תאי גזע ורפואה פלסטית מתחדשת

כיום, מעטים מתרגלים מודעים להתפתחות של כיוון חדש בטיפול במחלות חשוכות מרפא על ידי הרפואה המסורתית והלא מסורתית. מדובר ברפואה פלסטית משובי, המבוססת על שימוש בפוטנציאל התחדשותי של תאי גזע. סביב הכיוון המתפתח, התפתח דיון מדעני חסר תקדים, והולאלו-מדע מדעי, שנוצר ברובו על ידי ההיפר-אינפורמציה של רשת האינטרנט העולמית. בתוך זמן קצר מאוד, מעבדה בודקת את האפשרויות הטיפוליות של תאי גזע הלכו מעבר ניסיוני הוכנסו באופן פעיל פרקטיקה רפואית כי יצרה הרבה בעיות מדעיות, אתית, דתיות תכנית, משפטי חקיקה. המוסדות הממלכתיים והממלכתיים לא היו מוכנים, כמובן, למהירות המעבר של תאי גזע ממאכלי פטרי למערכות של טיפול תוך ורידי, דבר שלא יועיל לחברה כולה ולסבל מסוים. בשנת כמות ואיכות בלתי נתפסת של מידע על כמות תאי גזע לא קל להבין את ההזדמנויות ואנשי מקצוע (מתוכם ישנם למעשה לא, כי כולם מנסים לשלוט מגמה חדשה של המדע עצמו), שלא לדבר על הרופאים, לא מעורב ישירות ברפואת regenerativnoplasticheskoy.

[1], [2], [3]

למה אנחנו צריכים ניסויים כאלה והם צריכים משהו בכלל?

במבט ראשון, יצירת כימרות interspecies התא היא תוצאה של הדמיון מרוסן נשכח על מדען קנאי לביואתיקה. עם זאת, גישה זו הרחיבה מאוד את הידע שלנו על עובר היסוד, כפי מותר לספור את מספר תאי דרושי organogenesis (היווצרות של כבד, מוח, עור, איברים של מערכת החיסון). נוסף על כך (אולי זה הדבר העיקרי בביולוגיה של ESC), לגנטיקאים יש כלי ייחודי שעזרתם של שימור העוברים יכולה לבסס את התכלית הפונקציונלית של הגנים. ראשית, הטכניקה המיוחדת של נוקאאוט כפול ב ESC הוא "כבוי" זוג הגנים הנחקרים. אז ESCs כאלה מוזרקים לתוך הבלסטוציסט ולפקח על השינויים המתרחשים בגוף של העובר chimeric המתפתח. לפיכך היו גני פונקציה הוקמו SF-1 (פיתוח של בלוטת מין ואת הכליה), אגד-l (כרטיסיית כליות) muoD (פיתוח שרירי שלד), גאטה-L-4 (כרטיסיית erythro- ו lymphopoiesis). בנוסף, ב ESC של חיות המעבדה, ניתן להציג (transfected) גנים אנושיים לא למד עדיין כדי לקבוע את תפקודם בעזרת העובר chimeric.

אבל, ככלל, את ההצדקה של הניסוי על ידי השגת ידע בסיסי חדש אינו עונה על תמיכה של קהל רחב. תן לנו לתת דוגמה של ערך מוחל של chimerization בעזרת ESC. ראשית, מדובר בהשתלות קסנוטרנולוגית, כלומר, השתלת איברים של בעל חיים לבני אדם. בתאוריה, יצירת כימרות תא "גבר-חזיר" מאפשרת לך לקבל מאפייני אנטיגני חיה הרבה יותר הקרוב של ESCs התורם כי במצבים קליניים שונים (סוכרת, שחמת הכבד) עשויים להציל את חייו של אדם חולה. נכון, בשביל זה אתה צריך קודם ללמוד כיצד להחזיר את הרכוש של טוטפוטנטיות לגנום של תא סומטי בוגרת, ולאחר מכן ניתן להכניס את העובר חזיר המתפתח.

היום ESC רכוש בתנאי תרבות מיוחדים לשתף כמעט ללא הגבלה זמן המשמש לייצור המוני תא'כול-יכולים' עם בידול עוקב לתאים מתמחים, עבור נוירונים דופאמינרגיים למשל, אשר מושתלים אז לחולה עם מחלת הפרקינסון. במקרה זה, ההשתלה מקודמת בהכרח על ידי הבחנה מכוונת של מסת התא המתקבלת לתאים המיוחדים הדרושים לטיפול ולטהור של מרכיבים תאיים בלתי מובחנים.

כפי שהתברר מאוחר יותר, האיום של קרצינוגנזה לא היה המכשול היחיד בדרך להשתלת תאים. ESC ספונטני גופים embryoid הבדיל הטרוגנית, כלומר, ליצור נגזרות מגוון רחב של שורות תאים (נוירונים, קרטינוציטים, פיברובלסטים, תאי אנדותל). בתחום המבט של המיקרוסקופ במקרה הזה, את שריר הלב מוקצה בין פנוטיפים שונים של תאים, שכל אחד מהם מצטמצמים בקצב שלה. עם זאת, עבור טיפול של החולה חייב להיות בעל אוכלוסייה טהורה של תאים: תאי עצב - שבץ, שריר לב - אוטם שריר לב, לבלב β-תאי - סוכרת, קרטינוציטים - כוויות, וכו '

השלב הבא בהתפתחות של השתלת תאים נקשר בפיתוח טכנולוגיות לייצור כמות מספקת (מיליוני תאים) של אוכלוסיות תאים טהורות. גורמים חיפוש גרימת בידול בבימויו של hESCs, לבשו אופי אמפירי כרצף של סינתזה נותרה עלומה במהלך העובר. ראשית, נמצא כי היווצרות של שק החלמון נגרמת על ידי תוספת של cAMP וחומצה רטינואית לתרבות. שורות תאים hematopoietic שנוצר כאשר 1L-3 בינוני, גורם גדילה פיברובלסטים culturing SCF (FGH), גורם גדילה דמוי אינסולין (IGF-1), 1 ליטר-6 ו- המושבה גרנולוציט גורם מגרה (G-CSF). תאי מערכת העצבים נוצרו מן hESCs לאחר הסרת LIF ואת שכבת פיברובלסטים, מתנהג במזין. לאחר טיפול עם חומצה רטינואית בנוכחות אסק נסיוב העגל העוברי החל להתמיין לנוירונים cardiomyocytes הוכנו על ידי התוספת של sulfoxide דימתיל (DMSO), אשר מאפשר ממוקדות משלוח של מולקולות איתות הידרופובי לתוך גרעין התא. לפיכך ההצטברות במדיום התרבות של מיני חמצן תגובתי, כמו גם היווצרות קדמה גירוי החשמלי של שריר לב התכווצות בוגר.

כוחות ומשאבים רבים הושקעו על תנאי חיפוש עבור בידול של hESCs לתאים מייצרי אינסולין בלבלב. עם זאת, עד מהרה התברר כי מספר הקווים המיוחדים של β-תאים של תאי לבלב, תאי המערכת החיסונית ומערכת האנדוקרינית, adipocytes) אינם נובעים ESCs בגירוי שלהם על העיקרון של "גורם אחד מגרה -. קו תא אחד" עיקרון זה התברר כתוקף רק למספר מצומצם של שורות תאים. בפרט, היווצרות נוירונים יכול להיגרם על ידי קו תא השריר החומצה הרטינואית - את והפיכת צמיחה גורם-β (TCP-β), קווי erythroid - 1L-6, קו מיאלואידית-מונוציטים - 1L-3. ההשפעות של גורמים אלה על ההבחנה של ESC היו תלויים לחלוטין במינון.

נכנסה לשלב של שילובים גורם צמיחה חיפוש המקדמים ESC בשלבים מאוחרים יותר של העובר כדי ליצור את המזודרם (מקור cardiomyocytes, שרירי השלד, אבובית אפיתל, mieloeritropoeza ותאי שריר חלק), האאקטודרם (האפידרמיס, תאי עצב, הרשתית) ו endoderm (האפיתל של המעי הדק ו בלוטות הפרשה, pneumocytes). טבע, כפי שהוא נאלץ חוקרים להתקדם בנתיב של עובר, חזרה על השלבים שלו בצלחת פטרי, כך שלא ניתן מייד ובקלות לקבל את התוצאה הרצויה. ו שילובים כאלה של גורמי גדילה נמצאו. Activin בשילוב עם TGF-β הוכיח שהוא ממריץ חזק של היווצרות מתאי mesodermal hESCs, תוך חסימת הפיתוח ento- ו האאקטודרם. חומצה רטינואית, כמו גם שילוב אותות של חלבון המוךפו"גנטי שהולך מח עצם (BMP-4) ו גורם הגדילה באפידרמיס (EGF) מופעלת תהליכים של תאים חִיצוֹנִי ו המזודרם, עצירת הפיתוח של endoderm. גידול אינטנסיבי של תאים של כל שכבות נבט שלושה הוא ציין עם חשיפה בו זמנית כדי ESC שני גורמים - גורם גדילה hepatocyte (NGF), וכן גורם הגדילה העצבי.

לפיכך, עבור שורות תאים רלוונטיות צריכות קודם להעביר תאי גזע עובריים על הצעד של יצירת תאי שכבת ניבט, ולאחר מכן בחרו שילוב חדש של גורמי גדילה מסוגל לגרום בבימויו בידול של חִיצוֹנִי, meso- ו endodermal לתאים מתמחים דרושים להשתלה המטופל. מספר השילובים של גורמי הצמיחה כיום נאמד באלפים, רובם פטנטים, חלקם לא נחשפים כלל על ידי חברות ביוטכנולוגיה.

זה היה התור של שלב הטיהור של תאים שהתקבלו מפני זיהומים תא מובחן. התאים מובחנים בתרבות היו מסומנים עם סמנים של שורות תאים בוגרים ועברו דרך לייזר מהיר מסיר immunophenotypic. קרן הלייזר מצאה אותם בזרם נייד משותף, ופנתה לאורך נתיב נפרד. חומר התא מטוהרים שהתקבלו הושג לראשונה על ידי חיות מעבדה. הגיע הזמן להעריך את היעילות של השימוש בנגזרות ESK על מודלים של מחלות ותהליכים פתולוגיים. מודל אחד כזה היה מחלת פרקינסון ניסיונית, אשר משוכפל היטב אצל בעלי חיים עם תרכובות כימיות להרוס נוירונים דופאמינרגיים. מכיוון שהמחלה הבסיסית בבני אדם היא הגירעון הנרכש של נוירונים דופאמינרגיים, השימוש בתרפיה חלופית במקרה זה היה מוצדק באופן פתוגנטי. אצל בעלי חיים עם המיפרקינסוניזם ניסיוני, כמחצית הנוירונים הדופאמינרגיים שנלקחו מ- ESC והוכנסו למבני המוח שרדו. זה היה מספיק כדי להפחית באופן משמעותי את הביטויים הקליניים של המחלה. ניסיונות לשחזר את תפקודם של מבני CNS פגומים במהלך שבץ ניסויי, טראומה ואפילו שברים בחוט השדרה היו מוצלחים למדי.

עם זאת, זה צריך לשים לב לעובדה כי כמעט בכל המקרים של יישום המוצלח של נגזרי בדיל של ESC לתיקון פתולוגיה הניסיון שננקט בתקופת החריפה של המצב המדומה הנורמלי. תוצאות לטווח ארוכות של טיפול לא היו כל כך מרגיעות: 8-16 חודשים, את ההשפעה החיובית של השתלת תאים נעלמו או קטנים באופן דרסטי. הסיבות לכך מובנות למדי. התמיינות של תאים מושתלים במבחנה או לוקו morbi מובילה בהכרח הביטוי של סמני תא זרות גנטית מעוררות תקפת חיסון על ידי האורגניזם המקבל. כדי לפתור את הבעיה של חוסר תאימות אימונולוגיים להשתמש דיכוי חיסוני מסורתי, שהחל ניסויים קליניים במקביל ליישם את תיקון הפוטנציאל הגנטי transdifferentiation אינו גורם לתאי hematopoietic ו המזנכימה גזע עצמיים סכסוך חיסוני.

מה זה רפואה רגשית - רפואה פלסטית?

אבולוציה זיהתה שתי אפשרויות עיקריות עבור השלמת חי התא - נימקת אפופטוזיס, אשר ברמת הרקמות מתאימות התהליכים של שגשוג והתחדשות. הפצת נשק יכול להיחשב כסוג של קרבה, בעת מילוי פגם הרקמות הפגועה מתרחש בשל החלפתו על ידי אלמנטי חיבור: שמירה על שלמות מבנית, חלק הגוף אבד את תפקוד האיבר הפגוע, הקובע את הפיתוח הבא של תגובות מפצות להיפרטרופיה או היפרפלזיה מבני ואלמנטים פונקציונליים של נותרי הניזוק. תקופת פיצוי אורך תלויה בכמות של נגעים מבניים נגרמים על ידי שינוי גורמים ראשי ומשניים, אז decompensation ברוב המקרים מתרחש, ההתדרדרות וקיצור החדה של חיי אדם. התחדשות מספקת את תהליכי השיפוץ הפיסיולוגיים, כלומר, החלפת הזדקנות גוססת על המנגנון של מוות תאי טבעי (אפופטוזיס) של תאי בחדשים, נגזרו עתודות תאי גזע של הגוף האנושי. בתהליכי התחדשות מתקן הם גם מעורבים משאבי גזע חללי תא אשר, עם זאת, מגויס במצבים פתולוגיים הקשורים פציעת מחלה או רקמות אשר ליזום מוות של תאים על ידי מנגנוני נימקים.

תשומת לבם של מדענים, רופאים, עיתונאים, טלביזיה, והציבור לבעיית מחקר על הביולוגיה של תאי גזע עובריים (ESCs) נובע, ומעל לכל, פוטנציאל גבוה של התא, או כפי שאנו מכנים אותו, טיפול משובי פלסטיק. שיטות הניסוח לטיפול במחלות אנושיות חמורות (פתולוגיה ניווניות של מערכת העצבים המרכזית, מוח פגיע בחוט שדרה, אלצהיימר ופרקינסון, טרשת נפוצה, אוטם שריר לב, יתר לחץ דם, סוכרת, מחלות אוטואימוניות לוקמיה, לשרוף מחלה ותהליכי נאופלסטיות מהווים רחוק לא רשימה מלאה של אותם) הניחו את המאפיינים הייחודיים של תאי גזע, המאפשר ליצור רקמות חדשות במקום, כפי שחשבו בעבר, zo רקמות פגועות באופן בלתי הפיך גוף חולה.

התקדמות מחקרים התיאורטיים של הביולוגיה של תאי גזע של 10 השנים האחרונות התממשה מגמות מסתמנות ספונטני המתעוררות רפואת רגנרטיבית ופלסטיק, וזה לא רק את המתודולוגיה הוא די מקובל שיטתי, אבל גם צריכה להיות כזה. השדה הראשון והמתפתח במהירות ביותר של שימוש מעשי בפוטנציאל התחדשותי של תאי גזע הפך לטיפול תחליפי-פלסטמי חלופי. הדרך שלה די לייחס בקלות בספרות המדעית - מניסויים בבעלי חיים עם נמק שריר הלב אל היצירות של השנים האחרונות, המיועדות לשקם את חוסר myocytes לב שלאחר אוטם או חידוש של הפסדים על β-תאי הלבלב ושל נוירונים דופאמינרגיים של מערכת העצבים המרכזית.

השתלת תאים

הבסיס של רפואה משלימה - רפואה פלסטית הוא השתלת תאים. זו צריכה להיות מוגדרת כמכלול של אמצעים רפואיים שבהם, במשך זמן קצר או ארוך, האורגניזם של המטופל יש קשר ישיר עם תאים קיימא של ממוצא אוטומטי, allo, iso או xenogeneic. האמצעים להשתלת תאים הם השעיה של תאי גזע או נגזרותיהם, המתוקננים במספר יחידות ההשתלה. יחידת ההשתלה היא היחס בין מספר המושבות להרכיב יחידות בתרבות למספר הכולל של תאים המושתלים. שיטות לביצוע השתלת תאים: הזרקה תוך וריידית, intraperitoneal, תת עורית של השעיה של תאי גזע או נגזרות שלהם; הזרקת ההשעיה של תאי גזע או נגזרותיהם לתוך החדרים של המוח, כלי הלימפה או נוזל מוחי.

כאשר אלוגנאית והשתלות תאי אוטולוגי שתי גישות שונות במהותן אל plyuri- יישום מתודולוגיות, פוטנציאל tentnogo מוּלטִי או polipo- של תאי גזע - in vivo או במבחנה. במקרה הראשון, כניסתה של תאי גזע בגוף החולה בצעה ללא בידול טרומי השני - הכפל לאחר בתרבות, וטיהור הבידול בבימויו של תאים שלא עברו התמיינות. בין טכניקות מתודולוגיות רבות של שיטות טיפול בתאי החלפת שלוש קבוצות נבדלות בבירור מספיק: החלפה של תאי מח עצם ואיברי החלפת דם תאים וגורמים לגוף קשה רכת החלפת רקמה ומוצק (סחוס, עצם, גידים, מסתמי לב וכלי דם מסוג capacitive). השורה האחרונה צריכה להיות מוגדרת כ שיקומי ורפואת רגנרטיבית כפי התמיינות תאי גזע פוטנציאל ממומשת על מטריקס - A בונה אינרטי או resorbable ביולוגיות חלק גוף חליף בצורה.

דרך נוספת להגדיל את עוצמת תהליכי משובי פלסטיק ברקמות שנפגעו היא לגייס גוף הגזע של חולה ממקורותיה העצמי על ידי שימוש של גורמי גדילה אקסוגניים כגון גרנולוציט-מקרופאג גרנולוציט גורמי מגרת מושבה. במקרה זה, אג"ח סטרומה הפער מוביל לעלייה בתשואה במחזור הכללי של תאי גזע hemopoietic, המספקים לאזור של תהליכי ההתחדשות פגיעה ברקמות בשל הגמישות המובנית שלהם.

לכן, שיטות של רפואה משובי נועדו לעורר את תהליכי שחזור תפקוד אבוד - בין אם באמצעות גיוס של עתודות גזע שלה של האורגניזם חולה, או על ידי החדרת allogenic חומר סלולרי.

אם תקבלו תוצאה מעשית חשובה של פתיחת תאי גזע עובריים - שיבוט רפואי מבוסס על הבנת המנגנונים שמפעיל עובר. אם האות המקורי לתחילת העובר הוא סט של הרנ"א הראשוני, אשר הוא בציטופלסמה של הביצית, כניסתה של הליבה של כל תאים סומטיים לתוך תא ביצית enucleated חייב להפעיל תוכנית הפיתוח העובר. היום אנחנו כבר יודעים כי כ 15 000 גנים לקחת חלק ביישום תוכנית embryogenesis. מה קורה להם לאחר מכן, לאחר הלידה, בתקופות של צמיחה, בגרות והזדקנות? התשובה לשאלה זו ניתנה על ידי דולי הכבשים: הן נשמרות. באמצעות השיטות המודרניות ביותר של מחקר הוכיח תאים בוגרים כי גרעין חוסכים כל הקודים הדרושים ליצירת תאי גזע העובריים, שכבות ניבטות עובריות, organogenesis והגבלה של בשלה (יציאה ב הבידול וההתמחות) שורות תאים של המזנכימה, חִיצוֹנִי, פְּנִים ומוצא mesodermal . שיבוט רפואי כטרנד התפתח בשלבים מאוד המוקדמים של פיתוח, השתלה תאית ומספק עבור מפוטנציית-על בתמורת תאים סומטיים עצמו של האדם החולה לייצר חומר שתל זהה גנטי.

הגילוי של תאי גזע החל "עד הסוף" כמונח שטבע בביולוגיה והרפואה א מקסימוב להחיל את תאי הגזע של מח העצם שיוצרים את כל אלמנטי התא הבוגרים של דם היקפי. עם זאת, תאי גזע hematopoietic, כמו תאים של כל הרקמות של אורגניזם מבוגר, יש גם קודמו מבדיל. מקור נפוץ עבור כל תאים סומטיים לחלוטין הוא תא גזע עובריים. יש לציין כי המושגים של "תאי גזע עובריים" ו"תאי גזע עובריים "אינם זהים כלל. תאי גזע עובריים היו מבודדים על ידי ג 'יי תומסון מן המסה התא הפנימי של הבלסטוציסט והועברו שורות תאים ארוכים. רק תאים אלה יש פקסימיליה "ESC". לירוי סטיבנס גילו תאי גזע עובריים בעכברים, תיאר אותם "תאי גזע פלוריפוטנטיים עובריים", בהתייחסו היכולת של hESCs להתמיין נגזרות של כל שלוש שכבות נבט (ecto, טווינה ו endoderm). אבל באותו זמן כל התאים של העובר בשלבים מאוחרים יותר של ההתפתחות זהים גזע כמו עליית לתת מספר עצום של תאים המרכיבים את הגוף של אדם מבוגר. כדי להגדיר אותם אנו מציעים את המונח "עובריים pluripotent תאים אב".

[4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11]

סוגי תאי גזע

עמוד השדרה של סיווג מודרני של תאי גזע מבוסס על העיקרון של יכולת הפרדה (עוצמה) להצמיח שורות תאים, אשר מוגדר toti-, plyuri-, מולטי-, רַב, דו ו unipotency. 'כול-יכולים', למשל, את היכולת לשקם גוף גנטית מתוכנת בכללותו, יש זיגוטה תא, בלסטומרים ותאי גזע עובריים (ממסת התאים הפנימית של הבלסטוציסט). קבוצה נוספת של תאי'כול-יכולים' אשר נוצרות בשלבים מאוחר יותר של התפתחות עוברת מוצגת תאים עובריים עיקריים germenativnymi תחומי גניטלי (גבשושיות באיברי מין). מגוונת" תחת היכולת אשר podimayut להתמיין לתאים של כל איבר או רקמה, מאופיין תאים עובריים של שלוש שכבות ניבטות - חִיצוֹנִי, meso- ו endodermal. הוא האמין כי מולטיפוטנטיים, כלומר את היכולת ליצור כל תאים בתוך קו ייעודי, אופייניים רק שני סוגי תאים: תאי הגזע שנקראים המזנכימה, אשר נוצרים הרכס העצבי והם המבשרים של כל התאים של בסיסי חיבור של הגוף, כוללים תאי גליה, כמו גם תאי גזע hematopoietic hematopoietic, אשר מייצר את כל שורות של תאי דם. יתר על כן, תאי גזע דו ו unipotent מבודדים, במיוחד ובתאים של מיאלואידית, הלימפה, monocytic וחיידקים hematopoietic megakaryocytic. תאי גזע קיום unipotent הוכח בבירור על ידי הדוגמא של תאי כבד - האובדן של חלק ניכר של רקמת הכבד מפוצה על ידי hepatocytes polyploid בדיל מפריד אינטנסיבי.

במהלך הפיתוח של כל האיברים והרקמות נוצרות כתוצאה של התפשטות והבחנה של מסת התאים הפנימית של הבלסטוציסט, אשר התאים והם, במובן הצר, תאי גזע עובריים'כול-יכולים'. המחקרים הראשונים על הבידוד של תאי גזע עובריים בוצעו אוונס, אשר הראו כי blastocysts מושתל במוח העכבר, להצמיח teratocarcinoma, אשר התאים עם קווי טופס שיבוט של תאי גזע עובריים פלוריפוטנטיים (השם המקורי של תאים - תאי קרצינומה embryonal או קיצור ECC - ב כרגע לא ישים). נתונים אלה אושרו במספר מחקרים אחרים בהם תאי גזע עובריים התקבלו על ידי culturing blastocysts תאים של עכברים בעלי חיים אחרים, כולל בני אדם.

בספרות האחרונה ישנם יותר דיווחים על פלסטיות של תאי גזע, אשר נחשב לא רק את היכולת של אלה להתמיין לסוגי תאים שונים בשלבים שונים של פיתוח, אך גם לעבור dedifferentiation (transdifferentiation, retrodifferentiation). זה מותר באופן עקרוני את האפשרות לחזור תאים מובחנים סומטיים בשלב העוברי של התפתחות עם שהשחזור (החזר) מגוונת" ויישומה מחדש בידול כדי ליצור סוגים אחרים של תאים. על פי הדיווחים, בפרט, כי תאי גזע hematopoietic מסוגלים ליצור hepatocytes transdifferentiate, תאי האנדותל cardiomyoblasts.

ויכוח מדעי לגבי הפרדת תאי גזע ידי הפלסטיות שלהם ממשיך, למשל, במילון טרמינולוגית ההשתלה נמצא בתהליך של התהוות, יש לו משמעות מעשית מיידית, שכן הוא על שימוש תכונות פלסטיק ואת היכולת של תאי גזע להתמיין שורות תאים שונות regenerativnoplasticheskoy ביותר השיטות הוקם רפואה.

מספר פרסומים בתחום בעיות היסוד מיושם של רפואה רגנרטיבית ופלסטיק גדל במהירות. כבר להגדיר את היקף גישות מתודולוגיות שונות שמטרתן את השימוש הטוב ביותר של פוטנציאל ההתחדשות ואת הפלסטיק של תאי גזע. אזור האינטרסים החיוניים שלה נקבע קרדיולוגים אנדוקרינולוגים, נוירולוגים נוירוכירורגים, מנתחי השתלות ו המטולוגים. אפשרויות הפלסטיק של תאי גזע מחפשות פתרון רופאי עיני בעיות הדחופות, רופאי TB, המומחה לריאות, הנפרולוגים, אונקולוגים, גנטיקאים, רופאי הילדים, גסטרואנטרולוגים, הפנימי ורופאי הילדים, הכירורגים-הגינקולוגים מיילדים - כל נציגי הרפואה מודרנית מקווים לקבל את האפשרות של תרופה עדיין נחשב מחלה קטלנית.

האם השתלת תאים נוספת "תרופת פלא" מכל המחלות?

שאלה זו מתעוררת די בצדק בין כל הרופאים והמדענים אשר מתחשבים ומנתחים את המצב הנוכחי של מדע הרפואה. המצב מסובך על ידי העובדה כי בצד אחד של שדה עימות מדעי יש "שמרנים בריאים", ומצד שני - "קנאים חולים" של השתלת תאים. ברור, האמת, כמו תמיד, שוכבת ביניהם - על "שטח של איש". בלי לגעת בנושאים של החוק, האתיקה, הדת והמוסר, הבה נבחן את היתרונות והחסרונות של האזורים המופיעים של רפואה רגנרטיבית ופלסטית. "רוח הקל" של הדוחות המדעיים הראשונים על האפשרויות הטיפוליות של ESCs כבר שנה לאחר גילוי שלהם הפך "משב רוח", מתערבל בשנת 2003 "טורנדו מידע". הסדרה הראשונה של פרסומים עוסקת בטיפוח תאי גזע עובריים, הכפל והבחנה המכוונת שלהם במבחנה.

התברר כי עבור רבייה בלתי מוגבלת של תאי גזע עובריים בתרבות, מספר תנאים חייבים להיות קפדנית. שלושה גורמים חייבים להיות נוכחים בהכרח בסביבה המותנית: אינטרליוקין -6 (IL-6), גורם תא גזע (SCF) וגורם leukosinhibiting (LIF). בנוסף, תאי גזע עובריים חייבים להיות מבוגרים על המצע (תאי שכבה מזינה) של פיברובלסטים עוברי בנוכחות נסיוב עגל העוברי. בתנאים אלה, ESCs בתרבות לגדל שיבוטים טופס גופים עובריים - אגרגטים של שיבוטים ההשעיה של תאים כדוריים. התכונה החשובה ביותר של שיבוט ESC היא שבתרבות הגוף האבריאויד מפסיק לצמוח כאשר צבר ב 50-60 המצרפי, מקסימום של 100 תאים. במהלך תקופה זו, שיווי משקל המדינה קובע - שיעור חלוקת התא בתוך שיבוט שווה שיעור אפופטוזיס (מוות מתוכנן התא) בפריפריה שלה. לאחר שהגיע כזה תאי הגוף Embryoid היקפי שיווי משקל דינמי לעבור התמיינות ספונטנית (בדרך כלל עם היווצרות endoderm שברי שק החלמון, תאי האנדותל angioblasts) עם הפסד של מפוטנציית-על. לכן, כדי להשיג מספר מספיק של גוף מסת תאים העוברי'כול-יכולים' יש המפולחים שבועיים עם יחידת העברת תאי גזע עובריים אל קרקע פורה חדשה - תהליך די מייגע.

גילוי תאי גזע עובריים לא נתן תשובה לשאלה מה בדיוק וכיצד היא משיקה תוכניות אמבריוגנזה המקודדות בדנ"א הזיגוטה. עדיין לא ברור כיצד מתפתחת תוכנית הגנום בתהליך חיי האדם. במקביל, המחקר של תאי גזע עובריים איפשר לפתח מושג על מנגנוני שימור הטוטאליות, ריבוי ורב-תאיות של תאי גזע בתהליך החלוקה שלהם. התכונה הבולטת העיקרית של תא הגזע היא יכולתו לשכפל את עצמו. משמעות הדבר היא כי תאי גזע, בניגוד מובחן מחולק בצורה אסימטרית, אחד מתאי הבת להצמיח שורת תאים מיוחדים, ואילו השני שומר toti-, plyuri- או בגנום מולטיפוטנטיים. עדיין לא ברור מדוע וכיצד התהליך הזה מתרחש בשלבים המוקדמים של העובר, כאשר חלוקת stotsisty בלה מסת התאים הפנימית כולה היא'כול-יכולים', ואת הגנום ESC נמצא dormantnom (שינה, נעול) המדינה. אם תהליך הכפילות בהכרח לפני ההפעלה והביטוי של מכלול שלם של גנים כאשר מחלקים תא רגיל, אז זה לא קורה כאשר מחלקים את ESC. התשובה לשאלה "למה" התקבלה לאחר גילוי ESCs קיים מלכתחילה את ה- mRNA (pre-mRNA), שחלקה נוצרה גם בתאי הזקיקים והוא נשמר בציטופלסמה של הביצית הזיגוטה. התגלית השנייה ענתה על השאלה "איך": ב ESC נמצאו אנזימים מיוחדים, שנקרא "editase". Edithases לבצע שלוש פונקציות עיקריות. ראשית, הם מספקים חלופה epigenetic (ללא מעורבות של הגנום) קריאה ושכפול של pre-mRNA. שנית, תהליך של יישום ההפעלה של טרום תעתיקי (שחבור - כריתה של אינטרונים, למשל, RNA אזורים פעילים המעכבים את סינתזת החלבון על mRNA), שלאחריו התא מתחיל להרכיב מולקולות חלבון. שלישית, הערכים לקדם את היווצרות של mRNA משני, המהווים את המדכאים של מנגנוני ביטוי גנים, אשר משמר את האריזה צפופה של הכרומטין ואת מצב לא פעיל של הגנים. מוצרי חלבון מסונתזים על mRNAs משני כזה שנקרא חלבון משתיק או אפוטרופוסים גנומי נמצאים ovules האדם.

זה איך את המנגנון להיווצרות של שורות תאים אלמוות של תאי גזע עובריים מיוצג היום. במילים פשוטות, האות להתחיל את התוכנית embryogenesis, אשר בשלבים הראשוניים מורכבים היווצרות של מסת תאי טוטיפוטנט, מגיע הציטופלסמה של תא הביצה. אם בשלב זה המסה הסלולרית הפנימית של הבלסטוציסט, כלומר, ESC, מבודדת אותות רגולטוריים נוספים, תהליך של רבייה עצמית התא מתרחש במעגל סגור ללא מעורבות של הגנים של גרעין התא (epigenetically). אם אנו מספקים תא כזה עם חומר מזין לבודד אותו אותות חיצוניים המקדמים את ההבחנה של המסה התא, זה יהיה לחלוק ולשכפל את עצמו ללא סוף.

התוצאות הראשונות של ניסיונות ניסיוניים להשתמש בתאים טוטיפוטנטיים להשתלה היו מרשימים מאוד: הכנסת תאי גזע עובריים לרקמות של עכברים עם חיסונים מוחלשים על ידי המערכת החיסונית ב -100% מהמקרים הובילה להתפתחות גידולים. בין התאים הניאופלסמיים שמקורם ב- ESC נמצאו נגזרות מובחנות של חומר תא אקסוגני טוטפוטי, ובמיוחד נוירונים, אך הגידול של טרטוקארצינומה הפחית את ערך התוצאות שהתקבלו לשווא. יחד עם זאת, בעבודותיו של ל 'סטיבנס, ESCs, שהוכנסו לחלל הבטן, יצרו אגרגטים גדולים בהם נוצרו שרירים באופן שרירים עובריים, לב, שיער, עור, עצמות, שרירים ורקמות עצביות. (מנתחים שפתחו ציסטות דרמודיות, התמונה הזאת צריכה להיות מוכרת). מעניין כי תאים עובריים עכבר מושעה להתנהג בדיוק באותו אופן: ההקדמה שלהם לתוך רקמות מבוגר של בעלי חיים immunocompromised תמיד גורם להיווצרות של teratocarcinomas. אבל אם קו ברור של ESC מבודדים מן הגידול הזה ומוכנס לתוך חלל הבטן, ואז שוב, נגזרים סומטיים מיוחדים של כל שלושה גיליונות עובריים ללא סימנים של קרצינוגנזה נוצרים.

לכן, הבעיה הבאה שיש לפתור היא טיהור החומר הסלולרי מטומאה של תאים בלתי מובחנים. עם זאת, גם עם יעילות גבוהה מאוד של התמיינות תאים מכוונת, עד 20% של התאים בתרבות לשמור על הפוטנציאל הטוטפוטנטי שלהם, אשר in vivo, למרבה הצער, הוא הבין גידול הגידול. עוד "רוגטקה" של הטבע - על המאזניים של קשקשים של הסיכון הרפואי ערבות התאוששות של המטופל יתרות עם ערבות מותו.

הקשר בין תאי הגידול לבין מתקדם יותר בפיתוח מאשר תאים עובריים pluripotent עובריים (EECC) הוא מאוד מעורפל. התוצאות שלנו הראו כי נהגת EPPK בגידולים מושתלים שונים חולדות יכול להוביל התפוררות של רקמת הגידול (T), עלייה מהירה במשקל גידול (E) והפחתתו (E-3) או אינו משפיע על ממד נימק מוקד מרכזי ספונטני רקמות ניאופלסטיות (I, K). ברור כי התוצאה של האינטראקציה של EKPK ותאי הגידול נקבעת על ידי קבוצה כוללת של ציטוקינים וגורמי גדילה המיוצרים על ידי אותם in vivo.

ראוי לציין שתאי גזע עובריים, המגיבים על קרצינוגנזה למגע עם הרקמות של אורגניזם מבוגר, מתבוללים לחלוטין עם מסת התאים של העובר, המשתלבים בכל האיברים של העובר. Chimeras כאלה, המורכב של תאים עובריים מהותיים ESCs התורם, נקראים בעלי חיים allophenic, אם כי, למעשה, הם לא chimeras פנוטיפי. תא chimerization מקסימלי בעת הצגת ESC לתוך העובר מוקדם עובר מערכת hematopoietic, עור, רקמת עצב, כבד ומעי הדק. מקרים של chimerization של איברי המין מתוארים. האזור היחיד שלא ניתן לגעת בו עבור ה- ESA היה תאי המין העיקריים.

כלומר, העובר מאחסן את המידע הגנטי של הוריו, המשמר את הטוהר וההמשך של הסוג והמין כאחד.

תאי העובר המוקדמים חטיבת מצור על ידי מתן tsitoklazina תאי גזע עוברי לתוך בלסטוציסט מובילים את ההתפתחות העוברת, שבו תאי המין העיקריים, כמו כל האחרים, נוצרו מתאי הגזע העובריים התורמים. אבל במקרה זה, העובר עצמו הוא כולו התורם, זר גנטית האורגניזם של האם פונדקאית. המנגנונים של בלוק טבעי כזה של האפשרות הפוטנציאלית לערבב מידע תורשתי משלו וזרים עדיין לא הובהרו. יש להניח כי במקרה זה מיושמת תוכנית אפופטוזיס, אשר הגורמים אשר אינם ידועים עדיין.

יצוין כי העובר בבעלי חיים ממינים שונים מעולם הסכימו: יישום תוכנית התורם של organogenesis בגוף של תאי גזע עובריים Heterologous העובר הנמען הורג את העובר ברחם resorbed. לכן, קיומו של מפלצות "עכברוש-עכבר", "חזיר-פרה", "גבר עכברוש" יש להבין כתא, אך לא את הפסיפס מורפולוגיים. במילים אחרות, כניסתה של ESC סוג אחד של סוג אחר הבלסטוציסט יונקים תמיד הצאצא מתפתח של מינים ההורה, שבו בין התאים של כמעט כל האיברים יש תכלילים ולפעמים אשכולות של יחידות מבניות ופונקציונליות המורכבת מחומר זר גנטית של נגזרות ESK. "המונח" אנושית חזיר naya "כמו ייעודו של מפלצת מסוימת ניחן סיבה או סימנים חיצוניים של אדם. זה רק חיה, חלק מהתאים של הגוף שממנו מגיע חזירים של ESCs האדם מוזרק לתוך הבלסטוציסט.

האפשרות להשתמש בתאי גזע

זה כבר זמן רב ידוע כי מחלות הקשורות תאים hematopoietic genopatologiey וקווי הלימפה הם לעתים קרובות בוטלו לאחר השתלת מח עצם אלוגנאית. החלפת רקמת ההמטופויטים של האדם בתאים נורמליים גנטית של תורם קשור מובילה להחלמה חלקית ולעתים מלאה של החולה. בין מחלות גנטיות אשר מטופלים עם השתלת מח עצם אלוגנאית, יצוין תסמונת, כשל חיסוני, X-linked agammaglobulinemia, granulomatosis כרונית, תסמונת Wiskott אולדריץ, מחלת גושה ועל Harlera, adrenoleukodystrophy, leukodystrophy metachromatic, אנמיה חרמשית, תלסמיה, אנמיה פאנקוני ואיידס. הבעיה העיקרית בשימוש בהשתלות מח עצם אלוגנאית בטיפול במחלות הקשורות לבחירת תורם הנלווה התואם HBA, חיפוש מוצלח אשר חייב בממוצע 100,000 דגימות הוקלדו רקמות hematopoietic התורם.

ריפוי גנטי מאפשר לך לתקן פגם גנטי ישירות בתאי גזע hemopoietic של המטופל. בתיאוריה, ריפוי גנטי מציע את אותן הטבות בטיפול במחלות גנטיות של מערכת hematopoietic, וכי השתלת מח עצם אלוגנאית, אך ללא כל סיבוכים אימונולוגיים אפשרי. עם זאת, זה דורש טכניקה המאפשרת לך לבצע הגן מלא ביעילות בתאי גזע hematopoietic ולשמור על רמת הצורך של הביטוי שלה, אשר עבור סוגים מסוימים של מחלות תורשתיות לא יכול להיות גבוה מאוד. במקרה זה, אפילו חידוש חסר משמעות של תוצר החלבון של הגן החסר מייצר אפקט קליני חיובי. בפרט, עם המופיליה B, 10-20% של הרמה הנורמלית של גורם IX מספיק כדי לשחזר את המנגנון הפנימי של קרישת הדם. שינוי גנטי של חומר סלולרי אוטולוגי היה מוצלח בהמיפרקינסוניזם ניסיוני (הרס חד צדדי של נוירונים דופאמינרגיים). Transfection של פיברובלסטים העובר עכברוש עם וקטור retroviral המכיל את הסינתזה של דופמין מסופק hydroxylase טירוזין גנים ב CNS: פיברובלסטים טרנספקציה הממשל התוך-מוחי ירידה בעוצמת דרמטי של הביטויים הקליניים של מודל ניסיוני של מחלת פרקינסון בחיות מעבדה.

ככל שהשימוש בתאי גזע עבור ריפוי גנטי של מחלות אנושיות יש לשים הרבה אתגרים חדשים עבור קלינאים הנסיינים. הבעייתי של ריפוי גנטי קשורים להתפתחות של גן מערכת תחבורה בטוח ויעיל לתוך תא המטרה. נכון לעכשיו, את היעילות של העברת גנים בתאים יונקים גדולים מאוד נמוכה (1%). באופן שיטתי, בעיה זו נפתרת בדרכים שונות. בשנת העברת גנים במבחנה הוא transfection של חומר גנטי לתוך התאים של חולה בתרבות, ואת החזרה הבאה שלהם החולה. גישה זו צריכה להיחשב אופטימלית בעת שימוש גנים הציגו לתוך תאי גזע במח עצם, שכן תאי hematopoietic שיטות העברה של האורגניזם בתרבות ובחזרה מספיק מפותח. ברוב המקרים, העברת גנים לתוך תאי hematopoietic במבחנה משמשת-שכבות retrovi. עם זאת, הרוב המכריע של תאי גזע hematopoietic נמצא במנוחה, מה שהופך אותו קשה להעביר את המידע הגנטי באמצעות רטרווירוסים ודורש דרכים חדשות של גנים תחבורה יעילים לתאי גזע dormantnye. כרגע שיטות כאלה של העברת גנים, transfection, microinjection ישירה של דנ"א לתוך תאים, lipofection, electroporation, "אקדח גנים," חיבור מכני באמצעות חרוזי זכוכית, הפטוציט transfection-קולטן תרכובת של DNA עם asialoglycoproteins, והמינהל תרסיס של transgene בתא המכתשית אפיתל ריאות. היעילות של העברת דנ"א בשיטות אלה היא 10,0-0,01%. המילה האחרת, תלוי בשיטת הממשל של המידע הגנטי, הצלחה ניתן לצפות ב 10 חולים מתוך 100, או ב 1 המטופל מתוך 10 LLC החולים. ברור כי יעיל בעת ובעונה אחת, השיטה הבטוחה של העברת גנים טיפוליים טרם פיתח.

פתרון שונה במהותו לבעיית הדחייה של חומר תא אלוגנאית של השתלת התאי הוא השימוש של מינונים גבוהים של ובתאים פלוריפוטנטיים עובריים כדי להשיג את הומאוסטזיס אנטיגני מלא התקנה מחדש השפעה מבוגרת (אפקט Kukharchuk-Radchenko-Sirman), שעיקרה נעוץ האינדוקציה של סובלנות אימונולוגיים ידי יצירת מערכת חיסון תקין בסיס חדש תאים תוך תכנות מחדש מערכת בקרת אנטיגני גומא קיפאון. לאחר מינונים גבוהים EPPK אחרונים קבוע ברקמות של מח עצם התימוס. בשנות ה EPPK התימוס השפיעו במיקרו-סביבה ספציפית להתמיין דנדריטים, interdigitatnye תאים ואלמנטים-סטרומה האפיתל. במהלך EPPK בידול התימוס של הנמען, יחד עם מולקולות משלו של מתחם histocompatibility הגדול (MHC) הביע מולקולות MHC נקבעים גנטיות בתאי תורם, למשל, הוא להגדיר מולקולות MHC מוסר כפולות שבו הוא הבין מבחר חיובי ושלילי של לימפוציטים מסוג T.

לפיכך, חידוש הקשר של החיישן של המערכת החיסונית של האורגניזם המקבל מתרחש על פי המנגנונים הידועים של בחירה חיובית ושלילית של לימפוציטים T, אבל באמצעות תקן כפול של מולקולות קולטן MHC ו התורם EDC.

תכנות מחדש של המערכת החיסונית על ידי EPPK לא רק מאפשר השתלת תאי ללא שימוש ממושך יותר בתרופות מדכאות, אלא גם פותח אופקים חדשים לחלוטין בטיפול במחלות אוטואימוניות, כמו גם מספק אחיזה לפיתוח רעיונות חדשים על תהליך ההזדקנות אנושית. עבור הבנתנו את מנגנוני ההזדקנות הציעה את התאוריה של דלדול של חללי גזע של הגוף. על פי העמדה הבסיסית של התיאוריה, הזדקנות היא אורגניזם חללים גזע צמצומים קבע, והכוונה מאגר של האזורי ( "הבוגר"), תאי גזע (המזנכימה, עצביים, תאי גזע hematopoietic, ובתאים של העור, מערכת העיכול, האפיתל האנדוקרינית, תאי הפיגמנט ריסי קפלי ואל.), אובדן התא מתן לך בתהליך שיפוץ רקמות המתאים בגוף. שיפוץ של הגוף - רכב הסלולר עדכון זה של רקמות ואיברים בשל שטח תאי גזע, אשר נמשך לאורך כל חייו של אורגניזם רב-תאי. מספר תאי גזע בחללים נקבעת באופן גנטי, אשר קובע את מגבלות הגודל (יכולת שגשוג) של כל שטח גזע המוח. בתורו, בגדלי גזע לקבוע את קצב הזדקנות של המרחבים של איברים בודדים, רקמות ומערכות איברים. לאחר מיצוי אינטנסיביות חללי תאי גזע מילואים וקצב הזדקנות אורגניזם רב-תאיים נקבע על ידי המנגנונים של הזדקנות תאים מובחנים סומטיים בתוך מגבלת Hayflick.

כתוצאה מכך, בשלב האנטוגני לאחר הלידה, הרחבת שטחי הגזע יכולה לא רק להגדיל באופן משמעותי את משך הזמן, אלא גם לשפר את איכות החיים על ידי שחזור פוטנציאל שיפוץ הגוף. כדי להשיג רחבה של חללי גזע יכולה להיות מושגת על ידי ממשל של מינונים גדולים של ובתאים עובריים פלוריפוטנטיים אלוגנאית ספקו זמנית לתכנת מחדש את המערכת החיסונית של המקבל, כי בניסוי מגביר באופן משמעותי את תוחלת החיים של עכברים מבוגרים. 

התיאוריה של דלדול של מרחבי גזע יכולה לשנות מושגים קיימים לא רק על מנגנוני ההזדקנות, אלא גם על המחלה, כמו גם על התוצאות של הטיפול הרפואי-ציטוטוקסי שלה. בפרט, המחלה יכולה להתפתח כתוצאה הפתולוגיה של תאים בחלל גזע (אונקופתולוגיה). הידלדלות עתודת תאי הגזע של mesenchymal משבשת את תהליכי השיקום של רקמת חיבור, מה שמוביל להופעת סימנים חיצוניים של זקנה (קמטים, רפיסות העור, צלוליטיס). דלדול של שמורת גזע של תאים אנדותל גורם להתפתחות של לחץ דם עורקי וטרשת עורקים. בתחילה, גודלו הקטן של מרחב גזע התימוס קובע את הפיתול המוקדם של גיל הקבע. הזדקנות מוקדמת היא תוצאה של הפחתה פתולוגית ראשונית בגודל של כל חלקי הגוף של הגוף. גירוי תרופתי ולא תרופתי של עתודות תאי גזע משפר את איכות החיים על ידי הפחתת משך הזמן, שכן הוא מקטין את גודל שטחי הגזע. האפקטיביות הנמוכה של geroprotectors המודרנית נובעת אפקט המגן שלהם על תא סומטי מובחן ההזדקנות, ולא על חללי גזע של הגוף.

לסיכום, שוב, נציין כי רפואה משובי פלסטיקה היא כיוון חדש לטיפול במחלות אנושיות, המבוססת על שימוש בפוטנציאל הפלסטנרטיבי של תאי גזע. לפיכך תחת פלסטיות מתייחסת ליכולת של תאי גזע אקסוגניים או אנדוגניים מושתלים להצמיח ניבטי תא מיוחד חדשים לאזורי הרקמות הפגועים של הגוף של מטופל. אובייקט רפואת regeneratively-פלסטיק - חשוכות מרפאות הרבה מחל אנושיות קטלניות, חריגות תורשתיות, מחלה אשר רפואה קונבנציונלית מושגת השפעה סימפטומטית בלבד, כמו גם ליקויים אנטומיים בגוף, שמטרתה שחזור ניתוח רגנרטיבית rekonstruktivnoplasticheskaya. הניסיונות הראשונים ליצור מחדש את כל האיברים המלאים תפקודית של תאי גזע, לדעתנו, מוקדם מדי לעשות תחום נפרד של הרפואה המעשית. הנושא של רפואה רגנרטיבית ופלסטית הוא תאי גזע, אשר, בהתאם למקור הייצור שלהם, יש פוטנציאל משובי פלסטיק שונים. המתודולוגיה של רפואה משובי פלסטיקה מבוססת על השתלת תאי גזע או נגזרותיהם.