Стовбурові клітини: використання та біоетичні проблеми

Петрос Панайотопулос

Визначення

Говорячи «стовбурові клітини» («stem cells»), ми маємо на увазі первинні недиференційовані клітини, що мають здатність самовідновлення і можуть перетворюватися в різні спеціалізовані типи клітин, такі як клітини крові, м'язів, нервові клітини. Це основоположні клітини кожного органу, тканини і клітини в організмі. 

Незважаючи на те, що ці клітини не виконують конкретних функцій, при створенні необхідних умов вони можуть розвиватися в певні тканини і органи. Крім того, вони мають властивість самовідтворення і можуть точно відтворювати самих себе протягом довгих періодів часу. 

 Фотографія: www.geneticliteracyproject.org

Види

Через приблизно три дні після запліднення яйцеклітини первісна клітина - зигота - поділяється на вісім клітин, які називаються бластомерами. Ці клітини діляться і утворюють всі типи клітин, які необхідні для розвитку організму.  Оскільки ці клітини можуть диференціюватися в усі типи клітин, які існують у дорослому організмі, вони характеризуються як омніпотентні.

Ембріональні стовбурові клітини

Через 5 - 6 днів після зачаття утворюється сфера, що складається з 100 - 150 клітин. Вона називається бластоцистою і містить два типи клітин: трофобласту і внутрішню клітинну масу. З клітин трофобласту розвиватиметься одна частина плаценти, в той час як з клітин, які складають внутрішню клітинну масу, утворюються ембріональні стовбурові клітини. Останні зберігають здатність ділитися і диференціюватися в інші типи клітин і характеризуються як мультипотентні, так як не можуть виробити всі види клітин.

Розвиток

У міру того, як організм розвивається, стовбурові клітини поступово втрачають здатність до диференціації. Проте, коли розвиток організму завершується, ці клітини все ще можуть розвинутися в деякі інші типи клітин.

Дорослий організм

У дуже малих кількостях стовбурові клітини присутні в дорослому організмі у більшості тканин і системах органів, наприклад в кістковому мозку, шкірі і кишечнику. Вважається, що в дорослому організмі можуть існувати близько двадцяти видів стовбурових клітин. Ці клітини необхідні для омолоджування і відновлення спеціалізованих клітин тіла. Зокрема, стовбурові клітини, які знаходяться в кістковому мозку, беруть участь в утворенні всіх спеціалізованих кровотворних клітин. Стовбурові клітини дорослого організму зберігають частину своєї мультипотентності й під впливом необхідних умов можуть перетворюватися в ті види клітин, в які вони не можуть перетворитися в природних умовах. Стовбурові клітини ще не були виявлені у всіх життєздатних органах дорослої людини. У деяких тканинах, наприклад головного мозку, стовбурові клітини якщо і виявляються, то не є достатньо активними і не відповідають безпосередньо на травми клітин та інші ушкодження.

В даний час ведуться інтенсивні дослідження, спрямовані на те, щоб знайти спосіб активувати існуючі в організмі стовбурові клітини, щоб вони змогли розвиватися і створювати необхідні типи клітин, які, у свою чергу, замінять собою пошкоджені.

Джерела стовбурових клітин

Стовбурові клітини також можна отримати з пуповини новонародженого немовляти. Це найбільш бажане джерело стовбурових клітин, у порівнянні з тканинами дорослого, такими як тканини головного мозку і кісткового мозку. Ці клітини можуть розвинутися в лабораторних умовах, але тільки за (на) певний час. Нещодавно стовбурові клітини були виявлені в клітинах зубів немовлят і в амніотичній рідини, що оточує ще ненароджену дитину. Ця рідина також може утворювати різні типи клітин. Дослідження в цьому напрямку є дуже багатообіцяючими, але перебувають на первинній стадії. Крім того, існує можливість забирати первинні зародкові клітини з мертвих тканин, які є результатом аборту. Згодом ці клітини «програмуються» у мультипотентні стовбурові клітини.

Застосування

Більшість спеціалізованих клітин організму не можуть бути відновлені природними процесами в разі тяжкої травми або хвороби. Стовбурові клітини, однак, можуть застосовуватися для виробництва здорових функціонуючих спеціалізованих клітин, які замінять пошкоджені і не функціонуючі клітини. Цей процес називається клітинною терапією. Він схожий з трансплантацією, але з тією різницею, що замість органів пересаджують клітини. Але якщо у випадку трансплантації існує проблема нестачі донорів, стовбурові клітини як альтернатива можуть виробити необхідні спеціалізовані клітини. Таким чином, унікальні властивості стовбурових клітин дають обґрунтовані надії на лікування таких захворювань як хвороба Альцгеймера, рак, хвороба Паркінсона, діабет 1-го типу, пошкодження спинного мозку, інсульти, опіки, серцеві захворювання, остеоартрит, ревматичний артрит.

Крім того, вчені вірять, що за допомогою стовбурових клітин ми зможемо зрозуміти механізми як ембріонального розвитку (які гени активуються в тому чи іншому випадку), так і аномалії в діленні клітин, які проявляються при ракових захворюваннях. Існує надія, що на стовбурових клітин може бути випробувано дію нових ліків, щоб згодом вони могли бути застосовані для піддослідних тварин або людей.

Проблеми

Важливий аспект, який має бути вивчений, - знання безлічі клітинних сполук, що містяться в тканинах дорослої людини, і виявлення в них необхідних видів стовбурових клітин. Оскільки стовбурові клітини в тканинах дорослих організмів зустрічаються вкрай рідко, їх локалізація вимагає ретельного вивчення. Але навіть коли стовбурові клітини виявлені й виділені, необхідно створити відповідні умови, в яких вони зможуть диференціюватися в спеціалізовані клітини. Це, у свою чергу, вимагає проведення складних експериментів.

Фотографія: www.salk.edu

Відповіді на більшість питань нам можуть дати ембріональні стовбурові клітини. Вважається, що вони є більш мінливими порівняно зі стовбуровими клітинами дорослих. Але і в цьому випадку залишається відкритим питання про необхідні умови для диференціації стовбурових клітин у відповідні спеціалізовані.

Інший важливий параметр даного дослідження - вивчення швидкості розвитку стовбурових клітин: в певних умовах вони можуть почати розвиватися безконтрольно і утворювати злоякісні пухлини.

Існують проблеми і у вживлянні в новий організм клітин, отриманих зі стовбурових. Ці нові клітини повинні бути органічно впроваджені в тканини і органи, щоб «навчитися» функціонувати як природні клітини організму. Наприклад, серцеві клітини, які «б'ються», будучи вирощеними в лабораторії, можуть не «битися» в ритмі клітин серця хворого. Нейрони, які імплантуються в ушкоджений мозок, повинні стати частиною складної мережі клітин головного мозку та їх сполук, щоб функціонувати належним чином. Тут з'являється проблема імунологічного характеру. Як і у випадку з трансплантацією органів, клітини імунної системи організму приймають впроваджені клітини як «чужі» і починають атакувати їх. Це підвищує ризик для пацієнта і створює невдачі в трансплантації. Пацієнти, які отримали клітини, повинні приймати ліки, щоб своєчасно нейтралізувати дії імунної системи, що в свою чергу пов'язане з певними ризиками. З цих причин дослідження в області гістосумісності ще знаходяться в стадії розвитку.

Зберігання

В останні роки були створені банки крові пуповини, нервових стовбурові клітин і ембріональних клітин людини. Кров пуповини (пуповинно-плацентарна кров), а також кістковий мозок зберігаються як джерела кровотворних стовбурових клітин для лікування як генетичних, так і набутих захворювань. Ця кров призначається для загального (алогенна трансплантація), а не для особистого використання (аутологічна трансплантація). Тому ці банки мають суспільний і добровольчий характер.

Крім того, нервові стовбурні клітини, які походять з ембріона після викидня, зберігаються в банках для можливого лікування певних захворювань головного мозку. Банки ембріональних стовбурових клітин були утворені для лікування широкого спектру генетичних і набутих захворювань. І нарешті, створення банків тканин від здорових донорів є надійним рішенням проблеми сумісності тканин з пересадженими стовбуровими клітинами.

Питання етики

Основне питання, що виникає щодо розвитку лікування стовбуровими клітинами, стосується досліджень, проведених на ембріонах, так як це пов'язано з їх знищенням /умертвінням.

На даний момент розроблені різні стратегії підходу до цієї проблеми, як, наприклад, використання надлишкових запліднених яйцеклітин, отриманих в процесі штучного запліднення, ембріонів, що залишаються після аборту і партеногенезу (вони нежиттєздатні).

Що стосується першого випадку, число надлишкових яйцеклітин настільки велике (порядку сотні тисяч), що їх зберігання є економічно невигідним, оскільки не залишає жодної перспективи їх подальшого використання (батьки також не мають наміру їх використовувати), і, таким чином, вони приречені на загибель. В атмосфері ухилення від етичних протестів і нерішучості щодо використання ембріонів для вивчення стовбурових клітин (які створює по-справжньому провокаційні терапевтичні перспективи їх використання) на авансцену вийшов етичний статус ембріона і питання про початок людської особистості.

Таким чином, в деяких випадках дозволяється дослідження на 14-ий день після утворення зиготи (запліднення) за згодою (для деяких країн) донорів гамет (яйцеклітин і сперматозоїдів) і біоетичної асоціації та заборона на будь-яку економічну вигоду.

Ембріони, які знаходяться на стадії розвитку до семи-восьми тижнів після запліднення, називаються «плодом» («fetuses») і підкоряються іншому юридичному статусу, ніж ембріони, які знаходяться на наступних стадіях розвитку. Крім того, існує думка, що термін «ембріон» повинен застосовуватись виключно до організмів, які є всередині утроби.

Клонування

Альтернативне рішення, яке було запропоновано для проблем, пов'язаних з вищенаведеним питанням гістосумісності, це так зване клонування. При клонуванні ядро ​​яйцеклітини замінюється ядром іншої клітини тіла і таким чином розвивається організм, схожий з тим, який став донором клітини тіла. З цього нового організму можуть бути взяті мультипотентні стовбурові клітини, які забезпечать організм-донор сумісними з ним тканинами.

Цей метод супроводжується важливими етичними питаннями і перешкодами технічного характеру. Крім того, виникають питання про генетичні особливості донора, які будуть успадковані новим організмом.

Позиція Церкви

Для Православної Церкви людина починає існувати з моменту свого зачаття. І відповідно, Церква не може підтримати знищення ембріона на будь-якій стадії його розвитку. Церква ставиться позитивно до наукових досліджень, але не сприймає клонування (як засіб відтворення та лікування) і створення ембріонів в дослідницьких цілях в цілому. Людське життя священне і повинне сприйматися з трепетом, а не механічно. Безсумнівно, науковий прогрес вітається, якщо він йде на благо людині і послаблює її біль. Однак це не повинно досягатися будь-якою ціною і зменшувати святу цінність людського життя.

Джерело: pemptousia.ru

Переклад українською: Православний Оглядач