שיבוט תאי גזע אנושיים בפעם הראשונה. לפני כמעט שני עשורים, מדענים הצליחו לשבט את הכבשה דולי החמודה. כעת אותו תהליך לאפשר להם לשבט תאי גזע עובריים אנושיים בפעם הראשונה. הישג מהפכני זה נעשה על ידי שוקראט מליפוב באוניברסיטת אורגון סטייט ומשתמש בטכניקה הנקראת העברת ליבה. במילים פשוטות, זה כרוך בנטילת תא - במקרה זה, תאי גזע מוזרקים לתא ביצה מיוחד שה-DNA שלו הוסר.
לאחר מכן תא זה מגורה להתחיל להתחלק. כתוצאה מהמסה הגדלה של תאי גזע, שאם יתחילו לגדול, יכולים להפוך לשבט. זו השיטה שבה שובטה הכבשה דולי ב-1996. מעניין ששיטה זו עדיין לא עבדה עם תא אנושי.
על פי דיווח בכתב העת Cell, הצוות שלו הצליח לשחזר את ההליך, תוך שימוש בתאי גזע אנושיים מעור העובר כדי "להאכיל" תאי ביצית. הצלחת הניסוי עשויה להוביל לשיבוט של אדם שלם, אם כי נורמות אתיות ומוסריות מתנגשות מהותית עם רעיון דומה.
מסיבה זו מליפוב וצוותו אינם מתכננים לייצר שיבוטים, ותאי גזע משובטים יהיו אך ורק למטרות רפואיות. תאי גזע הם תרופת פלא ברפואה המודרנית ומשמשים באופן מעשי לטיפול בסרטן, רקמות עצב מושפעות ומחלות לב וכלי דם.
מליפוב מייחס חשיבות רבה להצלחה ומזהה שני גורמים. ראשית, משתמשים בתאים בריאים של תורמת לתא הביצית, ובניסיונות קודמים זה נעשה עם שרידי מרפאה גינקולוגית. שנית, יש לו גישה מעט שונה להעברת הליבה, עם שיפורים קלים פה ושם, כולל השימוש הנוכחי בקפאין.
ציפיותיו של מליפוב נמשכו לאורך שנים של ניסויים וניסיונות לייעל את תהליך השיבוט כך שיעבוד עם תאים אנושיים, אך בניסיון הראשון, הצוות שלו השיג שורות תאים משובטים תוך מספר חודשים בלבד. זו באמת התקדמות עצומה ברפואה שיכולה להוזיל משמעותית את עלות הטיפול בתאי גזע ולעזור למספר חולים עם מחלות ניווניות שעלולות להיות חשוכות מרפא. בנוסף, היא נותנת תקווה להשיג אלמוות באמצעות שיבוט מתמיד של רקמות ואיברים חיוניים. אבל זה מדע בדיוני. לפחות בינתיים.
אחד המכשולים לשיבוט אנושי התגבר בהצלחה על ידי מדענים שהשתמשו בעור כדי ליצור תאי גזע עובריים.
בשלב זה, בהתחשב בכך שנמנע השימוש בעוברים אנושיים אמיתיים, השיבוט צפוי להיות לעזר רב בטיפולים, לרבות טיפול בתאי גזע.
לדברי חוקרים אמריקאים, הם אינם מעוניינים בשיבוט אנושי ואינם מאמינים שניתן להשתמש בטכניקה החדשה בכיוון זה. עם זאת, הטכניקה התיאורטית הטהורה של שיבוט טיפולי המיושמת על ידם יכולה להוביל לתחילת יצירתם מחדש של תאומים - כך שלא ניתן להימנע ממחלוקות בנושא זה בעולם המדעי והדתי. לראשונה, מדענים הצליחו ליצור עובר אנושי בדרך זו.
השיבוט של הכבשה דולי, היונק הראשון שהשיג חיים מלאכותית מתא בוגר, במכון רוזלין (אדינבורג) התבסס על אותה העברה גרעינית של תאים סומטיים.
במהלך תהליך זה, גרעין תא תורם מועבר לביצית, אשר ה-DNA שלה מוסר. התא השני מתפתח לעובר מוקדם שהוא שיבוט של התורם מכיוון שהוא מכיל את אותם גנים. מדענים מייחסים פוטנציאל עצום לתאי גזע שנלקחו מעובר: בגישה הנכונה יש להם את היכולת להתפתח לכל רקמה הקיימת בגוף - מהמוח ועד העצם.
במחקר חדש שפורסם בכתב העת Cell, צוות מדענים העביר גרעין מתאי עור אנושיים לביצית אנושית. נוצרו מה שנקרא "בלסטוציסטים" - שלב מוקדם של העובר, הכולל מקבץ של 150 תאים, מהם התקבלו תאי גזע וגדלו במעבדה.
לפני כן, מדענים כבר הצליחו לשבט עובר קוף ו"להפוך" אותו לגזע. עם זאת, ניסיונות לחזור על אותו תהליך עם תאים אנושיים לא צלחו עד כה. בתחילה, תאים עובריים אנושיים לא התפתחו מעבר לשלב השמיני - ונחשב מוקדם מדי להפוך אותם לתאי גזע. הבעיה המרכזית הייתה שהביצה שלנו היא מבנה הרבה יותר שביר ממינים אחרים.
מוביל המחקר פרופסור שוכרת מיטאליפוב מאוניברסיטת אורגון לבריאות ומדעים אומר שהתוצאה פותחת דרכים חדשות ליצור תאי גזע עבור חולים עם רקמות ואיברים לא מתפקדים. תאי גזע אלו מסוגלים לתקן את עצמם, להחליף תאים ורקמות פגומים, ולכן עוזרים באופן ישיר להקל על מהלך והשלכות של מחלות רבות. יתרה מכך, מכיוון שניתן לקחת את התאים המתוכנתים מחדש מהמטופל עצמו, הסיכון של דחייתם על ידי גופו אינו נחשב אפילו.
בשלב זה, תאי גזע יכולים להתפתח למספר סוגים שונים של תאים, כולל תאי עצב, כבד ולב.
הקדמונים היו בטוחים בקיומה של ציפור עוף החול, שנולדה מחדש לנצח מהאפר. האל המצרי העתיק הורוס אסף שוב ושוב חלקים מגופו של אביו אוזיריס הפזור בכל העולם והחיה אותו בעזרת אמו איזיס. אין זה מפתיע שמדענים כינו את ההידרה ה-coelenterates של המאגרים שלנו - היכולת שלה להתחדש היא פשוט נהדרת. התחדשות רקמות נצפית גם בבני אדם: איחוי העצמות, ריפוי העור והשרירים, תהליך "יצירת" הדם המתרחש כל הזמן בגופנו.
תעלומת ההמטופואזה לא נתנה מנוחה למדען המצטיין שלנו אלכסנדר אלכסנדרוביץ' מקסימוב, שכבר בשנת 1916 החל להשתמש בשיטת תרבית רקמות. נזכיר כי על פיתוח שיטה זו הוענק לצרפתי א' קארל, שעבד זמן רב מעבר לים, פרס נובל ב-1912. בשנת 1922 עזב מקסימוב את רוסיה והגיע בסופו של דבר לשיקגו, שם עשה מחקר על דלקת והמטופואזה.
בשנת 1908 הוענק פרס נובל למחקר על תהליך הדלקת וגילוי המקרופאגים ל-I.I. מכניקוב. מדענים בתחילת המאה היו מודאגים מהשאלה: מהיכן מגיעים תאי רקמת חיבור רבים במהלך דלקת, וכתוצאה מכך נפיחות, שטף ומורסה?
מקסימוב הניח שברקמת החיבור (דם, מח עצם, שהוא איבר המטופואטי), נשארים תאים לא מובחנים, מה שנקרא מזנכימלי, או קמביאלי, תאים שיכולים להפוך לתאי דם שונים, כמו גם עצמות, גידים, רצועות וכו'. הוא גם כינה אותם "תאים נודדים במנוחה". על ידי נוכחותם של תאים אלה, הוא הסביר את היווצרותם של תאים חדשים במהלך דלקת.
בואו נסביר כמה מילים. דיפרנציאציה היא "התמחות" של תא, שבמהלכה הוא רוכש את התכונות הנחוצות לביצוע הפונקציה שהוקצה לו על ידי הטבע. תא לא מובחן אינו מסוגל להתכווץ כמו תא שריר, לייצר אות חשמלי כמו תא עצב ולסנתז את הורמון האינסולין כמו תאי האיים של לנגרהנס של הלבלב. הם גם אומרים שבתהליך ההתמיינות, התאים מתבגרים.
בדרך כלל, שמם של תאים לא בשלים מכיל את המילה "פיצוץ", כלומר "כדור" (בלסטולה היא שלב כדורי של התפתחות העובר, בעוד שדופן הכדור מיוצגת בשכבה אחת של תאים). התא המבשר לעצם נקרא אוסטאובלסט; המבשר של המלנוציט המסנתז את פיגמנט הצבע הכהה מלנין, שבגללו אנו מתכהים כאשר אנו משתזפים, הוא מלנובלסטומה, ותאי מערכת העצבים הם נוירובלסטים. התאים ה"ראשוניים" הללו באמת נראים כמו כדורים: לנוירו- ולמלנובלסט אין תהליכים האופייניים לשלבים בוגרים, המופיעים רק במהלך ההתמיינות.
גם מקסימוב ראה משהו דומה בתרבויות. אז הוא ראה בלימפוציט גדול, המגיע מהתא המזנכימלי הראשוני דרך השלב של לימפוציט קטן, שהוא תא קטן יחסית עם גרעין גדול, כ"אב הקדמון המשותף של ההמטופואזה".
המילה "מזנצ'ימה" היא ממקור יווני ומשמעותה "מתווך". מקסימוב בעקבות האמבריולוגים של המאה ה-19. האמין שהמזנכיים הוא שכבת הנבט האמצעית (בין האקטו-אנדודרם), שממנה נוצרות רקמת חיבור ונגזרותיה בצורה של כלי דם, דם, סחוס ועצם. כיום אנו יודעים שתאים מזנכימליים מפונים מחצי הגב העליון (הגבי) של הצינור העצבי, כך שגם הם ממקור אקטודרמלי. זו הסיבה שלנוירון וללימפוציט יש כל כך הרבה גנים ותכונות דומות.
העניין בתאי אבות (קודמים) קם לתחייה בשנות ה-60, כאשר ג'יי גורדון, אמבריולוג מאוניברסיטת אוקספורד, הדהים את כל העולם עם צפרדעים משובלות. גרדון המציא שיטה להעברת גרעין של תא אחד לציטופלזמה של אחר.
לצורך הניסויים שלו, הוא לקח ביצים גלויות לעין בלתי מזוינת והוציא מהן את הגרעינים. לפיכך, הוא קיבל ציטופלזמה "מגרעינית", שלתוכה השתיל גרעינים דיפלואידים (עם סט כפול של כרומוזומים) של תאים סומטיים, המתחלקים ללא הרף גם בתנאים רגילים (תאים של אפיתל רירית המעי). לפיכך, עבור ניסויי השיבוט שלו, ייתכן שגרדון השתמש בתאי גזע מאפיתל המעי. אבל אז אף אחד לא שקל את הבעיה.
כמעט במקביל לעבודתו של גרדון, החלו להופיע מאמרים המתארים את תיאור הנוירוגנזה בהיפוקמפוס של המוח. בהתחלה, היווצרותם של תאי עצב חדשים נראתה פשוט תחת מיקרוסקופ, ואז החלו לאשר את התצפיות באמצעות אוטורדיוגרפיה, שהצביעה על סינתזה של מולקולות DNA חדשות. בסופו של דבר, התהליך אושר גם באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים. אבל האנשים עדיין משוכנעים ש"תאי עצב אינם משוחזרים".
גרדון תהה כיצד הציטופלזמה של הביצית מתכנתת מחדש את הגרעין הסומטי, כלומר. גרעין של תא מובחן. התא אינו מבשיל מיד. לשם כך, עליו לעבור מספר מחזורי תאים.
תא הגזע אינו נכנס לתהליך ההתבגרות. בעבר, האמינו כי באותו זמן, הוא אינו מתחלק, בהיותו במצב של "מעצר" של מחזור התא, כלומר. כאילו במצב "קפוא". עם זאת, נראה כעת שהדברים הרבה יותר מסובכים, לפחות בתרביות תאים. אבל עוד על כך בהמשך.
לאחרונה, נסיינים, אולי בהשפעת אנשי איכות הסביבה, קידמו את הרעיון של נישה. גוּמחָההיא סביבה תאית בה התא לא רק חי, אלא גם יוצא ממצב המעצר על מנת להתחיל בהתפתחות.
דוגמה קלאסית לנישה היא שלפוחית השחלה הגראפית, שבה הביצית יכולה להישאר במצב של מעצר תאי לאורך כל חייה של הנקבה. אגב, נציין כי הביצית עד עצם רגע ההפריה מכילה - בניגוד לזרע - סט כפול של כרומוזומים (הסט השני מוסר רק לאחר החדרת הזרע). לפיכך, באופן תיאורטי בלבד, תא הביצית לפני היווצרות הזיגוטה מבחינת מכלול הכרומוזומים אינו שונה מכל תא סומטי אחר.
נישה נוספת היא החלק התחתון של זקיק השערה, שם "חיים" תאי גזע, שמהם נוצרים מלנוציטים. הנישה של נוירוגנזה, בנוסף להיפוקמפוס, היא גם האזור התת-חדרי. זוהי שכבת תאים המקיפה את חדרי המוח - חללים במעמקי ההמיספרות המלאים בנוזל הדומה ללימפה. באזור זה נוצרים כל הזמן תאי עצב חדשים, אשר נודדים לכיוון האף. תגלית זו התגלתה בתחילת שנות ה-90. והוכח בניסוי!
נוירוני ריח נמצאים כל הזמן במגע עם כל מיני חומרים נדיפים באטמוספירה. עבורנו הם מתכוונים לניחוחות וריחות, ולנוירוני ריח הם רעילים, במיוחד בריכוזים גבוהים. אז אתה צריך ליצור כל הזמן תאי עצב חדשים כדי לפצות על המחסור שלהם.
אבל זה לא רק הכימיקלים. נוירוני ריח ממוקמים קרוב יותר לפני השטח של רירית האף מכל תאי העצב האחרים. הם מופרדים מהסביבה החיצונית על ידי כמה מיקרונים של ריר המופרש על ידי האפיתל הרירי. והרבה יותר מסוכנים עבור נוירוני הריח הם התקפות ויראליות קבועות, במיוחד במהלך מגיפות של מחלות בדרכי הנשימה. לכן רירית האף-לוע מייצגת את הנישה השלישית של נוירוגנזה קבועה.
בגיליון הראשון של המגזין מַדָעבשנת 1995 פורסם מאמר על בידוד ואפיון של תאי גזע המטופואטיים אנושיים. השכיחות של תאי גזע היא בערך 1 מתוך 105 תאי מח עצם. זמן קצר לפני כן, באמצע נובמבר 1994, כתב המגזין טֶבַעפרסם מאמר על בידוד של תאי גזע רב פוטנציאליים מתחדשים מקליפת המוח ממוח העובר של חולדות. כך היה שחר המחקר הניסיוני של תאי גזע בנישות הטבעיות שלהם ובתרבויות המבודדות.
במקביל לכך, התפתח מחקר על תהליכי תכנות מחדש. כבר נאמר לעיל על תכנות מחדש של הביצית עצמה ושל גרעין התא הסומטי המוצב בציטופלזמה שלו. כיום אנו יודעים שניתן לבצע תכנות מחדש על ידי הוספת תמצית גרעינית וציטופלזמית של ביצים, כמו גם לימפוציטים מסוג T אנושיים "ראשוניים".
התכנות מחדש מוקל גם על ידי הוספת גורמי גדילה - חלבונים מיוחדים הממריצים את הצמיחה והרבייה של תאים. מדענים יודעים על השפעתם של גורמי גדילה כבר זמן רב, ולכן לרוב מוסיפים לתרביות תאים סרום דם עגל, המכיל אותם. אפשר לפעול בצורה מכוונת יותר, למשל, לטפח תאים עם "נציגים" של רקמות אחרות. זה גורם לתאים לשנות את סוג הרקמה. לכן, אם לוקחים פיברובלסטים בעור ומוסיפים תמצית מבשרים (קודמים) של תאי עצב למצע התרבות, אז הפיברובלסטים מתחילים לסנתז חלבון של סיב עצב שאינו אופייני עבורם. זה אפילו מגיע לנקודה שלפיברובלסטים יש תהליכים עצביים - דנדריטים.
אבל כל ההשפעות הללו לא היו מכוונות. היתרון של הגישה המודרנית הוא פעולה מכוונת בבירור המפעילה את הגנים הרצויים, ובכך מאפשרת לך לשלוט בהתפתחות התאים. במשך זמן רב יחסית, במהלך המחקר האונקולוגי, בודד מה שנקרא PIL, גורם לדיכוי לוקמיה. חלבון זה, שהוא גורם שעתוק (מפעיל שעתוק), מעכב התפתחות של תאים מזודרמליים, בפרט שרירים, וממריץ את תחילת ההתמיינות העצבית. ניתן לומר שהוא מתכנת מחדש תאי גזע לפיתוח תאי עצב.
בתקווה FIL יפתור בעיה אחת חשובה של שיבוט. העובדה היא שלתאי גזע עובריים, עם כל הפלוריפוטנציה שלהם, יש תכונה אחת לא נעימה - הם יוצרים טרטומות, כלומר גידולים מכוערים. בהקשר זה, עדיף להשתמש בתאי גזע בוגרים, במיוחד מכיוון שמדענים כבר למדו כיצד "להרחיב" את גבולות הספציפיות של הרקמות, כלומר להשיג צאצאים של תאים מרקמה אחת עם מאפיינים של רקמות אחרות.
אבל למבוגרים יש בעיות משלהם, אחת מהן היא פוטנציאל שגשוג קטן (תאים מפסיקים להתחלק די מהר). אז, תוספת של FILA מובילה להסרת המגבלה הזו: תאי גזע מזנכימליים שבודדו ממח העצם של עכבר בוגר עברו יותר מ-80 חלוקות בתרבית! במראה, התאים הם בדיוק של מקסימוב: קוטר של 8–10 מיקרון, מעוגלים, עם גרעין כדורי גדול ושוליים דקים של הציטופלזמה. היכולת להתחלק מאושרת גם על ידי שימור הטלומרים. נזכיר כי אלו הם החלקים הסופיים של הכרומוזומים שיש להם DNA חד-גדילי. עם כל חלוקה, 200-300 נוקלאוטידים של ה-DNA הזה "מנותקים", וכתוצאה מכך קיצור של הטלומרים. בהגיעו לגבול מסוים, התא מאבד את יכולת ההתחלקות ועובר אפופטוזיס.
תאי גזע, לאחר העברתם לחיה מוקרנת, משחזרים hematopoiesis, אפיתל כבד, כמו גם תאי ריאות ומעי. אין להם חלבוני ממברנה אימונולוגיים האופייניים לתאים בוגרים, שבדרך כלל מעוררים את תגובת הדחייה. בנוסף, יש להם פעילות גבוהה של טלומראז, אנזים המסנתז DNA טלומרי. האורך הממוצע של הטלומרים בתאי התרבות הוא 27 קילו-בסיסים, כלומר אלפי "אותיות" של קוד הגן. ערך זה "מוגדר" לאחר 40 חלוקות תאים ונשאר ללא שינוי לאחר 102!
כדי לכוון את התפתחותם של תאי מח עצם לאורך נתיב הנוירונים, הכניסו מדענים לתרבות את מה שנקרא "Nurr" - "קולטן גרעיני (גרעיני)", שהוא גורם שעתוק ספציפי למבשרי המוח התיכון, "כותרת "בנתיב ההתפתחות של נוירוני דופמין (שהמוות שלהם מוביל לפרקינסוניזם). נוירונים דופמין המתקבלים בדרך זו הם בעלי אותם מאפיינים אלקטרופיזיולוגיים כמו אלה רגילים. לאחר השתלת נוירונים כאלה בחולדה עם מודל של פרקינסוניזם, תנועות כפות נורמליות משוחזרות.
ניסויים אחרים הראו שתהליך התכנות מחדש מורכב מחמישה שלבים לפחות. בשלב הראשון, בעזרת ציטומגלווירוס (שמשתנה באופן טבעי כך שאינו יכול להתרבות בתאים), הועבר הגן Nurr, וכתוצאה מכך גורה הגן טירוזין הידרוקסילאז. אנזים זה מוסיף קבוצת -OH לחומצת האמינו טירוזין, וכתוצאה מכך ייצור דופמין. בנוסף, נור גם "גילה" את הגן לטובולין, חלבון שממנו נוצרות צינוריות, מיקרוטובולים, שבלעדיו אי אפשר לדמיין תא עצב: מיקרוטובוליות, כידוע, מעבירות נוירוטרנסמיטורים, למשל, אותו דופמין, לסינפסות. , היכן הם מופרשים.
בשלבים המוקדמים, תאי גזע עובריים יכולים להפוך גם לתאים המסנתזים אינסולין. זה פותח את הדרך לעזור למיליוני חולי סוכרת שזקוקים כל כך להורמון החלבון הזה (רק בארה"ב אבחנה זו נעשית מדי שנה על ידי 800 חולים).
אפשר לכוון את התפתחות תאי הגזע באחד השלבים לאורך נתיב הנוירונים של סרוטונין. סרוטונין הוא גם אחד מהנוירוטרנסמיטורים החשובים ביותר, המחסור בו מוביל להפרעות נפשיות שונות, החל בדיכאון. מעניין לציין שהתפתחות הנוירונים תלויה בפעולת גורם הגדילה של פיברובלסטים, כלומר תאים של רקמת החיבור (מזודרם). זה שוב מאשר את עובדת ה"אחדות" של מקור הנוירו- והמזודרם. תוספת של גורם גדילה פיברובלסט גורמת לעלייה במספר נוירוני הסרוטונין פי 2.5. במקביל, מספר התאים עם טירוזין הידרוקסילאז, כלומר דופמין, יורד.
אם עותקים נוספים של הגן Nurr מוכנסים לתאים, אזי שיעור הנוירונים של דופמין בתרבית גדל מ-5 ל-50%. אם בשלב הרביעי נוסיף עוד כמה חומרים ממריצים לפיתוח "ענף הדופמין", אז מספר התאים הללו גדל לכמעט 80%.
כעת המשימה היא לנסות להעביר ניסויים מעכברים לבני אדם כמה שיותר מהר. במובנים רבים, בעיה זו קשורה לעצם הטכניקה של גידול תאי גזע: הם "נטועים" על תאי מאכיל (האכלה) של עכברים ומוסיפים פלזמה (סרום) של דם עגל. זה עלול להיות מסוכן מכיוון שתאים אנושיים יכולים להיות נגועים ברטרו-וירוסים של בעלי חיים. לא ניתן להשתמש בתאים כאלה לטיפול בבני אדם. זה מאפשר לבדוק את כל המוצרים עם בדיקות סטנדרטיות לאיידס, הרפס, הפטיטיס וכו'.
עם זאת, לאחרונה נרשמה פטנט על שיטה המשתמשת בתאי שריר אנושיים כתאי הזנה וסרום אנושי מתווסף להמרצת הצמיחה.
עד כה, רוב הניסויים הם על בעלי חיים. כדי לפתור בעיות מעשיות ותיאורטיות רבות, יש צורך להשיג חומר "טהור" גנטית ככל האפשר.
1 - הסרת הגרעין מהביצה; 2 - "הקדמה" של הגרעין הדיפלואידי של הלימפוציט; 3 - שלב בלסטוציסט עם תאי גזע עובריים; 4 - התרבות של תאי גזע ועובר מהם; 5 – אם פונדקאית ועכבר; 6 - נטילת לימפוציט מעכבר רגיל
יש לעשות כאן סטייה תיאורטית אחת. העובדה היא שמה שנקרא סידורים מחדש של גנים, או סידורים מחדש, "דשדוש" של אזורי הגנים האחראים לסינתזה של נוגדנים מתרחשים בלימפוציטים ללא הרף. באמצעות דשדוש זה, תאי מערכת החיסון מסוגלים להגיב למגוון של חלבונים מפתוגנים המשתנים ללא הרף. בדרך כלל, ברקמות נורמליות מחוץ למערכת החיסון, הסדרים כאלה אינם מתרחשים. זה מאפשר לפחות חלקית לפתור את בעיית התכנות מחדש, שתלויה במידה רבה בציטופלזמה של הביצית. לימפוציטים מתאימים היטב לפתרון בעיה זו, שכן כל צאצאיהם הם שיבוט ששומר על אותם סמני גנים.
התקבלו שתי שורות של עכברים: אחת מתא B, והשנייה הייתה צאצא של לימפוציט T. יש לציין כי לימפוציטים די קשה לתכנת מחדש. לעכברי B-לימפוציטים היו סידורים מחדש של גן אימונוגלובולינים בכל הרקמות והיו ברי קיימא. אבל הצאצא של לימפוציט T התברר כ"לא תואם" לחיים - העוברים מתו ברחם, והיחיד שנולד התברר כמת. לפיכך, ניסיון להשיג צאצאים חד שבטיים הראה פוטנציאל שונה מצד התאים, יכולתם או חוסר יכולתם לתכנת מחדש, כמו גם נוכחות של בעיות אחרות. אז, עדיין נצטרך לחזור לתאי גזע של מח העצם, עליהם כתב מקסימוב, אם כי הפוטנציאל שלהם מוגבל למדי אם אנחנו מדברים על אורגניזם, ולא על תרבות שבה ניתן להכניס גנים שונים בשלבים שונים של התמיינות.
באחד הניסויים הועברו לעכברים מוקרנים משורה אחת (עם מח עצם מומת) 2,000 תאי מח עצם משורה אחרת. האחרונים נשאו סמן גנטי, שבגללו, בפעולת אחד החומרים, הם הכחילו. לאחר 12 שבועות, 80 עד 95% מתאי הדם של הנמען נצבעו. לאחר 4 חודשים, העכברים נהרגו. על חלקים של המוח, תאי עצב נצבעו בכחול, מדענים לא הצליחו לראות. ולאלה שהיו מוכתמים (פחות מ-5 תאים) היו צורה מעוגלת ולא נשאו שום תהליכים. לפיכך, הפיכת תאי מח עצם לתאי מוח אינה מתרחשת בגוף.
מאחר שתאי גזע מאוחסנים בגוף לאורך כל החיים, נצטרך לחיות זמן רב יותר ולא לחלות, שכן תאי גזע צריכים להחליף את המתים והחולים באיברים שלנו. עם זאת, כפי שכולם יודעים, זה לא המקרה.
כעת, במובנים רבים, תשומת הלב של המדענים מתמקדת בטלומרים, כמווסתים העיקריים של חלוקת תאים, שבלעדיו אין בידול. עם פגמים בטלומרים, או ליתר דיוק חלבונים שנמצאים איתם בקומפלקס, מתרחש מצב של קיצור מואץ של אורכם. אחד החלבונים נקרא Est, שהוא ביטוי מקוצר באנגלית ל"קיצור כל הזמן של טלומרים" ( טלומרים מתקצרים). מצב זה מוביל במהירות למוות מוקדם של תאים.
Est מגרה טלומראז, אשר מאריך את ה-DNA של הטלומרים, ובכך מעכב את ההגעה לגבול החיים של התא. נראה, מדוע כל הפרטים הללו, אם מדענים כבר למדו כיצד לשלוט בהתמיינות של תאי גזע בתרבית? כאן אתה יכול להתנגד.
ראשית, לתאי גזע מזנים שונים של עכברים יש עמידות שונה לנזקי DNA, כמו אור אולטרה סגול. חציית קווים שונים חשפה מוקד של "תיקון DNA" בכרומוזום ה-11, שאחראי על "תיקון" מולקולת החיים אם נוצרים בה שברים חד ודו גדילים לאחר הקרנה או פעולת רדיקלים חופשיים של חמצן. אותו לוקוס קיים בכרומוזום האנושי ה-11. יתכן שכל זה קשור לטלומרים, שכן יש גם DNA דו-גדילי ויחיד...
מבחינת התמיינות, גם תאי גזע עובריים וגם תאי גזע בוגרים הם רכבת שכבר יצאה. זה יהיה הרבה יותר קל להבין סוגיות רבות של ביולוגיה של התא אם נוכל לנתח את התהליכים כבר מההתחלה, כלומר מגמטות. אבל לא הייתה תרבות של גמטות עד כה...
והנה שני הפוסטים האחרונים. קודם כל, ניתן היה לקבוע התמיינות בתרבית של spermatogonia - תאי הגזע של האשכים, מהם נוצרים זרעונים. זה מושג על ידי העברת היחידה הקטליטית של טלומראז לתוך spermatogonium (זו הסיבה השנייה מדוע מדענים מתעניינים כל כך בטלומרים).
ספרמטוגוניה בודדו מעכבר בן 6 ימים, ולאחר מכן הוכנס אליהם הגן טלומראז באמצעות רטרו-וירוס. במקביל התקבלו תאי גזע - עם גרעין גדול מעוגל ושפת ציטופלזמה קטנה (שוב מקסימוב!). ואחרי שנה של טיפוח, לתאי גזע אלו הייתה מורפולוגיה "רעננה".
הם מכילים חלבון קושר RNA, האופייני לתאי גזע, וכן את גורם השעתוק Oct, הדרוש להתפתחות תאים עובריים פלוריפוטנטיים. ידוע שאוקטובר נשמר אצל גברים עד לתחילת ההתמיינות של spermatogonia והתחלת spermatogenesis.
נראה שרבים מהכשלים שבהם נתקלו מדענים עד כה קשורים ל... שחרור ביצית מזקיק! העובדה היא שהוא מוקף בשלוש שכבות של תאים מזינים ומגנים, אשר, במיוחד, מטילים עליו את ה"מעצר" שהוזכר לעיל. מדענים מאוניברסיטת קונטיקט החליטו לבודד את הזקיק כולו, ולאחר מכן "סחטו" אותו בין שני כיסויי כיסוי. גודל הזקיק הוא 260–470 מיקרון, ולכן נוח וקל יותר לעבוד איתו מאשר עם ביצית "עירומה".
על מנת להבין מה גורם למעצר, המדענים הזריקו נוגדנים חד שבטיים כנגד מה שנקרא תת-יחידה מגרה של חלבון ה-G מתחת לממברנת הביצית באמצעות מיקרופיפטה. חלבוני G הם אנזימים המייצרים אנרגיה על ידי פיצול לא ATP, אלא גואנוזין טריפוספט (GTP). הם מוציאים את האנרגיה הזו על דברים שונים, כולל גירוי האנזים הממברני אדנילט ציקלאז, ש"יוצר" אדנוזין מונופוספט מחזורי (cAMP) מ-ATP.
קרום תא עם קולטנים שונים, תעלות יונים (Ca2+, Na+) ואנזימים
AMP מחזורי הוא הרגולטור החשוב ביותר של תהליכים בציטופלזמה, הגורם, בין היתר, לעצירת מחזור החיים של תאי הביצה. החדרת נוגדנים חד שבטיים כנגד חלבון ה-G מביאה לחסימת אדנילט ציקלאז ולירידה ברמת cAMP, כתוצאה מכך מתגברים על המעצר והתא נכנס למיוזה. כך, פועלת ההורמון luteinizing של בלוטת יותרת המוח הוא מודל, אשר עושה את אותו הדבר מדי חודש עם ביצית כזו או אחרת בשחלות. אז בהחלט ייתכן שבקרוב נשמע על התרבות הביציות, בעזרתה יוכלו החוקרים להבין את התהליכים המתרחשים כבר בשלבי ההתפתחות הראשונים (עוד לפני ההפריה).
והאחרון. אפשר היה, כנראה, להבין את הסיבה לכשלים אחרים הקשורים למשובטים. העובדה היא שכדי להתחיל בשיבוט ולקבל תאי גזע, יש צורך "להסיר" את גרעין הביצית מהציטופלזמה ולהכניס במקומו את הגרעין של תא סומטי דיפלואידי. במקביל, עד שליש מהציטופלזמה עם חומרי המזון והחומרים הרגולטוריים והחלבונים שלה זורם דרך הקרע של קרום הביצה. בגלל זה, השיבוטים אינם ברי קיימא.
במשך זמן רב יחסית, הוצע "לחלק" את הציטופלזמה של הביצית לשני חצאים - המכילים את הגרעין ובלעדיו. האחרון נקרא "ציטופלסט". כעת גאבור באיטה מהמכון החקלאי בקופנהגן הציע לא להסיר כלל את גרעין התא הסומטי, אלא פשוט "למזג" אותו עם ציטופלס אחד או שניים. יחד עם זאת, אין צורך במניפולטורים יקרים ובמומחים מוסמכים - הכל יכול להיעשות ממש בשטח על ידי סטודנטים או עוזרי מעבדה.
השיטה כבר נבדקה על ידי מדענים אוסטרלים, שבעזרתה העלו באופן דרמטי את "תנובת" העגלים המשובטים: מתוך 7 בלסטוציסטים - "כדורים" מתאי עובר - שהועברו לרחם של פרות, הושתלו שישה קרום רירי והוביל להריון, שהביא להולדת שוורים ופרות. נזכיר שדולי הכבשה נולדה כתוצאה מיותר מ-300 ניסיונות לא מוצלחים.
לפי כתבי עת טֶבַעו מַדָע.
מיד הגיעו שתי חדשות גנטיות מיפן העצמאית.
הראשון, המעניין מנקודת המבט של עתידו של האדם, טמון בחוויה המוצלחת של השגת רקמות מוח מתפקדות מתאי גזע. בתחילה, מטרת הניסוי הייתה ליצור מחדש את רקמות קליפת המוח (אשר, כפי שהוריש I.P. פבלוב: "המנהל והמפיץ הגבוה ביותר של תפקודי החי והאדם"), אך בסופו של דבר הצליחו החוקרים להשיג תאים של רקמות שונות. למרבה הפלא, מדענים מארץ השמש העולה הצליחו ליצור דגימות רקמה לא רק מתאי גזע עובריים (כפי שקורה בדרך כלל), אלא גם מתאי "בוגרים" הנמצאים בעור ובשיער.
להשתלה של רקמות משובטות יש את הסיכויים הבהירים ביותר, כי. בטיפול רגנרטיבי, רק מחלות בודדות ניתנות לריפוי על ידי השתלת תאים, ורבות נוספות ניתנות לריפוי על ידי השתלת רקמות מתפקדות, "חיות": מצמיחת גפיים אבודות ועד סרטן.
הרקמות הגדלות כיום קטנות מדי לשימוש מעשי, אך המחקר על רקמות בוגרות יימשך, על פי הודעה לעיתונות של מכון המחקר. בנוסף לניסויים בתאי גזע אנושיים, היפנים עשו זאת בהצלחה עם תאי עכברי מעבדה, ואף יצרו רשת של נוירונים המגיבים לגירוי על סמך הרקמות שלהם. 
בלי לסיים עם חולדות מעבדה, ממשיכים הלאה: על בסיס תא מת ששכב במצב קפוא במשך 16 שנה (-20 צלזיוס, הטמפרטורה דומה לאדמה הקפואה בה נמצאה הממותה המפורסמת דימה). עכבר שובט בהצלחה.
חוקרים במכון ריקן בודדו גרעין תא מאיבר של עכבר מת והשתלו אותו על ביצה של עכבר חי, וכתוצאה מכך נוצר שיבוט המסוגל להתרבות. אלו לא רק חדשות, אלא חדשות באות גדולה, כי ניסויים כאלה פותחים את הדרך לשיקום מיני בעלי חיים שנכחדו על פני כדור הארץ, כמו ממותות, נמרים בעלי שיניים חרבות ו... לכו לבקר מחדש בפארק היורה.
ואם, עד לאחרונה, ניסויים כאלה לא הסתיימו בהצלחה ונראו יותר כמו פנטזיה מאשר מציאות, למדענים יש עוד בעיה קשה לפניהם: הכלאה עם מינים קיימים כיום. לפני אלפי שנים, לפחות מחצית מהמחלות, הזיהומים, הווירוסים וכל השאר שכיום נפוץ שיכול להרוג את היצור ה"חדש-ישן" לפני הלידה לא היו קיימים.
כדי לשבט ממותה (שנראה כי הוא היצור הבטוח, הסביר והאפשרי ביותר עד כה), החוקרים צריכים למצוא דרך להשתיל גרעין תא ממותה לתוך ביצית פיל ולאחר מכן להשתיל אותו. למרות זאת, גם אם לא ניתן "ללדת" יצור חי, עשויים להתקבל בתהליך משובטים תאי גזע עובריים שיתנו תנופה נוספת לעבודה בתחום זה.
מאז תקופת קיומו הסביר, האדם שואף להיות צעיר, בריא ולחיות ארוכים, וטובים יותר - לנצח. לא רק מכשפים עתיקים, שמאנים, מרפאים ביקשו לחשוף את סוד חיי הנצח, להמציא, אלא גם רופאים סובייטים עבדו על יצירת לוח האלמוות של הקרמלין. למרבה הצער, עד כה, אדם חסר אונים בבעיה זו. אבל הארכת החיים הופכת ממשית למדי. עם הופעתה והתפתחותה של הנדסה גנטית, זה הופך אפשרי שיבוט של איברים חייםשהיא כשלעצמה אבן דרך לבריאות ואריכות ימים.
מה זה שיבוט, אני חושב שכולם יודעים. שיבוטאורגניזמים רב תאיים או איברים רפואיים - רבייה מדויקת, לידת אורגניזמים חיים באופן מלאכותי (ללא רבייה מינית) או יצירת חלקיו על ידי השפעות מסוימות על גרעין התא.
על ידי יצירת תנאים מסוימים ופעולה על גרעין התא, ניתן לאלץ אותו להתפתח בכיוון הנכון עד להתרבות מלאה של האורגניזם הנפטר בנוכחות החומר הגנטי שלו. והיום יצירות כאלה אינן עוד סוד.
העולם המדעי התנדנד בגדול: שיבוט אנושי לאחר לידה חסרת תקדים ממבחנה ב-1996 של הכבשה הסקוטית הידועה בשם דולי.
עם זאת, "האמנה בדבר איסור שיבוט אנושי" שאומצה בשנת 2005 על ידי האו"ם מסיבות סוציו-אתיות ואתיות-דתיות השעתה כל עבודה בכיוון זה לתקופה בלתי מוגבלת. כן, ודולי עצמה הורדמה בשנת 2003 עקב מחלה.
אגב, המפוחלץ של דולי מוצג במוזיאון הלאומי הסקוטי.
ברוסיה, החוק הפדרלי "על איסור זמני על שיבוט אנושי" מיום 20 במאי 2002 מס' 54-FZ בתוקף.
עם זאת, לא כל המדינות חתמו על האמנה, אחת מהן הייתה סין. רק אתמול, 18 בספטמבר 2015, ביקשו מדענים מהמכון הלונדוני של בריטניה אישור מהרגולטור של המדינה לשנות את הגנים של עוברי אדם. אם תתקבל אישור, בריטניה תהפוך למדינה השנייה אחרי סין, שבה יבוצעו עבודות כאלה.
מדובר על שיבוט אנושי. עם זאת, העבודה המדעית בתחום תאי הגזע נמשכת בהצלחה בכל העולם כיום.
מהם תאי גזע?
ישנם שני סוגים של תאי גזע בגוף האדם: רגילתאים שכל חייהם מבצעים רק את התפקיד שיועד להם ברבייה של רקמות, ויש כאלה שמסוגלים להפוך לסוגים אחרים של תאים, הם נקראים אוניברסלי. הראשונים חיים באורגניזם בוגר, אך ניתן לקחת את השני רק מעובר ולאחר מכן לגדל אותו במבחנה. להלן תאים אלו והדרכים להחליף את התאים המושפעים (החולים) בגוף. עם זאת, הבעיה הראשונה היא שהם עשויים לא להתאים לכל אורגניזם. שנית, ישנם מקרים בניסויים שבהם תאי גזע עובריים המוכנסים לגוף מתחילים להתחלק בצורה בלתי נשלטת, ויוצרים גידולי טרטומה.
בעיות אלו נפתרו על ידי רופאים יפנים במהלך מחקרם המדעי החשוב בשנת 2012, שעליו קיבלו את פרס נובל. מְבוּסָס, כולנו, תיאורטית, ללא קשר לגיל, יכולים להיות שיבוטים עבור עצמנו, כלומר עבור האיברים שלנו.פיסת העור, השיער או אפילו הדם הקטנה ביותר יכולה לשמש חומר להשגת אותם תאים אוניברסליים היקרים ביותר, אשר ישמשו כבסיס לכל איבר, בין אם זה עצם, סחוס או אישון העין.
כמובן, כל זה הוא עדיין פיתוחים מדעיים גרידא, יעברו שנים עד שהחומר הביולוגי יגדל בקלות בכל מעבדה של מרכז הטיפול ויוחזר באותה קלות בחזרה לגופך. לפני שפעולות כאלה להחלפת איברים אנושיים "חולים" או כושלים לחלוטין יתאפשרו, יש לפתור בעיות ביניים רבות. אבל ההחלטה שלהם לא רחוקה! ואז כל נזק גנטי בתאים חולים יתוקן בקלות.
ואני שמח שהמחקר המדעי על תאי גזע מתפתח בהצלחה גם ברוסיה. אז, במכון הרוסי לגנטיקה כללית על שם ואבילוב, דם הושג לאחרונה מתאי גזע בעור, יסוד העין, הם היו הראשונים שהצמיחו מיני-לב והעבודה נמשכת לשפר אותו...
ההולנדים גידלו את המעי, היפנים - הנבט של השן, וקצת קודם השיגו תאי רשתית, כעת מתבצעת עבודה ליצירת תאים המייצרים אינסולין. המשימה קשה מאוד. אבל תארו לעצמכם כמה אנשים בעולם יינצלו ממחלה קשה - סוכרת, אלצהיימר ופרקינסון.
ולמרות שהתיאוריה רחוקה מאוד מהפרקטיקה, העובדה של התפתחות כה מהירה של שיבוט כענף של ביו-רפואה והאפשרות להציל חיים של אנשים, במיוחד ילדים צעירים, עדיין משמחת.