Tüvirakud (SC-d) on rakkude populatsioon, mis on kõigi teiste algsed prekursorid. Moodustunud organismis võivad nad diferentseeruda mis tahes organi mis tahes rakkudeks; embrüos võivad nad moodustada mis tahes selle raku.
Nende loomupärane eesmärk on keha kudede ja elundite taastamine, algusest peale erinevate vigastustega. Nad lihts alt asendavad kahjustatud rakke, uuendades ja kaitstes neid. Lihtsam alt öeldes on need kere varuosad.
Kuidas need moodustuvad
Suur hulk täiskasvanud organismi rakke saab kord alguse meeste ja naiste sugurakkude ühinemisest munaraku viljastamise ajal. Seda sulandumist nimetatakse sügoodiks. Kõik järgnevad miljardid rakud tekivad selle arengu käigus. Sügoot sisaldab kogu tulevase inimese genoomi ja selle arenguskeemi tulevikus.
Kui see ilmub, hakkab sügoot aktiivselt jagunema. Esiteks ilmuvad selles erilised rakud: nad on võimelised edastama ainult geneetilisiteavet uute rakkude järgmiste põlvkondade jaoks. Need populatsioonid on kuulsad embrüonaalsed tüvirakud, mille ümber on nii palju põnevust.
Lootel on ESC-d või õigemini nende genoom endiselt nullpunktis. Kuid pärast spetsialiseerumismehhanismi sisselülitamist saab neid muuta mis tahes nõutud rakkudeks. Embrüonaalsed tüvirakud saadakse areneva embrüo varases staadiumis, mida praegu nimetatakse blastotsüstiks, sügoodi 4.-5. elupäeval tema sisemisest rakumassist.
Embrüo arenedes hakkavad mängu spetsialiseerumismehhanismid ehk nn embrüonaalsed induktorid. Need ise sisaldavad hetkel vajalikke geene, millest tekivad erinevad SC perekonnad ja joonistuvad välja tulevaste elundite alged. Mitoos jätkub, nende rakkude järeltulijad on juba spetsialiseerunud, mida nimetatakse kompitatsiooniks.
Samas on embrüonaalsed tüvirakud võimelised transformeeruma (ülekanne) mis tahes idukihiks: ekto-, meso- ja endodermiks. Nendest arenevad hiljem loote elundid. Seda eristusomadust nimetatakse pluripotentsuseks ja see on peamine erinevus ESC-de vahel.
SC klassifikatsioon
Need jagunevad 2 suureks rühmaks – embrüonaalsed ja somaatilised, saadud täiskasvanud organismist. Küsimus, kuidas embrüonaalseid tüvirakke saadakse ja kasutatakse, on hästi mõistetav.
3 valitud SC allikat:
- Oma tüvirakud või autoloogsed; enamasti eksisteerivad need luuüdis, kuid võivadsaada nahast, rasvkoest, mõne elundi kudedest jne.
- SC platsentast, saadud sünnituse ajal nabaväädiverest.
- Loote SC-d, mis on saadud kudedest pärast aborti. Seetõttu eristatakse ka doonor- (allogeenseid) ja oma (autoloogseid) SC-sid. Olenemata nende päritolust on neil erilised omadused, mida teadlased jätkuv alt uurivad. Näiteks võivad nad õigel ladustamisel jääda elujõuliseks ja säilitada kõik oma omadused aastakümneid. See on oluline sünnihetkel platsentast SC kogumisel, mida võib tulevikus pidada vastsündinu tervisekindlustuse ja kaitse vormiks. See isik võib neid kasutada tõsise haiguse korral. Näiteks Jaapanis on terve valitsusprogramm, mis tagab, et 100% elanikkonnast on IPS-rakupangad.
Näited SC kasutamise kohta meditsiinis
Embrüonaalse siirdamise etapid:
- 1970 – Toimuvad esimesed autoloogsed SC siirdamised. On tõendeid selle kohta, et endises CCCP-s tehti NLKP poliitbüroo vanadele liikmetele "noorte vaktsineerimisi" mitu korda aastas.
- 1988 – SC-d siirdati leukeemiaga poisile, kes elab siiani.
- 1992 – Professor David Harris asutab SK panga, kus tema esimesest lapsest sai esimene klient. Tema SC külmutati kõigepe alt.
- 1996-2004 – teostati 392 oma luuüdi SC siirdamist.
- 1997 – Venemaa vähipatsiendile siirdati platsentast doonor-SC-d.
- 1998 – SC-d siirdati neuroblastoomiga (ajukasvaja) tüdrukule – tulemus on positiivne. Teadlased on õppinud ka SC in vitro kasvatamist.
- 2000 – 1200 ülekannet.
- 2001 – selgus täiskasvanud inimese luuüdi SC-de võime transformeeruda kardio- ja müotsüütideks.
- 2003 – saadi andmed kõigi SC bioomaduste säilimise kohta vedelas lämmastikus 15 aasta jooksul.
- 2004 – SK kogude maailmapankadel on juba 400 000 näidist.
ESC põhiomadused
Embrüonaalsete tüvirakkude näideteks võib pidada mis tahes embrüo primaarsete kihtide rakke: need on müotsüüdid, vererakud, närvid jne. USA teadlased James Thompson ja USA teadlased eraldasid 1998. aastal esimesena inimese ESC-d. John Becker. Ja 1999. aastal tunnistas kuulsaim teadusajakiri Science selle avastuse tähtsuselt kolmandaks pärast DNA kaksikheeliksi avastamist ja inimgenoomi dekodeerimist.
ESC-del on võime end pidev alt uuendada, isegi kui puudub stiimul eristamiseks. See tähendab, et need on väga plastilised ja nende arengupotentsiaal pole piiratud. See muudab need regeneratiivses meditsiinis nii populaarseks.
Nn kasvufaktorid võivad olla stiimulid nende arenemiseks teist tüüpi rakkudeks, need on kõikide rakkude puhul erinevad.
Tänapäeval on ametlik meditsiin embrüonaalsete tüvirakkude kasutamine ravina keelatud.
Mida täna kasutatakse
Raviks kasutatakse ainult täiskasvanud organismi kudedest pärinevaid SC-sid, sagedaminiKõik need on punased luuüdi rakud. Haiguste loetelus on verehaigused (leukeemia), immuunsüsteemi haigused, tulevikus onkoloogilised patoloogiad, Parkinsoni tõbi, I tüüpi diabeet, hulgiskleroos, müokardiinfarkt, insult, seljaaju haigused, pimedus.
Põhiprobleem on alati olnud ja jääb SC-de kokkusobivus keharakkudega, kui neid sinna sisse viia, st. histo-ühilduvus. Natiivset SC-d kasutades on seda probleemi palju lihtsam lahendada.
Seetõttu küsimusele, milliseid tüvirakke eelistada kasutada – embrüonaalseid või tüvirakke, on vastus ühemõtteline: ainult kude. Igal elundil on kudedes spetsiaalsed nišid, kus SC-sid hoitakse ja tarbitakse vastav alt vajadusele. SC-de väljavaated on tohutud, sest teadlased loodavad vastav alt näidustustele luua neist vajalikke kudesid ja elundeid, mitte doonorkudesid.
Algusajalugu
1908. aastal märkas Peterburi Sõjaväemeditsiini Akadeemia histoloogiaprofessor Aleksander Maksimov (1874-1928) vererakke uurides, et neid uuendatakse pidev alt ja üsna kiiresti.
A. A. Maksimov aimas, et asi pole ainult rakkude jagunemises, muidu on luuüdi suurem kui inimene ise. Siis nimetas ta seda veretüve kõigi elementide eelkäijaks. Nimetus selgitab nähtuse olemust: punasesse luuüdi ladestuvad spetsiaalsed rakud, mille ülesanne on ainult mitoosis. Samal ajal ilmub 2 uut rakku: üks muutub vereks ja teine läheb reservi - areneb ja jaguneb uuesti, rakk läheb jälle reservi jne. sama tulemusega.
Need pidev alt jagunevad rakud moodustavad sellest tüveoksad liiguvad külili – need on uued tekkivad professionaalsed vererakud. See protsess on pidev ja moodustab iga päev miljardeid rakke. Nende hulgas on kõigi vereelementide rühmad – leukotsüüdid ja erütrotsüüdid, lümfotsüüdid jne.
Seejärel rääkis Maximov oma teooriaga Berliinis toimunud hematoloogide kongressil. See oli SC arengu ajaloo algus. Rakubioloogiast sai omaette teadus alles 20. sajandi lõpus.
1960. aastatel hakati SC-d kasutama leukeemia ravis. Neid on leitud ka nahast ja rasvkoest.
SK eristavad omadused
Paljutõotavad ideed ei välista ellu viimisel veealuste riffide olemasolu. Suureks probleemiks on see, et SC aktiivsus võimaldab neil piiramatus koguses jaguneda ja neid on raske kontrollida. Lisaks on tavaliste rakkude jagunemine tsüklite arvuga piiratud (Hayflicki piirmäär). See on tingitud kromosoomide struktuurist.
Kui piir on saavutatud, lahter enam ei jagune, mis tähendab, et see ei korruta. Rakkude puhul erineb see piirang sõltuv alt nende tüübist: kiulise koe puhul on see 50 jagunemist, vere SC - 100.
Teiseks, kõik SC-d ei küpse samal ajal, seega on igal koel erinevad SC-d erinevatel küpsemise etappidel. Mida normaalsem on raku küpsus, seda vähem on tal teise rakku ümberõppe omadusi. Teisisõnu, kõigi rakkude genoom on sarnane, kuid töörežiim on erinev. Osaliselt küpsed SC-d, mis stimuleerimisel võivad küpseda jaeristage, need on plahvatused.
Kesknärvisüsteemis on need neuroblastid, luustikus - osteoblastid, nahas - dermatoblastid jne. Küpsemise stiimuliteks on välised või sisemised põhjused.
Kõigil keharakkudel pole seda võimet, see sõltub nende diferentseerumisastmest. Väga diferentseeritud rakud (kardiomüotsüüdid, neuronid) ei suuda kunagi omalaadseid toota, mistõttu nad ütlevad, et närvirakud ei taastu. Ja halvasti diferentseerunud on mitoosivõimelised, näiteks veri, maks, luukude.
Embrüonaalsed tüvirakud (ES) erinevad teistest SC-dest selle poolest, et nende jaoks pole Hayflicki piirangut. ESC-d jagunevad lõputult, st. nad on tegelikult surematud (surematud). See on nende teine vara. See ESC omadus inspireeris teadlasi, näib, et seda kasutatakse kehas vananemise ennetamiseks.
Miks siis embrüonaalsete tüvirakkude kasutamine seda teed mööda ei läinud ja külmutatud? Ükski rakk ei ole garanteeritud geneetiliste lagunemiste ja mutatsioonide vastu ning nende ilmnemisel kanduvad need edasi ja kogunevad. Ei tohi unustada, et inimese embrüonaalsed tüvirakud on alati võõra geneetilise informatsiooni (võõra DNA) kandjad, mistõttu võivad nad ise tekitada mutageenset toimet. Seetõttu muutub nende SC kasutamine kõige optimaalsemaks ja ohutumaks. Kuid tekib teine probleem. Täiskasvanud organismis on SC-sid väga vähe ja neid on raske eraldada - 1 rakk 100 tuhande kohta. Kuid vaatamata nendele probleemidele ekstraheeritakse neid ja autoloogseid SC-sid kasutatakse sageli SVH, endokrinopaatiate ravis.sapiteede patoloogiad, dermatoos, luu- ja lihaskonna haigused, seedetrakt, kopsud.
Lisateavet ESC veealuste riffide kohta
Peale embrüonaalsete tüvirakkude saamist tuleb need suunata õiges suunas, st. neid hallata. Jah, nad suudavad praktiliselt taasluua mis tahes elundi. Kuid õige induktiivpoolide kombinatsiooni valimise probleem pole tänaseks lahendatud.
Embrüonaalsete tüvirakkude kasutamine praktikas oli algul üldlevinud, kuid selliste rakkude lõpmatus jagunemise tõttu muudab need kontrollimatuks ja seostab need kasvajarakkudega (Konheimi teooria). Siin on veel üks selgitus ESC külmutamise kohta.
Noorendamine ESC-ga
Inimene kaotab oma SC vananedes, nende arv langeb pidev alt, lihts alt öeldes. Isegi 20. eluaastaks on neid vähe, 40 aasta pärast pole enam üldse. Seetõttu sai rakubioloogia oma arengus võimsa tõuke, kui 1998. aastal ameeriklased ESC-d esimest korda isoleerisid ja seejärel kloonisid.
Neist haigustest, mida on alati ravimatuks peetud, oli lootust ravida. Teine rida on noorendamine embrüonaalsete tüvirakkudega süstimise teel. Kuid selles osas läbimurret ei toimunud, sest siiani pole täpselt teada, mida SC pärast uude organismi sattumist teeb. Nad kas stimuleerivad vana rakku või asendavad selle täielikult - nad võtavad selle koha ja töötavad aktiivselt. Alles siis, kui NC käitumise täpne mehhanism on kindlaks tehtud, saab rääkida läbimurdest. Tänapäeval tuleb sellise ravimeetodi valimisel olla väga ettevaatlik.
ESC ja noorendamine Venemaal
Venemaal ei ole ESC-de kasutamise piiranguid veel kehtestatud. Siin ei tee embrüonaalsete tüvirakkude teraapiat noorendamiseks mitte tõsised uurimisinstituudid, vaid ainult tavalised ilusalongid.
Ja veel üks asi: kui läänes testitakse ESC-de toimimist laborites katseloomadel, siis Venemaal katsetavad uusi tehnoloogiaid inimeste peal needsamad kodumaised ilusalongid. Vihikud kõikvõimalike igavese nooruse mere lubadustega. Arvestus on õige: neile, kellel on palju raha ja võimalusi, hakkab tunduma, et miski pole võimatu.
Ravi embrüonaalsete tüvirakkudega minimaalse noorenduskuuri näol on vaid 4 süsti ja hinnanguliselt 15 tuhat eurot. Ja vaatamata arusaamale, et teaduslikult kinnitamata tehnoloogiaid ei tasu pimesi usaldada, kaaluvad paljud avaliku elu tegelased üles soovi noorem ja atraktiivsem välja näha, hakkab inimene vedurile ette jooksma. Pealegi nende silme all, keda see aitas. Selliseid õnnelikke on - Buynov, Leštšenko, Rotaru.
Aga õnnetuid on palju rohkem: Dmitri Hvorostovski, Žanna Friske, Aleksandr Abdulov, Oleg Jankovski, Valentina Tolkunova, Anna Samohhina, Natalja Gundareva, Ljubov Polištšuk, Viktor Janukovitš – loetelu jätkub. Need on rakuteraapia ohvrid. Kõigile sai omaseks see, et vahetult enne seisundi halvenemist tundus, et nad õitsesid ja muutusid nooremaks ning surid siis kiiresti. Miks see juhtub, ei oska keegi vastata. Jah, klKui ESC siseneb vananevasse kehasse, soodustavad nad rakke aktiivset jagunemist, inimene näib muutuvat nooremaks. Kuid see on eaka organismi jaoks alati stress ja mis tahes patoloogia võib areneda. Seetõttu ei saa ükski kliinik anda garantiisid sellise noorendamise tagajärgede kohta.
