Kmenové buňky

Kmenové buňky  jsou nediferencované (nezralé) buňky vyskytující se v mnoha typech mnohobuněčných organismů . Kmenové buňky jsou schopné sebeobnovy, tvoří nové kmenové buňky, dělí se mitózou a diferencují se na specializované buňky, to znamená, že se mění v buňky různých orgánů a tkání .

Historické pozadí

• 1909: Termín "kmenová buňka" (v originále " německy  Stammzelle ") byl navržen pro široké použití 1. června 1909 na setkání hematologů v Berlíně , kde byly krvetvorné kmenové buňky popsány rusko-americkým histologem Alexandrem Maximovem pomocí metody své doby v prezentované zprávě " Lymfocyt jako společná kmenová buňka různých krevních elementů v embryonálním vývoji a postfetálním životě savců " [1] :

Nyní jsem zjistil, že tyto primitivní krvinky, jak je nazývám, nejsou v žádném případě erytroblasty, jak by naznačoval konvenční pohled, ale zcela nediferencované prvky s kulatým, lehkým jádrem a úzkou bazofilní protoplazmou; nejsou to ani červené ani bílé krvinky, i když by se s největší pravděpodobností stále mohly nazývat bílými krvinkami, protože někdy, zejména u kuřat, mají améboidní tvar a jsou velmi podobné velkým lymfocytům. Dále se množí a zprvu se jejich počet také zvyšuje náhradou endotelových buněk v primitivních cévách.

• 1970: První transplantace autologních (vlastních) kmenových buněk [2] [3] . Podle některých zpráv byli v 70. letech starší členové politbyra ÚV KSSS 2–3krát ročně očkováni „mládež“ injekčními přípravky z kmenových buněk [4] .
• 1978: V pupečníkové krvi byly nalezeny hematopoetické kmenové buňky [5] .
• 1981: Myší embryonální buňky jsou odvozeny z embryoblastu (vnitřní buněčná hmota blastocysty ) Martinem Evansem , Matthewem Kaufmanem a nezávisle Gail R. Martinovou. Zavedení termínu „embryonální kmenová buňka“ se připisuje Gail Martinové.
• 1992: In vitro odvozené neurální kmenové buňky . Byly vyvinuty protokoly pro jejich kultivaci ve formě neurosfér .
• 1997: Novým přístupem k použití kmenových buněk v léčbě renálního selhání byl koncept využití „bioartifical auxiliary system of renal tubules“ (Bioartifical renal tubule assist device, RAD). Jedná se o doplněk k „obyčejné“ dialýze: systém tubulárních membrán, jejichž vnitřní povrch slouží jako podpora pro EPC buňky diferencované z SC. Systém doplňuje aparát „umělé ledviny“, přičemž krev pacienta je filtrována přes membrány, přičemž dochází k výměně nízkomolekulárních látek s živými EPC buňkami na nich fixovanými [6] [7] .
• 1998: James Thomson a jeho spolupracovníci na University of Wisconsin-Madison vyvinuli první řadu lidských ESC (embryonálních kmenových buněk).
• 1999: Časopis Science uznal objev embryonálních kmenových buněk za třetí nejdůležitější vývoj v biologii po rozluštění dvojité šroubovice DNA a projektu Human Genome Project .
• V roce 1999 byl pod vedením Humese HD vytvořen systém, ve kterém byly použity epiteliální buňky proximálních renálních tubulů selat , namnožené několika pasážemi . Použitím „baterie“ takových kazet lze tedy dosáhnout téměř fyziologické kompenzace metabolických a endokrinních funkcí [8] [9] .
• 2005: Seznam nemocí, u kterých byla úspěšně aplikována transplantace kmenových buněk, dosahuje několika desítek. Zaměřuje se na léčbu zhoubných novotvarů , různých forem leukémie a dalších krevních chorob . Existují zprávy o úspěšné transplantaci kmenových buněk pro onemocnění kardiovaskulárního a nervového systému. Různá výzkumná centra provádějí výzkum využití kmenových buněk při léčbě infarktu myokardu a srdečního selhání . Byly vyvinuty mezinárodní protokoly pro léčbu roztroušené sklerózy . Hledají se přístupy k léčbě mrtvice , Parkinsonovy a Alzheimerovy choroby .
• Srpen 2006: Cell journal publikuje studii [10] Kazutoshi Takahashi a Shinya Yamanaka o způsobu, jak vrátit diferencované buňky do pluripotentního stavu. Začíná éra indukovaných pluripotentních kmenových buněk .
• Leden 2007: Výzkumníci z Wake Forest University ( Severní Karolína , USA ) vedení Dr. Anthony Atala z Harvardu oznámili [11] objev nového typu kmenových buněk nalezených v plodové vodě (plodová voda). Mohou se stát potenciální náhradou za ESC ve výzkumu a terapii.
• Červen 2007: Tři nezávislé výzkumné skupiny hlásí, že zralé buňky myší kůže lze přeprogramovat na ESC. Ve stejném měsíci vědec Shuchrat Mitalipov oznámil vytvoření řady kmenových buněk primátů prostřednictvím terapeutického klonování .
• Listopad 2007: Studie Kazutoshi Takahashi a Shinya Yamanaka „Indukce pluripotentních kmenových buněk ze zralých lidských fibroblastů za určitých faktorů“ [12] byla publikována v časopise Cell a článek „Indukované pluripotentní kmenové buňky odvozené z lidských somatických buněk “ . publikováno v časopise Science [13 ] Junying Yu, ve spolupráci s dalšími vědci z výzkumné skupiny Jamese Thomsona. Bylo prokázáno, že je možné indukovat téměř jakoukoli zralou lidskou buňku a dát jí vlastnosti kmene, čímž se eliminuje nutnost ničit embrya v laboratoři, ačkoli rizika karcinogeneze spojená s genem Myc a přenosem retrovirového genu je třeba ještě určit.
• Leden 2008: Robert Lanza a jeho kolegové z Advanced Cell Technology a University of California, San Francisco, vytvořili první lidské ESC bez zničení embrya [14] .
• Leden 2008: Klonované lidské blastocysty jsou kultivovány terapeutickým klonováním .
• Únor 2008: pluripotentní kmenové buňky odvozené z myších jater a žaludku , tyto indukované buňky jsou blíže embryonálním než dříve odvozeným indukovaným kmenovým buňkám a nejsou karcinogenní. Navíc geny potřebné k indukci pluripotentních buněk nemusí být umístěny ve specifické oblasti, což přispívá k rozvoji technologií nevirového přeprogramování buněk .
• Říjen 2008: Sabina Konrad a její kolegové z Tübingenu ( Německo ) získali pluripotentní kmenové buňky ze spermatogoniálních buněk zralého lidského varlete kultivací in vitro s přídavkem PIL (leukemický inhibiční (supresivní) faktor).
• 30. října 2008: Embryonální kmenové buňky získané z lidských vlasů [15] .
• Prosinec 2008: První publikovaná studie lékařů z kliniky Centeno-Schultz o úspěšné regeneraci chrupavky v lidském koleni pomocí autologních zralých MSC [16] .
• 1. března 2009: Andreas Nagy, Keisuke Kaji a kolegové objevili způsob, jak získat embryonální kmenové buňky z normálních zralých buněk pomocí inovativní obalové technologie, která dodá specifické geny do buněk pro přeprogramování bez rizik spojených s viry . Umístění genů v buňce se provádí pomocí elektroporace .
• 28. května 2009: Kim Gwangsu a jeho kolegové z Harvardu oznámili, že vyvinuli způsob, jak manipulovat s kožními buňkami tak, aby produkovaly indukované pluripotentní kmenové buňky způsobem specifickým pro pacienta, přičemž tvrdili, že toto je „konečné řešení problému s kmenovými buňkami. "
• 2011: Izraelský výzkumník Inbar Friedrich Ben-Nun vedl tým vědců, který vyvinul první kmenové buňky z ohrožených druhů zvířat [17] . Jedná se o průlom a díky němu lze zachránit druhy, kterým hrozí vyhynutí [18] .
• 2012: Injekce pacientů s kmenovými buňkami odebranými z jejich vlastní kostní dřeně tři nebo sedm dní po infarktu myokardu je bezpečná, ale neúčinná léčba, podle klinické studie podporované americkým Národním institutem zdraví. Studie provedené německými specialisty na kardiologickém oddělení v Hamburku však prokázaly pozitivní výsledky v léčbě srdečního selhání, nikoli však infarktu myokardu. [19]
• 2012: Skupina japonských vědců vedená profesorem Mitinori Saito z univerzity v Kjótu poprvé v historii vědy dokázala vypěstovat vajíčka z kmenových buněk, oplodnit je a dosáhnout narození zdravých potomků u laboratorních myší. 5. října v elektronickém čísle vědeckého časopisu Science naznačili, že výsledky jejich výzkumu přispějí k řešení problému neplodnosti . [dvacet]
• 23. ledna 2013: Stejná skupina Centra pro výzkum a aplikaci kmenových buněk Kjótské univerzity vypěstovala ledvinové, nadledvinové a zárodečné buňky z kmenových buněk: bylo získáno pět typů ledvinových buněk a také fragment renálního tubulu zapojeného do filtrace krve. dospělý. [21] [22]
• 5. srpna 2013: Výsledkem mnohaletých zkušeností vědců z Maastrichtské univerzity na cestě k řešení problému nedostatku potravin ve světě bylo maso na 140gramový hamburger . Je „utkaná“ z 20 000 proteinových vláken vypěstovaných za tři měsíce z kravských kmenových buněk. Do jeho výroby bylo investováno 250 000 eur [23] [24] .
• 2019: Genetici v Kalifornii vytvořili genovou terapii, která činí kmenové buňky „neviditelnými“ pro lidský imunitní systém. Úspěšný experiment byl proveden na „humanizovaných“ myších [25] [26] .
• Březen 2020: Adam Castillejo je druhým člověkem na světě, který se vyléčil z HIV transplantací kmenových buněk kostní dřeně.

Vlastnosti

Všechny kmenové buňky mají dvě základní vlastnosti:

• Sebeobnova, tedy schopnost zachovat nezměněný fenotyp po rozdělení (bez diferenciace).
• Potence (diferenciační potenciál), neboli schopnost produkovat potomstvo ve formě specializovaných typů buněk .

Sebeobnova

Existují dva mechanismy, které udržují populaci kmenových buněk v těle:

1. Asymetrické dělení, při kterém vznikají dvě různé buňky (jedna kmenová buňka a jedna diferencovaná buňka [27] ).
2. Stochastické dělení: některé kmenové buňky se rozdělí na dvě specializovanější, zatímco jiné při dělení dají vzniknout dvěma kmenovým buňkám.

Diferenciační potenciál

Weigers a Weisman je klasifikovali podle jejich schopnosti produkovat buněčné linie.

Diferenciační potenciál neboli potence kmenových buněk je schopnost produkovat určitý počet různých typů buněk. Podle potence se kmenové buňky dělí do následujících skupin:

• Totipotentní (omnipotentní) kmenové buňky se mohou diferencovat na buňky embryonálních a extraembryonálních tkání organizované jako trojrozměrné spojené struktury (tkáně, orgány, orgánové systémy, organismus). Takové buňky mohou dát vzniknout plnohodnotnému životaschopnému organismu. Patří mezi ně oplodněné vajíčko nebo zygota. Buňky vytvořené během prvních několika cyklů dělení zygoty jsou u většiny druhů také totipotentní. Nezahrnují však například škrkavky , jejichž zygota ztrácí totipotenci při prvním dělení. U některých organismů se mohou diferencované buňky také stát totipotentními. Odříznutou část rostliny lze tedy použít k vypěstování nového organismu právě pro tuto vlastnost.
• Pluripotentní kmenové buňky jsou potomky totipotentních kmenových buněk a mohou dát vzniknout téměř všem tkáním a orgánům, s výjimkou extraembryonálních tkání (například placenta ). Z těchto kmenových buněk se vyvinou tři zárodečné vrstvy : ektoderm , mezoderm a endoderm . V roce 2015 vědci objevili nový typ buňky, regionálně selektivní pluripotentní kmenové buňky. Nezávisle kolonizují jednu nebo druhou oblast těla embrya, po které se mohou vyvinout do buněk různých tkání [28] .
• Multipotentní kmenové buňky dávají vzniknout buňkám různých tkání, ale rozmanitost jejich typů je omezena hranicemi jedné zárodečné vrstvy. Z ektodermu vzniká nervový systém , smyslové orgány , přední a zadní úseky střevní trubice , kožní epitel . Z mezodermu se tvoří kostra chrupavky a kosti , cévy , ledviny a svaly . Z endodermu se v závislosti na druhu tvoří různé orgány odpovědné za dýchání a trávení . U lidí jsou to střevní sliznice , urotel močového měchýře [29] , stejně jako játra , slinivka břišní a plíce .
• Oligopotentní buňky se mohou diferencovat pouze na určité typy buněk, které mají podobné vlastnosti. Patří sem například buňky lymfoidní a myeloidní řady zapojené do procesu hematopoézy .
• Unipotentní buňky (buňky předchůdců, blastocyty) jsou nezralé buňky, které, přísně vzato, již nejsou kmenovými buňkami, protože mohou produkovat pouze jeden typ buněk. Jsou schopny mnohonásobné sebereplikace, což z nich dělá dlouhodobý zdroj buněk jednoho specifického typu a odlišuje je od nekmenových buněk. Jejich schopnost reprodukce je však omezena na určitý počet dělení, což je také odlišuje od pravých kmenových buněk. Progenitorové buňky zahrnují například některé z myosatelocytů , které se podílejí na tvorbě kosterních a svalových tkání.

Klasifikace

Kmenové buňky lze rozdělit do tří hlavních skupin podle zdroje jejich příjmu: embryonální, fetální a postnatální (dospělé kmenové buňky).

Embryonální kmenové buňky

Embryonální kmenové buňky (ESC) tvoří vnitřní buněčnou hmotu (ICM), neboli embryoblast , na počátku vývoje embrya . Jsou pluripotentní .

Důležitou výhodou ESC je, že neexprimují HLA (lidské leukocytární antigeny), to znamená, že neprodukují antigeny tkáňové kompatibility . Každý jedinec má jedinečnou sadu těchto antigenů a nesoulad mezi dárcem a příjemcem je hlavní příčinou nekompatibility při transplantaci . V souladu s tím je pravděpodobnost, že embryonální buňky dárce budou tělem příjemce odmítnuty, velmi nízká.

Při transplantaci imunodeficientním zvířatům jsou embryonální kmenové buňky schopny tvořit nádory komplexní (mnohotkáňové) struktury - teratomy , z nichž některé se mohou stát maligními. Neexistují spolehlivé údaje o tom, jak se tyto buňky chovají v imunokompetentním organismu, například v lidském těle. Zároveň je třeba poznamenat, že klinické studie využívající diferencované deriváty (odvozené buňky) ESC již začaly.

Jednou z hlavních nevýhod ESC je nemožnost použití autogenního, tedy vlastního materiálu při transplantaci, protože izolace ESC z embrya je neslučitelná s jeho dalším vývojem.

Fetální kmenové buňky

Fetální kmenové buňky se získávají z fetálního materiálu po potratu (obvykle gestační věk, tedy nitroděložní vývoj plodu, je 9–12 týdnů) [30] . Fetální kmenové buňky jsou směsí multipotentních a unipotentních kmenových buněk [31] [32] . Studium a používání takového biomateriálu přirozeně také vyvolává etické problémy. Dalším problémem je nelegální trh s preparáty fetálních kmenových buněk v Rusku [33] . Britská společnost ReNeuron zkoumá použití fetálních kmenových buněk pro terapii mrtvice . Tyto buňky se již začaly diferencovat , a proto každá z nich zaprvé může podstoupit jen omezený počet dělení a zadruhé z nich nevzniknou žádné, ale spíše určité typy specializovaných buněk. Z jaterních buněk plodu se tak mohou vyvinout specializované jaterní buňky a krvetvorné buňky. Z nervové tkáně plodu se tak vyvinou specializovanější nervové buňky .

Postnatální kmenové buňky

Navzdory skutečnosti, že kmenové buňky zralého organismu mají nižší účinnost ve srovnání s embryonálními a fetálními kmenovými buňkami, to znamená, že mohou generovat menší počet různých typů buněk, etický aspekt jejich výzkumu a použití nevyvolává vážné kontroverze . . Možnost použití autogenního materiálu navíc zajišťuje účinnost a bezpečnost léčby. Dospělé kmenové buňky lze rozdělit do tří hlavních skupin: hematopoetické (hematopoetické), multipotentní mezenchymální (stromální) a tkáňově specifické progenitorové buňky .

Někdy jsou buňky pupečníkové krve izolovány do samostatné skupiny, protože jsou nejméně diferencované ze všech buněk zralého organismu , to znamená, že mají největší sílu. Pupečníková krev obsahuje především hematopoetické kmenové buňky a také multipotentní mezenchymální kmenové buňky, ale v malém množství obsahuje i jiné typy kmenových buněk, které jsou za určitých podmínek schopny diferenciace na buňky různých orgánů a tkání.

Hematopoetické kmenové buňky

Hematopoetické kmenové buňky (HSC) jsou multipotentní kmenové buňky, které dávají vzniknout všem krevním buňkám myeloidů ( monocyty , makrofágy , neutrofily , bazofily , eozinofily , erytrocyty , megakaryocyty a krevní destičky , dendritické buňky ) a lymfocytární řady ( T - lymfy lymfocyty a přirozené zabíječe ). Definice krvetvorných buněk byla za posledních 20 let zásadně revidována. Hematopoetická tkáň obsahuje buňky s dlouhodobou a krátkodobou regenerační schopností , včetně multipotentních, oligopotentních a progenitorových buněk. Myeloidní tkáň obsahuje jeden HSC na 10 000 buněk. HSC jsou heterogenní populace . Existují tři subpopulace HSC, podle proporcionálního poměru lymfoidního a myeloidního potomstva (L/M). Myeloidně orientované HSC mají nízký poměr L/M (>0, <3), zatímco lymfoidně orientované HSC mají vysoký poměr (>10). Třetí skupinu tvoří „vyvážené“ HSC, pro které je 3 ≤ L/M ≤ 10. V současné době se aktivně studují vlastnosti různých skupin HSC, nicméně mezivýsledky ukazují, že pouze myeloidně orientované a „vyvážené“ HSC jsou schopné dlouhodobé sebereprodukce. Transplantační experimenty navíc ukázaly, že každá skupina HSC přednostně replikuje svůj vlastní typ krevních buněk, což naznačuje zděděný epigenetický program pro každou subpopulaci.

Populace HSC se tvoří během embryogeneze , tedy embryonálního vývoje. Bylo prokázáno, že u savců se první HSC nacházejí v oblastech mezodermu nazývaných aorta , gonáda a mesonefros , před vytvořením kostní dřeně se populace rozšiřuje v játrech plodu. Tyto studie přispívají k pochopení mechanismů odpovědných za genezi (tvorbu) a expanzi populace HSC, a tedy k objevu biologických a chemických látek (aktivních látek), které lze nakonec použít pro kultivaci HSC in vitro. .

Hlavním zdrojem HSC je kostní dřeň . Tento zdroj je dodnes v transplantologii nejpoužívanější (viz Transplantace krvetvorných buněk ). HSC se u dospělých nacházejí v kostní dřeni, včetně pánevních kostí , žeber , hrudní kosti a dalších kostí. Buňky lze získat přímo z pánevních kostí pomocí jehly a injekční stříkačky nebo z krve po předběžném ošetření cytokiny , včetně G-CSF (faktor stimulující kolonie granulocytů), který podporuje uvolňování kmenových buněk z kostní dřeně.

Multipotentní mezenchymální kmenové buňky

Multipotentní mezenchymální stromální buňky (MMSC) jsou multipotentní kmenové buňky schopné diferenciace na osteoblasty (buňky kostní tkáně), chondrocyty (buňky chrupavky) a adipocyty (tukové buňky).

Prekurzory MMSC během embryogenního období vývoje jsou mezenchymální kmenové buňky (MSC). Lze je nalézt v distribuci mezenchymu , tedy zárodečné pojivové tkáně.

Hlavním zdrojem MMSC je kostní dřeň . Kromě toho se nacházejí v tukové tkáni a řadě dalších tkání s dobrým krevním zásobením . Existují určité důkazy, že přirozená tkáňová nika MMSC se nachází perivaskulárně kolem krevních cév. Kromě toho byly MMSC nalezeny v dřeni mléčných zubů, plodové (plodové) tekutině , pupečníkové krvi a Whartonově želé z pupeční šňůry. Tyto zdroje jsou zkoumány, ale v praxi se používají jen zřídka. Například izolace mladých MMSC z Whartonova želé je extrémně pracný proces, protože buňky v něm jsou umístěny také perivaskulárně. V letech 2005-2006 MMSC specialisté oficiálně definovali řadu parametrů, které musí buňky splňovat, aby je bylo možné klasifikovat jako MMSC populaci. Byly publikovány články představující imunofenotyp MMSC a směry ortodoxní diferenciace. Patří mezi ně diferenciace na buňky kostní, tukové a chrupavčité tkáně.

Byla provedena řada experimentů k diferenciaci MMSC na buňky podobné neuronu, ale výzkumníci stále pochybují, že výsledné neurony jsou funkční. Probíhají také experimenty v oblasti diferenciace MMSC na myocyty - buňky svalové tkáně . Nejdůležitější a nejslibnější oblastí klinické aplikace MMSC je kotransplantace s HSC za účelem zlepšení přihojení vzorku kostní dřeně nebo kmenových buněk pupečníkové krve.

Četné studie ukázaly, že lidské MMSC se mohou vyhnout odmítnutí transplantátu, interagovat s dendritickými buňkami a T-lymfocyty a vytvářet imunosupresivní mikroprostředí produkcí cytokinů. Bylo prokázáno, že imunomodulační funkce lidských MMSC jsou posíleny, když jsou transplantovány do zaníceného prostředí se zvýšenými hladinami interferonu gama . Jiné studie jsou v rozporu s těmito zjištěními kvůli heterogenní povaze izolovaných MSC a významným rozdílům mezi nimi v závislosti na kultivační metodě.

V případě potřeby lze aktivovat MSC. Jejich účinnost je však poměrně nízká. Takže například poškození svalů i po transplantaci MSC se hojí velmi pomalu. V současné době probíhají studie o aktivaci MSC. Předchozí studie o intravenózní transplantaci MSC ukázaly, že tento způsob transplantace často vede ke krizi odmítnutí a sepsi . Dnes se uznává, že onemocnění periferních tkání, například střevní záněty, se nejlépe neléčí transplantací , ale metodami, které zvyšují lokální koncentraci MSC.

Studie o účinnosti použití MSC pro reepitelizaci poškozené kůže, například u syndromu diabetické nohy, však prokázaly jejich účinnost v klinických studiích [34] .

Tkáňově specifické progenitorové buňky

Tkáňově specifické progenitorové buňky (buňky předchůdce) jsou špatně diferencované buňky, které se nacházejí v různých tkáních a orgánech a jsou zodpovědné za aktualizaci své buněčné populace, to znamená, že nahrazují mrtvé buňky. Patří sem například myosatelocyty (předchůdci svalových vláken), prekurzorové buňky lymfo- a myelopoézy . Tyto buňky jsou oligo- a unipotentní a jejich hlavní rozdíl od ostatních kmenových buněk je v tom, že progenitorové buňky se mohou dělit pouze určitý počet krát, zatímco jiné kmenové buňky jsou schopné neomezené sebeobnovy. Proto je jejich příslušnost ke skutečným kmenovým buňkám zpochybňována.

Nervové kmenové buňky, které rovněž patří do tkáňově specifické skupiny, jsou studovány samostatně. Diferencují se během vývoje embrya a během fetálního období, což má za následek vytvoření všech nervových struktur budoucího dospělého organismu, včetně centrálního a periferního nervového systému. Tyto buňky byly nalezeny i v CNS dospělého organismu, zejména v subependymální zóně, v hippocampu , čichovém mozku atd. Navzdory skutečnosti, že většina mrtvých neuronů není nahrazena, proces neurogeneze u dospělého CNS je stále možný díky neurálním kmenovým buňkám, to znamená, že populace neuronů se může „obnovit“, ale to se děje v takovém objemu, že to významně neovlivňuje výsledky patologických procesů .

Charakteristika embryonálních kmenových buněk

1. Pluripotence  je schopnost tvořit kterýkoli z asi 350 typů dospělých buněk (u savců) [35] ;
2. Navádění  - schopnost kmenových buněk, když jsou zavedeny do těla, najít oblast poškození a opravit ji a vykonávat ztracenou funkci;
3. Totipotence  - schopnost diferenciace do celého organismu (11 dní po oplodnění);
4. Faktory určující jedinečnost kmenových buněk se nenacházejí v jádře , ale v cytoplazmě . To je přebytek mRNA všech 3 tisíc genů , které jsou zodpovědné za časný vývoj embrya ;
5. Aktivita telomerázy . S každou replikací se část telomer ztratí (viz Hayflickův limit ). Kmenové, zárodečné a nádorové buňky mají telomerázovou aktivitu, konce jejich chromozomů jsou zastavěné, to znamená, že tyto buňky jsou schopny podstoupit potenciálně nekonečný počet buněčných dělení , jsou nesmrtelné.

• Myší embryonální kmenové buňky s fluorescenčním markerem

• Kolonie lidských embryonálních kmenových buněk na živné vrstvě myších fibroblastů

Rakovinové kmenové buňky

V roce 2012 byla u glioblastomu , papilomu a karcinomu kůže a adenomu střeva prokázána existence omezené zásoby specifických rakovinných kmenových buněk ., které jsou prekurzory jiných buněk a jsou zodpovědné za vznik a růst nádoru [36] .

Lékařské použití

Předpokládá se, že v budoucnu bude možné pomocí kmenových buněk obnovit tělesné tkáně poškozené v důsledku úrazu nebo degenerativního onemocnění: transplantovat dárcovské kmenové buňky do poškozeného orgánu a donutit je dělit se, přeměnit se v buňky požadovaného typu. V současnosti však lze tímto způsobem účinně léčit pouze pacienty s leukémií , zatímco v jiných oblastech medicíny zatím použití kmenových buněk nepřináší spolehlivé výsledky: účinnost této léčebné metody nebyla prokázána a rizika s tím spojené jsou zřejmé: jsou známy případy nádorů jako výsledek transplantace dárcovských kmenových buněk [37] .

Navzdory tomu však existuje mnoho klinik, kde se provádí polopodzemní léčba kmenovými buňkami pro různé nemoci a za účelem omlazení. Zpravidla v těchto případech navrhovaná léčba není schválena a nebyla testována na účinnost a bezpečnost. Kromě toho je výzkum kmenových buněk spojen s velkým počtem stažených publikací a skandálů [37] .

Využití kmenových buněk a rakovina

V médiích probíhala aktivní debata, zda injekce embryonálních kmenových buněk vedly k rakovině a následnému předčasnému úmrtí mnoha slavných lidí, především umělců - Alexandra Abdulova , Vera Glagoleva , Ilya Oleinikov , Lyubov Polishchuk , Dmitrij Hvorostovsky , Zhanna Friske , Michail Zadornov , Valentina Tolkunova , Clara Luchko , Anna Samokhina , Oleg Yankovsky a další [38] . Rozbory slavných pacientů ukázaly, že v těle herců dochází k obnově, zrychlení životní činnosti. Brzy se však objevily strašné statistiky: ti, kteří používali injekce kmenových buněk, nejprve skutečně omládli a pak velmi rychle „vyhořeli“ z rakoviny, zejména glioblastomu (rakovina mozku), onemocnění do značné míry záhadné, které se vyznačuje mnohočetným genetickým poškozením. v mozkových gliových buňkách., což vede k rychlému expanzivnímu růstu maligního nádoru.

Po injekcích kmenových buněk začíná aktivní dělení nejen zdravých, ale i patologických buněk těla, včetně maligních, a to tím více, čím je tělo starší. Dočasný impuls mládí pomine a úpadek se vrátí a pak se objeví různé důsledky. Pokud se tedy injikované buňky zakoření, pak v důsledku rozporu s buňkami těla a imunitním systémem samy často degenerují do rakovinných buněk. V každém případě se jedná o stresující účinek na imunitní systém, proti kterému lze realizovat patologii.

Legislativní úprava

V Rusku

Nařízením vlády Ruské federace ze dne 23. prosince 2009 č. 2063-r (čl. 6) byly Ministerstvo zdravotnictví a rozvoje Ruska, Ministerstvo průmyslu a obchodu Ruska a Ministerstvo školství a vědy Ruska pověřena vypracováním a předložením k posouzení Státní dumě Ruské federace návrh zákona „O využití biomedicínských technologií v lékařské praxi“, který upravuje lékařské využití kmenových buněk [39] [40] jako jednu z biomedicínských technologií . . Vzhledem k tomu, že návrh zákona vyvolal mezi veřejností a vědci pobouření, byl zaslán k revizi a v té době nebyl přijat.

1. července 2010 vydala Federální služba pro dohled nad zdravím a sociálním rozvojem první[ upřesnit ] schválení k použití nové zdravotnické techniky FS č. 2010/255 (léčba vlastními kmenovými buňkami). [41]

Federální služba pro dohled nad zdravím a sociálním rozvojem vydala dne 3. února 2011 povolení k použití nové lékařské techniky FS č. 2011/002 (léčba dárcovskými kmenovými buňkami pro tyto patologie: změny na kůži související s věkem obličeje 2. nebo 3. stupně, přítomnost ranného defektu kůže, trofický vřed, léčba alopecie , atrofické kožní léze včetně atrofických pruhů (strií), popáleniny, diabetická noha).

V roce 2015 přijala Státní duma v prvním čtení návrh zákona „O biomedicínských buněčných produktech“, který upravuje vývoj, testování, registraci, výrobu, skladování a prodej kmenových a jiných buněčných produktů [42] . V roce 2016 byl tento zákon, který legalizuje používání buněčných technologií včetně používání kmenových buněk [43] , nakonec přijat Státní dumou, schválen Radou federace a vstoupil v platnost v lednu 2017 [44] [45] .

Na Ukrajině

Od dubna 2013 Ministerstvo zdravotnictví Ukrajiny povolilo klinické zkoušky (Nařízení Ministerstva zdravotnictví Ukrajiny č. 630 „O provádění klinických zkoušek kmenových buněk“, 2007 [46] ) pro léčbu následujících patologií pomocí kmenových buněk buňky: nekróza pankreatu, popáleninové onemocnění, chronická ischemie dolních končetin . [47]

Veřejné mínění o použití kmenových buněk

Prohlášení jednotlivých náboženských organizací

Stanovisko Ruské pravoslavné církve Ruské pravoslavné církve

Pravoslavná církev se staví proti používání kmenových buněk, jejichž materiál se získává z embryí, protože v křesťanství je embryo osobou s duší a zničení embrya je hříchem vraždy.

Proti studiu lidských embryonálních kmenových buněk se staví i pravoslavná církev.

Výklad ROC rozhodnutí soudů EU

18. října 2011 Nejvyšší soud Evropské unie „ESD“ uznal[ objasnit ] v rámci objasňování čl. 6 odst. 2 písm. c) směrnice Evropského parlamentu 98/44/ES zakazující patentování řady vynálezů, že lidské vajíčko musí být pro účely tohoto článku považováno za lidské embryo. od okamžiku oplodnění [48] a zakázal jakékoli eugenické experimenty a manipulace s lidskými embryonálními kmenovými buňkami[ specifikovat ] . Ve skutečnosti C-34/10 Oliver Brüstle v. Greenpeace vyloučil patentování procesů, při nichž jsou kmenové buňky extrahovány z embrya ve stádiu blastocysty, čímž se embryo zničí [49] [50] [51] [52•] .

Do roku 2014 stejný soud objasnil, že partenogeneticky aktivované vajíčko stále nepředstavuje lidské embryo, a tak povolil patenty na kmenové buňky odvozené z neoplozených vajíček a související technologie [53] [54] .

Ministerstvo zdravotnictví a sociálního rozvoje Ruské federace toto rozhodnutí soudu podpořilo. [ kdy? ]

Viz také

• Embryonální kmenové buňky
• Nesmrtelnost
• neurosféra
• indukované kmenové buňky
• nika kmenových buněk
• Přeprogramování buněk

Poznámky

1. ↑ * Maximow A. Der Lymphozyt als gemeinsame Stammzelle der verschiedenen Blutelemente in der embryonalen Entwicklung und im postfetalen Leben der Säugetiere Archivováno 29. června 2009 na Wayback Machine . Původně v: Folia Haematologica 8.1909, 125-134. Znovu publikováno v: Cell Ther Transplant. 2009.1:e.000040.01. doi: 10.3205/ctt-2008-en-000040.01  (německy)
   • A. Maksimov "Lymfocyt jako běžná kmenová buňka různých krevních elementů v embryonálním vývoji a postfetálním životě savců. Folia Haematologica 8.1909, 125-134.  (rus.)
2. ↑ Jonathan Friedberg, Shahrukh Hashmi. Transplantace kmenových buněk u non-Hodgkinských lymfomů. doi:10.2217/ebo.12.116
3. ↑ Appelbaum F.R. Transplantace hematopoetických buněk v 50. Archivováno 18. května 2018 na Wayback Machine doi: 10.1056/NEJMp078166
4. ↑ Weinboim, P. Kmenové buňky a regenerativní medicína  // Partnerský časopis. — Dortmund, Německo: „Partner“ MedienHaus GmbH & Co. KG, 2004. - T. 82 , č. 7 . Archivováno z originálu 18. května 2018.
5. ↑ Prindull G, Prindull B, Meulen N. Hematopoetické kmenové buňky (CFUc) v lidské pupečníkové krvi. Archivováno 24. července 2018 na Wayback Machine
6. ↑ Humes HD, MacKay SM, Funke AJ, Buffington DA. Bioumělý renální tubulus asistující zařízení ke zvýšení CRRT při akutním selhání ledvin. Archivováno 18. května 2018 na Wayback Machine
7. ↑ E. V. Šljachto. translační medicína. Sborník vědeckých prací, Petrohrad, 2010. - 416 s., Federální státní instituce "FTsSKE pojmenovaná po V. A. Almazovovi" Ministerstva zdravotnictví a sociálního rozvoje Ruské federace.[ upřesnit ]
8. ↑ Nikolovski J, Gulari E, Humes HD. Konstrukční inženýrství zařízení pro buněčnou terapii bioumělých renálních tubulů. Archivováno 23. července 2018 na Wayback Machine
9. ↑ Humes HD, MacKay SM, Funke AJ, Buffington DA. Tkáňové inženýrství bioumělého renálního tubulu asistujícího zařízení: transportní a metabolické charakteristiky in vitro. Archivováno 23. července 2018 na Wayback Machine doi: 10.1046/j.1523-1755.1999.00486.x
10. ↑ Takahashi K, Yamanaka S. Indukce pluripotentních kmenových buněk z myších embryonálních a dospělých kultur fibroblastů pomocí definovaných faktorů. Archivováno 17. června 2018 ve Wayback Machine doi: 10.1016/j.cell.2006.07.024
11. ↑ Studie: Amniotic Fluid Yields Stem Cells. Archivováno 19. května 2018 na Wayback Machine The Associated Press, 2007.
12. ↑ Kazutoshi Takahashi, Koji Tanabe, Mari Ohnuki, Megumi Narita, Tomoko Ichisaka, Kiichiro Tomoda, Shinya Yamanaka. Indukce pluripotentních kmenových buněk z dospělých lidských fibroblastů pomocí definovaných faktorů. Archivováno 29. října 2013 ve Wayback Machine doi: 10.1016/j.cell.2007.11.019
13. ↑ Yu J, Vodyanik MA, Smuga-Otto K, Antosiewicz-Bourget J, Frane JL, Tian S, Nie J, Jonsdottir GA, Ruotti V, Stewart R, Slukvin II, Thomson JA. Indukované pluripotentní kmenové buněčné linie odvozené z lidských somatických buněk. Archivováno 22. září 2018 na Wayback Machine doi: 10.1126/science.1151526
14. ↑ Chung Y, Klimanskaya I, Becker S, Li T, Maserati M, Lu SJ, Zdravkovic T, Ilic D, Genbacev O, Fisher S, Krtolica A, Lanza R. Lidské embryonální kmenové buněčné linie generované bez destrukce embryí. Archivováno 19. května 2018 ve Wayback Machine doi: 10.1016/j.stem.2007.12.013
15. ↑ Embryonální kmenové buňky z jediného lidského vlasu. Archivováno 8. února 2017 ve Wayback Machine Nature Reports Stem Cells, 2008. doi: 10.1038/stemcells.2008.142
16. ↑ Centeno CJ, Busse D, Kisiday J, Keohan C, Freeman M, Karli D. Regenerace meniskové chrupavky v koleni léčeném perkutánně implantovanými autologními mezenchymálními kmenovými buňkami. Archivováno 11. září 2017 na Wayback Machine doi: 10.1016/j.mehy.2008.06.042
17. ↑ Ben-Nun IF, Montague SC, Houck ML, Tran HT, Garitaonandia I, Leonardo TR, Wang YC, Charter SJ, Laurent LC, Ryder OA, Loring JF. Indukované pluripotentní kmenové buňky z vysoce ohrožených druhů. Archivováno 19. května 2018 na Wayback Machine doi: 10.1038/ nmeth.1706
18. ↑ Izraelský vědec vede průlomový výzkum kmenových buněk u ohrožených druhů. Archivováno 19. května 2018 na Wayback Machine Haaretz Daily Newspaper, 2011.
19. ↑ Kmenové buňky ukázaly svou zbytečnost v boji proti infarktu 14.11.2012 . Získáno 15. listopadu 2012. Archivováno z originálu 16. listopadu 2012. (neurčitý)
20. ↑ Japonští biologové poprvé dokázali vypěstovat vajíčka z kmenových buněk a použít je k získání zdravých potomků u myší . Získáno 17. ledna 2013. Archivováno z originálu 17. listopadu 2012. (neurčitý)
21. ↑ Archivní kopie agentury RIA Novosti ze 7. dubna 2013 na Wayback Machine (Datum přístupu: 24. ledna 2013)  
22. ↑ „Monitorování a úspěšná indukce nefrogenního intermediárního mezodermu z lidských kmenových buněk“ Archivováno 4. března 2016 na Wayback Machine . Publikace Research Lab na webu Kyoto University, 23. ledna 2013.  (  Zpřístupněno 24. ledna 2013)
23. ↑ Hamburger ze zkumavky . Získáno 5. srpna 2013. Archivováno z originálu 13. srpna 2013. (neurčitý)
24. ↑ Vědci vyrobili první hamburger z laboratorního masa . Získáno 7. srpna 2013. Archivováno z originálu dne 14. srpna 2013. (neurčitý)
25. ↑ Vědci poprvé učinili kmenové buňky "neviditelnými" pro imunitní systém . RIA Novosti (20190218T1905+0300Z). Staženo 19. února 2019. Archivováno z originálu 19. února 2019. (Ruština)
26. ↑ Sonja Schrepfer, Lewis L. Lanier, Mark M. Davis, Hermann Reichenspurner, J. Victor Garcia. Hypoimunogenní deriváty indukovaných pluripotentních kmenových buněk se vyhýbají imunitní rejekci u plně imunokompetentních alogenních příjemců  // Nature Biotechnology  . — Nature Publishing Group , 2019-02-18. — P. 1 . — ISSN 1546-1696 . - doi : 10.1038/s41587-019-0016-3 . Archivováno z originálu 4. dubna 2019.
27. ↑ Alexandr Markov. Asymetrické dělení kmenových buněk je doprovázeno tříděním histonů . Populárně vědecký projekt „Elements of Big Science“ (8. 11. 2012). Staženo 18. 5. 2018. Archivováno z originálu 19. 5. 2018. (neurčitý)
28. ↑ OBJEVEN NOVÝ TYP KMENOVÝCH BUNĚK . Získáno 7. 5. 2015. Archivováno z originálu 15. 5. 2015. (neurčitý)
29. ↑ Vasjutin I.A., Lundup A.V., Kuzněcov S.L. Kmenové buňky izolované z moči: posouzení potenciálu diferenciace na buňky hladkého svalstva a uroteliální buňky  // Bulletin Ruské akademie lékařských věd. - 2019. - T. 74 , č.p. 3 , č. 3 . - S. 176-184 . — ISSN 0869-6047 2414-3545, 0869-6047 . - doi : 10.15690/vramn1131 . Archivováno z originálu 2. října 2019.
30. ↑ Kmenové buňky / N. I. Mezen, Z. B. Kvacheva, L. M. Sychik. Minsk BSMU, 2014. S. 10 . Staženo 18. 5. 2018. Archivováno z originálu 17. 5. 2018. (neurčitý)
31. ↑ Úvod do metod buněčné kultury, bioinženýrství orgánů a tkání / V. P. Shakhov [a další]. Tomsk, 2004. 385 s.
32. ↑ Vermel, A. E. Kmenové buňky: obecné charakteristiky a vyhlídky pro použití v klinické praxi / A. E. Vermel // Clinical Medicine. 2004. č. 1. S. 5-11.
33. ↑ Vyšetřování KP: Kmenové buňky se získávají ze zavražděných dětí . Staženo 18. 5. 2018. Archivováno z originálu 19. 5. 2018. (neurčitý)
34. ↑ Maksimova N., Krasheninnikov M., Zhang Y., Ponomarev E., Pomytkin I., Melnichenko G., Lyundup A. Early pasáže autologních mezenchymálních stromálních buněk urychlují reepitelizaci diabetické rány: Klinická případová studie  // Cytoterapie. - 2017. - doi : 10.1016/j.jcyt.2017.08.017 . Archivováno z originálu 21. ledna 2022.
35. ↑ Typy kmenových buněk . Vizlit.ru _ Získáno 23. května 2019. Archivováno z originálu dne 7. května 2021. (neurčitý)
36. ↑ Prokázaná existence rakovinných kmenových buněk . Elements.ru _ Získáno 12. listopadu 2012. Archivováno z originálu 19. listopadu 2012. (neurčitý)
37. ↑ 1 2 Talenty, Petr Valentinovič . 0.05 : Medicína založená na důkazech od magie po hledání nesmrtelnosti. - M.  : AST : CORPUS, 2019. - 560 s. — (Knihovna Evolučního fondu). - LBC  54.1 . - UDC  616 . — ISBN 978-5-17-114111-0 .
38. ↑ Abdulova, Zadornova a Hvorostovského zabily stejné „injekce pro mládí“? - 7Days.ru . Staženo 11. 5. 2018. Archivováno z originálu 11. 5. 2018. (neurčitý)
39. ↑ „Špinavý tanec kolem klece“ Archivní kopie z 18. května 2018 ve Wayback Machine , Bateneva T., noviny Izvestija, 2010.
40. ↑ Návrh federálního zákona „O aplikaci biomedicínských buněčných technologií v lékařské praxi“ Archivní kopie ze dne 18. května 2018 v časopise Wayback Machine , Genes & Cells, 2010.
41. ↑ 18. 10. 2010 Povolené mobilní technologie v Rusku Archivní kopie z 22. srpna 2016 na Wayback Machine / Remedium
42. ↑ „Státní duma přijala zákon o kmenových buňkách v prvním čtení“ Archivní kopie ze dne 18. května 2018 na Wayback Machine , Shubina D., časopis Vademecum, 2015.
43. ↑ „Šéf ministerstva zdravotnictví je jedním z autorů zákona o kmenových buňkách“ Archivní kopie z 18. května 2018 na Wayback Machine , Dobryukha A., noviny Komsomolskaja Pravda, 2016.
44. ↑ Dokumentace k návrhu federálního zákona č. 717040-6 „O biomedicínských buněčných produktech“ (představena 6. února 2015 vládou Ruské federace) . Staženo 18. 5. 2018. Archivováno z originálu 18. 5. 2018. (neurčitý)
45. ↑ Federální zákon ze dne 23. června 2016 č. 180-FZ „On Biomedical Cellular Products“ Archivní kopie z 18. května 2018 o Wayback Machine , Rossijskaja Gazeta – federální vydání č. 7007 (139), 2016.
46. ↑ Hledat podrobnosti :: Regulační dokumenty :: Ministerstvo zdravotnictví Ukrajiny (nepřístupný odkaz) . Získáno 11. května 2011. Archivováno z originálu 12. října 2014. (neurčitý) 
47. ↑ Ukrajina se stala první zemí SNS, která získala státní registraci pro léčbu kmenovými buňkami Interfax-Ukrajina (5. dubna 2013). Archivováno z originálu 10. září 2014. Staženo 9. září 2014.
48. ↑ ... o ruské pravoslavné církvi, potratech a lékařských celulárních technologiích Archivní kopie ze 4. listopadu 2012 na Wayback Machine // Konstantin SCHEGLOV, fejetonista MG. Lékařské noviny, 13. dubna 2012 (č. demoskopu 507-508, 16.-30. dubna 2012); "Lékařské noviny", 13. dubna 2012[ upřesnit ]
49. ↑ Proces, který zahrnuje odstranění kmenové buňky z lidského embrya ve fázi blastocysty, což má za následek zničení tohoto embrya, nelze patentovat Archivováno 19. května 2018 na Wayback Machine // Soudní dvůr Evropské unie. TISKOVÁ ZPRÁVA č. 112/11. Lucemburk, 18. října 2011
50. ↑ Evropská unie: Soud zakázal patenty při zničení lidských embryí | Globální právní monitor . Získáno 10. srpna 2016. Archivováno z originálu 21. října 2016. (neurčitý)
51. ↑ Evropa: Evropský soudní dvůr rozhodl o patentovatelnosti lidských embryonálních kmenových buněk | Reinhold Cohn Group . Získáno 10. 8. 2016. Archivováno z originálu 21. 9. 2016. (neurčitý)
52. ↑ C-34/10 Archivováno 14. března 2021 na Wayback Machine : Směrnice 98/44/EC – Článek 6(2)(c) – Právní ochrana biotechnologických vynálezů – Extrakce prekurzorových buněk z lidských embryonálních kmenových buněk – Patentovatelnost – Vyloučení „použití lidských embryí pro průmyslové nebo obchodní účely“ — pojmy „lidské embryo“ a „použití pro průmyslové nebo obchodní účely“. ROZSUDEK SOUDNÍHO DVORA (Velký senát) 18. října 2011 Archivováno dne 19. května 2018 v rozsudku Wayback Machine ve věci C‑34/10: „jakékoli lidské vajíčko po oplodnění … představuje „lidské embryo“ ve smyslu čl. 6 odst. 2 c) směrnice; (považuje se za nepatentovatelné: … c) použití lidských embryí pro průmyslové nebo obchodní účely;“
53. ↑ Ewen Callaway & Alison Abbott . Evropský soud uvolnil cestu pro patenty na kmenové buňky Rozhodnutí Evropského soudního dvora ruší zákaz patentování embryonálních kmenových buněk vyrobených z neoplozených vajíček z roku 2011.  (anglicky) , doi:10.1038/nature.2014.16610 , Nature News (18. prosince 2014). Archivováno z originálu 10. srpna 2016. Získáno 10. srpna 2016.  „V tiskové zprávě Evropský soud uvedl: „Pouhá skutečnost, že partenogeneticky aktivované lidské vajíčko zahajuje proces vývoje, nestačí k tomu, aby bylo považováno za lidské embryo.““.
54. ↑ Organismus, který není schopen vyvinout se v lidskou bytost, nepředstavuje lidské embryo ve smyslu biotechnologické směrnice Archivováno 11. listopadu 2020 na Wayback Machine / Soudní dvůr Evropské unie TISKOVÁ ZPRÁVA č. 181/14 Lucemburk, 18. prosince 2014, rozsudek ve věci C-364/13 International Stem Cell Corporation v. Generální kontrolor patentů, vzorů a ochranných známek

Odkazy

• „Co jsou to kmenové buňky“ , L. I. Korochkin, časopis Nature, 2005, č. 6.
• Anthony Atala (ed): Progenitor a technologie a terapie kmenových buněk . Woodhead Publishing 2012
• Biologie kmenových buněk a buněčné technologie. Učebnice pro studenty medicíny, ve 2 svazcích, ed. akad. RAS a RAMS M. A. Paltseva - 2009
• Boris Popov (2010) Úvod do biologie kmenových buněk. ISBN 978-5-299-00430-4
• Dominici, MLBK, Le Blanc, K., Mueller, I., Slaper-Cortenbach, I., Marini, FC, Krause, D.S., ... & Horwitz, E. M. (2006). Minimální kritéria pro definování multipotentních mezenchymálních stromálních buněk. Stanovisko Mezinárodní společnosti pro buněčnou terapii. Cytoterapie, 8(4), 315-317. PMID 16923606 doi : 10.1080/14653240600855905
• Myret Ghabriel, Ahmed El Hosseiny, Ahmed Moustafa, Asma Amleh (2021). Komparativní transkriptomika identifikuje potenciální markery související se stonky pro mezenchymální stromální/kmenové buňky . bioRxiv 2021.05.25.445659; doi: doi : 10.1101/2021.05.25.445659

Tematické stránky	FMA
Slovníky a encyklopedie	Velký Rus italština okolo světa Britannica (online) Universalis
V bibliografických katalozích BNF : 11964831j GND : 4665329-6 J9U : 987007534031405171 LCCN : sh85127923 NDL : 01143628 NKC : ph325855