетки могут превратиться и стать любыми клетками: печёночными, нервными, гладкомышечными, слизистыми. Такая стимуляция организма приводит к тому, что он сам начинает активно регенерировать свои же ткани и органы.
Взрослый человек имеет совсем небольшой запас стволовых клеток. Поэтому, чем больше возраст человека, тем сложнее и с большими осложнениями идет процесс регенерации и восстановления организма после повреждений или во время болезни. Особенно, если повреждения организма обширны. Организм не может самостоятельно восстанавливать потерянные стволовые клетки.
3. Применение стволовых клеток в медицине.
Стволовые клетки– это одно из самых перспективных направлений медицины. В Германии и других развитых странах в изучение и развитие этой области вкладываются огромные деньги, так как в будущем она позволит излечивать многие болезни, которые до настоящего времени не удалось победить.
Онкология. Одной из первых областей применения стволовых клеток стала онкология. Их трансплантацию используют при онкогематологических заболеваниях. Эту процедуру также называют пересадкой костного мозга. Основными показаниями являются:
ü лейкоз,
ü миеломная болезнь,
ü лимфома Ходжкина и
ü неходжкинские лимфомы.
Трансплантация может быть аутологичной или аллогенной. В первом случае берут собственные стволовые клетки пациента. Их получают из периферической крови, а затем культивируют для увеличения количества. Аллогенная трансплантация предполагает забор клеток у гистологически совместимого донора. Аутологичная трансплантация менее эффективна. При злокачественных процессах она не излечивает болезнь полностью. Преимуществами являются быстрое восстановление иммунитета, отсутствие необходимости поиска донора. Не нужны препараты, подавляющие иммунитет, так как никогда не происходит реакция отторжения (трансплантат против хозяина).
Аллогенная трансплантациястволовых клеток имеет более высокую эффективность. Донора берут из числа родственников или подбирают в банке доноров. Один из крупнейших банков функционирует в Германии. В его базе значится свыше 5 миллионов человек, каждый из которых готов предоставить свои стволовые клетки, если они подойдут пациенту.
Офтальмология. Некоторые заболевания глаз не поддаются лечению. Это патологии нервной ткани.
В случае поражения сетчатки или зрительного нерва острота зрения не восстанавливается. Возникающая в результате повреждения этих структур глаза слепота считается необратимой. Но недавно дело сдвинулось с мертвой точки. Заболевания сетчатки и повреждения зрительного нерва еще нельзя полностью устранить, но уже достигаются неплохие результаты при использовании стволовых клеток. Из них можно вырастить сетчатку и пересадить человеку.
Также стволовые клетки вводятся в организм человека для регенерации зрительного нерва. Пока что эти области медицины активно исследуются. О полной победе над тяжелыми офтальмологическими заболеваниями говорить еще рано. Первая пересадка сетчатки, выращенной из стволовых клеток, состоялась только в 2017 году. Но уже сегодня в развитых странах медицинские туристы могут воспользоваться последними разработками в области лечения стволовыми клетками, а также принять участие в клинических исследованиях.
Ортопедия. Собственные стволовые клетки человека используются для регенерации хряща. Наиболее исследована эта методика при лечении артроза коленного сустава. Сам по себе хрящ не восстанавливается, поскольку из-за отсутствия кровоснабжения метаболические процессы в нем протекают крайне медленно. В этом заключается главная проблема лечения артроза. Это заболевание не имеет обратного развития. Его исходом часто становится полное разрушение сустава с последующим эндопротезированием. Но в последние годы появляется все больше методик восстановления дефектов суставной поверхности. Одна из них предполагает использование стволовых клеток. Стволовые клетки вводят в коленный сустав и фиксируют коллагеновой матрицей. Там они превращаются в хондроциты – клетки хрящевой ткани – и закрывают дефект суставной поверхности. Данная процедура во многих случаях позволяет избавить пациента от необходимости имплантировать искусственный коленный сустав.
Неврология. Нервные клетки не восстанавливаются – избитая фраза, которую слышали все. Но стволовые клетки могут дифференцироваться в нейроны. Поэтому клеточная терапия применяется при многих заболеваниях центральной нервной системы:
· Болезни Альцгеймера.
· Болезни Паркинсона.
· Инсульте.
· Рассеянном склерозе.
· Боковом амиотрофическом склерозе.
· Диабетической полинейропатии.
· Последствиях травм, гипоксии, инфекционных заболеваний ЦНС.
То есть, при тех заболеваниях, которые сопровождаются деградацией нервной ткани. Стволовые клетки помогают ее восстановить. Для этого требуется длительный курс клеточной терапии. Первые результаты отмечаются практически сразу после введения стволовых клеток. Но затем могут возникнуть побочные эффекты, которые проходят к концу второй недели лечения. Максимально видимый результат достигается через полгода.
Эндокринология. При сахарном диабете 1 типа происходит разрушение бета-клеток поджелудочной железы. Они отвечают за продукцию инсулина. В результате возникающего дефицита этого гормона нарушается транспорт глюкозы в ткани. Поэтому ее уровень в крови повышается, а человек вынужден постоянно делать себе инъекции инсулина, чтобы избежать гипергликемии. При помощи стволовых клеток врачам удалось частично решить эту проблему.
Полипотентные стволовые клетки дифференцируются до бета-клеток, после чего начинают производить инсулин. Правда, одна проблема осталась нерешенной. Иммунитет, уничтоживший ранее клетки поджелудочной железы, после имплантации выращенных бета-клеток делает это снова. Поэтому эффект человек получает не пожизненный, а временный. Он длится несколько лет, а затем постепенно снижается. Кроме того, с помощью стволовых клеток удается лишь снизить риск осложнений и уменьшить дозы инсулина, но не вылечить болезнь полностью. Но исследования в этом направлении ведутся. Вполне вероятно, что в ближайшее время врачи найдут «противоядие» против «разбушевавшегося» иммунитета человека, который уничтожает собственные клетки.
Косметология. Введение стволовых клеток способствует восстановлению и улучшению состояния кожных покровов.
Косметические проблемы, которые можно устранить посредством клеточной терапии:
Ø алопеция (облысение);
Ø рубцы на коже; морщины;
Ø пигментация;
Ø следы от химических ожогов;
Ø пятна, оставшиеся после угревой сыпи;
Ø последствия лазеротерапии.
Обратите внимание:мезотерапия с введением препаратов, содержащих культуры стволовых клеток, дает возможность значительно улучшить тонус кожных покровов и способствует росту здоровых волос и ногтей. На курс лечения требуется введение 100 миллионов недифференцированных клеток.
Другие направления. Стволовые клетки с тем или иным успехом применяются и в других отраслях медицины.
В пульмонологииих применяют для лечения бронхиальной астмы. При введении клеток через нос отмечается уменьшение выраженности воспалительных реакций в бронхах, нормализация реактивности, устранение признаков фиброза.
Исследуется возможность выращивания и трансплантации структур бронхолегочной системы, что актуально при многих заболеваниях:
· муковисцидозе,
· раке легких,
· саркоидозе,
· легочном фиброзе.
В неврологиипри помощи стволовых клеток уже пытаются лечить поликистоз почек. Предприняты первые успешные попытки выращивания целой почки. Предполагается, что в будущем этот метод заменит трансплантацию донорской почки. Пациенту будут выращивать его собственную почку из стволовых клеток, и пересаживать ее на место поврежденного органа.
В кардиологиистволовые клетки начинают использовать для выращивания сосудистых протезов. Они будут обладать большей биологической совместимостью.
Кроме того, в некоторых клиниках стволовыми клетками лечат кардиосклероз, возникающий в результате инфаркта миокарда. При гибели мышечной ткани происходит ее замещение рубцовой тканью, которая хоть и закрывает дефект, но не может сокращаться и расслабляться. В результате страдает функция миокарда. Введение стволовых клеток в организм позволяет нормализовать регенераторные процессы и восстановить утраченные мышечные волокна.