Журнал регенеративной медицины

Клеточная инженерия

В нормальном взрослом организме за обновление разных типов тканей отвечают разные классы стволовых клеток. Однако некоторые ткани кажутся неспособными к восстановлению из-за образования новых клеток, поскольку в них отсутствуют компетентные стволовые клетки. Недавние открытия открыли новые возможности искусственного манипулирования поведением стволовых клеток с целью восстановления тканей, которые раньше казались не подлежащими восстановлению. Эпидермальные стволовые клетки, взятые из неповрежденной кожи сильно обожженного пациента, можно быстро вырастить в большом количестве в культуре и привить обратно, чтобы восстановить эпидермис и покрыть ожоги. Нейральные стволовые клетки сохраняются в нескольких областях мозга взрослых млекопитающих, и при трансплантации в развивающийся или поврежденный мозг могут генерировать новые нейроны и глию, соответствующие месту трансплантации.

Эмбриональные стволовые клетки (ЭС-клетки) способны дифференцироваться в любой тип клеток организма, и их можно стимулировать к дифференцировке во многие типы клеток в культуре. Стволовые клетки некоторых взрослых тканей, таких как костный мозг, помещенные в подходящую среду, по-видимому, способны генерировать гораздо более широкий спектр дифференцированных типов клеток, чем они производят обычно.

Когда клетки извлекаются из организма и сохраняются в культуре, они обычно сохраняют свой первоначальный характер. Каждый тип специализированных клеток помнит историю своего развития и кажется фиксированным в своей специализированной судьбе, хотя могут происходить некоторые ограниченные трансформации. Стволовые клетки в культуре, как и в тканях, могут продолжать делиться или дифференцироваться в один или несколько типов клеток, но типы клеток, которые они могут генерировать, ограничены. Каждый тип стволовых клеток служит для обновления одного конкретного типа ткани. Для некоторых тканей, таких как мозг, регенерация во взрослой жизни невозможна, поскольку в них не остается стволовых клеток. Таким образом, казалось, было мало надежды на замену утраченных нервных клеток в мозге млекопитающих посредством образования новых или на регенерацию любого другого типа клеток, нормальные предшественники которых больше не существуют.

Недавние открытия опровергли это мрачное суждение и привели к более оптимистическому восприятию того, на что способны стволовые клетки и как мы можем их использовать. Изменение произошло благодаря нескольким открытиям, которые демонстрируют исключительные формы универсальности стволовых клеток, о которых едва ли можно было подозревать, зная нормальную историю жизни клеток в тканях.