СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ

СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ — неспеціалізовані клітини, здатні до необмеженого поділу, що дають початок новим клітинам при формуванні тканин і в процесі їхнього відновлення. Поняття «С.к.» уперше з’явилося ще на початку минулого сторіччя. У 1908 р. російський гістолог Олександр Максимов, вивчаючи процеси кровотворення, дійшов висновку про існування С.к. Однак науковий статус ця концепція отримала лише наприкінці минулого сторіччя. У 1999 р. журнал «Science» визнав відкриття С.к. третьою за значимістю подією в біології після розшифровки подвійної спіралі ДНК і програми «Геном людини». С.к. посідають центральне місце в клітинному гомеостазі організму насамперед тому, що їхньою основною функцією є заповнення природної втрати клітин, що виконують спеціалізовані функції. Відповідно до найбільш прийнятої характеристики, С.к. — це особлива група недиференційованих клітин, що мають дві фундаментальні властивості: здатність до самовідновлення і до диференціювання в спеціалізовані тканини. Крім того, до основних властивостей С.к. можна віднести значний проліферативний потенціал, що дозволяє їм багаторазово ділитися і зберігатися як популяція протягом, як правило, усього життя організму. Однією з важливих властивостей С.к. є те, що вони не мають жодних тканиноспецифічних структур, що дозволили б їм виконувати спеціалізовані функції. С.к. не може, як, напр., клітина серцевого м’яза, взаємодіяти з іншими клітинами, щоб доставляти кров до судин, не може переносити молекули оксигену, як еритроцити; вона не здатна проводити електрохімічні сигнали подібно нейронам та ін.

Перша С.к. у людини утворюється при заплідненні сперматозоїдом яйцеклітини; це зигота. Ця клітина універсальна, вона здатна перетворитися на будь-які клітини людського організму: нервові, м’язові, кісткові, жирові та ін., що й відбувається з більшістю клітин, які утворилися при поділі зиготи, до моменту народження. Але частина С.к. зберігається в людському організмі в незміненому вигляді в кістковому мозку і крові. У процесі життя людини ці клітини стають на заміну загиблих клітин його різних органів, спеціалізуючись у міру необхідності в клітини крові, шкіри, печінки та ін. Таким чином, все наше життя С.к. є ніби «резервуаром» будівельного матеріалу для будь-якого органа нашого організму. Так, залежно від етапу індивідуального розвитку організму (див. Онтогенез) виділяють ембріональні С.к. і С.к. дорослого організму (регіональні або соматичні). За здатністю до диференціювання С.к. ссавців умовно можна розділити на 4 типи: тотипотентні, поліпотентні, мультипотентні та уніпотентні.

1. Уніпотентні С.к. є попередниками тільки одного типу клітин. Наявність цього типу С.к. характерна для більш прадавніх систем, вони виявлені тільки в периферичній нервовій системі і статевих залозах дрозофіли. Деякі автори відносять до уніпотентних С.к. базальні клітини епідермісу. 2. Тотипотентні С.к. здатні давати початок усім типам клітин організму. За умов внесення ядра тотипотентної клітини до енуклейованої яйцеклітини, а потім у матку розвивається повноцінний плід (див. Клонування). Властивість тотипотентності характерна для заплідненої яйцеклітини і зберігається до 4-клітинної стадії в людини і миші, 8-клітинної стадії — у кролів і овець, 32-клітинної — у корів. Таким чином, властивість тотипотентності зберігається до 2–5-го поділів. Завдяки своїй тотипотентності ембріональні С.к. визнані зручною модельною системою для вивчення механізмів, що лежать в основі ранніх стадій розвитку ссавців. 3. Клітини внутрішньої маси бластоцисти (див. Ембріогенез) є попередниками всіх типів клітин організму і називаються поліпотентними С.к. За умов клонування С.к. цього типу не здатні розвиватися в організм, оскільки не забезпечують ріст плаценти. У ході гаструляції більшість ембріональних клітин втрачає свою здатність утворювати всі типи клітин. Властивість поліпотентності зберігається тільки в клітинах первинного зародкового листка в ембріонів людини до 5–8-го тижня внутрішньоутробного розвитку. 4. Плюри(мульти-)потентні С.к. є попередниками декількох, але не всіх типів клітин. Вони зберігають основну властивість С.к. — здатність до нелімітованого самовідновлення, тобто є умовно безсмертними. Мультипотентними клітинами є регіональні С.к.: а) С.к. кровотворні (СКК) — попередники всіх клітин крові; б) епітеліальні С.к.; в) С.к. периферичної нервової системи — попередники периферичних нервів, нейроендокринних клітин, клітин Шванна, пігментних клітин; г) С.к. печінки — гепатобласти — попередники гепатоцитів і біліарних клітин; д) мезенхімальні С.к. — попередники клітин хряща, кісток, гладких і поперечносмугастих м’язів, жирових клітин. Ці клітини здатні утворювати кілька типів клітин у межах одного органа. До останнього часу вважалося, що вихідна спеціалізація мультипотентних клітин зміні вже не підлягає і що, напр., С.к. шкіри за будь-яких обставин не можуть давати початок клітинам слизової оболонки кишечнику. Зовсім недавно вчені довели, що природа не дотримується цього закону суворо. Зокрема, ендодермальні С.к. ембріональної печінки дають початок не тільки всім тканинам цього органа, але й клітинам підшлункової залози і кишечнику. Такий феномен одержав назву пластичності, а сам процес диференціювання у невластивий тип клітин часто називають трансдиференціюванням, або трансдетермінацією.

На сьогодні проведено багато експериментів, які вказують на доцільність застосування С.к. у медицині та фармації, зокрема для корекції багатьох патологічних станів організму людини. Лікування за допомогою С.к. і тканин, а також БАР, що ними виділяються, називається клітинною терапією. Механізм дії С.к. такий, що за умов вживляння їх серед патологічних і застарілих клітин організму починається розвиток та відновлення клітин, яке зазвичай відбувається тільки в ембріональний період. Для проведення лікування С.к. на попередньому етапі потрібне комплексне обстеження пацієнта для діагностики метаболічних порушень. На основі результатів цього обстеження і здійснюється індивідуальний підбір матеріалу.

За допомогою клітинної терапії піддаються лікуванню або корекції такі захворювання, як цукровий діабет, атеросклероз, ішемічна хвороба серця, хронічні захворювання суглобів, застарілі травми, гепатити та цирози печінки, аутоімунні захворювання, хвороби Альцгеймера і Паркінсона, синдром хронічної утоми та ін. Завдяки С.к. ефективно загоюються опіки, рани, виразки та рубці шкіри, відбувається реабілітація після інсультів і черепно-мозкових травм, проводиться комплексна програма регенерації і мезотерапія різних частин тіла. С.к. можуть також використовуватися як підтримувальна терапія розсіяного склерозу, сексопатологій та безпліддя у чоловіків і жінок, онкологічних захворювань. У косметології С.к. можуть застосовуватися для корекції вікових змін шкіри обличчя, лікування шкірних захворювань, для усунення рубців на шкірі, при випадінні волосся. Таким чином, сфера застосування С.к. є якщо не безмежною, то досить великою, і поставити С.к. на служіння практичній медицині — завдання дуже привабливе. Однак на цьому шляху існують серйозні перешкоди, які пов’язані з розв’язанням багатьох етичних і наукових проблем. По-перше, є багато труднощів при одержанні та вирощуванні С.к., що підходять конкретному хворому організму. По-друге, деякі експерименти зі С.к. проведено на тваринах, а який ефект подібної дії буде спостерігатися в організмі людини, поки що не визначено. По-третє, до кінця ще не встановлені негативні побічні ефекти С.к. і реакція організму людини через тривалий час після клітинної терапії. Крім того, потрібно вирішити ще багато етичних та юридичних проблеми щодо застосування С.к. в медицині, фармації та косметології, у т.ч. й в Україні.

Грищенко В.И. Проблема стволовых клеток: фундаментальные и прикладные аспекты // Журн. АМН України. — 2004. — Т. 10, — № 2; Жегунов Г.Ф., Жегунова Г.П. Цитологические основы жизни. — Х., 2004; Медична біологія / За ред. В.П. Пішака, Ю.І. Бажори. — Вінниця, 2004; Мусина Р.А., Егоров Е.Е., Белявский А.В. Стволовые клетки: свойства и перспективы использования в медицине // Мол. биология. — 2004. — Т. 38, — № 4; Stem cell. I. Sell Stewart //Hand book: HumanaPress. Inc. — 2004.