Исследователи искали что-то, что могло бы помочь организму исцелить себя. Хотя исследования продолжаются, исследования стволовых клеток еще на шаг приближают это понятие регенеративной медицины. Однако многие его идеи и концепции остаются спорными. Итак, что такое стволовые клетки и почему они так важны?
Стволовые клетки — это клетки, которые могут развиваться в другие типы клеток. Например, они могут стать мышечными клетками или клетками мозга. Они также могут возобновить себя, разделившись, даже после того, как долгое время находились в бездействии.
Исследования стволовых клеток помогают ученым понять, как организм развивается из одной клетки и как здоровые клетки могут быть полезны для замены некорректно работающих клеток у людей и животных.
В настоящее время исследователи изучают стволовые клетки, чтобы выяснить, могут ли они помочь в лечении различных заболеваний, влияющих на различные системы и части тела.
В этой статье рассматриваются типы стволовых клеток, их потенциальное использование и некоторые этические аспекты их использования.
Содержание
Типы клеток
Человеческому организму для функционирования требуется множество различных типов клеток, но он не производит все типы клеток полностью сформированными и готовыми к использованию.
Ученые называют стволовую клетку «недифференцированной» клеткой, потому что она может стать любой клеткой. Напротив, клетка крови, например, является «дифференцированной» клеткой, потому что она уже превратилась в клетку определенного типа.
В разделах ниже более подробно рассматриваются некоторые типы стволовых клеток.
Эмбриональные стволовые клетки
Ученые извлекают эмбриональные стволовые клетки из неиспользованных эмбрионов, оставшихся после процедуры экстракорпорального оплодотворения. Они делают это, забирая клетки у эмбрионов на стадии бластоцисты, которая является фазой развития до имплантации эмбриона в матку.
Эти клетки представляют собой недифференцированные клетки, которые делятся и реплицируются. Однако они также способны дифференцироваться в определенные типы клеток.
Взрослые стволовые клетки
Существует два основных типа взрослых стволовых клеток: клетки в развитых тканях организма и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS).
Развитые ткани организма, такие как органы, мышцы, кожа и кости, содержат некоторые стволовые клетки. Эти клетки обычно могут стать дифференцированными клетками в зависимости от того, где они существуют. Например, стволовая клетка головного мозга может стать только клеткой головного мозга.
С другой стороны, ученые манипулируют iPS-клетками, чтобы заставить их вести себя больше как эмбриональные стволовые клетки для использования в регенеративной медицине. После сбора стволовых клеток ученые обычно хранить их в жидком азоте для будущего использования. Однако исследователям пока не удалось превратить эти клетки в какие-либо клетки организма.
Практика использования стволовых клеток
Ученые исследуют, как использовать стволовые клетки для регенерации или лечения человеческого тела.
Список состояний, в лечении которых может помочь терапия стволовыми клетками, может быть бесконечным. Среди прочего, он может включать в себя такие условия, как болезнь Альцгеймера, болезнь сердца, диабет и ревматоидный артрит. Врачи также могут использовать стволовые клетки для лечения травм спинного мозга или других частей тела.
Они могут сделать это несколькими способами, включая следующие:
Использование стволовых клеток в терапии
В некоторых тканях стволовые клетки играют важную роль в регенерации, поскольку они могут легко делиться, заменяя мертвые клетки. Ученые считают, что знание того, как работают стволовые клетки, может помочь в лечении поврежденных тканей.
Например, если в чьем-то сердце есть поврежденная ткань, врачи могут стимулировать рост здоровых тканей путем трансплантации выращенных в лаборатории стволовых клеток в сердце человека. Это может привести к обновлению сердечной ткани.
Одно исследование предположили, что у людей с сердечной недостаточностью наблюдалось некоторое улучшение через 2 года после приема однократной дозы терапии стволовыми клетками. Однако влияние терапии стволовыми клетками на сердце до сих пор не совсем ясно, и исследования все еще продолжаются.
Другое расследование предположили, что лечение стволовыми клетками может стать основой индивидуального лечения диабета. На мышах и выращенных в лаборатории культурах исследователи успешно получили секретирующие инсулин клетки из стволовых клеток, полученных из кожи людей с диабетом 1 типа.
Автор исследования Джеффри Р. Миллман — доцент кафедры медицины и биомедицинской инженерии Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе, штат Миссури, — сказал: «Мы представляем себе амбулаторную процедуру, в которой какое-то устройство, заполненное клетки будут помещены прямо под кожу».
Миллман надеется, что эти бета-клетки, полученные из стволовых клеток, будут готовы к исследованиям на людях в течение 3-5 лет.
Стволовые клетки также могут иметь огромный потенциал в разработке других новых методов лечения.
Использование стволовых клеток в разработке лекарств
Еще один способ, которым ученые могли бы использовать стволовые клетки, — это разработка и тестирование новых лекарств.
Тип стволовых клеток, которые ученые обычно используют для этой цели, — это iPS-клетки. Это клетки, которые уже подверглись дифференцировке, но которые ученые генетически «перепрограммировали» с помощью генетических манипуляций, иногда с использованием вирусов.
Теоретически это позволяет iPS-клеткам делиться и становиться любой клеткой. Таким образом, они могут действовать как недифференцированные стволовые клетки.
Например, ученые дифференцировали клетки из iPS-клеток, чтобы они напоминали раковые клетки, и использовали их для тестирования противоопухолевых препаратов. Это может быть возможно, потому что такие состояния, как рак, а также некоторые врожденные нарушения возникают из-за ненормального деления клеток.
Тем не менее, проводятся дополнительные исследования, чтобы определить, действительно ли ученые могут превратить iPS-клетки в какие-либо дифференцированные клетки и как они могут использовать этот процесс для лечения этих состояний.
Работают ли современные методы лечения стволовыми клетками?
В последние годы открылись клиники, предлагающие различные виды лечения стволовыми клетками. Подсчитано одно исследование 2016 года 570 из этих клиник только в Соединенных Штатах. Похоже, они предлагают лечение на основе стволовых клеток различных состояний, от спортивных травм до рака.
Однако большинство методов лечения стволовыми клетками все еще являются теоретическими, а не основанными на доказательствах. Например, исследователи изучение того, как использовать стволовые клетки из околоплодных вод, которые специалисты могут сохранить после амниоцентеза, для лечения различных заболеваний.
Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) разрешает клиникам вводить людям их собственные стволовые клетки, если они предназначены для выполнения только своих обычных функций.
Однако помимо этого FDA только одобрил использование кроветворных стволовых клеток, известных как гематопоэтические клетки-предшественники. Врачи получают их из пуповинной крови и используют их для лечения состояний, влияющих на выработку крови. В настоящее время, например, врач может сохранить кровь из пуповины после рождения ребенка, чтобы сохранить для этой цели в будущем.
FDA перечисляет определенные одобренные продукты стволовых клеток, такие как пуповинная кровь, и медицинские учреждения, в которых они используются свой веб-сайт. Он также призывает людей с осторожностью относиться к недоказанным методам лечения, потому что очень немногие методы лечения стволовыми клетками фактически достигли самой ранней фазы клинических испытаний.
Этические вопросы
Исторически использование стволовых клеток в медицинских исследованиях было спорным. Это связано с тем, что, когда в конце 1990-х годов впервые стало известно о терапевтическом использовании стволовых клеток, ученые получали стволовые клетки человека только из эмбрионов.
Многие люди не согласны с использованием человеческих эмбриональных клеток для медицинских исследований, потому что их извлечение означает уничтожение эмбриона. Это создает сложные проблемы, поскольку люди имеют разные представления о том, что составляет начало человеческой жизни.
У некоторых людей жизнь начинается с рождения ребенка, у других — с превращением эмбриона в плод. Между тем другие люди считают, что человеческая жизнь начинается с момента зачатия, поэтому эмбрион имеет такой же моральный статус и права, что и человеческий ребенок.
Бывший президент США Джордж Буш был категорически против абортов. Он считал, что эмбрион следует рассматривать как жизнь, а не использовать его для научных экспериментов. Буш запретил государственное финансирование исследований стволовых клеток человека в 2001 году, но бывший президент США Барак Обама затем отменил это распоряжение. Бывший президент США Дональд Трамп и нынешний президент США Джо Байден также пошли вперед и назад с законодательством по этому вопросу.
Однако к 2006 году исследователи уже начали использовать iPS-клетки. Ученые не получают эти стволовые клетки из эмбриональных стволовых клеток. В результате этот метод не имеет тех же этических проблем. Благодаря этому и другим недавним достижениям в технологии стволовых клеток отношение к исследованиям стволовых клеток постепенно начинает меняться.
Однако по-прежнему существуют другие проблемы, связанные с использованием ячеек iPS. Это включает в себя обеспечение надлежащего согласия доноров биологического материала на извлечение iPS-клеток и тщательное планирование любых клинических исследований.
У исследователей также есть некоторые опасения что манипулирование этими клетками в рамках терапии стволовыми клетками может привести к росту раковых опухолей.
Резюме
Хотя ученым необходимо провести гораздо больше исследований, прежде чем лечение стволовыми клетками станет частью регулярной медицинской практики, наука о стволовых клетках постоянно развивается.
Ученые все еще проводят исследования эмбриональных стволовых клеток, но исследования iPS-клеток могут помочь уменьшить некоторые из этических проблем, связанных с регенеративной медициной. Это может привести к гораздо более индивидуальному лечению многих заболеваний и к способности регенерировать части человеческого тела.
