Количество СК в костном мозге максимально и представлено следующими видами клеток.
Гемопоэтические стволовые клетки. ГСК обеспечивают регенерацию клеточных компонентов крови и иммунной системы (эритроцитов, тромбоцитов, лимфоцитов, моноцитов и др.). Постоянный пул этих клеток сохраняется на протяжении всей жизни человека благодаря их высокому пролиферативному потенциалу. Источники ГСК — костный мозг, периферическая кровь.
В настоящее время появился более совершенный способ получения стволовых клеток у донора — из периферической крови.
См. Видео, где у автора книги мобилизуют стволовые клетки именно таким способом http://equilibr.ru/stem-cells/
Основные принципы выполнения процедуры мобилизации и забора стволовых клеток из периферической крови:
- В крови здорового человека количество циркулирующих предшественников гемопоэза не велико, поэтому требуется проводить мобилизацию периферических стволовых клеток доноров с помощью определенных препаратов (например, гранулоцитарного колониестимулирующего фактора) в течение 5 дней.
- Забор периферических стволовых клеток крови осуществляется методом лейкоцитофереза. Во время этой процедуры кровь откачивается специальным насосом из локтевой вены, проходит через специальный аппарат — клеточный сепаратор — и возвращается донору. Во время каждого прохождения через аппарат отбирается только небольшое количество стволовых клеток, поэтому таких циклов совершается много. Всего за процедуру через сепаратор проходит 10–15 литров крови, из которых в аппарате остается всего 50–200 мл. Остальные компоненты крови возвращаются донору.
- Стволовые кроветворные клетки определяют методом проточной цитофлюориметрии.
- Накапливается определенное количество СК, а затем вводится больному.
Сама трансплантация ГСК по процедуре напоминает обычное переливание крови, за которым следует период ожидания приживления пересаженных стволовых гемопоэтических клеток. Происходит миграция клеток-предшественников гемопоэза в костномозговое пространство и установление связей со стромальным компонентом.
К настоящему времени достигнуты определенные успехи наращивания биомассы ГСК в условиях культуры. Для изучения условий культивирования стволовых клеток из различных источников (костный мозг, мобилизированная периферическая кровь) используются различные цитокины (факторы роста и ингибиторы дифференцировки клеток) и их комбинации. Идентификация ГСК осуществляется по их маркерам CD14, CD34, CD45 и CD68.
ГСК костного мозга здоровых людей применяются с 1970-х г. для восстановления кроветворения у облученных людей и больных лейкозами. Аллогенная трансплантация ГСК костного мозга и периферической крови (в результате мобилизации ГСК из костного мозга).
В настоящее время накоплен большой опыт лечения различных форм лейкозов, апластических анемий и ряда других тяжелых заболеваний крови с помощью трансплантации костного мозга. Она позволяет во многих случаях добиться радикального излечения больных.
Начиная с 1990-х г. ГСК человека применяются также для устойчивого переноса генов, дефектных у реципиента костного мозга, например имеющих врожденный иммунодефицит. Однако осуществлениетрансплантации костного мозга связано со значительными трудностями в подборе подходящего донора из международных регистров.
Спектр возможного применения ГСК неуклонно расширяется. В последние несколько лет ГСК стали использовать и для лечения негематологических болезней. Это заболевания, связанные, как правило, с нарушением функционирования иммунной системы — ревматоидный артрит, системная красная волчанка, болезнь Крона, рассеянный склероз, устойчивые к лечению артриты. Другая область применения ГСК — онкология. Появились данные о возможности лечения рака груди и почки.
Разрабатываются протоколы применения ГСК для лечения болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера, сахарного диабета первого типа, инфаркта миокарда, апластической анемии.
Мезенхимальные (стромальные) стволовые клетки. МСК костного мозга представляют собой популяцию плюрипотентных клеток, способных дифференцироваться в направлении хондроцитов, остеобластов, адипоцитов, гепатоцитов, альвеолярных и ряда других стромальных клеток. Эти СК получают из костного мозга, который содержится в плоских костях. МСК в костном мозге присутствуют в количестве 0,001–0,01 %.
Одним из свойств МСК является высокая адгезивная способность, на которой основан способ их выделения. МСК, выделенные из костного мозга молодых доноров, обладают большим пролиферативным потенциалом. С возрастом количество МСК и их пролиферативный потенциал снижаются. МСК интенсивно размножаются in vitro. Несмотря на то, что МСК человека можно сравнительно легко получить и культивировать в стандартных условиях, после длительного культивирования in vitro МСК теряют потенциал пластичности.
МСК имеют морфологию фибробластов, в культуре образуют монослой. Свежевыделенные МСК несут на своей поверхности антигенные детерминанты SH2, SH3, CD29, CD44, CD73, CD90, CD106, CD120a, CD124.
Главными функциями МСК костного мозга в организме являются:
- Формирование гемопоэзиндуцирующего микроокружения.
- Формирование стромального микроокружения.
- Участие в морфогенезе.
- Самоподдержание и восстановление пула МСК.
- Участие в гомеостатических реакциях организма и в процессах регенерации, репарации и адаптации системы мезенхимальных клеток в норме и патологии.
- Способность (прямо и опосредованно) взаимодействовать с клетками иммунной системы посредством растворимых факторов и клеточноконтактным взаимодействием, и в значительной степени модулировать иммунный ответ организма.
Плюрипотентность, специфическая миграция в область повреждения и адгезионные свойства — все это обусловливает восстановительную функцию МСК. МСК способны мигрировать к месту повреждения, закрепляться, дифференцироваться и осуществлять функцию замещенных клеток. Именно эти свойства МСК позволяют использовать их для репарации и регенерации тканей, например миокарда, нервной ткани, костей, сухожилий, хрящей.
Однако все большее количество исследователей считают, что терапевтический эффект трансплантации МСК, доказанный во многих доклинических и клинических испытаниях, определяется не только дифференцировкой, но и регуляторной функцией этих клеток. МСК не вызывают развитие иммунного ответа, но способны подавлять иммунные реакции.
Мультипотентные взрослые прогениторные клетки. Совместно с МСК выделяется очень малочисленная популяция адгезивных клеток, получивших название мультипотентных взрослых прогениторных клеток (multipotent adult progenitor cells, MAPCs). Эти клетки обладают широким диапазоном пластичности и участвуют в формировании практически всех типов соматических клеток. MAPCs экспрессируют некоторые маркеры эмбриональных стволовых клеток (Oct-4, Rex-1, SSEA-1). Неизвестно, являются ли эти клетки плюрипотентными эмбриональными, которые сохранились на протяжении всей жизни взрослого организма, редкой субпопуляцией МСК или это результат культивирования МСК in vitrо.