БІОТЕХНОЛОГІЯ - Іншина Н.М. - 2009

РОЗДІЛ 3. КЛІТИННА ІНЖЕНЕРІЯ

Ембріональні стовбурові клітини

Мільярди клітин організму людини походять з однієї клітини - зиготи, що утворюється в результаті злиття чоловічих і жіночих гамет. Ця єдина Клітина містить не лише інформацію про Організм, а й схему його послідовного розвитку (рис. 3.2).

Ембріональні стовбурові клітини (ЕСК) мають одну єдину функцію — передача генетичного матеріалу наступним поколінням.

Генетики використовують ЕСК для дослідження процесів органогенезу. Використання ЕСК є єдиною експериментальною можливістю вивчення аномалій органогенезу людини. Крім того, ЕСК використовують як сировину для отримання соматичних клітин людини.

Class="center">

Рис. 3.2. Схема розвитку організму

Основним джерелом сировини для отримання лабораторних соматичних клітин є клони ЕСК, виділені з ембріона людини на стадії бластоцисти. Бластоциста складається із зовнішнього шару клітин і внутрішньої порожнини, заповненої рідиною і стовбуровими клітинами. Стовбурові клітини отримують із внутрішньої маси, руйнуючи бластоцисту. У складі бластоцисти міститься приблизно 150 клітин, з яких лише 30 є стовбуровими. Під час розвитку ембріона стовбурові клітини зникають після 7-го дня вагітності.

Другим джерелом ЕСК є Статеві клітини. ЕСК одержують з яйцеклітин, запліднених in vitro (Штучне Запліднення). ЕСК легко культивувати, оскільки вони здатні до необмеженого поділу. Деякі ЕСК людини можуть ділитися 300 - 400 разів, а ЕСК мишей можуть існувати в культурі протягом кількох десятків років.

Актуальним є пошук речовин, що визначають напрям диференціації ЕСК. Американські вчені провели такий експеримент: розмножили культуру ЕСК людини в поживному середовищі, що містило 2 білки, які визначають напрям диференціації цих клітин. Завдяки наявності цих білків — факторів росту — більш ніж 80% стовбурових клітин перетворилися на кардіоміоцити (спеціалізовані клітини серцевого м’яза). Дотепер вихід кардіоміоцитів не перевищував 1%. Отримані кардіоміоцити трансплантували в Серце щурів, у яких 4 дні тому був штучно викликаний інфаркт міокарда. Попередньо до цих клітин додали речовини, що полегшують інтеграцію нової Тканини і захищають її від передчасного руйнування. Це привело до І00% приживання трансплантата, покращило роботу міокарда хворих тварин. Під час пересадження після інфарктним щурам тільки кардіоміоцитів без захисних добавок ступінь приживання не перевищував 18%. Дослідники планують замінювати кардіоміоцитами ділянки міокарда, омертвілі після інфаркту.

Проведено дослідження з одержання з ЕСК клітин острівців Лангерганса, що секретують інсулін. Ці клітини, трансплантовані в підшлункову залозу імунодефіцитних мишей, захищали тварин від різкого зростання вмісту глюкози у крові. Вчені покладають великі надії на технологію одержання клітин підшлункової залози з ЕСК, які в культурі утворюють 250 поколінь за рік (нове покоління за 1,5 дня). Ці дослідження відкривають нові перспективи у лікуванні цукрового діабету.

Дослідження, проведені на мишах, підтвердили, що Введення ЕСК послаблює прояви симптомів таких захворювань, як Цукровий діабет, хвороба Паркінсона, серцево-судинні захворювання, пошкодження спинного мозку. Але існують дані про те, що ЕСК можуть бути джерелом деяких типів раку in vivo.