زراعة الأعضاء البشرية للزراعة: الإنجازات والآفاق. ستظهر في روسيا تقنية فريدة لزراعة الأعضاء من خلايا المريض نفسه
بالفعل اليوم، تُستخدم تقنيات زراعة الأعضاء الجديدة على نطاق واسع في الطب وتجعل من الممكن تطوير طرق جديدة لدراسة الجهاز المناعي و امراض عديدة، وكذلك تقليل الحاجة إلى عمليات زرع الأعضاء. يحتاج المرضى الذين خضعوا لزراعة الأعضاء إلى كميات كبيرة من الأدوية السامة من أجل قمع أعراضهم الجهاز المناعي; وإلا فإن أجسامهم قد ترفض العضو المزروع. ومع ذلك، وبفضل التقدم في هندسة الأنسجة، قد تصبح عمليات زرع الأعضاء شيئا من الماضي. وباستخدام خلايا المرضى أنفسهم كمواد لزراعة أنواع جديدة من الأنسجة في المختبر، يكتشف العلماء تقنيات جديدة لتكوين الأعضاء البشرية.
زراعة الأعضاء هي تقنية واعدة في الهندسة الحيوية، والهدف منها هو إنشاء أعضاء بيولوجية مختلفة وقابلة للحياة للبشر. ولم يتم استخدام هذه التكنولوجيا بعد في البشر.
أصبح تخليق الأعضاء أمراً ممكناً منذ ما يزيد قليلاً عن 10 سنوات بفضل تطور تقنيات الهندسة الحيوية. وتستخدم الخلايا الجذعية المأخوذة من المريض في زراعتها. تتيح تقنية IPC (الخلايا المحفزة المستحثة) التي تم تطويرها مؤخرًا إعادة برمجة الخلايا الجذعية البالغة بحيث يمكن أن تصبح أي عضو.
يمكن أن يكون نمو الأعضاء أو الأنسجة البشرية داخليًا أو خارجيًا (في أنابيب الاختبار).
العالم الأكثر شهرة في هذا المجال هو أنتوني أتالا، الحاصل على جائزة دكتور العام 2011، ورئيس المختبر في معهد ويك سيتي للطب التجديدي (الولايات المتحدة الأمريكية). وتحت قيادته تم إنشاء أول عضو صناعي منذ 12 عامًا - مثانة. أولاً، قامت أتالا وزملاؤها بإنشاء مصفوفة اصطناعية من مواد متوافقة حيوياً. ثم أخذوا خلايا جذعية سليمة من المثانة من المريض ونقلوها إلى إطار: بعضها من الداخل والبعض الآخر من الخارج. وبعد 6-8 أسابيع، أصبح العضو جاهزًا للزرع.
يتذكر أتالا لاحقًا قائلاً: "لقد علمت أن الخلايا العصبية لا تتجدد". - وكم اندهشنا عندما لاحظنا كيف أن المثانة التي زرعناها كانت مغطاة بشبكة من الخلايا العصبية! وهذا يعني أنه، كما ينبغي، سيتواصل مع الدماغ ويعمل مثل أي شخص آخر الأشخاص الأصحاء. إنه لأمر مدهش كم من الحقائق التي بدت راسخة قبل 20 عامًا فقط قد تم دحضها، والآن أبواب المستقبل مفتوحة أمامنا.
لإنشاء مصفوفة، يتم استخدام الأنسجة المانحة أو الاصطناعية، حتى أنابيب الكربون النانوية وخيوط الحمض النووي. على سبيل المثال، الجلد المزروع على إطار مصنوع من أنابيب الكربون النانوية أقوى بعشرات المرات من الفولاذ - وهو غير معرض للخطر، مثل سوبرمان. ليس من الواضح كيف يمكن للجراح، على سبيل المثال، العمل مع مثل هذا الشخص. لقد تم بالفعل نمو الجلد الموجود على إطار مصنوع من حرير العنكبوت (أقوى أيضًا من الفولاذ). صحيح أن الشخص لم يتم زرعه بعد.
ولعل التكنولوجيا الأكثر تقدما هي طباعة الأعضاء. لقد اخترعه نفس أتالا. هذه الطريقة مناسبة للأعضاء الصلبة وهي جيدة بشكل خاص للأعضاء الأنبوبية. في التجارب الأولى استخدمنا طابعة نافثة للحبر عادية. وفي وقت لاحق، بالطبع، اخترعوا واحدة خاصة.
المبدأ بسيط، مثل كل شيء عبقري. بدلا من الحبر لون مختلفتمتلئ الخراطيش بالمعلقات أنواع مختلفةالخلايا الجذعية. يقوم الكمبيوتر بحساب بنية العضو ويضبط وضع الطباعة. إنها بالطبع أكثر تعقيدًا من الطباعة التقليدية على الورق؛ فهي تحتوي على طبقات كثيرة جدًا. بفضلهم، يتم إنشاء الحجم. ثم يجب أن ينمو كل شيء معًا. تمكنت بالفعل من "الطباعة" الأوعية الدموية، بما في ذلك المتفرعة المعقدة.
الجلد والغضاريف. إنها الأسهل في النمو: كان يكفي تعلم كيفية إعادة إنتاج خلايا الجلد والغضاريف خارج الجسم. تتم زراعة الغضروف منذ حوالي 16 عامًا، وهي عملية شائعة إلى حد ما.
الأوعية الدموية. إن نموها أصعب إلى حد ما من زراعة الجلود. بعد كل شيء، هو عضو أنبوبي يتكون من نوعين من الخلايا: بعضها يبطن السطح الداخلي، والبعض الآخر يشكل الجدران الخارجية. كان اليابانيون أول من قام بتنمية الأوعية الدموية تحت قيادة البروفيسور كازووا ناكاو من كلية الطب بجامعة كيوتو في عام 2004. وبعد ذلك بقليل، في عام 2006، أظهرت كاثرين فيرفيل، مديرة معهد الخلايا الجذعية بجامعة مينيسوتا في مينيابوليس (الولايات المتحدة الأمريكية)، خلايا عضلية نمت.
قلب. تلقى ستة عشر طفلاً في ألمانيا بالفعل صمامات قلب مزروعة على سقالة قلب خنزير. يعيش طفلان مع هذه الصمامات منذ 8 سنوات، وتنمو الصمامات مع القلب! تعد مجموعة من العلماء الأمريكيين من هونج كونج بالبدء في زراعة "رقع" للقلب بعد الإصابة بنوبة قلبية خلال 5 سنوات، ويخطط فريق إنجليزي من المهندسين البيولوجيين لزراعة قلب جديد بالكامل في 10 سنوات.
الكلى والكبد والبنكرياس. مثل القلب، تسمى هذه الأعضاء الصلبة. لديهم أكثر كثافة عاليةالخلايا، لذا فهي الأصعب في النمو. لقد تم بالفعل حل السؤال الرئيسي: كيف نجعل الخلايا النامية تأخذ شكل الكبد أو الكلى؟ للقيام بذلك، يأخذون مصفوفة على شكل عضو، ويضعونها في مفاعل حيوي ويملأونها بالخلايا.
مثانة. أول "عضو أنبوب اختبار". واليوم، تم بالفعل إجراء عمليات زراعة وزرع المثانة "الجديدة" على عشرات الأمريكيين.
الفك العلوي. تمكن المتخصصون من معهد الطب التجديدي بجامعة تامبيري (فنلندا) من النمو الفك العلويالرجل... في بلده تجويف البطن. وقاموا بنقل الخلايا الجذعية إلى مصفوفة فوسفات الكالسيوم الاصطناعية وخياطتها في معدة الرجل. وبعد 9 أشهر تمت إزالة الفك واستبداله بالفك الأصلي الذي تم إزالته بسبب وجود ورم.
شبكية العين، الأنسجة العصبيةمخ لقد تم تحقيق تقدم جدي، ولكن من السابق لأوانه الحديث عن نتائج مهمة.
قبل أن ندخل في القصة الفعلية لنمو الأعضاء، أود أن أخبركم ما هي الخلايا الجذعية.
ما هي الخلايا الجذعية؟
الخلايا الجذعية- أسلاف جميع أنواع الخلايا في الجسم دون استثناء. إنهم قادرون على التجديد الذاتي، والأهم من ذلك، أثناء عملية الانقسام، يشكلون خلايا متخصصة من الأنسجة المختلفة. تعمل الخلايا الجذعية على تجديد وتعويض الخلايا المفقودة نتيجة أي تلف في جميع الأعضاء والأنسجة. وهي مصممة لاستعادة جسم الإنسان منذ لحظة ولادته.
مع التقدم في السن، يتناقص عدد الخلايا الجذعية في الجسم بشكل كارثي. الوليد لديه 1 خلايا جذعيةيحدث في 10 آلاف، بنسبة 20-25 سنة - 1 لكل 100 ألف، بنسبة 30 - 1 لكل 300 ألف. بحلول سن الخمسين، تبقى في الجسم خلية جذعية واحدة فقط لكل 500 ألف. استنفاد الخلايا الجذعية بسبب الشيخوخة أو المرض الشديد يحرم الجسم من قدرته على إصلاح نفسه. وبسبب هذا، تصبح الوظائف الحيوية لبعض الأعضاء أقل كفاءة.
ما هي الأعضاء والأنسجة التي تمكن العلماء من نموها باستخدام الخلايا الجذعية؟
أعطي فقط أشهر الأمثلة على الإنجازات العلمية.
في عام 2004، كان العلماء اليابانيون هم الأوائل في العالم الذين تمكنوا من تنمية أوعية دموية شعرية كاملة هيكليًا من الخلايا الجذعية
العلماء اليابانيون هم الأوائل في العالم الذين تمكنوا من تنمية أوعية دموية شعرية كاملة هيكليا من الخلايا الجذعية الجنينية البشرية. جاء ذلك في 26 مارس 2004 من قبل صحيفة يوميوري اليابانية.
وكما يشير المنشور، استخدمت مجموعة من الباحثين من كلية الطب بجامعة كيوتو بقيادة البروفيسور كازووا ناكاو الخلايا الشعرية المتولدة من الخلايا الجذعية المستوردة في عام 2002 من أستراليا. حتى الآن، لم يتمكن الباحثون إلا من تجديد الخلايا العصبية و الأنسجة العضليةوهذا لا يكفي "لإنتاج" عضو صلب. المعلومات من موقع NewsRu.com
في عام 2005، قام العلماء الأمريكيون بتنمية خلايا دماغية كاملة لأول مرة.
كان علماء من جامعة فلوريدا (الولايات المتحدة الأمريكية) هم الأوائل في العالم الذين تمكنوا من تنمية خلايا دماغية كاملة التكوين وتطعيمها. ووفقا لقائد المشروع بيورن شيفلر، فقد تم تنمية الخلايا عن طريق "نسخ" عملية تجديد خلايا الدماغ. ويأمل العلماء الآن في تنمية خلايا للزرع، مما قد يساعد في علاج مرض الزهايمر ومرض باركنسون. وأشار شيفلر إلى أن العلماء في السابق كانوا قادرين على تنمية الخلايا العصبية من الخلايا الجذعية، ولكن في جامعة فلوريدا تمكنوا من الحصول على الخلايا الكاملة - الخلايا الناضجة ودراسة عملية نموها من البداية إلى النهاية. معلومات من موقع Gazeta.ru بناءً على مواد من صحيفة إندبندنت.
وفي عام 2005، تمكن العلماء من إعادة إنتاج خلية جذعية عصبية
تعلمت مجموعة من العلماء الإيطاليين البريطانيين من جامعتي إدنبره وميلانو، اعتمادا على خلايا جذعية عصبية جنينية غير متخصصة، كيفية إنشاء الخلايا في المختبر أنواع مختلفةالخلايا الجهاز العصبي.
وقد طبق العلماء أساليب تم تطويرها بالفعل لمعالجة الخلايا الجذعية الجنينية على الخلايا الجذعية العصبية الأكثر تخصصًا التي حصلوا عليها. النتائج التي تم تحقيقها في خلايا الفئران تم تكرارها في الخلايا الجذعية البشرية. وفي مقابلة مع بي بي سي، أوضح ستيفن بولارد من جامعة إدنبرة أن تطوير زملائه سيساعد في إعادة إنتاج مرض باركنسون أو مرض الزهايمر "في المختبر". وهذا سيسمح لنا بفهم آلية حدوثها وتطورها بشكل أفضل، كما سيوفر لعلماء الصيدلة ساحة اختبار صغيرة لبحثهم. وسائل مناسبةعلاج. المفاوضات مع شركات الأدوية جارية بالفعل.
وفي عام 2006، قام علماء سويسريون بزراعة صمامات قلب بشرية من الخلايا الجذعية.
في خريف عام 2006، قام الدكتور سيمون هورستوب وزملاؤه في جامعة زيورخ بزراعة صمامات قلب بشرية لأول مرة باستخدام الخلايا الجذعية المأخوذة من السائل الأمنيوسي.
قد يتيح هذا الإنجاز زراعة صمامات القلب خصيصًا للطفل الذي لم يولد بعد إذا أصيب بعيوب في القلب أثناء وجوده في الرحم. وبعد فترة وجيزة من الولادة، يمكن للطفل زراعة صمامات جديدة.
متابعةً للمثانة والأوعية الدموية المزروعة في المختبر من الخلايا البشرية، فإن هذه هي الخطوة التالية نحو إنشاء أعضاء "مخصصة" خاصة بالمريض والتي يمكن أن تلغي الحاجة إلى أعضاء مانحة أو آلات صناعية.
وفي عام 2006، قام علماء بريطانيون بزراعة أنسجة الكبد من الخلايا الجذعية
وفي خريف عام 2006، أعلن علماء بريطانيون من جامعة نيوكاسل أنهم أول من نجح في زراعة كبد صناعي في المختبر من خلايا جذعية مأخوذة من دم الحبل السري. سيتم تطوير التقنية المستخدمة لإنشاء كبد صغير بحجم 2 سم بشكل أكبر لإنشاء كبد طبيعي الحجم وفعال.
في عام 2006، تمت زراعة عضو بشري معقد، المثانة، لأول مرة في الولايات المتحدة.
تمكن العلماء الأمريكيون من تنمية مثانة كاملة في ظروف المختبر. وكانت المادة المستخدمة هي خلايا المرضى أنفسهم الذين يحتاجون إلى عملية زرع.
يوضح أنتوني أتالا، مدير معهد الطب التجديدي: «بواسطة الخزعة، يمكنك أخذ قطعة من الأنسجة، وبعد شهرين تضاعفت كميتها عدة مرات، نضع المادة الأولية والمواد الخاصة في شكل خاص، نتركه في حاضنة مختبرية خاصة، وبعد بضعة أسابيع نحصل على عضو جاهز يمكن زراعته بالفعل. تم إجراء أول عملية زرع في أواخر التسعينيات. خضع سبعة مرضى لزراعة المثانة. وقد لقت النتائج توقعات العلماء، ويعمل الخبراء الآن على تطوير طرق لتكوين 20 عضوًا إضافيًا، بما في ذلك القلب والكبد والأوعية الدموية والبنكرياس.
وفي عام 2007، ساعدت الخلايا الجذعية العلماء البريطانيين على تكوين جزء من قلب الإنسان
في ربيع عام 2007، تمكنت مجموعة من العلماء البريطانيين، تتكون من فيزيائيين وأحياء ومهندسين وصيادلة وعلماء خلويات وأطباء ذوي خبرة، تحت قيادة أستاذ جراحة القلب مجدي يعقوب، لأول مرة في التاريخ، من إعادة إنشاء أحد أنواع أنسجة القلب البشري باستخدام الخلايا الجذعية نخاع العظم. يعمل هذا النسيج كصمامات القلب. وإذا نجحت الاختبارات الإضافية، فيمكن استخدام التقنية المطورة لتنمية قلب كامل من الخلايا الجذعية لزراعته في المرضى.
وفي عام 2007، قام علماء يابانيون بزراعة قرنية العين من الخلايا الجذعية.
في ربيع عام 2007، في ندوة حول الطب الإنجابيوفي مدينة يوكوهاما نُشرت نتائج تجربة فريدة أجراها مختصون من جامعة طوكيو. استخدم الباحثون خلية جذعية مأخوذة من حافة القرنية. هذه الخلايا قادرة على التطور إلى أنسجة مختلفة، وأداء وظائف ترميمية في الجسم. تم وضع الخلية المعزولة في وسط غذائي. وبعد أسبوع تطورت إلى مجموعة خلايا، وفي الأسبوع الرابع تحولت إلى قرنية قطرها 2 سم وبنفس الطريقة تم الحصول على طبقة واقية رقيقة (الملتحمة) تغطي الجزء الخارجي من القرنية .
ويؤكد العلماء أنه ولأول مرة، يتم الحصول على أنسجة كاملة جسم الإنساننمت من خلية واحدة. إن زرع الأعضاء التي تم الحصول عليها باستخدام الطريقة الجديدة يزيل خطر نقل العدوى. يعتزم العلماء اليابانيون البدء التجارب السريريةمباشرة بعد التأكد من سلامة التكنولوجيا الجديدة.
وفي عام 2007، تمكن علماء يابانيون من زراعة سن من الخلايا الجذعية
تمكن علماء يابانيون من زراعة سن من خلية واحدة. وقد تمت زراعته في ظروف مخبرية وزرعه في الفئران. تم حقن المواد الخلوية في سقالة الكولاجين. وبعد الزراعة تبين أن السن يأخذ شكلاً ناضجاً يتكون من أجزاء كاملة مثل العاج واللب والأوعية الدموية وأنسجة اللثة والمينا. ووفقا للباحثين، فإن السن كان مطابقا للسن الطبيعي. وبعد زرع السن في فأر المختبر، ترسخت جذوره وعملت بشكل طبيعي تمامًا. ويقول الباحثون إن هذه الطريقة ستجعل من الممكن زراعة أعضاء كاملة من خلية واحدة أو خليتين.
وفي عام 2008، تمكن العلماء الأمريكيون من زراعة قلب جديد على إطار من قلب قديم.
قامت دوريس تايلور وزملاؤها في جامعة مينيسوتا بتصنيع قلب فأر حي باستخدام تقنية غير عادية. أخذ العلماء قلب الكبارووضعها في محلول خاص أدى إلى إزالة جميع خلايا أنسجة عضلة القلب من القلب، وترك الأنسجة الأخرى سليمة. تم زرع هذه السقالة المنقاة بخلايا عضلة القلب المأخوذة من فأر حديث الولادة ووضعها في بيئة تحاكي الظروف في الجسم.
بعد أربعة أيام فقط، تضاعفت الخلايا بما يكفي لبدء تقلص الأنسجة الجديدة، وبعد ثمانية أيام أصبح القلب المعاد بناؤه قادرًا على ضخ الدم، وإن كان ذلك بسعة 2٪ فقط (استنادًا إلى قلب بالغ سليم). وهكذا حصل العلماء على عضو عامل من خلايا الحيوان الثاني. وفي المستقبل، يمكن معالجة القلوب المأخوذة للزراعة بهذه الطريقة لمنع رفض الأعضاء. يقول تايلور: "يمكنك تحريك أي عضو بهذه الطريقة: الكلى، الكبد، الرئة، البنكرياس". سيتم ملء إطار المتبرع، الذي يحدد شكل وبنية العضو، بخلايا متخصصة أصلية للمريض، مصنوعة من الخلايا الجذعية.
ومن المثير للاهتمام أنه في حالة القلب، يمكنك محاولة اتخاذ قلب خنزير، وهو قريب من الناحية التشريحية لقلب الإنسان، كأساس. من خلال إزالة الأنسجة العضلية فقط، يمكن استكمال الأنسجة الأخرى لهذا العضو بأنسجة مزروعة. الخلايا البشريةعضلة القلب، بعد أن تلقت عضوًا هجينًا، والذي، من الناحية النظرية، يجب أن يتجذر جيدًا. وسيتم تزويد الخلايا الجديدة على الفور بالأكسجين بشكل جيد، وذلك بفضل الأوعية والشعيرات الدموية القديمة المتبقية من قلب المتبرع.
أحضرت أكثر حقائق مثيرة للاهتمام، إذا كنت مهتمًا بهذه المعلومات فيمكنك الخوض فيها بمزيد من التفصيل، فالمعلومات مأخوذة من الموقع
شكرًا لك
الخلايا الجذعيةهي حاليا موضوع مناقشة حيوية للغاية في المجتمع. ربما لا يوجد شخص واحد لم يسمع على الأقل مصطلح "الخلايا الجذعية". لسوء الحظ، وبصرف النظر عن معرفة هذا المصطلح، فإن الشخص، كقاعدة عامة، لا يستطيع أن يقول أي شيء عن ماهية الخلايا الجذعية، وما هي خصائصها، وكيف يتم الحصول عليها ولماذا يمكن استخدامها لعلاج عدد من الأمراض.
وقد نشأ هذا الوضع لأن العديد من البرامج التلفزيونية والمنتديات والإعلانات لا تقدم معلومات مفصلة وشاملة حول هذا الموضوع. في أغلب الأحيان يتم تقديم معلومات عن الخلايا الجذعية إما على شكل فيديو إعلاني يشيد بها ويرفعها إلى مرتبة الدواء الشافي لجميع الأمراض، أو في برامج تتحدث عن فضائح قد تكون في بعض الأحيان بطرق لا تصدقلا تزال مرتبطة بنفس الخلايا الجذعية.
أي أن الوضع مع الخلايا الجذعية يشبه بعض الشائعات المتداولة حول شيء غامض ولكنه قوي جدًا، ويمكن أن يجلب خيرًا عظيمًا أو شرًا لا يقل فظاعة. وهذا بالطبع خطأ، ولا يعكس إلا النقص التام في المعلومات الموضوعية والشاملة بين الناس. دعونا نفكر في ماهية الخلايا الجذعية، ولماذا هناك حاجة إليها، وكيف يتم الحصول عليها، وما هي خصائصها، وغيرها من القضايا التي ترتبط بطريقة أو بأخرى بهذه الأشياء البيولوجية.
ما هي الخلايا الجذعية؟
بشكل عام، يمكننا القول أن الخلايا الجذعية هي هياكل لديها القدرة على التحول إلى خلايا ناضجة ونشطة وظيفيا في مختلف الأعضاء. من الخلايا الجذعية، يمكن أن تنمو وتتشكل خلايا الكبد (خلايا الكبد)، والكلى (خلايا الكلى)، والقلب (خلايا عضلية القلب)، والأوعية الدموية، والعظام، والغضاريف، والرحم، والمبيض، وما إلى ذلك. وهذا هو، في جوهره، الخلايا الجذعية هي نوع من الاحتياطيات الاحتياطية، والتي، حسب الضرورة، سيتم تشكيل خلايا جديدة من الأعضاء المختلفة لتحل محل الخلايا الميتة أو التالفة.ومع ذلك، فإن هذا التعريف للخلايا الجذعية عام جدًا، لأنه يعكس الأساسي فقط ميزة مميزةلنوع معين من الخلايا، بالإضافة إلى وجود العديد من الخصائص الأخرى التي تحدد أنواعها. من أجل التنقل في مسألة الخلايا الجذعية والحصول على فهم كامل نسبيا لها، من الضروري معرفة هذه الخصائص والأصناف المميزة.
خصائص وأنواع الخلايا الجذعية
الخاصية الرئيسية لأي خلية جذعية هي فعاليتها، والتي تحددها درجة التمايز والتكاثر. دعونا نلقي نظرة على ما تعنيه هذه المصطلحات. فاعلية
الفاعلية هي قدرة محدودة للغاية للخلية الجذعية على التحول إلى أنواع معينة من الخلايا في أعضاء مختلفة. كلما زاد عدد أنواع الخلايا التي يمكن تكوينها من الجذع، زادت فعاليتها. على سبيل المثال، من الخلايا الليفية (الخلايا الجذعية النسيج الضام) قد تتشكل السفن ، الخلايا الدهنيةيمكن تشكيل خلايا الجلد والغضاريف والشعر والأظافر ومن الخلايا الجذعية الوسيطة (خلايا عضلية القلب والألياف العضلية وما إلى ذلك). أي أن كل خلية جذعية، في الواقع، لديها القدرة على التحول إلى مجموعة محدودة فقط من الخلايا المعينة الخصائص العامةوالوظائف. على سبيل المثال، لن تتمكن الخلية الجذعية الوسيطة من التحول إلى خلية جلدية أو شعرية.وبسبب هذه القيود على الفعالية، تم عزل الأنواع التالية من الخلايا الجذعية:
- كامل القدرة - قادر على التحول إلى خلايا جميع الأعضاء والأنسجة دون استثناء؛
- متعدد القدرات (متعدد القدرات) - قادر على التحول إلى خلايا من عدة أنواع من الأعضاء أو الأنسجة التي لها أصل جنيني مشترك؛
- Monopotent - قادر على التحول فقط إلى أنواع مختلفة من الخلايا في أي عضو واحد.
الخلايا الجذعية الكاملة أو الجنينية
فقط الخلايا الجذعية الجنينية البشرية حتى القسم الثامن هي التي تمتلك القدرة الكاملة. أي تتكون منها اللاقحة (البويضة المخصبة) والجنين حتى تتكون من 256 خلية. جميع خلايا الجنين حتى يصل حجمها إلى 256 خلية، والزيجوت في الحقيقة هي خلايا جذعية. في ظل الظروف العادية الحصول على الخلايا الجنينيةمن الصعب للغاية امتلاك القدرة الكاملة، حيث يبدأ الزيجوت في الانقسام في قناة فالوب، وبعد زرعه في الرحم، يكون لديه بالفعل أكثر من 256 خلية. وهذا هو، عندما تكتشف المرأة عن الحمل، يكون الجنين بالفعل أكثر من 256 خلية، وبالتالي، ليس لديهم القدرة الكاملة.في الوقت الحالي، يتم الحصول على الخلايا الجذعية الكاملة فقط في ظروف المختبر، عن طريق تخصيب البويضة بالحيوان المنوي وتنمية الجنين إلى الحجم المطلوب. تُستخدم الخلايا الكاملة الجنينية بشكل رئيسي في التجارب على الحيوانات وفي النمو أعضاء اصطناعية.
الخلايا الجذعية متعددة القدرات
الخلايا الجذعية الجنينية البشرية متعددة القدرات، بدءًا من القسم الثامن وحتى الأسبوع الثاني والعشرين من الحمل. يمكن لكل خلية جذعية متعددة القدرات أن تتطور إلى أنواع قليلة فقط من الأنسجة أو الأعضاء. ويرجع ذلك إلى أنه في مرحلة الـ 256 خلية، تبدأ الأعضاء والأنسجة الأولية في الظهور في الجنين البشري. هذه الهياكل الأولية هي التي ستؤدي فيما بعد إلى ظهور جميع أعضاء وأنسجة الجسم البشري دون استثناء. وهكذا، يقوم الجنين بتطوير الخلايا الجذعية الوسيطة والعصبية والدم والضامة متعددة القدرات.الخلايا الجذعية الوسيطة
تشكل الخلايا الجذعية الوسيطة الأعضاء الداخلية، مثل الكبد والطحال والكلى والقلب والرئتين، المرارةوالبنكرياس والمعدة وغيرها، وكذلك العضلات الهيكلية. وهذا يعني أن الخلايا العضلية القلبية وخلايا الكبد وخلايا المعدة وما إلى ذلك يمكن أن تتشكل من نفس الخلية الجذعية الوسيطة.الخلايا الجذعية العصبية
وبالتالي تتشكل منها جميع هياكل الجهاز العصبي. تتكون جميع خلايا الدم دون استثناء من خلايا الدم الجذعية متعددة القدرات. عناصر على شكل، مثل الوحيدات والكريات البيض والخلايا الليمفاوية والصفائح الدموية وكريات الدم الحمراء. وجميع الأوعية الدموية والغضاريف والعظام والجلد والدهون تحت الجلد والأربطة والمفاصل تتشكل من الخلايا الجذعية للنسيج الضام. الخلايا الجذعية المكونة للدم
بالتأكيد تتكون جميع خلايا الدم منها. علاوة على ذلك، بما أن خلايا الدم تعيش لفترة قصيرة جدًا - من 90 إلى 120 يومًا، فإنها تتجدد وتستبدل باستمرار طوال حياة الشخص. يحدث استبدال عناصر الدم الميتة بسبب التكوين المستمر لعناصر جديدة من الخلايا الجذعية المكونة للدم الموجودة في نخاع العظم. تستمر هذه الخلايا الجذعية المكونة للدم طوال حياة الشخص، وفي حالة تعطلها التطور الطبيعي- إصابة الشخص بأمراض الدم، مثل سرطان الدم، وفقر الدم، وسرطان الغدد الليمفاوية، وغيرها.حاليا، يتم استخدام الخلايا الجذعية متعددة القدرات في الطب العملي في كثير من الأحيان، سواء لغرض علاج الأمراض الخطيرة (على سبيل المثال، مرض السكري، والتصلب المتعدد، ومرض الزهايمر، وما إلى ذلك) وتجديد الشباب. يتم الحصول على الخلايا الجذعية متعددة القدرات من أعضاء الأجنة المجهضة التي لا يزيد عمرها عن 22 أسبوعًا من الحمل. في هذه الحالة، يتم تقسيم الخلايا الجذعية اعتمادًا على العضو الذي يتم الحصول عليها منه، على سبيل المثال، الكبد والدماغ والدم، وما إلى ذلك. غالبًا ما يتم استخدام خلايا الكبد الجنينية (الجنينية)، لأنها تتمتع بالفعالية الأكثر عالمية ضروري لعلاج أمراض الأعضاء المختلفة، على سبيل المثال، تليف الكبد، واحتشاء عضلة القلب، وما إلى ذلك. غالبًا ما تسمى الخلايا الجذعية متعددة القدرات التي يتم الحصول عليها من الأعضاء الجنينية بالخلايا الجذعية الجنينية. هذا الاسم مشتق من كلمة "الجنين"، والتي تعني في اللاتينية الجنين، الجنين.
الخلايا الجذعية أحادية القدرة
بعد 22 أسبوعًا من الحمل، تصبح جميع الخلايا الجذعية الجنينية أحادية القدرة ويتم تخصيصها للأعضاء والأنسجة. تعني القدرة الأحادية أن الخلية لا يمكن أن تتحول إلا إلى خلايا متخصصة في العضو الذي توجد فيه. على سبيل المثال، لا يمكن للخلية الجذعية الكبدية أن تتحول إلا إلى خلايا القناة الكبدية أو إلى خلايا تشكل الصفراء، وتزيل السموم، وما إلى ذلك. لكن النطاق الكامل للتحولات المحتملة يقتصر فقط على أنواع خلايا الكبد. لن تكون خلية الكبد أحادية القدرة هذه قادرة على التحول إلى خلية طحال أو قلب أو أي عضو آخر، على عكس الخلية متعددة القدرات. وثبات الخلايا يعني أنها موجودة فقط في هذا العضو ولن تتمكن أبدًا من الانتقال إلى عضو آخر.يولد الطفل بهذه الخلايا الجذعية الأحادية القدرة، الموجودة في كل عضو وأنسجة دون استثناء، مما يشكل نوعًا من الاحتياطي. ومن هذا الاحتياطي، تتشكل خلايا جديدة لكل عضو ونسيج طوال الحياة لتحل محل الخلايا التالفة والميتة. طوال الحياة، يتم استهلاك هذه الخلايا الجذعية تدريجياً، ولكن حتى عندما يموت الشخص بسبب الشيخوخة، فإنها لا تزال موجودة في جميع الأعضاء والأنسجة.
وهذا يعني أنه من الناحية النظرية، يمكن الحصول على الخلايا الجذعية أحادية القدرة فقط من أعضاء وأنسجة الطفل أو الشخص البالغ. وعادة ما تسمى هذه الخلايا باسم العضو الذي تم الحصول عليها منه، على سبيل المثال، العصب، الكبد، المعدة، الدهون، العظام، الخ. ومع ذلك، يوجد في النخاع العظمي حتى لشخص بالغ نوعان من الخلايا الجذعية متعددة القدرات - الدم والخلايا الوسيطة، والتي أصبح من السهل الآن الحصول عليها باستخدام تقنيات المختبرات الروتينية. لعلاج الأمراض المختلفة وتجديد الشباب، يتم استخدام هذه الخلايا الجذعية متعددة القدرات في الدم واللحمة المتوسطة التي يتم الحصول عليها من نخاع العظام في أغلب الأحيان.
تكاثر وتمايز الخلايا الجذعية
بالإضافة إلى خاصية الفاعلية المذكورة، تتميز كل خلية جذعية بدرجة التمايز والقدرة على التكاثر. دعونا نلقي نظرة على ما تعنيه مصطلحات الانتشار والتمايز. الانتشار هو قدرة الخلية على الانقسام، أي التكاثر. والحقيقة هي أن كل خلية جذعية في عملية التحول إلى هياكل خلوية متخصصة لأي أعضاء وأنسجة، لا تخضع لعملية النضج فحسب، بل تنقسم أيضًا عدة مرات. علاوة على ذلك، يحدث الانقسام في كل مرحلة متتالية من مراحل النضج. وهذا يعني أنه من خلية جذعية واحدة يتم الحصول على عدة إلى عدة مئات من الخلايا الناضجة الجاهزة لأي عضو أو نسيج.
التمايز هو درجة التخصص الضيق للخلية، أي وجود وظيفة محددة بدقة تم إنشاؤها من أجلها. على سبيل المثال، يتم إنشاء خلايا عضلة القلب المتخصصة للغاية (خلايا عضلية القلب) فقط لأداء الانقباضات، والتي يتم من خلالها دفع الدم للخارج وتعميمه في جميع أنحاء الجسم. وبناء على ذلك، تسمى الخلايا التي لها وظائفها المتخصصة شديدة التمايز. والخلايا العالمية نسبيًا التي ليس لها وظائف محددة تكون متمايزة بشكل سيئ. عادة، في جسم الإنسان، تكون جميع خلايا الأعضاء والأنسجة متمايزة بدرجة كبيرة، وتعتبر الخلايا الجذعية أحادية القدرة فقط منخفضة التمايز. هذه الخلايا ليس لها وظائف محددة، وبالتالي فهي سيئة التمايز.
تسمى عملية تحويل الخلية الجذعية إلى خلية متخصصة ذات وظائف واضحة ومحددة بالتمايز، حيث تتحول خلالها من منخفضة التمايز إلى شديدة التمايز. خلال عملية التمايز، تمر الخلية الجذعية بمراحل عديدة، تنقسم في كل منها. وبناء على ذلك، كلما انخفض تمايز الخلية الجذعية، زاد عدد المراحل التي يجب أن تمر بها في عملية التمايز، وكلما زاد عدد مرات انقسامها.
وبناء على ذلك، يمكن صياغة القاعدة البسيطة التالية: كلما زادت فعالية الخلية، أي كلما انخفضت درجة التمايز، زادت قدرتها على التكاثر. وهذا يعني أن الخلايا الجذعية كاملة القدرة الأقل تمايزًا لديها القدرة الأكبر على التكاثر. وبالتالي، من خلية جذعية كاملة القدرة، يتم تشكيل عدة آلاف من الخلايا المتخصصة والمتميزة للغاية من مختلف الأعضاء والأنسجة. والخلايا الجذعية الأحادية القدرة الأكثر تمايزًا لديها قدرة ضئيلة على التكاثر. لذلك، من خلية واحدة أحادية القدرة، لا يتشكل سوى عدد قليل من الخلايا شديدة التمايز لأي عضو أو نسيج.
أنواع الخلايا الجذعية في الأعضاء المختلفة
حاليًا، يتم الحصول على الخلايا الجذعية لدى البالغين أو الأطفال من دم الحبل السري أو نخاع العظم. كما يتم الحصول على الخلايا الجذعية لتلبية الاحتياجات السريرية والبحثية من المواد المجهضة للأجنة التي لم يتجاوز عمرها 23 أسبوعًا من الحمل. دعونا نلقي نظرة على أنواع الخلايا الجذعية التي يتم الحصول عليها من هذه المصادر المحتملة.الخلايا الجذعية الدماغية
يتم الحصول على هذا النوع من الخلايا من دماغ الأجنة المجهضة بين الأسبوع 18 و22 من الحمل. إن الحصول على الخلايا الجذعية الدماغية من أجنة أقل نضجًا يكاد يكون مستحيلًا من الناحية الفنية نظرًا لصغر حجمها جدًا.تُصنف الخلايا الجذعية الدماغية على أنها خلايا عصبية متعددة القدرات، أي أنها تستطيع تكوين وتشكيل أي بنية خلوية للجهاز العصبي لأي عضو أو نسيج. على سبيل المثال، يمكن للخلايا الجذعية في الدماغ أن تشكل خلايا عصبية ذات تلافيفات وهياكل الحبل الشوكيوالألياف العصبية والمستقبلات الحسية والحركية ونظام التوصيل القلبي وما إلى ذلك. بشكل عام، يمكن لأي خلية عصبية في أي جزء من جسم الإنسان أن تتكون من خلية جذعية متعددة القدرات في الدماغ.
يُستخدم هذا النوع من الخلايا عادةً لعلاج أمراض التنكس العصبي وإصابات الأعصاب المؤلمة، مثل السكتات الدماغية والتصلب المتعدد ومرض الزهايمر وإصابات سحق الأنسجة والشلل الجزئي والشلل الدماغي وما إلى ذلك.
خلايا الكبد الجذعية
يتم الحصول على الخلايا الجذعية الكبدية من العضو المقابل للجنين في الأسبوع 18-22 من الحمل. ويسمى هذا النوع من الخلايا الجذعية أيضًا بالجنين. يكاد يكون من المستحيل من الناحية الفنية الحصول على الخلايا الجذعية الكبدية من الأجنة الأقل نضجًا نظرًا لصغر حجمها وعدم وجود كبد متشكل. يتم الحصول على نوعين من الخلايا الجذعية متعددة القدرات من كبد الأجنة - المكونة للدم والخلايا الوسيطة. في المرحلة الأولى، يتم الحصول على خليط من كلا النوعين من الخلايا الجذعية متعددة القدرات، ومن ثم يتم فصلها إذا لزم الأمر. تعتبر الخلايا الجنينية الوسيطة ذات قيمة أكبر، حيث يمكن استخدامها لتنمية خلايا كاملة ونشطة وظيفيًا من أنواع مختلفة. اعضاء داخلية، مثل الرئتين والقلب والكبد والطحال والكلى والرحم والمثانة والمعدة وغيرها. حاليًا، يتم زراعة خلايا جميع الأعضاء تقريبًا بنجاح في أنابيب الاختبار عن طريق إضافة مواد خاصة إلى الوسط المغذي الذي يجبرها على التمايز في اتجاه معين. على سبيل المثال، لتنمية خلية عضلية قلبية (خلية القلب)، تتم إضافة 5-أزاسيتيدين إلى الوسط المغذي، وللحصول على الباقي أنواع متخصصةخلايا الأعضاء - هناك حاجة إلى خلايا أخرى المواد الكيميائية. علاوة على ذلك، من أجل تكوين خلية لكل عضو محدد، من الضروري إضافة مركب محدد بدقة إلى الوسائط المغذية.
تستخدم الخلايا الجذعية للكبد الجنيني في علاج مختلف الأمراض الخطيرة والمزمنة التي تصيب الأعضاء الداخلية، مثل تليف الكبد، والنوبات القلبية، وسلس البول، والسل الرئوي، السكريإلخ.
الخلايا الجذعية من دم الحبل السري
وكما يوحي الاسم، يتم الحصول على الخلايا الجذعية من هذا النوع من دم الحبل السري للطفل حديث الولادة. في هذه الحالة، وكذلك من كبد الجنين، يتم الحصول على نوعين من الخلايا الجذعية متعددة القدرات - المكونة للدم واللحمة المتوسطة. علاوة على ذلك، فإن معظم الخلايا الجذعية المعزولة من دم الحبل السري هي خلايا مكونة للدم.يمكن للخلايا المكونة للدم أن تتحول إلى أي عناصر دموية خلوية (الصفائح الدموية وخلايا الدم البيضاء وخلايا الدم الحمراء والخلايا الوحيدة والخلايا الليمفاوية) وتعزز نمو الأوعية الدموية. يمكن أن تتطور نسبة صغيرة من الخلايا الجذعية المكونة للدم إلى خلايا الدم والأوعية الليمفاوية.
في الوقت الحالي، تُستخدم الخلايا الجذعية لدم الحبل السري في أغلب الأحيان لتجديد الشباب أو علاج العديد من الأمراض المزمنة الشديدة. بالإضافة إلى ذلك، تقرر العديد من النساء جمع دم الحبل السري وعزل الخلايا الجذعية لمزيد من التخزين في بنك التبريد، حتى يتمكنوا من استخدام المادة النهائية إذا لزم الأمر.
التصنيف الأكثر استخدامًا للخلايا الجذعية
اعتمادا على فعالية، يتم تمييز الأنواع التالية من الخلايا الجذعية:- الخلايا الجذعية الجنينية (تتمتع بكامل الفعالية ويتم الحصول عليها من البويضات المخصبة صناعيًا المزروعة في أنابيب الاختبار حتى الفترة المطلوبة)؛
- الخلايا الجذعية الجنينية (تمتلك القدرة المتعددة ويتم الحصول عليها من مادة مجهضة)؛
- الخلايا الجذعية البالغة (متعددة الفعالية ويتم الحصول عليها من دم الحبل السري أو نخاع العظم لشخص بالغ أو طفل).
- الخلايا الجذعية المكونة للدم (وهي سلائف جميع خلايا الدم الوعائية على الإطلاق)؛
- الخلايا الجذعية الوسيطة (وهي سلائف جميع خلايا الأعضاء الداخلية والعضلات الهيكلية)؛
- الخلايا الجذعية للأنسجة الضامة (وهي سلائف خلايا الجلد والعظام والدهون والغضاريف والأربطة والمفاصل والأوعية الدموية)؛
- الخلايا الجذعية العصبية (هي سلائف جميع الخلايا المرتبطة بالجهاز العصبي).
الحصول على الخلايا الجذعية
مصادر الحصول على الخلايا الجذعية هي الركائز البيولوجية التالية:
- دم الحبل السري لطفل حديث الولادة؛
- نخاع العظم لطفل أو بالغ.
- الدم المحيطي (من الوريد) بعد تحفيز خاص؛
- المواد المجهضة التي يتم الحصول عليها من النساء في الفترة من 2 إلى 12 أسبوعًا من الحمل؛
- الأجنة التي تتراوح أعمارهم بين 18 و22 أسبوعًا من الحمل والتي توفيت نتيجة الولادة المبكرة أو الإجهاض المتأخر أو الإجهاض لأسباب اجتماعية؛
- أنسجة الأشخاص الأصحاء المتوفين مؤخرًا (على سبيل المثال، حدثت الوفاة نتيجة للإصابة، وما إلى ذلك)؛
- الأنسجة الدهنية لشخص بالغ أو طفل.
- تلقيح البويضة في المختبر بواسطة الحيوان المنوي لتكوين الزيجوت.
يتم الحصول على الخلايا الجذعية من الحبل السري والدم المحيطي، وكذلك من نخاع العظم، باستخدام نفس الطرق. للحصول عليها، أولا، يتم أخذ نخاع العظم (من 20 إلى 200 مل) أثناء ثقب الحرقفة عند البالغين أو القص عند الأطفال. الدم المحيطييؤخذ من الوريد بنفس طريقة نقل الدم. ويتم جمع دم الحبل السري ببساطة في أنبوب معقم في مستشفى الولادة، ووضعه تحت الحبل السري المقطوع للطفل.
يتم بعد ذلك نقل الدم أو النخاع العظمي إلى المختبر حيث يتم عزل الخلايا الجذعية منها بإحدى الطريقتين التاليتين: الطرق الممكنة. غالبًا ما يتم استخدام الفصل التدرجي لكثافة Ficoll-urografin. للقيام بذلك، صب طبقة من Ficoll في أنبوب اختبار، ثم صب urografin بعناية فوقه حتى لا تختلط المحاليل. وأخيرًا، يتم أيضًا وضع الدم أو نخاع العظم بعناية على سطح اليوروجرافين، في محاولة لضمان الحد الأدنى من خلطه مع المحلولين السابقين. يتم بعد ذلك تدوير الأنبوب في جهاز طرد مركزي بسرعة عالية لا تقل عن 8000 دورة في الدقيقة، مما يؤدي إلى ضغط حلقة رقيقة من الخلايا الجذعية وتركيزها عند السطح البيني بين مرحلتي Ficoll وurografin. يتم جمع هذه الحلقة بعناية باستخدام ماصة في أنبوب معقم آخر. ثم يتم سكب وسط غذائي فيه ولفه عدة مرات في جهاز طرد مركزي لإزالة جميع الخلايا غير الجذعية التي تدخل الحلقة عن طريق الخطأ. يتم وضع الخلايا الجذعية الجاهزة إما في وسط غذائي لمزيد من النمو (الزراعة)، أو تجميدها في النيتروجين السائل من أجل تخزين طويل المدىأو يذوب في محلول ملحي ويعطى كحقنة لشخص يخضع للعلاج بالخلايا.
الطريقة الثانية الأقل شيوعًا للحصول على الخلايا الجذعية هي معالجة الدم أو نخاع العظم باستخدام محلول تحلل. يعتبر Lysis buffer عبارة عن محلول خاص يحتوي على تركيزات مختارة بدقة من الأملاح التي تسبب موت جميع الخلايا باستثناء الخلايا الجذعية. لعزل الخلايا الجذعية، يتم خلط الدم أو نخاع العظم مع عازلة التحلل ويترك لمدة 15 إلى 30 دقيقة، وبعد ذلك يتم نسجه في جهاز الطرد المركزي. الكرة المجمعة في قاع أنبوب الاختبار هي الخلايا الجذعية. يتم تصريف كل السائل الموجود فوق كرة الخلايا، ويسكب الوسط المغذي في أنبوب الاختبار ويتم فكه عدة مرات في جهاز طرد مركزي لإزالة جميع الخلايا غير الضرورية التي تدخل عن طريق الخطأ. يتم استخدام الخلايا الجذعية الجاهزة بنفس الطريقة التي يتم بها استخدام تلك التي يتم الحصول عليها عن طريق الفصل التدرجي لكثافة الفيكول والأوروجرافين.
إن الحصول على الخلايا الجذعية من مواد الإجهاض، أو الأنسجة من الأشخاص المتوفين، أو الدهون من البالغين أو الأطفال الأحياء هو إجراء أكثر كثافة في العمالة ولا يستخدم إلا في المختبرات أو المختبرات المجهزة تجهيزًا جيدًا. المؤسسات العلمية. أثناء عزل الخلايا، تتم معالجة المادة بواسطة إنزيمات خاصة تدمر سلامة الأنسجة وتحولها إلى كتلة واحدة غير متبلورة. تتم معالجة هذه الكتلة في أجزاء باستخدام عازلة التحلل ثم يتم عزل الخلايا الجذعية بنفس الطريقة التي يتم بها عزل الخلايا من الدم أو نخاع العظم.
من السهل الحصول على الخلايا الجذعية من الأجنة بين الأسبوع 18 و22 من الحمل، كما هو الحال من الدم أو نخاع العظم. والحقيقة هي أن الخلايا الجذعية موجودة في هذه الحالةلا يتم الحصول عليها من الجنين بأكمله، ولكن فقط من الكبد أو الطحال أو الدماغ. يتم سحق أنسجة الأعضاء ميكانيكيًا ثم يتم إذابتها في محلول فسيولوجي أو وسط غذائي. يتم بعد ذلك الحصول على الخلايا الجذعية إما باستخدام تحلل العازلة أو فصل تدرج كثافة ficoll-urografin.
يتم استخدام الحصول على الخلايا الجذعية عن طريق تخصيب البويضة فقط في المؤسسات العلمية. هذه الطريقة متاحة فقط للعلماء المؤهلين تأهيلا عاليا - علماء بيولوجيا الخلية. هذه هي عادة الطريقة التي يتم بها الحصول على الخلايا الجذعية الجنينية البحوث التجريبية. ويتم أخذ البويضات والحيوانات المنوية من النساء والرجال الأصحاء الذين يوافقون على أن يصبحوا متبرعين. لمثل هذا التبرع، تدفع المؤسسات العلمية مكافأة كبيرة جدًا - ما لا يقل عن 3 إلى 4 آلاف دولار مقابل جزء من الحيوانات المنوية للرجل وعدة بويضات من المرأة، والتي يمكن جمعها خلال ثقب واحد في المبيض.
زراعة الخلايا الجذعية
إن مصطلح الخلايا الجذعية "المتنامية" ليس صحيحًا تمامًا، ولكن يمكن استخدامه في الكلام اليومي. يستخدم العلماء عادة مصطلح "ثقافة الخلايا الجذعية" لوصف هذا الإجراء. زراعة أو تنمية الخلايا الجذعية هي عملية الحفاظ على حياتها في محاليل خاصة تحتوي على مواد مغذية (وسائط مغذية). أثناء الزراعة، يزداد عدد الخلايا الجذعية تدريجيًا، ونتيجة لذلك يتم تقسيم محتويات زجاجة واحدة تحتوي على وسط غذائي كل 3 أسابيع إلى 2 أو 3. ويمكن إجراء زراعة الخلايا الجذعية هذه للمدة المرغوبة إذا كان ذلك ممكنًا. المعدات اللازمة والوسائط المغذية متوفرة. ومع ذلك، في الممارسة العملية، لا يمكن مضاعفة الخلايا الجذعية إلى عدد كبير، لأنها في كثير من الأحيان تصبح مصابة بمختلف الميكروبات المسببة للأمراض التي تدخل الهواء عن طريق الخطأ في غرفة المختبر. لم يعد من الممكن استخدام أو زراعة مثل هذه الخلايا الجذعية المصابة، ويتم التخلص منها ببساطة.
يجب أن نتذكر أن نمو الخلايا الجذعية هو مجرد زيادة في عددها. من المستحيل زراعة خلايا جذعية من خلايا غير جذعية.
عادة، يتم زراعة الخلايا الجذعية حتى يكون هناك ما يكفي منها لأداء المهمة الحقن العلاجيأو إعداد تجربة. ويمكن أيضًا زراعة الخلايا قبل تجميدها النيتروجين السائلبحيث يكون هناك المزيد من المخزون.
بشكل منفصل، تجدر الإشارة إلى الزراعة الخاصة للخلايا الجذعية، عندما تتم إضافة مركبات مختلفة إلى الوسط الغذائي الذي يعزز التمايز إلى نوع معين من الخلايا، على سبيل المثال، الخلايا العضلية القلبية أو خلايا الكبد، وما إلى ذلك.
استخدام الخلايا الجذعية
حاليًا، ينقسم استخدام الخلايا الجذعية إلى ثلاثة مجالات – البحث التجريبي، وعلاج الأمراض المختلفة، وتجديد الشباب. علاوة على ذلك، فإن مجال الأبحاث التجريبية يحتل ما لا يقل عن 90% من إجمالي استخدام الخلايا الجذعية. أثناء التجارب، يدرس علماء الأحياء إمكانية إعادة برمجة وتوسيع فاعلية الخلايا، وطرق تحويلها إلى خلايا متخصصة مختلفة من أعضاء مختلفة، وطرق زراعة أعضاء كاملة، وما إلى ذلك. في المجال التجريبي لاستخدام الخلايا الجذعية، يتقدم التقدم بسرعة كبيرة، حيث يبلغ العلماء عن إنجازات جديدة كل يوم. وهكذا، فقد تم بالفعل تنمية القلب والكبد اللذين يعملان بشكل طبيعي من الخلايا الجذعية. صحيح أنه لم تتم تجربة زرع هذه الأعضاء في أي شخص، لكن هذا سيحدث في المستقبل المنظور. وعليه سيتم حل مشكلة الأعضاء المتبرع بها للأشخاص الذين يحتاجون إلى زراعة الأعضاء. إن استخدام صمامات الأوعية الدموية والقلب المزروعة من الخلايا الجذعية للأطراف الصناعية أصبح حقيقة واقعة بالفعل.يتم استخدام الخلايا الجذعية لعلاج الأمراض المختلفة في تجارب سريرية محدودة، حيث يُعرض على المريض هذا الخيار ويتم شرح الفوائد والمخاطر التي قد ينطوي عليها ذلك. عادةً، تُستخدم الخلايا الجذعية فقط لعلاج الأمراض الخطيرة والمزمنة وغير القابلة للشفاء بالطرق الأخرى، عندما لا تكون هناك فرصة للبقاء على قيد الحياة. تحسن طفيفلا يوجد عمليا أي شرط. ومن خلال مثل هذه التجارب السريرية، يتمكن الأطباء من معرفة ماهية تأثيرات الخلايا الجذعية وما هي آثارها آثار جانبيةقد يسبب استخدامها. بناءً على نتائج المراقبة، فهو الأكثر أمانًا وفعالية البروتوكولات السريريةوالتي تصف الجرعات الموصى بها من الخلايا الجذعية (إجمالي الكمية المعطاة بالقطع)، وأماكن وطرق تناولها، وكذلك التوقيت الأمثلالعلاج والآثار المتوقعة.
لغرض التجديد، يمكن حقن الخلايا الجذعية الأنسجة تحت الجلدأو في هياكل الجلد، وكذلك عن طريق الوريد. هذا الاستخدام للخلايا الجذعية يجعل من الممكن تقليل العلامات المرئية للتغيرات المرتبطة بالعمر لفترة معينة من الزمن. للحفاظ على تأثير طويل الأمد، يجب إعطاء الخلايا الجذعية بشكل دوري على فترات زمنية محددة بشكل فردي. من حيث المبدأ، هذا التلاعب التنفيذ الصحيحآمن.
علاج الخلايا الجذعية للأمراض المختلفة – المبادئ العامة والتأثيرات
لعلاج الأمراض المختلفة، غالبا ما تستخدم الخلايا الجذعية التي يتم الحصول عليها من نخاع العظم الخاص بالمريض. للقيام بذلك، أولا، أثناء ثقب، يتم أخذ الحجم المطلوب من نخاع العظام (من 20 مل إلى 200 مل)، والتي يتم عزل الخلايا الجذعية منها في مختبر متخصص. إذا لم يكن هناك ما يكفي منهم، فسيتم تنفيذ الزراعة حتى تتضاعف الخلايا إلى العدد المطلوب. ويتم ذلك أيضًا إذا كنت تخطط لإجراء عدة حقن للخلايا الجذعية أثناء فترة العلاج. تتيح لك الزراعة الحصول على العدد المطلوب من الخلايا الجذعية دون تكرار ثقوب نخاع العظم. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يتم استخدام الخلايا الجذعية من نخاع العظم للمتبرع، والذي عادة ما يكون من أقارب الدم. في هذه الحالة، وللتخلص من خطر الرفض، قبل إدخال الخلايا، يتم استزراعها في وسط غذائي لمدة 21 يومًا على الأقل. تؤدي هذه الزراعة طويلة المدى إلى فقدان المستضدات الفردية، ولن تسبب الخلايا رد فعل الرفض بعد الآن.
يتم استخدام الخلايا الجذعية الكبدية بشكل أقل تكرارًا لأنه يجب شراؤها. في أغلب الأحيان، يتم استخدام هذا النوع من الخلايا للتجديد.
يتم إدخال الخلايا الجذعية الجاهزة إلى الجسم طرق مختلفة. علاوة على ذلك، فإن إدخال الخلايا الجذعية يسمى زرع الأعضاء، والذي يتم بطرق مختلفة اعتمادًا على المرض. وهكذا، في مرض الزهايمر، يتم زرع الخلايا الجذعية في السائل النخاعي باستخدام البزل القطني. بالنسبة لأمراض الأعضاء الداخلية، يتم زرع الخلايا بالطرق الرئيسية التالية:
- الحقن الوريدي للخلايا الجذعية المخففة في محلول ملحي معقم؛
- إدخال الخلايا الجذعية إلى أوعية العضو المصاب باستخدام معدات خاصة؛
- حقن الخلايا الجذعية مباشرة في العضو المصاب أثناء الجراحة؛
- حقن الخلايا الجذعية في العضل على مقربة من العضو المصاب؛
- حقن الخلايا الجذعية تحت الجلد أو داخل الأدمة.
يؤدي العلاج بالخلايا (العلاج بالخلايا الجذعية) في جميع الحالات إلى تحسن حالة الشخص، واستعادة الوظائف المفقودة جزئيًا، وتحسين نوعية الحياة، وتقليل معدل تطور المرض ومضاعفاته.
ومع ذلك، يجب أن نتذكر أن العلاج بالخلايا الجذعية ليس علاجًا سحريًا، فهو لا يمكن أن يشفي تمامًا أو يلغي العلاج التقليدي. على المرحلة الحديثةومع التطورات العلمية، لا يمكن استخدام الخلايا الجذعية إلا كمكمل للعلاج التقليدي. قد يكون من الممكن يومًا ما تطوير علاجات باستخدام الخلايا الجذعية وحدها، لكن هذا مجرد حلم في الوقت الحالي. لذلك، عندما تقرر استخدام الخلايا الجذعية، تذكر أن تلغي جميع العلاجات الأخرى للحالات الشديدة مرض مزمنممنوع. لن يؤدي زرع الخلايا إلا إلى تحسين الحالة وزيادة فعالية العلاج التقليدي.
علاج الخلايا الجذعية: المشاكل الرئيسية - فيديو
الخلايا الجذعية: تاريخ اكتشافها وأنواعها ودورها في الجسم وميزات إنتاجها وعلاجها - فيديو
بنك الخلايا الجذعية
بنك الخلايا الجذعية هو مختبر متخصص مجهز بمعدات لإنتاجها وتخزينها على المدى الطويل في النيتروجين السائل. في بنوك الخلايا الجذعية، يمكنك تخزين دم الحبل السري أو خلاياك الخاصة المتبقية من نوع ما من التلاعب. كل بنك للخلايا الجذعية لديه أسعاره الخاصة للخدمات، والتي يمكن أن تختلف بشكل كبير. ومع ذلك، فمن المستحسن اختيار مثل هذه المنظمة ليس من خلال قائمة الأسعار، ولكن من خلال الكفاءة المهنية للموظفين ودرجة المعدات.يوجد حاليًا في جميع المدن الكبرى تقريبًا في روسيا بنوك مماثلة تقدم خدماتها للأفراد والكيانات القانونية.
قبل الاستخدام يجب عليك استشارة أخصائي.ستجرى أول عملية لزراعة الأعضاء من خلايا المريض نفسه في كراسنودار، ويتم الآن الانتهاء من الاستعدادات النهائية لها. في المجمل، تم إجراء عمليتين من هذا النوع في العالم، لكن هذه هي التجربة الأولى للجراحين الروس. في السابق، كان يتم زرع الأعضاء المتبرع بها فقط في البلاد.
ويوضح قائلاً: "هذه قصبة هوائية مزروعة صناعياً، والتي سيتم تغطيتها أيضاً بخلايا المريض نفسه". كبير الأطباءمنطقة كراسنودار المستشفى السريريرقم 1 فلاديمير بورخانوف.
تم تصنيع إطار العضو المستقبلي في المختبرات الأمريكية والسويدية من مادة مركبة نانوية.
هذه نسخة طبق الأصل من القصبة الهوائية للمريض الذي يحتاج إلى عملية جراحية. ظاهريًا، يبدو وكأنه أنبوب مصنوع من البلاستيك المسامي المرن، حيث يقوم الأطباء بزرع خلايا المريض المعزولة من نخاع العظم. في 2-3 أيام يتم تشكيل قاعدة القصبة الهوائية. ولا يرفضه جسم المريض فحسب، بل على العكس من ذلك، يبدأ العضو المزروع نفسه في التكيف مع الظروف الجديدة.
"بعد ذلك سوف تتمايز الخلايا، وتخلق بيئتها الدقيقة الخاصة بها، وتنتج الأنسجة. ففي نهاية المطاف، عندما تكون الخلية على قيد الحياة، تحدث فيها العديد من العمليات. وهذا سيحدث في جسمها،" كما تقول إيرينا، أخصائية نقل الدم، وموظفة في مختبر الزراعة. من مستشفى كراسنودار السريري الإقليمي رقم 1 جيليفيتش.
يدرس باولو ماتشياريني مدى تقدم العملية المستقبلية نقطة تلو الأخرى مع جراحي مستشفى كراسنودار. وهو مؤلف تقنية زرع القصبة الهوائية المزروعة صناعياً. تم إجراء العملية الأولى العام الماضي في السويد. واستمرت 12 ساعة. لا يذكر الأطباء المدة التي ستستغرقها عملية الزرع هذه. بعد كل شيء، ولأول مرة في العالم، لن تتم زراعة القصبة الهوائية الاصطناعية فحسب، بل سيتم أيضًا زرع جزء من الحنجرة.
"أثناء العملية سيتم إجراء عملية استئصال وإزالة جميع الأنسجة الندبية، أي أنه سيكون من الضروري إزالة جزء من الحنجرة، ثم سيتم تحرير التجويف ووضع القصبة الهوائية في هذا المكان. هذا هو صعب للغاية، لأن هناك الأحبال الصوتية"، يشرح باولو ماتشياريني، أستاذ الجراحة التجديدية في معهد كارولينسكا (السويد).
سيتم زرع الأعضاء الاصطناعية في مريضين. هؤلاء هم الأشخاص الذين عانوا من إصابات القصبة الهوائية منذ عدة سنوات. خلال هذه الفترة خضع للعديد من العمليات، ولم يطرأ أي تحسن بعدها. إن عملية زرع هؤلاء المرضى هي الفرصة الوحيدة للشفاء و حياة كاملة.
في الوقت الحالي، يتم جدولة حياة المرضى وتتكون بشكل أساسي من المحظورات: لا يمكنك السباحة، ولا يمكنك التحدث، ولا يمكنك حتى الضحك. المسالك الهوائية مفتوحة، وهناك فتحة للقصبة الهوائية في الحلق - وهو أنبوب خاص يتنفس من خلاله المرضى الآن.
يقول باولو ماتشياريني: "بعد هذه العملية، ستكون المريضة قادرة على التحدث والتنفس بهدوء من تلقاء نفسها".
وفي المستقبل، يخططون لإنشاء إطارات للأعضاء الاصطناعية في روسيا. فاز البروفيسور ماتشياريني، بالتعاون مع جامعة كوبان الطبية، بمنحة حكومية ضخمة لإجراء هذا العلاج عمل بحثيعلى تجديد أنسجة الجهاز التنفسي والرئة. ويجري الآن بناء مختبر على أراضي الجامعة، حيث سيدرس العلماء آليات التجديد.
يقول سيرجي ألكسينكو، عميد جامعة كوبان الطبية الحكومية: "هنا سيعملون على تطوير أساليب وتقنيات لعزل الخلايا، وبذر الخلايا على هذه السقالات، وزراعة الخلايا، واستنباط الجوانب العلمية".
إن نتائج أبحاث العلماء ستجعل الحياة أسهل للأشخاص المصابين بأمراض خطيرة، ولن يضطروا بعد الآن إلى انتظار متبرع مناسب. ويخطط العلماء في المستقبل لاستخدام تقنية مماثلة عند زراعة الجلد والشرايين الاصطناعية وصمامات القلب والأعضاء الأكثر تعقيدًا.
في يوم عامل طبيوالذي يحتفل به اليوم الساعة 17:20 ستعرض القناة الأولى حفل تسليم الجائزة الوطنية "المهنة". يتم منحها لأفضل الأطباء لإنجازاتهم المتميزة.
قبل البدء في مناقشة موضوع المقال، أريد أن أفعل رحلة صغيرة، وهو جسم الإنسان. سيساعدك هذا على فهم مدى أهمية عمل أي رابط في النظام المعقد لجسم الإنسان، وماذا يمكن أن يحدث إذا حدث فشل، وكيف الطب الحديثيحاول حل المشاكل في حالة فشل أي عضو.
جسم الإنسان كنظام بيولوجي
جسم الإنسان عبارة عن نظام بيولوجي معقد له بنية خاصة ويتمتع بها وظائف محددة. داخل هذا النظام هناك عدة مستويات من التنظيم. أعلى التكامل هو المستوى العضوي. مزيد من التنازلي هي مستويات التنظيم الجهازية والأعضاء والأنسجة والخلوية والجزيئية. يعتمد العمل المنسق لجسم الإنسان بأكمله على العمل المنسق على جميع مستويات النظام.
إذا كان العضو أو الجهاز لا يعمل بشكل صحيح، فإن الاضطرابات تؤثر أيضًا على المستويات الأدنى من التنظيم، مثل الأنسجة والخلايا.
المستوى الجزيئي هو لبنة البناء الأولى. كما يوحي الاسم، فإن جسم الإنسان بأكمله، مثل جميع الكائنات الحية، يتكون من جزيئات لا حصر لها.
المستوى الخلوييمكن للمرء أن يتخيل مدى تنوعها تكوين المكونالجزيئات التي تشكل خلايا مختلفة.
الخلايا المتحدة في أنسجة ذات شكل ووظيفة مختلفة تشكل مستوى الأنسجة.
تحتوي الأعضاء البشرية على مجموعة متنوعة من الأنسجة. أنها تضمن الأداء الطبيعي لأي عضو. هذا هو مستوى الجهاز من التنظيم.
المستوى التالي من التنظيم هو النظامي. تؤدي بعض الأعضاء الموحدة تشريحيًا وظيفة أكثر تعقيدًا. على سبيل المثال، يضمن الجهاز الهضمي، الذي يتكون من أعضاء مختلفة، هضم الطعام الذي يدخل الجسم، وامتصاص منتجات الهضم والتخلص من البقايا غير المستخدمة.
وأعلى مستوى من التنظيم هو المستوى العضوي. تعمل جميع الأنظمة والأنظمة الفرعية في الجسم بشكل جيد آلة موسيقية. يتم تحقيق العمل المنسق على جميع المستويات بفضل آلية التنظيم الذاتي، أي. الدعم على مستوى معين من المؤشرات البيولوجية المختلفة. عند أدنى خلل في أداء أي مستوى، يبدأ جسم الإنسان في العمل بشكل متقطع.
ما هي الخلايا الجذعية؟
تم تقديم مصطلح "الخلايا الجذعية" إلى العلم من قبل عالم الأنسجة الروسي أ. ماكسيموف في عام 1908. الخلايا الجذعية (SC) هي خلايا غير متخصصة. ولا تزال تعتبر خلايا غير ناضجة. وهي موجودة في جميع الكائنات متعددة الخلايا تقريبًا، بما في ذلك البشر. تتكاثر الخلايا بنفسها عن طريق الانقسام. فهي قادرة على التحول إلى خلايا متخصصة، أي. يمكن أن تتشكل منها الأنسجة والأعضاء المختلفة.
أكثر عدد كبير من KS عند الرضع والأطفال؛ ففي مرحلة المراهقة ينخفض عدد الخلايا الجذعية في الجسم 10 مرات، سن النضج- 50 مرة! انخفاض كبير في عدد SCs أثناء الشيخوخة، وكذلك أمراض خطيرةيقلل من قدرة الجسم على شفاء نفسه. وهذا يؤدي إلى نتيجة غير سارة: يتم تقليل النشاط الحيوي للعديد من أجهزة الأعضاء المهمة.
الخلايا الجذعية ومستقبل الطب
لقد اهتم علماء الطب منذ فترة طويلة بمرونة الخلايا الجذعية والإمكانية النظرية لزراعة أنسجة وأعضاء مختلفة في الجسم البشري منها. بدأ العمل على دراسة خصائص SC في النصف الثاني من القرن الماضي. كما هو الحال دائمًا، تم إجراء الدراسات الأولى على حيوانات المختبر. ومع بداية هذا القرن، بدأت محاولات استخدام الخلايا الجذعية في زراعة الأنسجة والأعضاء البشرية. أود أن أخبركم عن النتائج الأكثر إثارة للاهتمام في هذا الاتجاه.
في عام 2004، نجح العلماء اليابانيون في تنمية الأوعية الدموية الشعرية من SC في ظروف المختبر.
في العام القادمتمكن باحثون أمريكيون من جامعة ولاية فلوريدا من تنمية خلايا المخ من الخلايا الجذعية. وقال العلماء إن مثل هذه الخلايا يمكن زرعها في الدماغ ويمكن استخدامها لعلاج أمراض مثل مرض باركنسون والزهايمر.
في عام 2006، قام علماء سويسريون من جامعة زيورخ بزراعة صمامات قلب بشرية في مختبرهم. لهذه التجربة، استخدمت SCs من السائل الأمنيوسي. يعتقد الدكتور س. هورستراب أن هذه التقنية يمكن استخدامها لتنمية صمامات القلب للطفل الذي لم يولد بعد والذي يعاني من عيوب في القلب. بعد الولادة، يمكن للطفل الحصول على صمامات جديدة نمت من الخلايا الجذعية للسائل الأمنيوسي.
وفي العام نفسه، قام الأطباء الأمريكيون بزراعة عضو كامل – المثانة – في المختبر. تم أخذ SCs من الشخص الذي نما هذا العضو من أجله. وقال الدكتور إ. أتالا، مدير معهد الطب التجديدي، إن الخلايا والمواد الخاصة توضع في قالب خاص، يبقى في الحاضنة لعدة أسابيع. بعد ذلك، يتم زرع العضو النهائي في المريض. يتم الآن تنفيذ مثل هذه العمليات كالمعتاد.
في عام 2007، في ندوة طبية دولية في يوكاهاما، قدم متخصصون يابانيون من جامعة طوكيو تقريرا عن تجربة علمية مذهلة. ومن خلال خلية جذعية واحدة مأخوذة من القرنية ووضعها في وسط غذائي، أصبح من الممكن زراعة قرنية جديدة. العلماء يعتزمون البدء الأبحاث السريريةومواصلة استخدام هذه التكنولوجيا في علاج العيون.
اليابانيون هم الرائدون في زراعة الأسنان من خلية واحدة. تم زرع SC على سقالة الكولاجين وبدأت التجربة. بعد النمو، يبدو السن وكأنه طبيعي، ويحتوي على جميع مكوناته، بما في ذلك العاج والأوعية الدموية والمينا وغيرها. تم زرع السن في فأر مختبر، وتجذر وعمل بشكل طبيعي. ويرى العلماء اليابانيون احتمالات كبيرة لاستخدام هذه الطريقة في زراعة سن من أحد الخلايا الجذعية ومن ثم زرع الخلية في صاحبها.
تمكن الأطباء اليابانيون من جامعة كيوتو من الحصول على أنسجة الكلى والغدة الكظرية وجزء من النبيبات الكلوية من الخلايا الجذعية.
يموت ملايين الأشخاص حول العالم كل عام بسبب أمراض القلب والدماغ والكلى والكبد وضمور العضلات وما إلى ذلك. ويمكن أن تساعد الخلايا الجذعية في علاجها. ومع ذلك، هناك نقطة واحدة يمكن أن تبطئ استخدام الخلايا الجذعية في الممارسة الطبية، وهي الافتقار إلى المعايير الدولية الإطار التشريعي: من أين يمكن أخذ المادة، ومدة تخزينها، وكيف يجب أن يتفاعل المريض وطبيبه عند استخدام SC.
ربما ينبغي أن يسير إجراء التجارب الطبية وتطوير مثل هذا القانون بالتوازي.
