Что такое стволовые клетки?

Стволовые клетки являются недифференцированными клетками, которые могут выполнять различные регенеративные функции в организме человека. Они могут, например, генерировать или заменять различные клетки посредством дифференцировки, регулировать иммунную систему и стимулировать другие клетки в их естественной среде. Стволовые клетки присутствуют во всех человеческих органах с этапа развития эмбриона (эмбриональные стволовые клетки) и в течении индивидуальной продолжительности жизни (взрослые стволовые клетки). Важно отметить, что эмбриональные стволовые клетки (ESC) и взрослые стволовые клетки представляют собой две очень разные категории стволовых клеток, имеющие разные свойства. У любого человека после рождения замена и регенерация клеток происходят в двух контекстах: возобновление естественных умирающих клеток (апоптоз) и как ответ на внешние повреждения (вызванные такими факторами как травма, инфекция, рак, инфаркт, токсины, воспаление и т. д. ). Стволовыми клетками, участвующими в этом процессе регенерации, являются взрослые стволовые клетки (также называемые соматическими стволовыми клетками).

Эмбриональные стволовые клетки и взрослые стволовые клетки

Эмбриональные стволовые клетки представляют собой внутреннюю клеточную массу бластоцист, преимущественно полого шара клеток, который у человека образуется через три-пять дней после оплодотворения яйцеклетки. При нормальном развитии клетки внутреннюю клеточную массу будут производить более специализированные клетки, которые распространяются на все тело – все наши ткани и органы. Эмбриональные стволовые клетки являются плюрипотентными, то есть они могут приводить к возникновению каждого типа клеток в полностью сформированном теле, но не в плаценте и пуповине. Взрослые стволовые клетки (также называемые соматические стволовые клетки) более специализированы, чем эмбриональные стволовые клетки. Как правило, эти стволовые клетки могут генерировать разные типы клеток для конкретной ткани или органа, в котором они существуют. Имеется много разных типов взрослых стволовых клеток, которые имеют свои специфические регенеративные функции. Например, кроветворные (или гемопоэтические) стволовые клетки могут приводить к появлению эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Однако кроветворные стволовые клетки не генерируют, например, клетки печени или легких, а стволовые клетки в других тканях и органах не образуют красные или белые кровяные тела или тромбоциты. Некоторые ткани и органы в вашем организме содержат небольшие запасы специфических стволовых клеток, задача которых заключается в том, чтобы заменить клетки из этой ткани, которые исчезают в повседневной жизни или в результате травмы.

Как Стволовые клетки могут “целиться” на травму? – Самонаведение

В науке о стволовых клетках слово «самонаведение» описывает способность стволовых клеток находить свое предназначение или «нишу». Во время этого процесса поврежденные или воспаленные ткани требуют возобновления, отправляя сигналы стволовым клеткам и привлекая их к поврежденной ткани. Это довольно быстрый процесс (измеряется в часах и длится не более 1-2 дней).

Как работает стволовая клетка для восстановления тканей? – Прямое дифференцирование и паракринный эффект

Как только стволовые клетки переместились в место повреждения, они могут начать свое регенеративное действие, действуя через два разных механизма: они могут подвергаться прямому дифференцированию, чтобы непосредственно заменить поврежденные клетки, или они могут также способствовать регенерации ткани через Паракринный эффект. Так что же такое паракринный эффект? В науке стволовых клеток он может быть определен процессом, в котором стволовые клетки выделяют факторы, которые действуют как сигналы для окружающих клеток, и заставляют их изменять свое поведение, чтобы инициировать процесс регенерации. Во время этого процесса стволовые клетки не способствуют обновлению тканей, как это делает прямое дифференцирование.

Почему паракринный эффект так важен?

В большом количестве исследований по введению стволовых клеток от доноров, исследователи обнаружили, что поврежденные ткани пациента были восстановлены после введения стволовых клеток. Однако после анализов новых образовавшихся тканей было обнаружено, что донорные клетки отсутствуют. Затем ученые смогли продемонстрировать, что донорские стволовые клетки являются выделяющимися факторами, которые заставляют собственные клетки пациента восстанавливать саму ткань. Было продемонстрировано, что большая часть процесса регенерации была достигнута посредством паракринной сигнализации, а не путем прямой дифференциации. Паракрический механизм оказался очень эффектным. Преимущества наличия паракринного эффекта сейчас очевидны. Важнейшим фактом является то, что, несмотря на то, что донорские стволовые клетки имеют очень ограниченный срок продолжительности жизни, они оказывают продолжительное влияние на регенерацию тканей, которая продолжается долго после полного пропадания донорских стволовых клеток. Несколько различных типов стволовых клеток могут вызывать паракринную реакцию, такую ​​как мезенхимальные стволовые клетки пуповины и стволовые клетки пуповинной крови.

Что могут сделать стволовые клетки через прямое дифференцирование и паракринный эффект?

1. 1. Прямое восстановление поврежденной ткани: это достигается путем прямой дифференциации стволовых клеток.
   2. Стимулирование собственных стволовых клеток пациента: стволовые клетки обладают способностью активировать другие стволовые клетки в организме человека и оказывают восстановительное действие на поврежденную ткань и органы, вызванные окислением и метаболическими отходами.
   3. Секретные питательные факторы: стволовые клетки могут способствовать пролиферации и дифференцировке тканей, поврежденных тканей и также восстанавливать физиологические функции тканей и органов.
   4. Регулировать иммунную функцию: через выделение растворимых факторов и прямой контакт для регуляции пролиферации иммунной клетки и ее активности, стволовые клетки способны уменьшить воспалительный эффект или стимулировать иммунную систему в зависимости от потребностей.
   5. Регулировать метаболическую функцию: используя способность многонаправленного дифференцирования, стволовые клетки могут повысить эффективность метаболической системы и тем самым ускорить работу организма и выведение метаболических отходов, чтобы способствовать поглощению питательных веществ и поддерживать нормальную физиологическую функцию.
   6. Способствовать нейропротекции: некоторые стволовые клетки, такие как стволовые клетки пуповинной крови (UCBSC), могут спасти потерю нейронов посредством увеличения транскрипции генов, связанных с выживанием и восстановлением, и подавлять те, которые связаны со смертью клеток и воспалением. Эти нейропротекторные эффекты служат связующим звеном с выделением растворимых факторов из UCBSC.