Какво представляват стволовите клетки и защо са важни?
Идеята за чудодейно излекуване и самоизлекуване на тела носи особено очарование. Изследванията на стволовите клетки доближават регенеративната медицина стъпка по-близо, но много от идеите и концепциите остават противоречиви. И така, какво представляват стволовите клетки и защо са толкова важни?
Стволовите клетки са вид клетки, които могат да се развият в много други видове клетки. Стволовите клетки също могат да се обновяват чрез разделяне, дори след като са били неактивни за дълго време.
Човешкото тяло изисква много различни видове клетки, за да функционира, но не произвежда всеки тип клетки напълно оформени и готови за употреба. Вместо това той произвежда стволови клетки, които имат широк спектър от възможни функции. Стволовите клетки обаче трябва да се превърнат в специфичен тип клетки, за да бъдат полезни.
Когато стволовата клетка се раздели, новите клетки могат или да се превърнат в друга стволова клетка, или в специфична клетка, като кръвна клетка, мозъчна клетка или мускулна клетка.
Учените наричат стволовата клетка недиференцирана клетка, защото тя може да се превърне във всяка клетка. За разлика от това, кръвната клетка, например, е „диференцирана“ клетка, защото тя вече е специфичен вид клетка.
Стволови клетки в терапия
В някои тъкани стволовите клетки играят съществена роля за регенерацията, тъй като те могат лесно да се разделят, за да заменят мъртвите клетки.
Учените вярват, че знаейки как работят стволовите клетки може да доведе до възможни лечения за състояния като диабет и сърдечни заболявания.
Например, ако сърцето на някого съдържа увредена тъкан, лекарите може да са в състояние да стимулират здравата тъкан да расте, като трансплантират лабораторно отгледани стволови клетки в сърцето на човека. Това може да доведе до обновяване на сърдечната тъкан.
Изследователи от малко проучване, публикувано в Списание за сърдечно-съдови транслационни изследвания тестваха този метод.
Резултатите показват 40% намаляване на размера на белези на сърдечна тъкан, причинени от инфаркти, когато лекарите трансплантират стволови клетки в увредената област.
Лекарите винаги са смятали този вид белези за постоянни и нелечими.
Това малко проучване обаче включва само 11 участници. Това затруднява преценката дали подобрението на сърдечната функция е резултат от трансплантацията на стволови клетки или се дължи на нещо друго.
Например, всички трансплантации са извършени, докато хората са били подложени на операция на сърдечен байпас, така че е възможно подобрението на сърдечната функция да се дължи на байпаса, а не на лечението със стволови клетки.
За да разследват допълнително, изследователите планират да направят друго проучване. Това проучване ще включва контролна група от хора със сърдечна недостатъчност, които се подлагат на байпас, но не получават лечение със стволови клетки.
Друго разследване, публикувано в Nature Communications през 2016 г. предполага, че терапиите със стволови клетки могат да бъдат в основата на персонализираното лечение на диабета.
В мишки и култури, отглеждани в лаборатории, изследователите успешно произвеждат секретиращи инсулин клетки от стволови клетки, получени от кожата на хора с диабет тип 1.
Джефри Р. Милман, асистент по медицина и биомедицинско инженерство в Медицинското училище във Вашингтон и първи автор, казва:
„На теория, ако можем да заменим увредените клетки при тези индивиди с нови бета-клетки на панкреаса - чиято основна функция е да съхраняват и освобождават инсулин за контрол на кръвната глюкоза - пациентите с диабет тип 1 вече няма да имат нужда от инсулинови инжекции.“
Джефри Р. Милман
Милман се надява, че тези бета-клетки, получени от стволови клетки, могат да бъдат готови за изследвания при хора в рамките на 3 до 5 години.
„Това, което предвиждаме, е амбулаторна процедура, при която някакво устройство, изпълнено с клетки, ще бъде поставено точно под кожата“, каза той.
Стволовите клетки могат да имат огромен потенциал за разработване на нови терапии.
Стволови клетки в разработването на лекарства
Един от начините, по които учените използват стволови клетки в момента, е разработването и тестването на нови лекарства.
Типът стволови клетки, които учените обикновено използват за тази цел, се наричат индуцирани плюрипотентни стволови клетки.
Това са клетки, които вече са претърпели диференциация, но които учените генетично са „препрограмирали“ с помощта на вируси, за да могат да се разделят и да станат всяка клетка. По този начин те действат като недиференцирани стволови клетки.
Учените могат да отглеждат диференцирани клетки от тези плюрипотентни стволови клетки, за да приличат например на ракови клетки. Създаването на тези клетки означава, че учените могат да ги използват за тестване на противоракови лекарства.
Изследователите вече правят голямо разнообразие от ракови клетки, използвайки този метод. Тъй като обаче те все още не могат да създадат клетки, които имитират контролирано ракови клетки, не винаги е възможно да се възпроизведат точно резултатите.
Действат ли настоящите терапии със стволови клетки?
През последните години се откриха клиники, които предлагат лечение със стволови клетки.
Изследване от 2016 г., публикувано в Клетъчна стволова клетка преброи 570 от тези клиники само в САЩ. Те предлагат терапии на основата на стволови клетки за разстройства, вариращи от спортни наранявания до рак.
Въпреки това терапиите със стволови клетки все още са предимно теоретични, а не основани на доказателства.
Много малко лечения със стволови клетки дори са достигнали най-ранната фаза на клинично изпитване. Учените извършват по-голямата част от настоящите изследвания върху мишки или чашка на Петри.
Въпреки това, Американската администрация по храните и лекарствата (FDA) позволява на клиниките да инжектират хора със собствени стволови клетки, стига клетките да са предназначени да изпълняват само нормалната си функция, според Клетъчна стволова клетка.
Откъде идват стволовите клетки?
Учените могат да събират стволови клетки по различни начини.
Ембрионалните стволови клетки идват от ембрион, който е само на няколко дни.
Учените могат да извличат възрастни стволови клетки от различни видове тъкани, включително мозъка, костния мозък, кръвоносните съдове, скелетните мускули, кожата, зъбите, червата, черния дроб и др.
Амниотичната течност съдържа стволови клетки. Много жени избират тест за амниоцентеза, който проверява за вродени увреждания преди раждането на детето. Ако лекарят задържа течността, те биха могли да я използват в бъдеще за лечение на други състояния или по време на бременността, или след раждането.
Индуцираните плурипотентни стволови клетки (iPS клетки) са клетки, които учените могат да препрограмират, за да действат като стволови клетки, за използване в регенеративната медицина.
След като съберат стволовите клетки, учените обикновено ги съхраняват в течен азот за бъдеща употреба.
Етични въпроси
В исторически план използването на стволови клетки в медицинските изследвания е противоречиво.
Това е така, защото когато терапевтичното използване на стволови клетки за пръв път дойде на вниманието на обществеността в края на 90-те години, учените извличаха човешки стволови клетки от ембриони.
Много хора не са съгласни с използването на човешки ембрионални клетки за медицински изследвания, тъй като извличането на стъблото означава унищожаване на ембриона.
Това създава сложни проблеми, тъй като хората имат различни вярвания за това какво представлява началото на човешкия живот.
За някои хора животът започва, когато се роди бебе или когато ембрионът се превърне в плод. Други смятат, че човешкият живот започва при зачеването, така че ембрионът има същия морален статус и права като възрастен човек или дете.
Президентът Джордж У. Буш имаше силни, про-житейски религиозни възгледи и той забрани финансирането на изследвания на човешки стволови клетки през 2001 г.
Администрацията на президента Обама обаче позволи частично да отмени тези изследователски ограничения.
До 2006 г. обаче учените вече са започнали да използват плюрипотентни стволови клетки. Учените не извличат тези стволови клетки от ембрионални стволови клетки. В резултат на това тази техника няма същите етични проблеми.
С този и други скорошни постижения в технологията на стволовите клетки, отношението към изследванията на стволовите клетки бавно започва да се променя.
Текущи изследвания
Изследванията на стволови клетки помагат на учените да разберат как един организъм се развива от една клетка и как здравите клетки идват да заменят дефектните клетки при хора и животни.
Разбиране на рака
Много тежки медицински състояния, които се случват при хората, като рак и вродени увреждания, се случват, защото клетките се делят необичайно.
По-доброто разбиране на стволовите клетки може да даде представа за възникването на тези заболявания и възможните възможности за лечение.
Регенеративна медицина
През юни 2016 г. двама изследователи взеха втора награда в категорията на материалите на нововъзникващото технологично състезание на Кралското общество на химията на Обединеното кралство за създаване на синтетичен биоматериал, който стимулира стволови клетки, естествени за собствените зъби на човек.
Изследователите вярват, че този материал ще замени пломбите, тъй като стволовите клетки ще подтикнат увредените зъби да се излекуват сами.
Въпреки че са необходими много повече изследвания, преди терапиите със стволови клетки да станат част от редовната медицинска практика, науката около стволовите клетки се развива през цялото време.
В почти всяка терапевтична област лекарите се надяват, че технологията на стволовите клетки ще революционизира терапевтичните норми и ще въведе поне нов стандарт за персонализирано лечение и може би дори самолечебни тела.
Кога това може да се случи, никой не е съвсем готов да каже.
Научете повече тук за стволовите клетки, откъде идват и възможните им приложения.
