Cilmes šūnas ar savu spēju transformēties, šķiet, ir brīnišķīgs līdzeklis pret daudzām slimībām. Uzziniet, kas ir cilmes šūnas, kādas slimības pašlaik tiek ārstētas ar cilmes šūnām un kādas ir cilmes šūnu terapijas attīstības perspektīvas? No kurienes nāk speciālistu skepse?

Cilmes šūnāmir iespēja pārveidoties par cita veida šūnām. Cilmes šūnu terapija noteikti ir viens no āķīgākajiem un daudzsološākajiem jēdzieniem mūsdienu medicīnā. Šķiet, ka viņu medicīnisko pielietojumu sarakstam vajadzētu būt bezgalīgam - bojātu audu labošana, aizstājējorgānu audzēšana …

Fakti tomēr ir atšķirīgi. Lai gan cilmes šūnu izpēte aizsākās pagājušā gadsimta 60. gados, to izmantošana līdz šim ir aprobežojusies ar dažām skaidri definētām indikācijām.

Ideju cilmes šūnu izmantošanai ir daudz, tomēr to ieviešanu klīniskajā lietošanā ierobežo vairāki faktori, starp kuriem priekšplānā izvirzās jautājums par šāda veida terapijas drošību.

Kas ir cilmes šūnas?

Cilmes šūnas ir būtiskas cilvēka ķermeņa veidošanai. Agrākajās attīstības stadijās cilvēka embrijs sastāv tikai no cilmes šūnām. Laika gaitā tie tiek pakļauti izmaiņām, radot visas šūnu līnijas, kas veido cilvēka ķermeni.

Otra svarīgā cilmes šūnu loma ir kolonizēt dažus nobrieduša organisma audus un darboties kā "noliktava". Ja nepieciešams, tie spēj pārveidoties par noteiktā audu šūnām, kas mirst vai tiek bojātas. Tomēr tas ir iespējams tikai noteiktiem audiem.

Tāpēc cilmes šūnas ir tās šūnas, kurām ir iespēja pārveidoties par citiem, specializētākiem šūnu veidiem.

Vissvarīgākā cilmes šūnu iezīme, kas tās atšķir no citām šūnām, ir to dalīšanās veids.

Dalīšanās laikā cilmes šūna var atšķirties, t.i., tā izveido noteikta tipa meitas šūnu (piemēram, muskuļu, nervu vai epitēlija šūnu).

Ir dažādi cilmes šūnu veidi atkarībā no to rakstura: daži no tiemtās var pārveidoties par jebkāda veida meitas šūnām, savukārt citas var izveidot tikai šūnas, kas veido noteikta veida audus (vairāk par to tālāk).

Otra svarīgā cilmes šūnu īpašība arī ir saistīta ar to dalīšanos. Meitas šūnas veidošanās laikā mātes šūna nepazūd bez pēdām. Dalīšanās procesā tiek izveidota vēl viena cilmes šūna, identiska "mātes šūnai".

Mātes šūnu dalīšanās rezultāts ir viena mātes šūna un viena specializēta meitas šūna.

Šo mehānismu sauc par pašatjaunošanos. Pateicoties tam, cilmes šūnas "nenolietojas" un neļauj samazināt to kopuma izmēru.

Cilmes šūnu veidi

Kā jau minēts, cilmes šūnas daloties var pārveidoties par cita veida šūnām. Vai tad jebkura cilmes šūna var kļūt par jebkuru meitas šūnu? Nu, nē.

Cilmes šūnas iedala četrās apakšgrupās atkarībā no tā, cik plašs šūnu spektrs var rasties to dalīšanās rezultātā.

Cilmes šūnas, kas veido cilvēka embriju, spēj radīt visu veidu šūnu līnijas. Savukārt dažas cilmes šūnas, kas apdzīvo pieauguša cilvēka audus, var pārveidoties tikai par stingri noteikta veida šūnām, kas veido attiecīgo audu.

Cilmes šūnu dalījums, pateicoties iespējai izveidot dažādas meitas šūnas, ir šāds:

  • totipotentas cilmes šūnas

Šīs ir šūnas ar visplašāko diferenciācijas potenciālu, kas var izvērsties par jebkāda veida meitas šūnām. Totipotentās šūnas veido zigotu (šūnu, kas rodas no olšūnas apaugļošanas ar spermu), kā arī embriju tās agrīnākajās attīstības stadijās. Visu veidu šūnas, kas veido cilvēka ķermeni, var tikt izveidotas no totipotentām šūnām.

  • pluripotentās cilmes šūnas

Pluripotentās šūnas var arī pārveidoties par daudzu veidu šūnām. Tomēr placentas šūnas ir izņēmums. Pluripotentās šūnas veido tā saukto embrija mezgls, kas ir viena no struktūrām, kas veidojas pirmajā embrija attīstības nedēļā.

Embrionālā mezgla pluripotentās šūnas rada trīs t.s. dīgļu slāņi, no kuriem vēlāk attīstās visi mūsu organisma audi. Lai arī dīgļu slāņu nosaukumi izklausās nedaudz sarežģīti (ektoderma, mezoderma un endoderma), no tiem izveidotie audi ir zināmi visiem.

Ektoderma veido ādu un struktūrunervu, no mezodermas - asinsrites un muskuļu un skeleta sistēmas, un no endodermas - elpošanas sistēmas un lielākās daļas gremošanas sistēmas.

  • multipotentas cilmes šūnas

Daudzpotentās šūnas ir cilmes šūnu grupa ar nedaudz šaurāku diferenciācijas potenciālu. Lai gan no tām joprojām var izgatavot vairāku veidu šūnas, tās parasti ir līdzīga veida šūnas. Šīs apakšgrupas šūnu vadošais piemērs ir kaulu smadzeņu multipotentās šūnas, kas pazīstamas arī kā hematopoētiskās cilmes šūnas. Tie var pārveidoties par jebkurām asins šūnām, piemēram, eritrocītiem vai dažāda veida leikocītiem. Tomēr tie nespēj ražot šūnas, kas veido citus audus.

  • unipotentas cilmes šūnas

Šāda veida šūnas var kļūt tikai par viena veida meitu. Parasti unipotentas šūnas darbojas kā rezervuārs pieaugušo audu atjaunošanai un atjaunošanai. Unipotentu šūnu piemērs ir epidermas cilmes šūnas, kas atrodamas cilvēka ādā.

Kur iegūt cilmes šūnas

Cilmes šūnu iegūšana pamatā ir iespējama divos veidos.

Viņu pirmais avots ir cilvēka embrijs, no kura tiek izolētas tā sauktāsembrionālās cilmes šūnas . Tās ir šūnas ar raksturutotipotentasvaipluripotentasun tāpēc spēj atšķirties visu veidu audos.

Otrā veida cilmes šūnas saucsomatiskās cilmes šūnas(vai "pieaugušo" cilmes šūnas). Šāda veida šūnas nāk – kā norāda nosaukums – no pieauguša cilvēka ķermeņa.

Normālos apstākļos tās ir šūnas, kas apdzīvo dažādus orgānus

  • kaulu smadzenes
  • muskuļi
  • aknas
  • āda
  • asinsvadi

Šajos orgānos cilmes šūnas darbojas kā rezervuārs, kas ļauj atjaunot bojātos audus.

Nav grūti uzminēt, ka somatiskajām cilmes šūnām ir ierobežotāks diferenciācijas potenciāls nekā embrionālās izcelsmes šūnām. Pieaugušo šūnas irdaudzpotentasvaiunipotentas , t.i., tās var pārveidoties līdzīga tipa šūnās vai pat tikai viena veida meitas šūnās.

Somatisko cilmes šūnu atrašana un iegūšana pieauguša cilvēka organismā ir diezgan liels izaicinājums. Šo šūnu veidu skaits audos ir ļoti mazs.

Kad tie ir savākti, tos ir ļoti grūti kultivēt laboratorijas apstākļos, tāpēc tos ir grūti iegūtlielāki daudzumi.

Pagaidām pieaugušo cilmes šūnas tiek iegūtas tikai no dažiem avotiem. Hematopoētiskajām cilmes šūnām tās ir:

  • kaulu smadzenes
  • perifērās asinis
  • nabassaites asinis

Savukārt no taukaudiem un kaulu smadzenēm var iegūt t.s.mezenhimālās cilmes šūnas . Tie var pārveidoties par dažāda veida audiem:

  • kauls
  • hondrāls
  • muskuļi
  • trekns

Terapijas ar mezenhimālo cilmes šūnu izmantošanu vēl ir izpētes fāzē – līdz šim to drošība un efektivitāte nav apstiprināta.

Ir vērts pieminēt vēl vienu cilmes šūnu veidu, kas ir sava veida hibrīds no iepriekšminētajiem diviem. To saucinducētas pluripotentas cilmes šūnas .

Tās ir cilmes šūnas, kas iegūtas no pieauguša organisma un ir pārprogrammētas laboratorijā, lai piešķirtu tām dzimumšūnu īpašības.

Pašreizējie cilmes šūnu lietojumi

Tā kā mēs jau zinām cilmes šūnu veidus un diferenciācijas iespējas, tad atklāts paliek jautājums - kuras no tām un kā tās izmanto medicīnā?

  • embrionālās cilmes šūnas

Embrionālās cilmes šūnas nav apstiprinātas nekāda veida terapijai. Kāpēc? Šeit ir daži iemesli.

Pirmkārt, to izmantošana ietver ētiskas dilemmas. Embrionālās cilmes šūnas tiek iegūtas no pētnieciskiem nolūkiem paredzētiem embrijiem, kas visbiežāk rodas in vitro apaugļošanas procedūru laikā. Ētikas jautājumi ir viens no faktoriem, kas ierobežo šādā veidā iegūto cilmes šūnu izpētes gaitu.

Otrs šķērslis dzimumšūnu izmantošanai ir tīri zinātnisks. Tās ir šūnas ar lielu diferenciācijas potenciālu un var pārveidoties par jebkāda veida meitas šūnām. Līdz šim nav atrasta neviena metode, kā kontrolēt viņu uzvedību.

Embrionālās cilmes šūnas pēc implantācijas cilvēka organismā veido audzējus, kas sastāv no dažādām, haotiski sakārtotām šūnām. Šos audzēju veidus sauc par teratomām (latīņu valodā teratoma). Mēs pastāvīgi meklējam veidus, kā virzīt dzimumšūnas tā, lai tās pārvērstos vajadzīgajos audos.

Embrionālo cilmes šūnu izmantošana rada arī atgrūšanas risku - tās ir svešķermenis (līdzīgi orgāna transplantācijai no nesaistīta donora).

Risks pastāvdaudz mazāk, ja izmanto pieaugušo cilmes šūnas, ko ziedojis un saņēmis viens un tas pats pacients. Mēs šo procedūru saucam par autologu transplantāciju.

  • pieaugušo cilmes šūnas

Lai gan arī pieaugušo cilmes šūnu izmantošana ir saistīta ar daudziem ierobežojumiem, šobrīd medicīnā izmanto tikai šāda veida cilmes šūnas. Pieaugušo cilmes šūnu iegūšanai nav nepieciešama embriju kultūra, tāpēc tas rada daudz mazāk morālu dilemmu. Pieaugušo cilmes šūnas tiek izmantotas šādos terapijas veidos:

  • Hematopoētisko cilmes šūnu transplantācija

Hematopoētisko cilmes šūnu transplantācija šobrīd ir vienīgā rutīnas cilmes šūnu terapija, ko veiksmīgi izmanto visā pasaulē. Tā sauktais Kaulu smadzeņu transplantācija ir daudzu hematoloģisku slimību ārstēšanas metode.

Pirmkārt, tos lieto pacientiem ar primāriem imūndeficītiem, tas ir, iedzimtām imūnsistēmas anomālijām. Kaulu smadzeņu transplantācija bieži vien ir vienīgais veids, kā viņiem iegūt pareizi funkcionējošas imūnās šūnas.

Otrā pacientu grupa, kam var būt nepieciešama hematopoētisko cilmes šūnu transplantācija, ir tie, kuru kaulu smadzenes ir bojātas, piemēram, agresīvas pretvēža ārstēšanas rezultātā.

Šāda situācija var būt vēlama asins vēža (piem., leikēmijas) gadījumā, kad terapijas mērķis ir neoplastiskā procesa aptvertās hematopoētiskās sistēmas iznīcināšana un pēc tam tās rekonstrukcija ar implantēta stumbra palīdzību. šūnas.

  • plašu brūču ārstēšana ar epidermas cilmes šūnām

Epidermas cilmes šūnas ir viens no veidiem, kā dziedēt plašas brūces, piemēram, apdegumus.

Visa procedūra ir šāda: pirmkārt, epidermas cilmes šūnas tiek savāktas no pacienta veselās ādas fragmenta.

Pēc tam šīs šūnas tiek pakļautas laboratorijas kultūrai apstākļos, kas nodrošina to intensīvu pavairošanu.

Kad ir iegūts pareizais šūnu skaits, tās novieto uz brūces virsmas.

Papildu terapijas priekšrocība ir tāda, ka pacienta ķermenis nevar atgrūst šādu "pārsēju" - tas tika izgatavots no viņa paša šūnām.

  • oftalmoloģiska ārstēšana, izmantojot radzenes limbālās cilmes šūnas

Salīdzinoši nesen tika apstiprināta cita terapija ar cilmes šūnu izmantošanu. Runa ir par zālēm, kas saturradzenes limbālās cilmes šūnas, kas ļauj rekonstruēt radzenes epitēliju (acs ābola priekšējo, ārējo slāni).

Tāpat kā iepriekšējā gadījumā, šūnu "avots" ir pats pacients un konkrētāk viņa veselā acs.

Pēc cilmes šūnu savākšanas tās laboratorijā pavairo un pēc tam ievada skartajā acī. Terapijas lietošanas indikācija ir radzenes limbālo cilmes šūnu trūkums, piemēram, ķīmiskas vielas bojājuma dēļ.

Cilmes šūnu nākotne

Iepriekšminētajā tekstā īsi izklāstīts pašreizējais un, kā redzat, ļoti ierobežots cilmes šūnu lietojums medicīnā.

Pētījumi šajā jomā ir ļoti sarežģīti, un cilmes šūnas joprojām rada vairāk jautājumu nekā atbilžu.

Zinātniskajā pasaulē ik pa laikam izskan informācija par ar tiem saistītajiem revolucionārajiem atklājumiem, taču diemžēl daudzos gadījumos izrādās, ka publicētie pētījumu rezultāti neatbilst patiesībai

Tā tas bija, piemēram, gadījumā, ja tika skaļi mēģināts implantēt kaulu smadzeņu cilmes šūnas pēcinfarkta rētā sirds muskulī. Šādas terapijas iespējamie pozitīvie rezultāti izraisīja turpmāku izmēģinājumu lavīnu citos klīniskajos centros, taču visi eksperimenti galu galā beidzās ar neveiksmi.

Ir nepieciešami vēl daudzi pētījumi, lai varētu efektīvi un droši izmantot cilmes šūnas medicīnā.

Zinātnieki pastāvīgi cenšas uzzināt vairāk par neparastajiem to darbības mehānismiem.

Kādi faktori ietekmē cilmes šūnu diferenciācijas procesu?

Vai šis process ir kontrolējams?

Kas jādara, lai varētu tos efektīvi pavairot?

Kurām no līdz šim neārstējamajām slimībām tiešām ir iespēja izārstēties ar šādu terapiju?

Šie un daudzi citi jautājumi ir nepārtraukti zinātnisku pētījumu priekšmets.

Šajā brīdī ir vērts pieminēt, ka, lai gan cilmes šūnu terapeitiskā izmantošana ir ierobežota, tās ir noderīgas citās medicīnas jomās.

Viens piemērs ir vēža procesu izpēte. Cilmes šūnas ļauj simulēt šādu procesu laboratorijas apstākļos un pēc tam ar tām pārbaudīt iespējamās terapijas (piemēram, jaunas pretvēža zāles).

Notiekošo cilmes šūnu pētījumu virzieni ir, piemēram, pielietojums:

  • neirodeģeneratīvas slimības (piemēram, Alcheimera slimība)
  • muguras smadzeņu traumas
  • muskuļu un skeleta sistēmas traumas

vaivisbeidzot, mēģinājumi rekonstruēt veselus orgānus (piemēram, aizkuņģa dziedzeris I tipa diabēta gadījumā).

Mums ir jāapzinās, ka cilmes šūnas nav līdzeklis pret visu un ka katrs iespējamais lietojums tiek neatkarīgi izpētīts un pirms apstiprināšanas ir jāiziet virkne klīnisko izmēģinājumu.

Visbeidzot, ir vērts brīdināt arī par "klīnikām", kas bez atļaujas piedāvā cilmes šūnu terapiju.

Šāda veida eksperimenti labākajā gadījumā beidzas ar naudas zaudēšanu, bet sliktākajā - jūsu veselību un pat dzīvību.

Par autoruKšištofs BialazītsMedicīnas students Collegium Medicum Krakovā, lēnām ieejot pastāvīgo ārsta darba izaicinājumu pasaulē. Viņu īpaši interesē ginekoloģija un dzemdniecība, pediatrija un dzīvesveida medicīna. Svešvalodu, ceļojumu un kalnu pārgājienu mīļotājs.

Lasīt vairāk šī autora rakstus

Kategorija:

Veselība