Бағаналы жасуша

Бағаналы жасуша (ағылш. Stem cell) — көпжасушалы организмдердегі дифференциаланбаған, немесе ішінара дифференциаланған жасушалар болып, олар жасушалардың әртүріне өзгере алады, немесе өзі секілді бағыналы жасаушаларғ бөлініп көбейе алады. Олар жасуша линиясында (cell lineage) жасушаның алғашқы нұсқасы есептеледі. Олар эмбриондық және жетілген организмдерде кездеседі, бірақ әр түрінің өзіне тән ерекшелігі бар. Олар әдетте, шексіз бөліне алмайтын бастауыш жасушалардан және әдетте бір жасуша түріне бөлінуге міндеттелген прекурсорлардан өзгеше болады.^[1]

Бағаналы жасуша - бұл организмдегі арнаулы жасуша түрлеріне айналу қабілеті бар жасуша. Болашақта олар аурудың салдарынан зақымдалған немесе жоғалған жасушалар мен тіндерді ауыстыру үшін қолданылуы мүмкін.

Сүтқоректілерде эмбрион дамудың бластоциста кезеңінде, шамамен 5-14 күн уақытта 50-150 жасуша ішкі жасуша массасын құрайды. Бұлардың бағаналы жасушалық қабілеті бар. Тірі ағызада (In vivo), олар соңында дененің әртүрлі жасушалық түрлеріне бөлінеді (олар плурипотентті болады). Бұл процесс гаструляция сатысында үш жыныстық қабатқа - эктодерма, мезодерма және эндодермаға дифференциациялаудан басталады. Алайда, олар оқшауланғанда және өскенде, олар бағаналы жасуша сатысында сақталуы мүмкін және эмбриондық бағаналы жасушалар (ESC) деп аталады.

Көпжасушалы ағзалардың дамуы әдетте зигота деп аталатын бір бағаналы жасушадан басталады. Көптеген бөлу циклдары мен дифференциациялау процесінің нәтижесінде, белгілі бір биологиялық түрге тән барлық клеткалардың түрлері қалыптасады. Бұл клеткалар адам ағзасында 220-ден астам болады. Бағаналы жасушалар ересектер денесінде де сақталады, соның арқасында тіндерді және мүшелерді қалпына келуі іске асады. Дегенмен, қартаю процесінде денедегі олардың саны азаяды.

Осызаман медицинасында адамның бағаналы жасушаларын трансплантациялау, яғни терапевтік мақсаттарға пайдалануға ауысты. Мысалы, гемопоэтически бағаналы жасушаларды трансплантациялау лейкемия мен лимфоманы емдеуде гемопоэзі процесін қалпына келтіру үшін жасалады.

Бағаналы жасушаның ерекшелігі

Адам Эмбриондық бағаналы жасушалары
А: Әлі дифференциясыз.
B: Нерв жасушалары, дифференциациялы.

Бағыналы жасушаның бөлінуі мен дифференциясы A: бағыналы жасуша; B: алғашқы жасуша (progenitor cell); C: дифференциялы жасуша; 1: бағаналы жасушаның симметриялы бөлінуі; 2: бағаналы жасушалардың асимметриялы бөлінуі; 3: алғашқы бөліну (progenitor division); 4: терминалды дифференция (terminal differentiation)

Біздің денеміз әралуан жасушалардан тұрады.

Көптеген жасушалар белгілі бір функцияларды орындауға арналған, мысалы, эритроциттерде денеге қажетті қандағы оттегі бар, бірақ олар бөлінуге қабілетсіз.

Бағаналы жасушалар өсу барысында организмге жаңа жасушалар беріп, зақымдалған немесе жоғалған арнаулы жасушаларды алмастыра алады. Олар мұны істеуге мүмкіндік беретін екі ерекше қасиетке ие:

Олар жаңа жасушалар шығару үшін қайта-қайта бөлінуі мүмкін.
Бөлінген кезде олар денені құрайтын жасушаның басқа түрлеріне ауыса алады. Яғни, бағаналы жасушалар өз-өзін жаңартып, бөлінген соң өзгермейтін фенотипті сақтау қабілетіне (дифференциациясыз) ие.

Бағаналы жасушаның типтері

Бағаналы жасушаның үш негізгі түрі бар:

эмбриондық бағаналы жасушалар (embryonic stem cells)
жетілген бағаналы жасушалар (adult stem cells)
плурипотентті жетектеуіш бағаналы жасушалар (induced pluripotent stem cells)

Эмбриондық бағаналы жасушалар

Эмбриондық бағаналы жасушалар адам нәрестеге айналар кезде эмбрион үшін жаңа жасушаларды береді.

Бұл бағаналы жасушалар плурипотентті деп аталады, яғни олар дененің кез-келген жасушасына ауыса алады.

Жетілген бағаналы жасушалар

Жетілген бағаналы жасушалар организм өсіп жатқанда зақымдалған жасушаларды ауыстыру үшін жаңа жасушаларға айналады.

Жетілген бағаналы жасушалар мультипотентті деп аталады, яғни олар кез-келген жасушаға емес, дененің кейбір жасушаларына ауыса алады, мысалы:

Қан (немесе «гемопоэтті») бағаналы жасушалар қандағы жасушалардың әртүрлі түрлерін ғана алмастыра алады.
Тері (немесе «эпителий») бағаналы жасушалар біздің теріміз бен шашымызды құрайтын әр түрлі жасушаларды қамтамасыз етеді.

Плурипотентті жетектеуіш бағаналы жасуша

Плурипотентті жетектеуіш бағаналы жасушалар немесе ‘iPS жасушалары’ - ғалымдар зертханада жасайтын бағыналы жасушалар.

"Индукция", яғни "жетектеуіш" дегеніміз, зертханада тері немесе қан жасушалары секілді қалыпты Жетілген жасушаларды алып, оларды қайта бағдарламалап, бағаналы жасушаларға айналдыру арқылы жасалады.

Бейне Эмбриондық бағналы жасушалар секілді, олар плурипотентті, сондықтан олар кез-келген жасуша типіне ене алады.

Неліктен бағыналы жасуша пайдалы?

Бағыналы жасушалардың бірқанша жағдайда қолданылады:

зерттеу - тірі ағза қалай жұмыс істейтіні және ауру кезінде жасушалардың әртүрлі түрлерінде не жағдай болатыны туралы негізгі биологиялық түсінікке қол жеткізу үшін.
терапия - біздің денеміз табиғи жолмен алмастыра алмайтын жоғалған немесе зақымдалған жасушаларды алмастыру үшін.

Бағыналы жасушаны зерттеу

Зерттеулер бағаналы жасушаның ерекшелігін жақсы түсінуді көздейді, сөйтіп біз біз мына істерді істей алатын боламыз:

* біздің денеміз қалай өсетінін, қалай дамитынын түсіну;
* зақымдалған, немесе жоғалған жасушалар мен тіндерді ауыстыру үшін бағыналы жасушаларды пайдалану тәсілдерін табу;
Бағаналы жасушалар арқылы жасушалардың организмде мәлім функцияға маманданғанын түсінуге болады. Әсіресе осынау процесс дұрыс жүріспей, ағыза ауруға шалдыққанда қандай жағдай болатынын зерттеуге болады.
Егер біз бағаналы жасушалардың дамуын түсінер болсақ, онда бұл процесті жаңа жасушалар, ұлпалар мен мүшелер жасау арқылы жаңарта аламыз ба деген маңызды сұраққа жауап ізделуде.
Біз бағыналы жасушалардан ұлпалар мен мүшелер құрылымын өсіре аламыз, сосын олардың қандай функцияға ие екенін, оларға әртүрлі дәрілер қалай әсер ететінін білуге болады.

Бағаналы жасуша терапиясы

Бағаналы жасуша терапиясында зерттелетін аурулар мен жағдайлар. (Ағылшынша)

Кейде жасушалар, тіндер мен мүшелер аурудан, жарақаттанудан және генетикалық себептерден біржола зақымдануы немесе күйреуі мүмкін.

Бағыналы жасушалар зақымдалған немесе күйреген жасушалардың орнын толдыру үшін денеге трансплантациялауға болатын жаңа жасушаларды генерациялаудың ерекше бір әдісі деуге болады.

Қазіргі уақытта Жетілген бағаналы жасушалар кейбір жағдайларды емдеу үшін қолданылады, мысалы:

Қан бағыналы жасушалары қанында кейбір мәселелер бар кісілер үшін сау қан жасушаларымен қамтамасыз ету үшін қолданылады, мысалы, талассемия және емдеу кезінде өзіндік қан жасушаларын жоғалтқан онкологиялық науқастар.
Терінің бағаналы жасушаларын ауыр күйікке ұшыраған адамдарға жаңа теріні қалыптастыру үшін пайдалануға болады.

Жасына байланысты макулярлы деградация (AMD) - болашақта бағаналы жасушаларды емдеудің жаңа түрі ретінде қолдануға болатын аурудың мысалы есептеледі:

Жасына байланысты макулярлы деградациясы бар кейбір адамдардың көру қабілеті нашарлайды, өйткені көздің торқабығындағы (retina) торлы пигментті эпителий (RPE) деп аталатын жасушалар жұмысын тоқтатқан болады.
Ғалымдар зертханада жаңа RPE жасушаларын жасап шығару үшін жетектеуіш плурипотентті бағаналы жасушаларын пайдаланады, оны зақымдалған жасушалардың орнын толдыру үшін науқастың көзіне салады.

Бағаналы жасушаларды трансплантациялауға арналған жаңа орган жасауға пайдалануға болады:

Қазіргі уақытта донордан алынған сау органдар арқылы зақымдалған мүшелерді алмастыруға болады, бірақ донорлық органды жаңа ағза "қабылдамауы" мүмкін, өйткені иммундық жүйе оны бөгде зат деп санауы мүмкін.
Ал, пациенттің өзінен алынған плурипотентті жетектеуіш бағаналы жасушалар ондай бас тарту қаупі төмен болған жаңа мүшелерді өсіруге пайдалы болады.

Қалай плурипотентті жетектеуіш бағыналы жасушасын түзесіз?

Ағыза сигналдары кейбір гендерді (genes) қосу және кейбір гендерді жою арқылы ағызаға мамандандырылған жасушаның қандай түрі қажет екенін білдіреді.

Плурипотентті жетектеуіш бағаналы жасушаларды қалыптастыру үшін ғалымдар әдетте жетектеуіш жасушаларына алғашқы эмбриондық бағаналық жасушалар болып қалуға шақыратын сигналдарды қайта енгізеді. Бұлар жасушаның мамандандырылғандығын білдіретін кез-келген генді өшіреді және жасушаны бағыналы жасуша болуға бұйыратын гендерді қосады.^[2]

Галерея

Типтік ультрақұрылымдық сипаттамаларды білдіретін мезенхималық бағаналы жасушасының Трансмиссиялық электронды микрокөшірмесі.
Тышқанның (Mus musculus) Эмбриондық бағаналы жасушасы флуоресцентті маркермен бірге.
Тышқанның эмбрионды фибробластты қоректендіргіш қабатындағы адамның эмбриондық бағаналы жасушалар колониясы

Дереккөздер

↑ Handbook of Stem Cells — Academic Press. — P. 452. — ISBN 978-0-12-385943-3.
↑ "БАғыналы жасуша деген не?" (What is a stem cell?) https://www.yourgenome.org/facts/what-is-a-stem-cell#:~:text=A%20stem%20cell%20is%20a,or%20lost%20due%20to%20disease.

[:7-1] Handbook of Stem Cells — Academic Press. — P. 452. — ISBN 978-0-12-385943-3.

[2] "БАғыналы жасуша деген не?" (What is a stem cell?) https://www.yourgenome.org/facts/what-is-a-stem-cell#:~:text=A%20stem%20cell%20is%20a,or%20lost%20due%20to%20disease.

[1]

[2]