09.07.2001 Человеческие эмбрионы как источник ″биологических запчастей″ | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW

Никакая другая тематика, связанная с биологией и генетикой, не вызывала в Германии за последние годы столь сильного общественного резонанса, как проблемы, касающиеся исследования и использования в научных целях человеческих эмбрионов.

По мнению экспертов, медицинская целесообразность вступила тут в острый конфликт с этическими принципами. Немецкие законодатели — в отличие от своих коллег в ряде других развитых странах — пока не готовы дать зелёный свет развитию этого направления исследований, хотя и признают его важность. В последние недели и дни дискуссия резко обострилась: предметом дебатов стал вопрос об импорте в Германию так называемых эмбриональных стволовых клеток человека. Репортаж Виталия Волкова:

Сегодня немецкие специалисты в области генетики, молекулярной биологии и репродуктивной медицины, ограниченные в своих исследованиях более жёсткими, чем в большинстве других стран, законами, с нетерпением ждут решения чрезвычайно важного, но весьма щекотливого вопроса: можно ли будет в ФРГ работать с эмбриональными стволовыми клетками, завезёнными из-за границы.

Хотя формально немецкий закон о защите эмбрионов не запрещает импорт таких клеток, на практике намерение двух ведущих биологов Боннского университета — Оливера Брюстле и Отмара Вистлера — завезти их из Израиля вызвало небывалую по накалу общественно-политическую дискуссию. В итоге жарких парламентских дебатов Бундестаг образовал специальную комиссию по вопросам этики в науке — в придачу к уже существующему Национальному совету по тем же вопросам. Но к немалому разочарованию боннских — да и не только боннских — биологов, решение о том, этичен ли импорт эмбриональных стволовых клеток, отложен до конца года, и совершенно ясно, что ни о каких изменениях в законе о защите эмбрионов до очередных парламентских выборов в Германии не может быть и речи.

Но что же такое эмбриональные стволовые клетки? Это клетки эмбриона, не достигшие в своём развитии стадии так называемой дифференцировки, то есть специализации, и следовательно, способные под воздействием тех или иных факторов превратиться в клетки различных тканей и органов более чем 2-х сотен типов. Собственно говоря, именно благодаря этому свойству из эмбриона, поначалу состоящего из одинаковых клеток, и формируется организм с самыми разными типами клеток. Понятно, что биологи проявляют большой интерес к исследованию свойств эмбриональных стволовых клеток, поскольку в случае успеха эти клетки откроют совершенно новые возможности перед медициной. Руди Баллинг, член Научного общества биотехнологических исследований, говорит:

«Самое главное будет состоять в том, что мы сможем приступить к внедрению новых технологий в хирургии и обеспечить регенерацию тех или иных органов. Если в результате заболевания выйдут из строя какие-то группы клеток, пусть даже узкоспециализированных — ну, скажем, вследствие вирусной инфекция погибнут вырабатывающие инсулин бета-клетки поджелудочной железы, — то мы сможем их заменить. Мы внедрим стволовые клетки в повреждённый орган, и он снова сможет выполнять свою утраченную было функцию.»

Сам процесс культивирования эмбриональных стволовых клеток, на первый взгляд, не так уж сложен: он состоит в извлечении стволовой клетки из эмбриона и размножении её в специальной питательной среде. Полученные таким образом клеточные культуры — они именуются «клеточными линиями» — призваны обеспечивать экспериментальным материалом исследовательские лаборатории в разных странах мира. Однако опыт свидетельствует о том, что выращивание эмбриональных стволовых клеток — дело исключительно тонкое. Не случайно во всём мире существует лишь 3 научных центра, овладевших этим высоким искусством. И один из этих центров — Европейская лаборатория молекулярной биологии в Гейдельберге. Так что исследования в области эмбриональных стволовых клеток вполне успешно ведутся и в Германии — только объектом изучения здесь являются не человеческие, а мышиные эмбрионы. Созданием клеточных линий на базе мышиных эмбрионов гейдельбергские специалисты занимаются уже многие годы. В стенах лаборатории осуществляется весь производственный цикл, включая изготовление уникальных инструментов, необходимых для «выуживания» подходящих клеток из эмбрионов. Научная сотрудница лаборатории Кристина Винтерстен говорит:

«Прежде всего, для создания «клеточной линии» необходимо располагать очень хорошей лабораторной базой — а это требует больших затрат денег, времени и труда. Однако ко всему этому нужно ещё и везение, потому что лишь из очень немногих эмбрионов удаётся получить стволовые клетки, пригодные для создания линии.»

На практике отобрать необходимые для создания «клеточной линии» эмбрионы в стадии так называемой «бластоцисты» совсем не просто — одни кандидаты ещё не дозрели, другие перезрели — всё это определяется методом проб и ошибок, сказать заранее, из какого эмбриона удастся получить хорошую стволовую клетку, учёные не могут. Затем кандидатов помещают в специальную питательную среду. Там им надлежит расти и делиться, но так, чтобы при этом ни в коем случае не вступить в стадию дифференцировки. Кристина Винтерстен поясняет:

«Они растут маленькими колониями, плотность которых должна поддерживаться на оптимальном уровне. Слишком большая плотность колонии приводит к дифференцировке, а слишком маленькая — к тому, что клетки просто перестают расти и делиться. Для нас это означает, что мы дважды в день проверяем колонию, как минимум раз в день меняем питательную среду и раз в два дня «перебираем», «пассажируем» линию.
»

Каждая колония состоит примерно из двух сотен клеток. Время от времени несколько колоний сливают вместе и снова разъединяют, и результатом такого многократного и регулярного «пассажирования» теоретически должно стать образование клеточной линии, способной годами производить всё новые и новые стволовые клетки. Однако на практике после определённого количества таких «пассажей» клетки по неизвестной причине теряют «плюрипотентность», то есть лишаются способности к дифференцировке. Поэтому для поддержания производства требуется постоянно создавать свежие клеточные линии. Но ни большой опыт, ни строгое соблюдение технологии не могут гарантировать успех. Кристина Винтерстен приводит такие цифры:

«Вот моя последняя работа: я начала примерно с сотни эмбрионов, и на их основе мне удалось заложить 9 линий — на первый взгляд, немного, но это ещё очень хорошо, — и лишь про одну из этих линий я могу сказать, что она обладает потенциалом для производства полноценных стволовых клеток.
Это значит, что в них при размножении будет сохраняться полный набор хромосом. Не говоря уже о способности к дифференцировке и образованию специфических клеток различных тканей.»

Однако как на самом деле поведут себя стволовые клетки, предсказать невозможно. Так что культивированная по всем правилам искусства клеточная линия вполне может оказаться непригодной для лабораторных экспериментов. Матиас Трайер, коллега Кристины Винтерстен, поясняет:

«Исследования мышиных стволовых клеток насчитывают уже около 20-ти лет, и можно сказать, что на сегодняшний день мы знаем о них немало. Мы научились управлять их дифференцировкой настолько, что уже можем in vitro, в пробирке, получать нервные клетки и клетки мышечной ткани. На днях появилось сообщение, что кому-то удалось вне организма вырастить клетки поджелудочной железы. Однако мы по-прежнему знаем крайне мало о молекулярных механизмах, лежащих в основе этих процессов, и потребуется ещё множество исследований и экспериментов, чтобы можно было говорить о надёжном и хорошо управляемом производстве стволовых клеток.
»

Таким образом, с точки зрения Матиаса Трайера, оптимизм тех, кто намерен в самом ближайшем будущем начать получать — уже из человеческих эмбриональных стволовых клеток — сырьё для медицинских целей, ничем не оправдан. Более того, если производство клеточных линий на базе мышиных эмбрионов идёт более или менее успешно — в Гейдельберге для дальнейших экспериментов заготовлены и помещены на длительное хранение в жидкий азот более 5-ти миллионов мышиных стволовых клеток, — то аналогичные попытки культивировать стволовые клеточные линии на базе кроличьих эмбрионов положительных результатов не дали. Так что гейдельбергский биолог знает, о чём говорит. С человеческими стволовыми клетками дело обстоит несколько иначе: на сегодняшний день в мире уже имеется одиннадцать стабильных клеточных линий, культивированных на базе человеческих эмбрионов. И хотя их использование представляется с научной точки зрения преждевременным, а с этической — весьма спорным, многих учёных, а тем более предпринимателей, это не останавливает.

Они не скрывают, что если в Германии решение вопроса о правомерности импорта человеческих эмбриональных стволовых клеток будет и дальше откладываться, им придётся перенести свои исследования за границу, в те страны, где это не связано с правовыми проблемами. Типичным примером может послужить молодая фирма «Кардион» в Дюссельдорфе. Уже через полгода, к зиме, она твёрдо намерена начать работы с человеческими стволовыми клетками — для того, чтобы с их помощью лечить такие недуги, как инфаркт миокарда и диабет.

Правда, пока исследователи экспериментируют с мышиными стволовыми клетками — теми самыми, что выращиваются в Гейдельберге. Если в питательную среду, в которой они находятся, добавить определённый фактор роста, то он будет воспринят клетками как сигнал к началу дифференцировки. То есть в клетках активизируются гены, инициирующие их трансформацию в клетки какого-то определённого типа. Это позволяет как бы «ремонтировать» любые поражённые болезнью органы — по крайней мере, теоретически. Впрочем, некоторые приёмы специалисты «Кардиона» успешно испытали и на практике. Они искусственно вызывали у лабораторных мышей инфаркт миокарда, а затем вводили им в сердце эмбриональные стволовые клетки. После такой инъекции ткань сердечной мышцы восстанавливалась, инфаркт полностью излечивался. Это дало основание управляющему делами фирмы «Кардион» Михаэлю Рулю говорить о революционных достижениях:

«Революция состоит в том, что этот способ впервые позволяет обеспечить реальную терапию, добиться полного выздоровления пациента, победить болезнь навсегда, устранив саму причину недуга. Иными словами, использование стволовых клеток — огромный шаг вперёд, прорыв в медицине.»

Когда же дело дойдёт до экспериментов с человеческими эмбриональными стволовыми клетками, работы придётся перенести за границу: лишь там есть необходимые «Кардиону» клеточные линии, а кроме того, там эти исследования не вызывают столь жарких дискуссий. К шумихе в Германии Михаэль Руль относится с недоумением:

«Весь наш бизнес, нашу деятельность по созданию промышленной технологии на базе стволовых клеток, мы можем осуществлять, не выходя за рамки действующих законов. Для наших работ нам достаточно уже имеющихся за рубежом «клеточных линий». Ни одна яйцеклетка не должна быть специально оплодотворена и израсходована в ходе наших исследований!»

Но пока в Германии кипят страсти, иностранные партнёры — от греха подальше — и сами не рвутся заключать контракты на поставку «эмбрионального сырья» в Германию. Тем более что по результатам опросов общественного мнения две трети немцев негативно относятся к идее в той или иной форме использовать человеческие эмбрионы в качестве материала для научных экспериментов. По этой причине «Кардион» прорабатывает и запасной вариант: исследует стволовые клетки взрослого человека. Дело в том, что стволовые клетки имеются также в органах и тканях взрослых людей. По многим важным для науки и медицины свойствам они сходны с эмбриональными клетками, но имеют по сравнению с ними и ряд недостатков — растут медленнее, обладают меньшей плюрипотентностью, то есть способностью к дифференцировке, а кроме того, их труднее найти: например, в костном мозге, наиболее часто используемом сегодня для добычи взрослых стволовых клеток, одна такая клетка приходится на 10 тысяч обычных, уже специализированных! Однако Михаэля Руля всё это не останавливает. Он руководствуется соображениями коммерческой целесообразности:

«Мы фокусируем наше внимание на двух типах стволовых клеток — на взрослых и на эмбриональных. И это обеспечивает нам совершенно особое положение среди фирм, работающих в этой области.»

Научный руководитель фирмы «Кардион», Манфред Рюдигер, дополняет своего коллегу. Он объясняет, почему учёные «Кардиона» предпочитают искать взрослые стволовые клетки не в костном мозге, как это далают специалисты других фирм и исследовательских центров, а в стенках кишечника:

«Мы работаем со взрослыми стволовыми клетками, изъятыми из стенок кишечника, поскольку кишечник — это тот орган, который в наибольшей степени нуждается в регенерации. Кишечник постоянно подвергается весьма значительным механическим нагрузкам и поэтому должен иметь возможность быстро восстанавливать свою слизистую оболочку. Природа это предусмотрела и снабдила стенки кишечника стволовыми клетками, которые на протяжении всей жизни делятся и регенерируют ткань. »

Манфред Рюдигер уверен, что его фирма успешно справится не только с инфарктом миокарда, но и с такой широко распространённой болезнью, как диабет. Путь решения проблемы — тот же: создание технологии, позволяющей трансформировать стволовые клетки в бета-клетки поджелудочной железы.

«Тогда мы сможем трансплантировать пациентам новые клетки, производящие инсулин. И эти клетки будут сами регистрировать содержание сахара в крови, как это делают нормальные клетки поджелудочной железы. Так что диабетики, нуждающиеся сегодня в регулярных инъекциях инсулина, будут избавлены от этого — вживлённые в их организм стволовые клетки возьмут на себя снабжение инсулином.»

Специалисты фирмы «Кардион» рассчитывают начать клинические испытания препарата против диабета лет через 5. Это значит, что готовое лекарство появится на рынке не раньше чем через 10 лет. А вот будет ли это немецкий или, скажем, американский медикамент, зависит от того, получат ли учёные в Германии право работать с эмбриональными стволовыми клетками.

Это был репортаж Виталия Волкова. О некоторых других аспектах получения и применения эмбриональных стволовых клеток, о проблемах терапевтического клонирования и преимплантационной диагностики мы расскажем в следующей выпуске радиожурнала «Наука и техника» ровно через неделю.

Что такое стволовые клетки и почему они могут стать страшным врагом

Несколько дней назад появилась информация, что 48-летняя Анастасия Заворотнюк попала в реанимацию одной из столичных клиник с диагнозом рак мозга последней стадии. И практически сразу в СМИ начали обсуждать процедуру омоложения стволовыми клетками, которой актриса якобы воспользовалась – именно это, по мнению многих специалистов, могло стать катализатором болезни.

Так что такое стволовые клетки? Чем они могут быть полезны, а главное – в каких случаях и почему могут стать смертельным врагом? Раскладываем все по полочкам.

Фото: Москва 24/Юлия Иванко

Существует такая технология, как реверс-инжениринг. За этим серьезным термином кроется технология изучения и постепенной разборки какого-либо устройства, чтобы понять принцип его работы и, возможно, скопировать. Именно так создавалось огромное количество самой разной техники в Советском Союзе: за границей покупался образец, его разбирали «до винтика», проводили тщательные измерения, а затем делали собственную нелицензионную копию. Так выпускали все что угодно – от детских игрушек до военной техники.

Если воспользоваться реверс-инженирингом для изучения любого человеческого организма (разумеется, без разборки) и «отмотать» его историю к самому началу, выяснится, что исходным «зернышком» была одна-единственная клетка – зигота. Весь гигантский объем информации о количестве конечностей, способе размножения, размерах мозга, цвете волос и глаз содержался в крохотном комочке протоплазмы, разглядеть который невооруженным глазом невозможно. Зигота – это самая первая клетка, которая не имеет никакой специализации. Ее называют недифференцированной, или стволовой клеткой. Некоторое время спустя она разделится пополам, образуя две новые стволовые, каждая из которых также разделится и так далее, пока не наступит этап специализации: какие-то из них станут нервными клетками, какие-то начнут образовывать кости, а какие-то – внутренние органы.

Но до этого момента (примерно 11 дней после оплодотворения) любая из стволовых клеток может стать чем угодно – частью мозга, печени, кожи и так далее.

Во взрослом организме стволовые клетки также есть, они используются в качестве «ремонтного материала», но с возрастом их становится все меньше и меньше. Если у новорожденного на каждые 10 тысяч обычных клеток приходится одна стволовая, то у взрослого – одна на миллион, а к старости – раз в сто меньше.

Все эти исходные данные рано или поздно должны были привести исследователей к простой мысли: чтобы «ремонтировать» взрослый организм, необходимо добавлять в него стволовые клетки. Потратив десятилетия на опыты и эксперименты, современная медицина научилась их трансплантировать для лечения самых разных болезней.

Идеальными считаются эмбриональные стволовые клетки – те самые, из которых со временем должен вырасти полноценный Homo Sapiens. Их главное достоинство в том, что такие клетки не вырабатывают антигены тканевой совместимости – это значит, что организм, в который их пересадят, не станет их отторгать. Эмбриональные стволовые клетки почти наверняка приживутся в организме любого реципиента.

Правда, это справедливо только в том случае, если иммунная система организма в полном порядке. Например, опыты на животных показывают, что в противном случае стволовые клетки хоть и не отторгаются, но развиваются совсем не так, как положено, образуя сложные опухоли.

Фото: Москва 24/Лидия Широнина

По словам руководителя лаборатории клеточных технологий Института стволовых клеток человека Сергея Киселева, на данный момент стволовые клетки используются в двух случаях: при лечении рака крови и в случае экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). При раке крови необходимо химически удалить все больные клетки, а потом с помощью стволовых клеток крови восстановить у человека иммунную систему и систему кроветворения. «Эта технология успешно используется человечеством с 1960-х годов», – пояснил он Москве 24.

При этом сейчас также тестируется применение стволовых клеток для восстановления каких-либо поврежденных органов. «Вне организма они используются для того, чтобы получить специализированные клетки. Например, если нам надо восстановить хрящ, то можно использовать стволовые из кости, из них сделать хрящ и после этого трансплантировать человеку», – отметил Киселев.

Однако при нарушении требований проведения операции действия могут привести к негативным последствиям. «Если «продукт» будет с бактериями, то это может привести к сепсису. На самом деле на сегодняшний момент, поскольку все началось недавно (использование стволовых клеток), оно еще не очень отработано и эффективно», – подчеркнул он.

Киселев добавил, что в косметологии не используют стволовые клетки для так называемого «омолаживания». При процедурах используют обычные клетки кожи лица, чтобы уменьшить морщинки. «Процедура приводит к временному устранению некоторых морщин, куда это вкалывается. Но это не омоложение – моложе человек не становится – а просто как грим, только его накладывают не снаружи, а под кожу», – сказал он.

Вообще исследователи предпочитают говорить об использовании стволовых клеток с максимальной осторожностью. На первый взгляд все выглядит крайне позитивно, но если углубиться в тему, можно обнаружить, что все вовсе не так радужно. Дело в том, что недифференцированные клетки, попав в организм взрослого человека, провоцируют бурное развитие не только здоровых клеток, но и тех, в развитии которых есть какая-либо патология. А чем старше пациент, тем их больше в его организме.

В использовании эмбриональных клеток есть и другой спорный момент. Все-таки их берут у эмбрионов, человеческих зародышей.

Да, чаще всего они выращены in vitro, но все равно – после изъятия определенного количества клеток зародыш умирает. Впрочем, это положение вещей имеет все шансы измениться: несколько лет назад японские ученые обнаружили, что практически любую зрелую клетку человеческого организма можно «индуцировать», то есть сделать ее стволовой. В этом случае также отпадает вероятность отторжения, так как клетки для пациента берутся у него же самого. Однако и эта технология до сих пор находится в условно-экспериментальной стадии.

По мнению врача-онколога Анатолия Махсона, применение стволовых клеток очень непредсказуемо и опасно. «Грубо говоря, если поместить стволовую клетку при травме спинного мозга, то она может дифференцироваться как в нервные клетки, так и в клетки воспаления (если там таковое есть) или в рубец. Никто не знает, так как это плохо прогнозируемо», – подчеркнул он.

Махсон также добавил, что использование стволовых клеток в косметологии, вероятно, неподкрепленная реклама. «Вреда, скорее всего, не будет, но чтобы было омоложение – я сомневаюсь», – заключил онколог.

И все же мы верим в то, что медицина стволовых клеток сможет сделать жизнь человечества лучше. Рано или поздно технологии взаимодействия с ними разовьются до такого уровня, что их применение станет абсолютно безопасным. А пока этого не произошло, мы сможем получать от исследований и разработок «глобальные бонусы» в виде, например, восстановления вымирающих видов животных.

Все-таки люди – раса разумная и осторожная.

Хотя…

Николай Гринько, Анатолий Федотов

Медицина будущего: человеческие эмбриональные стволовые клетки

Согласно древнегреческому мифу титан Прометей был прикован к скале в наказание за то, что открыл людям тайну огня. И каждый день прилетал орел, чтобы клевать его печень, но каждую ночь она полностью восстанавливалась от повреждений. Научные исследователи современности надеются воплотить этот миф в реальность, развивая идеи регенеративной медицины и изучая способы, которые позволили бы восстановить поврежденные клетки и ткани организма. Стволовые клетки обладают поразительным потенциалом развиваться в различные типы клеток организма. Теоретически они могут делиться неограниченное количество раз и заменять другие. Когда стволовая клетка делится, каждая из новообразованных обладает способностью оставаться стволовой или стать клеткой другого типа: мышечной, нервной и т. д., выполняющей определенную функцию (www.stemcells.nih.gov). Одним из основных направлений в исследованиях, которые проводятся на стволовых клетках, является изучение возможностей использования человеческих эмбриональных стволовых клеток (human embryonic stem cells — hESC). Сегодня оно получило мощный стимул к развитию в США — этому способствовало изменение государственной политики в названной сфере: впервые за более чем 7 лет будут сняты ограничения на финансирование исследований hESC из средств федеральных фондов.

Подобные испытания позволят ответить на вопрос о том, как происходит развитие целостного организма из одной клетки. HESC привлекли внимание исследователей благодаря своему практически неограниченному потенциалу развития (Yu J., Thomson J.A., 2006). Возможности этих клеток к делению и росту обещают обеспечить неограниченный запас специализированных типов клеток — как для исследований, так и для лечения широкого спектра заболеваний.

HESC извлекаются из эмбрионов на той стадии развития, когда в норме еще не происходит их имплантация в матку. В этот период в клетках эмбриона (бластомерах) еще не начался процесс дифференциации (приобретения клетками особых черт для выполнения специальных функций), и каждая из них обладает потенциальными возможностями любой клетки организма.

Первая дифференциация отмечается, когда эмбриону около 5 дней: внешний слой клеток готовится стать частью плаценты, а внутренний — дает начало развитию тканей организма. Если hESC внутреннего слоя удалить из нормального эмбрионального окружения и культивировать в определенных условиях, они продолжат делиться, все еще обладая потенциалом для того, чтобы сформировать любой тип клеток.

Эмбриональные стволовые клетки были впервые получены у мышей в 1981 г. (Evans M.J., Kaufman M.H., 1981), а первое сообщение о выделении культуры hESC появилось лишь через 17 лет после этого (Thomson J.A. et al., 1998). HESC получают из эмбрионов при искусственном оплодотворении in vitro (in vitro fertilization — IVF). Только в США хранится более 400 000 эмбрионов, полученных с помощью методики IVF (Hoffman D.I. et al., 2003).

Хотя попытки получения hESC предпринимались начиная с 80-х годов ХХ в., возникали проблемы, связанные с культивированием эмбриона в течение периода, достаточного для того, чтобы выделить линии клеток. После оптимизации среды культивирования удалось выделить hESC. Сегодня они являются очень ценным материалом для исследований, способных помочь в создании методик лечения широкого спектра дегенеративных заболеваний, последствий травм, генетических аномалий и т.д.

Изучение hESC предоставляет неограниченные возможности для трансплантационных методик лечения, исследования новых лекарственных средств, также оно обеспечивает in vitro модель для исследования дифференциации тканей и позволяет глубже проникнуть в суть таких проблем, как бесплодие и врожденные дефекты развития плода.

Учитывая тот факт, что испытания hESC проводят немногим более 10 лет, ученым предстоит исследовать еще много их фундаментальных свойств. В частности, необходимо ответить на вопрос, как именно стволовым клеткам удается оставаться неспециализированными и самообновляющимися в течение многих лет: почему hESC способны делиться без дифференциации дольше года в лабораторных условиях, а большинство взрослых стволовых клеток (adult stem cells) — нет. Последние были открыты еще в 60-х годах ХХ в. и являются недифференцированными, способными восстанавливать ткань, в которой находятся. Также предстоит определить многие факторы, вызывающие специализацию стволовых клеток. Таким образом, исследования hESC позволяют ученым проникнуть в сферу, которая прежде находилась за семью печатями, и открывать новые возможности для современной медицины.

Тем не менее испытания hESC затрагивают сложные этические проблемы, дискуссия на тему которых активно ведется в мировом сообществе. Мнения по этому вопросу зачастую прямо противоположны, что объясняется столкновением научных интересов и вопросов этики.

Этические, социальные, правовые, философские и другие взаимосвязанные спорные вопросы, которые возникают в биологических науках и системе здравоохранения, изучает биоэтика (www. boethics.org.nz).

Исследования hESC активно проводятся в Великобритании, Швеции, Бельгии, Канаде и Новой Зеландии, но в некоторых странах (Австрия, Литва и Польша) они запрещены законом.

В США недавно кардинально изменилась государственная политика относительно этой сферы. Так, начиная с августа 2001 г. введен запрет на использование средств из федеральных фондов для исследований hESC, за исключением тех линий этих клеток, которые уже были выделены. Полномочия Департамента здравоохранения и социального обеспечения США (Department of Health and Human Services) и Национального института здоровья (National Institutes of Health — NIH) по финансированию и проведению исследований hESC были существенно ограничены.

Поскольку средства федеральных фондов — основной источник финансирования для любых медицинских исследований в США, особенно на ранних стадиях, это значительно замедлило их развитие. Большинство ученых, действуя в рамках ограничений, не смогли продолжить испытания, поскольку для их проведения было недостаточно доступных линий hESC.

По словам президента США Барака Обамы, в последние годы был сделан неверный выбор между гласом науки и моральными ценностями: «Ученые считают, что эти клетки способны помочь разобраться во многих заболеваниях и, возможно, вылечить их. Я как верующий человек считаю, что нашим призванием является забота друг о друге и облегчение человеческих страданий» (www.whitehouse.govrel=»nofollow» target=»_blank»>).

Согласно указу президента США от 9.03.2009 г. NIH должен разработать новое подробное руководство для управления проведением исследований hESC. Предполагается, что федеральное финансирование будет использоваться для проведения исследований на линиях hESC, полученных с разрешения родителей из эмбрионов, которые остались невостребованными в клиниках по лечению бесплодия и подлежат уничтожению.

Изменение государственной политики в сфере исследований hESC не только стало резонансным событием для научной общественности, но и немедленно вызвало появление «кругов на воде»: как сообщает агентство «Reuters», отмечается повышение стоимости акций компаний, занимающихся исследованием стволовых клеткок (www. reuters.comrel=»nofollow» target=»_blank»>). По приблизительным подсчетам количество новых линий hESC колеблется от 400 до 1000 (www.nature.comrel=»nofollow» target=»_blank»>rel=»nofollow» target=»_blank»>). Однако правительство США не собирается давать разрешение на использование технологий клонирования.

По материалам www.reuters.comrel=»nofollow» target=»_blank»>rel=»nofollow» target=»_blank»>rel=»nofollow» target=»_blank»>; www.stemcells.nih.gov;
www.whitehouse.govrel=»nofollow» target=»_blank»>rel=»nofollow» target=»_blank»>rel=»nofollow» target=»_blank»>; www.boethics.org. nz; www.nature.comrel=»nofollow» target=»_blank»>rel=»nofollow» target=»_blank»>rel=»nofollow» target=»_blank»>

Цікава інформація для Вас:

Стволовые клетки получены путем клонирования человека

• Джеймс Галлахер
• Научный корреспондент Би-би-си

16 мая 2013

Подпись к фото,

Во время исследования клонированные эмбрионы были использованы для получения стволовых клеток

Использование знаний о клонировании человека при создании эмбрионов стало «важной вехой» для медицины, сообщили американские ученые.

Клонированные эмбрионы были использованы для получения стволовых клеток, которые затем могут быть применены для создания мышц сердца, кости, мозговой ткани и любого другого вида клеток человеческого организма.

Итоги исследования были опубликованы в журнале Cell. В его ходе применялись методы, использованные при создании овечки Долли в Великобритании.

Однако исследователи полагают, что стволовые клетки могут быть получены и из других источников — более дешевых, простых и не столь этически спорных.

Противники метода считают, что неэтично ставить эксперименты над человеческими эмбрионами, и призывают ввести на это запрет.

Стволовые клетки являются одной из главных надежд медицины. Способность создавать новые ткани может помочь, к примеру, при лечении последствий сердечного приступа или повреждения спинного мозга.

Выход — в клонировании?

Уже сейчас проводятся исследования с использованием стволовых клеток, взятых из эмбрионов, для восстановления зрения.

Но такие клетки чужеродны для пациента, поэтому организм их просто отторгает. Клонирование решает эту проблему.

В основе процесса лежит технология переноса ядра соматической клетки, хорошо известная с тех пор, как овечка Долли стала первым клонированным млекопитающим в 1996 году.

У взрослой особи взяли клетки кожи, и полученная из них генетическая информация была помещена в донорскую яйцеклетку, из которой предварительно была удалена собственная ДНК. Затем при помощи электрических разрядов стимулировалось развитие яйцеклетки до эмбриона.

Однако исследователям не удавалось повторить подобное с человеческой яйцеклеткой, которая начинала делиться, но не развивалась дальше стадии в 6-12 клеток.

Южнокорейский ученый Хван Ву Сок утверждал, что ему удалось создать стволовые клетки из клонированных человеческих эмбрионов, но оказалось, что он подтасовал факты.

Зародышевый пузырек

Подпись к фото,

Команде ученых из Орегона удалось довести развитие эмбриона до этапа зародышевого пузырька

В ходе нынешнего исследования команда ученых университета здоровья и науки штата Орегон сумела довести развитие эмбриона до этапа зародышевого пузырька (примерно 150 клеток). Этого достаточно, чтобы получить стволовые клетки.

Руководитель исследовательской группы доктор Шухрат Миталипов заявил: «Тщательный анализ стволовых клеток, полученных с помощью этой технологии, показал их способность превращаться в разные виды клеток, в том числе нервные клетки, клетки печени и клетки сердца.»

«И хотя предстоит еще немало работы для создания безопасного и эффективного процесса лечения стволовыми клетками, мы уверены, что нами сделан значительный шаг в создании клеток, которые могут использоваться в регенеративной медицине», — добавил он.

«Выглядит правдоподобно»

Профессор регенеративной медицины в Университетском колледже Лондона Крис Мейсон сказал, что проведенное исследование выглядит правдоподобно. «Они сделали примерно то же, что и братья Райт (для самолетостроения). Они взяли на вооружение все лучшее, что было сделано ранее другими группами исследователей, и свели все воедино», — сказал Мейсен.

Исследования в области стволовых клеток, получаемых из эмбрионов, поднимают вопрос об этичности подобных научных работ. Также существует проблема недостатка донорских яйцеклеток.

Новая технология также предусматривает использование клеток кожи, но преобразует их с помощью белков в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки.

Критики нового метода считают, что все эмбрионы, будь они искусственные или натуральные, могут развиться в полноценного человека, поэтому проводить с ними эксперименты аморально. Они считают, что необходимо получать стволовые клетки из тканей взрослых людей.

Но сторонники нового метода уверяют, что эмбрионы, полученные с его помощью, никогда не смогут развиться в полноценного человека.

Новый метод получения стволовых клеток обостряет предвыборную борьбу в США

Американские ученые разработали новый метод получения эмбриональных стволовых клеток, позволяющий сохранить жизнь зародыша. Они надеются, что работа с колониями таких стволовых клеток может финансироваться из федеральных средств.

Согласно ныне действующему законодательству, исследования на эмбриональных стволовых клетках не подлежат федеральному финансированию, если при их получении был погублен человеческий эмбрион.

Согласно новым исследованиям, результаты которых опубликованы в журнале Nature, эмбриональные стволовые клетки можно получать из человеческого зародыша на ранней стадии его развития способом, аналогичным биопсии. Затем, с помощью особой стимуляции, клетки можно побудить к многократному делению, в результате чего получается целая колония.

Исследования на эмбриональных стволовых клетках считаются одним из самых перспективных направлений современной медицины. Из них можно получать многие специализированные клетки различных тканей человеческого организма, и они в меньшей степени подвержены эффекту отторжения.

Полагают, что применение стволовых клеток даст возможность эффективно лечить такие заболевания, как болезни Альцгеймера и Паркинсона и другие серьезные физиологические расстройства, а также облегчить пересадку органов.

«Возможность выйти из политического тупика»

«Я надеюсь, что это даст возможность выйти из политического тупика и позволит ученым продвигаться вперед», — заявил руководитель исследовательской группы Роберт Ланза из компании Advanced Cell Technology в Вустере, штат Массачусетс.

Исследования на эмбриональных стволовых клетках почти наверняка будут одной из центральных проблем на выборах в Сенат и Палату представителей, которые пройдут в США в первых числах ноября. Некоторые ученые надеются, что президент Буш, один из главных противников таких исследований в тех случаях, когда они приводят к гибели зародыша, теперь снимет свои возражения.

В июле Буш наложил президентское вето, первое за все время своего пребывания в Белом Доме, на законопроект, который допустил бы в некоторых случаях финансирование таких исследований из федерального бюджета.

Однако представитель Белого Дома Эмили Лоримор дала понять, что возражения со стороны президента пока не преодолены, хотя и отозвалась положительно о попытках ученых избежать уничтожения эмбрионов.

Опасения не рассеяны

«Любое использование человеческих эмбрионов в целях исследования создает серьезные нравственные проблемы», — заявила Лоримор. – «Данный метод не рассеивает этих опасений».

Новый метод, применяемый на эмбрионах, которым исполнилось два дня, аналогичен анализу, которому многие беременные женщины подвергаются на предмет раннего обнаружения синдрома Дауна у плода. Некоторые считают такой анализ неэтичным, поскольку в случае положительного диагностирования он обычно приводит к уничтожению эмбриона.

Доктор Джеймс Бэтти, глава комиссии по исследованиям стволовых клеток при Национальных институтах здоровья (NIH – федеральное ведомство) заявил, что пока остается неясным, насколько новый метод совместим с действующим законодательством, поскольку извлечение клетки в любом случае чревато известным риском для зародыша.

Президент Буш дал разрешение на федеральное финансирование исследований, проводимых на колониях стволовых клеток, основанных до 9 августа 2001 года. Однако ученые практически единодушно считают, что для эффективных исследований этих колоний недостаточно.

Республиканцы возражают

Этот закон не затрагивает исследований на частные средства, в том числе тех, которые ведутся в Advanced Cell Technology.

Возражения против нового метода сразу же выдвинули республиканцы в Конгрессе, выступавшие против закона, на который наложил вето Буш. Они утверждают, что этот метод создает близнеца существующего зародыша, которого тут же убивают.

Демократы и другие сторонники исследований на эмбриональных стволовых клетках обвиняют президента и его сторонников в том, что они тормозят прогресс науки и ставят на карту тысячи человеческих жизней.

Судя по всему, до ноябрьских выборов этот спор будет только накаляться.

Стволовые клетки: благо или угроза?

Авторитетный научный журнал PLOS Medicine, опубликовал статью израильских ученых, которая вызвала довольно резкую реакцию во всем мире, но, в первую очередь, в России. Комментаторы статьи связали лечение стволовыми клетками, полученное израильским мальчиком в Москве, и последующее образование опухоли. Но в статье как раз это и не утверждается. Выводы израильских ученых гораздо более осторожны.

Израильский мальчик, страдающий редкой наследственной болезнью Атаксия-телеангиэктазия (Ataxia-telangiectasia (AT)), которому сейчас 17 лет, в 2001, 2002 и 2004 годах получал лечение с помощью стволовых клеток в Москве. Атаксия-телеангиэктазия редкое наследственное заболевание, оно приводит к нарушениям деятельности мозжечка, ослаблению иммунитета и характеризуется склонностью к образованию опухолей.

Радио Свобода попросило доктора биологических наук, старшего научного сотрудника Палеонтологического института РАН Елену Наймарк прокомментировать статью израильских ученых:

«Лечение мальчика с 7-ми лет проводилось в израильской клинике, затем родители трижды отвозили сына в Москву, где ему в возрасте 9, 10, 12 лет сделали инъекции эмбриональных нервных клеток. Через два года, когда мальчику было 14 лет, при томографическом исследовании у него обнаружили опухоли в спинном и головном мозге. Опухоль в спинном мозге удалили, а ткани отправили на гистологическое исследование. Ученые считают, что опухоль доброкачественная, но в ходе анализа генов клеток опухоли обнаружился ее химерный характер, то есть опухоль составили не только клетки пациента, но и клетки по крайней мере двух разных доноров, у которых брали клетки при лечении стволовыми клетками.

Авторы статьи подчеркивают, что это первый случай точно доказанного образования опухоли из клеток донора при трансплантации нервных клеток. Однако авторы статьи не утверждают, что именно трансплантация вызвала развитие опухоли. Они отмечают, что болезнь, которой страдает их пациент, часто сопровождается появлением опухолей в спинном и головном мозге. Другое дело, что в данном случае трансплантация могла так или иначе способствовать этому процессу.

В заключении авторы статьи в PLOS подчеркивают, что «наше исследование не предполагает запрещения работ, связанных с лечением стволовыми клетками. Оно, однако, настоятельно рекомендует проведение широких исследований биологических основ эмбриональной терапии, глубокого и детального доклинического анализа в каждом случае, в особенности в отношении безопасности пациента. Это должно максимизировать пользу и минимизировать риски»».

В последние месяцы полемика вокруг лечения стволовыми клетками резко обострилась: президент Обама снял все ограничения на государственное финансирование исследований эмбриональных стволовых клеток в США. Но не все с этим согласны – одним из противников таких исследований является бывший президент США Джордж Буш. Против любых исследований в области эмбриональных стволовых клеток и клонирования выступает Католическая церковь.

В то же время исследования продолжаются: летом 2009 года американская компания Geron начинает курс лечения парализованных пациентов стволовыми клетками.

В России нет никаких законодательных ограничений на работы с эмбриональными стволовыми клетками с целью терапевтического клонирования, но запрещено так называемое репродуктивное клонирование, то есть нельзя пытаться вырастить клон человека. В тоже время Международное общество по исследованию стволовых клеток (ISSCR) выразило беспокойство тем, что многие клиники активно предлагают лечение стволовыми клетками. ISSCR напоминает, что единственная законная ситуация, в которой вам могут предложить лечение стволовыми клетками – это участие в клинических испытаниях. Но прежде чем принять такое предложение нужно выяснить имеет ли клиника разрешение на проведение испытаний, выданное Росздравнадзором.

Статья израильских медиков оказалась в центре полемики о допустимости лечения стволовыми клетками. Она вольно или невольно поддерживает противников лечения стволовыми клетками, в частности тем, что вызывает настороженность у пациентов.

Полностью со статьей можно познакомиться здесь: Donor-Derived Brain Tumor Following Neural Stem Cell Transplantation in an Ataxia Telangiectasia Patient.

Некоторые актуальные проблемы клинических исследований стволовых клеток | Акопян

Впервые концепция стволовых клеток (СК) была предложена русским учёным Александром Макси­мовым в 1908 г. Современная официальная исто­рия использования СК в качестве терапевтического средства в клинической практике началась в 1968 г., когда группой учёных под руководством Роберта Гудда была проведена трансплантация СК ребёнку с тяжёлым врождённым комбинированным иммуно­дефицитом (Good R., 1987 г.). В 1969 году Томас Е. Д. произвёл первую пересадку костного мозга больно­му лейкемией, за что впоследствии, в 1990 г. , вместе с Дж. Мюрреем, одним из первых успешно переса­дившим в 1954 г. донорскую аллогенную почку, был удостоен Нобелевской премии в области медицины (Buckner et al., 1970 г.). В 70-х годах XX века советски­ми учёными Фриденштейном А. Я. и Чертковым И. Л. закладываются основы науки о стволовых клетках костного мозга (Friedenstein et al., 1968 г.), их рабо­ты затем широко цитировались в мировой научной литературе. В 80-х годах XX века получают распро­странение операции по трансплантации разных ти­пов стволовых клеток, включая фетальные СК и СК взрослого организма, полученных из костного мозга и периферической крови. Прорыв в области исследо­ваний стволовых клеток произошёл в 1998 г., когда американским учёным Джеймсом Томсоном и Джо­ном Беккером удалось выделить человеческие эмбрио­нальные стволовые клетки (ЭСК) и получить первые линии этих клеток (Thomson et al, 1998 г.). Опублико­ванные в 1999 г. в журнале «Science» результаты экс­периментов были признаны третьим по важности событием в биологической науке XX века, после от­крытия двойной спирали ДНК и расшифровки генома человека. В настоящее время клиническое применение СК активно развивается, накапливаются данные о терапевтических свойствах СК. Терапия СК стала рутинным методом в гематологии (трансплантация костного мозга), получены обнадёживающие резуль­таты в кардиологии, хирургии (лечение трофических язв), андрологии (лечение мужского бесплодия и гипогонадизма пересадкой клеток Лейдига). Отмечено эффективное действие СК при заболеваниях мозга (Bjorklund, Lindvall, 2000 г.). Обнадёживающие резуль­таты по восстановлению сперматогенеза у млекопитающих были получены после трансплантации сперматогоний (Brinster R.L., Zimmermann J. W., 1994 г.).

В то же время появляются данные об осложне­ниях при трансплантациях, в том числе онкогенного характера, не утихают споры об этическом использо­вании СК, звучат мнения скептиков о слабой эффек­тивности современной регенеративной медицины. Однако даже скептики, как и общество в целом, как правило, возлагают большие надежды на возможно­сти регенеративной медицины в будущем, во многом из-за отсутствия других видимых альтернатив.

Разберём более подробно, что же такое стволовые клетки и их типы.

Термин «стволовая клетка» определяет отдель­ную клетку или группу клеток-предшественников, обладающих способностью к самообновлению и дифференцировке в специализированные ткани.

По происхождению стволовые клетки можно раз­делить на следующие типы (рис. 1):

1) Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК):

a) тотипотентные — это клетки эмбрио­нов и внезародышевых оболочек до имплантации (11 день после оплодотворения), способные диффе­ренцироваться в полноценный организм;

b) полипотентные клетки эмбриона с постимплантационного периода до 8-й недели включитель­но, способные дифференцироваться в целостный орган или тканевую структуру.

2) Фетальные стволовые клетки (ФСК): клет­ки, находящиеся в пуповинной крови, плаценте, спо­собные трансформироваться в разные типы клеток (мультипотентные клетки).

3) Клетки взрослого организма:

a) гемопоэтические стволовые клетки — находя­щиеся в кроветворных органах и крови, способные давать начало, в основном, различным росткам кро­ветворения;

b) мезенхимальные [стромалъные] стволовые клетки (МСК), находящиеся в костном мозге, обла­дающие способностью к дифференцировке в остео­бласты, сустеноциты, хондроциты, теноциты, адипоциты, миобласты, фибробласты;

c) стволовые клетки других тканей [регионарные] (кожи, сосудов, нервной ткани, яичек, яичников, про­статы и других) находятся в соответствующих тка­нях и дифференцируются в клетки этих тканей.

Рис. 1. Типы стволовых клеток

Помимо этого можно выделить подгруппу ЭСК, получаемых путём терапевтического клонирования. Для этого у пациента берут соматические клетки, из них удаляют ядра с генетической информацией. Затем берутся донорские яйцеклетки, из которых удаляется ядро и на его место вводится ядро клет­ки ткани пациента, несущее его наследственную ин­формацию. Показано, что в лабораторных условиях такая клетка будет делиться до стадии бластоцисты.

Самым важным свойством СК, определившим бурный рост исследовательских проектов с исполь­зованием СК, является плюрипотентность, то есть способность дифференцироваться и дать начало раз­личным типам клеток организма.

Основной принцип регенеративной медицины за­ключается в простой, но в то же время эффективной идее: доставить в место поломки дифференцирован­ных клеток новые — стволовые клетки, обладающие мультипотентными свойствами, что в результате по каким-то механизмам приведёт к восстановлению утраченной функции. При этом существует теория, подтверждённая экспериментальными данными, по которой внесённые в кровоток СК способны сами «находить» и локализоваться в месте повреждения. Схема лечения, чаще всего, выглядит следующим об­разом: мобилизируются аутологичные СК, например, из периферической крови или пунктата костного мозга после терапии колониестимулирующим фак­тором, затем данные клетки банкируются (помеща­ются в банк стволовых клеток). До этапа банкирования могут применяться технологии увеличения количества СК in vitro — экспансия СК. В банке СК осуществляется хранение клеток. Иногда клетки ис­пользуются сразу после мобилизации, минуя этап банкирования. Другой источник клеток для прове­дения курса лечения — аллогенные эмбриональные клетки из специализированных банков СК. Затем СК доставляются к поражённому органу.

В качестве примера такого подхода можно при­вести операцию, проведённую в Научном центре сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева, где 35-летнему пациенту с дилатационной кардиомиопатией была проведена реконструкция полости левого желудочка с помощью синтетической за­платы, совмещённая с имплантацией собственных стволовых клеток в миокард путём множественных инъекций. До вмешательства фракция выброса (со­отношение объёма крови, наполняющего левый же­лудочек сердца и изгоняемого из него) равнялась 1,7 % (нижняя граница нормы 50 %), пациент не вста­вал с постели, любая нагрузка приводила к возник­новению одышки. После операции объём левого же­лудочка пациента уменьшился на треть, а фракция выброса на следующий день возросла в два раза, что в целом существенно превосходило результаты изо­лированной реконструкции левого желудочка.

Более высокие клинические результаты лечения хронического простатита и андрогенной недоста­точности, ОАТ-синдрома (олигоастенотератозооспермии) были получены в Республиканском цен­тре репродукции человека и планирования семьи МЗ РФ в период 1997-2003 гг. при соответствующем использовании клеток Лейдига эмбрионального жи­вотного и человеческого происхождения, пересадки эмбриональных клеток предстательной железы, со­провождавшихся достоверным увеличением объёма гипоплазированных яичек и железистой ткани про­статы. Ни одного случая развития карциномы in situ за 5-летний период наблюдения после имплантации верифицировано не было, как и в предшествующих экспериментальных исследованиях на семенниках лабораторных белых мышей-самцов (линия валб-S), которым перевивались клеточные культуры семенников и головного мозга взрослой африканской зе­лёной мартышки, тестикул поросят.

Существует несколько теорий действия СК, их удобно рассмотреть на примере клеточной терапии болезни Паркинсона. Болезнь Паркинсона представ­ляет собой тяжёлое нейродегенеративное заболева­ние, механизм которого хорошо известен — он свя­зан с гибелью в «чёрной субстанции» мозга нейронов, продуцирующих нейромедиатор дофамин. В резуль­тате у больного развиваются специфические нару­шения двигательной активности, появляется тремор, неспособность контролировать движения. Одна тео­рия действия СК говорит о том, что внесённые при операции СК замещают погибшие нейроны, восста­навливая утраченные связи между нервными клетка­ми, что должно приводить к устранению симптомов заболевания. Другая говорит о том, что СК диффе­ренцируются в мозге и образуют новые межнейрон­ные связи и новые сети. Наконец третья теория постулирует, что СК сами не участвуют в образовании нейронных сетей, но способны в мозге вырабатывать специальные нейротрофические факторы, которые поддерживают жизнеспособность оставшихся в жи­вых нейронов. В этом случае трансплантат живёт лишь некоторое время, а затем привнесённые СК по­гибают. В пользу этой версии говорит тот факт, что многие трансплантации СК при болезни Паркинсона оказывали положительный, но непродолжительный по времени эффект, после чего состояние больного возвращается к прежнему уровню.

При использовании СК в терапии тяжёлых, пре­жде неизлечимых заболеваний человека, возника­ют определённые проблемы — научные, этические и юридические. Рассмотрим их более подробно.

Основные научные проблемы

Как уже отмечалось, механизмы, влияющие на эффективность трансплантируемых СК разных типов пока досконально не известны, в связи с этим последствия использования СК в терапевтических целях зачастую трудно предсказуемы. Известно, что на дифференцировку СК влияют многочисленные факторы, такие как механическое натяжение, объём и форма занимаемого пространства, электрические поля, трофические факторы и клеточное микроо­кружение. Обеспечить полное соответствие условий клеточной дифференцировки in vivo и in vitro, к со­жалению, пока невозможно. Совсем недавно учёные из университета Джона Хопкинса сделали заявление о том, что для определения пути развития СК, содер­жащихся в костном мозге, решающее значение имеют не молекулярные сигналы, а форма, которую клеткам приходится принимать, а также размер их личного пространства.

В апрельском выпуске «Developmental Cell» за 2004 г. исследователи написали, что МСК стано­вятся жировыми, если их заставить принять сфе­рическую форму, и костными — если дать им рас­тягиваться и принимать форму плоскую (McBeath et al, 2004 г.). По словам Кристофера Чена, одного из авторов открытия, «нас изначально интересовало, не оказывает ли форма клеток влияния на их диф­ференциацию в дальнейшем, ведь каждый тип кле­ток имеет форму, специфичную для своих функций. В результате оказалось, что не только оказывает, но и, более того, это влияние — решающее! Под его воздействием клетка начинает испускать сигналы, реагируя на которые клетка и становится жировой или костной».

Через неделю проведения эксперимента стало ясно, что около 45 % клеток, которые вынудили при­нять округлую форму, начали видоизменяться в на­правлении жировой ткани, а 50 % клеток, которые оказались растянутыми — в направлении ткани костной. По прошествии 4-ёх недель все клетки при­няли вид, продиктованный их формой. Этот пример показывает насколько трудно обеспечить прогнози­рованное и корректное развитие СК. Помимо этого, иногда, бывает сложно определить, что именно полу­чилось в процессе развития СК — полностью функ­циональная специализированная клетка ожидаемой ткани, или же, что бывает чаще, «промежуточная» клетка, несущая на своей поверхности несколько рецепторов, характерных для данного вида ткани, но не способная полностью заменить дефектные клетки.

Второй серьёзный вопрос, на который пока нет однозначного ответа, касается реакции полученных клеток на лекарственные вещества, используемые па­циентом. Эти вопросы поднимают серьёзную про­блему оценки качества образовавшихся в организме клеток.

В третьих, не меньшая проблема появляется при использовании клеток, полученных путём терапев­тического клонирования, поскольку весьма велик риск появления генетических мутаций при генно-инженерных манипуляциях. Гарантии безопасности биологического материала при генно-инженерных манипуляциях пока недостаточно проработаны. Признаётся, что использование ЭСК в терапевтиче­ских целях таит высокую опасность. Как показали экспериментальные данные, ЭСК обладают высоким туморогенным потенциалом, т. е. способностью к образованию опухолей. Как показано в экспериментах на лабораторных животных, ЭСК могут вызывать во взрослом организме образование тератокарцином (Blum, Benvenisty, 2009 г.). Поэтому широкое ис­пользование ЭСК в клинической практике по чисто биомедицинским причинам остаётся пока делом бу­дущего.

Ещё одной проблемой использования СК явля­ется иммунологическая несовместимость клеток, пересаживаемых реципиенту. Даже тщательный подбор донора и реципиента по антигенам главного комплекса гистосовместимости (HLA) и успехи иммуносупрессивной терапии не решают полностью эту проблему: вероятность иммунологического от­торжения по-прежнему достаточно велика. Показа­но, что МСК костного мозга после трансплантации оказывают системное иммуносупрессивное воздей­ствие (Ghannam et al., 2010 г.). Иммуносупрессивная функция МСК не зависит от HLA-совместимости после трансплантации. Иногда иммунологическая несовместимость оказывается не только проблемой, но и целью. В настоящее время ведутся исследова­ния по совместному применению гемопоэтических и МСК для коррекции иммунологического конфлик­та, возникающего в процессе лечения.

Проблема гистосовместимости решается при­менением собственных аутологичных стволовых клеток (аутологичные МСК). Главный их недоста­ток — это меньшая по сравнению с эмбриональными и фетальными клетками способность давать начало различным клеточным линиям, а также трудности выделения и хранения. Хотя в последнее время до­стигнуты определённые и существенные успехи в ра­боте с аутологичными МСК. Так, учёные из исследо­вательского Университета имени Скриппс в Ла-Йола (Калифорния), установили, что под действием осо­бого вещества — реверсина — клетки, относящие­ся к одному из уровней предшественников мышеч­ных волокон, могут превращаться в клетки с почти неограниченным потенциалом (Chen et al., 2004 г.). Учёные, которые опубликовали отчёт о своей рабо­те в «Journal of the American Chemical Society», пла­нируют более детально изучить механизм действия реверсина и усовершенствовать процесс индукции. Примеры обратной дифференцировки клеток были известны и раньше. Основная трудность состоит в управлении этим процессом. Предполагается, что во взрослом организме сохраняются небольшие по­пуляции СК, которые обладают способностью об­разовывать различные органы и ткани. Эта чрезвы­чайно высокая потентность СК получила название пластичность. В недавнем исследовании, опубли­кованном в «Biochemical and Biophysical Research Communications», исследователи выделили популя­цию СК из скелетных мышц и индуцировали их дифференцировку в нейрональном направлении in vitro.

Этические проблемы. Развитие технологий ис­пользования СК во многом затруднено из-за эти­ческих проблем, встающих перед обществом. При этической экспертизе любого исследования всегда оценивается соотношение риска/пользы, которому подвергается испытуемый. Основное правило, прин­цип биомедицинской этики заключается в том, что интересы пациента (индивида), наряду с интереса­ми общества и вида, превалируют над интересами науки.

Использование ЭСК и ФСК в регенеративной медицине имеет серьёзные этические препятствия. Эти клетки обладают наиболее высоким потенциа­лом к росту и дифференцировке, что с одной сторо­ны, может обеспечить наилучший терапевтический эффект, с другой — эти же свойства несут в себе опасность неконтролируемого роста. Доказано, что неконтролируемый рост ЭСК может приводить к се­рьёзным отрицательным последствиям — образова­нию опухолей и гибели организма.

Однако является ли этичным, моральным с обще­человеческой точки зрения само использование ЭСК и ФСК? Допустимо ли использовать биологический материал, источником которого может быть кровь из пупочного канатика, ткань зародыша или плода на различных стадиях его развития? Можно ли спе­циально создавать эмбрионы с целью получения СК, которые будут использоваться для лечения и выжи­вания взрослых людей?

Решение этой проблемы кроется в самом поня­тии «эмбрион». Всеобщая декларация прав человека ООН (1948 г.) людьми (человеком) считает «родивши­еся человеческие существа». Человек обретает права личности, становится носителем правосубъектности с момента рождения. Любой другой подход вступа­ет в противоречие с правами женщины. Дилемма в полной мере не разрешима, если считать женщину носителем полного объёма человеческой правосубъ­ектности (Акопян А. С., 2007 г.). Если рассматривать эмбрион как будущего человека, то как трактовать использование эмбриона в интересах других лиц? Если же эмбрион заведомо обречён на гибель, напри­мер, по праву матери на самостоятельное решение вопроса о материнстве, то каков его юридически-правовой статус? При проведении процедуры экс­тракорпорального оплодотворения (ЭКО) создаётся больше эмбрионов, чем имплантируется. Что делать с «лишними эмбрионами»? Насколько этично не использовать их для получения СК? Однозначного от­вета и согласия по этим вопросам в обществе нет, они всегда будут возникать при использовании ЭСК или ФСК.

Другое дело использование СК взрослого орга­низма — забор аллогенных, а ещё лучше аутологичных СК, которые не имеют никаких этических огра­ничений. В самом деле, если бы удалось разработать технологии получения эффективных и безопасных клеточных продуктов из жировой ткани, либо обоня­тельного эпителия, этические вопросы к СК были бы сняты. Однако на данном этапе гарантированно эф­фективных и безопасных продуктов на основе СК взрослого организма не существует.

Существует проблема анонимности доноров и реципиентов. Необходима ли полная аноним­ность или по обоюдному требованию всех участни­ков лечения информация может быть раскрыта? Практика ЭКО показывает предпочтительность соблюдения полной анонимности. А охрана и безо­пасность клеточных банков? При некоторых видах патологии возможен забор клеток пациента, кото­рые, возможно, впоследствии спасут ему жизнь. Как должен охраняться такой банк? Насколько воз­можны злоупотребления со стороны работников такого банка? Должен ли он быть исключительно государственным или возможно создание частных банков СК? Обсуждаются проблемы добровольного информированного согласия, как доноров так и по­лучателей клеток, конфиденциальности генетиче­ской информации.

Другой, важной проблемой медицинской этики является недобросовестная псевдонаучная рекла­ма использования СК. В последнее время появились объявления об омоложении, лечении почти всех бо­лезней с использованием СК в малоизвестных част­ных клиниках. Приводятся примеры известных политиков, артистов эстрады, театра и кино, спор­тсменов, якобы прошедших терапию СК. Случаи их заболеваний и преждевременной смерти часто на­прямую связываются с лечением СК без достаточ­ных на то оснований. Источник СК, используемых в этих клиниках, как правило, не известен. Следует помнить, что панацеи, к сожалению, не существу­ет, а каждый метод лечения имеет свои показания и противопоказания. В случае использования СК и показания, и противопоказания пока только раз­рабатываются.

Религиозные особенности. Многие религии крайне негативно относятся к любым опытам с эм­брионами, абортивным материалом. Однако при­верженцы этих религий имеют право отказаться от лечения с использованием данных технологий как по религиозным мотивам, так и без объяснения причин.

Фармакоэпидемиология. Поскольку СК исполь­зуются не так давно, ещё не было широкомасштабных эпидемиологических и экономических исследований в этой области. Терапия СК пока остаётся весьма до­рогостоящим видом лечения, эффективность и без­опасность, которого точно не докзана.

Региональные осо­бенности. Этические проблемы, возникающие при использовании СК, на сегодняшний день остаются весьма серьёзными. В результате в разных странах различаются и подходы к использованию СК. Зача­стую они непоследовательны, компромиссны, имеют тенденцию к размыванию скоропалительных эмоци­ональных запретов в пользу допуска ограниченного круга учреждений, организаций и исследовательских групп.

В США разрешено работать с уже существующи­ми линиями ЭСК. Президентский указ ввёл ограни­чения на работу с ЭСК, полученными позже 9 августа 2001 г. Только линии, полученные до этой даты, мо­гут быть использованы для федеральных фундамен­тальных исследований. Ситуация парадоксальная — раз уж клеточные линии имеются, то с ними надо работать, но пополнять нельзя. В то же время кле­точные линии невозможно содержать in vitro вечно. NIH (Национальный Институт Здоровья) утверж­дает, что около 70 различных линий соответствуют этому критерию. Письменное же указание NIH гово­рит об 11 линиях. Эти ограничения серьёзно мешают продвижению американской науки. По мнению Дэ­вида Т. Скаддена, директора Центра регенеративной медицины и технологии Массачусетской больницы: «Ощущение отставания распространяется по всем лабораториям страны. Чрезвычайно жаль, что мы можем лишь читать о том, что этого добились за рубежом,— заявил этот учёный — Мы обязатель­но должны иметь возможность использования данной технологии в Соединённых Штатах».

В то же время Управление по пищевым продук­там и лекарствам (FDA) США выступило инициа­тором разработки стандартов забора, обработки, хранения распространения и трансплантации гемопоэтических СК. Эти стандарты были разработаны в результате совместных усилий — Американской ассоциации банков крови (ААВВ), FDA и Фонда для аккредитации терапии гемопоэтическими клетками (FAHCT). В 2000 г. выпущено второе издание, оза­главленное Standards for Hematopoietic Progenitor Cell Services (Стандарты служб гемопоэтических клеток-предшественников [stem-cell]). Разработаны правила GTP (Good Tissue Practice), также регламентирующие процесс получения СК.

В европейских странах не выработано едино­го подхода к использованию СК. Законодательство в этой области варьирует от разрешения экспери­ментов с ЭСК для терапевтического клонирования клеток больного человека, создания банков ЭСК, создания и клонирования предимплантационных за­родышей (до 14-го дня развития) для изолирования линий ЭСК (Великобритания, Бельгия и Швеция) до запрещения получения ЭСК (Германия, Швей­цария). Во Франции разрешено работать с уже соз­данными линиями и получать новые линии с целью терапевтического клонирования органов и тканей больного человека. Хотя в Германии и Швейцарии закон запрещает получение ЭСК, но разрешает учё­ным работать с импортированными линиями ЭСК, а также с ЭСК животных и СК из тканей взрослого человека.

В Канаде запрещено получение ЭСК из ранних зародышей человека.

В Японии разрешены эксперименты с зародыша­ми, остающимися после процедуры искусственного оплодотворения. Закон позволяет клонировать предимплантационные зародыши для выделения ЭСК и создания банков клеток-дериватов ЭСК.

В Индии и Китае активно ведутся исследования как по получению линий ЭСК человека, так и вы­делению ЭСК из других биоисточников, например, межвидовых клеточных гибридов.

Практически повсеместно запрещено лишь ре­продуктивное клонирование, впрочем, без особых правовых оснований, за границами требуемого уровня безопасности по другим методам. Запрет положен на явление, которое ещё не состоялось. Сам по себе «превентивный» запрет является уни­кальным для законодательного регулирования биомедицинских технологий.

В России пока нет никаких законодательных огра­ничений на работы с ЭСК с целью терапевтического клонирования. Юридических норм, определяющих статус предимплантационных зародышей, не суще­ствует. В настоящее время в Российской Федерации действуют ФЗ «О трансплантации органов и (или) тканей человека», «О временном запрете на клони­рование человека», Приказ МЗ РФ № 67 от 26.02.03, определяющий практику искусственной фертилизации для лечения бесплодия. Приказом Минздрава РФ № 345 от 29 августа 2001 г. был создан экспертный совет по рассмотрению научных исследований в об­ласти развития клеточных технологий и внедрению их в практическое здравоохранение. Советом была разработана «Временная инструкция о порядке ис­следований в области клеточных технологий и их использования в учреждениях здравоохранения». Согласно этой инструкции «… применение эмбрио­нальных клеток человека должно ограничивать­ся экспериментальными моделями in vitro и in vivo на животных». Использование гемопоэтических СК разрешено, но разрешение на проведение III-ей фазы клинических исследований является прерога­тивой МЗ и CP РФ — его Экспертного совета и Ко­митета по этике. Причём для получения разрешения на расширенное клиническое испытание клеточной терапии необходимо представление в МЗ и CP РФ материалов клинической апробации метода. Кли­ническая апробация проходит, вероятнее всего, в рамках научно-исследовательской работы крупных научных учреждений на небольшом количестве па­циентов и одобряется Учёным советом учреждения и Этическим Комитетом. Практическое использова­ние новых клеточных технологий разрешается только в государственных учреждениях здравоохранения, имеющих разрешение Минздрава РФ, в соответствии с методами лечения заболеваний. Приказом Минз­драва РФ «О развитии клеточных технологий в РФ» от 25 июля 2003 г. № 325 утверждены, в том числе, Ин­струкция по выделению и хранению концентрата СК пуповинной/плацентарной крови человека и Поло­жение «О Банке стволовых клеток пуповинной/пла­центарной крови человека». 29.05.2002 г. на заседа­нии Президиума РАМН утверждена Отраслевая Программа «Новые клеточные технологии — меди­цине». В Программе составлен план фундаменталь­ных и прикладных исследований с использованием СК, определены головные исполнители.

Несмотря на всё это использование СК не полу­чило пока широкого признания. Для дальнейшего развития этой области медицины требуется:

1. совершенствование законодательной базы;
2. создание банков СК, оборудованных по прави­лам GTP;
3. обучение специалистов и совершенствование материальной базы клиник, поскольку надлежащее получение, сохранение и применение СК относится к числу весьма сложных технологических процессов;
4. разработка чётких показаний и противопока­заний для применения СК.

В заключение отметим, что использование СК, несмотря на имеющиеся сложности, признаётся боль­шинством специалистов одним из наиболее перспек­тивных направлений развития медицины XXI века.

В то же время существуют весьма серьёзные пробле­мы, ограничивающие использование СК, носящие более биомедицинский, нежели этический характер. Есть надежда, что эти проблемы окажутся лишь «бо­лезнями роста» использования СК в практической медицине, которые ранее коснулись и других мето­дов лечения, сегодня являющихся рутинными и ши­роко применяемыми в повседневной клинической практике. На наш взгляд, интенсивность этических дискуссий будет снижаться при достижении види­мых и явных результатов их использования у кон­кретных пациентов, ранее не имевших надежд на из­лечение методами, доминирующими в сегодняшней клинической практике.

1. . Акопян А. С. О временном запрете на клонирование человека . Есть ли смысл в продлении моратория//Проблемы репродукции, № 5, 2007 .

2. . Биомедицинская этика//Под ред . В . И . Покровского . М ., 1997 .

3. . Введение в биоэтику//Под ред . Б . Г . Юдина и П . Д . Тищенко . М .: Прогресс-Традиция, 1998 .

4. . Временная инструкция о порядке исследований в области клеточных технологий и их использования в учреждениях здравоохранения, разработана Экспертным Советом Минздрава России (18 .04 .2002) .

5. . Клинический проектный менеджмент . Учебное пособие . Под редакцией А . И . Вялкова, Ю . Б . Белоусова, Д . Ю . Белоусова . «Издательский дом-Геотар» . М-2003 г .

6. . Лопухин Ю. М. Этико-правовые основы проблемы стволовых клеток и «терапевтического клонирования»//Медицинская кафедра, № 2, 2002 г .

7. . Мальцев В. И., Белоусов Д. Ю., Ефимцева Т. Этическая оценка методик проведения исследований . «Еженедельник АПТЕКА», № 34 (305) от 03 .09 .2001 г ., Киев .

8. . Мальцев В. И., Белоусов Д. Ю., Ефимцева Т. К. Обзор биомедицинских исследований и исследований поведения человека . «Еженедельник АПТЕКА», № 36 (307) от 17 .09 .2001 г ., Киев .

9. . Мальцев В. И., Белоусов Д. Ю., Ефимцева Т. К. Основные принципы этической оценки исследований на людях . «Еженедельник АПТЕКА», № (304) от 27 .08 .2001 г ., Киев .

10. . Медведева Т. Г., Незнанов Н. Г., Ботина А. В., Белоусов Д. Ю. «Этические аспекты проведения клинических исследований на женщинах репродуктивного возраста» . Доклад на I-м Пленуме Российского общества клинических исследователей: «Клинические исследования в новом тысячелетии: новый взгляд на научные исследования на людях» . Х Конгресс «Человек и лекарство», 9 апреля 2003 г .

11. . О порядке испытания новых медицинских средств и методов, могущих представить опасность для здоровья и жизни больных — Постановление бюро ученого медицинского совета от 23 апреля 1936 года//Сборник Постановлений . — Наркомздрав РСФСР . — Учёный Медицинский Совет . — М . изд . УМС — № 1–4 — стр . 37–38 .

12. . Островская И. В. Медицинская этика: Сборник документов . — М .: АНМИ . — 2001:241 .

13. . Отраслевая Программа «Новые клеточные технологии — медицине» Утверждена 29 .05 .2002 на заседании президиума РАМН .

14. . Планирование и проведение клинических исследований лекарственных средств//Под ред . Ю . Б . Белоусова . М ., 2000 г .

15. . Постановление Правительства Российской Федерации от 11 августа 2003 г . № 485 «О перечне социальных показаний для искусственного прерывания беременности» .

16. . Приказ МЗ РФ № 325 от 25 июля 2003 г . «О развитии клеточных технологий в Российской Федерации» .

17. . Приказ МЗ РФ № 67 от 26 .02 .2003 г . «О применении вспомогательных репродуктивных технологий ВРТ в терапии женского и мужского бесплодия» .

18. . Приказ Минздрава РФ № 345 от 29 августа 2001 г . «О создании экспертного совета по рассмотрению научных исследований в области развития клеточных технологий и внедрению их в практическое здравоохранение» .

19. . Приказ министерства здравоохранения Российской Федерации от 14 октября 2003 г . № 484 «Об утверждении инструкций о порядке разрешения искусственного прерывания беременности в поздние сроки по социальным показаниям и проведения операции искусственного прерывания беременности» .

20. . Федеральный Закон «О временном запрете на клонирование человека» от 19 .04 .2002 г .

21. . Федеральный Закон от 5 июля 1996 г . № 86-ФЗ «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности» (с изменениями от 12 июля 2000 г .) .

22. . Федеральный Закон РФ от 22 .12 .1992 г . № 4180–1 «О трансплантации органов и (или) тканей человека» .

23. . Харрис Д. Стволовые клетки и воспроизводство//Человек, № 5, 2003 г .

24. . Этическая экспертиза биомедицинских исследований . Практические рекомендации . Под общей редакцией член-корр . РАМН, проф . Ю . Б . Белоусова, академика НАН РК, проф . Р . С . Кузденбаевой, проф . М . Р . Рысулы . Второе издание (дополненное) . Россия, Москва, Казахстан, Алматы, 2008 г .

25. . Björklund A, Lindvall O. Cell replacement therapies for central nervous system disorders .//Nat Neurosci . 2000 . 3 (6):537–44 .

26. . Blum B., Benvenisty N. The tumorigenicity of diploid and aneuploid human pluripotent stem cells .//Cell Cycle . 2009 . 8 (23):3822–30 .

27. . Brinster R. L., Zimmermann J. W. Spermatogenesis following mail germ-cell transplantation .//Proc . Natl . Acad . Sci . USA . 1994 . Vol . 91, pp . 11298–11302

28. . Buckner C. D., Epstein R. B., Rudolph R. H., Clift R. A., Storb R., Thomas E. D. Allogeneic marrow engraftment following whole body irradiation in a patient with leukemia . 1970 .//J Hematother Stem Cell Res . 2001 . 10 (2):201–8 .

29. . Chen S., Zhang Q., Wu X., Schultz P. G., Ding S. Dedifferentiation of lineage-committed cells by a small molecule .//J Am Chem Soc . 2004 . 126 (2):410–1 .

30. . Friedenstein A. J., Petrakova K. V., Kurolesova A. I., Frolova G. P. Heterotopic of bone marrow . Analysis of precursor cells for osteogenic and hematopoietic tissues .//Transplantation . 1968 . 6 (2):230–47 .

31. . Ghannam S., Bouffi C., Djouad F., Jorgensen C., Noël D. Immunosuppression by mesenchymal stem cells: mechanisms and clinical applications .//Stem Cell Res Ther . 2010 . 1 (1):2 .

32. . Good R. A. Bone marrow transplantation for immunodeficiency diseases .//Am J Med Sci . 1987 . 294 (2):68–74 .

33. . McBeath R., Pirone D. M., Nelson C. M., Bhadriraju K., Chen C. S. Cell shape, cytoskeletal tension, and RhoA regulate stem cell lineage commitment .//Dev Cell . 2004 . 6 (4):483–95 .

34. . Thomson J. A., Itskovitz-Eldor J., Shapiro S. S., Waknitz M. A., Swiergiel J. J., Marshall V. S., Jones J. M. Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts .//Science . 1998 . 282 (5391):1145–7 .

Как человеческие эмбриональные стволовые клетки произвели революцию

Нервные розетки, полученные из эмбриональных стволовых клеток человека, собираются в сферы в культуре Фото: Гист Крофт / Али Бриванлу / Университет Рокфеллера

Дитер Эгли собирался поступить в аспирантуру в 1998 году, когда исследователи впервые разработали способ получения эмбриональных стволовых клеток человека. За прошедшие два десятилетия плодовитые клетки были неотъемлемой частью его карьеры. Биолог, который сейчас работает в Колумбийском университете в Нью-Йорке, использовал их, чтобы изучить, как ДНК взрослых клеток можно перепрограммировать в эмбриональное состояние, а также для решения вопросов о развитии и лечении диабета.Он даже помог разработать совершенно новую форму человеческих эмбриональных стволовых клеток, которая могла бы упростить изучение того, что делают разные человеческие гены ¹ .

Его обширное исследование сделало его лидером в области биологии эмбриональных стволовых клеток, области, которой мешает ограниченное финансирование и энтузиазм по поводу конкурирующих технологий, которые не несут такой же этический багаж. Тем не менее, многие говорят, что человеческие эмбриональные стволовые клетки сейчас более актуальны, чем когда-либо. «Я очень взволнован эмбриональными стволовыми клетками», — говорит Эгли.«Они приведут к беспрецедентным открытиям, которые изменят жизнь. Я не сомневаюсь в этом ».

Эмбриональные стволовые (ES) клетки предоставляют не имеющую аналогов информацию о раннем развитии. Подобно астрономам, обращающимся к Большому взрыву в поисках фундаментального понимания Вселенной, биологи исследуют молекулы внутри этих замечательных сущностей в поисках ключей к разгадке того, как одна исходная клетка превращается в триллионы с головокружительным набором форм и функций. Ученые научились превращать клетки в десятки типов зрелых клеток, представляющих различные ткани и органы тела.Они используются для тестирования лекарств, для моделирования болезни и, все чаще, в качестве лекарств, вводимых в организм. Начиная с попытки восстановить травмы спинного мозга в 2010 году, было проведено более десятка клинических испытаний клеток, созданных из ES-клеток, — среди прочего, для лечения болезни Паркинсона и диабета. Первые результаты показывают, что некоторые подходы работают: долгожданный отчет на этой неделе показывает улучшение зрения у двух людей с возрастной дегенерацией желтого пятна, заболеванием, которое нарушает остроту зрения ² .

«В некотором смысле это не удивительно, потому что 20 лет назад мы этого ожидали, — говорит Эгли, — но я все еще удивлен, что это обещание становится реальностью».

Предполагаемое начало

В 1981 году исследователям удалось культивировать стволовые клетки из эмбрионов мыши. Вскоре они осознали исследовательский потенциал этих интригующих сущностей, которые могут как воспроизводить себя, так и быть подталкиваемыми к превращению в любой из более чем 200 типов клеток в организме ^{3 , 4} .Но выполнить этот трюк на приматах было непросто. Биологу Джеймсу Томсону из Университета Висконсин-Мэдисон потребовалось 14 лет, чтобы добиться этого на обезьянах ⁵ . Три года спустя, используя донорские эмбрионы, которые не использовались в лечении бесплодия, Томсон нанес еще один удар, создав первую в мире линию ES-клеток человека ⁶ .

Это открытие вызвало этическую бурю. Критики, в основном из религиозных кругов, утверждали, что эмбрионы составляют человеческие существа, и хотели предотвратить любые исследования, связанные с их уничтожением.В 2001 году президент США Джордж Буш ограничил государственное финансирование исследований всего нескольких существующих линий ES-клеток. Решение фактически вынудило тех, кто намеревался проводить исследования в Соединенных Штатах, искать частное или государственное финансирование и часто создавать дублирующие лаборатории — одну для исследований ES-клеток, а другую для работы, финансируемой федеральным правительством США. В других странах, в том числе в Германии и Италии, создание ячеек было вообще запрещено.

Тем не менее, исследования продолжались там, где это было возможно.Исследователи из Австралии, Сингапура, Израиля, Канады и США, среди прочих, вскоре сообщили, что они преобразовали эмбриональные стволовые клетки в нейроны, иммунные клетки и клетки бьющегося сердца ⁷ .

Исследователи также обсудили планы получения стволовых клеток из эмбрионов, полученных с помощью процесса, называемого переносом ядра соматической клетки — того же метода, который использовался для создания клонированных животных, таких как овца Долли, — при котором ядро ​​взрослой донорской клетки переносится в человеческое яйцо, ядро ​​которого удалено.Обоснованием этого «терапевтического клонирования» было обеспечение безграничного источника динамических клеток с той же ДНК, что и донор клеток. Они заговорили об изучении сложных генетических заболеваний «в тарелке» и замене вышедших из строя органов и тканей так же, как механики заменяют детали автомобилей. Было несколько фальстартов, особенно в 2005 году, когда исследователи обнаружили, что южнокорейский ученый У Сок Хван обманным путем утверждал, что таким образом выделил стволовые клетки. Но к 2013 году группе под руководством Шухрата Миталипова, исследователя стволовых клеток из Орегонского университета здравоохранения и науки в Портленде, наконец удалось преуспеть в работе ⁸ .

Однако в течение первых 15 лет большая часть исследований ES-клеток была сосредоточена на использовании клеток для понимания плюрипотентности — удивительной способности превращаться в любой тип клетки. Постепенно ученые собирали воедино молекулярные пути, которые сделали это возможным. «Мы узнали плюрипотентность от ES-клеток», — говорит Миталипов.

Такое исследование способствовало, пожалуй, самой большой инновации в регенеративной медицине и биологическим исследованиям в 2000-х: открытию индуцированных плюрипотентных стволовых (iPS) клеток.В 2006 году биолог по стволовым клеткам Синья Яманака из японского Киотского университета разработал, как вернуть взрослые мышиные клетки в эмбриональное состояние, используя всего четыре генетических фактора ⁹ . В следующем году он и Томсон достигли того же результата на человеческих клетках ^{10 , 11} . Теоретически этот процесс предлагает те же потенциальные выгоды, что и терапевтическое клонирование — неограниченный запас плюрипотентных клеток, генетически сопоставленных с пациентом, — но без этических затруднений.

Многие предсказывали, что iPS-клетки скоро вытеснят эмбриональные стволовые клетки в исследовательском пространстве, но этого не произошло. Количество публикаций по ES-клеткам быстро росло после 2006 года и остается на прежнем уровне — около 2000 в год с 2012 года. Частично это связано с тем, что ES-клетки были золотым стандартом, с которым исследователи могли сравнивать iPS-клетки. И даже сегодня есть некоторые, кто сомневается в безопасности использования iPS-ячеек. Чжоу Ци, биолог стволовых клеток из Института зоологии Китайской академии наук в Пекине, говорит, что опасения, что iPS-клетки могут вызывать опухоли, вдохновили его на использование ES-клеток в более чем дюжине клинических испытаний, которые он проводит.

Большая часть исследований ES-клеток была направлена ​​на облегчение работы с ними. Получение их изначально было сложным процессом: извлечение одного из культуры и выращивание в новой популяции работало менее чем в 1% случаев. Горстка достижений изменила это. В 2007 году, например, Йошики Сасай из Центра биологии развития RIKEN в Кобе, Япония, обнаружил молекулу, названную ингибитором ROCK ¹² , которая может препятствовать гибели ES-клеток, когда они были удалены из колоний, в которых они процветали. .Шанс создания новых колоний достиг 27%. «Это коренным образом изменило то, что вы могли делать», — говорит клеточный биолог Малин Пармар из Лундского университета в Швеции. Пармар, который использует ES-клетки для получения нейронов для клинических испытаний болезни Паркинсона, говорит, что такие технические достижения открыли «новый золотой век» для исследований ES-клеток.

Ячейки теперь можно производить быстро, надежно и бесконечно долго. И все же они каким-то образом избегают превращения в рак, как некоторые опасались. «Мы до сих пор не знаем, почему и как» они поддерживают это равновесие, — говорит Хиромицу Накаучи, биолог по стволовым клеткам из Токийского университета, который пытается получить неограниченные запасы тромбоцитов из ES- и iPS-клеток.

Время разнообразить

Исследователи также пытаются выращивать органы. При наличии правильных сигнальных молекул и трехмерной среды ES-клетки организуются в сложные ткани, известные как органоиды, даже в чашке. Эта способность важна для таких исследователей, как Джеймс Уэллс из детской больницы Цинциннати в Огайо, который разрабатывает органоиды кишечника для тестирования лекарств и, возможно, в один прекрасный день для трансплантации.

Новые источники ES-клеток представили другие инструменты исследования генетических заболеваний.Например, в 2004 году врачи из Чикаго начали создавать линии ES-клеток из эмбрионов, созданных в результате оплодотворения in vitro и , у которых был обнаружен генетический дефект, и поэтому они были отклонены для лечения бесплодия. Это позволило команде создать клеточные модели талассемии, болезни Хантингтона, синдрома Марфана, мышечной дистрофии и других генетических состояний ¹³ . В 2007 году исследователи использовали ES-клетки для определения молекулярных изменений, которые приводят к когнитивным нарушениям, наблюдаемым в наследственном состоянии, известном как синдром ломкой Х-хромосомы ¹⁴ .

Исследователи говорят, что iPS-клетки обещают даже больше для исследований «болезнь в тарелке», а именно способность выращивать стволовые клетки у любого живого человека с подозрением на генетическое заболевание. Но многие исследователи все еще видят большой потенциал для ES-клеток в этой области. Некоторые условия вызывают повреждение взрослых клеток, что делает любые полученные из них iPS-клетки неинформативными. И ES-клетки по-прежнему играют вспомогательную роль.

В 2008 году, например, Кевин Эгган из Гарвардского университета в Кембридже, штат Массачусетс, произвел клеточные линии iPS от людей с нейродегенеративным заболеванием боковым амиотрофическим склерозом (БАС).Из предыдущей работы с ES-клетками Эгган знал, как заставить плюрипотентные клетки стать двигательными нейронами, клетками мозга, пораженными болезнью. Когда он проделал то же самое с iPS-клетками, полученными от пациентов, он смог быстро сравнить два типа клеток. Клетки пациентов срабатывают намного больше, чем их аналоги от людей, не страдающих заболеванием ¹⁵ . «Мы использовали всю работу, которую мы проделали с ES-клетками, чтобы понять двигательные нейроны», — говорит Эгган. Теперь противосудорожное лекарство, которое успокаивает iPS-клетки, полученные от пациентов, тестируется на людях.Результаты ожидаются в ближайшие два месяца.

Эгли и Ниссим Бенвенисти из Еврейского университета в Иерусалиме опровергли давние представления о биологии человека, когда они вывели линии ES-клеток с половиной нормального числа хромосом ¹ . В настоящее время исследователи начинают использовать инструменты редактирования генов этих «гаплоидных» ES-клеток, чтобы понять, как гены функционируют в процессе развития. По словам Эгли, поскольку у них есть только один набор генов, о котором нужно беспокоиться, клетки могут дать гораздо более простые результаты.

Не все успехи в исследованиях болезней с использованием ES-клеток происходили гладко. Дугласу Мелтону из Гарвардского института стволовых клеток в Кембридже потребовалось 15 лет, чтобы превратить ES-клетки в функциональные β-клетки — клетки поджелудочной железы, которые могут воспринимать глюкозу и производить инсулин. Тогда он не смог найти никакой разницы между клетками поджелудочной железы, полученными из нормальных ES-клеток, и iPS-клетками людей с диабетом 1 или 2 типа. «Мы знаем, что существует генетическая предрасположенность, но это не значит, что вы можете увидеть ее in vitro и », — говорит он.

Возрождение клеток

У Мелтона все еще есть планы относительно β-клеток, которые он сделал из ES-клеток. Он надеется пересадить их людям с диабетом 1 типа, чтобы положить конец или, по крайней мере, уменьшить их зависимость от инъекций инсулина. Последним препятствием в работе является введение клеток так, чтобы они не были разрушены иммунной системой. Semma Therapeutics, компания, основанная Мелтоном в Кембридже, стремится сделать это, заключая клетки в мешочек, который позволял бы поступать питательным веществам и выводить инсулин, но блокировал бы доступ к иммунным клеткам.Он рассчитывает начать клинические испытания в течение трех лет. Компания ViaCyte из Сан-Диего, штат Калифорния, приостановила регистрацию на клиническое испытание, начатое в 2014 году, с целью модернизации своей технологии инкапсуляции. В прошлом году было начато отдельное клиническое испытание с использованием модифицированного механизма доставки. И другие компании, такие как Novo Nordisk в Дании, запускают программы лечения диабета с использованием клеток, полученных из ES-клеток.

В клинической сфере многие предполагали, что iPS-клетки в конечном итоге победят ES-клетки.Одним из потенциальных преимуществ является то, что они могут производить клетки и ткани с той же ДНК, что и пациент, и, таким образом, не вызывать иммунную реакцию при трансплантации. Но для большинства генетических заболеваний, включая диабет 1 типа, iPS-клетки, созданные пациентом, будут содержать мутацию, вызывающую проблему, и эти клетки должны быть модифицированы, чтобы дать какой-либо терапевтический эффект.

Тогда есть вопрос стоимости. По словам Джин Лоринг, биолога по стволовым клеткам из Исследовательского института Скриппса в Ла-Хойя, Калифорния, подготовка одной линии iPS-клеток для клинического использования обойдется примерно в 1 миллион долларов США.В настоящее время это недопустимо, если целью является использование собственных клеток пациента, но Лоринг ожидает, что цена снизится, и работает над разработкой iPS-клеток в качестве средства лечения болезни Паркинсона.

На данный момент исследователи начали только одно испытание на людях с использованием клеток, полученных из iPS-клеток. Под руководством офтальмолога Масайо Такахаши из Центра биологии развития RIKEN он направлен на лечение дегенерации желтого пятна, но был остановлен в 2014 году, когда исследователи решили упростить процедуру и использовать стволовые клетки, полученные от доноров, а не от пациентов.Он возобновился в 2017 году, но столкнулся с другим препятствием в январе, когда в глазу участника образовалась мембрана, которую пришлось удалить хирургическим путем.

Дегенерация желтого пятна была популярной мишенью для лечения ES-клетками. Было проведено не менее шести клинических испытаний в США, Великобритании, Южной Корее, Китае и Израиле. 19 марта исследователи во главе с офтальмологом Питом Коффи, директором Лондонского проекта по лечению слепоты и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, сообщили о результатах исследования по имплантации участка клеток, сделанных из ES-клеток, в поврежденные сетчатки двух человек. физические лица ² .Через год после процедуры участники вернули способность читать, хотя и медленно.

Алан Марморштейн, офтальмолог из клиники Майо в Рочестере, штат Миннесота, называет это «большим шагом вперед» в этой области. «Это первый убедительный показатель эффективности у людей, и он, безусловно, поддерживает дальнейшие исследования в других частях тела», — говорит он. Коффи говорит, что открытия наконец-то достигаются, потому что ученые сейчас работают над тем, как лучше всего поместить клетки в людей. «Десять лет назад мы думали:« Вам просто нужно было вставить клетки, и они будут знать, что делать ».Это неправда — их нужно как-то контролировать ». Многие в области стволовых клеток делают ставку на то, что следующий крупный клинический прорыв в области ES-клеток произойдет при болезни Паркинсона. Расстройство вызвано потерей нейромедиатора дофамина, и полдюжины компаний и клиник готовятся использовать ES-клетки или iPS-клетки для замены нейронов, продуцирующих дофамин.

Один из важнейших вопросов заключается в том, насколько далеко плюрипотентные клетки должны быть продвинуты по пути к зрелости перед их трансплантацией.Австралийское испытание, начатое в 2016 году, и китайское испытание, начатое в 2017 году, использовали незрелые нейронные клетки-предшественники, которые не производят дофамин. Исследователи говорят, что незрелость клеток поможет им пережить трансплантацию и интегрироваться в мозг нового хозяина. Но лидеры группы испытаний ES- и iPS-клеток, известной под общим названием GForce-PD, говорят, что более зрелые клетки, которые они используют, более надежно превращаются в желаемый тип клеток, продуцирующих дофамин, и с меньшей вероятностью вырастут из-под контроля.

Путь к обещанию

Исследованиям ES-клеток еще есть куда расти, если им удастся преодолеть некоторые препятствия. Одна большая проблема заключается в том, что многие типы клеток сложно производить. По оценкам Мелтона, только около десяти типов клеток, созданных на данный момент, являются действительно функциональными эквивалентами нормальных клеток человека. Ожидается, что в обозримом будущем некоторые из них, имеющие наиболее широкое применение, такие как яйца и сперма, останутся проблемой.

Эта область также сталкивается с неопределенностью в отношении финансирования.Ученые часто слышат слухи о том, что президент США Дональд Трамп может наложить новые ограничения на федеральное финансирование исследований ES-клеток.

Но, несмотря на их порой непростую историю, ES-клетки неоднократно доказывали свою ценность, причем некоторыми непредсказуемыми способами, говорят многие исследователи. Некоторые исследователи даже сократили использование моделей на животных, потому что ES-клетки, кажется, обеспечивают лучший путь к изучению болезней человека. «Моим девизом было« Все люди, всегда », — говорит Мелтон.

Яманака говорит, что ES-клетки были мотивацией для его собственной работы с iPS-клетками.И именно рецепт Томсона для человеческих ES-клеток позволил перейти от мышиных к человеческим iPS-клеткам всего за один год после того, как потребовалось почти два десятилетия, чтобы перейти от мышиных ES-клеток к человеческому разнообразию. «Мы точно знали, как следует культивировать человеческие iPS-клетки», — говорит Яманака.

ES-клетки сегодня не менее важны, говорит он, для лучшего понимания механизма плюрипотентности и для улучшения медицинского применения любой плюрипотентной клетки. «Важность человеческих ES-клеток сейчас не меньше, чем 20 лет назад, и я не думаю, что в будущем она станет меньше», — говорит он.

Эмбриональные стволовые клетки человека: деривация, культивирование и дифференциация: обзор

Производные эктодермы включают внешнюю эктодерму, нервный гребень и нервную трубку. Эти структуры дают начало клеткам эпидермиса, внешних органов чувств, а также периферической и центральной нервной системы (Gilbert, 2006).

5.3.2. Дифференциация нейроэктодермы

Создание функциональных нейронов из чЭСК с целью лечения нейродегенеративных заболеваний является предметом интенсивных исследований.Вскоре после получения первых линий чЭСК Reubinoff et al. (2000) описали выделение расширяемых нервных клеток-предшественников из чЭСК, которые культивировались в течение четырех-семи недель при высокой плотности in vitro . Авторы показали, что нейроэпителий содержит области дифференцирующихся колоний чЭСК, идентифицированных по экспрессии эмбриональной полисиалированной молекулы адгезии нервных клеток (PSA-NCAM), и имеет отличные морфологические особенности. Эти области были механически рассечены и увеличены в виде нервных агрегатов или сфер в бессывороточной среде.Нейронная индукция была достигнута помещением сфер на покровные стекла, покрытые поли-D-лизином и ламинином, что привело к появлению клеток, экспрессирующих нейрональные маркеры β, -тубулин и связанный с микротрубочками белок 2 (MAP2). Они также определили подмножество нейронных клеток как глутаминергические и ГАМКергические нейроны, о чем свидетельствует экспрессия глутамата и декарбоксилазы глутаминовой кислоты (GAD).

Reubinoff и соавторы (2001) также оптимизировали распространение NPC, производных hESC, путем добавления добавки B27, человеческого рекомбинантного эпидермального фактора EGF и митогена bFGF.Расширенные NPC были способны дифференцироваться во все три основные нейронные линии (нейроны, астроциты, олигодендроциты) in vitro , а также in vivo . Исследования по отслеживанию клонов показали, что NPC, привитые к желудочкам новорожденных мышей, дифференцировались регионально-специфическим образом в соответствии с нормальными сигналами формирования паттерна. Например, дифференцировка нейронов была определена в обонятельной луковице, где происходит постнатальный нейрогенез (Reubinoff et al., 2001).

Примерно в то же время Zhang et al. (2001) использовали другой протокол с аналогичным успехом в создании обогащенных популяций NPC из hESC. В этом исследовании дифференцирующиеся EB лечили инсулином, трансферрином, прогестероном, гепарином и bFGF. Непрерывное воздействие bFGF приводило к образованию монослоев розеток, подобных нервной трубке, которые были выделены ферментативной обработкой диспазой. Подобно исследованию Reubinoff et al. (2001), созданные NPC были способны генерировать олигодендроциты, астроциты и зрелые нейроны как in vitro, , так и после трансплантации мышам.

Эти наблюдения, подтверждающие потенциал множественной дифференцировки HESC-производных NPC, и многообещающие признаки выживания и интеграции этих клеток in vivo , закладывают основу для будущих разработок методов селективной дифференцировки различных фенотипов нейронов, которые потенциально могут использоваться для лечения ряда заболеваний центральной нервной системы. В самом деле, исследования, изучающие сигналы и факторы, которые управляют спецификацией пролиферации и клеточной судьбы нейральных предшественников, быстро накапливаются.

Генерация трансплантируемых мотонейронов из чЭСК может иметь потенциал для лечения жертв травм спинного мозга или дегенеративных заболеваний, таких как боковой амиотрофический склероз. Первые функциональные двигательные нейроны, происходящие из чЭСК, были описаны Li et al. (2005). В этом исследовании Ли и его коллеги использовали ранее описанный метод (Zhang et al., 2001) для создания клеток NPC, которые впоследствии были индуцированы в превращение в моторные нейроны путем добавления RA к культуральной среде.Дальнейшее созревание постмитотических мотонейронов индуцировалось вентрализующим морфогенным белком SHH. Интересным аспектом этого исследования является специфический временной эффект RA на индукцию моторных нейронов, в том смысле, что RA может индуцировать только ранние, но не поздние нейроэктодермальные клетки, чтобы дифференцироваться в мотонейроны (Li et al., 2005). Это происходило за счет усиления экспрессии генов HOX, которые участвуют в приписывании рострокаудальной позиционной идентичности спинномозговых мотонейронов. Функциональность сгенерированных мотонейронов была подтверждена электрофизиологическими экспериментами и установлением нейромышечной передачи в совместных культурах моторных нейронов и миотрубок (Li et al., 2005).

В другом исследовании направленная дифференцировка моторных нейронов была достигнута путем добавления внешних сигналов RA / SHH к культурам дифференцирующихся NPC, генерируемых из hESC (Lee et al., 2007). Что касается клинического потенциала, трансплантация полученных из hESC мотонейронов в развивающийся спинной мозг куриных эмбрионов показала, что эти клетки способны выживать и направлять рост аксонов на относительно большие расстояния (Lee et al., 2007). Тем не менее трансплантация взрослым крысам не привела к росту аксонов за пределы ЦНС.Следует отметить, что, хотя формирование каудального и вентрального паттерна было достигнуто с помощью RA и SHH, начальная нервная индукция hESC была получена путем совместного культивирования со стромальными клетками мыши MS5, что исключает использование мотонейронов, генерируемых этой конкретной стратегией, для любых тип трансплантационной терапии человеку (Lee et al., 2007).

В более позднем исследовании Li et al. (2008), среда для нейрональной индукции, содержащая гепарин и циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) в дополнение к RA и SHH, была успешной в создании почти гомогенной популяции клеток-предшественников вентрального спинного мозга с высокоэффективной генерацией мотонейронов.

Содействие ремиелинизации для лечения неврологических расстройств, вызванных демиелинизацией двигательных нейронов, является еще одним потенциальным применением клеток, полученных из hESC. Одна из стратегий, используемых для ремиелинизации, включает трансплантацию олигодендроцитов, которые продуцируют миелиновую оболочку моторных нейронов и необходимы для нормальной передачи сигнала. В 2005 году Кейрстед и его сотрудники продемонстрировали, что трансплантация полученных из чЭСК клеток-предшественников олигодендроцитов (OPC), продуцируемых глиальной рестрикционной средой, может привести к ремиелинизации мотонейронов и восстановлению двигательной функции после повреждения спинного мозга у крыс (Keirstead et al., 2005). После дальнейшей оценки проблем безопасности, связанных с трансплантацией OPC на животных моделях (Cloutier et al., 2006), Geron Corporation получила разрешение FDA в январе 2009 года, чтобы начать первые клинические испытания на людях клеток, полученных из hESC, в Соединенных Штатах (см. Alper 2009 г.). OPC были получены из линии h2 hESC в соответствии с действующей надлежащей производственной практикой без использования питающих клеток в определенных средах, содержащих только рекомбинантные белки человека. Фаза I исследования предназначена для оценки безопасности трансплантации OPC пациентам с острыми травмами грудного отдела спинного мозга и будет проводиться в нескольких медицинских центрах.

В ряде дополнительных исследований сообщалось о продукции нескольких подтипов нейронов, включая холинергические, серотонинергические, ГАМКергические и дофаминергические (DA) нейроны, из чЭСК (Erceg et al., 2008; Gerrard et al., 2005; Perrier et al. ., 2004; Ян и др., 2005). Как упоминалось ранее, протоколы, используемые для нейронной конверсии чЭСК, обычно вызывают смесь нейрональных фенотипов. Предыдущие исследования нейронной дифференцировки ESC мыши установили протоколы для опосредованного факторами роста отбора клонов и факторов, способствующих выживанию нейрональных клеток (Barberi et al., 2003; Ли и др., 2000; Okabe et al., 1996). В качестве общей стратегии для получения селективной дифференцировки нейронов факторы, влияющие на формирование переднезаднего (AP) или дорсовентрального (DV) паттерна нейронов в сочетании со специфическими нейротрофинами, используются на определенных этапах во время дифференцировки in vitro ESC. В комплексном исследовании нервного развития ESC мышей Barberi et al. использовали систему дифференцировки на основе стромальных питателей для создания ранних эктодермальных клеток (6 дней совместного культивирования) и идентифицировали различные комбинации факторов, которые управляют спецификацией нервных и нейрональных подтипов () (Barberi et al., 2003). Следует отметить, что эти стратегии дифференцировки для мышиных ESC не могут быть непосредственно применены к hESC без некоторых модификаций.

Спецификация нейрального подтипа из нейральных предшественников, полученных из ESC мыши с использованием различных комбинаций индуцирующих факторов. AA, аскорбиновая кислота; bFGF, основной фактор роста фибробластов; BDNF, нейротрофический фактор головного мозга; CNTF, цилиарный нейротрофический фактор; EGF, фактор роста эпидермиса; FGF4, фактор роста фибробластов 4; FGF8, фактор роста фибробластов 8; NT4, нейротрофин-4; PDGF, фактор роста тромбоцитов; РА, ретиноевая кислота; ШШ, звуковой ёжик.{По материалам Barberi et al. (2003), [100]}.

На сегодняшний день большинство исследований нейронной дифференцировки hESC было сосредоточено на генерации дофамин-продуцирующих нейронов подтипа среднего мозга в связи с их потенциальным применением в клеточной заместительной терапии болезни Паркинсона. Установленные протоколы, используемые для создания нейронов DA, ​​включают разрешение спонтанной дифференцировки hESC с последующим добавлением молекул, индуцирующих DA, SHH и FGF8, и более поздних нейротрофических факторов, или путем культивирования hESC на питающих клетках животного или человеческого происхождения, которые обладают способностью направлять hESC стать нейронами DA.

Кавасаки и его коллеги из Японии обнаружили в 2000 году, что определенные линии стромальных клеток мыши обладают нейрональным и DA-стимулирующим действием на ESC мышей (Kawasaki et al., 2000). Авт. Показали, что активность стромальных клеток не имитируется с помощью передачи сигналов FGF8 / SHH или Wnt, которые ранее были известны как ключевые факторы в развитии и формировании паттерна DA нейронов среднего мозга. Таким образом, эта стратегия была создана как новый подход к генерации нейронов DA и получила название «индуцирующая активность стромального происхождения» (SDIA).

Наша группа, а также другие адаптировали этот подход для создания нейронов DA из hESC. Когда линия hESC BG01 культивировалась на стромальных клетках мыши в течение трех недель, приблизительно 87% колоний содержали большое количество TH + -клеток (Zeng et al., 2004). TH + нейроны, генерируемые SDIA, обладали характеристиками среднего мозга, что определялось экспрессией факторов транскрипции Nurr1 и Pitx3, которые прочно связаны с DA нейронами среднего мозга. DA нейроны были функциональными in vitro , что подтверждено электрофизиологическими оценками и высвобождением дофамина.Однако выживаемость TH + нейронов, привитых в полосатое тело крыс с паркинсонизмом, была очень ограниченной. Параллельное исследование DA-индукции hESC, проведенное Perrier и коллегами (2004), объединило SDIA с молекулами формирования паттерна SHH и FGF8, аскорбиновой кислотой и различными нейротрофическими факторами, включая BDNF, GDNF, TGF- β 3, dcAMP, и продемонстрировало, что выход и функциональные свойства TH + нейронов сильно зависели от воздействия SHH и FGF8.

Другие питающие клетки, которые обладают активностью индуцирования DA и которые использовались для генерации нейронов DA из ESC, включают клетки сертоли, полученные из семенников (Yue et al., 2006), менингеальные клетки (Hayashi 2008) и полосатые или мезэнцефалические астроциты (Buytaert-Hoefen et al., 2004; Roy et al., 2006). Сообщалось также, что секретируемые факторы, продуцируемые астроцитами, способствуют нейрогенезу и индукции нейронов DA (Nakayama et al., 2003).

Yan и соавторы (2005) продемонстрировали нейральную и DA индукцию hESC в отсутствие любого типа питающих клеток путем добавления SHH и FGF8 к полученным от EB нервным розеткам, которые были вручную выделены из смешанных культур.Полученные TH + нейроны составляли 50-60% от общей популяции нейронов и были электрофизиологически активными. Другие парадигмы дифференциации включали добавление стадии расширения NPC к этому протоколу для создания более чистой популяции DA нейронов (Cho et al., 2008).

Хотя стромальные клетки мыши, обладающие активностью SDIA, считаются одним из наиболее эффективных инструментов для преобразования hESC в нейроны DA, использование животных клеток препятствует дальнейшему клиническому применению из-за возможного переноса ксеногенного материала.Чтобы понять молекулярную активность SDIA, мы дополнительно оценили активность стромальных клеток и обнаружили, что поверхностная активность стромальных клеток способствовала выживанию hESC и была способна улучшить общий нейрогенез, тогда как растворимые секретируемые факторы обеспечивали инструкции, специфичные для линии DA (Vazin et al., 2008 г.). Затем мы исследовали профиль экспрессии генов сильнодействующих стромальных клеток PA6 по сравнению с профилем клеточных линий, не обладающих эффектом индукции DA (Vazin et al., 2009). Несколько растворимых факторов и индуцирующих рост белков, потенциально ответственных за компонент SDIA, способствующий фенотипу DA, были идентифицированы на основании высоких уровней экспрессии в сильнодействующих DA-индуцирующих клетках PA6.Тестирование этих факторов показало, что комбинация четырех факторов, фактора 1 стромальных клеток, плейотропина, инсулиноподобного фактора роста 2 и эфрина-B1, названного «SPIE», была достаточной для индукции дифференцировки DA нейронов от hESC. Комбинация этих четырех факторов имитирует активность SDIA, обеспечивая подход для дифференциации нейронов DA от hESC в системе культивирования, которая потенциально подходит для клинического применения (Vazin et al., 2009).

Трансплантация предшественников DA или нейрональных клеток все еще находится на той стадии, когда необходимо оптимизировать выживаемость и интеграцию, поскольку большинство исследований, посвященных трансплантации нейронов, сообщают об ограниченной выживаемости DA нейронов или ее отсутствии.Однако несколько исследований показали более обнадеживающие результаты. Исследование Roy et al. (2006) трансплантировали производные hESC предшественники DA, индуцированные иммортализованными астроцитами среднего мозга плода человека в присутствии SHH и FGF8, и проиллюстрировали, что около 21% от общего числа трансплантированных клеток (5 × 105 клеток) были TH +. У животных, которым были имплантированы клетки, было обнаружено длительное восстановление поведения. Повышенная жизнеспособность TH + нейронов после трансплантации могла быть вызвана влиянием астроцитов среднего мозга плода во время развития или спецификации этих нейронов.

Более недавнее исследование Chiba et al. (2008) показало, что SDIA-индуцированная DA дифференцировка hESC может быть улучшена путем добавления ингибитора BMP ноггина. Важно отметить, что количество TH + -клеток, обнаруженных у животных, которым трансплантировали hESC, обработанные ноггином, было в пять раз больше (в среднем около 500 клеток / животное), чем у животных, которым вводили hESC, индуцированный только SDIA. Повышенная in vivo жизнеспособность TH + -клеток также отражалась на восстановлении поведения животных.

Как обсуждалось ранее, формирование паттерна нервной трубки вдоль ее DV и AP оси определяется специфическими концентрациями морфогенов, включая SHH, BMP, FGF и RA.Другими важными аспектами, вовлеченными в региональную спецификацию NPC, являются временное влияние этих факторов, а также продолжительность передачи сигналов. Имеются доказательства, указывающие на то, что NPC постепенно теряют свой потенциал дифференцировки и больше не могут быть регионально специфицированными в ответ на инструктивные сигналы формирования паттерна после расширенного культивирования in vitro (Machon et al., 2005; Santa-Olalla et al., 2003).

Недавнее исследование Elkabetz с коллегами (2008) выявило новую популяцию нейральных стволовых клеток, полученных из hESC, с уникальным профилем экспрессии генов, названных нервными розеточными клетками (R-NSC), которые выделяются на более ранней стадии дифференцировки. , по сравнению с ранее описанным NPC.Forse1 использовали в качестве маркера для выделения этих клеток ранней розеточной стадии, которые приняли переднюю характеристику переднего мозга в отсутствие внешних факторов формирования паттерна. В отличие от NSC, R-NSC может быть повторно специфицирован в отношении судьбы каудальных нейронов, включая двигательные нейроны и DA нейроны среднего мозга, с помощью обработки SHH / RA и SHH / FGF8, соответственно. Это исследование также проиллюстрировало выживание in vivo и поддержание фенотипа этих двух фенотипов нейронов, происходящих от стадии розетки.

Эти данные свидетельствуют о том, что нейрональная пластичность NSC сильно зависит от стадии развития и ограничена определенным временным окном.Селективная экспансия нервных стволовых клеток, которые сохраняют свою способность дифференцироваться в направлении определенных нейронов, имеет большое потенциальное значение. Более того, создание ограниченных NSC имеет клиническое значение, поскольку, как сообщается, такие клетки имеют тенденцию мигрировать к месту повреждения и спасать дегенерирующие нейроны после имплантации на животных моделях (Bjugstad et al., 2008; Ourednik et al., 2002). ).

Исследования характеристик SDIA-опосредованной нейральной индукции также подтвердили, что региональная идентичность среднего мозга может быть установлена ​​только на ранних стадиях дифференцировки ESC (Parmar and Li, 2007).Кроме того, было высказано предположение, что раннее воздействие FGF8, до появления фактора транскрипции нервных стволовых клеток Sox1, необходимо для генерации DA нейронов с фенотипом среднего мозга (Yan et al., 2005). Также известно, что продолжительность передачи сигналов влияет на механизмы, лежащие в основе паттернирующей роли факторов. Например, известно, что клетки аналогичным образом реагируют на различные концентрации SHH или на различную продолжительность воздействия этого фактора (Dessaud et al., 2007).

эмбриональных стволовых клеток человека — обзор

Подходы к получению чЭСК

чЭСК были впервые выделены в 1998 году из внутренней клеточной массы (ICM) доимплантационной бластоцисты человека в эпохальном исследовании Thompson et al.[3]. По мере роста интереса к исследованиям с помощью hESC в прессе назревали большие надежды, а также возникали большие противоречия. Теоретически чЭСК способны давать начало всем тканям человеческого тела и могут обеспечить решающее терапевтическое лечение широкого спектра заболеваний. Однако единственный известный процесс получения чЭСК еще в конце 1990-х — начале 2000-х годов включал разрушение человеческого эмбриона, и это было воспринято некоторыми как эквивалент убийства человека. Признавая огромный потенциал исследований hESC, а также пытаясь подавить этическую огненную бурю, которую вызвало производное hESC, в 2001 году администрация Буша приняла решение разрешить федеральное финансирование исследований hESC при условии, что могут использоваться только уже существующие линии hESC. .Список реестра NIH hESC [http://stemcells.nih.gov/research/registry/ (по состоянию на 21 мая 2013 г.)] был создан для отслеживания утвержденных строк. Исходные линии чЭСК, полученные Thompson et al. в Университете Висконсина [3] были среди первых зарегистрированных линий чЭСК и стали наиболее широко используемыми и опубликованными доступными линиями чЭСК. Однако с тех пор многие другие линии чЭСК были получены с использованием частных средств, и были созданы другие банки и реестры стволовых клеток. Примеры включают Международный регистр стволовых клеток Массачусетского университета (UMass) http: // www.umassmed.edu/iscr/index.aspx (доступ 21 мая 2013 г.), Европейский реестр эмбриональных стволовых клеток человека http://www.hescreg.eu/ (доступ 21 мая 2013 г.) и UK Stem Cell Bank http: // www.ukstemcellbank.org.uk/ (по состоянию на 21 мая 2013 г.).

hESCs сохраняют фундаментальное свойство клеток ICM — способность давать начало всем тканям человеческого тела. Одни и те же маркеры плюрипотентности обнаружены как в ICM, так и в hESC — факторы транскрипции Oct-4, NANOG, Rex-1, поверхностные антигены клеток SSEA-3, SSEA-4, TRA-1–60, TRA-1–81 (рис. .29.1) и высокой активностью щелочной фосфатазы [4,5]. Клетки ICM существуют только несколько дней в ходе естественного развития эмбриона; они возникают во время образования бластоцисты из морулы на 4-й день и сохраняются в течение первых дней или часов после имплантации до начала высокоорганизованного процесса дифференцировки. Эмбриональные стволовые (ES) клетки можно рассматривать как бессмертное продолжение ICM в культуре; они сохраняют высокую активность теломеразы и могут продолжать самообновление бесконечно при соответствующих условиях культивирования.При введении мышам с иммунодефицитом hESC образуют тератомы — опухоли, содержащие производные всех трех зародышевых листков, наиболее типичными из которых являются кости, хрящи, нервные розетки и эпителий дыхательных путей и кишечника. Как и ICM развивающейся бластоцисты, плюрипотентные эмбриональные стволовые клетки (ESC) в культуре приучены к дифференцировке, и, как мы обсудим позже в этой главе, это делает работу с ними одновременно легкой и сложной.

РИСУНОК 29.1. Морфология и маркеры чЭСК.

a, b — hESC, выращенный на питающих клетках, c — hESC, выращенный на Matrigel, d – i — маркеры плюрипотентности в hESC. а — изображение стереомикроскопа (как видно при механической диссекции), б, в — фазовый контраст, г — иммунофлуоресценция H, i — светлое поле. г — Oct-4, д — SSEA-3, f — SSEA-4, г — TRA-1–60, h — TRA-1–81, i — щелочная фосфатаза. Увеличение: a, × 10, b, d – h, × 200, c, × 100, i, × 4.

Традиционно ES-клетки получали из бластоцист 5-7 дней с иммунохирургическим вмешательством (удаление трофобласта) или без него путем посева бластоцисты или изолированной ICM (рис.29.2) на фидерном слое митотически инактивированных эмбриональных фибробластов мыши [3,6]. Однако теперь были получены новые линии с использованием альтернативных подходов в попытке преодолеть этические проблемы, связанные с деструкцией эмбриона во время деривации чЭСК [7,8]. Более того, использование питательных клеток мышей и продуктов животного происхождения во время получения и поддержания чЭСК было исключено в новых методах из-за опасений по поводу безопасности, поскольку они могут содержать неизвестные ксено-вирусы. Производство клеток, совместимых с собственной иммунной системой пациента, также является важным фактором предотвращения отторжения.Таким образом, в настоящее время hESC были получены на кормушках человека [9–11] и даже на матрицах без кормления [12]; они были получены из эмбрионов ЭКО с задержкой роста, которые нельзя использовать для имплантации [13], из неоплодотворенных ооцитов, которые неспособны образовывать компетентный эмбрион [14-17], и из одного бластомера эмбриона на стадии морулы — a технология, которая позволяет генерировать чЭСК, оставляя эмбрион невредимым [11,18–20].

РИСУНОК 29.2. Ранние стадии образования чЭСК из бластоцисты (a – c) и одного бластомера (d – f).a — увеличенная бластоциста, b — ICM после иммунохирургии, нанесенная на питающие клетки, c — разрастание ICM, d — биопсия эмбриона и развивающийся бластомер, e — развивающийся бластомер перед посевом на питающие клетки, f — разрастание бластомера.

О получении hESCs из химически активированных неоплодотворенных ооцитов (hESCs партенотов) сообщили несколько групп [14-17]. Эти исследования показали, что hESC партенотов очень похожи на hES-клетки, полученные из ICM: они имеют ту же морфологию колоний и поведение роста, поддерживают нормальный кариотип, экспрессируют одни и те же маркеры плюрипотентности и дифференцируются в производные всех трех зародышевых листков.Эти клетки могут стать решением проблем как этической, так и иммунной совместимости, которые преследуют традиционные линии hESC, поскольку ограниченное количество партеногенетических линий hESC от тщательно отобранных доноров может соответствовать почти всем на планете, поскольку они имеют меньшее количество HLA. Однако более поздние исследования показали, что на большой процент партеногенетических бластомеров влияет чрезмерное количество центриолей, высокий уровень анеуплоидии [21], а также генетическая и эпигенетическая нестабильность [22].На данный момент имеются лишь ограниченные данные о дифференцировке партенотных hESCs [23–26] и свойствах их производных, таких как безопасность и функциональность in vivo . Хотя это многообещающе, вероятно, еще слишком рано рассматривать партеногенетический hESC как безопасную альтернативу «традиционному» hESC для генерации клеток для регенеративной медицины.

Другой подход, который оказался успешным для создания чЭСК без разрушения эмбриона, — это использование биопсии эмбриона.Эта процедура, обычно используемая в предимплантационной генетической диагностике (ПГД) в ходе ЭКО, включает удаление одного бластомера из эмбриона на стадии морулы, в результате чего родились сотни здоровых детей. Используя эту процедуру, мы установили несколько линий чЭСК из отдельных бластомеров, в то время как донорские эмбрионы получили возможность развиться до стадии бластоцисты и подвергнуться криоконсервации [20]. Одиночные бластомеры сначала культивировали совместно с биопсийными эмбрионами, а затем высевали на питающие клетки микрокаплями [18–20].К разрастающимся колониям относились так же, как и к разрастающимся ICM (рис. 29.2). В ранних экспериментах отростки бластомеров культивировали совместно с GFP-экспрессирующими hESC, что, по-видимому, помогало кондиционировать микросреду и способствовало росту hESC из бластомеров. После того, как начальный рост наблюдался и колония клеток, происходящих из бластомера, стала достаточно большой для пассирования, GFP-отрицательные колонии были помечены под флуоресцентным микроскопом, а затем механически препарированы и повторно посеяны; эту процедуру повторяли для нескольких пассажей, чтобы убедиться, что новые клеточные линии не содержат каких-либо загрязняющих GFP-экспрессирующих hESC.Кроме того, после создания линий чЭСК, полученных из бластомеров, они были тщательно протестированы на отсутствие GFP-положительных чЭСК, используемых для совместного культивирования, и показали, что они не содержат каких-либо GFP-экспрессирующих чЭСК [18,19]. Были получены две линии чЭСК, которые имели свойства, аналогичные свойствам чЭСК, полученного из ICM: они окрашивались положительно на Oct-4, SSEA-3, SSEA-4, TRA-1–60, TRA-1–81, щелочную фосфатазу, имели нормальный кариотип. , и дифференцировались в производные всех трех зародышевых листков как в тестах на тератому у мышей NOD-SCID, так и в in vitro .В первом исследовании, подтверждающем принцип действия, выход деривации был низким, и эмбрионы не сохранились после биопсии, но позже это исследование было повторено с использованием оптимизированного подхода, который позволил получить новые линии из отдельных бластомеров с более высокой эффективностью и все еще без эмбриона. разрушение. Биопсии, которые были выполнены для выделения одного бластомера, не оказали значительного влияния на эмбрионы; они развивались до стадии бластоцисты, а затем замораживались как расширенные и / или вылупившиеся бластоцисты [20].Таким образом из биопсированных эмбрионов были получены пять линий чЭСК, и все эмбрионы превратились в здоровые на вид бластоцисты до криоконсервации [20]. Этот метод впоследствии был использован несколькими другими группами для получения линий чЭСК с высокой эффективностью и / или без разрушения эмбрионов [11,27,28]. Одиночные производные бластомера hESC показали сходный профиль транскрипции с «обычными» hESC [29], а несколько производных дифференцировки единичных бластомерных hESC оказались функциональными in vitro и in vivo [30,31].Избегая разрушения человеческих эмбрионов, этот метод решает этические проблемы, связанные с образованием чЭСК, тем самым предлагая способ преодоления серьезного препятствия при разработке методов лечения на основе чЭСК.

Мифы и заблуждения об исследованиях стволовых клеток

En Español

Когда дело доходит до исследований стволовых клеток и регенеративной медицины, нет недостатка в мифах и заблуждениях. Здесь мы обращаемся к наиболее частым проблемам.

Если у вас есть другие вопросы, которые здесь не рассмотрены, посетите другие страницы часто задаваемых вопросов о стволовых клетках.

Этично ли проводятся исследования стволовых клеток, финансируемые CIRM?
Откуда берутся эмбрионы для создания линий стволовых клеток?
Я против абортов. Могут ли линии эмбриональных стволовых клеток происходить от абортированных плодов?
Разрушает ли эмбрион создание линий стволовых клеток?
Стволовые клетки взрослого человека так же хороши или лучше, чем эмбриональные стволовые клетки?
Не устраняют ли iPS-клетки необходимость использования эмбрионов в исследованиях стволовых клеток?
Разве исследования стволовых клеток не могут привести к клонированию человека?

Этично ли проводятся исследования стволовых клеток, финансируемые CIRM?

Исследование стволовых клеток, как и любая другая область биомедицины, вызывает социальные и этические проблемы.CIRM, как и более широкое исследовательское сообщество, серьезно относится к этому.

В качестве государственного финансирующего органа CIRM проводит комплексную политику управления исследованиями, как и наш национальный партнер, Национальные институты здравоохранения. Исследователи, финансируемые CIRM, должны соблюдать комплексный набор правил, которые были тщательно разработаны и соответствуют национальным и международным стандартам.

Эти правила были одними из первых официальных правил, регулирующих проведение исследований стволовых клеток, и соответствуют рекомендациям национальных академий и Международного общества исследований стволовых клеток.Рабочая группа CIRM по стандартам регулярно встречается, чтобы рассматривать новые этические проблемы по мере развития науки и пересматривать стандарты, чтобы отразить текущее состояние исследований.

Подробнее:

Постановления CIRM
Руководящие принципы национальных академий наук
Руководящие принципы Международного общества исследований стволовых клеток
Подкаст Национальных академий наук о руководящих принципах исследования эмбриональных стволовых клеток
Подробнее о тренинге по этике для грантополучателей CIRM (4:03)

Откуда берутся эмбрионы для создания линий стволовых клеток?

Все используемые в настоящее время линии эмбриональных стволовых клеток человека получены из четырех-пятидневных эмбрионов, оставшихся после процедур экстракорпорального оплодотворения (ЭКО).При ЭКО исследователи смешивают мужскую сперму и женскую яйцеклетку в лабораторной посуде. Некоторые из этих яиц оплодотворятся. Примерно через пять дней яйцеклетка разделилась и превратилась в полый шар из примерно 100 клеток, называемый бластоцистой, который меньше размера точки над буквой «i». Именно эти очень ранние эмбрионы имплантируются женщине в надежде, что она забеременеет.

В каждом цикле ЭКО может образоваться множество бластоцист, некоторые из которых имплантируются женщине. Остальные хранятся в морозильной камере клиники ЭКО.После успешной имплантации они должны решить, что делать с оставшимися эмбрионами. Есть несколько вариантов:

• Продолжайте платить за хранение эмбрионов
• Разморозьте эмбрионы, что приведет к их разрушению.
• Сдать эмбрионы на усыновление (этот вариант используется редко).
• Пожертвовать замороженные эмбрионы для исследования. Эти пожертвованные эмбрионы являются источником линий эмбриональных стволовых клеток человека.

Некоторые линии эмбриональных стволовых клеток также происходят из эмбрионов, которые пара решила не имплантировать, поскольку они несут вредные генетические мутации, подобные тем, которые вызывают муковисцидоз или болезнь Тея Сакса.Они обнаруживаются с помощью обычного генетического тестирования перед имплантацией. Тем не менее, другие эмбрионы могут быть каким-то образом деформированы, что приводит к их отторжению для имплантации матери. Эмбрионы с генетическими дефектами или пороками развития были бы отброшены, если бы пара не решила пожертвовать их для исследования стволовых клеток.

Люди, которые сдают оставшиеся эмбрионы для исследований, проходят обширный процесс согласия, чтобы убедиться, что они понимают исследования эмбриональных стволовых клеток. В соответствии с государственными, национальными и международными правилами нельзя создавать линии эмбриональных стволовых клеток человека без явного согласия донора .

Существуют разные правила в отношении того, могут ли женщины получать оплату или иным образом получать компенсацию за донорство яйцеклеток. CIRM не финансирует исследования, в которых женщины получали деньги за донорство яйцеклеток. В большинстве юрисдикций донорам разрешается возмещать прямые расходы, такие как проезд в клинику или проживание. Некоторые также позволяют осуществлять платежи или услуги ЭКО донорам яйцеклеток.

Подробнее:

Как ученые создают линии стволовых клеток из эмбрионов, оставшихся после ЭКО? (4:11)

Я против абортов.Линии эмбриональных стволовых клеток происходят от абортированных плодов?

Нет. Эмбриональные стволовые клетки получают только из бластоцист возрастом от четырех до пяти дней или более молодых эмбрионов. Это яйцеклетки, оплодотворенные в лаборатории, но не имплантированные в матку.

Разрушает ли эмбрион создание линий эмбриональных стволовых клеток?

В большинстве случаев да. Полая бластоциста, откуда берутся эмбриональные стволовые клетки, содержит кластер из 20-30 клеток, называемый внутренней клеточной массой .Это клетки, которые становятся эмбриональными стволовыми клетками в лабораторной посуде. Процесс извлечения этих клеток разрушает эмбрион.

Не забывайте, что эмбрионов были подарены из клиник ЭКО. Либо они были отклонены для имплантации и собирались уничтожить, либо пара решила прекратить хранение эмбрионов для будущего использования. Эмбрионы, использованные для создания линий эмбриональных стволовых клеток , уже были предназначены для уничтожения .

Однако существует второй метод, который создает линии эмбриональных стволовых клеток без разрушения эмбриона.Вместо этого ученые берут одну клетку из эмбриона ЭКО на очень ранней стадии и могут использовать эту клетку для создания новой линии. Процесс удаления одной клетки из зародыша на ранней стадии был проведен в течение многих лет как способ тестирования эмбриона на генетическую предрасположенность к таким заболеваниям, как Tay Sachs. Этот процесс называется преимплантационным генетическим тестированием .

Стволовые клетки взрослого человека так же хороши или лучше, чем эмбриональные стволовые клетки?

Взрослые стволовые клетки чрезвычайно ценны и имеют большой потенциал для лечения в будущем.Однако эти клетки очень ограничены в том, что они могут делать. В отличие от эмбриональных стволовых клеток, которые могут вырасти практически в любой тип клеток в организме, взрослые стволовые клетки могут следовать только определенным путям.

Например, кроветворные стволовые клетки могут превращаться в зрелые клетки крови, а стволовые клетки мозга могут превращаться в зрелые нейроны, но кроветворные стволовые клетки не могут вырастать в нейрон, и наоборот. Более того, взрослые стволовые клетки не могут расти в лаборатории бесконечно долго, в отличие от эмбриональных стволовых клеток, и они не так гибки в отношении типов заболеваний, которые можно лечить.

В то время как новости полны историй о людях, добившихся отличных результатов от лечения взрослых стволовыми клетками, немногие из этих методов лечения являются частью крупных, хорошо спланированных клинических испытаний, которые могут проверить, является ли потенциальное лечение безопасным и эффективным. Пока не будут проведены некоторые из этих крупных испытаний с эмбриональными стволовыми клетками взрослых и , мы не узнаем, какой тип стволовых клеток лучше. Даже исследователи, изучающие взрослые стволовые клетки, также рекомендуют работать с эмбриональными клетками.

CIRM воодушевлены их потенциалом для лечения некоторых заболеваний.Однако наша цель — ускорить процесс создания новых методов лечения нуждающихся заболеваний. В настоящее время наиболее эффективным способом сделать это является исследование всех типов стволовых клеток. Вот почему CIRM финансирует исследователей, использующих широкий спектр подходов к поиску лекарств от болезней.

Посмотрите, сколько средств CIRM пошло на различные типы стволовых клеток, здесь: Обзор финансирования исследований стволовых клеток CIRM.

Отфильтруйте наш список всех финансируемых грантов CIRM, чтобы увидеть награды с использованием различных типов ячеек.

Чем взрослые стволовые клетки отличаются от эмбриональных стволовых клеток? (3:29)

Не устраняют ли iPS-клетки необходимость использования эмбрионов в исследованиях стволовых клеток?

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки или iPS-клетки представляют собой другой тип клеток, который можно использовать для исследования стволовых клеток. iPS-клетки — это взрослые клетки, обычно клетки кожи, которые ученые генетически «перепрограммируют», чтобы они вели себя как эмбриональные стволовые клетки. Технология, используемая для создания iPS-клеток человека, впервые примененная Шинья Яманака в 2007 году, является очень многообещающей, поэтому CIRM профинансировал множество грантов, которые создают и используют эти клетки для изучения или лечения заболеваний.Однако технология iPS-клеток является очень новой, и ученые изучают, обладают ли эти клетки таким же потенциалом, что и эмбриональные стволовые клетки человека, и безопасны ли эти клетки для трансплантации. Многие исследователи, финансируемые CIRM, работают над поиском более эффективных способов создания iPS-ячеек, которые были бы одновременно безопасными и эффективными.

Эксперты соглашаются, что исследования всех типов стволовых клеток имеют решающее значение. В сентябре 2008 года группа экспертов, созванная Национальной академией наук США, заявила, что использование эмбриональных стволовых клеток человека по-прежнему необходимо.Как заявил председатель группы Ричард Хайнс из Массачусетского технологического института: «На данный момент далеко не ясно, какие типы клеток окажутся наиболее полезными для регенеративной медицины, и вполне вероятно, что каждый из них будет полезен».

См. Видео о создании ячеек iPS (3:40)

Разве исследования стволовых клеток не могут привести к клонированию человека?

Нет. Каждый важный регулирующий и консультативный орган имеет ограничения на репродуктивное клонирование. Национальная академия наук выпустила инструкции, запрещающие эту технику, как и Международное общество исследования стволовых клеток.Конституция Калифорнии и правила CIRM прямо запрещают репродуктивное клонирование при его финансировании.

Обновлено 16.02.

Что такое эмбриональные стволовые клетки и как они могут нам помочь? · Границы для молодых умов

Аннотация

Все живые существа, включая человека, состоят из клеток. Каждая ткань и орган тела содержат клетки, которые специализируются на выполнении определенных функций: печень содержит клетки печени, мозг — нейроны, глаза — светочувствительные клетки и так далее.Но вся человеческая жизнь начинается со встречи двух клеток: сперматозоида отца и яйцеклетки матери. Оплодотворение происходит, когда сперматозоид встречается с яйцеклеткой. Оплодотворенная яйцеклетка делится на две клетки. Затем каждая клетка делится на две дополнительные клетки и так далее, пока через несколько дней клеточного деления не разовьется крошечный эмбрион. На ранних стадиях микроскопический эмбрион состоит из клеток, которые могут развиться во все типы клеток. Ученым удалось вырастить эти эмбриональные клетки в лаборатории, и они назвали их эмбриональными стволовыми клетками (ЭСК).В то время как ESC предлагают многообещающие и захватывающие возможности, такие как возможность выращивания органов в лаборатории, для производства ESC требуются человеческие эмбрионы, что связано со многими техническими и этическими проблемами. В 2007 году исследователи нашли способ производить человеческие клетки со способностями ЭСК путем перепрограммирования обычных клеток, чтобы они стали стволовыми. Сегодня ученые могут превратить почти каждый тип клетки почти во все остальные клетки!

Все начинается с оплодотворения, когда сперма встречается с яйцеклеткой

Эмбриональное развитие начинается в момент оплодотворения , когда сперматозоид встречается с яйцеклеткой (рис. 1).Оплодотворение объединяет генетический материал ( ДНК, ) от обоих родителей, половину из яйцеклетки и половину из сперматозоидов, и эта комбинация генетического материала дает зародыш. С момента оплодотворения оплодотворенная яйцеклетка проходит процесс деления клеток. Оплодотворенная яйцеклетка сначала делится на две клетки, затем каждая из них делится еще на две клетки и так далее, пока, через несколько дней, мы не получим маленький шарик, состоящий из нескольких десятков эмбриональных клеток. Примерно через неделю после оплодотворения развивающийся эмбрион выглядит как полый шар из клеток, который позже станет плацентой, и внутренней грудой клеток, которая станет самим эмбрионом (рис. 1).Поскольку это небольшое количество клеток станет полноценным ребенком, эти ранние клетки должны обладать способностью стать каждой клеткой в ​​организме, например, клетками кожи, мышечными клетками, клетками печени или клетками мозга. Из-за этой способности эти клетки называются плюрипотентными («плюри» = много; «мощные» = способность). Примерно через неделю после оплодотворения эмбриональные клетки постепенно теряют свою плюрипотентность и постепенно становятся различными тканями и органами. Итак, существует относительно узкое окно, в течение которого в эмбрионе существуют плюрипотентные ESC.

• Рисунок 1 — Раннее эмбриональное развитие и плюрипотентные клетки.
• Слева вы можете видеть яйцеклетку и сперму до оплодотворения. Как только они встречаются, яйцеклетка оплодотворяется и начинает развиваться. Примерно через 1 неделю после оплодотворения в результате деления клеток образовался крошечный зародыш, содержащий внешние клетки, которые станут плацентой (серо-синие), и внутренние клетки, которые станут эмбрионом (желтые). Если оплодотворение происходит вне тела (оплодотворение in vitro и ), на этом этапе можно удалить внутренние клетки эмбриона и выращивать их в лаборатории.Если они успешно растут, их называют эмбриональными стволовыми клетками (ЭСК).

В 1998 году ученым из США и Израиля впервые удалось вырастить плюрипотентные клетки из человеческих эмбрионов в лаборатории. Они работали с эмбрионами, созданными в результате оплодотворения in vitro (ЭКО) , которое позволяет парам, испытывающим трудности с беременностью, иметь детей. В конце процесса ЭКО у врачей обычно остается много недельных эмбрионов, которые больше не нужны.Эти крошечные эмбрионы можно использовать для исследований, а ученые использовали их, чтобы выяснить, как выращивать плюрипотентные клетки в лаборатории (рис. 2). Эти клетки называются эмбриональными стволовыми клетками (ЭСК) .

• Рисунок 2 — Изображение ЭСК человека под микроскопом.
• ЭСК растут в виде кластера клеток, который можно увидеть в середине рисунка. Вокруг этого кластера находятся более темные клетки, поддерживающие рост ESC, которые называются опорными клетками.

В отличие от клеток самого эмбриона, ESC, выращенные в лаборатории, могут оставаться в своем плюрипотентном состоянии, если присутствуют правильные условия для роста.Эти клетки делятся примерно раз в день, поэтому со временем ученые могут вырастить миллионы или миллиарды ESC. Если условия роста ESC изменяются соответствующим образом, ученые могут стимулировать ESC пройти процесс, называемый дифференцировкой , в котором ESC могут развиться в любой из различных типов клеток, присутствующих в организме! Ученые работают над этим удивительным проектом более 20 лет!

Производство ЭСК из человеческих эмбрионов технически сложно и сложно с этической точки зрения.Поэтому было приложено много усилий для получения плюрипотентных стволовых клеток из других клеток, чтобы избежать использования настоящих эмбрионов. Идея состоит в том, чтобы перепрограммировать зрелые клетки, чтобы снова превратить их в стволовые.

Клонирование

Первые попытки превратить зрелые клетки обратно в плюрипотентные стволовые клетки включали процесс, названный клонированием . В процессе клонирования яйцеклетка оплодотворяется в лаборатории, и сразу после оплодотворения из яйца удаляется ДНК. Затем в пустое яйцо вводят ДНК из другой зрелой клетки, например, клетки кожи или крови.Несмотря на то, что ДНК взята из зрелой клетки, среда яйца в основном перепрограммирует генетический материал зрелой клетки, чтобы она могла создать эмбрион. Если яйцо продолжит развиваться, оно превратится в клон человека или животного, от которого была взята зрелая клетка. Клонирование человека запрещено законом, но в начале 1960-х английские исследователи успешно клонировали лягушек. У лягушек относительно очень большие яйца, поэтому с ними легко работать. Исследователи взяли оплодотворенное яйцо лягушки, удалили ДНК и ввели в яйцо генетический материал из кишечной клетки другой лягушки.Примерно через 40 дней яйцо созрело и превратилось в головастика. Головастик был генетически идентичен лягушке, у которой была взята клетка кишечника. Вскоре некоторые лаборатории начали проводить этот процесс на млекопитающих, но первые попытки этого процесса потерпели неудачу. После 30 лет неудачных попыток в 1996 году исследователи из Шотландии успешно клонировали овцу по имени Долли (рис. 3A), доказав, что клонирование возможно и у млекопитающих. С конца 1990-х годов было успешно клонировано большое количество разнообразных животных, включая мышей, кроликов, коров, свиней, лошадей, ослов, верблюдов и даже волков, находящихся под угрозой исчезновения.Знаменитая певица Барбара Стрейзанд, которой было очень грустно, когда ее собака умерла, заплатила исследователям большую сумму денег, чтобы клонировать двух щенков, идентичных оригинальной собаке! В 2018 году макаки были впервые успешно клонированы (рис. 3B), а в 2019 году китайская полиция объявила о клонировании полицейской собаки, которая с тех пор начала проходить курс обучения.

• Рисунок 3 — (A) Успешное клонирование млекопитающих.
• Овечка Долли, первое успешно клонированное млекопитающее, было клонировано в Шотландии в 1996 году.Показана Долли со своим первым отпрыском Бонни (слева). (B) Первые клонированные обезьяны, Хуа Хуа и Чжун Чжун, были успешно клонированы в Китае в 2018 году.

Терапевтическое клонирование

Как мы уже упоминали, клонирование человека запрещено законом, но разрешена процедура, называемая терапевтическим клонированием, то есть клонирование в медицинских целях. Та же процедура, описанная выше для лягушек, выполняется с оплодотворенными яйцами человека, которые опорожняются и вводятся генетический материал из другой клетки, обычно клетки кожи или крови.Примерно через неделю плюрипотентные клетки удаляют и используют для выращивания ESC. Эти ESC содержат ДНК человека, у которого была взята кожа или кровяная клетка. Таким образом, можно производить ESC от любого живого человека! Это означает, что в будущем, когда мы узнаем, как производить ткани, такие как ткань печени, из ЭСК, можно будет вырастить новые органы для трансплантации. Большим преимуществом использования генетически идентичных клеток для трансплантатов является то, что иммунная система не воспринимает пересаженный орган как чужеродный и поэтому не будет атаковать его так же, как и орган генетически другого человека.Это предотвращает множество проблем и осложнений.

Перепрограммирование

Терапевтическое клонирование может показаться отличным делом, но эта процедура очень проблематична и сложна. Более того, это требует использования яиц, которые очень трудно достать. Но в 2007 году японские исследователи нашли удивительный способ трансформировать зрелые клетки, такие как клетки кожи или крови, непосредственно в стволовые клетки без использования яиц! Они обнаружили комбинацию белков, которые при введении в зрелые клетки постепенно перепрограммировали зрелые клетки в стволовые.Эта процедура намного проще, чем клонирование, и каждая лаборатория может довольно легко произвести стволовые клетки практически из любого типа клеток. Этот процесс называется перепрограммированием , а полученные клетки называются индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (ИПСК).

Терапия?

Есть надежда на возможность использования обоих типов стволовых клеток, как эмбриональных, так и индуцированных, для лечения заболеваний, вызванных гибелью клеток в организме. Например, при диабете 1 типа бета-клетки поджелудочной железы умирают.Бета-клетки отвечают за выработку гормона инсулина, который помогает тканям поглощать сахар из крови, обеспечивая организм энергией. Дети, рожденные с диабетом 1 типа, в конечном итоге теряют все свои бета-клетки и перестают вырабатывать инсулин. Поскольку жить без инсулина невозможно, этим детям необходимо делать инъекции инсулина каждый день. Несколько исследовательских групп пытаются превратить ESC в бета-клетки, которые можно трансплантировать пациентам с диабетом, чтобы пациенты снова могли вырабатывать инсулин.Это большая мечта, потому что на сегодняшний день все еще не существует успешного лечения, основанного на трансплантации клеток, выращенных из стволовых клеток, хотя в настоящее время проводятся эксперименты на людях. В одном из этих экспериментов нейроны, полученные из ЭСК, трансплантируются в мозг пациентов с болезнью Паркинсона, при которой некоторые клетки мозга умирают. Во втором эксперименте клетки сетчатки трансплантируются пациентам, страдающим слепотой, вызванной заболеванием, которое приводит к потере клеток в глазу.

Надеюсь, что в ближайшие годы исследователи будут успешно производить все больше и больше типов клеток и даже органов из эмбриональных или индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Это приведет к все большему количеству успешных испытаний на людях, так что можно будет вылечить и даже вылечить большое количество заболеваний, при которых умирают клетки тела или которые требуют замены органов.

Глоссарий

Оплодотворение : ↑ Встреча сперматозоида и яйцеклетки.С момента оплодотворения начинается эмбриональное развитие. Яйцо без сперматозоидов — это неоплодотворенная яйцеклетка.

ДНК : ↑ Генетический материал, отвечающий за характеристики организмов. Например, определенная область ДНК отвечает за цвет глаз, другая — за цвет кожи и т. Д.

Плюрипотентность : ↑ Свойство эмбриональных стволовых клеток, означающее способность трансформироваться в любой тип клеток.«Плюри» означает «много», «мощный» означает «способность», а «плюрипотентность» означает «очень способный».

Экстракорпоральное оплодотворение Оплодотворение (ЭКО) : ↑ Когда яйцеклетка встречает сперматозоид в лаборатории, вне тела.

Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) : ↑ Клетки, взятые из однонедельного эмбриона. У этих клеток есть две особенности: они могут неограниченно делиться при определенных условиях, и они могут становиться всеми типами клеток.

Дифференциация : ↑ Процесс, при котором стволовая клетка трансформируется в зрелую клетку.

Клонирование : ↑ Процесс, при котором ДНК зрелой клетки вводится в пустую оплодотворенную яйцеклетку после того, как из нее были освобождены ее ДНК и ДНК сперматозоида. Если это яйцо будет возвращено животному, ребенок будет генетически идентичен клетке, из которой была взята ДНК.

Репрограммирование : ↑ Процесс, в котором обычные зрелые клетки снова трансформируются в плюрипотентные эмбриональные стволовые клетки.

Конфликт интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Культивирование эмбриональных стволовых клеток человека: историческая перспектива и эволюция систем культивирования, свободных от ксенонов | Репродуктивная биология и эндокринология

1.

Бахарванд Х., Джафари Х., Массуми М., Аштиани С.К. Получение инсулин-секретирующих клеток из эмбриональных стволовых клеток человека.Dev Growth Differ. 2006. 48 (5): 323–32. DOI: 10.1111 / j.1440–169X.2006.00867.x.

CAS PubMed Google ученый

2.

Сундберг М., Андерссон PH, Акессон Э., Одеберг Дж., Холмберг Л., Инзунза Дж. И др. Маркеры плюрипотентности и дифференцировки нервных клеток-предшественников человека, полученные из эмбриональных стволовых клеток и ткани ЦНС. Трансплантация клеток. 2011; 20 (2): 177–91. DOI: 10.3727 / 096368910X527266.

CAS PubMed Google ученый

3.

Pal R, Mamidi MK, Das AK, Bhonde R. Сравнительный анализ дифференцировки кардиомиоцитов из эмбриональных стволовых клеток человека в трехмерных и двумерных условиях культивирования. J Biosci Bioeng. 2013. 115 (2): 200–6. DOI: 10.1016 / j.jbiosc.2012.08.018.

CAS PubMed Google ученый

4.

Miki T, Ring A, Gerlach J. Печеночной дифференцировке человеческих эмбриональных стволовых клеток способствуют трехмерные динамические условия перфузионного культивирования.Tissue Eng Часть C Методы. 2011. 17 (5): 557–68. DOI: 10.1089 / ten.TEC.2010.0437.

PubMed Google ученый

5.

Томсон Дж., Ицковиц-Элдор Дж, Шапиро С.С., Вакниц М.А., Свиергель Дж. Дж., Маршалл В.С. и др. Линии эмбриональных стволовых клеток, полученные из бластоцист человека. Наука. 1998. 282 (5391): 1145–7.

CAS PubMed Google ученый

6.

Сюй С., Инокума М.С., Денхам Дж., Голдс К., Кунду П., Голд Дж. Д. и др.Рост недифференцированных эмбриональных стволовых клеток человека без кормления. Nat Biotechnol. 2001. 19 (10): 971–4. DOI: 10.1038 / nbt1001–971.

CAS PubMed Google ученый

7.

Марти М., Мулеро Л., Пардо С., Морера С., Каррио М., Лариккиа-Роббио Л. и др. Характеристика плюрипотентных стволовых клеток. Nat Protoc. 2013. 8 (2): 223–53. DOI: 10.1038 / nprot.2012.154.

CAS PubMed Google ученый

8.

Loser P, Schirm J, Guhr A, Wobus AM, Kurtz A. Линии эмбриональных стволовых клеток человека и их использование в международных исследованиях. Стволовые клетки. 2010. 28 (2): 240–6. DOI: 10.1002 / стержень.286.

PubMed Central PubMed Google ученый

9.

Meng G, Liu S, Li X, Krawetz R, Rancourt DE. Получение линий эмбриональных стволовых клеток человека после микрохирургии бластоцисты. Biochem Cell Biol. 2010. 88 (3): 479–90. DOI: 10.1139 / o09–188.

CAS PubMed Google ученый

10.

Strom S, Inzunza J, Grinnemo KH, Holmberg K, Matilainen E, Stromberg AM и др. Механическая изоляция внутренней клеточной массы эффективна при получении новых линий эмбриональных стволовых клеток человека. Hum Reprod. 2007. 22 (12): 3051–8. DOI: 10,1093 / humrep / dem335.

PubMed Google ученый

11.

Tanaka N, Takeuchi T, Neri QV, Sills ES, Palermo GD. Лазерная диссекция бластоцисты и последующее культивирование эмбриональных стволовых клеток в системе культуры без сыворотки / клеток: приложения и предварительные результаты на мышиной модели.J Transl Med. 2006; 4:20. DOI: 10.1186 / 1479–5876–4–20.

PubMed Central PubMed Google ученый

12.

Турецкий Т., Айзенман Э., Гиль Ю., Вайнберг Н., Шуфаро Ю., Ревель А. и др. Получение с помощью лазера линий эмбриональных стволовых клеток человека из эмбрионов ЭКО после преимплантационной генетической диагностики. Hum Reprod. 2008. 23 (1): 46–53. DOI: 10,1093 / humrep / dem351.

CAS PubMed Google ученый

13.

Cowan CA, Klimanskaya I, McMahon J, Atienza J, Witmyer J, Zucker JP, et al. Получение линий эмбриональных стволовых клеток из бластоцист человека. N Engl J Med. 2004. 350 (13): 1353–6. DOI: 10.1056 / NEJMsr040330.

CAS PubMed Google ученый

14.

Рубинофф Б.Е., Пера М.Ф., Фонг С.Й., Траунсон А., Бонгсо А. Линии эмбриональных стволовых клеток из бластоцист человека: соматическая дифференцировка in vitro. Nat Biotechnol. 2000. 18 (4): 399–404. DOI: 10.1038/74447.

CAS PubMed Google ученый

15.

Танненбаум С.Е., Турецкий Т.Т., Зингер О., Айзенман Э., Киршберг С., Илоуз Н. и др. Получение человеческих эмбриональных стволовых клеток, не содержащих ксенонов и отвечающих требованиям GMP, — платформы для будущих клинических применений. PLoS One. 2012; 7 (6): e35325. DOI: 10.1371 / journal.pone.0035325.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

16.

Johnson MH. ЭС человека, клетки и бластоциста из одного эмбриона: захватывающая наука, но противоречащая этика? Стволовая клетка клетки. 2008. 2 (2): 103–4. DOI: 10.1016 / j.stem.2008.01.021.

CAS PubMed Google ученый

17.

Чунг Ю., Климанская И., Беккер С., Ли Т., Мазерати М., Лу С.Дж. и др. Линии эмбриональных стволовых клеток человека, полученные без разрушения эмбриона. Стволовая клетка. 2008. 2 (2): 113–7. DOI: 10.1016 / j.stem.2007.12.013.

CAS PubMed Google ученый

18.

Илич Д., Гиритаран Г., Здравкович Т., Касерес Э., Генбацев О., Фишер С.Дж. и др. Получение линий эмбриональных стволовых клеток человека из биопсированных бластомеров на кормушках человека с минимальным воздействием ксеноматериалов. Stem Cells Dev. 2009. 18 (9): 1343–50. DOI: 10.1089 / scd.2008.0416.

CAS PubMed Google ученый

19.

Климанская И., Чанг Ю., Беккер С., Лу С. Дж., Ланза Р. Линии эмбриональных стволовых клеток человека, полученные из отдельных бластомеров.Природа. 2006. 444 (7118): 481–5. DOI: 10,1038 / природа05142.

CAS PubMed Google ученый

20.

Амит М., Карпентер М.К., Инокума М.С., Чиу С.П., Харрис С.П., Вакниц М.А. и др. Клонированные линии эмбриональных стволовых клеток человека сохраняют плюрипотентность и пролиферативный потенциал в течение длительных периодов культивирования. Dev Biol. 2000. 227 (2): 271–8. DOI: 10.1006 / dbio.2000.9912.

CAS PubMed Google ученый

21.

Климанская И., Чанг Ю., Мейснер Л., Джонсон Дж., Вест-д-р, Ланза Р. Эмбриональные стволовые клетки человека, полученные без питающих клеток. Ланцет. 2005; 365 (9471): 1636–41. DOI: 10.1016 / S0140–6736 (05) 66473–2.

CAS PubMed Google ученый

22.

Галан А., Диас-Гимено П., Пу М.Э., Вальбуэна Д., Санчес Е., Руис В. и др. Определение геномной подписи тотипотентности и плюрипотентности на раннем этапе развития человека. PLoS One. 2013; 8 (4): e62135.DOI: 10.1371 / journal.pone.0062135.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

23.

Гиритаран Дж., Илич Д., Гормли М., Кртолика А. Эмбриональные стволовые клетки человека, полученные из эмбрионов на разных стадиях развития, имеют сходные профили транскрипции. PLoS One. 2011; 6 (10): e26570. DOI: 10.1371 / journal.pone.0026570.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

24.

Cobo F, Navarro JM, Herrera MI, Vivo A, Porcel D, Hernandez C и др. Электронная микроскопия выявляет присутствие вирусов в эмбриональных фибробластах мыши, но не в эмбриональных фибробластах человека или в мезенхимальных клетках человека, используемых для поддержания чЭСК: к реализации программы микробиологического обеспечения качества в банках стволовых клеток. Клонирование стволовых клеток. 2008. 10 (1): 65–74. DOI: 10.1089 / clo.2007.0020.

CAS PubMed Google ученый

25.

Llewelyn CA, Hewitt PE, Knight RS, Amar K, Cousens S, Mackenzie J, et al. Возможная передача варианта болезни Крейтцфельдта-Якоба при переливании крови. Ланцет. 2004. 363 (9407): 417–21. DOI: 10.1016 / S0140–6736 (04) 15486-X.

CAS PubMed Google ученый

26.

Кубикова И., Конечна Х., Седо О, Здрахал З., Рехулка П., Хрибкова Х. и др. Протеомное профилирование микровезикул, полученных из эмбриональных стволовых клеток человека, выявляет риск переноса белков бычьего и мышиного происхождения.Цитотерапия. 2009. 11 (3): 330–40. 1 п после 40. doi: 10.1080 / 14653240802595531.

CAS PubMed Google ученый

27.

Ратайчак Дж., Миекус К., Кусиа М., Чжан Дж., Река Р., Дворжак П. и др. Микровезикулы, полученные из эмбриональных стволовых клеток, репрограммируют гематопоэтических предшественников: доказательства горизонтального переноса мРНК и доставки белка. Лейкемия. 2006. 20 (5): 847–56. DOI: 10.1038 / sj.leu.2404132.

CAS PubMed Google ученый

28.

Мартин М.Дж., Муотри А., Гейдж Ф., Варки А. Эмбриональные стволовые клетки человека экспрессируют иммуногенную сиаловую кислоту, отличную от человека. Nat Med. 2005. 11 (2): 228–32. DOI: 10,1038 / нм1181.

CAS PubMed Google ученый

29.

Bongso A, Fong CY, Ng SC, Ratnam S. Выделение и культивирование клеток внутренней клеточной массы из бластоцист человека. Hum Reprod. 1994. 9 (11): 2110–7.

CAS PubMed Google ученый

30.

Амит М., Маргулец В., Сегев Х., Шарики К., Лаевский И., Колман Р. и др. Фидерные слои человека для эмбриональных стволовых клеток человека. Биол Репрод. 2003. 68 (6): 2150–6. DOI: 10.1095 / биолрепрод.102.012583.

CAS PubMed Google ученый

31.

Richards M, Fong CY, Chan WK, Wong PC, Bongso A. Кормушки человека поддерживают длительный недифференцированный рост массы внутренних клеток человека и эмбриональных стволовых клеток. Nat Biotechnol. 2002. 20 (9): 933–6.DOI: 10,1038 / NBT726.

CAS PubMed Google ученый

32.

Xi J, Wang Y, Zhang P, He L, Nan X, Yue W. и др. Стромальные клетки эмбриональной печени человека, которые сверхэкспрессируют bFGF, поддерживают рост и поддержание эмбриональных стволовых клеток человека. PLoS One. 2010; 5 (12): e14457. DOI: 10.1371 / journal.pone.0014457.

PubMed Central PubMed Google ученый

33.

Cheng L, Hammond H, Ye Z, Zhan X, Dravid G.Клетки взрослого костного мозга человека поддерживают длительное размножение эмбриональных стволовых клеток человека в культуре. Стволовые клетки. 2003. 21 (2): 131–42. DOI: 10.1634 / стволовые клетки.21–2–131.

CAS PubMed Google ученый

34.

Чо М., Ли Э.Дж., Нам Х., Янг Дж. Х., Чо Дж., Лим Дж. М. и др. Система питающего слоя человека, полученная из стромальных клеток пуповины, для эмбриональных стволовых клеток человека. Fertil Steril. 2010. 93 (8): 2525–31. DOI: 10.1016 / j.fertnstert.2010.03.027.

PubMed Google ученый

35.

Генбацев О., Кртолица А., Здравкович Т., Брюнетт Е., Пауэлл С., Нат А. и др. Бессывороточное получение линий эмбриональных стволовых клеток человека на фибробластах плаценты человека. Fertil Steril. 2005. 83 (5): 1517–29. DOI: 10.1016 / j.fertnstert.2005.01.086.

PubMed Google ученый

36.

Миямото К., Хаяси К., Сузуки Т., Итихара С., Ямада Т., Кано И. и др.Фидерные слои плаценты человека поддерживают недифференцированный рост эмбриональных стволовых клеток приматов. Стволовые клетки. 2004. 22 (4): 433–40. DOI: 10.1634 / стволовые клетки.22–4–433.

PubMed Google ученый

37.

Гао Х, Ян Дж., Шен Й, Ли М., Ма С., Ван Дж. И др. Матрикс трофонемы плода человека и эндометрий матки лучше поддерживают рост эмбриональных стволовых клеток человека и нейральную дифференцировку, чем эмбриональные фибробласты мыши. Перепрограммирование клеток. 2010. 12 (3): 295–303.DOI: 10.1089 / ячейка.2009.0071.

CAS PubMed Google ученый

38.

Lee JB, Lee JE, Park JH, Kim SJ, Kim MK, Roh SI, et al. Создание и поддержание линий эмбриональных стволовых клеток человека на питающих клетках человека, полученных из эндометрия матки, в бессывороточных условиях. Биол Репрод. 2005. 72 (1): 42–9. DOI: 10.1095 / биолрепрод.104.033480.

CAS PubMed Google ученый

39.

Ли Дж. Б., Сон Дж. М., Ли Дж. Э., Пак Дж. Х., Ким С. Дж., Кан С. М. и др. Доступные фидерные клетки человека для поддержания эмбриональных стволовых клеток человека. Репродукция. 2004. 128 (6): 727–35. DOI: 10.1530 / rep.1.00415.

CAS PubMed Google ученый

40.

Агилар-Галлардо С., Пу М., Гомес Е., Галан А., Санчес Е., Маркес-Мари А. и др. Получение, характеристика, дифференциация и регистрация семи линий эмбриональных стволовых клеток человека (VAL-3, -4, -5, -6 M, -7, -8 и-9) на фидере человека.In vitro Cell Dev Biol Anim. 2010. 46 (3–4): 317–26. DOI: 10.1007 / s11626–010–9285–3.

PubMed Google ученый

41.

Rajala K, Lindroos B, Hussein SM, Lappalainen RS, Pekkanen-Mattila M, Inzunza J, et al. Определенный и свободный от ксенонов метод культивирования, позволяющий создавать человеческие эмбриональные, индуцированные плюрипотентные и жировые стволовые клетки клинического уровня. PLoS One. 2010; 5 (4): e10246. DOI: 10.1371 / journal.pone.0010246.

PubMed Central PubMed Google ученый

42.

Rajala K, Hakala H, Panula S, Aivio S, Pihlajamaki H, Suuronen R, et al. Тестирование девяти различных культуральных сред, не содержащих ксено, для культур эмбриональных стволовых клеток человека. Hum Reprod. 2007. 22 (5): 1231–8. DOI: 10,1093 / humrep / del523.

CAS PubMed Google ученый

43.

Desai N, Ludgin J, Goldberg J, Falcone T. Разработка бесконтактной системы совместного культивирования без ксенонов для получения и поддержания эмбриональных стволовых клеток с использованием новой линии клеток эндометрия человека.J Assist Reprod Genet. 2013; 30 (5): 609–15. DOI: 10.1007 / s10815–013–9977–1.

PubMed Central PubMed Google ученый

44.

Чен Х.Ф., Чуанг С.Й., Ши Ю.К., Чанг Х.В., Хо Х.Н., Куо Х.С. Новые аутогенные питатели, полученные из эмбриональных стволовых клеток человека (hESC), поддерживают недифференцированный статус hESC в условиях культивирования без ксено. Hum Reprod. 2009. 24 (5): 1114–25. DOI: 10,1093 / humrep / dep003.

CAS PubMed Google ученый

45.

Fu X, Toh WS, Liu H, Lu K, Li M, Hande MP и др. Аутологичные питающие клетки из разрастания эмбрионального тела более эффективно поддерживают долгосрочный рост эмбриональных стволовых клеток человека, чем клетки, полученные в результате прямой дифференцировки. Tissue Eng Часть C Методы. 2010. 16 (4): 719–33. DOI: 10.1089 / ten.tec.2009.0360.

CAS PubMed Google ученый

46.

Abraham S, Sheridan SD, Laurent LC, Albert K, Stubban C, Ulitsky I., et al. Размножение человеческих эмбриональных и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток в непрямой системе совместного культивирования.Biochem Biophys Res Commun. 2010. 393 (2): 211–6. DOI: 10.1016 / j.bbrc.2010.01.101.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

47.

Park Y, Kim JH, Lee SJ, Choi I.Y, Park SJ, Lee SR, et al. Фидерные клетки человека могут поддерживать недифференцированный рост эмбриональных стволовых клеток человека и мыши, используя свои собственные основные факторы роста фибробластов. Stem Cells Dev. 2011; 20 (11): 1901–10. DOI: 10.1089 / scd.2010.0496.

CAS PubMed Google ученый

48.

Лю CX, Zhang RL, Gao J, Li T, Ren Z, Zhou CQ и др. Получение линий эмбриональных стволовых клеток человека без каких-либо экзогенных факторов роста. Mol Reprod Dev. 2014; DOI: 10.1002 / MRD.22312.

49.

Валлиер Л., Александр М., Педерсен Р.А. Пути Activin / Nodal и FGF взаимодействуют для поддержания плюрипотентности эмбриональных стволовых клеток человека. J Cell Sci. 2005; 118 (Pt 19): 4495–509. DOI: 10.1242 / jcs.02553.

CAS PubMed Google ученый

50.

Альбано Р.М., Грум Н., Смит Дж. Активины экспрессируются в доимплантационных эмбрионах мыши и в клетках ES и EC и регулируются при их дифференцировке. Разработка. 1993. 117 (2): 711–23.

CAS PubMed Google ученый

51.

Битти Г.М., Лопес А.Д., Букай Н., Хинтон А., Фирпо М.Т., Кинг С.К. и др. Активин А поддерживает плюрипотентность эмбриональных стволовых клеток человека в отсутствие питающих слоев. Стволовые клетки. 2005. 23 (4): 489–95.DOI: 10.1634 / стволовые клетки. 2004–0279.

CAS PubMed Google ученый

52.

Chen S, Choo A, Chin A, Oh SK. TGF-beta2 делает возможной пролиферацию плюрипотентных эмбриональных стволовых клеток человека на иммортализованных фибробластах мышиных эмбрионов E6 / E7. J Biotechnol. 2006. 122 (3): 341–61. DOI: 10.1016 / j.jbiotec.2005.11.022.

CAS PubMed Google ученый

53.

Джеймс Д., Левин А.Дж., Бессер Д., Хеммати-Бриванлу А.Передача сигналов TGFbeta / activin / nodal необходима для поддержания плюрипотентности в эмбриональных стволовых клетках человека. Разработка. 2005. 132 (6): 1273–82. DOI: 10.1242 / dev.01706.

CAS PubMed Google ученый

54.

Валлиер Л., Тубуль Т., Чнг З., Бримпари М., Ханнан Н., Миллан Э. и др. Ранние решения о судьбе эмбриональных стволовых клеток человека и стволовых клеток эпибласта мыши контролируются одними и теми же сигнальными путями. PLoS One. 2009; 4 (6): e6082.DOI: 10.1371 / journal.pone.0006082.

PubMed Central PubMed Google ученый

55.

Хонгисто Х., Вуористо С., Михайлова А., Сууронен Р., Виртанен И., Отонкоски Т. и др. Экспрессия ламинина-511 связана с функциональностью питающих клеток в культуре эмбриональных стволовых клеток человека. Stem Cell Res. 2012. 8 (1): 97–108. DOI: 10.1016 / j.scr.2011.08.005.

CAS PubMed Google ученый

56.

Kleinman HK. Получение компонентов базальной мембраны из опухолей EHS. Curr Protoc Cell Biol. 2001; Глава 10: Раздел 10 2. DOI: 10.1002 / 0471143030.cb1002s00.

PubMed Google ученый

57.

Бримбл С.Н., Цзэн Х, Вейлер Д.А., Ло И, Лю И, Лайонс И.Г., и др. Кариотипическая стабильность, генотипирование, дифференциация, поддержание без кормления и выборка экспрессии генов в трех линиях эмбриональных стволовых клеток человека, полученных до 9 августа 2001 г.Stem Cells Dev. 2004. 13 (6): 585–97. DOI: 10.1089 / scd.2004.13.585.

CAS PubMed Google ученый

58.

Hakala H, Rajala K, Ojala M, Panula S, Areva S, Kellomaki M и др. Сравнение биоматериалов и внеклеточных матриц в качестве платформы для культивирования нескольких независимо полученных линий эмбриональных стволовых клеток человека. Tissue Eng Part A. 2009; 15 (7): 1775–85. DOI: 10.1089 / ten.tea.2008.0316.

CAS PubMed Google ученый

59.

Левенштейн М.Э., Людвиг Т.Э., Сюй Р.Х., Лланас Р.А., ВанДенХёвел-Крамер К., Мэннинг Д. и др. Основной фактор роста фибробластов поддерживает самообновление эмбриональных стволовых клеток человека. Стволовые клетки. 2006. 24 (3): 568–74. DOI: 10.1634 / стволовые клетки. 2005–0247.

CAS PubMed Google ученый

60.

Монтес Р., Лигеро Дж., Санчес Л., Каталина П., де ла Куэва Т., Ньето А. и др. Поддержание hESC без питания в среде, кондиционированной мезенхимальными стволовыми клетками: различные требования для TGF-бета и IGF-II.Cell Res. 2009. 19 (6): 698–709. DOI: 10.1038 / cr.2009.35.

CAS PubMed Google ученый

61.

Приддл Х., Аллегруччи С., Берридж П., Муньос М., Смит Н.М., Девлин Л. и др. Получение и характеристика линий эмбриональных стволовых клеток человека, NOTT1 и NOTT2. In vitro Cell Dev Biol Anim. 2010. 46 (3–4): 367–75. DOI: 10.1007 / s11626–010–9290–6.

PubMed Google ученый

62.

Xu RH, Peck RM, Li DS, Feng X, Ludwig T., Thomson JA. Основной FGF и подавление передачи сигналов BMP поддерживают недифференцированную пролиферацию человеческих ES-клеток. Нат методы. 2005. 2 (3): 185–90. DOI: 10,1038 / nmeth744.

CAS PubMed Google ученый

63.

Яо С., Чен С., Кларк Дж., Хао Э., Битти Г.М., Хайек А. и др. Длительное самообновление и направленная дифференцировка эмбриональных стволовых клеток человека в химически определенных условиях.Proc Natl Acad Sci U S. A. 2006; 103 (18): 6907–12. DOI: 10.1073 / pnas.0602280103.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

64.

Карлсон Шольц Дж. А., Гарг Р., Комптон С. Р., Аллоре Х. Г., Цейсс С. Дж., Учио Е. М.. Полиомиелит у мышей ICR-SCID, инфицированных MuLV, после инъекции матрицы базальной мембраны, загрязненной вирусом, повышающим уровень лактатдегидрогеназы. Comp Med. 2011. 61 (5): 404–11.

PubMed Google ученый

65.

Fu X, Toh WS, Liu H, Lu K, Li M, Cao T. Создание клинически совместимых эмбриональных стволовых клеток человека в аутологичной системе без кормушки. Tissue Eng Часть C Методы. 2011; 17 (9): 927–37. DOI: 10.1089 / ten.TEC.2010.0735.

PubMed Google ученый

66.

Ludwig T, AT J. Определенная питательная независимая среда для культуры эмбриональных стволовых клеток человека. Curr Protoc Stem Cell Biol. 2007; Глава 1: Блок 1С 2. doi: 10.1002 / 9780470151808.sc01c02s2.

PubMed Google ученый

67.

Kidwai FK, Liu H, Toh WS, Fu X, Jokhun DS, Movahednia MM, et al. Дифференциация эмбриональных стволовых клеток человека в клинически поддающиеся кератиноцитам в аутогенной среде. J Invest Dermatol. 2013; 133 (3): 618–28. DOI: 10.1038 / jid.2012.384.

CAS PubMed Google ученый

68.

Ван Кью, Моу Х, Цао Х, Мэн Кью, Ма И, Хан П и др.Новая система без ксенонов и питающих клеток для культуры плюрипотентных стволовых клеток человека. Белковая клетка. 2012; 3 (1): 51–9. DOI: 10.1007 / s13238–012–2002–0.

CAS PubMed Google ученый

69.

Амит М., Шарики С., Маргулец В., Ицковиц-Элдор Дж. Фидерная бесслойная и бессывороточная культура эмбриональных стволовых клеток человека. Биол Репрод. 2004. 70 (3): 837–45. DOI: 10.1095 / biolreprod.103.021147.

CAS PubMed Google ученый

70.

Людвиг TE, Левенштейн ME, Джонс JM, Берггрен WT, Mitchen ER, Frane JL, et al. Получение эмбриональных стволовых клеток человека в определенных условиях. Nat Biotechnol. 2006. 24 (2): 185–7. DOI: 10,1038 / NBT1177.

CAS PubMed Google ученый

71.

Родин С., Домогацкая А., Стром С., Ханссон Е.М., Чиен К.Р., Инзунза Дж. И др. Долгосрочное самообновление плюрипотентных стволовых клеток человека на рекомбинантном ламинине-511 человека. Nat Biotechnol. 2010. 28 (6): 611–5.DOI: 10,1038 / НБТ.1620.

CAS PubMed Google ученый

72.

Миядзаки Т., Футаки С., Хасегава К., Кавасаки М., Сандзен Н., Хаяси М. и др. Рекомбинантные изоформы ламинина человека могут поддерживать недифференцированный рост эмбриональных стволовых клеток человека. Biochem Biophys Res Commun. 2008. 375 (1): 27–32. DOI: 10.1016 / j.bbrc.2008.07.111.

CAS PubMed Google ученый

73.

Миядзаки Т., Футаки С., Суэмори Х., Танигучи Ю., Ямада М., Кавасаки М. и др. Фрагменты ламинина E8 поддерживают эффективную адгезию и размножение диссоциированных плюрипотентных стволовых клеток человека. Nat Commun. 2012; 3: 1236. DOI: 10,1038 / ncomms2231.

PubMed Central PubMed Google ученый

74.

Накагава М., Танигучи Ю., Сенда С., Такидзава Н., Ичисака Т., Асано К. и др. Новая эффективная система культивирования без кормления для получения индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток.Научный отчет 2014; 4: 3594. DOI: 10,1038 / srep03594.

PubMed Central PubMed Google ученый

75.

Whittard JD, Craig SE, Mold AP, Koch A, Pertz O, Engel J, et al. Е-кадгерин является лигандом интегрина альфа2бета1. Matrix Biol. 2002. 21 (6): 525–32.

CAS PubMed Google ученый

76.

Li L, Bennett SA, Wang L. Роль E-кадгерина и других молекул клеточной адгезии в выживании и дифференцировке плюрипотентных стволовых клеток человека.Cell Adh Migr. 2012; 6 (1): 59–70. DOI: 10.4161 / cam.19583.

PubMed Central PubMed Google ученый

77.

Ли Л., Ван С., Езерски А., Моалим-Нур Л., Мохиб К., Паркс Р.Дж. и др. Уникальное взаимодействие между Rap1 и E-cadherin в эндоцитарном пути регулирует самообновление эмбриональных стволовых клеток человека. Стволовые клетки. 2010. 28 (2): 247–57. DOI: 10.1002 / стержень.289.

PubMed Google ученый

78.

Xu Y, Zhu X, Hahm HS, Wei W, Hao E, Hayek A и др. Выявление основного механизма регуляции передачи сигналов для выживания плюрипотентных стволовых клеток и самообновления с помощью малых молекул. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2010; 107 (18): 8129–34. DOI: 10.1073 / pnas.1002024107.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

79.

Нагаока М., Си-Тайеб К., Акаике Т., Дункан С.А. Культура плюрипотентных стволовых клеток человека с использованием полностью определенных условий на рекомбинантном субстрате E-кадгерина.BMC Dev Biol. 2010; 10: 60. DOI: 10.1186 / 1471–213X – 10–60.

PubMed Central PubMed Google ученый

80.

Родин С., Антонссон Л., Ниаудет С., Симонсон О.Е., Салмела Е., Ханссон Е.М. и др. Клональное культивирование эмбриональных стволовых клеток человека на матрице ламинин-521 / E-кадгерин в определенной среде, свободной от ксено. Nat Commun. 2014; 5: 3195. DOI: 10,1038 / ncomms4195.

PubMed Google ученый

81.

Цуцуи Х., Валамер Б., Хиндоян А., Цяо Р., Дин Х, Го С. и др. Оптимизированный коктейль из низкомолекулярных ингибиторов поддерживает долгосрочное поддержание эмбриональных стволовых клеток человека. Nat Commun. 2011; 2: 167. DOI: 10,1038 / ncomms1165.

PubMed Central PubMed Google ученый

82.

Braam SR, Zeinstra L, Litjens S, Ward-van Oostwaard D, van den Brink S, van Laake L, et al. Рекомбинантный витронектин представляет собой функционально определенный субстрат, который поддерживает самообновление эмбриональных стволовых клеток человека посредством интегрина alphavbeta5.Стволовые клетки. 2008. 26 (9): 2257–65. DOI: 10.1634 / стволовые клетки. 2008–0291.

CAS PubMed Google ученый

83.

Чен Г., Гулбрансон Д.Р., Хоу З., Болин Дж. М., Руотти В., Пробаско М. Д. и др. Химически определенные условия для получения и культивирования ИПСК человека. Нат методы. 2011; 8 (5): 424–9. DOI: 10,1038 / Nmeth.1593.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

84.

Hasegawa K, Yasuda SY, Teo JL, Nguyen C, McMillan M, Hsieh CL, et al. Оркестровка передачи сигналов Wnt с помощью низкомолекулярного ингибитора DYRK обеспечивает длительную экспансию плюрипотентных клеток человека без ксеносов. Стволовые клетки Transl Med. 2012; 1 (1): 18–28. DOI: 10.5966 / sctm. 2011–0033.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

85.

Ван Й., Чжоу Б.К., Дауи С., Хе С., Герехт С., Ченг Л. Масштабируемая экспансия индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток в определенной среде Е8, не содержащей ксенонов, в условиях прилипшего и суспензионного культивирования.Stem Cell Res. 2013. 11 (3): 1103–16. DOI: 10.1016 / j.scr.2013.07.011.

CAS PubMed Google ученый

86.

Cai L, Ye Z, Zhou BY, Mali P, Zhou C, Cheng L. Содействие обновлению или дифференцировке эмбриональных стволовых клеток человека путем модуляции сигнала Wnt и условий культивирования. Cell Res. 2007. 17 (1): 62–72. DOI: 10.1038 / sj.cr.7310138.

CAS PubMed Google ученый

87.

Hasegawa K, Pomeroy JE, Pera MF. Современная технология получения линий плюрипотентных стволовых клеток из человеческих эмбрионов. Стволовая клетка. 2010. 6 (6): 521–31. DOI: 10.1016 / j.stem.2010.05.010.

CAS PubMed Google ученый

88.

Мики Т., Ясуда С.Ю., Кан М. Передача сигналов Wnt / бета-катенина в самообновлении эмбриональных стволовых клеток и репрограммировании соматических клеток. Stem Cell Rev.2011; 7 (4): 836–46. DOI: 10.1007 / s12015–011–9275–1.

CAS PubMed Google ученый

89.

Мелкумиан З., Вебер Дж. Л., Вебер Д. М., Фадеев А. Г., Чжоу Ю., Долли-Сонневилль П. и др. Синтетические пептидно-акрилатные поверхности для длительного самообновления и дифференцировки кардиомиоцитов эмбриональных стволовых клеток человека. Nat Biotechnol. 2010. 28 (6): 606–10. DOI: 10,1038 / НБТ.1629.

CAS PubMed Google ученый

90.

Jin S, Yao H, Weber JL, Melkoumian ZK, Ye K. Синтетическая, не содержащая ксенонов поверхность пептида для размножения и направленной дифференцировки индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток.PLoS One. 2012; 7 (11): e50880. DOI: 10.1371 / journal.pone.0050880.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

91.

Каваза Е. Эффективное увеличение диссоциированных плюрипотентных стволовых клеток человека с использованием синтетического субстрата. Методы Мол биол. 2014; 30 мая Epub, DOI: 10.1007 / 7651_2014_82.

92.

Клим Дж. Р., Ли Л., Райтон П. Дж., Пекарчик М. С., Кисслинг Л. Л.. Определенный гликозаминогликан-связывающий субстрат для плюрипотентных стволовых клеток человека.Нат методы. 2010. 7 (12): 989–94. DOI: 10,1038 / Nmeth.1532.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

93.

Ву С., Йоханссон Дж., Дамдимопулу П., Шахсавани М., Фальк А., Ховатта О. и др. Паучий шелк для длительного самообновления и дифференцировки плюрипотентных стволовых клеток человека без ксеносов. Биоматериалы. 2014. 35 (30): 8496–502. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2014.06.039.

CAS PubMed Google ученый

94.

Брафман Д.А., Чанг К.В., Фернандес А., Виллерт К., Варгезе С., Чиен С. Долгосрочное самообновление плюрипотентных стволовых клеток человека на синтетических полимерных поверхностях. Биоматериалы. 2010. 31 (34): 9135–44. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2010.08.007.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

95.

Ирвин Э.Ф., Гупта Р., Дашти, округ Колумбия, Хили К.Э. Инженерные интерфейсы полимер-среда для длительного самообновления эмбриональных стволовых клеток человека.Биоматериалы. 2011. 32 (29): 6912–9. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2011.05.058.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

96.

Мей Ю., Саха К., Богатырев С.Р., Ян Дж., Хук А.Л., Кальчоглу З.И. и др. Комбинаторная разработка биоматериалов для клонального роста плюрипотентных стволовых клеток человека. Nat Mater. 2010. 9 (9): 768–78. DOI: 10,1038 / nmat2812.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

97.

Нандивада Х., Вилья-Диас Л.Г., О’Ши К.С., Смит Г.Д., Кребсбах П.Х., Лаханн Дж. Изготовление синтетических полимерных покрытий и их использование в культуре эмбриональных стволовых клеток человека без кормления. Nat Protoc. 2011; 6 (7): 1037–43. DOI: 10.1038 / nprot.2011.342.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

98.

Вилла-Диас Л.Г., Нандивада Х., Динг Дж., Ногейра-де-Соуза, Северная Каролина, Кребсбах PH, О’Ши К.С. и др. Покрытия из синтетических полимеров для длительного роста эмбриональных стволовых клеток человека.Nat Biotechnol. 2010. 28 (6): 581–3. DOI: 10.1038 / НБТ.1631.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

99.

Вилла-Диаз Л.Г., Росс А.М., Лаханн Дж., Кребсбах PH. Краткий обзор: эволюция культуры плюрипотентных стволовых клеток человека: от питающих клеток до синтетических покрытий. Стволовые клетки. 2013; 31 (1): 1–7. DOI: 10.1002 / стержень.1260.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

100.

Фуру М.К., На Дж., Джексон Дж. П., Окамото Т., Джонс М., Бейкер Д. и др. Гепарин способствует росту эмбриональных стволовых клеток человека в определенной бессывороточной среде. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2008; 105 (36): 13409–14. DOI: 10.1073 / pnas.0806136105.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

101.

Li Y, Powell S, Brunette E, Lebkowski J, Mandalam R. Расширение человеческих эмбриональных стволовых клеток в определенной бессывороточной среде, лишенной продуктов животного происхождения.Biotechnol Bioeng. 2005. 91 (6): 688–98. DOI: 10.1002 / бит.20536.

CAS PubMed Google ученый

102.

Франк С., Чжан М., Шолер Х.Р., Гребер Б. Поддержание плюрипотентных стволовых клеток человека с помощью малых молекул, независимое от линии, поддержание плюрипотентных стволовых клеток человека в определенных условиях. PLoS One. 2012; 7 (7): e41958. DOI: 10.1371 / journal.pone.0041958.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

103.

van der Valk J, Brunner D, De Smet K, Fex Svenningsen A, Honegger P, Knudsen LE и др. Оптимизация химически определенных сред для культивирования клеток — замена фетальной телячьей сыворотки в методах in vitro млекопитающих. Toxicol In Vitro. 2010. 24 (4): 1053–63. DOI: 10.1016 / j.tiv.2010.03.016.

PubMed Google ученый

104.

Ван И, Ченг Л., Герехт С. Эффективное и масштабируемое распространение плюрипотентных стволовых клеток человека в клинически совместимых условиях: обзор 2013 г.Энн Биомед Eng. 2014; 42 (7): 1357–72. DOI: 10.1007 / s10439–013–0921–4.

PubMed Google ученый

105.

Энглер А.Дж., Гриффин М.А., Сен С., Боннеманн К.Г., Суини Х.Л., Дисчер ДЕ. Миотрубки оптимально дифференцируются на субстратах с тканевой жесткостью: патологические последствия для мягких или жестких микроокружений. J Cell Biol. 2004. 166 (6): 877–87. DOI: 10.1083 / jcb.200405004.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

106.

Lo CM, Wang HB, Dembo M, Wang YL. Движение клеток определяется жесткостью субстрата. Biophys J. 2000; 79 (1): 144–52. DOI: 10.1016 / S0006–3495 (00) 76279–5.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

107.

Йунг Т., Жорж П., Фланаган Л., Марг Б., Ортис М., Фунаки М. и др. Влияние жесткости субстрата на морфологию клеток, структуру цитоскелета и адгезию. Цитоскелет клеточного мотиля. 2005. 60 (1): 24–34.

PubMed Google ученый

108.

Kraehenbuehl TP, Langer R, Ferreira LS. Трехмерные биоматериалы для исследования плюрипотентных стволовых клеток человека. Нат методы. 2011; 8 (9): 731–6. DOI: 10,1038 / Nmeth.1671.

CAS PubMed Google ученый

109.

Dellatore SM, Garcia AS, Miller WM. Имитация ниш стволовых клеток для увеличения экспансии стволовых клеток. Curr Opin Biotechnol. 2008. 19 (5): 534–40. DOI: 10.1016 / j.copbio.2008.07.010.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

110.

Энглер AJ, Сен S, Суини HL, Discher DE. Эластичность матрицы определяет спецификацию клонов стволовых клеток. Клетка. 2006; 126 (4): 677–89. DOI: 10.1016 / j.cell.2006.06.044.

CAS PubMed Google ученый

111.

Lutolf MP, Blau HM. Ниши искусственных стволовых клеток. Adv Mater. 2009. 21 (32–33): 3255–68. DOI: 10.1002 / adma.200802582.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

112.

Лутольф депутат, Гилберт П.М., Блау Х.М. Разработка материалов для управления судьбой стволовых клеток. Природа. 2009. 462 (7272): 433–41. DOI: 10,1038 / природа08602.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

113.

Gerecht S, Burdick JA, Ferreira LS, Townsend SA, Langer R, Vunjak-Novakovic G. Гидрогель гиалуроновой кислоты для контролируемого самообновления и дифференцировки эмбриональных стволовых клеток человека. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2007; 104 (27): 11298–303.DOI: 10.1073 / pnas.0703723104.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

114.

Li Z, Leung M, Hopper R, Ellenbogen R, Zhang M. Самовосстановление человеческих эмбриональных стволовых клеток без кормления в трехмерных пористых природных полимерных каркасах. Биоматериалы. 2010. 31 (3): 404–12. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2009.09.070.

CAS PubMed Google ученый

115.

Лу ХФ, Нараянан К., Лим SX, Гао С., Леонг М.Ф., Ван А.С.Трехмерный каркас из микрофибры для длительного самообновления плюрипотентных стволовых клеток человека в химически определенных условиях. Биоматериалы. 2012; 33 (8): 2419–30. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2011.11.077.

CAS PubMed Google ученый

116.

Сити-Исмаил Н., Бишоп А.Е., Полак Дж. М., Манталарис А. Преимущества инкапсуляции человеческих эмбриональных стволовых клеток для длительного поддержания без кормления. Биоматериалы. 2008. 29 (29): 3946–52. DOI: 10.1016 / j.биоматериалы. 2008.04.027.

CAS PubMed Google ученый

117.

Лу Ю.Р., Каннинен Л., Куисма Т., Никландер Дж., Нун Л.А., Беркс Д. и др. Использование гидрогеля нанофибриллярной целлюлозы в качестве гибкой трехмерной модели для культивирования плюрипотентных стволовых клеток человека. Stem Cells Dev. 2014. 23 (4): 380–92. DOI: 10.1089 / scd.2013.0314.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

118.

Джанг М., Ли С.Т., Ким Дж. У., Ян Дж. Х., Юн Дж. К., Пак Дж. К. и др. Определенная трехмерная ниша внеклеточного матрикса на основе полиэтиленгликоля без питателя для культивирования эмбриональных стволовых клеток человека. Биоматериалы. 2013. 34 (14): 3571–80. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2013.01.073.

CAS PubMed Google ученый

119.

Lee ST, Yun JI, Jo YS, Mochizuki M, van der Vlies AJ, Kontos S, et al. Инженерная передача сигналов интегрина для стимулирования самообновления эмбриональных стволовых клеток в точно определенной нише.Биоматериалы. 2010. 31 (6): 1219–26. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2009.10.054.

CAS PubMed Google ученый

120.

Badenes SM, Fernandes TG, Rodrigues CA, Diogo MM, Cabral JM. Масштабируемая экспансия индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток в свободных от ксено микроносителях. Методы Мол биол. 2015; 1283: 23–9. DOI: 10.1007 / 7651_2014_106.

PubMed Google ученый

121.

Чен А.К., Чен Х, Чу А.Б., Реувени С., О СК. Экспансия эмбриональных стволовых клеток человека на целлюлозных микроносителях. Curr Protoc Stem Cell Biol. 2010; Глава 1: Блок 1С 11. doi: 10.1002 / 9780470151808.sc01c11s14.

PubMed Google ученый

122.

Чен А.К., Чен Х, Чу А.Б., Реувени С., Оу СК. Критические свойства микроносителя, влияющие на распространение недифференцированных эмбриональных стволовых клеток человека. Stem Cell Res. 2011; 7 (2): 97–111.DOI: 10.1016 / j.scr.2011.04.007.

CAS PubMed Google ученый

123.

Мариньо PA, Vareschini DT, Gomes IC, Paulsen Bda S, Furtado DR, Castilho Ldos R, et al. Производство без ксенофибриональных стволовых клеток человека в системах микроносителей с перемешиванием с использованием новой среды, не содержащей компонентов животного / человека. Tissue Eng Часть C Методы. 2013. 19 (2): 146–55. DOI: 10.1089 / ten.TEC.2012.0141.

CAS PubMed Google ученый

124.

Nie Y, Bergendahl V, Hei DJ, Jones JM, Palecek SP. Масштабируемая культура и криоконсервация эмбриональных стволовых клеток человека на микроносителях. Biotechnol Prog. 2009. 25 (1): 20–31. DOI: 10.1002 / btpr.110.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

125.

Oh SK, Chen AK, Mok Y, Chen X, Lim UM, Chin A, et al. Долгосрочные суспензионные культуры микроносителей эмбриональных стволовых клеток человека. Stem Cell Res. 2009. 2 (3): 219–30. DOI: 10.1016 / j.scr.2009.02.005.

CAS PubMed Google ученый

126.

Серра М., Коррейа С., Мальпике Р., Брито С., Йенсен Дж., Бьорквист П. и др. Технология микрокапсулирования: мощный инструмент для интеграции размножения и криоконсервации эмбриональных стволовых клеток человека. PLoS One. 2011; 6 (8): e23212. DOI: 10.1371 / journal.pone.0023212.

PubMed Central CAS PubMed Google ученый

127.

Want AJ, Nienow AW, Hewitt CJ, Coopman K. Масштабное распространение и использование плюрипотентных стволовых клеток в целях регенеративной медицины: за пределами Т-колбы. Regen Med. 2012. 7 (1): 71–84. DOI: 10.2217 / rme.11.101.

CAS PubMed Google ученый

128.

Steiner D, Khaner H, Cohen M, Even-Ram S, Gil Y, Itsykson P, et al. Получение, размножение и контролируемая дифференцировка эмбриональных стволовых клеток человека в суспензии.Nat Biotechnol. 2010. 28 (4): 361–4. DOI: 10.1038 / NBT.1616.

CAS PubMed Google ученый

129.

Бахарванд Х., Лариджани М.Р., Юсефи М. Протокол размножения недифференцированных эмбриональных и плюрипотентных стволовых клеток человека в суспензии. Методы Мол биол. 2012; 873: 217–26. DOI: 10.1007 / 978–1–61779–794–1_13.

CAS PubMed Google ученый

130.

Амит М., Лаевский И., Миропольский Ю., Шарики К., Пери М., Ицковиц-Элдор Дж.Динамическая суспензионная культура для масштабируемого размножения недифференцированных плюрипотентных стволовых клеток человека. Nat Protoc. 2011; 6 (5): 572–9. DOI: 10.1038 / nprot.2011.325.

CAS PubMed Google ученый

131.

Оцудзи Т.Г., Бин Дж., Ёсимура А., Томура М., Татэяма Д., Минами И. и др. Система культивирования трехмерных сфер, содержащая функциональные полимеры для крупномасштабного производства плюрипотентных стволовых клеток человека. Stem Cell Rep.2014; 2 (5): 734–45. DOI: 10.1016 / j.stemcr.2014.03.012.

CAS Google ученый

132.

Hyun I., Lindvall O, Ahrlund-Richter L, Cattaneo E, Cavazzana-Calvo M, Cossu G, et al. В новых рекомендациях ISSCR подчеркиваются основные принципы ответственного исследования трансляционных стволовых клеток. Стволовая клетка. 2008. 3 (6): 607–9. DOI: 10.1016 / j.stem.2008.11.009.

CAS PubMed Google ученый

133.

Crook JM, Peura TT, Kravets L, Bosman AG, Buzzard JJ, Horne R, et al.Создание шести линий эмбриональных стволовых клеток человека клинического уровня. Стволовая клетка. 2007; 1 (5): 490–4. DOI: 10.1016 / j.stem.2007.10.004.

CAS PubMed Google ученый

134.

Унгер С., Скоттман Х., Бломберг П., Дилбер М.С., Ховатта О. Надлежащая производственная практика и линии эмбриональных стволовых клеток человека клинического уровня. Hum Mol Genet. 2008; 17 (R1): R48–53. DOI: 10,1093 / hmg / ddn079.

CAS PubMed Google ученый

135.

Couture LA. Масштабируемая культура плюрипотентных стволовых клеток. Nat Biotechnol. 2010. 28 (6): 562–3. DOI: 10.1038 / nbt0610–562.

CAS PubMed Google ученый

136.

Geron C. Завершено первое в мире клиническое испытание терапии человеческими эмбриональными стволовыми клетками. Regen Med. 2009; 4 (2): 161.

Google ученый

137.

Испытания Strauss S. Geron возобновляются, но стандарты для испытаний стволовых клеток остаются неуловимыми.Nat Biotechnol. 2010. 28 (10): 989–90. DOI: 10.1038 / nbt1010–989.

CAS PubMed Google ученый

138.

Schwartz SD, Hubschman JP, Heilwell G, Franco-Cardenas V, Pan CK, Ostrick RM и др. Испытания эмбриональных стволовых клеток для дегенерации желтого пятна: предварительный отчет. Ланцет. 2012. 379 (9817): 713–20. DOI: 10.1016 / S0140–6736 (12) 60028–2.

CAS PubMed Google ученый

139.

Рэтклифф Э., Глен К.Э., Наинг М.В., Уильямс Д. Текущее состояние и перспективы лечения на основе стволовых клеток, проходящих клинические испытания для регенеративной медицины: тематические исследования. Br Med Bull. 2013; 108: 73–94. DOI: 10.1093 / bmb / ldt034.

PubMed Google ученый

140.

Альпер Дж. Герон получил зеленый свет для испытаний продукта, полученного из ES-клеток, на людях. Nat Biotechnol. 2009. 27 (3): 213–4. DOI: 10.1038 / nbt0309–213a.

CAS PubMed Google ученый

141.

Trounson A, Thakar RG, Lomax G, Gibbons D. Клинические испытания методов лечения стволовыми клетками. BMC Med. 2011; 9: 52. DOI: 10.1186 / 1741–7015–9–52.

PubMed Central PubMed Google ученый

142.

Кейрстед Х.С., Нистор Дж., Бернал Дж., Тотою М., Клотье Ф., Шарп К. и др. Трансплантаты клеток-предшественников олигодендроцитов, полученных из эмбриональных стволовых клеток человека, ремиелинизируют и восстанавливают двигательную активность после повреждения спинного мозга. J Neurosci. 2005. 25 (19): 4694–705.DOI: 10.1523 / JNEUROSCI. 0311–05.2005.

CAS PubMed Google ученый

143.

Laikind P. ViaCyte, Inc. объявляет о том, что FDA одобрило IND для начала клинических испытаний VC-01 ™ терапии замещения клеток-кандидатов при диабете 1 типа. 19 августа 2014 г. http://viacyte.com/press-releases/viacyte-inc-announces-fda-acceptance-of-ind-to-commence-clinical-trial-of-vc-01-candidate-cell-replacement- терапия диабета 1 типа /.

144.

Фокс С. Эмбриональные стволовые клетки в испытании на диабет. Биологические технологии. 2014. http://www.biosciencetechnology.com/articles/2014/10/embryonic-stem-cells-trial-diabetes.

145.

Менендес П., Буэно К., Ван Л., Бхатия М. Эмбриональные стволовые клетки человека: потенциальный инструмент для достижения иммунотолерантности? Stem Cell Rev.2005; 1 (2): 151–8. DOI: 10.1385 / SCR: 1: 2: 151.

PubMed Google ученый

146.

Тейлор С.Дж., Болтон Е.М., Покок С., Шарплс Л.Д., Педерсен Р.А., Брэдли Дж.Расчет на эмбриональные стволовые клетки человека: оценка количества линий донорских клеток, необходимых для сопоставления HLA. Ланцет. 2005; 366 (9502): 2019–25. DOI: 10.1016 / S0140–6736 (05) 67813–0.

PubMed Google ученый

147.

Hentze H, Graichen R, Colman A. Клеточная терапия и безопасность трансплантатов, полученных из эмбриональных стволовых клеток. Trends Biotechnol. 2007. 25 (1): 24–32. DOI: 10.1016 / j.tibtech.2006.10.010.

CAS PubMed Google ученый

148.

Desai N, Xu J, Tsulaia T., Szeptycki-Lawson J, AbdelHafez F, Goldfarb J, et al. Витрификация клеток ICM, полученных из эмбрионов мыши: инструмент для сохранения потенциала эмбриональных стволовых клеток? J Assist Reprod Genet. 2011; 28 (2): 93–9. DOI: 10.1007 / s10815–010–9500-х.

PubMed Central PubMed Google ученый

Исследователи используют эмбриональные стволовые клетки для создания живых модельных эмбрионов для исследований: снимки

Используя эмбриональные стволовые клетки, исследователи создали структуру, имитирующую самые ранние стадии развития человека в утробе матери.На этом изображении показана структура, нарушающая симметрию сферы, которая запускает развитие более сложных структур, которые в конечном итоге превращаются в плод. Мийо Симунович, доктор философии, младший научный сотрудник Саймонса, Университет Рокфеллера скрыть подпись

переключить подпись Мийо Симунович, Ph.D., младший научный сотрудник Саймонса, Университет Рокфеллера

Используя эмбриональные стволовые клетки, исследователи создали структуру, имитирующую самые ранние стадии развития человека в утробе матери. На этом изображении показана структура, нарушающая симметрию сферы, которая запускает развитие более сложных структур, которые в конечном итоге превращаются в плод.

Мийо Симунович, доктор философии, младший научный сотрудник Саймонса, Университет Рокфеллера

Ученые создали живые существа, похожие на очень примитивные человеческие эмбрионы, самый продвинутый пример этих структур, созданный в лаборатории.

Исследователи надеются, что эти создания, сделанные из человеческих эмбриональных стволовых клеток, дадут принципиально новое понимание человеческого развития и приведут к новым способам лечения бесплодия и предотвращения выкидышей, врожденных дефектов и многих заболеваний. Исследователи говорят, что ученых впервые создали живые модели человеческих эмбрионов с трехмерными структурами.

Исследователи сообщили о своих выводах в понедельник в статье, опубликованной в журнале Nature Cell Biology.

Но исследования вызывают споры о том, как далеко должны зайти ученые в создании живых моделей человеческих эмбрионов, иногда называемых эмбриоидами.

«Это очень захватывающая работа», — говорит Инсу Хён, специалист по биоэтике из Западного резервного университета Кейса и Гарвардской медицинской школы, который не принимал участия в исследовании. «Но это действительно побуждает людей серьезно задуматься о том, где могут быть этические ограничения для этой работы».

На протяжении десятилетий ученые работали, чтобы понять некоторые из самых ранних этапов, которые позволяют эмбриону развиться в плод .Но некоторые из наиболее важных из них оставались загадкой. Это потому, что они возникают в утробе женщины и не могут быть изучены. Ученым запрещено изучать человеческие эмбрионы в своих лабораториях после 14 дней развития.

В результате эти самые ранние стадии развития превратились в «сплошной черный ящик», — говорит Али Бриванлоу, молекулярный биолог из Университета Рокфеллера в Нью-Йорке, возглавляющий лабораторию, в которой проводилось новое исследование.

Итак, Бриванлоу и его коллеги решили попробовать использовать человеческие эмбриональные стволовые клетки для создания живых моделей человеческих эмбрионов, которые они могли бы изучать в лаборатории.

«Мы придумали модель человеческих эмбрионов, которая развивается вне матки и не является продуктом сперматозоидов и яйцеклеток, а является продуктом человеческих эмбриональных стволовых клеток, которые самоорганизуются в сложные структуры», — говорит Бриванлоу. .

Исследователи поместили эмбриональные стволовые клетки человека в чашки с гелем и добавили белок, чтобы заставить клетки организовать себя в трехмерные полые шары, напоминающие ранние эмбрионы.

«Наша экспериментальная модель выглядит как шар — оболочка — клеток. Это более или менее похоже на эмбриональную ткань на данном этапе», — говорит Мийо Симунович, первый автор исследования.

Более того, шары клеток затем сделали следующий решающий шаг: они нарушили симметрию сферы, что запустило развитие более сложных структур, которые в конечном итоге привели к развитию человека.

«Этот процесс нарушения симметрии — главный святой Грааль биологии развития», — говорит Бриванлоу.«Жизнь — это продолжение событий, нарушающих симметрию».

Наконец-то возможность воссоздать и теперь изучить этот первый момент, нарушающий симметрию, захватывает, уничижает и «шокирует», — говорит он. «Я действительно чувствую, что смотрю на один из самых загадочных аспектов нашего собственного существования».

Бриванлоу, Симунович и их коллеги надеются, что их творения приведут к фундаментальным открытиям, которые могут иметь множество последствий, включая лучшее понимание происхождения многих заболеваний.

«Мы очень рады этому, — говорит Симунович. «Это первый раз, когда мы смогли добиться этого».

Другие ученые согласны.

«С научной точки зрения это исследование важно», — говорит доктор Джордж Дейли, ведущий ученый по стволовым клеткам и декан Гарвардской медицинской школы. «У нас действительно нет доступа к самым ранним стадиям разработки. И вот у нас есть этот замечательный инструмент в чашке Петри».

Но Дейли и Хён говорят, что подобные исследования уже начали вызывать некоторые вопросы.

«Возникает вопрос: как долго вы позволяете этим структурам развиваться и когда они начинают вызывать некоторые из этических проблем, которые мы видели в истории биологии человеческого эмбриона?» — говорит Дейли.

Давняя директива, известная как правило 14 дней, запрещает ученым тщательно изучать эти и более продвинутые структуры реальных человеческих эмбрионов в своих лабораториях, поскольку они должны прекратить свои эксперименты через 14 дней. Синтетические эмбрионы Бриванлоу могут со временем приблизиться к чему-то эквивалентному настоящему 14-дневному человеческому эмбриону и даже дальше.

«Это определенно намекает на то, что наука движется к вызову этого правила», — говорит Дейли.

Хен соглашается.

«По мере того, как модели эмбрионов становятся более полными и продвигаются дальше, показывая нам, как развивается человеческое тело после оплодотворения, можно задаться вопросом: в какой момент эти модели фактически становятся реальностью?» Хён говорит.

Фактически, эмбриоиды показали ранние признаки критической структуры, известной как примитивная полоса, которая является еще одним критерием для изучения человеческих эмбрионов в лаборатории.

«Исследование непредсказуемо. Клетки самоорганизуются таким образом, что иногда удивляет исследователей — они достигают уровня сложности, которого они не ожидали», — говорит Хён. «Впереди подстерегают опасности».

В связи с этим Международное общество исследования стволовых клеток планирует пересмотреть свои руководящие принципы для такого рода исследований, говорит Дейли.

«Пришло время подумать о переоценке ограничений на такого рода эксперименты», — говорит Дейли.«Наука продвинулась до такой степени, что теперь в этих рекомендациях необходимо снова обратиться к правилу 14 дней».

Ученые из Университета Рокфеллера согласны с тем, что исследователи и специалисты по биоэтике должны обсудить проблемы, поднятые в ходе этого исследования. Но они настаивают на том, что эти модели не обладают таким же моральным статусом, как человеческий эмбрион, и не имеют ничего общего с тем, что могло бы когда-либо стать младенцем.