Стволовые клетки синоним

Фраза «стволовые клетки»

Фраза состоит из двух слов и 15 букв без пробелов.

Ассоциации к фразе «стволовые клетки»

Какие слова мужского и женского рода, а также фразы ассоциируются с этой фразой.

Мужские слова

+ ствол −

Ваша ассоциация добавлена!

Синонимы к фразе «стволовые клетки»

Какие близкие по смыслу слова и фразы, а также похожие выражения существуют. Как можно написать по-другому или сказать другими словами.

Фразы

• + альтернативный сплайсинг −
• + биосинтез белка −
• + генетический аппарат −
• + гистологическое исследование −
• + деление клеток −
• + естественные киллеры −
• + желточный мешок −
• + ионные каналы −
• + клетки крови −
• + клетки человека −
• + клеточная терапия −
• + красный костный мозг −
• + кровеносное русло −
• + культура клеток −
• + микрочип имплантат −
• + молекулярный уровень −
• + наследственная информация −
• + новые клетки −
• + окислительный стресс −
• + опухолевые клетки −
• + плодное яйцо −
• + половая клетка −
• + противораковые препараты −
• + регенеративная медицина −

Ваш синоним добавлен!

Написание фразы «стволовые клетки» наоборот

Как эта фраза пишется в обратной последовательности.

иктелк еыволовтс 😀

Написание фразы «стволовые клетки» в транслите

Как эта фраза пишется в транслитерации.

в армянской🇦🇲 ստվոլովըե կլետկի

в грузинской🇬🇪 სთვოლოვიე კლეთკი

в латинской🇬🇧 stvolovye kletki

Как эта фраза пишется в пьюникоде — Punycode, ACE-последовательность IDN

xn--b1aajwobri0g xn--e1agebd7b

Как эта фраза пишется в английской Qwerty-раскладке клавиатуры.

cndjkjdstrktnrb

Написание фразы «стволовые клетки» шрифтом Брайля

Как эта фраза пишется рельефно-точечным тактильным шрифтом.

⠎⠞⠺⠕⠇⠕⠺⠮⠑⠀⠅⠇⠑⠞⠅⠊

Передача фразы «стволовые клетки» на азбуке Морзе

Как эта фраза передаётся на морзянке.

⋅ ⋅ ⋅ – ⋅ – – – – – ⋅ – ⋅ ⋅ – – – ⋅ – – – ⋅ – – ⋅ – ⋅ – ⋅ – ⋅ ⋅ ⋅ – – ⋅ – ⋅ ⋅

Произношение фразы «стволовые клетки» на дактильной азбуке

Как эта фраза произносится на ручной азбуке глухонемых (но не на языке жестов).

Передача фразы «стволовые клетки» семафорной азбукой

Как эта фраза передаётся флажковой сигнализацией.

Остальные фразы со слова «стволовые»

Какие ещё фразы начинаются с этого слова.

• стволовые клетки человека

Ваша фраза добавлена!

Остальные фразы из 2 слов

Какие ещё фразы состоят из такого же количества слов.

• а вдобавок
• а вдруг
• а ведь
• а вот
• а если
• а ещё
• а именно
• а капелла
• а каторга
• а ну-ка
• а приятно
• а также
• а там
• а то
• аа говорит
• аа отвечает
• аа рассказывает
• ааронов жезл
• аароново благословение
• аароново согласие
• аб ово
• абажур лампы
• абазинская аристократия
• абазинская литература

Комментарии

@bbflh 06.01.2020 15:50

Что значит фраза «стволовые клетки»? Как это понять?..

Ответить

@dqovxeb 11.09.2022 23:26

1

Народный словарь великого и могучего живого великорусского языка.

Онлайн-словарь слов и выражений русского языка. Ассоциации к словам, синонимы слов, сочетаемость фраз. Морфологический разбор: склонение существительных и прилагательных, а также спряжение глаголов. Морфемный разбор по составу словоформ.

По всем вопросам просьба обращаться в письмошную.

В Википедии есть статья «стволовая клетка».

Русский[править]

Тип и синтаксические свойства сочетания[править]

ство—ло—ва́·я клет—ка

Устойчивое сочетание (термин). Используется в качестве именной группы.

Произношение[править]

• МФА: [stvəɫɐˈvaɪ̯ə ˈklʲetkə]

Семантические свойства[править]

Значение[править]

1. микробиол., мед. клетка, которая на протяжении всей жизни индивидуума остается клеткой одного и того же типа и сохраняет способность поставлять клетки, которые специализируются в одном направлении и замещают погибающие клетки ◆ Отсутствует пример употребления (см. рекомендации).

Синонимы[править]

1. СК

Антонимы[править]

Гиперонимы[править]

Гипонимы[править]

Этимология[править]

Перевод[править]

Список переводов
Английскийen: stem cell Французскийfr: cellule souche ж.

Библиография[править]

Статья нуждается в доработке. Это незаконченная статья. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. В частности, следует уточнить сведения о: семантике этимологии (См. Общепринятые правила).

Наш организм состоит из более чем двухсот различных типов клеток. Эти 10¹³ маленьких живых объектов связаны сложными сетями взаимодействий, причем каждая клетка выполняет свою строго определенную функцию во благо всего организма. За разнообразие клеточного состава и обновление изношенных клеток отвечают стволовые клетки (СК). Они бывают разными и отличаются в первую очередь способностью дифференцироваться — «превращаться» в специализированные клетки. Плюрипотентная СК может дать начало всем клеткам, присутствующим во взрослом организме; СК крови может дать все возможные типы клеток крови (но не нейрон или клетку эпителия кишечника), а потомки клетки — предшественницы кератиноцитов могут быть только кератиноцитами (такая клетка называется унипотентной). Подробнее о типах и свойствах стволовых клеток, а также о том, как их можно изучать и применять в медицине, рассказывает специальный выпуск журнала «Биохимия»: «Такие разные стволовые клетки». Редакция журнала «Биохимия» и «Биомолекула» предлагают вашему вниманию обзорную статью, которая резюмирует работы, опубликованные в этом номере.

Стволовые клетки взрослого организма

Стволовые клетки (СК) находятся в организме в строго определенных местах, которые, благодаря окружающим клеткам и внеклеточному матриксу [1], обеспечивают правильное функционирование стволовых клеток. Такие места называются клеточной нишей [2]. В костном мозге есть два типа СК: кроветворные, способные дифференцироваться во все клетки крови, и мезенхимные (МСК), дающие начало костной, хрящевой и жировой тканям и составляющие важную часть стромы кроветворения (ниши кроветворной СК), но ни при каких обстоятельствах не способные дифференцироваться в клетки крови.

«Биомолекула» уже немало писала про стволовые клетки. Для начала предлагаем читателю ознакомиться с прекрасным обзором «Ствол и ветки: стволовые клетки» [3]. — Ред.

Самые первые — стволовые клетки крови

Первыми СК взрослого организма, с которыми познакомилась наука, стали, пожалуй, стволовые клетки крови. Еще в 1903 году русский ученый А.А. Максимов, наблюдая за поведением клеток крови, ввел понятие «стволовая клетка». Иерархия клеток-предшественниц в кроветворной системе представлена несколькими отделами, которые были определены физиологическими методами. Кроветворные клетки лабораторных мышей уничтожали радиацией, затем облученным животным подсаживали клетки, «стволовость» которых требовалось изучить. Оказалось, что в костном мозге есть стволовые клетки, способные к мультипотентной дифференцировке во все линии кроветворных клеток и к активному и многократному делению. В их силах полностью восстановить кроветворение в облученном организме. На этом свойстве СК крови основан успех пересадки костного мозга пациентам после лучевой терапии лейкозов.

Ниже в иерархии стоят олигопотентные клетки-предшественницы — родоначальницы только нескольких линий клеток крови, таких как общие миелоидные предшественники (дающие моноциты, мегакариоциты, эритроциты) и общие лимфоидные предшественники (дающие В-, Т- и НК-клетки ).

Этой увлекательнейшей теме посвящен комикс «Кем быть? Как гемопоэтическая стволовая клетка выбирает профессию» [5]. — Ред.

Еще более низкую ступень в иерархии занимает отдел уни- и бипотентных клеток-предшественниц, способных дифференцироваться только в одном или двух направлениях.

Процессы кроветворения в эмбрионе и взрослом организме в значительной мере различаются, и об этом можно прочитать в статье С.А. Рыбцова и М.А. Лагарьковой в тематическом номере «Биохимии» [4].

Самые популярные — мезенхимные стволовые клетки

Если стволовые клетки крови интенсивно изучают уже более 100 лет, то активные исследования МСК начались лишь в последней четверти ХХ века. Особенно интересен их потенциал для клеточной терапии, поскольку они содержатся в костном мозге, взятие образца которого не очень травматично для человека. МСК активно делятся в чашке Петри, и их можно «подтолкнуть» к дифференцировке в костную, хрящевую и жировую ткани.

Большой медицинский потенциал сподвиг Бигильдеева А.Е. с соавторами досконально изучить этот тип клеток при помощи генетического штрихкодирования клеточных популяций [6]. При извлечении МСК из костного мозга [7] в каждую клетку вносят метку — небольшой уникальный фрагмент ДНК, который встраивается в геном клетки и потому будет находиться в геномах всех ее потомков. Анализ этих меток после роста в чашке Петри позволяет определить, потомки каких клеток размножились сильнее, а каких — не оставили потомков.

Оказалось, что популяция МСК гетерогенна и представлена множеством клеточных клонов (потомков одной исходной клетки), различающихся по способности к делению и дифференцировке. При многократном пересеве культуры ее клональный состав значительно меняется из-за ухода потомков клеток, не способных к долгому размножению. МСК с высокой способностью к размножению чаще выявляются на ранних этапах культивирования вне организма, и в поликлональной популяции МСК содержится лишь небольшое количество таких клеток. В связи с этим в подходах регенеративной медицины, требующих активного размножения клеток, рекомендуется применять МСК ранних пассажей (то есть те, что жили в чашке Петри недолго). Благодаря подобным исследованиям становится ясно, что хранить в замороженном виде МСК в больших количествах невозможно: для этого придется их долго культивировать, и они могут утратить требуемые стволовые свойства. Тут можно обратиться к более ранним стволовым клеткам, каких во взрослом организме уже не остается.

Эмбриональные стволовые клетки

Некоторые стволовые клетки функционируют не просто в особом месте организма, но и в строго определенное время. Тотипотентностью — способностью дифференцироваться во все клетки организма и экстраэмбриональные ткани — обладает только зигота, но уже после нескольких делений это свойство утрачивается навсегда. На стадии бластоцисты происходит первая специализация клеток эмбриона: выделяются клетки трофобласта (наружный слой, который затем образует экстраэмбриональные ткани) и клетки внутренней клеточной массы, из которых разовьется весь организм (рис. 1). Последние при культивировании в чашке Петри называются эмбриональными стволовыми клетками (ЭСК). Впервые удалось вывести этот тип клеток в культуру в 1981 году [8]. Добавляя в культуральную среду определенные белки — факторы роста, — удается долго поддерживать ЭСК в недифференцированном плюрипотентном состоянии. ЭСК активно размножаются, сохраняя при этом свои свойства, что позволяет получать большое количество клеток для исследовательских задач и для применения в медицине.

Однако, несмотря на свои уникальные свойства, ЭСК не лишены недостатков. А поскольку для получения ЭСК приходится разрушать эмбрион, возникли и этические вопросы. Часть общества негативно настроена по отношению к применению ЭСК в медицине и науке, даже несмотря на то, что донорами ЭСК служат эмбрионы, оставшиеся невостребованными при процедуре экстракорпорального оплодотворения [9], и существует технология забора единичных клеток [10], применяемая, например, для ранней эмбриональной диагностики и не вызывающая гибели эмбриона. В 2017 году в России вступил в силу федеральный закон № 180-ФЗ «О биомедицинских клеточных продуктах», регулирующий использование стволовых клеток человека в медицине. Он запрещает использовать для производства биомедицинских клеточных продуктов биоматериал, полученный из эмбрионов или плодов человека. Запрещаются искусственное создание эмбриона человека, прерывание или нарушение процесса развития эмбриона или плода человека в целях производства биомедицинских клеточных продуктов. Поэтому исследователи и бизнес вынуждены фокусироваться на разработке продуктов из постнатальных клеток, то есть взятых уже после рождения.

ИПСК — «искусственные» плюрипотентные стволовые клетки

Один из многообещающих источников стволовых клеток, позволяющий избежать упомянутых этических проблем, — индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) [11]. За открытие технологии их получения Синья Яманака и Джон Гёрдон в 2012 году были удостоены Нобелевской премии по физиологии или медицине [12]. ЭСК и ИПСК практически неотличимы друг от друга, но явное преимущество ИПСК перед ЭСК состоит в том, что для их получения не нужно разрушать эмбрион. Необходимо просто добыть из взрослого организма материал, забор которого не причиняет человеку вреда: фибробласты кожи, волосяные луковицы, кровь. Чаще всего используют фибробласты из нижнего слоя кожи, вырабатывающие коллаген и эластин и первыми спешащие на помощь при заживлении раны. Их преимущество в том, что они хорошо (и дешево!) размножаются в культуре, а протоколы «репрограммирования» — методы возвращения клетки взрослого организма в плюрипотентное состояние — отлажены и широко доступны. Извлеченные клетки размножают в культуре и разными способами перепрограммируют. Затем, после тщательной характеристики, подтверждающей, что клетки стали плюрипотентными и не содержат хромосомных аномалий, приступают к экспериментам.

Подробнее о перепрограммировании клеток рассказывает статья «Была клетка простая, стала стволовая» [11]. — Ред.

Существуют разные протоколы перепрограммирования — как со вставкой ДНК прямо в геном клетки (подходят только для исследовательских целей), так и не оставляющие следов в геноме (подходят и для медицинского применения ИПСК). Получение ИПСК с помощью доставки репрограммирующих факторов в вирусных векторах (например, лентивирусных, относящихся к тому же семейству вирусов, что и ВИЧ), которые встраиваются в геном клетки, широко распространено в лабораторной практике ввиду высокой эффективности, методологической простоты и дешевизны.

Однако клетки, несущие в своем геноме вирусные вставки, потенциально опасны из-за возможности активации протоонкогенов в организме пациента — прямого пути к развитию злокачественных заболеваний. Чтобы сделать ИПСК безопасными для медицины, предстояло преодолеть проблемы геномной интеграции и неполного «замолкания» трансгенных факторов репрограммирования, возникающие при использовании вирусных систем. Появились протоколы перепрограммирования, не требующие изменения генома. Среди таких методов можно отметить применение синтетических РНК факторов репрограммирования или же самих этих факторов, в белковой форме. Доставленные в клетку, эти молекулы начинают работать так, будто бы клетка сама их синтезировала. Однако широкому распространению этих методов препятствует то, что синтез и очистка РНК и белков в пробирке стόят очень дорого, а эффективность репрограммирования готовыми белками очень низка: в ИПСК превращаются лишь 0,006% обработанных клеток.

Решение, как это часто бывает в науке и технике, удалось подсмотреть у природы. С одной стороны, никакая искусственная система доставки биологических молекул в клетку не будет так эффективна, как вирус, поскольку он миллионы лет эволюции оттачивал мастерство заражения клетки. С другой стороны, кроме упомянутых выше, существуют вирусы с совершенно другим жизненным циклом, в ходе которого вирусный генетический материал не встраивается в геном клетки-хозяина, — а это именно то, что нужно для безопасных медицинских манипуляций. Производство таких вирусных векторов тоже не дешевое «удовольствие», но это неудобство с лихвой окупается высокой эффективностью перепрограммирования — до 1% (да, для репрограммирования клеток это действительно много!). Получаемые таким методом ИПСК безопасны для клинического использования, поскольку геном клетки не меняется (а значит, и не повреждается), и никакие опасные трансгены в организме пациента активироваться не могут.

Впрочем, каким бы способом мы ни получали ИПСК, лишь в редких случаях можно работать непосредственно с плюрипотентными клетками. При изучении заболеваний «в пробирке» целесообразнее всего анализировать именно тот тип клеток, который повреждается при этой болезни. Для клинической практики плюрипотентные клетки не подходят категорически, поскольку в организме они могут превратиться много во что, в том числе и в опухоль (тератому). Необходимо трансплантировать именно тот тип клеток, который нуждается в замене или восполнении, и современные клеточные технологии позволяют сделать это в условиях лаборатории.

Дифференцировка плюрипотентных клеток «в пробирке»

Изучать «молекулярные детали» большинства заболеваний прямо на пациентах неудобно (или даже невозможно): например, если болезни подвержены мозг или сердце, образцы поврежденных тканей можно получить только после смерти пациента. Зачастую к моменту ухода пациента из жизни ткани и органы повреждены болезнью настолько, что в них не остается интересующих исследователя клеток. В мозге страдавших болезнями Альцгеймера или Паркинсона на месте пораженных структур остаются только пустоты, и говорить об изучении причин гибели нейронов уже не приходится. Вот почему исследователям необходимы адекватные модели различных заболеваний.

Разработку и проверку новых лекарств на стадии доклинических исследований ведут на модельных животных, и это порождает массу ограничений, так как многие вещества метаболизируются у таких животных и человека по-разному. Лабораторные животные не страдают многими заболеваниями — той же болезнью Паркинсона, например. В таком случае поражение специфического типа нервных клеток вызывают химическими веществами или усиленной работой мутантного гена, с которым связывают развитие болезни. Модель, основанная на таком «искусственном» развитии болезни у лабораторного животного, не всегда адекватно воспроизводит симптомы заболевания, а это затрудняет его изучение.

С одной стороны, проблема решается прочно укоренившейся в мире практикой клинических исследований, доказывающих эффективность и оправданность применения разрабатываемых лекарств на людях . С другой стороны, заметно помочь в разработке препаратов могут модели заболеваний на основе ИПСК, несущих связанные с развитием той или иной болезни мутации, из клеточного материала пациентов с установленным диагнозом. ИПСК представляют собой практически бесконечный источник клеточного материала и могут превращаться в любой тип клеток взрослого организма, в том числе в предшественников нейронов, зрелые нейроны и кардиомиоциты. Разработка таких моделей наследственных заболеваний позволит изучать функции продуктов мутантных генов в клетке и механизмы развития патологии. Дифференцированные производные ИПСК можно использовать для скрининга новых лекарственных препаратов (рис. 2).

«Биомолекула» рассказывала об этом во всех подробностях в спецпроекте по клиническим исследованиям.

Для создания модели заболевания на основе ИПСК необходимо превратить их в тот тип клеток, который повреждается при изучаемой патологии. Наиболее востребованы модели нейродегенеративных и кардиологических заболеваний, ведь в этих случаях поврежденные ткани напрямую не доступны исследователям. Для запуска дифференцировки в нужную сторону необходимо воспроизвести в чашке Петри те же условия, с которыми клетка сталкивается в организме. Рассмотрим, как можно получить клетки нервной системы — нейроны, производящие дофамин (а именно они погибают при болезни Паркинсона [14], [15]).

Дифференцировка в клетки нервной системы: трудно, долго, красиво

Тут мы должны слегка углубиться в эмбриологию, ведь нужно будет имитировать все изменения в окружении клетки, происходящие от стадии бластоцисты до формирования головного мозга. Придется учитывать и механические воздействия на клетку, и своевременное появление определенных белков — факторов дифференцировки, — и их концентрацию, и состав солей в окружающей клетку среде, и особенности поверхности, к которой клетка прикреплена.

Перед запуском ИПСК в дифференцировку важно убедиться, что клетки растут в оптимальной плотности: они должны занимать почти всю площадь чашки Петри. Это необходимо, чтобы на старте превращения клетки давили друг на друга ровно так, как это происходит на первом этапе формирования нервной системы эмбриона — при развитии нервной трубки. Клетки, которые находятся на дне нервной бороздки, испытывают давление из-за активного размножения соседних клеток и изгибания самой бороздки в трубку, а клетки, расположенные сверху, наоборот, испытывают растяжение и превращаются в нервный гребень. Из нервного гребня впоследствии развивается множество типов клеток, в том числе и волосяные луковицы, а из клеток, находящихся на дне нервной бороздки, образуется центральная нервная система (рис. 3).

Для дифференцировки в нейроны помимо механических сил необходимо воздействие специальных факторов — в основном, белка Noggin (на английском сленге означает «башка»). Он ингибирует сигнальные пути, ведущие к формированию мезодермы, обеспечивая таким образом нейрализацию (образование нервной трубки) эктодермы над местом закладки хорды. Добавляя в чашку Петри к ЭСК или ИПСК рекомбинантный белок Noggin, можно получить чистую популяцию ранних нейронных предшественников, аналогичных клеткам нервной трубки.

В процессе развития нервной трубки происходит ряд событий, ведущих к усложнению ее пространственной организации и клеточного состава. После замыкания нервной трубки начинается активное деление ее клеток, приводящее к многослойности трубки. Одновременно с разрастанием и утолщением нервной трубки происходит ее изгибание, необходимое для «укладки» формирующегося мозга в черепной коробке. За специализацию дофаминергических нейронов черной субстанции среднего мозга отвечают белок Sonic hedgehog (да-да, он назван в честь ёжика Соника) и фактор роста фибробластов 8 (FGF8).

Здесь важно правильно выбрать последовательность и количество белковых факторов, добавляемых в питательную среду дифференцирующимся клеткам (рис. 4). Если на ранних этапах развития нервная система представляла собой просто трубку, то теперь мозг приобретает сложную трехмерную организацию. Решающую роль в этом процессе играют градиенты факторов дифференцировки: выделяясь в определенных участках мозга, эти факторы диффундируют в окружающие ткани, и чем дальше от «места производства», тем их концентрация ниже. Сигналом к формированию определенного типа нейронов служит не сам по себе фактор дифференцировки, а его концентрация. Например, если добавить в среду с дифференцирующимися клетками меньше Sonic hedgehog, то вместо нейронов, вырабатывающих дофамин, мы получим нейроны, производящие гамма-аминомасляную кислоту [16], относящиеся к совершенно другой структуре мозга и выполняющие другие функции.

На последнем этапе дифференцировки клетки культивируют в присутствии нейротрофных факторов BDNF и GDNF , которые способствуют созреванию нейронов (рис. 5). Это очень важная стадия дифференцировки: хотя судьба клеток (их «профессия») уже определена, но без прохождения этого этапа клетки так и останутся специализированными нейронными предшественниками. На данном этапе клетки «взрослеют», то есть перестают размножаться, образуют длинный отросток, начинают выделять нейромедиатор, формировать между собой сеть взаимодействий и проводить электрические импульсы — иначе говоря, начинают выполнять те функции, для которых и предназначены во взрослом мозге.

Интересно, что на эти факторы сейчас возлагают немалые надежды в лечении болезни Паркинсона, при которой происходит массовая гибель нейронов: «Лечение болезни Паркинсона нейротрофическими факторами: есть ли свет в конце туннеля?» [17]. — Ред.

Поскольку при нейродегенеративных заболеваниях, в том числе и при болезни Паркинсона, гибнут именно зрелые нейроны у взрослых людей, а не их размножающиеся предшественники, для моделирования болезни правильно брать как раз зрелые нейроны, чтобы с большей достоверностью повторить развитие патологических процессов. С другой стороны, можно изучать особенности дифференцировки нейронов и выяснять, что и как на эту дифференцировку влияет. Аналогичные подходы можно применить при получении кардиомиоцитов — клеток сердца, изучать которые прямо в организме тоже непросто.

Дифференцировка в клетки сердца

Получение ИПСК от пациента и их последующая направленная дифференцировка в кардиомиоциты открывают новые возможности для изучения патогенеза наследственных сердечно-сосудистых заболеваний, в частности гипертрофической кардиомиопатии, от которой до сих пор не разработано эффективного лечения. При этом заболевании утолщаются стенки левого желудочка и межжелудочковой перегородки, развиваются сердечная недостаточность и аритмия, возрастает риск внезапной сердечной смерти. Гипертрофическая кардиомиопатия — одна из самых распространенных сердечно-сосудистых патологий: 1 случай на 500 человек. Елена Дементьева с коллегами создала модель этого заболевания на основе пациентспецифичных ИПСК [19]. Исследовав геном пациента с гипертрофической кардиомиопатией, коллектив обнаружил мутацию R326Q в гене MYBPC3, кодирующем миозин-связывающий белок С. Этот белок расположен в саркомере и играет важную роль в сокращении кардиомиоцита. ИПСК пациента и здорового донора (в качестве контроля) превратили в клетки сердца, которые воспроизводили такие признаки гипертрофической кардиомиопатии, как нарушение динамики потоков ионов кальция и их повышенное внутриклеточное содержание.

Таким образом, описанная клеточная модель для изучения гипертрофической кардиомиопатии представляет собой кардиомиоциты, полученные в результате направленной дифференцировки ИПСК пациента с этой болезнью.

3D-дифференцировка: миниорганы в пробирке

Исследования последних лет, связанные с созданием 3D-органоидов (Еремеев А.В. с соавторами [20]) из ЭСК или ИПСК, существенно облегчили исследования в области моделирования органогенеза человека in vitro и стали мощным инструментом для исследования механизмов развития патологий сложных органов, равно как и разработки новых подходов к их терапии. В последние годы были созданы многоклеточные органоиды мозга человека [21], толстой кишки [22], почек, сетчатки, печени. Разумеется, пока 3D-модели многоклеточных органов на основе 2D-культур имеют свои ограничения и лишь условно имитируют их сложную архитектонику [23], [24].

Тем не менее органоиды всё активнее используют в биомедицине. С помощью органоидов на основе ИПСК уже изучают механизмы наследственных заболеваний мозга (например, микроцефалии), а на органоидах мозга и кишечника проводят тестирование кандидатных лекарственных препаратов для лечения муковисцидоза и лихорадки Зика [25], [26]. Сейчас исследователи получают органоиды из нескольких типов клеток головного мозга или же клеток определенных зон. Добавление соответствующих факторов морфогенеза позволяет получать органоиды различных региональных подтипов мозга: коры головного мозга, мозжечка, среднего мозга, переднего мозга, гипоталамуса, гиппокампа. Есть основания полагать, что клетки в органоидах больше похожи на клетки в организме, чем плоские 2D-культуры на чашке Петри, поскольку они развиваются и образуют связи между собой более «правильно».

Применение плюрипотентных стволовых клеток в медицине

Еще в прошлом веке предпринимались попытки лечения тяжелых заболеваний с помощью клеточной терапии, то есть трансплантации новых, здоровых клеток на место гибнущих от болезни. Так, в 1987 году в Университете Лунда в Швеции провели ряд операций по подсадке в мозг пациентов с болезнью Паркинсона предшественников нейронов, полученных из эмбриона человека. У некоторых пациентов наступили значительные улучшения. Пересаженные клетки выживали в мозге пациентов и довольно долго нормально функционировали. Тем не менее улучшение наблюдалось далеко не во всех случаях, а иногда развивались и осложнения: пересаженные клетки «заболевали» болезнью Паркинсона.

Для решения проблем, выявленных в предыдущей серии трансплантаций, запустили TRANSEURO — клиническое исследование в Европе, в ходе которого в 2014–2016 годах 11 пациентам трансплантировали предшественников нейронов, вырабатывающих дофамин. Однако из-за источника клеток — эмбрионов человека — возникли как этические, так и чисто технические трудности, связанные с получением фетального материала и невозможностью его стандартизации для клинического применения. Из-за сбоев в поставке ткани для трансплантации из 90 запланированных операций по подсадке таких клеток осуществили только 20, и на данный момент проект остановлен. Для того чтобы обойти эти сложности, активно разрабатывают эффективные методы дифференцировки ЭСК и ИПСК для дальнейшего их применения в клинической практике.

Для клинического применения клеточной терапии с использованием ЭСК/ИПСК важно избежать иммунной реакции «трансплантат против хозяина». Технология ИПСК теоретически позволяет исключить или значительно снизить реакцию иммунной системы благодаря использованию собственных линий ИПСК. Однако на практике получение ИПСК и их дальнейшая дифференцировка для каждого пациента всё еще слишком дороги и длительны.

В качестве альтернативы Киотский университет запустил проект Stock, нацеленный на создание банка разных линий ИПСК, типированных по иммунологическим параметрам совместимости (как это делается при пересадке органов). Было подсчитано, что 50 линий ИПСК, специально отобранных по этому принципу, позволят охватить 73% населения Японии. Но не стόит забывать, что развитию иммунного ответа могут способствовать и клетки врожденной иммунной системы, такие как макрофаги и естественные киллеры.

Первые клинические испытания клеточного продукта, полученного из ИПСК, провели в Японии в 2017 году. Тестирование клеток пигментного эпителия сетчатки глаза, дифференцированного из ИПСК, показало, что получать производные ИПСК для каждого конкретного пациента, увы, нерентабельно [27]. Получение клеточного продукта очень трудоемко, дорого и требует жесткого контроля качества каждой созданной клеточной линии — будь то ИПСК или дифференцированные клетки. Поэтому научная общественность склоняется к применению в клеточной терапии «иммунологически совместимых» производных ЭСК и ИПСК. Такие клеточные продукты хоть и не позволят полностью избежать иммунного ответа, но смогут его снизить до уровня, с которым справится более мягкая иммуносупрессивная терапия.

Клинические испытания клеточной терапии болезни Паркинсона с помощью производящих дофамин нейронов, дифференцированных из ИПСК, планируется начать в Киотском университете и в Королевском госпитале Мельбурна. Этому решению предшествовали годы экспериментов на животных моделях. В серии экспериментов на приматах, стартовавшей еще в 2005 году, удалось подобрать оптимальный протокол операции: какое количество клеток нужно ввести в мозг животного, на какой стадии дифференцировки подсаживать клетки, чтобы они оставались в живых и наилучшим образом «встраивались» в поврежденные участки мозга и оказывали терапевтический эффект.

В связи с дороговизной и трудоемкостью получения линий ИПСК для каждого конкретного пациента, взоры практиков сейчас обращены к проектам, подобным Stock. Чтобы еще больше упростить и удешевить клеточную терапию, исследователи хотят прибегнуть к «обману» иммунной системы и получить одну универсальную линию ИПСК, которая бы подходила любому пациенту. Для этого можно генетическими методами убрать с поверхности клетки молекулы HLA I класса — метку «свой—чужой» для иммунной системы: именно различия в этой молекуле между индивидами приводят к реакции «хозяин против трансплантата». Если HLA I класса на поверхности нет, клетки становятся «невидимыми» для большинства иммуноцитов. Но небольшая их часть (естественные киллеры), наоборот, начинает распознавать такие клетки как опасные, поскольку специализируются на определении объектов без сигнала «свой». Однако и их можно обвести вокруг пальца, над чем сейчас и трудятся во многих лабораториях.

Клеточная терапия с использованием стволовых клеток различного происхождения набирает обороты в мировой практике. Такой подход клеточной терапии, как пересадка костного мозга, уже давно прижился в клинической практике. Терапия МСК не всегда дает хорошие результаты. Однако в случае реэпителизации поврежденных кожных покровов (например, при синдроме диабетической стопы) эффективность применения МСК уже показана в клинических исследованиях [28].

В клинику готовы войти и производные плюрипотентных стволовых клеток (ЭСК и ИПСК). Полученные из ЭСК олигодендроциты [29] и клетки поджелудочной железы [30], производящие инсулин, находятся на финальных этапах клинических испытаний. В случае олигодендроцитов был заявлен 15-летний срок наблюдения за пациентами после подсадки клеток в спинной мозг. Этот срок еще не истек, но негативных последствий для пациентов до сих пор не обнаружено. Начались клинические исследования клеточных продуктов для терапии таких сложных и тяжелых заболеваний, как дистрофия сетчатки и болезнь Паркинсона [31]. Многие исследования направлены на то, чтобы уменьшить или полностью исключить иммуносупрессию при пересадке дифференцированных производных ЭСК и ИПСК. Благодаря стволовым клеткам перед нами открывается огромное поле возможностей, но впереди еще большее поле научной работы.

Словарик

ИПСК (индуцированные плюрипотентные стволовые клетки)

полученный в пробирке аналог ЭСК, обладающий точно такими же морфологическими и функциональными свойствами.

МСК (мезенхимные стволовые клетки)

мультипотентные стволовые клетки, способные дифференцироваться в остеобласты (клетки костной ткани), хондроциты (хрящевые клетки) и адипоциты (жировые клетки).

СК (стволовая клетка)

неспециализированные клетки, присутствующие в организме многоклеточных животных и способные к самообновлению и дифференцировке в соответствующие специализированные клетки.

СКК (стволовая клетка крови)

мультипотентные стволовые клетки, дающие начало всем клеткам крови как миелоидного, так и лимфоидного рядов.

ЭСК (эмбриональные стволовые клетки)

плюрипотентные стволовые клетки, полученные из внутренней клеточной массы бластоцисты, культивируемые in vitro.

HLA (лейкоцитарный антиген человека)

система тканевой совместимости человека; представляет собой белки на поверхности клеток, позволяющие клеткам крови различать свои и чужеродные ткани.

1. Что такое внеклеточный матрикс и почему его все изучают;
2. Опухолевые разговоры, или Роль микроокружения в развитии рака;
3. Ствол и ветки: стволовые клетки;
4. С.А. Рыбцов, М.А. Лагарькова. (2019). РАЗВИТИЕ ГЕМОПОЭТИЧЕСКИХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК В РАННЕМ ЭМБРИОНЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ. БМ. 84, 297-313;
5. Кем быть? Как гемопоэтическая стволовая клетка выбирает профессию;
6. А.Е. Бигильдеев, А.М. Пилунов, Н.В. Сац, В.Л. Сурин, И.Н. Шипунова, et. al.. (2019). КЛОНАЛЬНЫЙ СОСТАВ МУЛЬТИПОТЕНТНЫХ МЕЗЕНХИМНЫХ СТРОМАЛЬНЫХ КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА: ПРИМЕНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ШТРИХ-КОДОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ. БМ. 84, 365-379;
7. 12 методов в картинках: клеточные технологии;
8. M. J. Evans, M. H. Kaufman. (1981). Establishment in culture of pluripotential cells from mouse embryos. Nature. 292, 154-156;
9. «За экстракорпоральное оплодотворение» — это не тост, а Нобелевская премия!;
10. Щадящие стволовые клетки;
11. Была клетка простая, стала стволовая;
12. Нобелевская премия по физиологии и медицине (2012): индуцированные стволовые клетки;
13. Французским исследователям удалось омолодить клетки столетних людей;
14. Дофаминовые болезни;
15. Болезнь Паркинсона: что изучать? как изучать?;
16. Спокоен как GABA;
17. Лечение болезни Паркинсона нейротрофическими факторами: есть ли свет в конце туннеля?;
18. Лебедева О.С. Создание модельной системы для изучения функции генов, ассоциированных с болезнью Паркинсона, с использованием технологии генетического репрограммирования: дис. … канд. биол. наук. — Москва, 2016. — 158 с.;
19. Е.В. Дементьева, С.П. Медведев, В.Р. Коваленко, Ю.В. Вяткин, Е.И. Кретов, et. al.. (2019). ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАЦИЕНТ-СПЕЦИФИЧНЫХ ИНДУЦИРОВАННЫХ ПЛЮРИПОТЕНТНЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК ДЛЯ СОЗДАНИЯ МОДЕЛИ ГИПЕРТРОФИЧЕСКОЙ КАРДИОМИОПАТИИ. БМ. 84, 413-422;
20. А.В. Еремеев, Е.А. Воловиков, Л.Д. Шувалова, А.В. Давиденко, Е.А. Хомякова, et. al.. (2019). «ГОЛЬ НА ВЫДУМКИ ХИТРА», ИЛИ ДЕШЕВЫЙ, НАДЕЖНЫЙ И ВОСПРОИЗВОДИМЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОИДОВ. БМ. 84, 448-456;
21. Как искусственные модели головного мозга и омиксные технологии пригодятся в борьбе с аутизмом;
22. Желудок размером с горошину + человеческий кишечник, выращенный в мыши;
23. Искусственные органы и тканевая инженерия;
24. Органы из лаборатории;
25. Вирус Зика — глобальная угроза?;
26. Вирус Зика: мнимая паника или реальная угроза?;
27. Michiko Mandai, Akira Watanabe, Yasuo Kurimoto, Yasuhiko Hirami, Chikako Morinaga, et. al.. (2017). Autologous Induced Stem-Cell–Derived Retinal Cells for Macular Degeneration. N Engl J Med. 376, 1038-1046;
28. Nadezhda Maksimova, Mikhail Krasheninnikov, Yuanyuan Zhang, Eugene Ponomarev, Igor Pomytkin, et. al.. (2017). Early passage autologous mesenchymal stromal cells accelerate diabetic wound re-epithelialization: A clinical case study. Cytotherapy. 19, 1548-1550;
29. First step toward testing stem cell therapy for spinal injuries. (2011). Stanford Medicine;
30. Monia Cito, Silvia Pellegrini, Lorenzo Piemonti, Valeria Sordi. (2018). The potential and challenges of alternative sources of β cells for the cure of type 1 diabetes. Endocrine Connections. 7, R114-R125;
31. Ha Thi Nguyen, Kurt Jacobs, Claudia Spits. (2018). Human pluripotent stem cells in regenerative medicine: where do we stand?. Reproduction. R143-R153.

В этой статье речь пойдет о ноу-хау мировой индустрии красоты – растительных клетках, которые принято называть стволовыми. Вы узнаете ответы на следующие вопросы

• Что такое стволовые клетки – общее понятие
• Стволовые клетки растительного происхождения, их отличие от животных
• Что же такое стволовые клетки растений в косметике и откуда их выделяют
• Где выращивают стволовые клетки растений
• Почему в косметике не применяют сами стволовые клетки
• Особенности экстрактов стволовых клеток растений
• Вспомогательные компоненты косметических средств со стволовыми клетками

Что такое стволовые клетки – общее понятие

Человеческий организм — сложная система, которая состоит из огромного количества клеток. Все мы знаем, что клетки делятся, множатся. Благодаря этому формируется наш организм и существует возможность поддерживать его нормальную работу на протяжении всей жизни. Клетки различаются по своей форме, размерам и функциям. И все это разнообразие произошло из одной единственной клетки, которая получилась в результате оплодотворения. Таким образом, можно сказать, что в этой, первой, клетке заложен потенциал (возможность) построения всего организма, всех его тканей и органов.

Ученые описывают «большой потенциал» клетки разными терминами: «мульти-», «плюри-» и «тоти-». О каждом типе чуть подробнее.

Каждая из этих приставок несет в себе определенную информацию. Например, «мульти» — чаще всего обозначает количество, «тоти» — говорит о полном потенциале, о возможностях образования из одной крошечной клетки, целого полноценного организма со всем его многообразием клеток и тканей. Если же речь заходит о приставке «плюри», то тут уже говорят о разнообразии форм.

Клетки, которые присутствуют в любом живом организме с самого начала зарождения учёные окрестили «плюрипотентными». Почему? Потому, что именно из них происходит все многообразие клеток и тканей организма Такие клетки есть у всех живых организмов.
История появления термина «стволовые клетки» уходит корнями в прошлое, далекий 1908 год. Ученый Максимов А.А. ввел понятие – стволовая (порождающая) клетка, которое актуально и в наше время и является синонимом плюрипотентная клетка.

Наука не стоит на месте и активно изучает строение, состав, образование специализированных тканей из растительных стволовых клеток, воздействие биологически активных веществ растительных стволовых клеток на ткани других организмов, в том числе и человека. Положительные результаты научных исследований позволили применить знания на практике – в косметолгии.

Косметические средства, с применением стволовых клеток стремительно набирают популярность. Именно поэтому эти таинственные клетки стали главными героями нашей статьи и имя им – стволовые.

Стволовые клетки растительного происхождения, их отличие от животных

Несколько тысячелетий назад человек научился применять удивительную способность растений – восстанавливать поврежденные ткани. Много позже ученые показали, что способность к быстрой регенерации связана с, так называемыми, инициальными (стволовыми) клетками. Такое восстановление обеспечивает особый вид клеток у растений, который называются меристематическими или меристемными. Они входят в состав особой ткани растений – меристемы. Клетки этой ткани сосредоточены в точках роста побегов и корней, которые сохраняют физиологическую активность и способность к многочисленному делению и обеспечивают не только рост и развитие растений, но и их восстановление после повреждения. Именно на этой особенности и построено вегетативное размножение растений.

Например, отрезают стебель растения и укореняют его. Но прежде, чем начнут образовываться корешки, на месте среза формируется белесый нарост. Этот нарост – разросшаяся меристематическая ткань, которая в таком виде называется каллюс.

Доказано, что:

1. стволовые клетки растительного происхождения, как и клетки животных делятся асимметрично. Это значит, что их потомки могут иметь различную судьбу – например оставаться стволовыми или же подвергаться дифференцировке;
2. стволовые клетки животных и растений отличаются от всех других клеток организма;
3. потомки стволовых клеток животных и растений в определенных условиях могут быть возвращены в недифференцированное («стволовое») состояние;
4. судьба как самих стволовых клеток, так и их потомков, определяется микроокружением, в котором они находятся или в которое попадают – так называемой «нишей» стволовых клеток.

И тот и другой вид стволовых клеток принято считать недифференцированными, не обладающими характеристиками конкретной ткани (мышечной, нервной, соединительной), а у растений – секреторной, покровной или проводящей. При этом, они могут стать дифференцированными и из них может развиться любая из вышеперечисленных тканей, парадокс.
Еще одно немаловажное различие заключается в том, насколько легко специализированные потомки стволовых клеток возвращаются в недифференцированное состояние. Для растений – это обычная история, примером тому служит вегетативное размножение, а вот, как быть с животными, их такая способность многие года отрицалась. Лишь в 2006 году удалось инициировать образование стволовых клеток из фибробластов мыши, эта область биологических исследований стала главным источником захватывающих дух научных новостей.

После рождения во взрослом организме сохраняется определенное количество стволовых клеток, которые активно включаются в работу при повреждении целостности тканей. При этом они сильно отличаются от эмбриональных, так как уже не могут стать любой другой тканью и работают узко в одном сегменте, например одни восстанавливают мышечную ткань, другие эпителиальную.

Главное различие стволовых клеток растений и животных в той генетической информации, которую несет каждый вид живых организмов.

Что же такое стволовые клетки растений в косметике и откуда их выделяют?
В начале нашей статьи мы говорили, что растения могут легко восстанавливаться, даже из небольшого фрагмента и все это за счёт клеток, которые называются меристематическими, то есть образующих меристему, образовательную ткань.

Для того, чтобы извлечь меристематические клетки, необходима та часть растения, где имеется точка роста. В лабораторных стерильных условиях из точки роста извлекают стволовую (меристематическую) клетку. Взятую клетку, например, из корешка, помещают в стерильную культуральную среду. Такая среда имитирует межклеточную среду, в которой находится стволовая клетка растения, и стимулирует ее деление. В результате такого деления образуются белесые комочки, как и на срезе поврежденного растения. Эти комочки и есть каллюс.

Где выращивают стволовые клетки растений

Для роста растительных клеток создается специальная питательная среда. Она обогащена витаминами, микро- и макроэлементами. Для комфортного роста поддерживается постоянная температура, регулируется концентрация углекислого газа и паров воды в воздухе.
Культуру клеток могут выращивать двумя способами. Это может быть суспензия каллюсных клеток в жидкой питательной среде. А может быть каллюсная культура на твердой питательной среде. Когда нарабатывается определенная масса – культуру клеток собирают и промывают от культуральной среды.

Почему в косметике не применяют сами стволовые клетки

Сейчас мы откроем вам один секрет! В косметике не применяют сами стволовые клетки. Почему – спросите вы? Просто потому, что в этом нет никакого смысла, так как активные вещества не смогут проникнуть в глубокие слои кожи.
Поэтому уже выращенные растительные клетки помещают в специализированный гомогенизатор – где тщательно измельчают. Это напоминает приготовление всеми любимого смузи. Клетки разламывают до однородной массы, выделяя при этом биологически активные вещества, похожи на вещества, которые вырабатываются клетками человека. И в дальнейшем они попадают в наш замечательный крем и сыворотки.

К этим веществам можно отнести – аминокислоты, фитогормоны, витамины, антиоксиданты, а также жирные кислоты.
Различие в генетической информации, содержащейся в разных видах растений, приводит к синтезу регуляторных веществ и фитогормонов, отличающихся у каждого вида. Поэтому и действие на организм человека этих активных веществ будет разное.

Изучив влияние стволовых клеток растений на кожу человека, технологи торговой марки «Крымская натуральная коллекция» создали серию эффективных косметических средств под названием STEM CELLS COLLECTION.
В данной линии применяются экстракт стволовых клеток оливы, винограда, центеллы и комплекс веществ, помогающих проникнуть в глубокие слои эпидермиса и восстановить увядающую дерму.

Особенности экстрактов стволовых клеток растений

В экстракте из центеллы азиатской содержатся фитогормоны, которые незаменимы для восстановления кожных покровов и помогают повернуть время вспять. Такой экстракт предотвращает клеточное старение, повышает плотность и тургор кожи.
Экстракт стволовых клеток из винограда – богат собственными антиоксидантами, которые нейтрализуют негативное воздействие свободных радикалов, предотвращая дальнейшее старение кожи. И стимулирует синтез собственных антиоксидантов.

Масляный экстракт стволовых клеток оливы – мощнейший ревитализатор или, проще говоря, восстановитель-реставратор увядающей кожи, активно стимулирует митохондриальные соединения и восстанавливает мембрану митохондрий. Подпитывает клетки дополнительной энергией, усиливая их жизнеспособность, защищает от пагубного воздействия окружающей среды, увеличивает липидный синтез, устраняет даже самые глубокие морщины.

Вспомогательные компоненты косметических средств со стволовыми клетками

Аскорбил фосфат (витамин С) – применяется нами в первую очередь как кофактор (активная часть) ферментов, участвующих в синтезе коллагена и блокирующих образование меланина, тем самым осветляя кожу и устраняя нежелательную пигментацию.

Аминокислоты (глицин, пролин, лизин) – это основные аминокислоты, которые участвуют в синтезе коллагена. В косметических средствах они работают непосредственно, как строительный элемент, за счет того, что аминокислоты без сопротивления проникают в слои эпидермиса и стимулируют выработку собственного коллагена.

ГАБА (гамма-аминомасляная кислота) – данный тип кислоты вырабатывается нашим организмов, точнее сказать, нервной системой. В тканях находятся рецепторы, ведущие напрямую к ГАБА. При взаимном контакте рецепторов и молекулы ГАБА – напряженные мышцы расслабляются, морщина становится менее заметной, появляется ощущение комфорта, легкости и расслабления.

Стволовые клетки

Что такое стволовые клетки:

Стволовые клетки — это недифференцированные клетки, способные к самообновлению и дифференцировке, то есть они могут дублироваться и трансформироваться в другие типы клеток.

Стволовые клетки могут быть индуцированы или запрограммированы для выполнения определенных функций, поскольку они еще не имеют специализации и могут создавать ткани в лаборатории или заменять органы и клетки для лечения широкого спектра патологий и расстройств человека.

Классификация стволовых клеток основана на их соответствующих потенциалах развития. Чем более примитивна ваша линия эмбрионального развития, тем больше потенциал дифференцировки стволовых клеток.

Эмбриональные или тотипотентные стволовые клетки

Они являются стволовыми клетками, присутствующими в зародышах, в результате первого деления клеток, которое произошло после оплодотворения. Они способны дифференцироваться в любую ткань человеческого организма.

Взрослые или мультипотентные стволовые клетки

Это стволовые клетки, способные дифференцироваться практически во все типы тканей человека, кроме плаценты и эмбриональных прикреплений.

Они находятся в основном в костном мозге и пуповинной крови, хотя в каждом органе тела есть немного стволовых клеток, которые обновляют его клетки на протяжении всей жизни.

Олигопотентные стволовые клетки

Это стволовые клетки, способные дифференцироваться в несколько тканей, которые обнаруживаются в нескольких тканях, например, в кишечном тракте.

Унипотентные стволовые клетки

Это стволовые клетки, которые могут дифференцироваться только в одну ткань, то есть ткань, к которой они принадлежат.

Смотрите также значение эмбрионального развития.