Бағаналы жасушалар туралы түсінік

Бағаналы жасушалар  туралы түсінік.

Діңгекті жасушалар (стволовые  клетки); (cytos trunci; лат. truncus — бағана, діңгек; грек, kytos — жасуша) - маманданбаған, сирек бөліну арқылы сан тұрақтылығы  өздігінен реттеліп отыратын жас  жасушалар популяциясы. Бұл жасушалардың ұрпақтары белгілі бір микроортада  әртүрлі бағытта жетіліп, бір-бірінен  құрылыс айырмашылықтары бойынша  ажырап, әртүрлі жасушаларға айналады. Жануарлар эмбриогенезінде діңгекті жасушалар сарыуыз қапшығының қабырғасындағы мезенхима жасушаларынан дамып  жетіліп, көпмүмкіндікті (полипотентті) жасушаларға айналады. Діңгекті жасушалар  — жануарлар организмінің жасына қарамастан, әр уақытта бөлінуге қабілеттілігін жоғалтпайды, яғни бөлінуге бейім; бірнеше бағытта жетіліп, ұрпақтары әр - түрлі жасушаларға айналады. Діңгекті жасушалардан сүйектің қызыл кемігінде қанның әртүрлі жасушалары дамиды. Лимфоциттер — сүйек кемігінен басқа қан жасау мүшелеріне өтіп, көбейіп, маманданып, эффекторлы жасушаларға айналады. Діңгекті жасушаларға қан капиллярларының (қылтамырлардың) адвентициальды жасушалары да жатады.

Бағаналы  жасушалар - таза  субстанция, ол өзінде  ешқандай  генетикалық  информацияны  сақтап тасымалдамайды. Бұл жасушалар  жүйке  жүйесіндегі зат алмасуды, қан  айналымды, жүрек, бүйрек қызметтерін  жақсартады. Иммунитеттің көтерілуін, қартаюдың алдын алуына мумкіндік туғызады. Олар  ешқандай  қатерлі зақымға ұшырамайды.

 Өмір  сүру  барысында біздің ағзамыздағы  жасушалар үнемі өліп,   қайта қалпына келіп отырады. Бас миында  35  жыл сайын 30-дан  50-ге дейін нейрондар өле алады.  Ал бір  бағаналы  жасуша  барлық  ағзадағы бірнеше  мың  жасушаларды іске  қоса  алады, тек жүйке жасушаларынан  басқасын.

Бағаналы  жасуша – ол  ағзаның арнай жасушалары, ол өзін-өзі  жаңартуға және  дамытуға  қабілетті. Өсіп  келе  жатқан  ағзаның  (адам  немесе  жануар)    миллиардттаған   жасушалары  бір ғана  жасушадан, яғни  зиготадан дамиды. Бұл жалғыз жасуша  өзге ағза  жайлы ақпаратпен қоса, оның  ары  қарайғы даму  механизімін сақтайды. Эмбригонез  барысында ұрықтанған  аналық  жасуша  бөлігін, келесі  ұрпаққа генетикалық материалды  береді. Бұл эмбриондық    бағаналық жасушалар, олардың геномы  «нольдік  нүктеде»  орналасқан,  яғни     мамандығын  анықтайтын  механизімдер  іске  қосылмаған, олардан кез келген  жасушалар   түзілуі мүмкін.

 

 

Бағаналы жасушаларға  қысқаша тарихи шолу.

Ең алғаш рет 1908 жылы ғылымға «бағаналы жасуша» терминін Санкт-петербургтегі әскери-медициналық академиясының профессоры, гистолог Александр Максимов (1874—1928) енгізген болатын.

1978 жылы ұрықжолдас қанының  құрамында гемопоэтикалық бағаналы  жасушалардың бар екені анықталды.

Ал 1981 жылы американдық биолог Мартин Эванс ең алғаш болып тышқандардың бластоциттерін, яғни бағаналы жасушалардың дифференцацияланбаған плюрипотентті  тармағын алды.

1988 жылы ең бірінші болып Элиан Глюкман анемиямен ауыратын науқасқа ұрықжолдас қанындағы гемопоэтикалық бағаналы жасушаны транслантацию операциясын жүргізген болатын. Осы арқылы Элиан Глюкман ұрықжолдас қаны өте нәтижелі әрі қауіпсіз екендігін дәлелдеді. Сол кезден бастап ұрықжолдас қаны трансплантология ғылымында кеңінен қолданылуда.

1997 жылы Ресейде қатерлі ісік ауруларымен ауыратын науқасқа ұрық жолдас қанының бағаналы жасушаларын тасымалдаудағы ең алғашқы операция өткізілді.

1998 жылы Батыс ғалымдары  Д. Томпсон мен Д. Герхарт ең бірінші болып эмбриондық бағаналы жасушаларды бөліп алды.

1998 жылы  Вискон университетінің  профессоры Джеймс Томсон және  оның шәкірттері ең алғашқы  болып адамның эмбриондық бағаналы  жасушаларын бөлді.

1999 жылы Science журналы эмбриондық бағаналы жасушалардың ашылуын биологиядағы ең ғажайып жаңалықтардың бірі деп жариялаған.

1996 жылдан 2004 жылға дейін  аутологиялық бағаналы жасушаларды  трансплантациялауда 392 операция  жүргізілді.

 

Бағаналы жасушалардың алынуы және жіктелуі

Қазіргі кезде бағаналық  жасушалар деп – пісіп-жетілмеген немесе дифференцияланбаған (бөлшектерге  бөлінбеген) жасушаларды айтады, олар ұқсас жасушалар жасап шығаруға  қабілетті.

       Бағаналық  жасушалардың қайта жаңаруы көптеген  генерация (бір түрден, бір тұқымнан  таралу) кезеңінде жүреді, нәтижесінде  жасуша клеткалары едәуір көбейеді. Бірақ бағаналық жасушалар ұзақ  уақыт арнайы сигналдармен «оятқанша»  «ұйқы» күйінде болады.

       Дифференциялану  қабілетіне байланысты бағаналық  жасушалардың 3 негізгі түрі болады:

• Потипотентті бағаналық жасушалар - олар ағзаны түзетін тіңдер мен жасушалардың түрлі типтерін түзеді. Оған ұрықтанған жұмыртқа немесе зигота және екі кезектескен жасуша генерацияларын жатады.

• Плюрипотентті бағаналық  жасушалар – ағзаны құрайтын барлық клеткаларды құрамайды, тек көпшілігін жасап шығарады. Оған эмбриональды және фетальды бағаналық жасушаларды жатады.

• Мультипотентті бағаналық жасушалар – кейбір бағыттағы аз дифференцияланатын жасушалар типтерін жасайды. Мысалы: сүйек кемігінің гемопоэтикалық және мезенхимальды бағаналық жасушалары.

Бұл қатып калған жіктелу  емес. Шынында, плюрипотентті және мультипотентті бағаналық жасушалар өзгешілігі жөнінде көптеген мәліметтер анықталды. Бағаналық жасушалардың потенттілігі арнайы жасушалық типтің дифференциялануына бағытталған генетикалық бағдарламаның  қосылуына микроайналымдарының  шарттарымен өзгереді.

Эмбриональды  бағаналық жасушалар - аналық жасушаның шартында өте тығыз бірлескен ұрықтануы нәтижесінде түзіледі. Олар эмбриональды бағаналық жасушалар ретінде бластула стадиясында эмбрионнан өндіретін ішкі қабатын түзеді. Қазіргі кезде әлемде бірнеше оңдаған эмбриональды бағаналық жасушалар түрлері алынған. Осы жасушалар арнайы шарттар бойынша түрлі жасуша типтерін береді.

Фетальды бағаналы жасушалар – аборт жасалған ұрықтан алынатын арнайы клетка типі болып табылады.  Ол ұрықтың дамуында дененің түрлі мүшесінде айналып кетуі мүмкін. Дегенмен фетальды бағаналық жасушалармен зерттеулер жүргізу осы кезге дейін бірнеше типтерімен шектеледі. Олар нейрон - бағаналық жасушалар, ұйқы безінің негізін салушы жасушалар мен гермальды жасушалар.

Ересек адамдардың бағаналық жасушалары - дифференцияланбаған жасушалар. Олар ағзаның бүкіл өмірінде денеде жаңарып отырады немесе өздері тұрған тіндер типіне маманданады.

Ересектердің бағаналық  жасушаларының көздері - сүйек кемігі, қан, көз, бас миы, қанқа бұлшықеттері, тіс, бауыр, тері, асқазан-ішек жолы, қабырғасының ішкі қабаты және ұйқы безі.

Зерттеулерге қарағанда  ересектер бағаналық жасушаларының  бір бөлігі ғана мультипотентті екені  анықталады.

Мысалы, сүйек миының стромалық  мезенхимальды бағаналы жасушалары   шартында бас миы жасушасының 3 негізгі  түрін ажыратады, олар:

 

• Эпителий жасушалары

• Қанқа бұлшықеттері

• Кардиомиоциттер

 

Бағаналы жасушалардың қолданылуы және оларды пайдаланудағы  туындайтын мәселелер.

Ең бірінші бағаналы жасушалар  трансплантациясы сүйек кемігінің  гемопоетикалық жасушаларынан басталған. Ол осыдан 20 жыл бұрын жасарту  мақсатында жасалған, яғни касметологияда бастау алған.. Қазір гемопоетикалық бағаналы жасушалар басқа да ауруларды  емдеуге қолданылады. Мысалы: қан  жүйесінің қатерлі ісіктері (балалардағы  лейкоздың кейбір формалары). Қазіргі  гематология жүзден аса ауруларды  гемопоетикалық бағаналы жасушалардың транплантациясысыз жасай алмайды. Ақырғы жылдары гемопоетикалық  бағаналы жасушалар аутоимунды ауруларды, бүйрек және сүт безі қатерлі ісіктерін, ревматоидты арттрит, Крон ауруы, жайылмалы  склероз, артрит ауруларын тұрақты  сауығуға дейін емдейді.

Сүйек кемігінің стромалық (мезенхималық) бағаналы  жасушалары  ортапедиялық клиникада қолданылады. Негізгі көрсеткіштері - сынған сүйек ақауларын, бұзылған буын шеміршегінің қалпына келуін қамтамасыз етеді. 

Мезенхимальді бағаналы жасушалар  кардиохирургиялық клиникада белсенді орын алады. Инфарктан кейін бұзылған кардиомиоциттерді қалпына келтіреді.       

 

Гемопоэтикалық  бағаналық жасушалар, оның гемапоэздегі ролі.

Ересек бағаналық  жасушаларды  болашақта терапиялық қолданудың оптимистік болжамдары сүйек миының трансплантациясның тарихи жетістіктеріне байланысты.

Сүйек миының трансплантациясы қолдану лейкемиямен ауыратындардың тірі қалуын арттыру, туа біткен қан  бұзылыстары иммундық жүйе ауруларында  үлкен маңызы бар.

Гемопоэтикалық бағаналық  жасушалардың сүйек миының қалыпты  қызметін қалпына келтірудегі рөлін  алғаш рет 40 жылдай бұрын Тилл мен  Мак Кулох дәлелдеді.

 

 

 

Гемопоэтикалық  бағаналық жасушалардың екі сипаттамасы  бар:

• Бағаналық жасушалардың қосымша өздігінен жаңару арқылы өндіреді.

• Негізін салушы жасушалардың құрылуымен диффференциялауға «міндетті».

Соңғы қасиеті сүйек миының трансплантациясының негізгі идеологиясын құрайды.

 

Гемопоэтинді  бағаналық жасушаларды жүрек ауруларында қолдану.

Жүрек ауруларын емдеудің қазіргі кездегі әдістері қауіп-қатер  факторынан сақтандыру, ұзақ медикаментозды терапиядан (антиагреганттар, в-блокаторлар, АПТ ингиторлары және т.б) хирургиялық  емдеуден  (баллонды дилатация, тарылту, жасанды жел айдағыш және жүрек  трансплантациясы) тұрады.

Бірақ, жүрек трансплантациясына мұқтаж он адамның ішінде біреуі ғана сәйкес донор таба алады. Ал, көптеген дамыған елдерде ересек жастағы  адамдардағы жүректің ишемиялық  ауруы мүгедектікке ұшырап, өлімнің  жоғары болуының негізгі себебі болып  отыр. Ең тиімді перспективалық емдеу  әдіс медицинаның жаңа саласы регенеративті  және клеткалық қалпына-келтіру  терапиясы болып табылады. Жүрек  ауруларындағы жоғары летальділік  – миокардтың регенерацияға қабілетсіздігі.

 Некрозға ұшыраған  немесе зақымдалған жасушалардың  орнын дәнекер тіні басады, ол  миокард қызметінің бірте-бірте  жоғалуына, жүректің жиырылғыштық  қасиетінің төмендеуіне және  жүрек жетіспеушілігінің қалыптасуына  әкеліп соқтырады. Жүректің ишемиялық  ауруын консервативті емдеу тек  симптоматикалық әдіс болып қалады. Мұндай жағдайда емдеудің ең  тиімді әдісі жүректі ауыстыру  болып табылады. Бірақ, соңғы жылдары  ағзаға сәйкес донордың тапшылығына  байланысты әлемде кардиотрансплантация  операциясы азаюда. Сол себепті  Батыс Европа елдерінде гемопоэтинді  бағаналық жасушаларды ГБЖ трансплантациялаудың  клиникалық мүмкіндіктеріне қызығушылық  жоғарылады.

Көп жағдайда экономикалық дамыған елдерде 2000 жылғы 1 млн халық  арасында 400-ге жуық операция жасалды.

Батыс Европаның, Австралияның, Жапонияның, Қытайдың 90-нан аса орталықтары  бағаналық жасушалар мен миының трансплантациясын зерттейтін Еуропалық  топ құрамына енді. Еуропалық тіркеу мәліметтері бойынша склероз, қызыл  жегі, миастения, ревматоидты артрит, жүйелік васкулит, Крон ауруы т.б сияқты ауыр науқастарға ГБЖ-ды қондыру ойдағыдай табысты жүргізілді. ГБЖ-ды жүрек-қантамырлар ауруларында трансплантациялау жөнінде аздаған мәліметтер сыры ашылған. Бірақ бұл әдісті әрі қарай медицинада қолданып дамыту үшін көптеген қызықты экспериментальды және клиникалық мәліметтер қоры жиналды.

 Миокард инфарктісінде  зақымдалған миокардты ГБЖ-мен  қайта қалпына келтіруді жануарларға  тәжірибеде жасау арқылы АҚШ-тың  Ұлттық Денсаулық Институты зерттеді.

 

Эмбриональді  бағаналық жасушалардың негізгі  мақсаты - ағзадан тыс егу арқылы эммбриональдық бағаналық жасушаларды инсулин өндіретін ұйқы безінің бета-жасушаларына дифференциялау технолгиясын жасап шығару. Бұл жасушалар қант диабетін емдеуге қажет.

 

Бағаналы жасушаларды қолданудағы туындайтын мәселелер.

• Эмбриондық бағаналы жасушалар даму барысында кез келген жасуша түріне маманданып, өзгере алады;

 

• Эмбриондық бағаналы жасушалар шексіз көбейе алады және де олар ересек ағзаның арнайы химиялық командаларын ұғынып, қабылдай алмайды, себебі ол командаларды беретін бластоцистада ондай құрылғы жоқ;

 

• Ағзаға бұндай жасушаларды енгізу түрлі қатерлі ісік ауруларына немесе тератомалардың пайда болуына әкеп соқтырады;

 

• Трансплантациядағы бағаналы жасушаларды қолданудағы басты мәселе, олардың реципиент жасушалармен иммундық сәйкестікте болу-болмауы;

 

• Бағаналы жасушаларды қолданудағы этикалық мәселелердің туындауы.

 

 

 

 

 

 

 

Бағаналы жасушаларды  зерттеуде ғалымдардың жеткен жетістіктері.

Бағаналы жасушаларды қолданудағы қойылатын талаптар:

• Бағаналы жасушалардың саны қол жетімді мөлшерде болу қажет;
• Бағаналы жасушалардың дифференциациясы бағытты түрде жүруі қажет;
• Бағаналы жасушалар реципиент ағзада өмір сүре алуы қажет;
• Трансплантациялаудан кейін бағаналы жасушалар реципиент жасушада мамандана алу қажет;
• Трансплантация кезінде реципиент жасушаға ешқандай зақым келмеуі тиіс.