Биология

Что такое стволовые клетки?


Стволовые клетки - недифференцированные (незрелые) клетки, которые созревают и специализируются на всех других типах клеток в организме. Когда клетка, например, клетка кожи, повреждается в организме или стареет, стволовые клетки делятся, создавая новые клетки кожи, чтобы заменить старые. Эта гибкая способность стволовых клеток позволяет исследователям использовать ее в качестве терапии при определенных заболеваниях.

Вы почти наверняка слышали слова "стволовые клетки" в СМИ в последние десятилетия. Популярная наука сообщила о том, что эти клетки могут быть лекарством от многих болезней, отрастить поврежденные ткани и даже стать секретом бессмертия. Верно! Некоторые считают, что в этих клетках есть секрет вечной молодости, но соответствуют ли стволовые клетки этой шумихе?

Прежде чем ответить на этот вопрос, важно понять, что такое стволовые клетки.

Что такое стволовые клетки?

Стволовые клетки - это клетки, обладающие особой способностью превращаться в любой другой специализированный тип клеток. Предположим, вы начали ходить в спортзал, чтобы набраться сил до наступления лета. Все эти достижения будут происходить с помощью мышечных стволовых клеток, которые представляют собой "сырые" клетки, которые будут дифференцироваться и превращаться в новые мышечные клетки.

Точно так же, как эти мышечные клетки не начинали как мышечные, так же и другие клетки вашего тела. Каждая клетка тела рождается как неспециализированная стволовая клетка.

Стволовые клетки - это чистые листы, на которых запечатлены форма и функция клеток. Стволовые клетки - это в основном клетки организма до того, как им была назначена конкретная работа или задача.

Одним из характерных качеств стволовых клеток является то, что они бессмертны и могут бесконечно делиться. Однако это свойство стволовых клеток есть только на их ранней недифференцированной стадии. По мере того как стволовые клетки продолжают развиваться, созревать и превращаться в клетки определенного типа, они теряют это "бессмертие".

Что подразумевается под созреванием стволовых клеток?

Когда сперматозоид сливается с яйцеклеткой, он образует зиготу. Эта зигота - тотипотентная стволовая клетка. Эта единственная тотипотентная стволовая клетка может стать любой клеткой, какой пожелает. Одиночная клетка начинает делиться на несколько клеток. После четырех дней развития зиготы, эти клетки становятся так называемыми плюрипотентными.

Плюрипотентные стволовые клетки теряют некоторые возможности в своей способности развиваться в клетки любого типа, что означает, что они не могут развиваться во все типы клеток. Вместо этого они могут развиться только до нескольких избранных. Эти плюрипотентные стволовые клетки составляют массу тела, называемого эмбрионом. По мере развития эмбриона плюрипотентные клетки становятся мультипотентными. Как вы могли догадаться, эти клетки имеют еще меньший диапазон типов клеток, в которые они могут превращаться.

Этот процесс продолжается и продолжается до тех пор, пока, в конце концов, эти стволовые клетки не станут унипотентными стволовыми клетками. Унипотентные клетки, как следует из их названия, могут образовывать клетки только одного типа, такие как клетки крови, клетки мозга, нервные клетки и т.д.

Стволовые клетки могут развиваться в клетки любого типа в зависимости от среды, в которой они находятся.

Типы стволовых клеток

В приведенном выше разделе говорится о различных "потенциалах" стволовых клеток, но на самом деле это не типы стволовых клеток. Вместо этого эти классификации представляют собой то, как стволовые клетки организованы в группы в зависимости от их способностей к развитию.

Типы стволовых клеток ограничены двумя - эмбриональными стволовыми клетками и взрослыми стволовыми клетками.

Эмбриональные стволовые клетки - это те клетки, которые образуются в самом начале нашей жизни. Они появляются сразу после оплодотворения, в течение нескольких дней после того, как превратились в зиготу. Эти клетки упоминались ранее как тотипотентные и плюрипотентные клетки.

К сожалению, взрослые стволовые клетки не могут дифференцироваться в клетки любого типа в организме; они более привязаны к местоположению и, следовательно, ограничены типами клеток, которыми они могут стать. Эти клетки возникают после рождения, когда наше тело продолжает расти и созревать.

Например, в костном мозге внутри наших костей лежат кроветворные стволовые клетки. Такие стволовые клетки способны стать только различными кровяными клетками, в зависимости от того, какой тип необходим организму. В данном случае это происходит в результате определенного биологического процесса, называемого кроветворение.

Гематопоэтические стволовые клетки могут превращаться во все виды клеток крови.

Применение стволовых клеток

Терапия стволовыми клетками

В терапии стволовые клетки берутся (от вас или от донора) для восстановления или регенерации поврежденного органа. За последние несколько десятилетий многие исследования были сосредоточены на терапии стволовыми клетками, особенно в лечении рака и пороков сердца. Стволовые клетки широко используются для лечения людей, страдающих от травм головного и спинного мозга, заставляя их заменять поврежденные нервные клетки.

Однако эта терапия далека от совершенства. Мы очень мало знаем о том, как терапия стволовыми клетками будет работать в долгосрочной перспективе. Иногда стволовые клетки не могут дифференцироваться в предполагаемый тип клеток.

При этом многие семьи выбирают банкинг стволовых клеток. Во время родов мать разрешает собрать стволовые клетки из пуповины. Затем они "сохраняются", что означает, что они хранятся в биологическом банке и хранятся в безопасном месте.

Эти банковские ячейки могут быть изъяты, если и когда это необходимо для любого из членов семьи. Логика такова, что всегда лучше использовать стволовые клетки, принадлежащие вашей собственной родословной, чем брать чужие.

3D-биопринтинг тканей

Это относительно новое применение стволовых клеток. Вместо того чтобы вводить стволовые клетки в тело человека для лечения органа, почему бы просто не напечатать новый орган? Это то, чего пытается достичь трехмерная биопечать тканей. Так же, как печатная краска на бумаге, стволовые клетки печатаются на каркасе и выращиваются в лаборатории, пока не превратятся в новый функционирующий орган.

Так же проводится эксперимент посвящённый трехмерной биопечати органов и тканей в космосе. Отсутствие силы тяжести позволяет стволовым клеткам расти легче, что облегчает контроль за их ростом!

Антивозрастная терапия

Стволовые клетки бессмертны, что означает, что они не умирают; они просто продолжают делиться. Это редкое свойство является причиной того, что стволовые клетки с энтузиазмом исследуют, чтобы противостоять единственному, чего не может избежать ни одно живое существо, - влиянию времени на организм.

Стволовые клетки человека потенциально могут быть использованы для исцеления его тела от всех телесных повреждений, вызванных старением. Как машина со временем ржавеет, так и наше тело. ДНК наших клеток со временем повреждается, и они перестают функционировать так же эффективно. Стволовые клетки могут заменить наши поврежденные клетки и, возможно, уменьшить или даже обратить вспять эффекты старения!

Невероятный потенциал стволовых клеток для лечения различных заболеваний и замедления старения делает их бесконечно захватывающей областью научных исследований. Наши знания об их возможностях растут с каждым днем.

Одна из серьезных проблем со стволовыми клетками в настоящее время связана с этическими проблемами, возникающими в связи с получением эмбриональных стволовых клеток из абортированных плодов. Многие ученые также сталкиваются с проблемами искусственного манипулирования стволовыми клетками и связанными с ними рисками.

Возможно, в ближайшем будущем, после того как будет сформирован регулирующий совет, посвященный стволовым клеткам и их применению, появятся четкие и краткие инструкции по их использованию.

Читайте Новая Наука в
Back to top button