Стволовые клетки: на что они способны и какие надежды на них возлагаются

Стволовые клетки активно внедряются в медицинские протоколы. С их помощью уже можно лечить серьезные заболевания крови, глаз и кожи. Мы разобрались, что особенного в этих клетках и над чем сегодня работают ученые.

Стволовые клетки обладают двумя ключевыми свойствами, которые привлекают внимание ученых. Они могут обновляться в течение длительного времени, а также трансформироваться в другие (специализированные) клетки организма. Это означает, что их можно использовать для лечения многих заболеваний и даже для выращивания органов.

Какую роль они играют?

Во время эмбрионального развития стволовые клеткиобеспечивают формирование органов. Однако эти клетки присутствуют и у взрослых. В норме ониподдерживаютобновление тканей и участвуют в их восстановлении после повреждения.

Если они могут превратиться в любую другую клетку, значит ли это, что стволовые клетки одинаковы?

Нет. Стволовые клетки различаются по своим возможностям. Некоторые способны давать начало почти всем типам клеток организма, тогда как другие способны давать начало лишь ограниченному числу. Таким образом, потенциал стволовых клеток значительно различается.

Окислительный стресс и старение: как кислород приводит к болезням

И что они собой представляют?

Существует три основных типа стволовых клеток:

Эмбриональный. Они обладают наибольшим потенциалом и могут трансформироваться практически в любую клетку организма.

Взрослые. Обычно дают начало лишь ограниченному числу клеток, связанных с конкретной тканью (например, гемопоэтические стволовые клетки костного мозга).

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК). Это обычные клетки, которые с помощью технологий превращаются в стволовые клетки.

Есть ли примеры их применения при лечении заболеваний?

Да, но пока это экспериментальное лечение. Японцы были пионерами в этой области. В 2014 году группа исследователей и врачей под руководством Масайо Такахаши вырастила из ИПСК пациента слой сетчатки, который успешно имплантировали в глаз. Такое лечение позволило подавить развитие макулодистрофии и стабилизировать зрение.

ИПСК также использовались экспериментально для лечения болезни Паркинсона, сердечной недостаточности и диабета 1 типа (восстановление клеток поджелудочной железы).

Значит, ограничения на использование стволовых клеток по-прежнему носят чисто технический характер?

Не только. Например, использование стволовых клеток эмбриона и пуповины имеет этические ограничения. Это вызывает споры о приемлемости использования этих клеток в медицине и науке. Во многих странах работа с такими клеткамизапрещена.

Почему бы в этом случае не использовать взрослые стволовые клетки?

Взрослые стволовые клетки действительно используются в медицине (например, при трансплантации костного мозга), но их возможности ограничены. Обычно они могут превращаться только в клетки определенной ткани, что сужает спектр их применения.

Кроме того, такие клетки труднее размножать в лаборатории, и со временем они могутнакапливать дефекты.

Является ли трансплантация костного мозга единственным одобренным методом лечения с использованием стволовых клеток?

Уже нет. Например, в 2014 году Европейское агентство лекарственных средств (EMA) одобрило препарат Holoclar, изготовленный из стволовых клеток пациентов. Он используется при врожденном дефиците лимбальных стволовых клеток (состоянии, которое может привести к слепоте).

Подобные препаратытакже предназначены для восстановления кожи и хрящейи сегодня успешно применяются при ожогах и тяжелых заболеваниях суставов.

Генетика и внешние факторы рака: причины, диагностика и профилактика

Может ли терапия стволовыми клетками причинить вред?

Да, может. Основные риски такого лечения связаны с неконтролируемым поведением клеток после трансплантации. Например, они могут дифференцироваться в неправильные типы клеток. В данном случае это может привести к серьезному воспалительному или аутоиммунному процессу.

В редких случаях стволовые клетки могут вызыватьрост опухоли. Поэтому одна из важнейших задач исследователей — взять под контроль стволовые клетки.

Насколько реально в будущем выращивать органы из стволовых клеток или это невозможно?

Ученые смотрят на это с оптимизмом. Уже сегодня исследователям удается выращивать органоиды.Это примитивные(сильно упрощенные) варианты органовпока без системы кровообращения и сложной архитектуры. Подобные исследования совершенствуются, и, возможно, в будущем технологии позволят выращивать полноценные органы.

Главное: стволовые клетки — это прорывная технология, у которой пока еще много ограничений.

Интерес к стволовым клеткам связан с их потенциалом — способностью восстанавливать поврежденные ткани и даже получать новые органы. Однако их широкое использование требует дальнейших исследований и строгого контроля безопасности.

Некоторые методы с использованием стволовых клетокуже используются при лечении заболеваний крови, глаз и кожи. Имеются случаи успешныхэкспериментальных методов лечения и во многих других областях.

Важные исследования

Взрослые стволовые клетки и регенерация тканей в контексте старения

Занятия по стволовым клеткам: от биологии к инженерным подходам

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК): молекулярные механизмы индукции и области применения

Перепрограммированные стволовые клетки имплантировали пациенту с болезнью Паркинсона

Элементы, необходимые для расширения популяции взрослых стволовых клеток