zzzebrateam
Банк. Ствол. Клетка
Это не ограбление
Твои друзья днями напролет обсуждают стволовые клетки, а ты до сих пор не знаешь что это? Редакция ZZZEBRATEAM расскажет о современных технологиях их обработки.
В нашем теле живут сотни разных типов клеток. Некоторые из них разрушаются, например, лимфоциты или клетки кишечника. Есть и такие, которые всегда остаются в организме человека — стволовые клетки. Уникальная особенность этих клеток заключается в производстве других типов клеток. Именно поэтому стволовые клетки активно используются в медицине.
Где используют стволовые клетки?
1
Регенеративная терапия
Восстановление поврежденных функций тканей организма: лечение переломов, восстановление суставов, лечение ожогов. Осуществляется путем местного применения.
2
Иммунно-воспалительные процессы
Клетки обладают мощным иммуносупрессивным эффектом, т.е. подавляют воспалительные процессы, поэтому они используются при аутоиммунных заболеваниях, таких как диабет. Осуществляется путем внутривенного введения, в результате чего происходит замедление болезни.
3
Неврологические заболевания
Применяются при лечении ДЦП для снижения спастических явлений. Влияние клеток до конца не изучено.
4
Нарушения кровообращения
Применяют при тромбах, инсультах и инфарктах. Клетки вводят в то место, где рассчитывают получить новое ответвление новой сетки сосудов, для того чтобы ускорить прорастание.
5
Гематоонкологические заболевания
Гемопоэтические клетки требуют совмещения реципиента и донора. Самым подходящим вариантом являются свои же клетки в здоровом виде.
В данный момент практически в каждом институте, который работает с клетками, есть хотя бы одна лаборатория, которая работает со стволовыми клетками. Если два года назад существовали всего 4 центра банкирования, то сейчас их количество значительно растёт.

Енукашвили Натэлла Иосифовна
К.б.н., старший сотрудник лаборатории морфологии клетки Института цитологии Российской академии наук, руководитель отдела научных исследований и разработок в ПБСК
О перспективах применения стволовых клеток рассказала кандидат биологических наук Енукашвили Натэлла Иосифовна
ПУТЬ
От пуповины до банка
1. Сбор материала
В настоящее время уровень технологий позволяет выделять стволовые клетки из различных частей организма: костный мозг, жировая ткань, пульпа зуба. В тоже время быстро набирает популярность банкирование пуповинной крови. Связано это с большим содержанием в ней гемопоэтических (кроветворных) стволовых клеток. Осуществить забор биоматериала можно только раз в жизни человека – при его рождении. Процедура сбора весьма проста. Пока не перерезана пуповина, она пульсирует, и некоторое количество крови все еще прокачивается в ребенка, хотя для него она уже избыточна. Врач, отрезав пупочный канатик, вводит иглу системы для забора крови в вену отсеченной пуповины и перекачивает биоматериал в герметичный пакет. Следует отметить, что в отличие от сбора костного мозга, процесс сохранения пуповины, как для мамы, так и для новорожденного, проходит абсолютно безболезненно.
2. Обработка материала
После забора биоматериал поступает в специальную лабораторию, где пуповинную кровь обрабатывают. Здесь же происходит выделение из крови стволовых клеток. Всю операцию очищения пуповинной крови можно разделить на два этапа.

Сначала пакет с кровью откручивается в центрифуге. Под действием силы тяжести происходит отделение мононуклеарной фракции крови, ее очищение от клеток, не способных к дифференцировке, т.е. делению. К ним относятся эритроциты, тромбоциты и гранулоциты. Все эти клетки для хранения не нужны.

Работа с пуповинной кровью – полностью стерильный закрытый процесс, при котором кровь никак не должна взаимодействовать с окружающей средой. В связи с этим дальнейшая обработка проводится с помощью специальных аппаратов, к примеру, плазмоэкстракторов. После того как мы запускаем прибор, специальная пластина начинает сдавливать пакет со смесью и отжимать из него плазму, эритроциты. В определенный момент времени необходимый клапан открывается, и через систему трубок лишние компоненты перекачиваются каждый в свой пакет. В целевом контейнере остается только мононуклеарная фракция крови. Образец готов к заморозке.


3. Анализ
Тем не менее перед конечным сохранением каждый образец крови отправляется в клинико-диагностическую лабораторию. Здесь проводятся анализы на наличие инфекций с помощью иммуноферментного анализа. Или же подготавливаются пробы для полимеразной цепной реакции (ПЦР). Путем проточной цитометрии производится определение содержания различных веществ в биологических жидкостях. Этот метод используют и для анализа крови на наличие редких популяций лимфоцитов.

Как прибор производит подсчет гемопоэтических клеток?

Мы знаем, что все гемопоэтические клетки несут на поверхности антиген CD34, если взять подходящее ему антитело и посадить на него еще и флуоресцентную молекулу, то антитело специфически узнает антиген и свяжется с ним. Таким образом искомая клетка при прохождении лазерного датчика начинает светиться, и прибор считывает ее как гемопоэтическую.

Обязательным пунктом анализа материала является кариотипирование клеток – определение хромосомного набора. Если в результате нарушения процессов деления в образце появились изменения, дальнейшая работа с ним невозможна, потому как начнется полное преобразование структуры белка, частичная или даже полная потеря его функциональности.

Вместе с этим проводится выделение ДНК и сбор проб для постановки теста методом полимеразной цепной реакции. Процедура устроена так, что под действием специфических реагентов происходит многократное увеличение определенного участка ДНК, например, фрагмента возбудителя какого-нибудь заболевания. Его может быть очень мало, но при ПЦР количество возбудителей увеличивается до объема, который можно зафиксировать с помощью систем визуализации.


4. Культивирование
После проведения очистки и анализа стволовые клетки помещают в специальную культурную среду для их самостоятельного деления. От момента выделения из ткани и до первого замораживания клетки проводят в инкубаторе до трех недель, в зависимости от дальнейших целей их использования. При этом можно получить от 3 до 7 миллионов клеток. Впоследствии их количество будет увеличиваться в 2-3 раза за каждые три дня. Самое сложное – это получить первую партию.

Для того чтобы уменьшить вероятность заражения, клетки выращиваются в специальных емкостях – культуральных флаконах. Их крышки оснащены специальными фильтрами, такого диаметра, через который бактерии и вирусы не могут пройти ни внутрь, ни наружу.


5. Криоцентр
Замораживание стволовых клеток производится в специальных центрах. При этом образцы крови заранее насыщают особыми криопротекторами, предохраняющими жидкость от образования в ней кристаллов льда. Контейнеры представляют собой емкости, заполненные жидким азотом, где образцы хранятся при температуре -196 ℃, благодаря чему они сохраняют свою жизнеспособность на долгие годы.

Контроль содержания азота осуществляется с помощью специальных датчиков, выдающих данные на компьютерную систему. В результате оператор хранилища может отслеживать, в какие резервуары нужно добавить азот, просто просматривая данные с монитора.