Запасные детали биологии
Мы постоянно теряем клетки. Некоторые совершают клеточное самоубийство. Некоторые, например клетки кожи и слизистой кишечника, просто отпадают. Некоторые убивает наша иммунная система, заподозрив в злокачественности. А некоторые становятся зомби.
Какой бы ни была причина потери клеток, нам постоянно нужно их возобновлять. Скажем, верхний клеточный слой кишечника полностью обновляется примерно раз в 4 дня, верхний слой кожи — каждые 10–30 дней, а эритроциты живут около 120 дней.
Другие части нашего тела остаются с нами дольше: лишь 10% скелета обновляется ежегодно, а некоторые клетки организма остаются с нами всю жизнь. Например, яйцеклетки у женщин или клетки хрусталика глаза. Но большинство клеток все же обновляются. К счастью, у нас есть особые клетки, специализирующиеся именно на этом процессе, — стволовые.
Для противодействия старению стволовые клетки очень важны, потому что они отвечают за процесс регенерации нашего организма. Важно поддерживать тело в хорошем состоянии, но еще важнее восстановить его после травм. Но, как и все регенеративные механизмы нашего тела, стволовые клетки не всегда работают на 100%. С возрастом они всё хуже справляются со своей задачей. Клетки словно устают. Из-за этого с возрастом количество клеток иммунной системы уменьшается и мы медленнее восстанавливаемся после травм.
Есть два способа решения этой проблемы. Первый — заменить стволовые клетки на новые. Особенно эффективен этот метод, если с возрастом в нашем теле возникают повреждения, которые сложно полностью исправить. Второй способ — «вылечить» стволовые клетки и заставить их работать как в молодости.
Мезенхимальные стволовые клетки — это особая группа стволовых клеток, производящая другие клетки: клетки костей, мышц, связок и жира.
Во время эксперимента на мышах ученые пересадили пожилым особям стволовые клетки молодых мышей. В первую очередь ученых интересовало, можно ли с помощью стволовых клеток получить новые костные ткани (идея состоит в том, чтобы использовать стволовые клетки для лечения остеопороза). Во время эксперимента выяснилось, что благодаря пересадке пожилые мыши прожили дольше обычного.
У подобного лечения — большие перспективы для людей. Некоторые пластические хирурги уже используют мезенхимальные стволовые клетки для восстановления после солнечных ожогов, некоторые клиники предлагают лечение различных спортивных травм с помощью этих клеток.
Как было бы здорово, если бы мы смогли самостоятельно создавать себе запасные части!
Серьезно обожглись? Делаете себе новую кожу. Вам нужна новая печень? Придется немного подождать, но она уже в пути. Нет руки? Вот, пожалуйста!
Если мы планируем жить дольше, нам наверняка понадобится нечто подобное. И хотя звучит это как научная фантастика, на данный момент проводится много исследований в этом ключе. В лабораториях по всему миру ученые пытаются создать различные органы, ткани и клетки человеческого тела. Весь секрет в стволовых клетках.
Используемые учеными стволовые клетки, как правило, возникают на самых ранних этапах развития человека. Все начинается со сперматозоида и яйцеклетки, которые сливаются в зиготу. В этот момент все наши клетки — плюрипотентные стволовые клетки. «Плюрипотентные» означает, что они могут стать любыми клетками организма. По мере развития организма плюрипотентные клетки получают дифференциацию: какие-то станут глазами, какие-то — сердцем, а какие-то — частью вашего мизинца.
Это как кот залезает на огромное дерево. Он начинает со ствола, а с него может попасть на любую ветку. И вот он добирается до первого разветвления и переходит на новую ветку. Однако он не может параллельно залезть на остальные. То же самое происходит и на следующем разветвлении — и так до самого кончика ветки.