Що таке стовбурові клітини і чому вони важливі?
Ідея чудодійного лікування та самолікування тіл викликає особливе захоплення. Дослідження стовбурових клітин наближають регенеративну медицину, але багато ідей та концепцій залишаються суперечливими. То що таке стовбурові клітини, і чому вони так важливі?
Стовбурові клітини - це тип клітин, які можуть перерости в багато інших типів клітин. Стовбурові клітини також можуть оновлюватись шляхом ділення, навіть після того, як вони тривалий час були неактивними.
Для функціонування людського організму потрібно багато різних типів клітин, але він не виробляє кожен тип клітин повністю сформованим і готовим до використання. Натомість він виробляє стовбурові клітини, які мають широкий спектр можливих функцій. Однак стовбурові клітини повинні стати певним типом клітин, щоб бути корисними.
Коли стовбурова клітина ділиться, нові клітини можуть або стати іншою стовбуровою клітиною, або певною клітиною, такою як клітина крові, клітина мозку або м’язова клітина.
Вчені називають стовбурову клітину недиференційованою клітиною, оскільки вона може стати будь-якою. На противагу цьому, клітина крові, наприклад, є «диференційованою» клітиною, оскільки це вже певний вид клітини.
Стовбурові клітини в терапії
У деяких тканинах стовбурові клітини відіграють важливу роль у регенерації, оскільки вони можуть легко ділитися, замінюючи мертві клітини.
Вчені вважають, що знання того, як працюють стовбурові клітини, може призвести до можливого лікування таких захворювань, як діабет та серцеві захворювання.
Наприклад, якщо чиєсь серце містить пошкоджену тканину, лікарі можуть стимулювати ріст здорової тканини, пересаджуючи лабораторно вирощені стовбурові клітини в серце людини. Це може призвести до відновлення тканин серця.
Дослідники невеликого дослідження, опублікованого в Журнал трансляційних досліджень серцево-судинної системи випробував цей метод.
Результати показали зменшення розміру рубцевої серцевої тканини на 40 відсотків, спричинене серцевими нападами, коли лікарі пересадили стовбурові клітини на пошкоджену ділянку.
Лікарі завжди вважали такий вид рубців постійним і не піддається лікуванню.
Однак у цьому невеликому дослідженні брали участь лише 11 учасників. Це ускладнює розуміння того, чи покращення функції серця відбулося внаслідок трансплантації стовбурових клітин, чи це сталося через щось інше.
Наприклад, усі трансплантації відбувались, коли особам робили операцію на шунтуванні серця, тож цілком можливо, що поліпшення функції серця відбулося завдяки шунтуванню, а не лікуванню стовбурових клітин.
Для подальшого розслідування дослідники планують провести ще одне дослідження. Це дослідження включатиме контрольну групу людей із серцевою недостатністю, які перенесуть шунтування, але не отримують лікування стовбуровими клітинами.
Інше розслідування, опубліковане в Природні комунікації у 2016 році припустив, що терапія стовбуровими клітинами може бути основою персоналізованого лікування діабету.
На мишах та вирощених у лабораторіях культурах дослідники успішно виробляли клітини, що секретують інсулін, із стовбурових клітин, отриманих із шкіри людей із діабетом 1 типу.
Джеффрі Р. Мілман, доцент кафедри медицини та біомедичної інженерії в Медичній школі Вашингтона та перший автор, каже:
"Теоретично, якби ми могли замінити пошкоджені клітини цих осіб новими бета-клітинами підшлункової залози - основною функцією яких є зберігання та вивільнення інсуліну для контролю рівня глюкози в крові - пацієнтам із діабетом 1 типу більше не знадобляться інсулінові ін'єкції".
Джеффрі Р. Міллман
Міллман сподівається, що ці бета-клітини, отримані із стовбурових клітин, можуть бути готові до досліджень на людях протягом 3 - 5 років.
"Ми передбачаємо амбулаторну процедуру, при якій якийсь пристрій, наповнений клітинами, буде розміщений просто під шкірою", - сказав він.
Стовбурові клітини можуть мати величезний потенціал у розробці нових методів лікування.
Стовбурові клітини у розробці ліків
На сьогоднішній день вчені використовують стовбурові клітини у розробці та випробуванні нових препаратів.
Тип стовбурових клітин, який вчені зазвичай використовують для цієї мети, називають індукованими плюрипотентними стовбуровими клітинами.
Це клітини, які вже пройшли диференціацію, але які вчені генетично “перепрограмували” за допомогою вірусів, щоб вони могли ділитися і ставати будь-якими клітинами. Таким чином, вони діють як недиференційовані стовбурові клітини.
Вчені можуть виростити диференційовані клітини з цих плюрипотентних стовбурових клітин, щоб вони нагадували, наприклад, ракові клітини. Створення цих клітин означає, що вчені можуть використовувати їх для тестування протиракових препаратів.
Дослідники вже роблять широкий спектр ракових клітин, використовуючи цей метод. Однак, оскільки вони ще не можуть створити клітини, які контрольовано імітують ракові клітини, не завжди можливо точно повторити результати.
Чи діє сучасна терапія стовбуровими клітинами?
В останні роки відкрилися клініки, що проводять лікування стовбуровими клітинами.
Дослідження 2016 року, опубліковане в Клітинна стовбурова клітина налічувало 570 цих клінік лише в США. Вони пропонують терапію стовбуровими клітинами при розладах, починаючи від спортивних травм і закінчуючи раком.
Однак терапія стовбуровими клітинами все ще є переважно теоретичною, а не доказовою.
Дуже мало методів лікування стовбуровими клітинами навіть досягли найпершої фази клінічного випробування. Більшість сучасних досліджень вчені проводять на мишах або чашках Петрі.
Незважаючи на це, Управління з контролю за продуктами та ліками США (FDA) дозволяє клінікам вводити людям власні стовбурові клітини, якщо клітини призначені виконувати лише свою нормальну функцію, згідно з Клітинна стовбурова клітина.
Звідки беруться стовбурові клітини?
Вчені можуть збирати стовбурові клітини різними способами.
Ембріональні стовбурові клітини походять від ембріона, якому лише кілька днів.
Вчені можуть витягувати дорослі стовбурові клітини з різних типів тканин, зокрема мозку, кісткового мозку, судин, скелетних м’язів, шкіри, зубів, кишечника, печінки тощо.
Навколоплідні води містять стовбурові клітини. Багато жінок обирають тест на амніоцентез, який перевіряє наявність вроджених вад до народження дитини. Якщо лікар зберігає рідину, він може використовувати її в майбутньому для лікування інших станів або під час гестації, або після народження.
Індуковані плюрипотентні стовбурові клітини (клітини iPS) - це клітини, які вчені можуть перепрограмувати на роль стовбурових клітин для використання в регенеративній медицині.
Після збору стовбурових клітин вчені зазвичай зберігають їх у рідкому азоті для подальшого використання.
Етичні проблеми
Історично використання стовбурових клітин у медичних дослідженнях було суперечливим.
Це пояснюється тим, що коли терапевтичне використання стовбурових клітин вперше привернуло увагу громадськості наприкінці 90-х років, вчені виводили стовбурові клітини людини з ембріонів.
Багато людей не згодні з використанням людських ембріональних клітин для медичних досліджень, оскільки витяг стебла означає знищення ембріона.
Це створює складні проблеми, оскільки люди мають різні переконання щодо того, що становить початок людського життя.
Для деяких людей життя починається з народження дитини або коли ембріон переростає в плід. Інші вважають, що людське життя починається з зачаття, тому ембріон має такий самий моральний статус і права, як і доросла людина чи дитина.
Президент Джордж Буш дотримувався твердих релігійних поглядів, які підтримують життя, і він заборонив фінансування досліджень стовбурових клітин людини в 2001 році.
Однак адміністрація президента Обами дозволила частково скасувати ці обмеження на дослідження.
Однак до 2006 року вчені вже почали використовувати плюрипотентні стовбурові клітини. Вчені не виводять ці стовбурові клітини з ембріональних стовбурових клітин. Як результат, ця техніка не має однакових етичних проблем.
З цим та іншими останніми досягненнями у технології стовбурових клітин ставлення до досліджень стовбурових клітин поволі починає змінюватися.
Сучасні дослідження
Дослідження стовбурових клітин допомагають вченим зрозуміти, як організм розвивається з однієї клітини, і як здорові клітини замінюють дефектні клітини у людей і тварин.
Розуміння раку
Багато важких захворювань, що трапляються у людей, таких як рак та вроджені вади, трапляються через ненормальне ділення клітин.
Краще розуміння стовбурових клітин може надати розуміння того, як виникають ці захворювання, та можливі варіанти лікування.
Регенеративна медицина
У червні 2016 року двоє дослідників отримали другу нагороду в категорії матеріалів конкурсу Королівського хімічного товариства Великобританії, що відкривається, за створення синтетичного біоматеріалу, який стимулює стовбурові клітини, що є природними для власних зубів.
Дослідники вважають, що цей матеріал замінить пломби, оскільки стовбурові клітини спонукають пошкоджені зуби до самовідновлення.
Хоча необхідні набагато більше досліджень, перш ніж терапія стовбуровими клітинами може стати частиною звичайної медичної практики, наука навколо стовбурових клітин постійно розвивається.
Майже у кожній галузі терапії лікарі сподіваються, що технологія стовбурових клітин революціонізує терапевтичні норми та запровадить принаймні новий стандарт персоналізованого лікування, а може навіть і самовідновлення тіл.
Коли це може статися, ніхто не готовий сказати.
Дізнайтеся більше тут про стовбурові клітини, звідки вони беруться, та їх можливе використання.
