Kmenové buňky (SC) jsou populací buněk, které jsou původními prekurzory všech ostatních. Ve vytvořeném organismu se mohou diferencovat na jakékoli buňky jakéhokoli orgánu, v embryu mohou vytvořit kteroukoli z jeho buněk.
Jejich přirozeným účelem je regenerace tkání a orgánů těla zpočátku od narození s různými zraněními. Jednoduše nahrazují poškozené buňky, obnovují je a chrání. Jednoduše řečeno, jedná se o náhradní díly pro karoserii.
Jak se tvoří
Obrovské množství všech buněk dospělého organismu jednou začíná fúzí mužských a ženských reprodukčních buněk během oplodnění vajíčka. Tato fúze se nazývá zygota. Všechny následující miliardy buněk vznikají během jeho vývoje. Zygota obsahuje celý genom budoucího člověka a jeho vývojové schéma v budoucnosti.
Když se objeví, zygota se začne aktivně dělit. Nejprve se v něm objevují buňky zvláštního druhu: jsou schopny přenášet pouze genetickéinformace pro následující generace nových buněk. Tyto populace jsou slavné embryonální kmenové buňky, kolem kterých je tolik vzrušení.
U plodu jsou ESC, respektive jejich genom, stále v nulovém bodě. Ale po zapnutí mechanismu specializace je lze přeměnit na libovolné požadované buňky. Embryonální kmenové buňky se získávají v rané fázi vyvíjejícího se embrya, nyní nazývaného blastocysta, 4.–5. den života zygoty z její vnitřní buněčné hmoty.
Jak se embryo vyvíjí, vstupují do hry mechanismy specializace, tzv. embryonální induktory. Sami obsahují geny potřebné v tuto chvíli, ze kterých vznikají různé rodiny SC a jsou nastíněny začátky budoucích orgánů. Mitóza pokračuje, potomci těchto buněk jsou již specializovaní, čemuž se říká komitace.
Zároveň jsou embryonální kmenové buňky schopny transformace (přenosu) do jakékoli zárodečné vrstvy: ekto-, mezo- a endodermu. Z nich se následně vyvíjejí orgány plodu. Tato vlastnost diferenciace se nazývá pluripotence a je hlavním rozdílem mezi ESC.
Klasifikace SC
Rozdělují se do 2 velkých skupin – embryonální a somatické, získané z dospělého organismu. Otázka, jak se získávají a používají embryonální kmenové buňky, je dobře pochopena.
3 vybrané zdroje SC:
- Vlastní kmenové buňky nebo autologní; nejčastěji existují v kostní dřeni, ale mohouzískat z kůže, tukové tkáně, tkání některých orgánů atd.
- SC z placenty, získané během porodu z pupečníkové krve.
- Fetální SC získané z tkání po potratu. Proto se také rozlišují dárcovské (alogenní) a vlastní (autologní) SC. Bez ohledu na jejich původ mají speciální vlastnosti, které vědci nadále zkoumají. Například mohou zůstat životaschopné a zachovat si všechny své vlastnosti po desetiletí, pokud jsou správně skladovány. To je důležité při odběru SC z placenty při porodu, který lze do budoucna považovat za formu zdravotního pojištění a ochrany novorozence. Může je tento jedinec použít, když dojde k vážnému onemocnění. Například v Japonsku existuje celý vládní program, který zajišťuje, že 100 % populace má buněčné banky IPS.
Příklady použití SC v medicíně
Kroky embryonální transplantace:
- 1970 - Provádějí se první autologní SC transplantace. Existují důkazy, že v bývalé CCCP byla "očkování mládeže" podávána stárnoucím členům politbyra KSSS několikrát ročně.
- 1988 – SC byly transplantovány chlapci s leukémií, který dodnes žije.
- 1992 - Profesor David Harris zakládá SK banku, kde se jeho první dítě stalo prvním klientem. Jeho SC byl zmrzlý jako první.
- 1996-2004 – Bylo provedeno 392 transplantací vlastních SC z kostní dřeně.
- 1997 - Dárcovská SC byla transplantována z placenty ruskému pacientovi s rakovinou.
- 1998 - SC byly transplantovány dívce s neuroblastomem (nádor na mozku) - výsledek je pozitivní. Vědci se také naučili, jak pěstovat SC in vitro.
- 2000 – 1200 vysílání.
- 2001 – byla odhalena schopnost dospělých SC kostní dřeně transformovat se na kardio- a myocyty.
- 2003 – byly získány údaje o zachování všech biologických vlastností SC v kapalném dusíku po dobu 15 let.
- 2004 – sbírky Světové banky SK již mají 400 000 vzorků.
Základní vlastnosti ESC
Za příklady embryonálních kmenových buněk lze považovat jakékoli buňky primárních vrstev v embryu: jedná se o myocyty, krvinky, nervy atd. Lidské ESC byly jako první izolovány v roce 1998 americkými vědci Jamesem Thompsonem a John Becker. A v roce 1999 nejslavnější vědecký časopis Science uznal tento objev za třetí nejdůležitější po objevu dvojité šroubovice DNA a dekódování lidského genomu.
ESC mají schopnost neustále se obnovovat, i když neexistuje žádná motivace k odlišení. To znamená, že jsou velmi plastické a jejich potenciál pro vývoj není omezen. Díky tomu jsou tak populární v regenerativní medicíně.
Takzvané růstové faktory mohou sloužit jako stimul pro jejich vývoj v jiné typy buněk, pro všechny buňky jsou jiné.
Dnes oficiální lékařství zakazuje použití embryonálních kmenových buněk k léčbě.
Co se dnes používá
K léčbě se používají pouze vlastní SC z tkání dospělého organismu, častějiTo vše jsou buňky červené kostní dřeně. Seznam nemocí zahrnuje choroby krve (leukémie), imunitního systému, v budoucnu - onkologické patologie, Parkinsonova choroba, diabetes 1. typu, roztroušená skleróza, infarkt myokardu, mrtvice, onemocnění míchy, slepota.
Hlavním problémem vždy byla a zůstává kompatibilita SC s tělními buňkami, když jsou do něj zavedeny, tzn. histokompatibilita. Při použití nativního SC je tento problém mnohem jednodušší vyřešit.
Na otázku, které kmenové buňky je vhodnější použít - embryonální nebo kmenovou tkáň, je tedy odpověď jednoznačná: pouze tkáň. Každý orgán má speciální výklenky v tkáních, kde jsou SC uchovávány a spotřebovávány podle potřeby. Vyhlídky na SC jsou obrovské, protože vědci doufají, že z nich podle indikací vytvoří potřebné tkáně a orgány namísto dárcovských.
Historie začátku
V roce 1908 Alexander Maksimov (1874-1928), profesor histologie na Vojenské lékařské akademii v Petrohradě, si při studiu krevních buněk všiml, že jsou neustále a poměrně rychle aktualizovány.
A. A. Maksimov uhodl, že nejde jen o dělení buněk, jinak by kostní dřeň byla větší než člověk sám. Pak nazval tohoto předchůdce všech prvků krevního kmene. Název vysvětluje podstatu jevu: v červené kostní dřeni jsou uloženy speciální buňky, jejichž úkolem je pouze mitóza. Současně se objeví 2 nové buňky: jedna se stane krví a druhá přejde do rezervy - vyvine se a znovu se dělí, opět buňka přejde do rezervy atd. se stejným výsledkem.
Tyto neustále se dělící buňky tvoří kmen, z nějvětvičky se pohybují do stran – to jsou nově vznikající profesionální krvinky. Tento proces je nepřetržitý a každý den obnáší miliardy buněk. Jsou mezi nimi skupiny všech krevních elementů - leukocyty a erytrocyty, lymfocyty atd.
Následně Maximov promluvil se svou teorií na kongresu hematologů v Berlíně. To byl začátek historie vývoje SC. Buněčná biologie se stala samostatnou vědou až na konci 20. století.
V 60. letech 20. století se SC začala používat při léčbě leukémie. Byly také nalezeny v kůži a tukové tkáni.
Rozlišující vlastnosti SK
Slibné nápady nevylučují existenci podvodních útesů, když jsou uvedeny do praxe. Velkým problémem je, že aktivita SC jim umožňuje dělit se v neomezeném množství a je obtížné je ovládat. Kromě toho jsou běžné buňky omezeny v dělení počtem cyklů (Hayflickův limit). To je způsobeno strukturou chromozomů.
Když je dosaženo limitu, buňka se již nedělí, což znamená, že se nemnoží. U buněk se tento limit liší v závislosti na jejich typu: pro vazivovou tkáň je to 50 dělení, pro krev SC - 100.
Za druhé, SC nedozrávají všechny ve stejnou dobu, takže každá tkáň má různé SC v různých fázích zrání. Čím normálnější je zralost buňky, tím méně má vlastnosti rekvalifikace do jiné buňky. Jinými slovy, genom stanovený pro všechny buňky je podobný, ale způsob fungování je odlišný. Částečně zralé SC, které, když jsou stimulovány, mohou dozrát aodlišit, to jsou výbuchy.
V CNS jsou to neuroblasty, v kostře - osteoblasty, v kůži - dermatoblasty atd. Podnětem k dozrávání jsou vnější nebo vnitřní příčiny.
Ne všechny buňky v těle mají tuto schopnost, záleží na stupni jejich diferenciace. Vysoce diferencované buňky (kardiomyocyty, neurony) nikdy nemohou produkovat svůj vlastní druh, a proto se říká, že nervové buňky nejsou obnoveny. A špatně diferencované jsou schopné mitózy, například krev, játra, kostní tkáň.
Embryonální kmenové (ES) buňky se liší od ostatních SC v tom, že pro ně neexistuje Hayflickův limit. ESC se dělí donekonečna, tzn. jsou vlastně nesmrtelní (nesmrtelní). Toto je jejich druhá nemovitost. Zdá se, že tato vlastnost ESC inspirovala vědce k použití v těle k prevenci stárnutí.
Proč se tedy použití embryonálních kmenových buněk nevydalo touto cestou a nebylo zmrazeno? Ani jedna buňka není zaručena proti genetickým poruchám a mutacím, a když se objeví, budou předávány dále a hromadí se. Nesmíme zapomínat, že lidské embryonální kmenové buňky jsou vždy nositeli cizí genetické informace (cizí DNA), takže samy mohou způsobit mutagenní efekt. Proto se používání jejich SC stává nejoptimálnějším a nejbezpečnějším. Vyvstává ale další problém. SC je v dospělém organismu velmi málo a je obtížné je extrahovat - 1 buňka na 100 tis.. Ale i přes tyto problémy jsou extrahovány a autologní SC se často používají při léčbě KVO, endokrinopatií,žlučové patologie, dermatózy, onemocnění pohybového aparátu, gastrointestinálního traktu, plic.
Více o ESC podvodních útesech
Po přijetí embryonálních kmenových buněk musí být nasměrovány správným směrem, tzn. spravovat je. Ano, mohou prakticky znovu vytvořit jakýkoli orgán. Ale problém výběru správné kombinace induktorů nebyl dnes vyřešen.
Použití embryonálních kmenových buněk v praxi bylo zpočátku všudypřítomné, ale nekonečnost dělení těchto buněk je činí nekontrolovatelnými a činí je příbuznými s nádorovými buňkami (Konheimova teorie). Zde je další vysvětlení zamrznutí ESC.
Omlazení pomocí ESC
S přibývajícím věkem člověk ztrácí SC, jeho počet, jednoduše řečeno, neustále klesá. I do 20 let je jich málo, po 40 letech už vůbec. To je důvod, proč, když v roce 1998 Američané poprvé izolovali ESC a poté je naklonovali, buněčná biologie dostala silný impuls ve svém vývoji.
Byla naděje na vyléčení těch nemocí, které byly vždy považovány za nevyléčitelné. Druhou linií je omlazení embryonálními kmenovými buňkami injekčně. Žádný průlom v tomto ohledu ale nenastal, protože se dodnes přesně neví, co SC po zavedení do nového organismu dělá. Buď starou buňku stimulují, nebo ji zcela nahrazují – zaujímají její místo a aktivně pracují. Teprve až bude stanoven přesný mechanismus chování NC, bude možné hovořit o průlomu. Dnes je při výběru takové metody léčby vyžadována velká opatrnost.
ESC a omlazení v Rusku
V Rusku dosud nebyla zavedena omezení používání ESC. Terapii embryonálními kmenovými buňkami pro omlazení zde neprovádějí seriózní výzkumné ústavy, ale pouze běžné kosmetické salony.
A ještě jedna věc: jestliže se na Západě testování účinku ESC provádí v laboratořích na pokusných zvířatech, pak v Rusku nové technologie testují na lidech stejné domácí kosmetické salony. Brožury s nejrůznějšími přísliby moře věčného mládí. Výpočet je správný: těm, kteří mají hodně peněz a příležitostí, se začíná zdát, že nic není nemožné.
Léčba embryonálními kmenovými buňkami formou minimálního omlazení jsou pouhé 4 injekce a odhaduje se na 15 tisíc eur. A i přes pochopení, že by se nemělo slepě věřit technologiím, které nebyly vědecky potvrzeny, mnoho osobností veřejného života převáží touhu vypadat mladší a atraktivnější, člověk začne lokomotivu předbíhat. Navíc před očima těch, kterým to pomohlo. Takoví šťastlivci jsou - Buynov, Leshchenko, Rotaru.
Těch smolařů je ale mnohem víc: Dmitrij Hvorostovskij, Zhanna Friske, Alexander Abdulov, Oleg Yankovsky, Valentina Tolkunova, Anna Samokhina, Natalya Gundareva, Ljubov Polishchuk, Viktor Janukovyč – seznam pokračuje. To jsou oběti buněčné terapie. Všem se stalo společné, že krátce před zhoršením jejich stavu se zdálo, že vzkvétají a omládnou, a pak rychle zemřeli. Proč se to děje, nikdo nedokáže odpovědět. Ano, vKdyž ESC vstoupí do stárnoucího těla, povzbudí buňky k aktivnímu dělení, člověk se zdá být mladší. Ale to je vždy stres pro starší organismus a může se vyvinout jakákoli patologie. Žádná klinika proto nemůže poskytnout žádné záruky ohledně následků takového omlazení.
