Лечение стволовыми клетками // Cвойства стволовых клеток
СВОЙСТВА СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК
Какими уникальными свойствами обладают стволовые клетки?
Стволовые клетки отличаются от других типов клеток. Все стволовые клетки, независимо от их происхождения, обладают тремя важными свойствами - они делятся и самообновляются, они не обладают какими-либо специфическими функциями и могут давать начало другим специализированным клеткам.
Возможность деления и самообновления. В отличие от мышечных клеток, клеток крови и нервных клеток, которые обычно не могут воспроизводить сами себя, стволовые клетки могут воспроизводить себя многократно - пролиферировать. Начальная популяция стволовых клеток, которая пролиферирует в течение многих месяцев, может дать миллион подобных клеток. Если эти стволовые клетки продолжают оставаться неспециализированным, говорят, что они обладают способностью длительного самообновления.
Ученые пытаются понять два фундаментальных свойства стволовых клеток, которые относятся к их длительному самообновлению:
- почему эмбриональные стволовые клетки могут пролиферировать в течение года или больше в лаборатории без дифференцировки, но большинство неэмбриональных стволовых клеток не могут этого?
- какие факторы в организме обычно регулируют пролиферацию стволовых клеток и самообновление?
Ответы на эти вопросы помогут понять, как регулируется процесс пролиферации клеток в период эмбрионального развития или в процессе ненормального деления клеток, что отмечается при раковых опухолях. Эти данные могли бы повысить эффективность выращивания эмбриональных и неэмбриональных стволовых клеток в лаборатории.
Ученых интересуют особые факторы и условия, которые заставляют стволовые клетки оставаться неспециализированными. Ученым потребовалось много времени, чтобы научиться выращивать в лабораторных условиях стволовые клетки без их спонтанной дифференцировки в специфичные клетки. Например, потребовалось почти двадцать лет, чтобы понять, как выращивать человеческие эмбриональные стволовые клетки в лаборатории после разработки условий дл выращивания стволовых клеток мышей. Поэтому требуется понимание сигналов в зрелом организме, которые вызывают пролиферацию популяции стволовых клеток и оставляют эти клетки неспециализированными до тех пор, пока не нужны новые клетки.
Стволовые клетки неспециализированы. Одним из фундаментальных свойств стволовых клеток является то, что какую-либо специфическую тканевую структуру, позволяющую им выполнять определенную функцию. Например, стволовые клетки не могут перекачивать кровь по организму, как клетки миокарда сердца, не могут переносить в себе кислород как это делают эритроциты. Однако, неспециализированные стволовые клетки могут трансформироваться в специализированные клетки, включая клетки миокарда сердца, клетки крови или нервные клетки.
Стволовые клетки могут давать начало другим специализированным клеткам. Когда неспециализированные стволовые клетки дают начало специализированным клеткам, этот процесс называется дифференцировкой. В процессе дифференцировки клетки обычно проходят несколько этапов, при этом на каждом этапе они становятся более специализированными. Ученые только начали понимать сигналы внутри и вне клеток, которые запускают каждый этап процесса дифференцировки. Внутренние сигналы контролируются генами клеток. Это участки ДНК, несущие какую-либо целостную информацию и контролирующие развитие определённого признака или свойства. Внешние сигналы для клеточной дифференцировки - это химические вещества, секретируемые другими клетками, физический контакт с соседними клетками и некоторые молекулы в микросреде. Взаимодействие сигналов во время процесса дифференцировки приводит к тому, что клеточная ДНК приобретает эпигенетические отметки, которые ограничивают экспрессию ДНК в клетках.
Многие вопросы касательно дифференцировки стволовых клеток остаются неразрешенными. Например, имеется ли схожесть между внутренними и внешними сигналами для клеточной дифференцировки разных стволовых клеток? Есть ли особый набор сигналов, которые способствуют особой дифференцировке стволовых клеток? Ответы ан эти вопросы помогут найти ученым способы контроля дифференцировки стволовых клеток в лаборатории, тем самым выращивать определенные клетки или ткани, которые могут применяться для особых целей, клеточной терапии или скрининга препаратов.
Взрослые стволовые клетки обычно генерируют клетки того типа, где они находятся. Например, кроветворные стволовые клетки в костном мозге обычно дают начало многим клеткам крови. Считается, что клетки, дающие начало клеткам крови - гематопоэтические стволовые клетки - не могут давать начало клетками совершенно иных тканей - например, клеткам нервной ткани. Современные эксперименты показывают, что стволовые клетки из одной ткани могут давать начало клеткам абсолютно других тканей. Этот вопрос пока что остается спорным в сообществе ученых.
(495) 545·17·30 - информация по лечению стволовыми клетками
