Концепция ЭСК

Стволовая клетка (СК) - морфологически неотличимая клетка, способная к неограниченному самообновлению и образованию одного или нескольких типов дифференцированных потомков. Минимальный фенотип СК проявляется шарообразной формой клеток, у них отсутствуют большинство белков транссигнализации, которые используют дифференцированные клетки, минимальное число рецепторов адгезии обеспечивает только контакт с внеклеточным матриксом.

Геном СК обладает двумя важнейшими свойствами:

) тотипотентность -

способность клеток макромасштабировать программы эмбриогенеза, в том числе воспроизводить любую из специализированных клеток взрослого организма. Подобно зиготе и первым клеткам зародыша, ЭСК в условиях культуры воспроизводят эмбриогенез в два этапа. Сначала ЭСК длительно размножаются в присутствии фидерного слоя клеток и ростовых факторов. Затем после наработки массы недифференцированных клеток, размножение клеток останавливается, изменяются условия культивирования. Начинается дифференцировка клеток;

) спонтанная частота мутаций значительно ниже, чем у соматических клеток. Организация хроматина делает маловероятными случайные перестройки хромосом, связанные с малигнизацией трансплантированных потомков ЭСК.

Вокруг ЭСК находится

стабильное микроокружение, создаваемое монослоем фидерных клеток - стволовая ниша (например, трофобласт - фидер для эмбриобласта у предимплантационных зародышей, клетки хориоидного сплетения служат питательной, защитной и информационной средой для нейральных стволовых клеток эпендимы развивающегося мозга). По этой причине все ранние ЭСК зародыша выращивают в суспензии над монослоем фидерных стромальных клеток, которые обеспечивают СК всем необходимым для выживания и самообновления. Сигналы микроокружения играют решающую роль в судьбе трансплантированных ЭСК in situ. При дифференцировке в культуре они дают лишь "природные" линии клеток, которые встречаются в организме взрослого и человека. Никаких новых типов клеток или неизвестных линий дифференцированных клеток из ЭСК не возникает in vitro, что снижает риск осложнений и повышает безопасность клеточной терапии.

По дифференцировочному потенциалу СК делят на:

· Тотипотентные, более ранние ЭСК (до 4 дней после оплодотворения) дифференцируются в любую из линий специализированных клеток органов. Необходимо подчеркнуть, что ЭСК in vitro не продуцируют клеток трофобласта, плаценты, т.е. потенции генома ЭСК меньше зиготы.

· Плюрипотентные ЭСК дают более ограниченный спектр фенотипов. Например, мезенхимальные стволовые клетки, локализованные в опорно-сосудистом каркасе органов, дифференцируются в культуре только в клетки хряща, кости, кардиомиоциты и миоциты. Плюрипотентность сохраняется до 5-8 недели внутриутробного развития

· Монопотентные стволовые клетки (мышц, жировой ткани, периферических нервов) созревают до одного преобладающего фенотипа клеток.

· Региональные стволовые клетки взрослого организма наделены мультипотентностью -

плюрипотентностью, которая находится в пределах клеточного состава органа-реципиента. Так, пересадка гематогенных стволовых клеток в мозг, сердечную или скелетную мышцу приводит к образованию тканеспецифичных ростков донорской ткани в органах реципиента [1].