Стволовите клетки са недиференцирани клетки, които се делят интензивно и се диференцират до определен клетъчен тип.

Типове

Човешките стволови клетки са два типа:

• ембрионални – на практика това са клетките от зародиша, които имат целия набор от майчини и бащини гени и от които се формират всички тъкани и органи на бебето чрез процес на делене и диференциация.
• възрастни стволови клетки – намиращи се във всички органи на възрастен организъм и които представляват нашия „резервовар“ за възстановяване на увредени тъкани и органи.

Двата типа клетки имат различна пластичност – това е термин, който описва способността на стволовите клетки при подходящи условия да се диференцират до определен тип клетки. Ембрионалните стволови клетки всъщност имат висока пластичност, те могат под влияние на външни фактори, като хормони, растежни фактори и хранителни вещества да се насочват бързо към всякакъв клетъчен тип и към определена съдба и да формират нова тъкан и дори орган. Може да се каже, че ембрионалните клетки са тези, от които в бъдеще, при развитие на подходяща технология, могат да се използват за получаване в лабораторни условия на нови тъкани, структури и органи.

Едно от ограниченията за използване на ембрионални стволови клетки са етичните съображения – те трябва да се изолират от човешки ембрион. Въпреки това учените работят в посока за разрешаване на този проблем.  Човешки стволови клетки, изолирани от човешки ембриони, за първи път са култивирани в лабораторни условия през 1998 година от James Thomson от Университета в Уинсконсин, Мадисон. През 2007 година, Shinya Yamanaka, от Киото Университет в Япония открива, че клетки, подобни на ембрионалните, могат да се получат от възрастни стволови клетки, като генетично се модифицират четири гена, които „репрограмират“ възрастните стволови клетки до ембрионални. Учените наричат тези клетки индуцирани, понеже на практика тяхната „съдба“ се нулира до тази на клетките в ембриона. Много добри резултати се получени при използване на тези индуцирани стволови клетки за репрограмиране на макулната дегенерация, водеща до слепота при индивиди над 50 години и при състояния, свързани с промяна в кръвосъсирването. Изследванията се извършват от екипа на проф. Takashi в Япония, един от пионерите в областта на индуцираните стволови клетки.

Опасенията на учените са, че е възможно при „неправилни“ условия на средата, индуцираните стволови клетки да предизвикват малигнени тумори. Въпреки, че тази възможност не е потвърдена на практика, е разработена нова технология за репрограмиране, при която се избягва директно модицифиране на 4 рите гени.

Стволовите клетки от възрастни индивиди са по-малко пластични от ембрионалните. Те  населяват органите ни, като целта им е да възстановявят функцията и структурата на увреден орган или тъкан, но не могат да служат за напълно формиране и възобновяване на цял орган. Те обаче имат силен потенциал за регенериране на определена тъкан, за оздравяване на функционално увредени органи и на практика са нашият „регенеративен“ клетъчен резервоар за поправка. На ниво клинични проучвания е използването на столови клетки при остеоартрит, диабет, Паркинсон, Алцхаймер. Стволовите клетки се „вмъкват“ и в специални нови наноматериали с цел поправка на неврони от периферната неврна система при травми на гръбначния стълб. Предлагат се и като способ за регенериране на увреден бял дроб при тежко прекаран Ковид-19.  

Преимущества

• Стволовите клетки могат да изолират от пъпна връв при раждане, да се замразят и съхраняват продължително време и при нужда да се изполват за лечение при увреждане или трудно лечима болест в зряла и старческа възраст.
• Разработени са стрикти протоколи за изолиране и контрол на качеството на получените стволовите клетки.
• Технологиите, свързани с прилагане на стволови клетки за лечение, непрекъснато се развиват. Възможно е след време от тези клетки да се получат индуцирани стволови клетки, които да се използват за формиране на абсолютно нова тъкан или орган.

Недостатъци

• Изисва се високо ниво на стерилност на работа със стволови клетки – от взимане на пъпна връв, до изолиране и замразяване.
• Възможно е при неправилно размразяване или съхранение да не могат да се изполват от донора.
• За съхранението им трябва да се отдели определена сума, която понякога не е малка.

Снимка: Baby’sumbilicalcord - Wiki media

Източници: Cyranoski, D. Stem cells cruise to clinic.  Nature 494, 413 (2013). https://doi.org/10.1038/494413a