Теоретическую возможность вырастить орган из одной клетки уже давно никто не отрицает. Почти век в научной общественности существует понятие «стволовая клетка», и успешным попыткам выращивать животные ткани в культуре столько же. Но последние 30–40 лет клеточная биология переживает настоящий бум. Как ни странно, он не связан с какими бы то ни было феноменальными открытиями.
клетка, способная претерпевать асимметричное деление, в результате которого образуется одна клетка, идентичная материнской (самовоспроизведение) и вторая клетка, вступившая на путь превращения в клетку одного из более чем 220 известных цитофенотипов.
In vivo (в живом организме) клетка может стать и оставаться стволовой только в соответствующем микроокружении (клетки-соседи, межклеточное вещество). В культуре – при соответствующем составе культуральной среды и свойствах поверхности культурального сосуда; иногда необходимо присутствие других клеток – так называемых фидерных клеток.
Критерий «стволовости»:
1. Способность к неограниченному самовоспроизведению без изменения фенотипа и кариотипа.
2. Способность делиться симметрично или асимметрично.
3. Клоногенность, т.е. способность каждой ЭСК давать потомство, тождественное материнской клетке.
4. Способность к дифференцировке – потентность: тотипотентность, плюрипотентность, мультипотентность, олигопотентность, монопотентность.
5. Способность встраиваться в ткани донора после ауто- или аллотрансплантации.
У человека и млекопитающих выделяют: эмбриональные стволовые клетки, региональные стволовые клетки: пренатальные и постнатальные (взрослые) и зародышевые (герминальные) клетки.
И как мы можем убедиться по статье Гао, принятой к публикации в Nature, «коммерсанты» не ограничиваются производством вакцин или рутинных тканеинженерных эквивалентов хряща для замещения менисков.
Они способны вырастить целый орган.
Гао и его коллеги по отделу молекулярной биологии выбрали объект для своих исследований неслучайно: нарушение функции простаты – один из самых распространенных недугов для мужчин за 50. А интимный характер проблемы позволяет андрологам и специализирующимся в этой области фармакологам неплохо зарабатывать на ней.
Ученые исходили из гипотезы, что в каждом органе, а точнее ткани нашего тела есть стволовые клетки, необходимые для нормального замещения клеток, постепенно умирающих или выходящих из строя, а также для быстрого восстановления структуры при серьезном повреждении. Эта теория регулярно получает индуктивное доказательство в виде успешного экспериментального опыта с костным мозгом, мышцами, сердцем, печенью, эпителием и даже волосяными фолликулами.
Но где эти стволовые клетки искать? Как их выделить? Ведь если глянуть в микроскоп, на клетке не написано: «Стволовая».
Зачастую стволовые клетки ищут, подмечая необычное строение её окрестностей. В каждом органе есть свои так называемые тканевые ниши – соответствующее микроокружение, которое, с одной стороны, поддерживает состояние «стволовости», а с другой – обеспечивает выход и распределение потомков по всей ткани. Например, в эпителии кожи клетки-предшественники равномерно распределены по всему базальному («подстилающему») слою и немного сконцентрированы в области волосяных луковиц. А в эпителии роговицы прогениторы находятся исключительно в зоне лимба – кольце, где роговица переходит в непрозрачную оболочку глаза, склеру.
или предстательная железа – непарный орган, расположенный ниже мочевого пузыря. Она со всех сторон охватывает начальную часть мочеиспускательного канала. Выводные протоки предстательной железы открываются в мочеиспускательный канал.
Предстательная железа расположена в центре мужского таза, по кругу охватывая шейку мочевого пузыря и проксимальный отдел уретры. Апикальной (верхней) частью она соприкасается с тазовой диафрагмой, выше которой располагается наружный сфинктер уретры, осуществляющий основную замыкательную функцию. Дорзально (сзади) железа граничит с ампулой прямой кишки, передняя стенка которой и фасция Денопвилье позволяют отчетливо пальпировать заднюю поверхность предстательной железы. Дорзокраниально (сверху сзади) простата анатомически тесно связана с семенными пузырьками и семявыносящими протоками, которые перфорируют тело железы в косом направлении и открываются на вершине семенного бугорка. Последний локализуется в нескольких миллиметрах проксимальнее поперечно-полосатого наружного сфинктера уретры.
Предстательная железа, бульбоуретральные железы и семенные пузырьки образуют близкие по составу секреты, которые выбрасываются при семяизвержении и соединяются со спермой, придавая ей свойства мутноватой слизистой жидкости и слабощелочную реакцию. Физиологическое значение секретов придатковых желез заключается в том, что они разжижают сперму и усиливают подвижность сперматозоидов.
Функции предстательной железы
Выработка простатического сока, который является основой для спермы;
Синтез мужских половых гормонов (тестостерона);
Выработка биологически активных веществ (простагландинов);
Играет роль клапана — закрывает выход из мочевого пузыря во время эрекции;
Создает приятное ощущение оргазма за счет развитой системы иннервации.
Самой маленькой оказалась популяция, обозначенная Lin2+Sca-1+CD133+CD44+CD117+. Значками «+» принято обозначать наличие маркеров, а «–» — достоверное отсутствие, так что приведённое обозначение символизирует наличие у клетки всех перечисленных маркеров. Таких клеток оказалось чуть меньше 1% от общего числа, и учёные тут же заподозрили, что где-то здесь и прячутся стволовые клетки. Как позже показали ученые, молекула CD117 критически необходима для нормального развития железы – если её заблокировать у эмбрионов, то у взрослых мышей простаты остаются того же размера.
Но прорывом стала вторая часть работы – биологи ввели 97 мышам под капсулу почки по одной такой клетке, и в 14 случаях вырастили полноценные простаты.
Такой подход разом снимает регулярно встающие перед тканевыми инженерами проблемы. Во-первых, нет необходимости заботиться о питании удаленных от поверхности участков – почка богата сосудами, и «пересаженный орган» не только получает необходимое питание, но и формирует собственную сосудистую сеть.
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"click": "on",
"id": "2834198",
"incutNum": 3,
"repl": "<3>:{{incut3()}}",
"uid": "_uid_2863215_i_3"
}
Так что такой подход «внутриорганного выращивания» нового органа с последующей пересадкой пока остается наиболее перспективным. А поскольку исследование проводилось не в государственной лаборатории, то и без практически значимой составляющей не обошлось.
Точно такую же популяцию клеток биологи нашли и в простате человека, правда, в концентрации всего 0,2%.
Но если учесть, что в экспериментах на мышах хватило одной-единственной клетки, то для выращивания полноценной железы будет достаточно кусочка простаты любых размеров. Тем более что до создания целого органа дело может и не дойти: при инфаркте миокарда, повреждении нервной системы или печени достаточно введения стволовых клеток, которые лучше ученых знают, куда встроиться, кого вытеснить и до каких пор размножаться.
