Матичне ћелије - врсте, карактеристике, примена

Матичне ћелије, са својом способношћу да се трансформишу, изгледају као предиван лек за многе болести. Откријте шта су матичне ћелије, које болести се матичне ћелије тренутно користе за лечење и какве су перспективе за развој терапије матичним ћелијама? Одакле скептицизам стручњака?

Матичне ћелије имају способност да се трансформишу у друге врсте ћелија. Терапија матичним ћелијама је сигурно један од најзапаженијих и најперспективнијих концепата модерне медицине. Чини се да би листа њихових медицинских примена требала бити бескрајна - поправљање оштећених ткива, раст органа замене ...

Али чињенице су различите. Иако се порекло истраживања матичних ћелија одвијало шездесетих година прошлог века, до сада је њихова употреба ограничена на неколико добро дефинисаних индикација.

Постоји много идеја за употребу матичних ћелија, међутим, њихово увођење у клиничку употребу ограничено је бројним факторима, међу којима питање безбедности ове врсте терапије долази до изражаја.

Шта су матичне ћелије?

Матичне ћелије су неопходне за формирање људског тела. У најранијим фазама развоја, људски ембрион се у потпуности састоји од матичних ћелија. Временом се подвргавају променама, рађајући све ћелијске линије које чине људско тело.

Друга важна улога матичних ћелија је да колонизују нека ткива зрелог организма и делују као „складиште“. Ако је потребно, они су у стању да се трансформишу у ћелије датог ткива које умиру или су оштећене. Међутим, ово је могуће само са одређеним ткивима.

Дакле, матичне ћелије су оне ћелије које имају способност да се трансформишу у друге, специјализованије типове ћелија.

Најважнија карактеристика матичних ћелија која их разликује од осталих ћелија је начин на који се деле.

Током дељења, матична ћелија је у стању да се диференцира, тј. Да створи ћелијску ћелију одређеног типа (нпр. Мишићна, нервна или епителна ћелија).

Постоје различите врсте матичних ћелија, у зависности од њихове природе: неке се могу трансформисати у било коју врсту ћерки ћелија, док су друге способне само да производе ћелије које чине одређену врсту ткива (о томе више у наставку).

Друга важна карактеристика матичних ћелија такође је повезана са њиховом поделом. Током формирања ћерке ћелије, родитељска ћелија не нестаје без трага. У процесу деобе формира се још једна матична ћелија, идентична „матичној ћелији“.

Дакле, ефекат поделе матичних ћелија је једна матична ћелија и једна специјализована ћерка ћелија.

Овај механизам назива се самообнављањем. Захваљујући њему, матичне ћелије се не „троше“ и не дозвољавају да се величина њиховог базена смањи.

Врсте матичних ћелија

Као што је већ поменуто, матичне ћелије могу да се трансформишу у друге врсте ћелија када се деле. Може ли било која матична ћелија тада постати било која ћерка-ћелија? Па не.

Матичне ћелије су подељене у четири подгрупе, у зависности од тога колико широк спектар ћелија може настати њиховом поделом.

Матичне ћелије које граде људски ембрион способне су да створе све врсте ћелијских линија. Заузврат, неке матичне ћелије које насељавају ткива одраслог човека могу се трансформисати само у строго дефинисани тип ћелија које граде дато ткиво.

Подела матичних ћелија због могућности стварања различитих ћерки ћелија је следећа:

• тотипотентне матичне ћелије

То су ћелије са највећим потенцијалом диференцијације и могу се трансформисати у било коју врсту ћерки ћелија. Тотипотентне ћелије формирају зиготу (ћелију која је резултат оплодње јајне ћелије спермом), као и ембрион у најранијим фазама његовог развоја. Све врсте ћелија које чине људско тело могу се створити од тотипотентних ћелија.

• плурипотентне матичне ћелије

Плурипотентне ћелије се такође могу трансформисати у многе врсте ћелија. Међутим, ћелије плаценте су изузетак. Плурипотентне ћелије формирају тзв ембрионални чвор, који је једна од структура формираних у првој недељи развоја ембриона.

Прочитајте такође: Развој фетуса: како се фетус развија недељу за недељом

Плурипотентне ћелије ембрионалног чвора дају три тзв клицни слојеви, из којих се касније развијају сва ткива нашег организма. Иако имена заметних слојева звуче помало компликовано (ектодерм, мезодерм и ендодерм), ткива формирана од њих су свима позната.

Ектодерм ствара кожу и нервни систем, мезодерм формира крвожилни и мишићно-скелетни систем, а ендодерм респираторни систем и већи део дигестивног система.

• мултипотентне матичне ћелије

Мултипотентне ћелије су група матичних ћелија са нешто ужим потенцијалом диференцијације. Иако још увек могу да произведу неколико врста ћелија, то су обично ћелије сличног типа. Главни пример ћелија у овој подгрупи су мултипотентне ћелије коштане сржи, такође познате као хематопоетске матичне ћелије. Они се могу трансформисати у било које крвне ћелије, као што су црвене крвне ћелије или разне врсте леукоцита. Међутим, они нису у стању да произведу ћелије које граде друга ткива.

• унипотентне матичне ћелије

Ова врста ћелија може постати само једна врста ћерке. Обично унипотентне ћелије делују као резервоар за обнављање и поправку ткива одраслих. Пример унипотентних ћелија су епидермалне матичне ћелије, пронађене у људској кожи.

Где се могу добити матичне ћелије

Добијање матичних ћелија је у основи могуће на два начина.

Њихов први извор је људски ембрион из којег су изоловане такозване ембрионалне матичне ћелије. Они су ћелије тотипотентне или плурипотентне природе и стога могу да се диференцирају у све врсте ткива.

Друга врста матичних ћелија се назива соматске матичне ћелије (или „одрасле“ матичне ћелије). Ова врста ћелија потиче - као што и само име говори - из тела одраслог човека.

У нормалним условима то су ћелије које насељавају разне органе

• срж
• мишићи
• јетра
• кожа
• крвни судови

У тим органима матичне ћелије делују као резервоар, омогућавајући регенерацију оштећених ткива.

Није тешко погодити да соматске матичне ћелије имају ограниченији потенцијал диференцијације од ембрионалних матичних ћелија. Ћелије које потичу из одраслог организма су мултипотентне или унипотентне, односно могу се трансформисати у ћелије сличног типа или чак у само једну врсту ћерких ћелија.

Проналажење и добијање соматских матичних ћелија у одраслом телу је поприличан изазов. Број таквих ћелија у ткивима је врло мали.

Једном сакупљене, врло их је тешко обрађивати у лабораторијским условима, па је тешко добити веће количине.

За сада се одрасле матичне ћелије добијају само из неколико извора. За матичне ћелије хематопоезе то су:

• срж
• периферне крви
• крв из пупчане врпце

Заузврат, из масног ткива и коштане сржи можете добити тзв мезенхимске матичне ћелије. Могу се трансформисати у различите врсте ткива:

• кост
• хрскавичав
• мишића
• масно ткиво

Терапије уз употребу мезенхимских матичних ћелија су још увек у фази истраживања - њихова сигурност и ефикасност до сада нису потврђене.

Вреди поменути још једну врсту матичних ћелија, која је својеврсни хибрид од горе наведене две. Ово се зове индуковане плурипотентне матичне ћелије.

То су матичне ћелије добијене из одраслог организма које су репрограмиране у лабораторији како би им се дале карактеристике полних ћелија.

Тренутна употреба матичних ћелија

Будући да већ знамо врсте и могућности диференцијације матичних ћелија, остаје питање - које од њих и како се користе у медицини?

• ембрионалне матичне ћелије

Ембрионалне матичне ћелије нису одобрене за било коју врсту терапије. Зашто? Ево неколико разлога.

Прво, њихова употреба укључује етичке дилеме. Ембрионалне матичне ћелије се добијају из ембриона намењених у истраживачке сврхе, најчешће створене током поступака вантелесне оплодње. Етичка питања су један од фактора који ограничавају напредак истраживања матичних ћелија добијених на овај начин.

Друга препрека за употребу заметних ћелија је чисто научна. То су ћелије са великим потенцијалом диференцијације које се могу трансформисати у било коју врсту ћерки ћелија. До сада није пронађена метода за контролу њиховог понашања.

Ембрионалне матичне ћелије, након имплантације у људско тело, формирају туморе састављене од различитих, насумично распоређених ћелија. Ове врсте тумора називају се тератоми (латински тератома). Непрестано тражимо начине за усмеравање полних ћелија на такав начин да се трансформишу у жељено ткиво.

Употреба ембрионалних матичних ћелија је такође повезана са ризиком од одбацивања - оне чине страни материјал (слично трансплантацији органа од неповезаног даваоца).

Ризик је много мањи када се користе одрасле матичне ћелије које донира и прима исти пацијент. Овај поступак се назива аутологна трансплантација.

• матичне ћелије одраслих

Иако је употреба одраслих матичних ћелија такође повезана са многим ограничењима, само је ова врста матичних ћелија до сада коришћена у медицини. Добијање матичних ћелија одраслих не захтева културу ембриона, па поставља много мање моралних дилема. Матичне ћелије одраслих користе се у следећим врстама терапије:

• трансплантација крвотворних матичних ћелија

Трансплантација матичних ћелија хематопоезе тренутно је једина рутинска терапија матичним ћелијама која се успешно користи у целом свету. Такозвани трансплантација коштане сржи је метода лечења многих хематолошких болести.

Прво, користе се код пацијената са примарним имунодефицијенцијама, односно наследним абнормалностима у имунолошком систему. Трансплантација коштане сржи често им је једини начин да добију имунолошке ћелије које правилно функционишу.

Друга група пацијената којима је можда потребна трансплантација хематопоетских матичних ћелија су они чија је коштана срж оштећена, на пример као резултат агресивног лечења против рака.

Таква ситуација може бити пожељна у случају карцинома крви (нпр. Леукемија), где је циљ терапије уништавање хематопоетског система покривеног неопластичним процесом, и његова накнадна реконструкција уз помоћ уграђених матичних ћелија.

• лечење опсежних рана коришћењем епидермалних матичних ћелија

Епидермалне матичне ћелије су један од начина за зарастање рана великих размера попут опекотина.

Читав поступак је следећи: прво се епидермалне матичне ћелије сакупљају са фрагмента здраве коже пацијента.

Затим се ове ћелије подвргавају лабораторијској култивацији под условима који омогућавају њихово интензивно размножавање.

Након добијања одговарајућег броја ћелија, они се постављају на површину ране.

Додатна предност терапије је у томе што тело пацијента не може одбити такав „прелив“ - направљено је од сопствених ћелија.

• офталмолошки третман уз употребу матичних ћелија лимбуса рожњаче

Још једна терапија која користи матичне ћелије одобрена је релативно недавно. Реч је о леку који садржи лимбалне матичне ћелије рожњаче, омогућавајући реконструкцију епитела рожњаче (предњи, спољни слој очне јабучице).

Као и у претходном случају, „извор“ ћелија је сам пацијент, тачније његово здраво око.

Након сакупљања матичних ћелија, оне се множе у лабораторији, а затим примењују на погођено око. Индикација за употребу терапије је недостатак матичних ћелија лимбуса рожњаче, на пример због оштећења хемијском супстанцом.

Будућност матичних ћелија

Горњи текст резимира тренутну и, као што видите, врло ограничену употребу матичних ћелија у медицини.

Програм истраживања у овој области је врло сложен, а матичне ћелије и даље постављају више питања него одговора.

Повремено у научном свету постоје информације о пробојним открићима везаним за њих, али нажалост у многим случајевима се испостави да објављени резултати истраживања нису тачни.

То је био случај, на пример, у случају гласног покушаја имплантације матичних ћелија коштане сржи у постинфарктни ожиљак у срчаном мишићу. Наводно позитивни резултати такве терапије покренули су лавину даљих испитивања у другим клиничким центрима, али су сви експерименти на крају завршили неуспехом.

Потребно је још много година истраживања како би се матичне ћелије могле ефикасно и безбедно користити у медицини.

Научници непрестано покушавају да сазнају више о необичним механизмима њиховог функционисања.

Који фактори утичу на процес диференцијације матичних ћелија?

Да ли се овај процес може контролисати?

Шта учинити да бисмо их могли ефикасно умножити?

Које од до сада неизлечивих болести заиста имају шансе да се излече овом терапијом?

Ова и многа друга питања се непрестано истражују.

Овде је вредно напоменути да, иако је терапијска употреба матичних ћелија ограничена, корисне су у другим областима медицине.

Један пример је проучавање неопластичних процеса. Матичне ћелије омогућавају симулацију таквог процеса у лабораторијским условима, а затим тестирање потенцијалних терапија на њима (нпр. Нови лекови против рака).

Текуће истраживање матичних ћелија је у складу са, на пример, применом за:

• неуродегенеративне болести (нпр. Алцхајмерова болест)
• повреде кичмене мождине
• повреде мишићно-скелетног система

и на крају, покушаји реконструкције целих органа (нпр. панкреас код дијабетеса типа И).

Морамо бити свесни да матичне ћелије нису лек који се лече и да се свака потенцијална апликација независно истражује и мора да прође низ клиничких испитивања пре одобрења.

На крају, вреди упозорити и на „клинике“ које нуде терапију матичним ћелијама без икаквог одобрења.

Овакве врсте експеримената на крају губе новац, у најбољем случају, здравље, чак и живот.

Библиографија:

1. „Одрасле матичне ћелије: наде и хипеви регенеративне медицине“ Ј. Дулак ет.ал. Ацта Биоцхимица Полоница, том 62, број 3/2015, 329–337
2. „Биологија матичних ћелија: преглед“ П. Цхагастеллес, Н. Нарди, Киднеи Инт Суппл (2011). 2011 сеп; 1 (3): 63–67.
3. „Матичне ћелије у рожњачи“ Хертсенберг АЈ, Фундербургх ЈЛ. Прог Мол Биол Трансл Сци. 2015; 134: 25-41
4. „Матичне ћелије у регенерацији коже, зарастању рана и њихова клиничка примена“ Ојех Н. ет.ал. Инт Ј Мол Сци. 2015. 23. октобар; 16

О аутору

Крзисзтоф Биаłози Студент медицине на Цоллегиум Медицум у Кракову, полако улазећи у свет сталних изазова рада лекара. Посебно је занима гинекологија и акушерство, педијатрија и медицина животног стила. Љубитељ страних језика, путовања и планинарења.

Прочитајте још чланака овог аутора