Il principio d'azione delle cellule staminali. Cellule staminali ematopoietiche e stromali

25.04.201927.05.2017

16.05.2013 / Qui

Quali tipi di cellule staminali esistono?

Molto è stato scritto sulle cellule staminali, sia a livello educativo che profondo. articoli scientifici. Tuttavia, è necessario toccare nuovamente questo argomento e ricordare al lettore i principali tipi di cellule staminali. Per semplicità, parte del materiale è tratto da open source Wikipedia.

Classificazione delle cellule staminali

Le cellule staminali possono essere divise in tre gruppi principali a seconda della fonte della loro ricezione: embrionale, fetale e postnatale (cellule staminali di un organismo adulto).

Le cellule staminali embrionali (ESC) formano la massa cellulare interna (ICM), o embrioblasto, nelle prime fasi dello sviluppo embrionale. Sono pluripotenti. Un vantaggio importante delle ESC è che non esprimono HLA (antigeni leucocitari umani), cioè non producono antigeni di istocompatibilità. Ogni persona ha un set unico di questi antigeni e lo è la loro discrepanza tra il donatore e il ricevente il motivo più importante incompatibilità durante il trapianto. Di conseguenza, la possibilità che le cellule embrionali del donatore vengano rigettate dal corpo del ricevente è molto bassa. Si dovrebbe notare che test clinici con l’uso di derivati differenziati (cellule derivate) delle ESC sono già iniziati. Per ricevere ESC in condizioni di laboratorioè necessario distruggere la blastocisti per isolare la ECM, cioè per distruggere l'embrione. Pertanto, i ricercatori preferiscono lavorare non direttamente con gli embrioni, ma con linee ESC già pronte e precedentemente isolate.

Gli studi clinici che utilizzano ESC sono soggetti a una speciale revisione etica. In molti paesi, la ricerca sulle ESC è limitata dalla legge.

Uno dei principali svantaggi delle CSE è l’impossibilità di utilizzare materiale autogeno, cioè proprio, per il trapianto, poiché l’isolamento delle CSE dall’embrione è incompatibile con il suo ulteriore sviluppo.

Cellule staminali fetali

Le cellule staminali fetali vengono ottenute dal materiale fetale dopo un aborto (di solito il periodo di gestazione, cioè lo sviluppo intrauterino del feto, è di 9-12 settimane). Naturalmente lo studio e l'utilizzo di tale biomateriale solleva anche problemi etici. In alcuni paesi, ad esempio in Ucraina e nel Regno Unito, continuano i lavori sul loro studio e utilizzo clinico. L’azienda britannica ReNeuron, ad esempio, sta esplorando la possibilità di utilizzare cellule staminali fetali per la terapia dell’ictus.

Cellule staminali postnatali

Nonostante il fatto che le cellule staminali di un organismo maturo abbiano una potenza inferiore rispetto alle cellule staminali embrionali e fetali, possano cioè generare meno vari tipi cellule, l’aspetto etico della loro ricerca e del loro utilizzo non causa serie controversie.

Inoltre, la possibilità di utilizzare materiale autogeno garantisce l'efficacia e la sicurezza del trattamento. Le cellule staminali adulte possono essere suddivise in tre gruppi principali: cellule progenitrici ematopoietiche (ematopoietiche), mesenchimali multipotenti (stromali) e cellule progenitrici tessuto-specifiche. A volte le celle sono separate in un gruppo separato sangue del cordone ombelicale, poiché sono le meno differenziate di tutte le cellule di un organismo maturo, cioè hanno la maggiore potenza.

Il sangue del cordone ombelicale contiene principalmente cellule staminali ematopoietiche e mesenchimali multipotenti, ma contiene anche altre varietà uniche di cellule staminali che, in determinate condizioni, sono in grado di differenziarsi in cellule di vari organi e tessuti.

Cellule staminali emopoietiche

Cellule staminali emopoietiche (GSK)- cellule staminali multipotenti che danno origine a tutte le cellule del sangue della serie mieloide (monociti, macrofagi, neutrofili, basofili, eosinofili, eritrociti, megacariociti e piastrine, cellule dendritiche) e linfoide (linfociti T, linfociti B e cellule natural killer) .

La definizione di cellule emopoietiche è stata ampiamente rivista negli ultimi 20 anni. Il tessuto emopoietico contiene cellule con capacità rigenerative a lungo e breve termine, comprese cellule multipotenti, oligopotenti e progenitrici. Il tessuto mieloide contiene un HSC ogni 10.000 cellule. Le HSC sono una popolazione eterogenea.

Tre sottopopolazioni di HSC si distinguono in base al rapporto proporzionale tra progenie linfoide e mieloide (L/M). Le HSC ad orientamento mieloide hanno un basso rapporto L/M (>0.<3), у лимфоидно ориентированных — высокое (>10). Il terzo gruppo è costituito da HSC “bilanciate”, per le quali 3 ≤ L/M ≤ 10. Le proprietà di vari gruppi di HSC sono attualmente oggetto di studio attivo, ma i risultati intermedi mostrano che solo le HSC ad orientamento mieloide e “bilanciate” sono in grado di autoriproduzione a lungo termine.

Inoltre, gli esperimenti di trapianto hanno mostrato che ciascun gruppo di HSC ricreava preferenzialmente un diverso tipo di cellule del sangue, suggerendo la presenza di un programma epigenetico ereditato per ciascuna sottopopolazione.

Prima dell’uso del sangue del cordone ombelicale, il midollo osseo era considerato la principale fonte di HSC. Questa fonte è ancora oggi ampiamente utilizzata in trapiantologia. Le HSC si trovano nel midollo osseo negli adulti, incluso femori, costole, mobilizzazione dello sterno e di altre ossa. Le cellule possono essere ottenute direttamente dalla coscia utilizzando ago e siringa, oppure dal sangue dopo pretrattamento con citochine, tra cui il G-CSF (fattore stimolante le colonie di granulociti), che favorisce il rilascio di cellule dal midollo osseo.

La seconda, più importante e promettente fonte di HSC è il sangue del cordone ombelicale. La concentrazione di HSC nel sangue cordonale è dieci volte superiore a quella del midollo osseo. Inoltre, questa fonte presenta numerosi vantaggi. I più importanti:

Età. Il sangue del cordone ombelicale viene raccolto nelle prime fasi della vita del corpo. Le HSC del sangue del cordone ombelicale sono massimamente attive perché non sono state sottoposte a trattamento impatto negativo ambiente esterno(malattie infettive, alimentazione scorretta, ecc.). Le HSC del sangue del cordone ombelicale sono in grado di creare una grande popolazione cellulare in un breve periodo di tempo.
Compatibilità. L’utilizzo di materiale autologo, cioè del proprio sangue cordonale, garantisce la compatibilità al 100%. La compatibilità con fratelli e sorelle arriva fino al 25%; di norma è possibile utilizzare il sangue del cordone ombelicale del bambino anche per curare altri parenti stretti. Per fare un confronto, la probabilità di trovare un donatore di cellule staminali adatto va da 1:1.000 a 1:1.000.000.

Cellule stromali mesenchimali multipotenti

Le cellule stromali mesenchimali multipotenti (MMSC) sono cellule staminali multipotenti in grado di differenziarsi in osteoblasti (cellule ossee), condrociti (cellule cartilaginee) e adipociti (cellule adipose), cardiomiociti, tessuto nervoso ed epatociti. Le proprietà delle MMSC vengono costantemente studiate e ogni anno vengono scoperte nuove capacità per trasformare queste cellule in altri tipi di cellule e tessuti.

I precursori delle MMSC durante il periodo embriogenico dello sviluppo sono le cellule staminali mesenchimali (MSC). Si possono trovare nelle zone del mesenchima, cioè germinali tessuto connettivo.

Ad esempio, isolare le MMSC giovani dalla gelatina di Wharton è un processo estremamente laborioso, poiché le cellule in essa contenute si trovano anche a livello perivascolare. Nel 2005-2006, gli esperti MMSC hanno definito formalmente una serie di parametri che le cellule devono soddisfare per essere classificate come popolazione MMSC. Sono stati pubblicati articoli che presentano l'immunofenotipo delle MMSC e le direzioni della differenziazione ortodossa. Questi includono la differenziazione in cellule di tessuto osseo, grasso e cartilagineo.

Sono stati condotti numerosi esperimenti per differenziare le MMSC in cellule simili ai neuroni, ma i ricercatori dubitano ancora che i neuroni risultanti siano funzionali. Vengono inoltre condotti esperimenti nel campo della differenziazione delle MMSC in miociti, cellule del tessuto muscolare. L'area più importante e più promettente applicazione clinica Le MMSC vengono co-trapiantate con le HSC per migliorare l'attecchimento di un campione di cellule staminali del midollo osseo o del sangue del cordone ombelicale.

Numerosi studi hanno dimostrato che le MMSC umane possono evitare il rigetto del trapianto, interagire con le cellule dendritiche e i linfociti T e creare un microambiente immunosoppressivo attraverso la produzione di citochine.

È stato dimostrato che le funzioni immunomodulatorie delle MMSC umane vengono migliorate quando vengono trapiantate in un ambiente infiammato con livelli elevati di interferone gamma. Altri studi contraddicono questi risultati a causa della natura eterogenea delle MSC isolate e delle differenze significative tra loro a seconda del metodo di coltura.

Cellule progenitrici tessuto-specifiche

Le cellule progenitrici tessuto-specifiche (cellule precursori) sono cellule scarsamente differenziate che si trovano in vari tessuti e organi e sono responsabili del rinnovamento della popolazione cellulare, cioè della sostituzione delle cellule morte. Queste includono, ad esempio, le cellule miosatelliti (precursori delle fibre muscolari), cellule precursori della linfo- e della mielopoiesi. Queste cellule sono oligo e unipotenti e la loro principale differenza rispetto alle altre cellule staminali è che le cellule progenitrici possono dividersi solo un certo numero di volte, mentre le altre cellule staminali sono capaci di autorinnovamento illimitato. Pertanto, la loro appartenenza alle vere cellule staminali è messa in dubbio. Le cellule staminali neurali, che appartengono anch'esse al gruppo tessuto-specifico, vengono studiate separatamente. Si differenziano durante lo sviluppo dell'embrione e durante il periodo fetale, determinando la formazione di tutte le strutture nervose del futuro organismo adulto, compresi il sistema nervoso centrale e periferico. Queste cellule sono state trovate anche nel sistema nervoso centrale di un organismo adulto, in particolare nella zona subependimale, nell'ippocampo, nel cervello olfattivo, ecc. Nonostante il fatto che la maggior parte dei neuroni morti non venga sostituita, il processo di neurogenesi in il sistema nervoso centrale adulto è ancora possibile grazie alle cellule staminali neurali, cioè la popolazione di neuroni può “ripristinarsi”, ma ciò avviene in un volume tale da non influenzare in modo significativo gli esiti dei processi patologici.

Oltre ai suddetti tipi di cellule staminali provenienti da fonti tradizionali, recentemente è emersa una nuova fonte: si tratta di cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC o iPS).

Questo tipo completamente nuovo è stato ottenuto da cellule di vari tessuti (principalmente fibroblasti) mediante la loro riprogrammazione mediante metodi di ingegneria genetica.

Nei primi studi, si è tentato di ottenere iPS unendo cellule “adulte” con ESC. Nel 2006, gli iPS sono stati ottenuti dagli spermatogoni di topi e esseri umani.

Nel 2008, sono stati sviluppati metodi per riprogrammare le cellule “adulte” introducendovi geni “embrionali” (principalmente i geni dei fattori di trascrizione Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc e Nanog) utilizzando adenovirus e altri vettori. che la riprogrammazione può essere indotta dall'espressione temporanea dei geni introdotti, senza la loro integrazione nel genoma cellulare. La riprogrammazione delle cellule per diventare iPS è stata riconosciuta dalla scienza come un'importante attività svolta scientifica 2008

Nel 2009 è stato pubblicato un lavoro in cui, utilizzando il metodo della complementazione tetraploide, è stato dimostrato per la prima volta che gli iPS possono dare origine a un organismo a tutti gli effetti, comprese le sue cellule germinali. Gli iPS derivati da fibroblasti cutanei di topo mediante trasformazione di vettori retrovirali hanno prodotto una percentuale di topi adulti sani in grado di riprodursi normalmente. Così, per la prima volta, sono stati ottenuti animali clonati senza l'aggiunta di materiale genetico proveniente da ovuli (con la procedura di clonazione standard, il DNA mitocondriale viene trasferito alla prole dall'ovulo ricevente).

Shinya Yamanaka è uno scienziato giapponese, professore presso l'Institute for Frontier Medical Sciences dell'Università di Kyoto, direttore del Center for iPS Cell Research and Application (CiRA) presso l'Università di Kyoto, ricercatore leader presso l'Istituto di malattie vascolari cardiovascolari -Gladstone, San Francisco .

Vincitore del Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina 2012.

Nel 2006, per la prima volta al mondo, ha ottenuto cellule staminali pluripotenti indotte (cellule iPS), grazie alle quali ha guadagnato fama mondiale, e nel 2012 è stato premiato per questo lavoro insieme allo scienziato inglese John Gurdon premio Nobel in fisiologia o medicina.

Finitura breve recensione tipi di cellule staminali, va notato che nella pratica clinica non tutti i tipi di cellule vengono utilizzati per trattare le malattie e non per tutte le malattie.

Sono considerati i più “sicuri” per l’uso nella pratica medica autologo (Proprio) passano le cellule del paziente ottenute dal tessuto adiposo, dal midollo osseo o dal sangue del cordone ombelicale, altri tipi di cellule diverse fasi sperimentazioni cliniche e probabilmente presto entreranno a far parte dell’arsenale degli strumenti terapeutici per la terapia cellulare.

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Esistono diversi tipi di cellule staminali. Prima di tutto, si tratta di cellule staminali embrionali e adulte (da un organismo adulto). Le cellule staminali emopoietiche sono coinvolte nell'ematopoiesi e provengono dal midollo osseo. Le cellule staminali mesenchimali provengono dallo strato germinale mesenchimale. Le cellule staminali stromali si trovano nello stroma del midollo osseo. Esistono anche cellule staminali tissutali presenti in vari tessuti.

Cellule staminali embrionali

Lo studio delle cellule staminali embrionali (ESC) è iniziato nel 1963, inizialmente utilizzando embrioni disaggregati di coniglio e topo. La loro differenziazione in vitro era piuttosto limitata e solitamente limitata alla formazione di cellule trofectodermiche che aderivano alla plastica. Le cellule della morula di coniglio e i blastomeri aderivano più rapidamente, il trofettoderma formava uno strato di cellule ricoperto di cellule staminali provenienti dalla parte interna della massa cellulare. Colture di blastomeri su una superficie rivestita di collagene hanno prodotto una varietà di cellule, comprese cellule nervose, cellule del sangue, cellule nervose, fagociti e molti altri tipi di cellule. Quando la massa cellulare interna veniva rilasciata e coltivata intatta o come disaggregante cellulare, venivano stabilite le linee ESC che avevano buoni livelli disaggregazione e grande stabilità nella secrezione enzimatica, nella morfologia e nella completezza cromosomica. Le capacità di sviluppo di una singola cellula embrionale di topo sono state misurate iniettandone una o più in una blastocisti ricevente e il grado di colonizzazione nelle chimere risultanti era una misura della loro pluripotenza. Nei topi, le proliferazioni cellulari erano chiamate corpi embrionali, che producevano proliferazioni simili a quelle dei conigli. Le loro cellule costituenti sono ampiamente differenziate, a seconda della loro esposizione a varie citochine o substrati. Sono stati stabiliti marcatori per la differenziazione o la pluripotenza, rivelando come i lignaggi neurali, cardiaci, ematologici e altri lignaggi ESC possano essere definiti in vitro. Ciò si è rivelato utile nello studio della differenziazione precoce e nell'utilizzo di queste cellule nel trapianto in pazienti malati. Le cellule staminali embrionali umane che dimostrano proprietà simili sono emerse alla fine degli anni '90. Modelli per l'uso clinico delle ESC hanno mostrato come si spostano rapidamente verso i tessuti bersaglio lungo i percorsi embrionali, differenziano e colonizzano l'organo bersaglio. Non sono stati riscontrati segni di infiammazione o danno tissutale; il tessuto danneggiato potrebbe essere riparato, compresa la rimielinizzazione, e non si formerebbero tumori. Le cellule staminali embrionali hanno un ampio potenziale terapeutico per l’uomo, anche se esteso ricerche cliniche sono ancora in attesa di essere completati.

I moderni sviluppi nella ricerca sulle cellule staminali indicano il loro enorme potenziale come fonte di tessuto per terapie rigenerative. Il successo di queste applicazioni dipenderà dalle precise proprietà e potenzialità delle cellule staminali isolate da tessuti embrionali o adulti. Le ESC isolate dalla massa interna dei primi embrioni di topo sono caratterizzate da una proliferazione quasi illimitata e dalla capacità di differenziarsi in derivati essenzialmente di tutti i lignaggi. Il recente isolamento e la coltura delle ESC umane hanno presentato nuove opportunità per la medicina ricostruttiva. Studi recenti hanno anche dimostrato il potenziale inaspettatamente elevato per lo sviluppo di cellule staminali tessuto-specifiche adulte.

Tenendo presente la sempre crescente necessità di cellule staminali umane per il trapianto, è stato condotto uno studio in vitro e in vivo su cellule progenitrici/di midollo osseo embrionali umani ottenute da aborti di 16-20 settimane. Utilizzando i primati come modello, è stato dimostrato che i tessuti embrionali possiedono alcune proprietà ottimali per il trapianto. Sono state testate e confrontate le caratteristiche fenotipiche e funzionali del midollo osseo fetale, del midollo osseo adulto, del sangue del cordone ombelicale e del sangue periferico, le fonti delle cellule staminali/progenitrici più primitive. Queste osservazioni indicano che ciascuna fonte di cellule staminali ematopoietiche ha proprietà intrinseche diverse che sono strettamente correlate all'età ontogenetica, che è il principale determinante per le caratteristiche fenotipiche, la determinazione del lignaggio, l'immunogenicità e il potenziale proliferativo. Questi dati mostrano chiaramente che i campi elettromagnetici sono la migliore fonte di cellule staminali per il trapianto e la ricostituzione terapeutica grazie alla loro altissima capacità proliferativa, alla bassa immunogenicità e al maggior numero di cellule staminali primitive/cellule progenitrici.

I tessuti fetali sono la fonte più ricca di cellule staminali primordiali e hanno diverse proprietà che li rendono particolarmente utili per i trapianti. Sono superiori ai tessuti adulti (maturi) sotto certi aspetti. Innanzitutto, le cellule embrionali sono in grado di proliferare più velocemente e più frequentemente rispetto alle cellule mature e completamente differenziate. Ciò significa che queste cellule donatrici sono in grado di ripristinare rapidamente la funzione ospite perduta. Inoltre, queste cellule embrionali possono differenziarsi in risposta ai segnali provenienti dal loro ambiente. A causa della loro posizione, possono crescere, allungarsi, migrare e stabilire connessioni funzionali con altre cellule che li circondano nell'ospite. È stato scoperto che questi tessuti fetali non vengono facilmente rigettati dal ricevente a causa di basso livello antigeni di istocompatibilità nei tessuti embrionali. Allo stesso tempo, contengono fattori angiogenici e trofici alte concentrazioni, che aumenta la loro capacità di crescere dopo il trapianto. Poiché i tessuti ematopoietici embrionali precoci sono privi di linfociti, le reazioni di trapianto contro l'ospite sono ridotte al minimo. Le cellule embrionali tendono a sopravvivere meglio all'escissione, alla dissezione e al trapianto perché in genere non hanno lunghe estensioni o forti connessioni intercellulari. In conclusione, i tessuti embrionali possono sopravvivere a livelli di ossigeno inferiori rispetto alle cellule mature. Ciò li rende più resistenti alle condizioni ischemiche incontrate durante il trapianto o in situazioni in vitro. Gli studi sulle cellule/tessuti embrionali sono stati stimolanti. Il tessuto fetale può essere utilizzato per una varietà di indicazioni, ad esempio, i trapianti di fegato fetale sono stati utilizzati per combattere l'anemia aplastica, il sangue del cordone ombelicale può fungere da alternativa alla trasfusione di sangue intero nell'adulto, il trapianto di surrene fetale è stato testato per combattere il dolore artritico cronico. , il trapianto di timo fetale è stato utilizzato per il trattamento di varie condizioni di immunodeficienza. L'innesto di tessuto cerebrale embrionale è stato trapiantato in una posizione eterotopica ed è stata osservata la proliferazione del tessuto. Il neurotrapianto di tessuti fetali per il parkinsonismo ha mostrato risultati positivi in diversi studi globali. Esistono potenziali opportunità per l’utilizzo dei tessuti embrionali nella bioingegneria.

Pertanto, le cellule staminali embrionali hanno una maggiore capacità di proliferare e una maggiore plasticità (la capacità di differenziarsi più ampiamente) rispetto alle cellule staminali adulte, nonché una bassa immunogenicità.

Cellule staminali emopoietiche

Le cellule staminali ematopoietiche (HSC) sono definite dalla loro capacità di dare origine a tutte le linee ematopoietiche in vivo e di mantenere la produzione di queste cellule per tutta la vita di una persona. In assenza di marcatori diretti affidabili di HSC, la loro identificazione ed enumerazione dipendono da studi di ripopolamento in vivo funzionali e multilineare. La presenza insolitamente bassa di HSC in qualsiasi tessuto e la mancanza di un fenotipo specifico di HSC hanno reso molto difficile la loro purificazione e caratterizzazione. Le HSC e le cellule ematopoietiche primitive possono essere distinte dalle cellule del sangue mature per la mancanza di marcatori specifici del lignaggio e per la presenza di molti altri antigeni di superficie, come CD133 (per cellule umane) e c-kit e Sca-1 (per cellule di topo) . L'analisi funzionale delle sottopopolazioni di cellule ematopoietiche primitive ha portato a diverse procedure per isolare popolazioni cellulari altamente arricchite per cellule che mostrano attività di cellule staminali in vivo. Metodi semplificati per ottenere queste cellule con ad alto rendimento erano importanti per l’uso pratico di tali sviluppi.

Le HSC sono state ampiamente utilizzate per trapianti autologhi e alloci da decenni, sebbene si sappia poco sulla loro migrazione, sopravvivenza, autorinnovamento e differenziazione. Fino a poco tempo fa, le cellule staminali del midollo osseo erano considerate specifiche per l’ematopoiesi. Esperimenti, compresi studi clinici, hanno dimostrato la formazione di vari tessuti, come cellule muscolari, cellule nervose ed epatociti, dopo il trapianto di cellule midollari e hanno confutato questo dogma. In effetti, mancano ancora prove di tale transdifferenziazione delle HSC e si possono ottenere prove studiando la differenziazione di altre cellule multipotenti presenti nel midollo osseo, come le cellule staminali mesenchimali e le cellule germinali adulte multipotenti più primitive e le cellule della popolazione. .

È stato dimostrato che le cellule staminali di vari tessuti sono in grado di differenziarsi in cellule tessuto-specifiche, presumibilmente in risposta a segnali microambientali. Questa è la plasticità gerarchica. È stato dimostrato che sia le cellule della neurosfera umana che quella murina, che hanno il potenziale per differenziarsi in neuroni, cellule oligodendritiche e astrociti, producono cellule staminali ematopoietiche quando trapiantate in blastomeri di pecora o topo di 3,5 giorni. Ci sono altre proprietà della cellula staminale ematopoietica che suggeriscono che questa cellula altamente plastica ha la capacità di cambiare rapidamente il suo fenotipo di membrana e mostra un'insolita motilità direzionale. Pertanto, la plasticità causata dalle fasi del ciclo cellulare dovrebbe essere considerata come una caratteristica aggiuntiva critica del fenotipo delle cellule staminali emopoietiche.

L'emopoiesi normale e sostenuta si verifica nel microambiente del midollo osseo. I fattori solubili, così come le interazioni di contatto tra le cellule ematopoietiche e il microambiente del midollo osseo, dettano il destino delle cellule ematopoietiche e delle cellule progenitrici. Negli ultimi dieci anni è diventato chiaro che le interazioni cellula-cellula e cellula-matrice extracellulare attraverso i recettori di adesione svolgono un ruolo importante nel processo emopoietico. Sono necessari per la residenza delle cellule staminali, nonché per l'homing delle cellule staminali e delle cellule progenitrici nel midollo osseo nel sito di insediamento cellulare del trapianto di cellule staminali. Inoltre, i recettori di adesione svolgono un ruolo importante nella regolazione del comportamento cellulare, sia attraverso l’attivazione diretta di vie di segnalazione importanti per la sopravvivenza cellulare, la crescita cellulare e il destino cellulare, sia attraverso la modulazione delle risposte ai fattori di crescita. Comprendere i meccanismi delle anomalie osservate in queste interazioni nelle malattie del sistema emopoietico aiuterà a sviluppare migliori strategie terapeutiche basate sulla patogenesi di queste malattie.

Le HSC sono un bersaglio interessante per la terapia genica delle malattie genetiche del sistema immunitario ed ematopoietico e per le strategie di resistenza ai farmaci in cui vengono trasformati i geni responsabili della resistenza a vari agenti chemioterapici. Le cellule staminali sono relativamente facili da ottenere mediante puntura del midollo osseo.

Il mantenimento delle cellule del sangue mature richiede la presenza di cellule staminali ematopoietiche, le cui caratteristiche sono la capacità di autorinnovarsi e produrre una progenie differenziata.

Pertanto, le cellule staminali emopoietiche sono in grado di formare non solo cellule del sangue, ma anche altri tipi di cellule. Attualmente si stanno creando metodi per aumentare la resa di HSC dal midollo osseo. Le HSC sono la fonte più importante per ottenere le proprie cellule staminali.

Cellule staminali mesenchimali

Cellule staminali mesenchimali (MSC) sono state isolate dal midollo osseo, dal periostio, dall'osso trabecolare, dal tessuto adiposo, dalla sinovia, dal muscolo scheletrico e dai denti primari. Queste cellule hanno la capacità di differenziarsi in cellule del tessuto connettivo, comprese ossa, grasso, cartilagine e muscoli. Molto è stato rivelato in l'anno scorso sull'isolamento e le caratteristiche delle MSC e sul controllo della loro differenziazione. Queste cellule hanno suscitato grande interesse grazie al loro potenziale utilizzo nella medicina rigenerativa e nell’ingegneria dei tessuti. Esistono esempi drammatici tratti dall’uso preclinico e clinico delle MSC che ne illustrano il valore terapeutico. Con lo sviluppo di nuove tecniche, sono stati identificati diversi aspetti delle interazioni delle cellule impiantate con l'ospite. Devono essere considerati prima di poter comprendere i meccanismi sottostanti. Le interazioni delle cellule impiantate con l'ospite includono la risposta immunitaria dell'ospite alle cellule impiantate, meccanismi di homing che dirigono le cellule verso il sito della lesione e la differenziazione in vivo delle cellule impiantate sotto l'influenza di segnali locali.

Popolazioni di cellule staminali si trovano nella maggior parte dei tessuti adulti e, in generale, il loro potenziale di differenziazione può riflettere le popolazioni cellulari locali. Sono state descritte cellule ematopoietiche, epidermiche, mesenchimali, neurali ed epatostaminali. È possibile che nel corpo adulto queste cellule costituiscano un serbatoio di cellule riparatrici che vengono mobilizzate dal danno e migrano verso la ferita, dove, in cooperazione con le cellule locali, partecipano alla risposta riparativa. Le cellule staminali mesenchimali isolate dal midollo osseo hanno la capacità di differenziarsi in cellule del tessuto connettivo. Alcuni esempi eclatanti dell'uso terapeutico delle MSC sono stati recentemente descritti in casi come quello malattia coronarica arterie, lesioni del midollo spinale, morbo di Parkinson e rigenerazione del fegato. Nella medicina ortopedica, le MSC sono state utilizzate per la riparazione delle ossa e della cartilagine e nel trattamento dell’osteoartrosi. La questione della risposta dell'ospite alle MSC impiantate sta diventando critica con lo sviluppo delle applicazioni cliniche. Esistono diversi aspetti delle interazioni tra cellule staminali impiantate e ospite che devono essere considerati per comprendere i meccanismi alla base della terapia con cellule staminali. Si tratta della risposta immunitaria dell'ospite alle cellule impiantate, dei meccanismi di homing che dirigono le cellule verso il sito del danno e della differenziazione delle cellule impiantate sotto l'influenza di segnali locali.

Le cellule staminali mesenchimali (MSC) sono i precursori di tutte le cellule del tessuto connettivo. Le MSC sono state isolate dal midollo osseo e da altri tessuti adulti di una varietà di specie di vertebrati. Si sono moltiplicati in coltura e si sono differenziati in diverse cellule che formano tessuti, come ossa, cartilagine, grasso, muscoli, tendini, fegato, reni, cuore e persino cellule cerebrali. I recenti progressi nell’applicazione pratica delle MSC nella rigenerazione del condilo articolare umano dell’articolazione sinoviale sono esempi della loro funzionalità e versatilità.

Pertanto, le cellule mesenchimali, dopo la differenziazione, formano varie cellule del tessuto connettivo.

Cellule staminali stromali

Sono state create linee di cellule staminali mesenchimali umane in grado di differenziarsi in varie cellule tissutali, comprese le ossa, cellule nervose, cellule stromali del midollo osseo, supportano la crescita delle cellule staminali emopoietiche e delle cosiddette “cellule tumorali stromali” mescolate con cellule tumorali. Le cellule stromali umane provenienti dal midollo osseo che possiedono telomerasi hanno una maggiore durata della vita e supportano la crescita delle cellule clonogeniche ematopoietiche. Il trasferimento del gene del riccio indiano (porcospino) ha aumentato significativamente l'espansione delle cellule staminali emopoietiche supportate dalle cellule stromali del midollo osseo umano. Sono utili le cellule staminali mesenchimali geneticamente modificate strumenti terapeutici per il trattamento del danno al tessuto cerebrale (ad esempio, a seguito di infarto cerebrale) e delle neoplasie cerebrali maligne. Il trapianto di cellule staminali mesenchimali protegge il cervello dal danno ischemico acuto conseguente all'occlusione dell'arteria cerebrale media in un modello animale. La trasduzione del gene del fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF) ha ulteriormente aumentato l'efficacia protettiva contro il danno ischemico. Le cellule staminali mesenchimali hanno un'eccellente capacità di migrazione e hanno un effetto inibitorio sulle cellule di glioma. La modificazione genetica delle cellule staminali mesenchimali con citochine terapeutiche aumenta l'effetto antitumorale e prolunga la sopravvivenza degli animali affetti da tumori. Terapia genetica, l'utilizzo di cellule staminali mesenchimali come citoragente mirato e protettivo dei tessuti rappresenta un approccio promettente.

Questa recensione si concentra sulle cellule staminali del midollo osseo. Vengono descritti i metodi per l'identificazione, la coltura, l'accumulo di cellule e il trapianto di cellule staminali, compreso l'isolamento di linee di cellule staminali ematopoietiche e mesenchimali e l'analisi dettagliata utilizzando più CD e altri marcatori per identificare piccole sottopopolazioni di cellule staminali. La sezione sulle cellule staminali del sangue del cordone ombelicale è seguita da una discussione dettagliata della situazione attuale nell'uso clinico delle cellule staminali, dei suoi recenti fallimenti legati a fattori epigenetici, dei vari approcci alla scoperta di cellule staminali del midollo osseo altamente multipotenti e di una breve descrizione di approcci embriologici per l'identificazione delle cellule staminali del midollo osseo di base del cervello nelle prime fasi di sviluppo degli embrioni di mammifero.

Il midollo osseo dei mammiferi adulti contiene non una, ma due popolazioni distinte di cellule staminali adulte. La prima e meglio caratterizzata è la popolazione di cellule staminali emopoietiche, responsabili del mantenimento della produzione permanente di cellule del sangue. Le caratteristiche biologiche e le proprietà della seconda popolazione residente di cellule staminali del midollo osseo, chiamate cellule stromali del midollo osseo o cellule staminali mesenchimali, sono molto meno conosciute. Colture in vitro derivate da una sospensione di midollo osseo separato vari tipi mammiferi, formano colonie di cellule stromali del midollo osseo, ciascuna delle quali deriva da una singola cellula precursore chiamata fibroblasto formante colonie. Sono state sviluppate condizioni di coltura per far crescere in vitro cellule stromali del midollo osseo che conservassero la capacità di differenziarsi in ossa, grasso e cartilagine. Gran parte della conoscenza attuale su questa popolazione di cellule si basa sull'analisi delle proprietà di queste colture cellulari e non sulle proprietà delle cellule primarie che danno origine alle colonie. Le prove attuali suggeriscono che i progenitori stromali nel midollo osseo sono in situ associati alla superficie esterna dei vasi sanguigni e possono condividere l'identità con i periciti vascolari.

Pertanto, le cellule staminali stromali del midollo osseo sono un tipo di cellule staminali mesenchimali.

Cellule staminali tessuto-specifiche

Si ritiene che le cellule staminali siano importanti per la rigenerazione di numerosi tessuti adulti. Recentemente sono state identificate cellule staminali adulte con un potenziale di differenziazione molto ampio, anche se non è noto se rappresentino cellule staminali primitive o il prodotto di eventi di dedifferenziazione estremamente rari che coinvolgono cellule staminali tessuto-specifiche. È stata dimostrata anche la transdifferenziazione delle cellule staminali tessuto-specifiche oltre i confini del lignaggio, ma è stata messa in dubbio la relativa inefficienza del processo in vivo, anche in presenza di danno tissutale significato fisiologico un tale meccanismo. È interessante notare che tra le cellule staminali adulte. che vengono coltivati ex vivo per lunghi periodi di tempo, la capacità di cambiare lignaggio è maggiore. Se le decisioni sul destino delle cellule staminali diverse e normali possano essere modificate alta frequenza in situ possono essere presentate possibili terapie rigenerative per un'ampia varietà di malattie. Una comprensione integrale della rete di regolazione trascrizionale che coinvolge varie cellule staminali adulte, nonché delle vie di segnalazione che governano la loro differenziazione in tipi cellulari terapeuticamente utili, faciliterà l’applicazione clinica di queste entusiasmanti scoperte.

Pertanto, le cellule staminali tessuto-specifiche sono in grado di differenziarsi in altri tipi cellulari, ma in vivo questo processo è inefficace. Tuttavia, sono ora in fase di sviluppo approcci per realizzare possibile utilizzo questa fonte di cellule staminali.

Cellule staminali- cellule indifferenziate (immature) presenti in molti tipi di organismi multicellulari. Le cellule staminali sono in grado di autorinnovarsi, formando nuove cellule staminali, dividendosi attraverso la mitosi e differenziandosi in cellule specializzate, cioè trasformandosi in cellule di vari organi e tessuti.

Lo sviluppo degli organismi multicellulari inizia con una cellula staminale, che però nessuno la chiama così, ma si chiama zigote. Come risultato di numerosi cicli di divisione e differenziazione, si formano tutti i tipi di cellule caratteristiche di una determinata specie biologica. Nel corpo umano ci sono più di 220 tipi di cellule di questo tipo, le cellule staminali si conservano e funzionano nel corpo adulto, grazie ad esse è possibile effettuare il rinnovamento e il ripristino dei tessuti e degli organi. Tuttavia, con l’invecchiamento del corpo, il loro numero diminuisce.

IN medicina moderna le cellule staminali umane vengono trapiantate, cioè trapiantate in scopi medicinali. Ad esempio, il trapianto di cellule staminali ematopoietiche viene eseguito per ripristinare il processo di emopoiesi (formazione del sangue) nel trattamento della leucemia e dei linfomi.

Tutte le cellule staminali hanno due proprietà essenziali:

1) Autoaggiornamento, cioè la capacità di mantenere un fenotipo invariato dopo la divisione (senza differenziazione).

2) Potenza(potenziale di differenziazione), o la capacità di produrre prole sotto forma di tipi cellulari specializzati.

Esistono due meccanismi che mantengono la popolazione di cellule staminali nel corpo :

1) Divisione asimmetrica, in cui viene prodotta la stessa coppia di cellule (one cellula staminale e una cellula differenziata).

2) Divisione stocastica: Una cellula staminale si divide in due cellule più specializzate.

Il potenziale di differenziazione o potenza delle cellule staminali è la capacità di produrre una certa quantità tipi diversi cellule. Secondo la potenza, le cellule staminali sono divise in i seguenti gruppi:

1) Totipotente Le cellule staminali (onnipotenti) possono differenziarsi in cellule di tessuti embrionali ed extraembrionali, organizzate in strutture tridimensionali connesse (tessuti, organi, sistemi di organi, corpo). Tali cellule possono dare origine a un organismo vitale a tutti gli effetti. Questi includono un uovo fecondato o zigote. Anche le cellule formate durante i primi cicli di divisione dello zigote sono totipotenti nella maggior parte delle specie. Tra questi però non rientrano, ad esempio, nematodi, il cui zigote perde la totipotenza durante la prima divisione. In alcuni organismi, anche le cellule differenziate possono acquisire totipotenza. Pertanto, la parte tagliata di una pianta può essere utilizzata per far crescere un nuovo organismo proprio grazie a questa proprietà.

2) Pluripotente le cellule staminali sono le discendenti delle cellule totipotenti e possono dare origine a quasi tutti i tessuti e gli organi, ad eccezione dei tessuti extraembrionali (ad esempio la placenta). Da queste cellule staminali si sviluppano tre strati germinali: ectoderma, mesoderma ed endoderma.

3) Multipotente le cellule staminali danno origine a cellule di tessuti diversi, ma la diversità dei loro tipi è limitata entro i confini di uno strato germinale.

4) Oligopotente le cellule possono differenziarsi solo in determinati tipi cellulari con proprietà simili. Questi, ad esempio, includono cellule della serie linfoide e mieloide che partecipano al processo di emopoiesi.

5) Cellule unipotenti(cellule precursori, cellule blastiche) sono cellule immature che, in senso stretto, non sono più cellule staminali, poiché possono produrre un solo tipo di cellula. Sono capaci di autoriprodursi ripetuti, il che li rende una fonte a lungo termine di cellule di un tipo specifico e li distingue dalle cellule non staminali. Tuttavia, la loro capacità di riprodursi è limitata a un certo numero di divisioni, il che le distingue anche dalle vere cellule staminali. Le cellule progenitrici includono, ad esempio, alcune cellule miosatelliti coinvolte nella formazione del tessuto scheletrico e muscolare.

Classificazione:

1) Le cellule staminali embrionali (ESC) formano la massa cellulare interna (ICM), o embrioblasto, nelle prime fasi dello sviluppo embrionale. Sono pluripotenti. Un vantaggio importante delle ESC è che non esprimono HLA (antigeni leucocitari umani), cioè non producono antigeni di istocompatibilità. Ogni persona ha un insieme unico di questi antigeni e la mancata corrispondenza tra donatore e ricevente è la ragione più importante di incompatibilità durante il trapianto. Di conseguenza, la possibilità che le cellule embrionali del donatore vengano rigettate dal corpo del ricevente è molto bassa. Quando trapiantate in animali immunodeficienti, le cellule staminali embrionali sono in grado di formare tumori di una struttura complessa (multitessuto) - teratomi, alcuni dei quali possono diventare maligni. Non ci sono dati affidabili su come si comportano queste cellule in un organismo immunocompetente, ad esempio nel corpo umano. Tuttavia, va notato che sono già iniziati studi clinici che utilizzano derivati differenziati (cellule derivate) delle ESC. Per ottenere ESC in laboratorio è necessario distruggere la blastocisti per isolare la ECM, cioè distruggere l'embrione. Pertanto, i ricercatori preferiscono lavorare non direttamente con gli embrioni, ma con linee ESC già pronte e precedentemente isolate.

Caratteristiche delle cellule staminali embrionali

- Pluripotenza- la capacità di formare uno qualsiasi dei circa 350 tipi di cellule presenti nel corpo adulto (nei mammiferi);

- Homing- la capacità delle cellule staminali, una volta introdotte nell'organismo, di trovare l'area danneggiata e di fissarsi lì, svolgendo la funzione perduta;

- Totipotenza- la capacità di differenziarsi in un organismo intero (11 giorni dopo la fecondazione);

- Fattori, che determinano l'unicità delle cellule staminali, non si trovano nel nucleo, ma nel citoplasma. Si tratta di un eccesso di mRNA per tutti i 3mila geni [fonte non specificata 1360 giorni], responsabili dello sviluppo iniziale dell'embrione;

- Telomerasi attività. Ad ogni replicazione parte dei telomeri viene persa. Le cellule staminali, germinali e tumorali hanno attività telomerasica, le estremità dei loro cromosomi sono aggiunte, cioè queste cellule sono capaci di subire un numero potenzialmente infinito di divisioni cellulari, sono immortali.

2) Le cellule staminali fetali sono ottenute da materiale fetale dopo un aborto (di solito il periodo di gestazione, cioè lo sviluppo intrauterino del feto, è di 9-12 settimane). Naturalmente lo studio e l'utilizzo di tale biomateriale solleva anche problemi etici. In alcuni paesi, ad esempio in Ucraina e nel Regno Unito, continuano i lavori sul loro studio e utilizzo clinico. L’azienda britannica ReNeuron, ad esempio, sta esplorando la possibilità di utilizzare cellule staminali fetali per la terapia dell’ictus. Queste cellule hanno già iniziato la differenziazione e quindi ciascuna di esse, in primo luogo, può subire solo un numero limitato di divisioni e, in secondo luogo, dare origine non a qualsiasi, ma piuttosto a determinati tipi di cellule specializzate. Pertanto, cellule epatiche specializzate e cellule ematopoietiche possono svilupparsi da cellule epatiche fetali. Da fetale tessuto nervoso Di conseguenza, si sviluppano cellule nervose più specializzate.

3) Cellule staminali postnatali. Nonostante il fatto che le cellule staminali di un organismo maturo abbiano meno potenza rispetto alle cellule staminali embrionali e fetali, cioè possano generare meno tipi diversi di cellule, l’aspetto etico della loro ricerca e del loro utilizzo non suscita gravi controversie. Inoltre, la possibilità di utilizzare materiale autogeno garantisce l'efficacia e la sicurezza del trattamento. Le cellule staminali adulte possono essere suddivise in tre gruppi principali: cellule progenitrici ematopoietiche (ematopoietiche), mesenchimali multipotenti (stromali) e cellule progenitrici tessuto-specifiche.

A volte le cellule del sangue del cordone ombelicale vengono classificate in un gruppo separato perché sono le meno differenziate tra tutte le cellule di un organismo maturo, cioè hanno la maggiore potenza. Il sangue del cordone ombelicale contiene principalmente cellule staminali emopoietiche e mesenchimali multipotenti, ma contiene piccole quantità di altri tipi di cellule staminali che, in determinate condizioni, sono in grado di differenziarsi in cellule di vari organi e tessuti.

4) Cellule staminali emopoietiche (HSC) - cellule staminali multipotenti che danno origine a tutte le cellule del sangue della serie mieloide (monociti, macrofagi, neutrofili, basofili, eosinofili, eritrociti, megacariociti e piastrine, cellule dendritiche) e linfoide (linfociti T, linfociti B e cellule natural killer). La definizione di cellule emopoietiche è stata ampiamente rivista negli ultimi 20 anni. Il tessuto emopoietico contiene cellule con capacità rigenerative a lungo e breve termine, comprese cellule multipotenti, oligopotenti e progenitrici. Il tessuto mieloide contiene un HSC ogni 10.000 cellule. Le HSC sono una popolazione eterogenea. Tre sottopopolazioni di HSC si distinguono in base al rapporto proporzionale tra progenie linfoide e mieloide (L/M). Le HSC ad orientamento mieloide hanno un basso rapporto L/M (>0.<3), у лимфоидно ориентированных - высокое (>10). Il terzo gruppo è costituito dalle GSC “bilanciate”, per le quali 3? L/M? 10. Attualmente, le proprietà di vari gruppi di HSC vengono studiate attivamente, ma i risultati intermedi mostrano che solo le HSC orientate al mieloide e "bilanciate" sono in grado di autoriprodursi a lungo termine. Inoltre, gli esperimenti di trapianto hanno mostrato che ciascun gruppo di HSC ricreava preferenzialmente un diverso tipo di cellule del sangue, suggerendo la presenza di un programma epigenetico ereditato per ciascuna sottopopolazione.

La popolazione di HSC si forma durante l'embriogenesi, cioè sviluppo embrionale. È stato dimostrato che nei mammiferi le prime HSC si trovano in aree del mesoderma chiamate aorta, gonadi e mesonefro; prima della formazione del midollo osseo, la popolazione si espande nel fegato fetale. Tali studi contribuiscono alla comprensione dei meccanismi responsabili della genesi (formazione) e dell'espansione della popolazione di HSC e, di conseguenza, alla scoperta di agenti biologici e chimici (sostanze attive), che possono infine essere utilizzati per la coltivazione di HSC in vitro.

La principale fonte di HSC è il midollo osseo. Questa fonte è ancora ampiamente utilizzata in trapiantologia (vedi Trapianto di cellule staminali emopoietiche). Le HSC si trovano nel midollo osseo degli adulti, comprese le ossa pelviche, le costole, lo sterno e altre ossa. Le cellule possono essere ottenute direttamente dalle ossa pelviche utilizzando un ago e una siringa, oppure dal sangue dopo pretrattamento con citochine, tra cui il G-CSF (fattore stimolante le colonie di granulociti), che promuove il rilascio di cellule staminali dal midollo osseo.

5) Cellule mesenchimali stromali multipotenti (MMSC) - cellule staminali multipotenti in grado di differenziarsi in osteoblasti (cellule ossee), condrociti (cellule cartilaginee) e adipociti (cellule adipose).

I precursori delle MMSC durante il periodo embriogenico dello sviluppo sono le cellule staminali mesenchimali (MSC). Si possono trovare nelle aree del mesenchima, cioè del tessuto connettivo germinale.

La principale fonte di MMSC è il midollo osseo. Inoltre, si trovano nel tessuto adiposo e in numerosi altri tessuti con un buon apporto di sangue. Esistono prove che la nicchia tissutale naturale delle MMSC si trova a livello perivascolare, attorno ai vasi sanguigni. Inoltre, MMSC sono state trovate nella polpa dei denti da latte, nel liquido amniotico (amniotico), nel sangue del cordone ombelicale e nella gelatina di Wharton. Queste fonti vengono studiate ma raramente messe in pratica. Ad esempio, isolare le MMSC giovani dalla gelatina di Wharton è un processo estremamente laborioso, poiché le cellule in essa contenute si trovano anche a livello perivascolare. Nel 2005-2006, gli esperti MMSC hanno definito formalmente una serie di parametri che le cellule devono soddisfare per essere classificate come popolazione MMSC. Sono stati pubblicati articoli che presentano l'immunofenotipo delle MMSC e le direzioni della differenziazione ortodossa. Questi includono la differenziazione in cellule di tessuto osseo, grasso e cartilagineo. Sono stati condotti numerosi esperimenti per differenziare le MMSC in cellule simili ai neuroni, ma i ricercatori dubitano ancora che i neuroni risultanti siano funzionali. Vengono inoltre condotti esperimenti nel campo della differenziazione delle MMSC in miociti, cellule del tessuto muscolare. L’area più importante e promettente di applicazione clinica delle MMSC è il cotrapianto insieme alle HSC per migliorare l’attecchimento di un campione di midollo osseo o di cellule staminali del sangue del cordone ombelicale. Numerosi studi hanno dimostrato che le MMSC umane possono evitare il rigetto del trapianto, interagire con le cellule dendritiche e i linfociti T e creare un microambiente immunosoppressivo attraverso la produzione di citochine. È stato dimostrato che le funzioni immunomodulatorie delle MMSC umane vengono migliorate quando vengono trapiantate in un ambiente infiammato con livelli elevati di interferone gamma. Altri studi contraddicono questi risultati a causa della natura eterogenea delle MSC isolate e delle differenze significative tra loro a seconda del metodo di coltura.

Se necessario è possibile attivare le MSC. Tuttavia, l’efficienza del loro utilizzo è relativamente bassa. Ad esempio, il danno muscolare, anche con il trapianto di MSC, guarisce molto lentamente. Attualmente sono in corso ricerche sull'attivazione delle MSC. Precedenti studi sul trapianto endovenoso di MSC hanno dimostrato che questo metodo di trapianto spesso porta a crisi di rigetto e sepsi. Oggi è riconosciuto che le malattie dei tessuti periferici, ad esempio l'infiammazione intestinale, vengono trattate meglio non con il trapianto, ma con metodi che aumentano la concentrazione locale di MSC.

6) Cellule progenitrici tessuto-specifiche (cellule precursori) - cellule scarsamente differenziate che si trovano in vari tessuti e organi e sono responsabili del rinnovamento della loro popolazione cellulare, cioè della sostituzione delle cellule morte. Queste includono, ad esempio, le cellule miosatelliti (precursori delle fibre muscolari), cellule precursori della linfo- e della mielopoiesi. Queste cellule sono oligo e unipotenti e la loro principale differenza rispetto alle altre cellule staminali è che le cellule progenitrici possono dividersi solo un certo numero di volte, mentre le altre cellule staminali sono capaci di autorinnovamento illimitato. Pertanto, la loro appartenenza alle vere cellule staminali è messa in dubbio. Le cellule staminali neurali, che appartengono anch'esse al gruppo tessuto-specifico, vengono studiate separatamente. Si differenziano durante lo sviluppo dell'embrione e durante il periodo fetale, determinando la formazione di tutte le strutture nervose del futuro organismo adulto, compresi il sistema nervoso centrale e periferico. Queste cellule sono state trovate anche nel sistema nervoso centrale di un organismo adulto, in particolare nella zona subependimale, nell'ippocampo, nel cervello olfattivo, ecc. Nonostante il fatto che la maggior parte dei neuroni morti non venga sostituita, il processo di neurogenesi in il sistema nervoso centrale adulto è ancora possibile grazie alle cellule staminali neurali, cioè la popolazione di neuroni può “ripristinarsi”, ma ciò avviene in un volume tale da non influenzare in modo significativo gli esiti dei processi patologici.

26A Caratteristiche del DNA mitocondriale e loro utilizzo in biologia molecolare. "Eva mitocondriale".

Mitocondriale Il DNA (mtDNA) è il DNA situato (al contrario del DNA nucleare) nei mitocondri, gli organelli delle cellule eucariotiche.

I geni codificati nel DNA mitocondriale appartengono al gruppo dei plasmageni situati all'esterno del nucleo (all'esterno del cromosoma). L'insieme di questi fattori ereditari, concentrati nel citoplasma della cellula, costituisce il plasmone di un dato tipo di organismo (in opposizione al genoma).

Le sequenze codificanti (codoni) del genoma mitocondriale presentano alcune differenze rispetto alle sequenze codificanti del DNA nucleare universale.

Pertanto, il codone AUA codifica la metionina nel genoma mitocondriale (invece dell'isoleucina nel DNA nucleare), i codoni AGA e AGG sono codoni terminatori (nel DNA nucleare codificano l'arginina), il codone UGA nel genoma mitocondriale codifica il triptofano.

Per essere più precisi, non stiamo parlando di DNA mitocondriale, ma di mRNA, che viene copiato (trascritto) da questo DNA prima che inizi la sintesi proteica. La lettera U nella designazione del codone sta per uridina, che sostituisce la timina quando il gene viene trascritto in RNA.

Il numero di geni tRNA (22 geni) è inferiore a quello del genoma nucleare con i suoi 32 geni tRNA.

Nel genoma mitocondriale umano l'informazione è così concentrata che, di regola, i nucleotidi corrispondenti ai codoni terminali 3" vengono parzialmente rimossi dalle sequenze codificanti l'mRNA.

Eva mitocondriale - nome dato dai biologi molecolari alla donna che fu l'ultima antenata comune per parte materna di tutti gli esseri viventi. Poiché il DNA mitocondriale viene ereditato solo attraverso la linea materna, tutti gli esseri umani viventi ora possiedono tale DNA da "Eva". Allo stesso modo, il DNA del cromosoma Y maschile in tutti gli esseri umani di sesso maschile deve provenire dall’“Adamo biologico molecolare”.

I mitocondri sono organelli intracellulari dotati di un piccolo cromosoma. A differenza del DNA nucleare, che contiene la stragrande maggioranza dei geni e subisce ricombinazione durante la riproduzione sessuale, per cui la prole riceve metà dei geni dal padre e l'altra metà dalla madre, il bambino riceve i mitocondri e il loro DNA solo dall'ovulo materno. Poiché il DNA mitocondriale non subisce ricombinazione, i suoi cambiamenti possono avvenire solo attraverso rare mutazioni casuali. Confrontando la sequenza del DNA mitocondriale e le mutazioni che si sono verificate in esso nel tempo, è possibile non solo determinare il grado di parentela delle persone viventi, ma anche calcolare approssimativamente il tempo necessario per l'accumulo di mutazioni in una particolare popolazione delle persone. In questo modo è possibile calcolare l'era in cui non c'erano ancora mutazioni e la popolazione ancestrale delle persone era geneticamente omogenea. Nel 1987, Rebecca Cann e colleghi suggerirono che l'Eva mitocondriale avrebbe potuto vivere tra 140mila e 280mila anni fa. Secondo calcoli successivi, l'Eva mitocondriale visse circa 140mila anni fa nell'Africa orientale. Le moderne stime MP e ME danno solitamente un intervallo di età per Eva di 140mila - 230mila anni con una probabilità massima a valori dell'ordine di 180-200mila anni. Quest'ultima datazione è diventata la stima generalmente accettata. Tuttavia, nell'agosto 2013, sono emerse nuove prove che Eva visse 99-148 mila anni fa, con una probabilità massima di 124 mila anni fa.

Sebbene Eva mitocondriale prenda il nome dall’Eva biblica, non dovrebbe essere identificata con il personaggio biblico o presumere che tutti gli esseri umani discendano da una sola donna. Eva mitocondriale è un'astrazione scientifica creata per semplificare i calcoli. Infatti stiamo parlando su una popolazione genetica relativamente omogenea, tra i cui discendenti la maggior parte delle persone viventi ha ricevuto DNA mitocondriale da una donna, mentre i discendenti di altre donne nella linea femminile diretta della stessa popolazione ancestrale non sono sopravvissuti fino ad oggi. Se una donna non ha una figlia sola, il suo DNA mitocondriale non verrà trasmesso ai discendenti oltre al proprio figlio, sebbene metà degli altri geni saranno ereditati dai suoi figli e dalla loro prole.

Precursore - Una molecola che viene trasformata durante una reazione biochimica in un'altra molecola, di cui la molecola originale è il precursore

Introne (sequenza intermedia) - Una regione trascritta di un gene che non contiene codoni e viene rimossa dalla molecola di RNA durante la sua elaborazione.

Qualsiasi regione di un gene contenente introni che viene trattenuta nella molecola matura di mRNA (gli introni vengono asportati durante l'elaborazione

Cellula staminaleè una cellula immatura capace di autorinnovarsi e svilupparsi in cellule specializzate del corpo. Miliardi di cellule di un organismo in crescita (umano o animale) provengono da una sola cellula (zigote), che si forma a seguito della fusione dei gameti maschili e femminili. Questa singola cellula contiene non solo informazioni sull'organismo, ma anche un diagramma del suo sviluppo sequenziale. Durante l'embriogenesi, un ovulo fecondato si divide e dà origine a cellule che non hanno altra funzione se non quella di trasmettere materiale genetico alle generazioni cellulari successive. Si tratta di cellule staminali embrionali (ESC), il cui genoma si trova nel “punto zero”; I meccanismi che determinano la specializzazione non sono ancora stati attivati; da essi potenzialmente può svilupparsi qualsiasi cellula.

Nell'organismo adulto le cellule staminali si trovano principalmente nel midollo osseo e, in piccolissime quantità, in tutti gli organi e tessuti. Forniscono il ripristino delle aree danneggiate di organi e tessuti. Le cellule staminali, dopo aver ricevuto segnali dai sistemi di regolamentazione su una sorta di "problema", corrono attraverso il flusso sanguigno verso l'organo interessato. Possono riparare quasi tutti i danni, trasformandosi sul posto necessario per il corpo cellule (ossa, muscolatura liscia, fegato, muscolo cardiaco o anche nervo) e stimolanti riserve interne il corpo per rigenerare (ripristinare) un organo o tessuto.

Le cellule altamente differenziate (cardiomiociti, neuroni) praticamente non si dividono, mentre le cellule meno differenziate - fibroblasti, epatociti mantengono parzialmente la capacità di riprodursi e, in determinate condizioni, si dividono e aumentano il loro numero. Lo schema generale è che se una cellula ha raggiunto lo stadio di differenziazione, il numero di divisioni che può subire è limitato. Quindi, ad esempio, per un fibroblasto il limite di divisione è di 50 divisioni, per una cellula staminale del sangue – 100. Il fenomeno descritto ha un grande significato biologico: se si verifica una rottura nel genoma della cellula, la mutazione si replicherà in quantità limitata e non avrà un ruolo importante per l’organismo nel suo insieme.

Il corpo adulto è molto piccolo. Accade quindi che l'organismo non sia più in grado di rinnovare da solo le cellule perdute: o la lesione è troppo grande, oppure l'organismo è indebolito, oppure l'età non è più la stessa. È possibile aiutare un paziente a riprendersi da cirrosi, ictus, paralisi, diabete e una serie di malattie del sistema nervoso? Oggi gli scienziati sono in grado di indirizzare le cellule staminali “lungo la strada giusta”. I progressi in quest’area della medicina cellulare rendono praticamente illimitati gli usi terapeutici delle cellule staminali.

È noto che ogni persona ha origine da un padre e da una madre, o meglio, dall'unione dell'ovulo della madre e dello sperma del padre durante un piacevole passatempo. Cioè, l'origine di tutto ciò che abbiamo - pelle, muscoli, capelli, organi interni - dobbiamo a due cellule unite in una - lo zigote.

Durante l'embriogenesi, lo zigote si divide e dà origine a cellule che non hanno altra funzione se non quella di trasmettere materiale genetico alle successive generazioni cellulari. Queste sono cellule staminali embrionali. Il genoma di queste cellule indifferenziate è al “punto zero”; i meccanismi che determinano la specializzazione non si sono ancora attivati. Si tratta di cellule anonime, cellule “senza nome né patronimico”. Da loro si sviluppano tutte le cellule altamente differenziate del corpo (cardiomiociti, neuroni, ecc.).

Dopo aver distribuito tra loro le responsabilità, le cellule altamente differenziate vengono chiuse per ulteriori modifiche e possono solo essere “lette”, ciascuna in un formato specifico: una cellula nervosa è solo una cellula nervosa, incapace di partecipare alla creazione del tessuto epiteliale o di entrare nella composizione del miocardio, ecc. Le cellule di un organismo adulto sono caratterizzate da caste: ogni gruppo fa il suo lavoro e non interferisce con le attività delle cellule di un altro gruppo. Allo stesso tempo, alcune cellule staminali riescono ancora a sfuggire alla certezza e rimangono disponibili per ulteriori elaborazioni solo in casi di estrema necessità. A seconda dei bisogni e delle aspirazioni, possono trasformarsi in qualsiasi cellula altamente differenziata del corpo, cioè le cellule staminali sono un materiale da costruzione universale da cui cresce "qualsiasi cosa": dai neuroni cerebrali e dalle cellule del sangue alle cellule dei tessuti che rivestono l'intestino, e altri organi interni.

Ciao al corpo umano beh, le cellule staminali “vagano” liberamente e indipendentemente attraverso le sue distese, duplicandosi all'infinito sotto l'influenza di un certo gene. Sono disoccupati. E non appena le cellule staminali ricevono un segnale genetico dallo “scambio di lavoro” (un problema, un danno a un tessuto o un organo), si precipitano attraverso il flusso sanguigno verso l'organo interessato. Possono trovare quasi tutti i danni, trasformandosi sul posto in cellule necessarie per il corpo (ossa, muscolatura liscia, fegato, nervi).

Il corpo umano contiene circa 50 miliardi di cellule staminali, che si rinnovano regolarmente. Nel corso degli anni, il numero di questi "mattoni" viventi è diminuito: si trova sempre più lavoro per loro e non c'è nessuno che li sostituisca. Cominciano a svanire all'età di 20 anni e all'età di 70 anni ne rimangono pochissimi. Inoltre, le cellule staminali di una persona anziana non sono più così universali: possono ancora trasformarsi in cellule del sangue, ma non possono più trasformarsi in cellule nervose. A questo proposito, con la vecchiaia una persona inizia ad assomigliare a un frutto secco.

L'introduzione artificiale di cellule staminali nel corpo aiuta a sostituire le cellule pigre, vecchie o malate del corpo per continuare una vita attiva. Già oggi gli scienziati possono ottenere cellule staminali, coltivarle e indirizzarle sulla “giusta strada”. I progressi nel campo della medicina cellulare rendono quasi illimitate le possibilità di utilizzo terapeutico delle cellule staminali. Esiste una reale speranza di curare un numero enorme di malattie diverse.

Quali fonti di cellule staminali vengono utilizzate oggi per questi scopi? "Salvare le persone che stanno annegando è il lavoro delle stesse persone che stanno annegando", quindi una persona può diventare lei stessa un donatore di cellule staminali. Il maggior numero di essi si trova nel midollo osseo del bacino. Da lì vengono estratte le cellule staminali stromali mediante una puntura. Quindi, in condizioni di laboratorio in modo speciale vengono mobilitati, accumulati e reimmessi nel corpo, dove, con la partecipazione di speciali sostanze di segnalazione, vengono inviati al “punto dolente”. Va notato che le colonie possono essere coltivate anche da una singola cellula stromale. E una metamorfosi assolutamente incredibile: le cellule staminali stromali possono così "dimenticare" la loro origine nel midollo osseo che, sotto l'influenza di determinati fattori, si trasformano in cellule nervose (neuroni) o cellule muscolari cardiache.

È stato dimostrato che 2 settimane dopo l'aggiunta di una speciale sostanza di segnalazione alla coltura delle cellule stromali, queste sono già costituite per l'80% da neuroni. Il 90% delle cellule stromali introdotte nella zona infartuata vengono completamente trasformate in cellule muscolari cardiache, ripristinando quasi completamente la funzione miocardica. Tuttavia, le cellule stromali di un organismo adulto hanno una funzionalità limitata, cioè la loro possibile specializzazione tissutale è limitata in un modo o nell'altro. Inoltre, tutte le cellule staminali adulte sono catalogate e dotate di un timbro speciale: “mio”. Quindi la donazione in questo ambito è irta dell’emergere di un confronto chiamato “innesto contro ospite”.
Una seconda fonte di cellule staminali è il sangue del cordone ombelicale raccolto dopo la nascita del bambino. Questo sangue è molto ricco di cellule staminali. Prelevando questo sangue dal cordone ombelicale del bambino e collocandolo in una criobanca (conservazione speciale), le cellule staminali possono successivamente essere utilizzate per ripristinare quasi tutti i tessuti e gli organi di questo individuo. È anche possibile utilizzare queste cellule staminali per curare altri pazienti, purché siano antigene-compatibili. Scienziati americani hanno ottenuto cellule staminali dalla placenta umana (lì il loro numero è 10 volte maggiore che nel sangue del cordone ombelicale), che sono in grado di trasformarsi in cellule della pelle, del sangue, dei muscoli e dei nervi. Tuttavia, creare una struttura per la conservazione del sangue cordonale e del materiale placentare è costoso. In Russia non esistono praticamente criobanche di questo tipo.

La fonte di un altro tipo di cellule staminali, le cellule staminali fetali, è il materiale abortivo della 9-12 settimana di gravidanza. Questa fonte è di gran lunga la più utilizzata. Ma a parte le tensioni etiche e legali, le cellule fetali a volte possono causare il rigetto del trapianto. Inoltre, l'uso di materiale abortivo non testato rischia di infettare il paziente con epatite virale, AIDS, citomegalovirus, ecc. Se nel materiale viene diagnosticata la presenza di virus, il costo del metodo aumenta, il che alla fine porta ad un aumento del costo del trattamento si.

La fonte delle cellule staminali può essere la mucosa del rinofaringe. È dominato da cellule staminali parzialmente specializzate che possono trasformarsi in cellule del tessuto nervoso: neuroni e cellule gliali. Queste cellule sono adatte per il trattamento delle malattie del cervello e del midollo spinale. Tuttavia, l’applicabilità di queste cellule per sostituire cellule diverse dalle cellule nervose richiede ulteriori ricerche. Inoltre, l’estrazione e lo stoccaggio di questo materiale richiedono molta manodopera.

Le cellule staminali mesenchimali si trovano nel tessuto adiposo, cartilagineo e muscolare. Attualmente l’isolamento di queste cellule dal tessuto adiposo ottenuto mediante liposuzione è molto promettente.

Infine, un'altra fonte di cellule staminali è la blastocisti, che si forma durante il 5°-6° giorno della fecondazione. Queste sono cellule staminali embrionali. Sono le più universali rispetto alle cellule staminali adulte e sono in grado di differenziarsi in tutti i tipi di cellule del corpo. Il lato positivo dell'utilizzo di queste cellule staminali universali è il fatto che non riportano il marchio “mio”: le cellule non appartengono a nessuno e non svolgono alcuna funzione particolare, e quindi non c'è reazione di rigetto quando vengono somministrate. Anche se le cellule staminali embrionali vengono prelevate da un altro organismo, non vengono rigettate perché sulla loro superficie non sono ancora presenti antigeni di istocompatibilità.

Una cellula staminale embrionale è morbida e flessibile, come la plastilina e, a differenza delle cellule staminali adulte, può trasformarsi in “qualsiasi cosa” senza alcuna restrizione. Inoltre, una cellula staminale embrionale ha un sistema di autocontrollo unico: si riproduce attivamente, ma non appena si verifica un errore durante la divisione, alla cellula viene dato il comando di suicidarsi. Quindi il rischio di cancro quando si utilizzano cellule staminali embrionali è improbabile. Tuttavia, questa fonte di cellule staminali ha i suoi inconvenienti: in primo luogo, in Russia non esiste alcuna raccolta di cellule staminali umane e, in secondo luogo, l'uso di materiale embrionale è percepito negativamente dai cittadini religiosi e conservatori, perché la fonte di tali cellule sono gli aborti medici. .

Gli oppositori della terapia cellulare embrionale considerano non etico l'uso di feti abortiti, definendolo un attacco alla vita umana, anche se questa vita informe salva qualcuno da morte certa. Gli oppositori del metodo credono che l'uso di embrioni umani per ottenere cellule staminali possa spingere le donne a intraprendere una sorta di business: l'aborto per ricevere denaro in cambio di un embrione, soprattutto perché il trapianto di cellule staminali è ora considerato uno dei più promettenti in l'industria medica.

Quanto sopra ha spinto gli scienziati a iniziare a studiare le cellule staminali ottenute da un embrione di pecora nera di 3 settimane. Gli specialisti della clinica Medileen hanno pubblicato studi che confermano la loro pluripotenza, cioè la capacità di formare molti, ma non tutti, tipi di cellule. Le cellule staminali isolate da un embrione di pecora nera, in determinate condizioni di coltivazione, sono in grado di differenziarsi prima in cellule neurali e poi in astrociti. Durante il trapianto di cellule di pecora appena isolate in pazienti con insufficienza epatica, è stato dimostrato che le cellule del donatore attecchiscono attivamente e si differenziano in epatociti. Il livello di ripopolamento del fegato ricevente è stato dell'81%. Il funzionamento attivo di queste cellule in questo caso è stato osservato per più di un anno con un livello stabile di sintesi dell'albumina. La concentrazione di cellule staminali negli organi bersaglio è del 60–87%. Tali studi confutano l'opinione di numerosi scienziati nazionali sull'impossibilità di innestare queste cellule staminali embrionali nell'uomo.

Va sottolineato che le cellule staminali citate sono ottenute da una “linea pura” di animali: molte generazioni di questa specie sono coltivate in condizioni di laboratorio e sono state sottoposte a seri controlli per garantire che non portino batteri e virus, oltre che difese immunitarie. e malattie ereditarie. Queste cellule staminali mancano di specificità di specie (antigeni di specie) e non causano rigetto immunitario. La qualità del trapianto quando si utilizzano cellule staminali embrionali di pecora aumenta perché queste sono arricchite con “agenti di segnalazione” (il cosiddetto fattore di direzione). Di conseguenza, le cellule staminali sono in grado di entrare in contatto solo con un certo tipo di tessuto danneggiato, ripristinando la propria funzione quando danneggiato. Tutto quanto sopra ci permette di parlarne un altro direzione promettente terapia cellulare nel trattamento di gravi malattie degenerative.

Da un memorabile giorno d'estate Dal 1909, quando l’istologo russo Alexander Maksimov introdusse il termine “cellule staminali”, la controversia su di esse non si è placata. Ogni anno gli scienziati rivelano i loro segreti, il che dà origine a nuovi misteri.

Quindi, cellule staminali. Cos'è: una panacea per tutti i mali o il più grande malinteso le menti migliori scienza medica? Gli esperimenti sugli animali confermano che con l'aiuto di queste cellule miracolose è possibile curare tumori maligni, infiammazioni delle articolazioni, malattie del fegato, del cuore e dello stomaco. Anche Orenburg è stata aggiunta all'elenco delle città russe in cui viene utilizzato questo metodo progressivo. Qui le cellule staminali hanno cominciato ad essere utilizzate per curare le articolazioni. Ma ci sono scienziati che parlano in modo molto riservato dell'uso delle cellule staminali allo stato attuale delle conoscenze sul loro effetto sul corpo e suggeriscono di usarle solo per curare coloro che non hanno altra possibilità di salvarsi la vita.

Cellule staminali: cosa sono?

I bambini sanno già che un organismo vivente, sia esso una persona, un animale o una pianta, si ottiene dalla fusione delle cellule riproduttive maschili e femminili. Di conseguenza, si forma uno zigote. Questa è una struttura diploide che ha un set completo di cromosomi e dà origine a qualsiasi cellula. Di più in un linguaggio semplice Uno zigote è una creazione naturale unica da cui vengono create tutte le parti dei corpi viventi in un modo ancora incomprensibile alla scienza.

È chiaro che per questo lo zigote deve formare molte strutture cellulari in modo che ce ne sia abbastanza per tutti gli organi. Nei mammiferi inizia a dividersi entro un giorno dalla sua formazione. Il risultato sono 2 piccole “figlie zigote”, identiche al 100% alla loro “madre zigote”. Dopo un altro giorno e mezzo, le "figlie" vengono nuovamente divise in due, formando 4 gemelli - "nipoti". Entro la fine del quinto giorno, l'embrione contiene circa 30 cellule, copie esatte dello zigote originale, solo molte volte più piccole di dimensioni. Si chiamano blastomeri. In questa fase, il DNA e le proteine in essi contenuti vengono sintetizzati attivamente, ma il genoma non è ancora coinvolto e la trascrizione non viene eseguita nei nuclei, cioè sono ancora immaturi. Speriamo di aver spiegato molto chiaramente cosa sono le cellule staminali. Esageratamente, puoi chiamarli solo pasta, e nessuno sa cosa ne plasmerà la natura, braccia, gambe o cuore e fegato. Le cellule staminali sono presenti negli organismi non solo nella fase iniziale del loro sviluppo, ma anche quando tutti gli organi sono già completamente formati, cioè fino alla fine della vita. Sono necessarie per ripristinare i tessuti dopo un danno; solo le persone anziane hanno circa 50 volte meno cellule staminali rispetto ai giovani. Tutti hanno due proprietà: la capacità di autorinnovarsi senza differenziazione e la capacità di produrre cellule altamente specializzate.

Cellule staminali embrionali: cosa sono?

Si chiamano ESK in breve. Come accennato in precedenza, sono formati dallo zigote e costituiscono la massa cellulare dell'embrione nella primissima fase della sua vita. Sono tutti pluripotenti, cioè possono trasformarsi in una cellula di qualsiasi organo. Un'importante caratteristica distintiva delle ESC è che non sono ancora in grado di produrre antigeni responsabili della compatibilità tissutale. Ognuno di noi ha un set individuale di tali antigeni, il che porta al mancato riconoscimento delle cellule staminali del donatore da parte del sistema immunitario della persona a cui vengono somministrate. Con le ESC questo problema è minimo, per questo si propone di utilizzarle in procedure terapeutiche, ad esempio, per trattare le articolazioni con cellule staminali. Tuttavia, nei topi sperimentali con sistema immunitario indebolito, a cui sono state trapiantate le ESC, è comparsa la comparsa di ESC tumore maligno. Quindi, una risposta esatta a ciò che sta accadendo ai sistemi corpo umano dopo aver introdotto l'ESC nei suoi organi, non ancora. Il secondo svantaggio è che l'embrione muore dopo la sua rimozione, quindi è impossibile ottenere materiale autogeno, ma solo materiale donatore.

Cellule staminali fetali o FSC

Questo materiale è ottenuto da parti del feto dopo un aborto, se il feto non ha più di 12 settimane. In questa fase, le cellule staminali iniziali o blastomeri hanno già deciso il loro destino futuro e hanno iniziato la differenziazione. Cioè, hanno già superato un certo numero di divisioni. La loro seconda caratteristica è che è impossibile produrre tutte le cellule di cui abbiamo bisogno dalla FGC, ma solo una cosa, ad esempio i tessuti del sistema nervoso, o cardiovascolare, o osteocondrale. Questo è il loro grande vantaggio, perché i medici possono utilizzarli in modo più mirato e ridurre il rischio di complicanze. È su questi principi che si basa, ad esempio, il trattamento dell’artrosi con le cellule staminali. In Russia questo metodo è ancora in fase di sperimentazione, poiché l’FSK presenta alcuni svantaggi. Consistono nel fatto che nelle cellule fetali possono già essere presenti virus dell'epatite, dell'AIDS, del micoplasma e alcuni altri virus. Pertanto, tale materiale dovrebbe obbligatorio sottoporsi a costosi esami e preparazioni aggiuntivi utilizzando attrezzature speciali. Il secondo problema relativo al loro utilizzo è una questione legale su cui occorre concordare.

Cellule staminali postnatali o PSC

Il termine “postnatale” significa “dopo la nascita”, cioè per tutta la vita dell’individuo. Si ritiene che in questa fase non esistano cellule staminali di alta qualità, ma esistono ancora, anche nelle persone anziane, ma hanno solo una bassa potenza (potenziale). Ma possono essere utilizzati con grande efficienza e sicurezza, poiché le PSC sono autogene e non derivate da donatori. Prendendo questa base, iniziarono a Orenburg e in altre cliniche che praticavano terapie simili. Consiste nel fatto che le cellule staminali del paziente vengono prelevate mediante puntura, vengono attivate in laboratorio in dispositivi speciali, coltivate nella quantità richiesta e reintrodotte al proprietario. Nel suo corpo, le cellule staminali vengono inviate all'organo danneggiato, dove iniziano il processo di ripristino.

Il metodo presenta due problemi:

1. Non si sa mai con certezza se il sistema immunitario rifiuterà o accetterà le proprie cellule staminali.

2. Nessuno sa esattamente cosa succede alle cellule staminali estratte dal loro ambiente normale (midollo osseo) e come cambiano quando vengono coltivate in laboratorio.

Per questi motivi, gli scienziati che hanno condotto esperimenti sul trapianto di PSC in pazienti con artrosi in una città come Orenburg non hanno ancora dato una garanzia al 100%. Le cellule staminali, a loro avviso, rappresentano una svolta fantastica nella medicina, ma non sono ancora state completamente comprese.

Tipi di cellule postnatali

Abbiamo scoperto che gli ESC sono tutti universali, cioè possono diventare qualsiasi cosa. Gli FGC sono più specifici, ma possono essere utilizzati per creare diversi organi in interi sistemi, ad esempio il sistema nervoso. E i PSC hanno la brevettabilità più piccola, cioè sono massimamente differenziati. Tra questi ci sono i seguenti:

Emopoietico o HSC;

Cellule stromali mesenchimali multipotenti o MMSC;

Specifico per i tessuti;

Tutti i linfociti, i globuli rossi, le piastrine e le altre cellule del sangue sono ottenuti da HSC.

Il ruolo delle cellule staminali progenitrici tessuto-specifiche (antecedenti) nella sostituzione delle cellule ordinarie nei tessuti degli organi, secondo ragioni varie morto. La loro caratteristica distintiva è un numero di divisioni strettamente fisso, per cui non sempre sono classificate come vere cellule staminali.

Possibilità di trattamento non chirurgico delle articolazioni

È stato stabilito che le MMSC, a seguito di ulteriori divisioni, diventano osteoblasti, condrociti e adipociti. Ortopedici e traumatologi hanno glorificato la città russa di Orenburg con le loro ricerche in questa direzione. Hanno trattato l'artrosi con cellule staminali MMSC a pazienti che non potevano più camminare, il danno alle loro articolazioni era così grave. Dal tessuto adiposo di questi pazienti sono state prelevate cellule staminali, quindi il materiale è stato posto in condizioni sterili in un ambiente speciale, dove è stato coltivato il tipo di cellule desiderato per due settimane. Prima di somministrare il farmaco risultante ai pazienti, è stato accuratamente testato per verificare la presenza di tutti i tipi di agenti patogeni. Al momento, tutti coloro che hanno subito tale trattamento si sentono soddisfatti e i loro segni di artrosi sono notevolmente diminuiti. Ma, come dicono i medici, le conclusioni finali sono ancora lontane, poiché è necessario effettuare ulteriori test per vedere come andranno le cose nei pazienti testati tra due anni. Finora il lavoro svolto da Orenburg può essere considerato solo il primo esperimento russo riuscito. Cellule staminali artrosi, artrite, emartro e altre malattie (se confermate risultati positivi) sarà in grado di “curare” le persone senza installare endoprotesi costose e scarsamente sopravvissute, il che salverà i pazienti da operazioni complesse e difficili. Un'altra direzione nell'utilizzo delle MMSC è la loro differenziazione in miociti per il ripristino del tessuto muscolare.

Sangue del cordone ombelicale

Secondo le statistiche, più della metà della popolazione mondiale è colpita in un modo o nell'altro dall'artrosi delle articolazioni. Le cellule staminali MMSC probabilmente daranno a migliaia di persone la felicità di movimenti facili e indolori e riporteranno molti di loro al lavoro. Queste MMSC sono ottenute non solo dal tessuto osseo e adiposo, ma anche dal sangue del cordone ombelicale. Viene raccolto dopo la nascita del bambino e la legatura del cordone ombelicale. Il materiale risultante è di circa 80 ml. Particolarmente alto effetto curativo produce un innesto che unisce sangue cordonale e midollo osseo. Oltre all'artrosi, secondo i medici, questo sangue può essere utilizzato per più di 70 disturbi, compreso il cancro. I ricercatori ripongono grandi speranze nella possibilità di utilizzare il sangue del cordone ombelicale assistenza efficace per malattie infantili incurabili con altri metodi, ad esempio leucemia, sarcoma, cancro al cervello. Sono attualmente in corso ricerche per determinare come si comportano le cellule staminali del sangue del cordone ombelicale quando somministrate a pazienti affetti da schizofrenia, paralisi cerebrale e morbo di Parkinson e Alzheimer. Questo materiale viene raccolto e conservato nelle banche del sangue. Sono pubblici e privati.

Cellule staminali vegetali

Tutte le piante, poiché sono sistemi multicellulari, possiedono anche cellule staminali, che sono concentrate nel callo, nelle piantine, nei germogli e nei giovani germogli. La ricerca è stata effettuata con ginseng, stella alpina, rosa, gardenia e altre piante. Ma i risultati più positivi sono stati mostrati dalle cellule staminali dell'uva rossa o dell'Amur. Il ramo dell'Estremo Oriente dell'Accademia delle scienze russa ha scoperto che sono loro che aiutano a curare l'epatite, e scienziati della Crimea hanno scoperto che le cellule staminali vegetali, in particolare l'uva, possono essere utilizzate nel trattamento del cancro. Di grande interesse è anche la sostanza resveratrolo, originariamente scoperta nel vino rosso francese e poi ritrovata nelle cellule staminali dell'uva. È un assistente prioritario nella lotta per la giovinezza della pelle e del corpo. Questa scoperta è stata utilizzata dai creatori della crema antietà “Libriderm”. Le cellule staminali ottenute dall'uva non solo aiutano a levigare le rughe e ad eliminare il rilassamento cutaneo, ma anche a idratarla perfettamente, rendendola morbida, tenera e protetta. Le donne che hanno provato Libriderm evidenziano i seguenti vantaggi:

Consistenza delicata;

Facile da applicare sul corpo;

Non provoca reazioni allergiche;

Idrata la pelle quasi tutto il giorno;

Allevia l'irritazione.

A loro non piaceva nella panna alto prezzo e l'assenza di un ringiovanimento evidente entro un mese di utilizzo.

Medicina delle cellule staminali fai da te

Si ritiene che le cellule staminali prelevate dalle piante siano molto meno pericolose di quelle prelevate dall'uomo o dagli animali, poiché ne trasportano meno informazioni genetiche e non hanno un impatto così potente e, soprattutto, imprevedibile. Tuttavia, soprattutto se somministrati per iniezione, possono causare conseguenze indesiderate. Ma uso esterno, secondo un dipendente dell'Università statale di Mosca. Lomonosov E. Rodimina, va solo per il bene. Offre anche una ricetta su come preparare una crema in casa, in cui le cellule staminali lavoreranno per migliorare le condizioni della pelle del viso.

Le materie prime possono essere germogli e giovani germogli d'uva, ma è meglio tagliare le talee dai cespugli d'uva e far crescere il callo su di essi. Per fare questo, i rami vengono posti in acqua per un giorno o due, dopodiché vengono estratti, avvolti in uno straccio inumidito con acqua (o giornale bagnato), quindi in un sacchetto di cellophane e posti in un luogo caldo. Il callo risultante deve essere separato, asciugato e macinato. Successivamente, versare un cucchiaio raso (cucchiaio) con un bicchierino (100 g) di vodka e lasciare agire per 7 giorni. I germogli e i germogli dell'uva devono essere posti in un contenitore e riempiti anche con la vodka. Aggiungere l'infuso risultante alla crema a basso contenuto di grassi preparata, ad esempio l'aloe vera, e mescolare accuratamente. È possibile assumere il prodotto anche per via orale, aggiungendo qualche goccia a tisane e succhi.