Міфи та можливості: про «потентність» стовбурових клітин та їхню взаємодію між собою

Про стовбурові клітини сьогодні говорять дуже часто, хоча, вже рідше, ніж кілька років тому. Адже час іде, а це все ще «перспективна тема», зазначає лектор «Школи довголіття», популяризатор, кандидат біологічних наук Ольга Маслова.

В цьому і наступних матеріалах на цю тему експерт розповість читачам Mind про перспективи застосування стовбурових клітин. 

Я почала роботу зі стовбуровими клітинами ще за часів магістратури. Їм же була присвячена моя кандидатська дисертація та статті в міжнародних наукових журналах. Досвід роботи у комерційній компанії також пов’язаний із цією темою. І саме із розповідей про стовбурові клітини для широкого загалу почалась моя діяльність як популяризатора науки. Тому мене відверто дратують як неадекватно бравурні історії про «панацею», так і абсурдні «жахастики» у ЗМІ.

Пропоную розібратись, на якому етапі знаходяться дослідження стовбурових клітин, та поговорити про історії успішного й не дуже впровадження продуктів, створених з їх використанням, у клінічну практику. Наразі у першому дописі із серії на цю тему – коротко введу читачів «у тему» та поділюся понятійним апаратом. Це допоможе зорієнтуватись у неймовірній кількості інформації та дозволить зрозуміти зміст наступних матеріалів.

Про «вміння» стовбурових клітин

У багатьох складається враження, що стовбурова клітина – це щось на кшталт чарівної таблетки від усіх хвороб. Ніби це якийсь об’єкт, що як таблетку можна виготовити на фармпідприємстві з якихось інших компонентів.

Дійсно, стовбурові клітини розглядаються як інструмент у регенеративній медицині, вони можуть бути терапевтичним агентом, а також джерелом певних продуктів своєї життєдіяльності, що окремо можуть застосовуватись у медицині. Але у першу чергу – це те, що сформувало нас колись ще у лоні матері та те, що дозволяє нам бути здоровими вже у дорослому віці.

Для біологів цей тип клітин є обов’язковим компонентом нашого організму, а вже потім – інструмент, який свідомо застосовує людина.

І тут виникає вкрай важливе питання: чи всі стовбурові клітини однакові? Чи про одне й те саме йде мова, коли ми говоримо про збір коштів на пересадку кісткового мозку дитині з онкогематологічною патологією, коли не дуже компетентні журналісти пишуть «вчені виростили людське серце у пробірці» та коли хтось переповідає плітки про смерть чергової зірки від «невдалих ін’єкцій з ненароджених дітей для омолодження»?
Щоб це зрозуміти, потрібно ненадовго зануритись у базову біологію індивідуального розвитку.

З чого все починається

Стовбурова клітина – це особливий тип клітин, що здатний до асиметричного поділу, під час якого з однієї «клітини-мами» утворюється не дві однакові «дочки», а одна копія мами і одна дещо оновлена з певною метою клітина. Крім того, за певних умов цей тип клітин може перетворюватись на інші типи клітин. Проте «широта перетворень» дуже відрізняється у різних видів стовбурових клітин та змінюється на різних етапах індивідуального розвитку.

Зигота – тотипотентна клітина

Так, починаємось ми всі із зиготи – «всемогутньої» клітини, що з’являється у результаті злиття сперматозоїда та яйцеклітини. На цьому етапі клітина несе інформацію про те, як майбутній плід (якщо він успішно пройде усі пункти «контролю якості») поєднати із організмом матері та усі інструкції для формування нового життя. У цей період клітину називають тотипотентною.

Бластоциста – плюрипотентна клітина

Далі, після низки поділів зиготи, утворюється структура, схожа на кошик із фруктами – бластоциста. Цей «кошик», грубо кажучи, складається із двох груп клітин – тих, що власне формуватимуть майбутній ембріон, та тих, що створюватимуть інфраструктуру – зв'язок дитини із материнським організмом (братимуть участь у побудові плаценти та пуповини).

На цьому етапі клітини – плюрипотентні. Це означає, що ми можемо казати про здатність клітин створювати всі тканини організму шляхом дуже складних та елегантних взаємодій.

Якщо все йде за планом, то протягом деякого часу плід стає схожим на майбутню людину. На наступних етапах ембріонального розвитку клітини вже потроху «спеціалізуються». Так, залежно від того, де саме і в оточенні яких саме факторів знаходиться клітина, вона вже «знає», що може створити печінку чи шкіру або нервову тканину. Їй ще потрібна «широта поглядів», але певні обмеження стають необхідними, адже, зовсім грубо, ми не хочемо отримати ногу на місці руки.

Мультипотентна клітина

Тому стовбурові клітини після раннього етапу вже є мультипотентними – здатними створювати низку різних типів клітин у межах певного зародкового листка, або простіше – своєї «зони відповідальності». Саме цей тип клітин, про всяк випадок, залишається у деяких депо нашого організму аж до старості. До таких депо мультипотентних стовбурових клітин належить і кістковий мозок.

Там «сидять» декілька типів мультипотентних клітин:

• Гемопоетичні, що відповідають за кровотворення. До речі, саме застосування гемопоетичних клітин кісткового мозку – одна з найперших та найбільш відпрацьованих технологій у темі.
• Мезенхімальні, що беруть участь у регенеративних процесах та відновленні сполучних тканин. Цей вид мультипотентних клітини з різних джерел також активно досліджуються і пропонуються як терапевтичний агент.

Олігопотентні клітини

Окрім того, в багатьох наших органах є свій запасний пул клітин для швидкого реагування та заміщення відпрацьованих чи пошкоджених «трудівників». Такі клітини є олігопотентними, тобто здатними перетворюватись на обмежену кількість типів, інколи навіть мова йде про уніпотентні клітини, що «заточені» під відновлення одного конкретного типу спеціалізованих клітин.

Усі ці переходи «потентності» різних стовбурових клітин та їхні взаємодії між собою та зі спеціалізованими клітинами є вкрай складними. Під час ембріогенезу вони дозволяють правильно сформувати нову людину, а у дорослому організмі вчасно реагувати на пошкодження та «зношування» тканин. Від того, про який саме тип клітин йде мова у черговому дослідженні – або вкрай «успішному», або «трагічному» застосуванні, залежить те, як ставитись до таких новин.

Сподіваюсь, ви встигли полюбити свої стовбурові клітини, що працюють щодня з моменту зустрічі батьківських клітин, адже якщо ви читаєте цей допис, значить, вони добре виконують свою роботу.  Про стовбурові клітини як терапевтичний інструмент та про джерела їх отримання й варіанти потенційного застосування – у наступних дописах.