І. Що таке стовбурові клітини І чому вони є важливими?

ЗМІСТ
ВСТУП ......................................................................................................................... 2
І. ЩО ТАКЕ СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ І ЧОМУ ВОНИ Є ВАЖЛИВИМИ?3
ІІ. ЧИМ ВІДРІЗНЯЮТЬСЯ СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ ВІД ІНШИХ
КЛІТИН? ..................................................................................................................... 4
ІІІ. ЯКІ БУВАЮТЬ СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ? ................................................. 7
IV. ЩО ТАКЕ ДОРОСЛІ СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ? ..................................... 11
V. ЩО СПІЛЬНОГО, ТА ЯКІ ВІДМІННОСТІ МІЖ ЕМБРІОНАЛЬНИМИ
ТА ДОРОСЛИМИ СТОВБУРОВИМИ КЛІТИНАМИ?.................................. 16
VI. ЯКІ ПОТЕНЦІЙНІ МОЖЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ЛЮДСЬКИХ
СТОВБУРОВИХ КЛІТИН І ЯКІ ПЕРЕШКОДИ ТРЕБА ПОДОЛАТИ ДЛЯ
РЕАЛІЗАЦІЇ ЦЬОГО ПОТЕНЦІАЛУ? .............................................................. 17
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ ..................................................... 20

ВСТУП
Стовбурові клітини мають чудову здатність розвиватися в різних типах клітин організму. Це тип системи, яка використовується для відновлення тканин організму. Теоретично можуть тривалий час діляться, заміщуючи інші клітини в організмі на все життя людина чи тварина.
Коли стовбурова клітина ділиться, кожна нова клітина має два варіанти - або більше залишитися стовбуром або, наприклад, стати клітиною зі спеціалізованими функціями м’язова клітина, клітина крові або нервова клітина.
Вивчення стовбурових клітин розширює наші знання про те, як працює весь організм розвивається лише з однієї клітини, і як нові, здорові клітини, вже в організмі дорослого, замінити пошкодження. Вивчення властивостей стовбурових клітин виявляє широкий спектр можливості майбутнього використання клітинної терапії при лікуванні різних тяжких хвороб.
Дослідження стовбурових клітин, як і багато інших напрямків швидкого дослідження пошук задає нові запитання частіше, ніж відповіді на попередні.

І. ЩО ТАКЕ СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ І ЧОМУ ВОНИ Є ВАЖЛИВИМИ?
Стовбурові клітини мають дві важливі характеристики, які відрізняють їх від інших типів клітин. По-перше, це неспеціалізовані клітини, які з часом оновлюються шляхом поділу клітин. По-друге, за певних умов вони можуть перетворюватися в спеціалізовані клітини, наприклад, скоротливі клітини серцевого м’яза або клітини підшлункової залози, які виробляють інсулін.
Вчені працюють в основному з двома типами стовбурових клітин тварин або людини: ембріональними стовбуровими клітинами і дорослими стовбуровими клітинами, які мають різні функції та властивості, про які йдеться нижче.
Більше 20 років тому вчені відкрили спосіб отримання стовбурових клітин
із ранніх ембріонів миші. Роки досліджень біології мишачих стовбурових клітин привели в 1998 році до винаходу, як ізолювати стовбурові клітини з людських ембріонів і культивувати їх у лабораторії. Ці клітини відомі як людські ембріональні стовбурові клітини.
Для цих досліджень використовуються ембріони, які були створені в контексті запліднення in vitro, які більше не потрібні для лікування безпліддя і які передаються для дослідницьких цілей за згодою донора.
Стовбурові клітини важливі для живих організмів з багатьох причин. У 3-
5-денного ембріона, який називається бластоцистою, стовбурові клітини розвиваються в різні спеціалізовані типи клітин, які утворюють серце, легені, шкіру та інші тканини.У деяких тканинах дорослого організму, таких як кістковий мозок, м’язи та мозок, ізольована популяція дорослих стовбурових клітин створює нові клітини, щоб замінити ті, які були втрачені внаслідок пошкодження або травми.
Вчені прогнозують, що найближчим часом стовбурові клітини стануть основою для лікування таких захворювань, як хвороба Паркінсона, діабет або хвороби серця.

Виконайте дослідження стовбурових клітин у лабораторії, щоб вивчити їх основні властивості та те, як вони відрізняються від спеціалізованих типів клітин.
Детальне вивчення стовбурових клітин дасть змогу не тільки розробити методи клітинної терапії цими клітинами, а й дослідити дію нових препаратів та механізми вад розвитку людини.
Однак, як згадувалося раніше, ембріональні клітини людини досліджували лише з 1998 року. Щоб якомога швидше розробити нові методи лікування, вчені
інтенсивно вивчають основні властивості стовбурових клітин, найважливішими з яких є:
1. дізнатися, як стовбурові клітини залишаються неспеціалізованими та відновлюються роками;
2. визначте сигнали, які припускають, що клітина повинна спеціалізуватися.
ІІ. ЧИМ ВІДРІЗНЯЮТЬСЯ СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ ВІД ІНШИХ
КЛІТИН?
Стовбурові клітини відрізняються від інших клітин організму. Усі стовбурові клітини, незалежно від їх походження, мають три спільні властивості: вони можуть ділитися й регенерувати з часом; вони не є спеціалізованими; і вони можуть розвиватися в спеціалізовані типи клітин.
Вчені намагаються зрозуміти дві основні властивості стовбурових клітин, які пов’язані з їх здатністю до тривалого самовідновлення:
1. Чому ембріональні стовбурові клітини розмножуються в лабораторії протягом року або більше без диференціювання і чому більшість дорослих стовбурових клітин не можуть
2. Які фактори в живому організмі регулюють відтворення стовбурових клітин та їх самовідновлення?
Відповідь на ці запитання дасть змогу зрозуміти, як регулюється проліферація клітин під час нормального ембріонального розвитку та під час

патологічної проліферації клітин, що призводить до раку. Важливо, що ця
інформація дає змогу вченим набагато ефективніше вирощувати ембріональні та дорослі стовбурові клітини в лабораторії.
Стовбурові клітини не є спеціалізованими. Однією з головних властивостей стовбурових клітин є те, що вони не мають специфічних структур, які б дозволяли їм виконувати певні функції.Стовбурові клітини не можуть співпрацювати зі своїми сусідами, щоб перекачувати кров по кровоносних судинах тіла (наприклад, клітини серцевого м’яза); вони не можуть переміщувати молекули кисню по кровотоку (як еритроцити – червоні кров’яні клітини); і вони не можуть передавати електрохімічні сигнали іншим клітинам, щоб тіло могло рухатися або говорити (як нервові клітини). Однак неспеціалізовані стовбурові клітини можуть бути перетворені в спеціалізовані стовбурові клітини, включаючи клітини серцевого м’яза, клітини крові та нервові клітини.
Стовбурові клітини можуть з часом ділитися і відновлюватися. На відміну від м’язових, кров’яних або нервових клітин, які не можуть нормально розмножуватися, стовбурові клітини можуть розмножуватися багато разів. Коли клітини розмножуються багато разів, це називається проліферацією – розмноженням. Популяція стовбурових клітин, що розмножуються в лабораторії, може зрости до мільйонів клітин. Якщо ці клітини, як і стовбурові, залишаються неспеціалізованими, передбачається, що ці клітини здатні до тривалого самовідновлення.
Вчених особливо цікавлять конкретні фактори та умови, які дозволяють стовбуровим клітинам залишатися неспеціалізованими. Вченим знадобилося багато років проб і помилок, щоб навчитися вирощувати стовбурові клітини в лабораторії та запобігти їх спонтанній диференціації на певні типи клітин.Наприклад, вченим знадобилося 20 років, щоб навчитися вирощувати людські ембріональні стовбурові клітини після того, як була розроблена технологія вирощування стовбурових клітин миші, тому важливим напрямком досліджень є вивчення сигналів у живих організмах, які стимулюють популяцію стовбурових клітин до проліферують (розмножуються) і не залишаються

спеціалізованими, поки ці клітини не знадобляться для відновлення або відновлення певних тканин. Ця інформація дуже важлива для вирощування великої кількості неспеціалізованих стовбурових клітин для подальших експериментів.
Зі стовбурових клітин створюються спеціалізовані клітини. Коли неспеціалізовані стовбурові клітини спеціалізуються, цей процес називається диференціюванням. Зараз вчені починають розуміти сигнали всередині і зовні клітин, які запускають диференціацію стовбурових клітин.
Внутрішні сигнали контролюються клітинними генами, які записані в довгі нитки ДНК і зберігають закодовані інструкції для всіх клітинних структур і функцій. Зовнішні сигнали для диференціювання клітин включають хімічні сполуки, що виділяються іншими клітинами, фізичний контакт із сусідніми клітинами або певні молекули в мікросередовищі.
Багато питань про диференціацію клітин залишаються без відповіді.
Наприклад, чи подібні внутрішні та зовнішні сигнали диференціації клітин у всіх типах стовбурових клітин? Чи можна визначити специфічні сигнали, які стимулюють диференціацію в певні типи клітин? Відповіді на ці запитання можуть допомогти знайти нові способи контролювати диференціацію клітин у лабораторії і таким чином вирощувати клітини та тканини, які можна використовувати для клітинної терапії.
Дорослі стовбурові клітини переважно виробляють клітини, специфічні для тканини, в якій вони розташовані. Наприклад, стовбурові гемопоетичні дорослі клітини кісткового мозку виробляють багато типів клітин крові, таких як еритроцити, лейкоцити та тромбоцити.Донедавна вважалося, що кровотворні клітини в кістковому мозку - так звані гемопоетичні стовбурові клітини - можуть не призводити до клітин у багатьох різних тканинах, таких як нервові клітини мозку. Однак деякі нещодавні експерименти показали здатність стовбурових клітин у тканини, щоб перетворити клітини на створення абсолютно іншої тканини, явище, відоме як пластичність. Прикладами такої пластичності є клітини крові, які стають нейронами, клітини печінки, які можуть почати виробляти інсулін, і гемопоетичні стовбурові клітини, які можуть вростати в

серцевий м’яз. Таким чином, дослідження можливості використання дорослих стовбурових клітин для клітинної терапії стало важливим напрямком досліджень.
ІІІ. ЯКІ БУВАЮТЬ СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ?
Які стадії раннього ембріонального розвитку є важливими для
створення ембріональних стовбурових клітин?
Ембріональні стовбурові клітини, як видно з назви, виділяються з ембріона. Зокрема, ембріональні стовбурові клітини виділяють із ембріонів, які вийшли із заплідненої яйцеклітини in vitro у спеціалізованих клініках штучного запліднення та передаються для дослідження за згодою донорів. Вони не виділяються з яйцеклітин, які запліднюються в організмі жінки. Ембріони, з яких виділяються людські ембріональні стовбурові клітини, переважно є трьох або п’ятиденного віку і вони є мікроскопічною порожнистою кулькою клітин, які називаються бластоциста.
Рисунок.1 – Бластоциста
Бластоциста включає три структури: трофобласт, який є шаром клітин, які оточують бластоцисту, бластоцель, яка є порожниною всередині бластоцисти; та внутрішня клітинна маса, які є групою з приблизно 30 клітин, розташованих в одному кінці бластоцелі.
Як вирощуються ембріональні стовбурові клітини в лабораторії?
Клітини, вирощені в лабораторії, відомі як клітинні культури. Людські ембріональні стовбурові клітини виділяють шляхом перенесення внутрішньої клітинної маси в пластиковий лабораторний стакан, який містить живильний

бульйон, який називається культуральним середовищем. Клітини діляться і розподіляються по поверхні чашки. Внутрішня поверхня чашки бажано покрита ембріональними клітинами миші, які були оброблені, щоб вони не розмножувалися. Цей шар покриття називається шаром живлення. Клітини миші поміщають на дно склянки, щоб надати клітинам внутрішньої клітинної маси клейку поверхню для зчеплення.
Рисунок 2. - Вирощування ембріональних стовбурових клітин
Ці клітини також виділяють поживні речовини в культуральне середовище.
Нещодавно вчені почали розробляти методи вирощування ембріональних стовбурових клітин без живильного шару. Це важливе досягнення, щоб уникнути ризику перенесення вірусів або інших макромолекул з клітин миші до клітин людини.
Протягом кількох днів клітини внутрішньої клітинної маси розмножуються і починають заповнювати чашку. Потім їх акуратно виймають і перекладають у кілька чистих склянок. Процес перенесення в інші чашки повторюється багато разів протягом кількох місяців і називається субкультурою.
Кожен цикл перенесення клітини називається пасажем. Через 6 місяців або

більше перші 30 клітин із внутрішньої клітинної маси виробляють мільйони ембріональних стовбурових клітин. Ембріональні стовбурові клітини, які відтворювалися в клітинних культурах протягом шести місяців або більше без диференціації, є плюрипотентними і здаються генетично нормальними, що відоме як лінія ембріональних стовбурових клітин.
Після формування клітинної лінії деякі клітини заморожують і відправляють в інші лабораторії для подальшого культивування та експериментів.
Які лабораторні тести застосовують для ідентифікації ембріональних
стовбурових клітин?
При створенні ліній ембріональних стовбурових клітин дослідники перевіряють клітини на основні властивості ембріональних стовбурових клітин.
Цей процес відомий як характеристика.
На даний момент не існує загальноприйнятого стандартного тестового набору для визначення основних властивостей клітин. Дослідники також визнають, що багато тестів, які зараз використовуються, не є надійними
індикаторами критичних властивостей і функцій клітини. Тим не менш, лабораторії, які вирощують лінії людських ембріональних стовбурових клітин, використовують різні типи тестів. Ці тести включають:
• Вирощування та культивування стовбурових клітин протягом багатьох місяців. Це підтверджує, що клітини здатні до тривалого самовідновлення.
Клітини також досліджують під мікроскопом, щоб переконатися, що вони здорові та залишаються недиференційованими;
• Використання спеціальних технологій для визначення наявності поверхневих маркерів, які присутні лише в недиференційованих клітинах. Іншим важливим тестом є наявність білка, який називається Oct-4, який в основному виробляється недиференційованими клітинами. Oct-4 є фактором, який допомагає вмикати і вимикати гени в потрібний момент і є важливою частиною процесу диференціації клітин і ембріонального розвитку;

• Дослідження хромосом під мікроскопом. Цей метод використовується для оцінки того, чи пошкоджені хромосоми, чи їх кількість не змінилася.Цей метод не дає можливості виявити генетичні мутації в клітинах;
• Визначити, чи можуть клітини продовжувати розмножуватися після заморожування та відтавання;
• Визначте, чи є ембріональні стовбурові клітини людини плюрипотентними. Це робиться наступними способами: 1) дозволяє клітинам спонтанно диференціюватися в культурі клітин; 2) стимулювати клітини до диференціювання на конкретні типи клітин; 3) ввести клітини в тіло миші з пригніченим імунітетом, щоб перевірити наявність доброякісної пухлини, яка називається тератомою. Тератоми в основному складаються з суміші диференційованих і частково диференційованих клітин. Це говорить про те, що ембріональні стовбурові клітини можуть диференціюватися на різні типи клітин.
Що стимулює ембріональні стовбурові клітини до диференціації?
Поки ембріональні стовбурові клітини вирощуються в культурі клітин при певних умовах вони можуть залишатися недиференційованими
(неспеціалізованими). Але коли допустити щоб клітини згрупувалися в комок і сформували емріоїдне тіло, вони починають спонтанно диференціюватися. Вони можуть утворювати м’язові клітини, нервові клітини та багато інших типів клітин. Хоча спонтанна диференціація є показником того, що культура ембріональних клітин є здоровою, але це не є ефективним способів вироблення культури специфічних клітин.
Щоб створити культури певних диференційованих типів клітин, таких як клітини серцевого м’яза, клітини крові або нейрони, дослідники намагаються контролювати процес диференціювання ембріональних стовбурових клітин.
Вони змінюють хімічний склад середовища для культивування клітин, змінюють поверхню чашки або модифікують клітини, вставляючи певні гени.
Довгострокові експерименти визначили деякі основні протоколи або «рецепти» для цілеспрямованої диференціації ембріональних стовбурових клітин на конкретні типи клітин.

Якщо вченим вдасться впевнено освоїти диференціацію ембріональних стовбурових клітин на певні типи клітин, отримані диференційовані клітини можна буде використовувати в майбутньому для лікування певних захворювань.
Захворювання, які можна лікувати шляхом трансплантації клітин із людських ембріональних стовбурових клітин, включають хворобу Паркінсона, цукровий діабет, травматичну травму спинного мозку, дегенерацію клітин Пуркіньє, м’язову дистрофію Дюшенна, хвороби серця, втрату зору та слуху.
IV. ЩО ТАКЕ ДОРОСЛІ СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ?
Дорослі стовбурові клітини - це недиференційовані клітини, які розташовані між диференційованими клітинами в тканинах або органах і можуть диференціюватися в найважливіші спеціалізовані типи клітин цієї тканини або органу. Основна роль дорослих стовбурових клітин у живому організмі полягає у підтримці та відновленні тканини, в якій вони розташовані. Деякі вчені зараз використовують термін соматичні стовбурові клітини замість дорослих стовбурових клітин. На відміну від ембріональних стовбурових клітин, які отримують з внутрішньої клітинної маси бластоцисти, походження дорослих стовбурових клітин у зрілих тканинах невідоме.
Нещодавні дослідження дорослих стовбурових клітин викликали великий
інтерес. Вчені виявили набагато більшу кількість дорослих стовбурових клітин у різних тканинах тіла, ніж вважалося раніше.
Це підняло питання, чи можна використовувати дорослі стовбурові клітини для трансплантації. Фактично, кровотворні клітини кісткового мозку дорослих використовуються для трансплантації протягом 30 років. Певні типи дорослих стовбурових клітин, ймовірно, диференціюються в різні типи клітин за певних умов. Якщо цю диференціацію дорослих стовбурових клітин можна проводити та контролювати в лабораторії, то ці клітини можуть бути основою для лікування багатьох серйозних захворювань.
Історія досліджень дорослих стовбурових клітин налічує 40 років. У 1960- х роках було виявлено, що в кістковому мозку є принаймні два типи стовбурових

клітин. Одна група називається гемопоетичними стовбуровими клітинами, з яких утворюються всі типи клітин крові. Друга група називається стромальними клітинами кісткового мозку, які були відкриті через кілька років. Стромальні клітини – це змішана популяція клітин, які утворюють кісткову, хрящову, жирову та клітковину тканини.
Також у 1960-х роках дослідження на щурах показало дві ділянки мозку, які містили клітини, які продовжували ділитися і перетворюватися на нервові клітини. Незважаючи на ці дані, більшість вчених продовжували вважати, що нові нервові клітини не можуть утворитися в мозку дорослої людини. Так було до 1990-х років, коли вчені зрозуміли, що мозок містить стовбурові клітини, які можуть створювати три основні типи клітин мозку: астроцити та олігодендроцити, які не є нейронами, і нейрони або нервові клітини.
Які є дорослі стовбурові клітини і яка їх функція?
Дорослі стовбурові клітини були знайдені в багатьох органах і тканинах.
Дуже важливо розуміти, що в будь-якій тканині дуже мало стовбурових клітин.
Вважається, що стовбурові клітини знаходяться в певній ділянці кожної тканини
і залишаються «сплячими» протягом багатьох років, не поділяючись, поки вони не активуються хворобою або пошкодженням тканин. Стовбурові клітини знаходяться в мозку, кістковому мозку, периферичній крові, кровоносних судинах, скелетних м’язах, шкірі та печінці.
Вчені багатьох лабораторій намагаються знайти спосіб вирощувати дорослі стовбурові клітини в культурі клітин і керувати ними для створення специфічних типів клітин, які можна використовувати для лікування захворювань або травм. Приклади можливих методів лікування включають клітини, що виробляють дофамін, у мозку пацієнтів із хворобою Паркінсона, клітини, що виробляють інсулін, при цукровому діабеті та відновлення пошкодженого серцевого м’яза після інфаркту міокарда.
Які тести використовуються для виявлення дорослих стовбурових
клітин?
На даний момент не існує загальноприйнятих критеріїв для ідентифікації та тестування дорослих стовбурових клітин. Зазвичай використовується один

або кілька з наступних трьох тестів: 1) маркування клітин живої тканини молекулярними маркерами та визначення типів клітин, які вони потім виробляють; 2) взяття клітин від живої тварини, мічення їх у культурі тканини та пересадка їх іншій тварині, щоб перевірити, чи розмножуються ці клітини; 3) видалення клітин, вирощування їх у культурах тканин і здійснення на них різноманітних впливів, часто додавання факторів росту або введення нових генів, щоб визначити, яким типом диференційованих клітин вони стануть.
Доросла стовбурова клітина може створити лінію генетично ідентичних клітин, так званий клон, з якого розвиваються відповідні диференційовані клітини.
Вчені намагаються довести, що стовбурові клітини можуть ініціювати ріст клонів у клітинних культурах або що чиста популяція стовбурових клітин може розмножуватися після трансплантації живій тварині.
Нещодавні дослідження дорослих стовбурових клітин за допомогою спеціального вірусу, який дозволяє ідентифікувати кожну окрему клітину, показали, що клоновані дорослі стовбурові клітини мають здатність розмножуватися у живих тварин і відновлювати пошкоджені тканини.
Що вже відомо про диференціацію стовбурових клітин?
Як вже вказувалося вище, зараз вважається, що дорослі стовбурові клітини знаходяться в багатьох тканинах і що вони можуть вибрати нормальний шлях диференціації і утворити спеціалізовані клітини тієї тканини, в якій вони знаходяться. Дорослі стовбурові клітини мають також можливість формувати спеціалізовані клітини інших тканин
– цей процес називається трансдиференціація або пластичність.

Рисунок. 3 - Пластичність стовбурових клітин
Нормальні способи диференціації дорослих стовбурових клітин. У живому організмі дорослі стовбурові клітини можуть ділитися протягом тривалого періоду часу і виробляти зрілі типи клітин з характерними формами та спеціалізованими структурами та функціями. Нижче наведено приклади способів диференціації дорослих стовбурових клітин.
• Стовбурові гемопоетичні клітини утворюють всі типи клітин крові - еритроцити, В-лімфоцити, Т-лімфоцити, нейрофіли, базофіли, еозинофіли, моноцити, макрофаги та тромбоцити.
• Клітини строми спинного мозку (мезенхімальні стовбурові клітини) утворюють різні типи клітин: клітини кісток (остеоцити), клітини хряща
(хондроцити), жирові клітини (адипоцити) та інші типи клітин сполучної тканини.

• Нервові стовбурові клітини головного мозку складають три основні типи клітин: нервові клітини (нейрони) і дві групи ненейральних клітин - астроцити та олігодендроцити.
• Епітеліальні стовбурові клітини травного тракту розташовані в глибоких складках слизової оболонки кишечника і можуть продукувати різні типи клітин травного тракту.
• Стовбурові клітини шкіри розташовані в базальних шарах епідермісу та біля основи волосяних фолікулів. Кератоцити можуть розвиватися з епідермальних стовбурових клітин, які мігрують на поверхню шкіри і утворюють захисний шар.
Пластичність і трансдиференціація дорослих стовбурових клітин.
Численні дослідження показують, що деякі дорослі стовбурові клітини є плюрипотентними. Ця здатність диференціюватися в різні типи клітин називається пластичністю або трансдиференціюванням. Останніми роками повідомлялося про наступні приклади пластичності дорослих стовбурових клітин.
• Стовбурові гемопоетичні клітини можна розділити на три основні типи клітин мозку (нейрони, олігодендроцити та астроцити); Клітини скелетних м’язів, клітини серцевого м’яза; і клітини печінки.
• Клітини строми кісткового мозку можуть диференціюватися в клітини серцевого м'яза та клітини скелетних м'язів
• Стовбурові клітини мозку можуть диференціюватися в клітини крові та клітини скелетних м'язів.
Сучасні дослідження спрямовані на з’ясування механізмів, що лежать в основі пластичності дорослих стовбурових клітин. Якщо ці механізми вдасться
ідентифікувати та контролювати, існуючі стовбурові клітини можна використовувати для створення клітин для відновлення пошкодженої тканини.
Які основні проблеми у вивченні дорослих стовбурових клітин?
Потрібно відповісти на багато важливих питань про дорослі стовбурові клітини. Серед цих тем важливі:

• Скільки існує різних типів дорослих стовбурових клітин і в яких тканинах вони знаходяться?
• Що є джерелом стовбурових клітин в організмі? Це залишки ембріональних стовбурових клітин чи вони виготовлені якимось іншим способом? Чому вони залишаються недиференційованими, коли всі клітини навколо них диференційовані?
• Чи є дорослі стовбурові клітини пластичними за звичайних умов чи вони трансдиференціюються лише тоді, коли ними маніпулюють у лабораторії? Які сигнали контролюють проліферацію та диференціацію стовбурових клітин, здатних до пластичності?
• Чи можна керувати дорослими стовбуровими клітинами таким чином, щоб стимулювати їх розмноження і отримувати достатньо тканини для трансплантації?
• Чи існує якийсь тип стовбурових клітин – можливо, у кістковому мозку чи крові, – які можуть виробляти клітини з будь-якого органу чи тканини?
• Які фактори стимулюють переміщення стовбурових клітин до місця травми або захворювання?
V. ЩО СПІЛЬНОГО, ТА ЯКІ ВІДМІННОСТІ МІЖ ЕМБРІОНАЛЬНИМИ
ТА ДОРОСЛИМИ СТОВБУРОВИМИ КЛІТИНАМИ?
Як ембріональні, так і дорослі стовбурові клітини людини мають свої переваги та недоліки з точки зору їх потенціалу для використання в області клітинної регенеративної терапії. Дорослі та ембріональні стовбурові клітини зазвичай відрізняються кількістю та типом клітин, які з них можна отримати.
Ембріональні стовбурові клітини можуть виробляти будь-яку клітину в організмі, оскільки вони плюрипотентні. Дорослі стовбурові клітини в основному обмежуються диференціюванням у клітини, специфічні для тканини, в якій вони розташовані. Проте є дані про можливість пластичності в дорослих стовбурових клітинах та їх перетворення в різні інші типи клітин.

Значну кількість ембріональних стовбурових клітин можна з відносною легкістю вирощувати в лабораторії, а дорослі стовбурові клітини відносно рідко зустрічаються в тканинах організму, а методи їх масового культивування в культурах клітин ще не розроблені. Це важлива відмінність, оскільки клітинна терапія вимагає значної кількості стовбурових клітин.
Потенційна користь від використання стовбурових клітин дорослого організму полягає в тому, що його власні клітини можна розмножувати в культурі клітин, а потім повторно імплантувати пацієнту. Використання власних дорослих стовбурових клітин означає, що ці клітини не відторгаються імунною системою. Це важлива перевага, оскільки відторгнення клітин імунною системою є значною проблемою, яку можна подолати лише за допомогою
імуносупресивних препаратів.
Ембріональні стовбурові клітини, привезені донором, можуть бути відторгнені. Однак відмова від трансплантованих ембріональних стовбурових клітин поки не доведена в експериментах на людях.
VI. ЯКІ ПОТЕНЦІЙНІ МОЖЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ЛЮДСЬКИХ
СТОВБУРОВИХ КЛІТИН І ЯКІ ПЕРЕШКОДИ ТРЕБА ПОДОЛАТИ ДЛЯ
РЕАЛІЗАЦІЇ ЦЬОГО ПОТЕНЦІАЛУ?
Стовбурові клітини людини можна використовувати в багатьох базових і клінічних дослідженнях, але існує багато технічних перешкод для реалізації.
Вивчення стовбурових клітин людини може пролити світло на складні процеси, які відбуваються під час розвитку людини. Основна мета цієї роботи — визначити, як диференційовані недиференційовані клітини. Як відомо, основою цього процесу є включення та виключення відповідних генів. Деякі серйозні захворювання, такі як злоякісні новоутворення або аномалії розвитку людини, є результатом неправильного поділу та диференціювання клітин. Краще розуміння генетичних і молекулярних механізмів
Моніторинг цих процесів може допомогти зрозуміти, як виникають ці захворювання та які нові стратегії можуть бути для їх лікування. Основною

перешкодою є відсутність інформації про сигнали, які вмикають і вимикають відповідні гени та впливають на диференціацію стовбурових клітин.
Нові ліки також можна випробувати за допомогою людських стовбурових клітин. Наприклад, безпеку нових ліків можна перевірити на диференційованих клітинах, утворених із плюрипотентних клітинних ліній. Сьогодні вже використовуються інші типи клітинних ліній. Наприклад, лінії ракових клітин використовуються для тестування потенційних ліків від раку. А наявність плюрипотентних стовбурових клітин дозволить досліджувати багато різних типів клітин.Для проведення ефективного тестування на наркотики важливо, щоб при порівнянні двох препаратів були дотримані однакові умови. Тому необхідно ретельно контролювати процес диференціювання стовбурових клітин у специфічні клітини, на яких проводяться тести на наркотики. Сучасний рівень знань недостатній для створення умов для отримання ідентичних диференційованих клітин для кожного випробування препарату.
Одним з найважливіших застосувань стовбурових клітин людини є створення клітин і тканин, які можна використовувати для лікування клітин.
Донорські органи і тканини сьогодні часто використовуються для заміни хворої або зруйнованої тканини, але потреба в тканинах і органах для трансплантації набагато перевищує їх. Стовбурові клітини, які націлені на диференціацію в певні типи клітин, можуть бути джерелом клітин і тканин, необхідних для лікування багатьох захворювань, включаючи хворобу Паркінсона та
Альцгеймера, травми спинного мозку, інсульт, опіки, хвороби серця, діабет, остеоартрит та ревматоїдний артрит.
Наприклад, цілком ймовірно, що незабаром можна буде виробляти здорові клітини серцевого м’яза в лабораторії, а потім пересадити ці клітини пацієнту з хронічними захворюваннями серця. Попередні дослідження на мишах та інших тваринах показали, що стовбурові клітини кісткового мозку при пересадці в пошкоджене серце можуть створювати клітини серцевого м’яза і успішно замінювати серцеву тканину.Інші дослідження на клітинних культурах показали можливість контрольованої диференціації ембріональних стовбурових клітин

або дорослих стовбурових клітин від клітин кісткового мозку до клітин серцевого м’яза.
У пацієнтів з цукровим діабетом 1 типу клітини підшлункової залози, які зазвичай виробляють інсулін, руйнуються власною імунною системою пацієнта.
Нове дослідження вказує на можливість спрямування диференціювання ембріональних стовбурових клітин людини в культурах клітин на утворення клітин, що виробляють інсулін, які можуть бути використані при трансплантації цукрового діабету.
Щоб реалізувати потенціал клітинної терапії для лікування цих серйозних захворювань, які призводять до інвалідності, необхідно легко і надійно управляти стовбуровими клітинами для їх успішної диференціації, трансплантації та трансплантації. Нижче наведено перелік кроків, необхідних для успішного впровадження клітинної терапії на практиці. Для цього необхідно, щоб стовбурові клітини:
• Інтенсивно зростають і виробляють достатню кількість тканин;
• Розрізняти потрібний тип осередку;
• Виживання у реципієнта після трансплантації;
• Інтегруються в навколишні тканини після трансплантації;
• функціонувати відповідним чином протягом життя реципієнта;
• Жодним чином не шкодити реципієнту.
Також, для вирішення проблеми імунного відторгнення, вивчаються різні стратегії створення тканин, які не будуть відторгненими.
Підсумовуючи можна сказати, що майбутнє застосування стовбурових клітин є дуже багатообіцяючим але необхідні ще роки інтенсивних досліджень для того, щоб подолати всі перепони.