Стволовые клетки — особый тип клеток, обладающих двумя ключевыми свойствами:
способностью к самообновлению — могут делиться, сохраняя недифференцированное состояние;
потенциалом к дифференцировке — способны превращаться в специализированные клетки разных типов.
Эти клетки играют важную роль в развитии, росте и восстановлении тканей многоклеточных организмов. В процессе деления стволовая клетка может дать либо две идентичные дочерние стволовые клетки, либо одну стволовую и одну более специализированную клетку.
Классификация по потенциалу дифференцировки
В зависимости от способности превращаться в другие типы клеток стволовые клетки делят на несколько классов (от наиболее к наименее мощным):
Плюрипотентные — могут дать начало всем типам клеток организма. Пример: эмбриональные стволовые клетки (ЭСК).
Мультипотентные — способны развиваться в клетки нескольких типов, обычно в пределах одной или родственных линий. Пример: гемопоэтические и мезенхимальные стволовые клетки.
Олигопотентные — дифференцируются только в ограниченное число типов клеток в пределах одной линии.
Унипотентные — обладают способностью к самообновлению, но могут развиваться только в клетки одного типа.
Термин «тотипотентный» ранее использовали для описания клеток на ранних стадиях развития эмбриона (первые деления после оплодотворения), но сейчас он практически не употребляется из‑за путаницы с понятием «плюрипотентный».
Основные источники и типы стволовых клеток
Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК)
Получают из внутренней клеточной массы бластоцисты (4–5 дней после оплодотворения). Являются плюрипотентными — могут дифференцироваться в клетки всех трёх зародышевых листков: эктодермы, энтодермы и мезодермы.
Преимущества:
широкий потенциал дифференцировки;
низкий риск реакции «трансплантат против хозяина» (РТПХ) при трансплантации.
Проблемы:
этические вопросы, связанные с использованием эмбрионов;
риск образования тератом (опухолей, содержащих клетки всех трех зародышевых листков);
хромосомная нестабильность при длительном культивировании;
потенциальная иммуногенность при дифференцировке.
Соматические (взрослые) стволовые клетки
Находятся в различных тканях взрослого организма и выполняют функцию регенерации и восстановления. Большинство из них — мультипотентные.
Наиболее изученные типы:
Гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) — находятся в костном мозге и пуповинной крови, дают начало всем клеткам крови. Используются в трансплантации костного мозга.
Мезенхимальные стволовые клетки (МСК) — содержатся в костном мозге, пуповинной крови и других тканях. Могут дифференцироваться в адипоциты, хондроциты, остеобласты, кардиомиоциты и др. Обладают иммуномодулирующими свойствами, выделяют факторы роста и цитокины. Применяются в терапии РТПХ, болезни Крона, рассеянного склероза, сахарного диабета 1 типа и др.
Очень маленькие эмбриона подобные стволовые клетки (VSELs)
Обнаружены в костном мозге и других тканях. По свойствам схожи с эмбриональными стволовыми клетками, плюрипотентны, но не вызывают этических проблем. Могут быть использованы для аутологичной трансплантации (получены от самого пациента), что исключает проблемы с иммуносовместимостью.
Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК)
Это соматические клетки, перепрограммированные в плюрипотентное состояние (похожи на ЭСК). Для этого в клетки вводят гены факторов транскрипции (Oct3/4, Sox2, Klf4, c‑Myc).
Преимущества:
возможность аутологичной трансплантации;
использование в моделировании заболеваний и разработке лекарств.
Проблемы:
риск онкогенности (могут образовывать тератомы);
хромосомные аномалии при культивировании;
эпигенетическая память (сохраняют некоторые черты исходной ткани).
Стволовые клетки из пуповинной крови и околоплодных вод
Пуповинная кровь богата гемопоэтическими стволовыми клетками и имеет ряд преимуществ:
доступность и отсутствие риска для донора;
низкая вероятность РТПХ из‑за иммунологической незрелости клеток;
меньшее число хромосомных изменений из‑за ограниченного числа пассажей в культуре;
не склонны к образованию опухолей.
Используются в лечении детского инсульта, церебрального паралича и др.
Околоплодные воды также содержат стволовые клетки, но их получение связано с риском для плода (амниоцентез).
Раковые стволовые клетки
Гипотеза (1997 г.) предполагает, что в опухоли есть небольшая популяция стволовых клеток, способных к длительному покою. Они могут быть устойчивы к традиционной терапии, нацеленной на быстро делящиеся клетки, и служить источником рецидива. Подтверждение этой теории может привести к новым методам лечения рака.
Стволовые клетки в растениях
У растений стволовые клетки находятся в меристемах — тканях, из которых образуются новые органы. Основные типы меристем:
апикальные (на верхушках побегов и корней);
латеральные (прокамбий);
вставочные.
Каллус — масса недифференцированных клеток, образующаяся на месте повреждений или искусственно индуцируемая in vitro. Обладает свойствами стволовых клеток, но плюрипотентность в нём сложно поддерживать долго.
Заключение
Изучение стволовых клеток кардинально изменило наше понимание биологии тканей и развития организмов. Эти уникальные клетки открывают огромные перспективы для:
-
регенеративной медицины;
-
лечения широкого спектра заболеваний (онкологических, аутоиммунных, нейродегенеративных и др.);
-
моделирования заболеваний и разработки новых лекарств;
-
фундаментальных исследований в области клеточной биологии и генетики.
Современные методы анализа, такие как проточная цитометрия (https://labvision.me) позволяют детально характеризовать стволовые клетки, отслеживать их дифференцировку и контролировать качество клеточных культур. Это ускоряет научные открытия и внедрение новых терапевтических подходов.
ВОЗМОЖНЫ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ. НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ СПЕЦИАЛИСТА (ВРАЧА). | 
Войти
