Для чего нужны стволовые клетки: их функции и свойства?

Стволовые клетки — это уникальные клетки организма, обладающие способностью к самовоспроизведению и дифференциации в другие, уже зрелые виды клеток. Они играют ключевую роль в развитии, регенерации тканей и восстановлении поврежденных органов.

Благодаря своим свойствам стволовые клетки используются в медицине для лечения заболеваний крови, нейродегенеративных расстройств, а также для омоложения тканей. 

Основные свойства стволовых клеток

Стволовые клетки могут превращаться в другие виды клеток организма — это и есть их главное отличие и ценность. Эта особенность в сочетании с результатами множественных исследований позволяет “программировать” деление стволовых клеток под определенные цели.
Возможность такой дифференциации различается для отдельных видов стволовых клеток:
● Плюрипотентные эмбриональные стволовые клетки могут превратиться в любой другой вид, но их получение и возможность использования в лечении ограничены по этическим соображениям.● Мультипотентные — к ним относятся в первую очередь гемопоэтические и мезенхимальные — превращаются в клетки определенных тканей (например, крови, соединительной ткани, хрящей).
Еще одно важное свойство стволовых клеток — самообновление. Под этим понимают способность стволовых клеток делиться и сохранять свой "стволовой" статус на протяжении долгого времени. Это значит, что при делении одна клетка может оставаться стволовой, а другая становится специализированной. Процесс самообновления обеспечивает долговременное наличие клеток в организме для поддержания его регенеративных способностей.
Такие клетки изначально не обладают специфическими функциями, присущими более специализированным видам. Это позволяет им при необходимости превращаться в тот или иной тип клеток, в зависимости от сигнальных путей и условий в окружающей среде.
Еще одним очень важным и полезным свойством мезенхимальных стволовых клеток является синтез широкого спектра сигнальных молекул. Эти молекулы могут менять работу окружающих клеток, влиять на работу имунной системы, регулировать процессы воспаления. Поэтому даже без прямой дифференциации в определённый тип клеток, терапия с использованием МСК запускает процессы регенерации тканей на клеточном уровне.

Где используется лечение стволовыми клетками?

Благодаря своим уникальным свойствам стволовые клетки нашли применение в терапии большого количества сложных состояний и заболеваний. Они помогают восстанавливать поврежденные ткани и органы, а также участвуют в замене больных клеток новыми, здоровыми.

Одной из первых и наиболее успешных областей применения стволовых клеток стало лечение заболеваний крови и кроветворной системы человека. Так, трансплантация гемопоэтических стволовых клеток — стандартный метод лечения онкологических заболеваний крови. В процессе химиотерапии или радиотерапии уничтожаются раковые клетки, но вместе с ними также погибают и здоровые клетки костного мозга. Трансплантация ГСК позволяет восстановить кроветворную систему после агрессивного лечения.

Мезенхимальные стволовые клетки используются при лечении повреждений костей, суставов и сухожилий, а также для регенерации хрящевой ткани. В клинических исследованиях их вводят в поврежденные суставы с целью восстановления хряща и ослабления болевого синдрома.

Восстановление тканей сердца после инфаркта миокарда — еще одна сложная задача, с которой могут справиться мезенхимальные стволовые клетки. Они стимулируют рост новых кровеносных сосудов и способствуют регенерации поврежденных участков миокарда.

Заболевания и травмы нервной системы представляют еще одну перспективную область применения стволовых клеток. Например, при рассеянном склерозе иммунная система атакует миелиновую оболочку нервов, а стволовые клетки могут помочь в регенерации поврежденных нервов, замедляя прогрессирование этого тяжелого заболевания.

В клинических исследованиях стволовые клетки используются для регенерации бета-клеток поджелудочной железы, которые отвечают за выработку инсулина. Заменяя поврежденные бета-клетки, они восстанавливают продукцию инсулина, тем самым уменьшая зависимость человека от инъекций этого препарата.

Также стволовые клетки нашли применение в косметологии и дерматологии. В частности, трихологи используют их для лечения алопеции, при которой волосы выпадают из-за снижения активности волосяных фолликулов.

Перспективные исследования

Крупные современные исследования стволовых клеток направлены в первую очередь на разработку методов восстановления сложных структур: сердечной мышцы, эндокринных желез, костной ткани. Также активно изучается возможность использования стволовых клеток для лечения нейродегенеративных и других заболеваний нервной системы, например, болезней Паркинсона, Альцгеймера, РАС.

Омоложение с использованием стволовых клеток

Благодаря своим уникальным свойствам стволовые клетки считаются одним из самых перспективных инструментов для борьбы с возрастными изменениями. С возрастом клетки организма теряют способность эффективно регенерировать, что ведет к износу тканей, старению органов и снижению их функциональности. Стволовые клетки могут способствовать восстановлению этих процессов и замедлить старение.
Стволовые клетки в косметологии используются для создания и введения фибробластов — клеток, ответственных за выработку коллагена и эластина. Снижение продукции этих волокон с возрастом приводит к деформации овала лица и появлению морщин и складок, и созданные из стволовых клеток фибробласты способны восстановить упругость кожи.

Преимущества стволовых клеток пуповинной крови и плаценты

Пуповинная кровь, пуповина и плацента — основные источники перинатальных стволовых клеток с высоким регенеративнім потенциалом. Преимущества использования этих клеток связаны с их молодостью, высокой пластичностью и меньшим риском иммунного отторжения. Клетки пуповинной крови и плаценты содержат гемопоэтические стволовые клетки, которые могут дифференцироваться в клетки крови. Это делает их эффективными для использования в трансплантации костного мозга при лечении заболеваний крови.

Кроме того, в плаценте, пуповине и пуповинной крови также присутствуют мезенхимальные стволовые клетки, которые могут превращаться в клетки других тканей — мышц, нейронов, костей. Это, в свою очередь, открывает перспективы их использования для восстановления поврежденных тканей и органов.