Дослідження стовбурових клітин

Потенційне використання стовбурових клітин

Оскільки стовбурові клітини мають здатність перетворюватися на різні інші типи клітин, вчені вважають, що вони можуть бути корисними для лікування та розуміння хвороб. За даними клініки Mayo, стовбурові клітини можна використовувати для:

• вирощувати нові клітини в лабораторії для заміни пошкоджених органів або тканин
• виправити частини органів, які не працюють належним чином
• дослідження причин генетичних дефектів клітин
• досліджувати, як виникають захворювання або чому певні клітини розвиваються в ракові клітини
• перевірити нові препарати на безпеку та ефективність

Види стовбурових клітин

Існує кілька типів стовбурових клітин, які можна використовувати для різних цілей.

Ембріональні стовбурові клітини

Ембріональні стовбурові клітини походять із людських ембріонів, яким виповнилося від трьох до п’яти днів. Їх збирають під час процесу, який називається екстракорпоральним заплідненням. Це передбачає запліднення ембріона в лабораторії, а не всередині жіночого тіла. Ембріональні стовбурові клітини відомі як плюрипотентні стовбурові клітини. Ці клітини можуть викликати практично будь-який інший тип клітин в організмі.

Неембріональні (дорослі) стовбурові клітини

Дорослі стовбурові клітини мають оманливу назву, оскільки вони також зустрічаються у немовлят і дітей. Ці стовбурові клітини походять із розвинених органів і тканин організму. Вони використовуються організмом для відновлення та заміни пошкодженої тканини в тій же області, де вони знаходяться.

Наприклад, гемопоетичні стовбурові клітини є типом дорослих стовбурових клітин, які знаходяться в кістковому мозку. Вони утворюють нові еритроцити, лейкоцити та інші типи клітин крові. Лікарі десятиліттями проводять трансплантацію стовбурових клітин, також відому як трансплантація кісткового мозку, використовуючи гемопоетичні стовбурові клітини для лікування деяких видів раку.

Дорослі стовбурові клітини не можуть диференціюватися в стільки інших типів клітин, як ембріональні стовбурові клітини.

Індуковані плюрипотентні стовбурові клітини (ІПСК)

Нещодавно вчені виявили, як перетворити дорослі стовбурові клітини в плюрипотентні стовбурові клітини. Ці нові типи клітин називаються індукованими плюрипотентними стовбуровими клітинами (ІПСК). Вони можуть диференціюватися в усі типи спеціалізованих клітин в організмі. Це означає, що вони потенційно можуть виробляти нові клітини для будь-якого органу або тканини. Щоб створити iPSC, вчені генетично перепрограмують дорослі стовбурові клітини, щоб вони вели себе як ембріональні стовбурові клітини.

Цей прорив створив спосіб «дедиференціювати» стовбурові клітини. Це може зробити їх більш корисними для розуміння того, як розвиваються захворювання. Вчені сподіваються, що клітини можна зробити з власної шкіри для лікування хвороби. Це допоможе запобігти відмові імунної системи від пересадки органу. Тривають дослідження, щоб знайти способи безпечного виробництва iPSC.

Стовбурові клітини пуповинної крові та стовбурові клітини амніотичної рідини

Стовбурові клітини пуповинної крові збирають із пуповини після пологів. Їх можна заморозити в банках клітин для використання в майбутньому. Ці клітини успішно використовувалися для лікування дітей з раком крові, таким як лейкемія, і певними генетичними захворюваннями крові.

Стовбурові клітини також були знайдені в амніотичній рідині. Це рідина, яка оточує дитину, що розвивається, в утробі матері. Однак необхідні додаткові дослідження, щоб зрозуміти потенційне використання стовбурових клітин амніотичної рідини.

Суперечка про дослідження стовбурових клітин

Дорослі стовбурові клітини не представляють жодних етичних проблем. Однак останніми роками виникли суперечки навколо способу отримання людських ембріональних стовбурових клітин. У процесі збору ембріональних стовбурових клітин ембріон руйнується. Це викликає етичні занепокоєння у людей, які вважають, що знищення заплідненого ембріона є морально неправильним.

Противники вважають, що ембріон – це жива людина. Вони не думають, що запліднені яйцеклітини слід використовувати для дослідження. Вони стверджують, що ембріон повинен мати такі ж права, як і кожна інша людина, і що ці права слід захищати.

Прихильники дослідження стовбурових клітин, навпаки, вважають, що ембріони ще не люди. Вони зазначають, що дослідники отримують згоду від пари донорів, чиї яйцеклітини та сперма були використані для створення ембріона. Прихильники також стверджують, що запліднені яйцеклітини, створені під час запліднення in vitro, все одно будуть викинуті, тому їх можна краще використовувати для наукових досліджень.

З проривним відкриттям iPSC, можливо, буде менше потреби в людських ембріонах для досліджень. Це може допомогти полегшити занепокоєння тих, хто проти використання ембріонів для медичних досліджень. Однак, якщо іПСК мають потенціал для розвитку в людський ембріон, дослідники теоретично можуть створити клон донора. Це є ще одним етичним питанням, яке слід враховувати. У багатьох країнах вже діє законодавство, яке фактично забороняє клонування людини.

Федеральні положення про дослідження стовбурових клітин

У Сполучених Штатах федеральна політика щодо досліджень стовбурових клітин змінювалася з часом, коли різні президенти вступали на посаду. Важливо відзначити, що жодне федеральне регулювання ніколи не забороняло дослідження стовбурових клітин у Сполучених Штатах. Швидше, нормативні акти встановили обмеження на державне фінансування та використання. Однак деякі штати ввели заборону на створення або знищення людських ембріонів для медичних досліджень.

Політика щодо стовбурових клітин за колишнього президента Джорджа Буша

У серпні 2001 року колишній президент Джордж Буш схвалив закон, який передбачає федеральне фінансування обмежених досліджень ембріональних стовбурових клітин. Однак таке дослідження повинно відповідати наступним критеріям:

• До 21 години вечора 9 серпня 2001 року розпочався процес збору врожаю, який включає знищення ембріона.
• Стовбурові клітини були отримані з ембріона, який був створений для репродуктивних цілей і більше не був потрібним.
• Була отримана інформована згода на донорство ембріона, і донорство не передбачало фінансової винагороди.

Політика щодо стовбурових клітин за президента Барака Обами

У березні 2009 року президент Барак Обама скасував заяву колишнього президента Буша і випустив Указ № 13505. Указ зняв обмеження на федеральне фінансування досліджень стовбурових клітин. Це дозволило Національному інституту здоров’я (NIH) почати фінансувати дослідження, в яких використовуються ембріональні стовбурові клітини. Потім NIH опублікував рекомендації щодо встановлення політики, згідно з якою він буде фінансувати дослідження. Рекомендації були написані, щоб допомогти переконатися, що всі дослідження стовбурових клітин людини, які фінансуються NIH, є морально відповідальними та науково актуальними.

Приклади дослідження стовбурових клітин

Дослідження стовбурових клітин тривають в університетах, науково-дослідних установах і лікарнях по всьому світу. В даний час дослідники зосереджуються на пошуку способів контролювати, як стовбурові клітини перетворюються на інші типи клітин.

Процес диференціювання клітин

Основна мета дослідження ембріональних стовбурових клітин полягає в тому, щоб дізнатися, як недиференційовані стовбурові клітини перетворюються на диференційовані стовбурові клітини, які утворюють специфічні тканини та органи. Дослідники також зацікавлені в тому, щоб з’ясувати, як контролювати цей процес диференціації.

Протягом багатьох років вчені розробили методи маніпулювання процесом стовбурових клітин для створення клітин певного типу. Цей процес називається спрямованою диференціацією. Недавнє дослідженнятакож виявив перші кроки в тому, як стовбурові клітини перетворюються на клітини мозку та інші типи клітин. Додаткові дослідження на цю тему тривають.

Клітинна терапія

Якщо дослідники зможуть знайти надійний спосіб спрямування диференціації ембріональних стовбурових клітин, вони, можливо, зможуть використовувати ці клітини для лікування певних захворювань. Наприклад, направляючи ембріональні стовбурові клітини перетворюватися на клітини, що виробляють інсулін, вони можуть пересаджувати клітини людям з діабетом 1 типу.

Інші захворювання, які потенційно можна лікувати за допомогою ембріональних стовбурових клітин, включають:

• травматична травма спинного мозку
• інсульт
• сильні опіки
• ревматоїдний артрит
• хвороба серця
• втрата слуху
• захворювання сітківки ока
• Хвороба Хантінгтона
• хвороба Паркінсона

Агентство стовбурових клітин Каліфорнії надає детальний перелік програм захворювання та клінічних випробувань, які зараз проводяться в рамках досліджень стовбурових клітин. Приклади таких проектів включають:

• введення модифікованих стовбурових клітин безпосередньо в мозок після інсульту
• використання стовбурових клітин для заміни пошкоджених клітин у внутрішньому вусі, які розпізнають звук, допомагаючи відновити слух
• змінювати гени стовбурових клітин, щоб зробити їх стійкими до захворювань, таких як СНІД, а потім вставляти їх людям із захворюванням
• культивування стовбурових клітин для відновлення крихких кісток людей з остеопорозом

Використання стовбурових клітин для тестування нових ліків

Дослідники також використовують диференційовані стовбурові клітини для перевірки безпеки та ефективності нових ліків. Випробування ліків на стовбурових клітинах людини позбавляє від необхідності тестувати їх на тваринах.

Їжа на винос

Дослідження стовбурових клітин має потенціал мати значний вплив на здоров’я людини. Однак існують певні суперечки щодо розвитку, використання та знищення людських ембріонів. Вчені, можливо, зможуть полегшити ці занепокоєння, використовуючи новий метод, який може перетворити дорослі стовбурові клітини в плюрипотентні стовбурові клітини, які можуть перетворитися на клітини будь-якого типу. Це усуне потребу в ембріональних стовбурових клітинах для досліджень. Такі прориви показують, що в дослідженні стовбурових клітин було досягнуто значного прогресу. Незважаючи на ці досягнення, ще багато чого потрібно зробити, перш ніж вчені зможуть створити успішні методи лікування за допомогою терапії стовбуровими клітинами.