Стволовые клетки… В XXI веке они будоражат воображение так же, как и когда-то эликсир бессмертия. Кажется, что это панацея от всего. Ведь с их помощью можно вырастить утраченные ткани или даже целые органы, вылечить тяжёлые болезни и даже омолодиться.
Вот здесь стволовая клетка превращается (правильно говорить "дифференцируется") в нейрон:
Но не всё так просто. Со стволовыми клетками очень много возни и проблем. За один раз и не расскажешь… Начнём с того, что клетка клетке рознь. Существует несколько видов стволовых клеток, а значит, и классификаций.
Классификация по потенциалу
Тотипотентная стволовая клетка может всё. Мы начинаем свою жизнь именно с этой клетки. Другое её название — зигота, именно она образуется в результате оплодотворения. Зигота делится на дочерние клетки. В течение 2 — 3 делений зиготы все эти клетки тотипотентны, они дают начало целому организму и внезародышевым органам.
Через несколько делений потомки зиготы утрачивают свою великую силу. Они становятся плюрипотентными. В эмбрионе появляются три основных листка: эктодерма, мезодерма и энтодерма. Из эктодермы разовьются нервная система и кожа, из мезодермы - мышцы, кровеносная система, а энтодерма даст начало части пищеварительной системы и некоторых других органов. Там на самом деле всё очень сложно. Так вот, плюрипотентная стволовая клетка может дать начало тканям любого из этих листков.
Мультипотентные стволовые клетки присутствуют в организме после рождения. Больше всего известно о мезенхимальной стволовой клетке. Мезенхима — это скопление клеток, которые находятся уже у вот этого «трёхлистного эмбриона». Мезенхима как бы обволакивает 3 листка, из которых образуются все системы органов.
Мезенхимальные стволовые клетки можно получить из тканей даже взрослого: костного мозга, жировой ткани, крови. Также их можно выделить из пуповины и пуповинной крови.
Мезенхимальные стволовые клетки могут преобразоваться в клетки жировой, костной, хрящевой или мышечной тканей.
Олигопотентные стволовые клетки трансформируются в клетки 1 — 2 видов. Например, гемопоэтическая (кроветворная) стволовая клетка крови живёт в костном мозге. Однако её часто называют мультипотентной. Она даёт начало всего двум линиям:
- Миелоидная линия. К ней относятся эритроциты, тромбоциты, тучные клетки и гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы).
- Лимфоидная линия охватывает все лимфоциты.
Вот в этом видео хорошо показано. Место действия - костный мозг. Гемопоэтическая стволовая клетка дифференцируется в эритроциты и лейкоциты. Гемопоэтические клетки можно получить из костного мозга или крови.
Например, это важно при химиотерапии лейкозов (злокачественных опухолях системы крови). При химиотерапии погибают не только злокачественные, но и нормальные клетки костного мозга. После химиотерапии можно трансплантировать здоровые стволовые клетки (свои или донорские), тогда они снова запустят кроветворение.
Унипотентные стволовые клетки преобразуются в клетки только одной линии. Например, внешний слой кожи (эпидермис) состоит из кератиноцитов (эпителиоцитов). В основании эпидермиса есть стволовые клетки, они постепенно продвигаются вверх и меняют свой внешний облик, превращаясь в кератиноциты.
В конце своей жизни кератиноциты становятся роговыми чешуйками, которые слущиваются с поверхности кожи. Я вас обрадую, это один из компонентов пыли. На место утраченных роговых чешуек придут новые кератиноциты, потомки стволовых клеток.
Вот в этом видео сначала говорится о тотипотентной стволовой клетке. А затем показаны стволовые клетки кожи.
Классификация по происхождению
Эта классификация проще. Стволовые клетки различают по их источнику.
Эмбриональные стволовые клетки. Их источник — эмбрион на стадии бластоцисты, а клетки плюрипотентны. И вот тут возникают этические проблемы. Если говорить о человеке, то источником таких клеток является человеческий эмбрион. Но никто точно не знает, с какого момента эмбрион можно считать полноценным человеком. Может, зигота — это уже человек? Но недавно решение нашлось, об этом будет сказано чуть ниже.
Стволовые клетки взрослого организма. Они находятся в тканях взрослого организма. Например, это мезенхимальные стволовые клетки.
В отдельную группу относят резидентные стволовые клетки. Они также остаются в тканях после рождения и активируются в нужный момент. Например, это стволовые клетки эпидермиса (предшественники кератиноцитов).
Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Когда стволовая клетка превращается в зрелую клетку, пути назад у неё уже нет. Но… в 2007 году группа учёных под руководством Синъя Яманака описали результаты своего эксперимента. Они работали с генами обычных клеток соединительной ткани (фибробластов) и таким образом получили стволовую плюрипотентную клетку из обычной клетки взрослого организма.
Это великое открытие. Теперь можно оставить эмбрионы в покое и не мучиться. Но... в лаборатории можно получить лишь небольшое количество таких клеток. И в них больше накопленных за всю жизнь мутаций.
Ну так... Эликсир молодости, бессмертия или панацея легко не даются, как вечный двигатель.
