Blog

Головна/Загальна інформація/Що таке стовбурові клітини?

Що таке стовбурові клітини?

stemcellsСтовбуровими клітинами (СК) називають групу відносно недиференційованих клітин організму, які підтримують власну популяцію за рахунок контрольованої проліферації, та здатні до диференціації в спеціалізовані клітини.

Існує кілька класифікації СК, в основу яких покладено джерела отримання СК та їх потенціал диференціації. Стовбурові клітини класифікують за джерелом отримання на ембріональні (доімплантаційні), фетальні (з фетальної печінки, плаценти, кордової крові) та СК дорослого організму, які в свою чергу поділяють на соматичні (гемопоетичні, мезенхімальні, нейральні тощо) і гермінативні (сперматогоніальні, овогоніальні). Окремо виділяють підгрупу ембріональних СК, отриманих шляхом трансфекції ядра соматичної клітини в яйцеклітину та клітини з індукованою плюрипотентністю (iPS-cells).

За потенціалом диференціації виділяють тотіпотентні (бластомери на ранніх стадіях дроблення зиготи, здатні дати початок цілісному організму), плюрипотентні (клітини внутрішньої клітинної маси бластоцисти, здатні дати початок будь-яким клітинам організму усіх трьох зародкових листків), мультипотентні (здатні розвинутись в клітини різних тканин в межах одного із зародкових листків), бі- та монопотентні стовбурові клітини.

Основні елементи концепції стовбурових клітин були розроблені при вивченні системи гемопоезу і надалі поширені на інші тканини, що швидко оновлюються. Було показано, що на різних етапах ембріогенезу гемопоез проходить в жовточному мішку, печінці, селезінці. В більш пізні періоди внутрішньоутробного розвитку гемопоетичні стовбурові клітини  (ГСК) з’являються в кістковому мозку і продовжують проліферувати в постнатальному періоді.

ГСК належать до групи мультипотентних клітин та представлені в тканинах фетальної печінки, плаценти, фетального та дорослого кісткового мозку. Гіпотеза про існування єдиного попередника гемопоетичних клітин і лімфоцитів була запропонована А. А. Максимовим ще в 1909 р., але лише в середині XX століття вдалося показати відновлення кровотворення у летально опромінених мишей після внутрішньовенного введення клітин сингенного кісткового мозку, що і стало її підтвердженням. У селезінці реципієнтів виявили дискретні осередки кровотворення (колонії), кожна з яких походить від одиничного клоногенного попередника. Пізніше вдалося встановити, що гемопоетична СК здатна до самопідтримання із збереженням диференціювального потенціалу. Вивчення кінетики клітинних популяцій в тканинах, що швидко оновлюються, таких як кров, епітелій кишечника, епідерміс, показало, що в них відбувається дуже швидка зміна диференційованих клітин. Така кількість спеціалізованих клітин може бути забезпечена тільки за рахунок проліферації деякого числа самопідтримуваних клітин, які почали розглядати як стовбурові.

Stem-cells-can-differentiate-into-other-cells

Ілюстрації: www.stemcellclinic.com

 О. Я. Фріденштейн вперше показав, що в кістковому мозку, крім гемопоетичних, є стромальні стовбурові клітини, які при культивуванні формували колонії клітин, подібних фібробластам. Пізніше було доведено, що стромальні стовбурові клітини дорослого організму володіють значно більшим потенціалом диференціювання, ніж це вважалося раніше. На основі походження, певних характеристик поверхневих антигенів, здатності направлено диференціюватись в остеогенному, хондрогенному та адипогенному напрямку дану групу клітин було запропоновано називати мультипотентними мезенхімальними стромальними клітинами (ММСК). На сьогодні присутність ММСК в дорослому організмі продемонстровано не лише для кісткового мозку, а й для підшкірної жирової клітковини, яку розглядають, як більш доступне та безпечне альтернативне джерело даного типу клітин. Ще одним унікальним перспективним джерелом аутологічних ММСК є тканини плаценти та пупочного канатика.

Вже відомо, що в організмі практично у всіх органах присутні й інші тканино-спеціфічні стовбурові клітини, відповідальні за репарацію пошкоджень, що виникають протягом життя. З відповідних тканин дорослого організму були виділені нейральні, ендотеліальні, кардіальні стовбурові клітини. Стовбурові клітини присутні і в печінці, в підшлунковій залозі, кишечнику. Вивчення їх дозволить глибше зрозуміти механізми розвитку патологічних процесів в організмі і сприятиме розробці ефективних методів лікування.

На сьогодні технології дослідження стовбурових клітин вийшли на якісно новий рівень не лише щодо експериментальних моделей, а й варіантів їх клінічного застосування. В світі проводяться десятки клінічних випробувань методів клітинної та тканинної терапії багатьох захворювань серцево-судинної системи, опорно-рухового апарату, центральної нервової системи, кровотворення, злоякісних пухлин, шкіри тощо. Новітні технології перенесення генів, нокаутування, клонування, індукції плюрипотентності відкривають широкі можливості перед експериментальною та клінічною медициною, але при цьому вимагають при цьому зваженого підходу та подальших ґрунтовних досліджень.