CASTLE.PRI.EE

Записи с меткой «стволовые клетки»

Что мы знаем о регенерации? Для большинства всё, с этим связанное, ассоциируется с фантастическими сюжетами художественных фильмов или рассказов. Большинство людей считают, что регенерация – это выдумки писателей-фантастов.

Регенерация (восстановление) – способность живых организмов со временем восстанавливать повреждённые ткани, потерянные органы или целого организма из его искусственно отделённого фрагмента.

У человека восстанавливаются нервные клетки, удалённые части печени, срастаются переломы, зарастают порезы и крупные раны. Известны случаи регенерации кончиков пальцев – при утере фрагмента пальца до первой фаланги, если избежать купирования раны (осушение раны ведёт к нарушению и замедлению ее заживления). Это значит, что когда-то человек обладал способностью к регенерации, но почему-то она была утрачена.

Но с ампутированной конечностью – возникают проблемы, пока отсутствуют примеры их восстановления. Возможно, у человека имеется возможность вылечить самостоятельно все болезни, регенерировать конечности, но она скрыта от нас. Малая часть людей может лечить других, кто-то сумел приоткрыть тайну и вылечился от паралича (В. Дикуль) и другой напасти.

Однако, есть существа, которых можно разрезать, и из каждого кусочка вырастет точно такая же новая особь. Например, если планарию длиной полтора сантиметра разрезать на 279 кусочков, то вскоре получится 279 полноценных червей.

Секрет планарий в том, что её стволовые клетки могут, если нужно, превратиться в любой тип клеток тела. Однако, если в переднем конце тела планарии сделать два параллельных надреза, вскоре получается червяк с тремя головами – две по бокам, одна в середине, как у Змея Горыныча.

Учёные обнаружили, что стволовые клетки костного мозга встречаются во всех органах человека. Вопрос в том, как их пробудить к жизни и заставить воссоздавать утраченные ткани, и как сделать, чтобы избежать получения из человека – Змея Горыныча, при ошибочной активации.

Учёные, изучая планарий, пытаются выяснить, какие сигналы получает стволовая клетка от повреждённых тканей, требующих восстановления. Как стволовые клетки понимают, с какой стороны ломтика, вырезанного из тела червя, должна отращиваться голова? Ответ на эти вопросы в будущем, возможно, позволит вызывать регенерацию и у человека.

Учёные выяснили, что каждую секунду в организме человека обновляется почти 3,8 миллиона клеток. В день – около 330 миллиардов. С возрастом или из-за болезней это количество – уменьшается, однако учёные считают, что этими процессами восстановления можно управлять.

Израильские учёные предположили, что за день в организме человека возникает 330 миллиардов новых клеток. Большинство принадлежит крови – это эритроциты и нейтрофилы.

Всеволод Ткачук, директор Института регенеративной медицины говорит: «В течение жизни в теле человека образуются и погибают тонны клеток. Они разрушаются до аминокислот, липидов и нуклеотидов, из которых потом в тех же органах и тканях формируются новые. Регенерация идёт за счёт трёх процессов: деления дифференцированных клеток, дифференцировки стволовых и перепрограммирования одних зрелых клеток в другие».

Всеволод Ткачук отмечает, что человеческий организм –«самообновляющаяся машина» с мощным потенциалом регенерации. Известны сотни гормонов и белков, которые регулируют процессы образования и гибели клетки. Нужно понять, как ими правильно управлять, тогда будет возможна регенеративная терапия.

Он продолжает рассказ: «Сегодня понятно, что источник обновления – стволовые клетки. Они трансформируются в клетки крови, нервных тканей, костей, хрящей, жира. С годами количество стволовых клеток уменьшается. Более того, в некоторых органах они иногда заканчиваются раньше времени: например, если человек серьёзно болел. И к преклонному возрасту, когда этот ресурс очень нужен, он уже исчерпан. Мы хотели бы узнать, как регулировать клеточную гибель. Когда мы научимся это делать, то сможем управлять процессами обновления внутри организма. Это будет вместо выращивания что-то вне его, как сейчас происходит в рамках тканевой инженерии и генно-клеточной терапии».

Любое повреждение может заканчиваться формированием рубца, который препятствует регенерации. Однако, имеются ткани, где после повреждения фиброз – отсутствует, и идёт регенерация. Например, так восстанавливаются кости. Или внутренняя слизистая оболочка тела матки, которая у женщин сотни раз возрождается без образования рубцов.

Учёные из Гарвардского университета обнаружили, что «мусорная» ДНК контролирует активацию гена, отвечающего за восстановление органов. У людей ген обычно работает в процессе «ремонта» клеток, но он отказывается поддержать крупномасштабную регенерацию. Исследователи пытаются изменить ген таким образом, чтобы люди тоже могли отращивать повреждённые органы.

Ранее считалось, что возможность восстановления структурных элементов клеток и тканей в результате их патологической гибели, происходящей после повреждения или утраты какой-либо части тела, была утеряна человеком в процессе эволюции. Однако, исследователи из Вистарского Института, штат Филадельфия, США обнаружили ген р21. У него обнаружили специфические свойства: блокирование регенеративных возможностей организма.

Исследователи считают, что теоретически, отключение гена р21 может запускать процесс регенерации в человеческом организме. Однако ген р21 тесно связан с геном, р53, который контролирует деление клеток и препятствует образованию опухолей.

Это лишь один из многих возможных путей. Имеются и другие варианты. Например, один из наиболее известных и раскрученных, отчасти с целью получения большой прибыли различными фармацевтическими, косметическими и другими компаниями – стволовые клетки.

Другой путь применили ещё в 80-е годы 20 века в СССР в Институте эволюционной экологии и морфологии животных. Там в измельчённое мышечное волокно пересаживалось в повреждённый участок, которое впоследствии восстанавливаясь, заставляло регенерировать нервные ткани. Были сделаны сотни успешных операций на человеке.

Третий путь применили в Институте кибернетики им. Глушкова. Под руководством профессора Л.С. Алеева был создан электростимулятор мышц, при помощи которого импульс движения здорового человека усиливался и направлялся к поражённой мышце больного. Больная мышца получает команду от здоровой, что заставляет её сокращаться. Эта программа записывается в память прибора и больной уже в дальнейшем может работать сам. Вероятно, эти процессы лежат в основе программы, самостоятельно разработанной и применяемой В.И. Дикулем.

В середине 20 века советские учёные, под руководством Л.В. Полежаева проводили исследования по регенерации костей свода черепа у животных и человека. Область поражения достигала 20 квадратных сантиметров. Края дырки засыпались измельчённой костной тканью, что вызывало процесс регенерации, в ходе которого происходило восстановление повреждённых участков.

Би-би-си сообщает о «Случае Спивака». «Я сунул палец в винт модели самолёта, и он срезал мне кончик пальца», — рассказывает он.
Палец срезало примерно на полтора сантиметра. Отрезанный фрагмент пропал. На снимках искалеченный палец выглядит довольно страшно, и врачи говорили, что всё так и останется.

Однако сейчас, глядя на руки 69-летнего Ли Спивака, трудно догадаться, что когда-то ему отрезало палец. Он показывает пострадавший палец, который выглядит вполне нормально – есть кожа, ноготь, и с него даже можно снимать отпечатки.

Ли Спивак отрастил кончик пальца с помощью, как он говорит, «волшебного порошка», который дал ему брат Алан, который занимается регенеративной медициной. Ли Спивак говорит: «Когда я присыпал рану порошком второй раз, я заметил, что палец начал отрастать, и каждый день он отрастал чуть больше. Палец восстановился примерно за четыре недели, он полностью подвижен, и в нем есть чувствительность». «Волшебный порошок» Спиваку прислали из лаборатории университета в Питтсбурге. Доктор Стивен Бадыляк называет его «внеклеточной матрицей».

По всему миру имеются гемобанки по сбору пуповинной крови новорождённых, являющейся одним из наиболее перспективных источников стволовых клеток. Пуповинная кровь богата гемопоэтическими стволовыми клетками. Пуповина пережимается через 30 секунд после рождения ребёнка, плацента и пуповина отделяются, и пуповинную кровь собирают в специальный пакет (понятно, почему так рано обрезают пуповину, в ущерб здоровью ребёнка). В образце должно быть более 40 мл, чтобы его можно было использовать. Она может храниться в замороженном виде более 45 лет, затем после оттаивания они с большой вероятностью сохраняют эффективность при клинической трансплантации. Данное направление активно развивается в США, Западной Европе, Японии и Австралии.

Учёными была открыта третья группа клеток, играющих ключевую роль в развитии организма и способных превращаться в клетки всех основных типов тканей. VENT (ventrally emigrating neural tube) клетки представляют собой уникальные мультипотентные клетки, которые отделяются от нервной трубки на ранних этапах эмбрионального развития, после того как трубка замыкается и формирует головной мозг. VENT-клетки затем двигаются по нервным путям, в конечном итоге оказываясь впереди нервов и рассеиваются по всему организму. Они двигаются вместе с черепно-мозговыми нервами к определённым тканям и рассеиваются в этих тканях, дифференцируясь в клетки основных четырёх типов тканей – нервной, мышечной, соединительной и эпителия (теперь понятно, зачем нужны аборты?).

Наиболее экзотическим вариантом являются так называемые нанороботы. Среди проектов медицинских нанороботов существует внутренняя классификация на макрофагоциты, респироциты, клоттоциты, васкулоиды и другие. Все они являются по сути искусственными клетками, в основном иммунитета или крови человека. Соответственно, их функциональное предназначение напрямую зависит от того, какие клетки они замещают (вот вам и заболевания).

Кроме того, в мире уже созданы ряд технологий, например, адресная доставка лекарств к больным клеткам, диагностика заболеваний с помощью квантовых точек, лаборатории на чипе (а говорят, что до чипирования ещё далеко), новые бактерицидные средства.