Пъпната връв е преносител на животворна сила през целия престой на бебето в утробата и след това. През бременността тя е канал за захранване на бебето с всички необходими за развитието му вещества. Секунди след раждането кръвта от пъпната връв се превръща в източник на стволови клетки, които могат да спасят човечето от коварни заболявания през целия му бъдещ живот.

Взимането на стволови клетки е безопасна процедура както за майката, така и за бебето. Специализирани медицински лица извличат необходимата кръв от пъпната връв за минути и после я съхраняват в лаборатория в дълбоко замразено състояние. Биологичният материал има живот около 20-25 години и може да послужи за лечение на бебето от болест на Паркинсон, ДЦП (детска церебрална парализа) и други над 85 състояния. 

Недиференцирани и диференцирани клетки

Учените наричат стволовите клетки недиференцирани или „blank“ клетки. Това означава, че те са способни да се развиват в тъкани, които обслужват множество функции в различни части на тялото. Повечето клетки в тялото са диференцирани, т.е. могат да служат само за определена цел в определен орган. Например, червените кръвни клетки са специално предназначени да пренасят кислород през кръвта и  това е тяхната единствена функция.

Началото на живота започва само с една единствена клетка. Тази клетка се нарича зигота или оплодена яйцеклетка. Зиготата се разделя на две клетки, след това на четири и така нататък. В крайна сметка, клетките започват да се диференцират, приемайки определена функция в част от тялото. Именно този процес се нарича диференциация.

Стволовите клетки все още не са диференцирани клетки. Те притежават способността да се разделят и правят неограничен брой копия от себе си. Други клетки в тялото също могат да репликират, но само ограничен брой пъти, преди да започнат да се разпадат. Когато стволовата клетка се раздели, тя може или да остане стволова клетка, или да се превърне в диференцирана клетка, като мускулна клетка или червена кръвна клетка например. 

Или най- просто казано: Стволовите клетки са незрели, недиференцирани клетки, които притежават две свойства – да се самовъзпроизвеждат неограничено и да се превръщат в различни видове специализирани клетки, изграждащи тъканите и органите. Те са особено ценен материал, който може да се трансформира в почти всички видове клетки в организма.

Видове стволови клетки:

Най- общо видовете стволови клетки се разделят според периода на развитие на организма:

  • Ембрионални – именно, тези клетки са градивен елемент на ембриона. Те притежават свойството плурипотентност – могат да се превърнат във всички видове специализирани клетки. Te имат потенциал да осигурят неограничено количество тъкан за трансплантационни терапии за лечение на широк спектър от дегенеративни заболявания.

Някой от най- тежките заболявания, които водят до смърт или дисфункцията на един или няколко клетъчни типа, например клетки, произвеждащи инсулин при диабет или допаминергични неврони при болестта на Паркинсон. Замяната на тези болни клетки ще доведе до подобрение на тежките последствия от болестите.

Ембрионалните стволови клетки са култури от клетки извлечени от епибластната тъкан на вътреклетъчната маса на бластоциста или по-ранния стадий на ембриона. Бластоциста е ранен стадий на ембриона – приблизително на 4-5 дни и съдържа около 50 – 150 клетки. Ембрионалните стволови клетки клетки са плурипотентни и се пораждат по време на развитието на всички производни на трите основни зародишни слоя – ектодерма, ендодерма и мезодерма. С други думи, те могат да се развият всеки от над 200 типа клетки в тялото на възрастен човек, като се приложи достатъчно и необходимо стимулиране за специфичен тип клетки.

Съществуват обаче редица предизвикателства за използването на човешки ембрионални стволови клетки за клетъчни трансплантационни терапии и ще бъдат необходими много години основни изследвания, преди тези терапии да могат да бъдат използвани за лечение на пациенти. В момента основния проблем за изследването и употребата на този вид стволови клетки е етичния.

На този етап, при повечето изследвания с ембрионални стволови клетки се използват миши ембрионални стволови клетки. Те имат сходни характеристики с човешките и дават възможност на учените да развиват знанията и уменията си в употребата им.

Защо има спор относно използването на ембрионални стволови клетки?

Тъй като човешките ембрионални стволови клетки се извличат от човешки ембриони, бяха повдигнати няколко въпроса относно етиката на изследванията на стволови клетки на ембрион. Националният институт по здравеопазване създаде насоки за изследване на човешки стволови клетки през 2009 г. Насоките определят ембрионалните стволови клетки и как те могат да бъдат използвани в изследванията и включват препоръки за даряване на ембрионални стволови клетки. Също така, указанията посочват ембрионални стволови клетки от ембриони, създадени чрез ин витро оплождане, могат да се използват само когато ембрионът вече не е необходим.

Ембрионите, използвани при изследване на ембрионални стволови клетки идват от яйцеклетки, които са оплодени в клиники за ин витро оплождане, но никога не са имплантирани в матката на жената. Стволовите клетки се даряват с информирано съгласие от донорите. Стволовите клетки могат да живеят и да растат в специални разтвори в епруветки в лаборатории.

Въпреки че изследванията върху зрели стволови клетки са обещаващи, възрастните стволови клетки не са толкова многостранни и издръжливи, колкото ембрионалните стволови клетки. Възрастните стволови клетки може да не могат да бъдат манипулирани за производството на всички типове клетки, което ограничава начина, по който възрастните стволови клетки могат да бъдат използвани за лечение на заболявания. Ето защо има такъв интерес към изследването и използването на ембрионалните стволови клетки.

  • Зрели ( или наричани още възрастни) – следващо поколение клетки, което вече е минало етап на диференциация. Това са единствените клетки, получили разрешение за клинично приложение на този етап.

В сравнение с ембрионалните, стволовите клетки в зрелия организъм са вече са частично диференцирани – могат да се превръщат в специализираните клетки, принадлежащи към дадена голяма група.

Възрастните стволови клетки, като всички стволови клетки, споделят поне две характеристики. Първо, те могат да правят идентични копия на себе си за дълги периоди от време; тази способност да се разпространява се нарича дългосрочно самообновяване. Второ, те могат да създадат зрели типове клетки, които имат характерни морфологии (форми) и специализирани функции. Обикновено стволовите клетки генерират междинен тип или видове клетки, преди да постигнат напълно диференцираното си състояние. Междинната клетка се нарича предшественик или прогенитарна клетка. Клетките на предшественици или предшественици в тъканите на плода или възрастни са частично диференцирани клетки, които се делят и пораждат диференцирани клетки. Такива клетки обикновено се считат за „ангажирани“ да се диференцират по определен път на клетъчно развитие, въпреки че тази характеристика може да не е толкова окончателна, както някога се е смятало. 

  • Индуцирани – изкуствено получени стволови клетки от обработка на кожни клетки. Все още не се използват с медицинско предназначение.

Индуцираните стволови клетки (iSC) са стволови клетки, получени от соматични, репродуктивни, плурипотентни или други видове клетки чрез нарочно епигенетично препрограмиране. Те се класифицират или като тотипотентна (iTC), плурипотентна (iPSC) или потомствена или унипотентна (iUSC) според техния потенциал за развитие и степен на диференцираност. Прогениторите се получават чрез така нареченото директно препрограмиране или насочено диференциране и също се наричат индуцирани соматични стволови клетки.

 

Как се събират стволовите клетки, които после да бъдат използвани?

Събирането на материала става след раждането на бебето, след клампирането и преразването на пъпната връв. Извършва се от специален екип от хора, обучени в правилното извършване на процедурата. В специални обособени сакове се събира кръв от пъпната връв и плаценатата (кръвта, циркулирала между плаценатата и бебето) и тъкан от пъпната връв (тъканта, разположена между кръвоносните съдове). В тях се намират два главни типа стволови клетки – хемопоетични и мезенхимни.

Какво лекуваме със стволовите клетки?

На този етап от проведените опити и лечения са множество заболяванията, при които се използва стволовоклетъчен материал с цел лечение: левкемии, анемии, аномалии на тромбоцитите и/или еритроцитите, наследствени заболявания на имунната система, рак на костния мозък, солидни тумори, мукополизахаридози. Мезенхимните клетки са намерили приложение в терапията за кожни заболявания, болест на Паркинсон, болест на Алцхаймер, множество сърдечносъдови и автоимунни заболявания. 

Защо има такъв интерес към стволовите клетки?

Изследователи и лекари се надяват изследванията на стволови клетки да помогнат за:

  • Разбиране на това как възникват болестите: с наблюдаване на това как зреят стволовите клетки , изследователите и лекарите могат по-добре да разберат как се развиват заболявания и състояния.
  • Генериране на здрави клетки за заместване на болни клетки (регенеративно лекарство): Стволовите клетки могат да бъдат насочвани да стават специфични клетки, които могат да се използват за регенериране и възстановяване на болни или увредени тъкани при хора. Хората, които могат да се възползват от терапии със стволови клетки, включват тези с увреждания на гръбначния мозък, диабет тип 1, болест на Паркинсон, амиотрофична латерална склероза, болест на Алцхаймер, сърдечна болест, инсулт, изгаряния, рак и остеоартрит. Стволовите клетки могат да имат потенциал да се отглеждат, за да станат нова тъкан за употреба в трансплантацията и регенеративната медицина. Изследователите продължават да развиват знанията за стволовите клетки и техните приложения в трансплантационната и регенеративна медицина.
  • Тестване на нови лекарства: това е още една алтернативна употреба на стволовите клетки. Вместо да се тестват нови лекарства върху пациенти, Новите области на изследване включват ефективността на използването на човешки стволови клетки, които са програмирани в специфични за тъканите клетки за тестване на нови лекарства. За да бъде тестването на нови лекарства точно, клетките трябва да бъдат програмирани така, че да придобиват свойства на типа клетки, насочени към лекарството. Техниките за програмиране на клетки в специфични клетки продължават да се изучават. Например, нервните клетки могат да бъдат генерирани за тестване на ново лекарство за нервно заболяване. Тестовете могат да покажат дали новото лекарство има някакъв ефект върху клетките и дали клетките са били увредени.