Clasificación del trasplante de células madre
Las células madre totipotentes tienen el potencial de diferenciación para formar un individuo completo. Producido por la fusión de óvulo y espermatozoide. Las células producidas por la división temprana de óvulos fertilizados también son células madre totipotentes. Estas células pueden convertirse en cualquier tipo de célula sin excepción.
En el Laboratorio de Células Pluripotentes de APSC, las células madre pluripotentes, como células madre, tienen el potencial de diferenciarse en una variedad de células de tejido. Pero ha perdido la capacidad de desarrollarse hasta convertirse en un individuo completo y su potencial de desarrollo es limitado hasta cierto punto. Las células madre hematopoyéticas multipotentes de la médula ósea son un ejemplo típico. Pueden diferenciarse en al menos 12 tipos de células sanguíneas, pero no pueden diferenciarse en otras células fuera del sistema hematopoyético.
Las células madre unipotentes, también conocidas como células madre unipotentes, sólo pueden diferenciarse en uno o dos tipos celulares estrechamente relacionados, como las células madre de la capa basal del tejido epitelial, los mioblastos o las células satélite del músculo. Según su origen genético, las células madre se pueden dividir en células madre embrionarias y células madre adultas.
1. Las células madre embrionarias tienen muchas características biológicas importantes: (1) Totipotencia del desarrollo. El potencial de cualquiera de los diferentes tipos de células para convertirse en un organismo. Se puede inducir a las ESC a diferenciarse en las siguientes células: células madre hematopoyéticas, células vasculares y endoteliales, cardiomiocitos y células musculares, células nerviosas y otras células diferenciadas. ⑵Zoom infinito. La expansión infinita in vitro es la premisa y la clave para la investigación y aplicación de las ESC, ya que proporciona una fuente ilimitada de células para las ESC. (3) Operatividad.
2. Las células madre adultas (ASC) se refieren a células indiferenciadas que existen en tejidos diferenciados y pueden autorrenovarse y especializarse para formar tejidos. Las células madre adultas se encuentran en tejidos y órganos humanos. Además de aislar células madre tisulares de la médula ósea y la sangre, también se obtienen diversas células madre de la placenta humana, el cordón umbilical, los músculos, el cerebro, la piel, la grasa, la membrana sinovial y otros tejidos. Las células madre adultas son células madre que han entrado en aplicación clínica.
Las células madre adultas descubiertas incluyen principalmente células madre hematopoyéticas, células madre mesenquimales de la médula ósea, células madre neurales, células madre del hígado, células satélite del músculo, células madre epidérmicas de la piel, células madre del epitelio intestinal, células madre de la retina, células madre pancreáticas, etc. Las células madre adultas en tejidos individuales adultos se encuentran en su mayoría en estado latente en circunstancias normales, pero pueden mostrar diversos grados de capacidad de regeneración y renovación en condiciones patológicas o inducidas por factores externos.
Las células madre se refieren a células indiferenciadas que se encuentran en embriones tempranos, médula ósea, cordón umbilical, placenta y algunas células adultas. Puede cultivarse en tejidos y órganos humanos como músculos, huesos y nervios. Los científicos creen que los tejidos y órganos cultivados con células madre son importantes para tratar el cáncer y muchas otras enfermedades malignas, y traerán esperanza a los pacientes con diabetes, enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson y lesiones de la médula espinal. La investigación con células madre se ha convertido en un tema candente en el campo biomédico. Desde la década de 1990, la tecnología de trasplante de células madre hematopoyéticas se ha desarrollado rápidamente, y la tecnología de criopreservación de células madre hematopoyéticas y la tecnología de criopreservación de mi país se encuentran al nivel líder en el mundo. Hacer que la aplicación de células madre hematopoyéticas sea más segura y eficaz se ha convertido en un medio importante para curar una variedad de enfermedades hematológicas y genéticas benignas y malignas, y el número de enfermedades curadas sigue aumentando.
Si hay alguna ciencia que más llama la atención en el siglo XXI, son las ciencias de la vida. Ya en el siglo pasado, los científicos afirmaban que "el siglo XXI es el siglo de las ciencias de la vida". Es cierto que con el desarrollo de la ciencia humana, se han revelado cada vez más misterios de la vida y las causas internas de diversos fenómenos de la vida han fortalecido nuestro control sobre nuestro propio destino. En el campo de las ciencias de la vida, hay una dirección de investigación que representa la vanguardia de la investigación en ciencias de la vida: las células madre. La investigación con células madre reúne a los mejores científicos biológicos nacionales y extranjeros y representa la dirección de la investigación en ciencias biológicas. Debido a sus destacados logros en la investigación de células madre, la principal revista internacional de ciencias naturales "Science" ha clasificado el progreso de la investigación de las células madre como uno de los "Diez mejores avances científicos" durante muchos años, y la revista "Time" también ha incluido El progreso de la investigación de las células madre aparece en la lista muchas veces. Ser uno de los "Diez principales avances científicos" muestra cuán influyente es la investigación con células madre en el mundo académico y la sociedad.
La terapia con células madre tiene muchas ventajas: baja toxicidad (o ninguna toxicidad), se pueden lograr buenos efectos terapéuticos incluso si no se comprende completamente el mecanismo exacto de la patogénesis de la enfermedad, el autotrasplante de células madre puede evitar el rechazo inmunológico, y Resultados sorprendentes para enfermedades que no responden bien a los tratamientos tradicionales. Con la investigación sobre células madre embrionarias y células iPS, es más probable obtener células madre totipotentes de las propias células del paciente y luego diferenciarlas en las células necesarias o incluso en los órganos.
Ya no es un sueño trasplantar células u órganos que coincidan exactamente con los suyos sin rechazo inmunológico. A medida que los órganos humanos envejecen, es posible que los humanos extiendan su vida útil reemplazando los órganos envejecidos con órganos correspondientes cultivados a partir de sus propias células.
Existen muchos estudios sobre la aplicación clínica de células madre a nivel internacional. Hay más de 265.438+000 estudios sobre trasplante de células madre para el tratamiento de enfermedades registrados en el sitio web de registro clínico, especialmente el número de proyectos registrados en los últimos tiempos. años (desde 2005 hubo un fuerte aumento: 68 en 2002, 64 en 2003, 45 en 2004, 246 en 2005 y 227 en 2006). Hubo 331 en 2008, 307 en 2009 y 2010. Hasta la fecha se han registrado 112 tratamientos de trasplante de células madre. En junio de 2009 y octubre de 2009, la empresa estadounidense Geron incluso recibió la aprobación de la FDA para realizar ensayos clínicos utilizando células diferenciadas de células madre embrionarias humanas para tratar enfermedades.
En los últimos años, la investigación con células madre se ha convertido en el campo más popular en China. De 1998 a 2009, se publicaron más de 2.000 artículos relacionados con células madre en las principales revistas, y el número y los factores de impacto de los artículos publicados también han aumentado año tras año. Sólo en 2009 se publicaron 1.000 artículos, lo que demuestra que la comunidad académica nacional está prestando cada vez más atención a la investigación con células madre y su nivel está mejorando gradualmente. Sin embargo, todavía existe una cierta brecha en la calidad de los artículos en comparación con los del Reino Unido y Estados Unidos. Según las estadísticas del sitio web de SCI, la tasa de citación de artículos sobre células madre publicados en el Reino Unido es de 15,30, la de artículos sobre células madre publicados en Estados Unidos es de 11,37, la de Japón es de 9,53, la de Alemania es de 8,36 y la de China tiene sólo 3,45. El Ministerio de Ciencia y Tecnología también ha establecido un importante proyecto de investigación con células madre para apoyar la investigación con células madre en mi país.
Durante el desarrollo embrionario, las células madre hematopoyéticas son las células hematopoyéticas más primitivas diferenciadas de las células mesenquimales totipotentes del saco vitelino. Cuando el embrión se desarrolla entre 3 y 5 meses, hay una gran cantidad de CMH en el hígado y el bazo. También se descubrió que la sangre del cordón umbilical es rica en células madre hematopoyéticas, que son más primitivas y tienen una inmunogenicidad débil. En los adultos, las células madre hematopoyéticas se distribuyen principalmente en la médula ósea y también hay algunas células madre hematopoyéticas en la sangre periférica.
El donante ideal para el trasplante de CMH son los gemelos idénticos porque comparten exactamente el mismo material genético. El efecto del trasplante de HSC entre ellos es muy bueno y hay menos rechazo, pero después de todo, los gemelos son raros. La tipificación HLA de un niño proviene de sus padres. Por ejemplo, si el padre es A y B y la madre es C y D, entonces el niño puede clasificarse como AC, AD, BC o BD. Entonces la tasa de compatibilidad HLA entre hermanos es del 25%, por lo que es más fácil para el paciente. encontrar entre los hermanos donantes. Sin embargo, el rango familiar se está reduciendo y la mayoría de los pacientes todavía necesitan donantes de HSC no emparentados. La edad adecuada para donar HSC es entre 18 y 45 años y los requisitos de salud son los mismos que los de la donación de sangre, es decir, donar HSC no puede afectar la salud del donante y recibir HSC no puede agregar nuevas desventajas al paciente. Es importante destacar que los donantes de sangre deben estar libres de enfermedades infecciosas transmitidas por la sangre, como la hepatitis B y la hepatitis C.
¿Qué enfermedades puede tratar el trasplante de células madre hematopoyéticas? Existen muchas enfermedades que se tratan mediante el trasplante de células madre hematopoyéticas. Puede tratar enfermedades tumorales, como la leucemia, ciertos tumores sólidos malignos y enfermedades no tumorales, como la anemia aplásica, la enfermedad de inmunodeficiencia grave, la enfermedad aguda por radiación, la talasemia, etc. Ha habido algunos avances nuevos en la investigación de células madre hematopoyéticas, como el tratamiento de pacientes con complicaciones graves como pénfigo grave (necrosis aséptica bilateral de la cabeza femoral) y miastenia gravis.
Se cree que la investigación sobre células madre comenzó en la década de 1960. Tras la investigación de los científicos canadienses Ernest Mocolock y James Till, en la década de 1960 se informó por primera vez sobre la fertilización in vitro (FIV) de animales. Estados.
En la década de 1960, estudios sobre varios teratomas testiculares endogámicos de ratón demostraron que se originaban a partir de células germinales embrionarias (células EG), estableciendo así que las células de carcinoma embrionario (células EC) son un tipo de células madre.
En 1968, Edwards y Balvest obtuvieron el primer óvulo humano fuera del cuerpo.
En la década de 1970, se inyectaron células EC en blastocistos de ratón para producir ratones híbridos. Las células SC cultivadas se utilizan como modelo de desarrollo embrionario a pesar de un número anormal de cromosomas.
En 1978 nació en Reino Unido la primera bebé probeta, Louise Brown.
En 1981, Evan, Kaufman y Martin aislaron células ES de ratón a partir de blastocistos de ratón.
Establecieron condiciones de cultivo in vitro para células madre embrionarias de ratón. Estas células generan líneas celulares que normalmente son diploides y producen derivados de las tres capas germinales que se asemejan a las células germinales primordiales. La inyección de células ES en ratones puede inducir teratomas.
En 1984-1988, Anderews et al. generaron células pluripotentes e identificables (clonales) a partir de la línea celular de teratoma testicular humano Tera-2, que se denominaron células de carcinoma embrionario (células EC). Las células EC humanas clonadas se diferencian en células similares a neuronas y otros tipos de células bajo la acción del ácido retinoico.
En 1989, Pera aisló una línea celular EC humana que podía producir tejido con tres capas germinales. Estas células son aneuploides (más o menos cromosomas que las células normales) y su potencial de diferenciación in vitro es limitado.
Durante 1994, mediante fecundación in vitro y donación de pacientes, los blastocistos humanos se encontraban en el estadio 2 pronuclear. La población celular del blastocisto se mantiene en cultivo, rodeada de células trofoblásticas y células tipo ES en el centro.
Durante 1998, dos grupos en Estados Unidos cultivaron células madre pluripotentes humanas: el grupo de investigación dirigido por James A. Thomson de la Universidad de Wisconsin cultivó líneas de células madre derivadas de tejido embrionario humano. El método que utilizaron fue: después de la fertilización in vitro de óvulos humanos, los embriones se cultivaron hasta la etapa de blastocisto y se extrajeron las células de la masa celular interna. Establecer líneas celulares. Al analizar estas líneas celulares en busca de marcadores de superficie celular y actividad enzimática, se confirmó que eran células madre totipotentes. De esta forma, se pueden cultivar entre 15 y 20 células madre por embrión. Otro equipo de investigación dirigido por John Gearhart de la Universidad Johns Hopkins también estableció líneas de células madre a partir de tejido embrionario humano. Su método consiste en extraer células germinales primordiales de embriones inducidos por un aborto espontáneo entre 5 y 9 semanas después de la fertilización. Se demostró que las líneas celulares cultivadas poseen características de células madre totipotentes.
En el año 2000, científicos de Singapur y Australia, liderados por Pera, Trounson y Bongso, aislaron células madre embrionarias humanas a partir de blastocistos donados por parejas sometidas a tratamientos de infertilidad. Estas células proliferan in vitro, mantienen el cariotipo normal, se diferencian espontáneamente en líneas celulares somáticas derivadas de las tres capas germinales y se inyectan en ratones inmunodeficientes escalonados para producir teratomas.
En 2003, se estableció un método de fusión entre especies de células de piel humana y óvulos de conejo, proporcionando un nuevo enfoque para la investigación de células madre embrionarias humanas.
En 2004, la Advanced Cell Technology Company, con sede en Massachusetts, informó que las células madre de ratón clonadas podían reparar el daño miocárdico en ratones con insuficiencia cardíaca formando pequeños vasos sanguíneos a través de los cardiomiocitos. Este tipo de células clonadas pueden reparar el daño miocárdico de manera más rápida y efectiva que las células madre adultas derivadas de la médula ósea, y pueden reemplazar el 40% del tejido cicatricial y restaurar la función del miocardio. Esta es la primera vez que se demuestra que las células madre clonadas pueden reparar tejido dañado en animales vivos.
Las células madre de la médula ósea tienen potencial para diferenciarse en células adultas y pueden diferenciarse en células nerviosas, cardiomiocitos, células endoteliales vasculares, condrocitos y células parenquimatosas hepáticas. Las células madre de la médula ósea pueden transformarse en células parenquimatosas del hígado in vitro bajo la acción de inductores. In vivo, los estudios también han confirmado que el microambiente del hígado induce a las células madre de la médula ósea a transformarse en células parenquimatosas del hígado.
1999 Petersen et al. descubrieron que las células madre del hígado y algunas células del hígado pueden derivar parcialmente de la médula ósea o estar relacionadas con ella. Verificaron esta idea a través de los siguientes experimentos: (1) trasplantaron la médula ósea de una rata macho a una rata hembra singénica que recibió dosis letales de irradiación y utilizaron sondas de ADN para detectar si había cromosoma Y masculino. ⑵ Se usaron como receptoras ratas Lewis que expresaban el antígeno L21-6 del antígeno de histocompatibilidad II, y se usaron ratas Brown-Norway que no expresaban L21-6 como donantes de trasplante de hígado completo para identificar células positivas para L21-6 de fuentes extrahepáticas. el hígado trasplantado. Descubrieron que las señales del cromosoma Y se detectaron en el hígado 13 días después del trasplante de médula ósea, cuando las células ovaladas comenzaron a diferenciarse en células hepáticas. Si las células ovaladas diferenciadas en hepatocitos fueran del hígado, ninguna célula del hígado expresaría señales positivas del cromosoma Y, pero los resultados mostraron que algunas células del hígado expresaban señales obvias del cromosoma Y, lo que indica que se derivaban de células de donantes de médula ósea. De manera similar, después del trasplante de hígado completo, se encontró que había células claramente positivas para L21-6 en el hígado trasplantado, lo que indica que algunas células ovaladas provenían del exterior del hígado, mientras que las del interior del hígado eran negativas para L21-6. Los experimentos han demostrado que la médula ósea contiene células madre que pueden diferenciarse en células hepáticas y que algunas células ovaladas pueden provenir de la médula ósea.
Las células prehepáticas de la médula ósea se pueden utilizar para el tratamiento de trasplante de insuficiencia hepática sin considerar la compatibilidad de los antígenos de histocompatibilidad, porque las células de la médula ósea del propio paciente se pueden utilizar para el trasplante. Las células de la médula ósea tienen las siguientes ventajas: ① Se pueden preparar células de la médula ósea ricas en células madre. ⑵ La promoción de la transducción genética puede aumentar los hepatocitos derivados de la médula ósea. ⑶ Los hepatocitos derivados de la médula ósea se pueden usar en hígados bioartificiales. Además, el HGF también se puede usar para tratar la cirrosis promoviendo la diferenciación de los prehepatocitos, incluidas las células madre de la médula ósea; El autotrasplante de células madre de médula ósea para tratar la lesión hepática proporcionará un nuevo enfoque para el tratamiento de las enfermedades hepáticas.
El envejecimiento es una ley natural del desarrollo de la vida humana. A medida que aumenta la edad, disminuye la cantidad de células madre y disminuyen sus capacidades de autorrenovación y diferenciación, lo que sugiere que el envejecimiento fisiológico de las células madre puede ser una de las causas importantes del envejecimiento humano. El grado de envejecimiento se puede detectar a través de la apariencia, los indicadores bioquímicos de la sangre, los indicadores relacionados con los órganos, el comportamiento y la biología molecular. Como la actividad de superóxido dismutasa (SOD) sérica, la actividad de glutatión peroxidasa (GSH-PX), el contenido de malondialdehído, etc. La SOD es una de las enzimas antioxidantes importantes del cuerpo. Su actividad y contenido reflejan la capacidad del cuerpo para eliminar los radicales libres de oxígeno. El malondialdehído puede provocar mutaciones y dañar la estructura y función de las células, lo que refleja la generación de radicales libres y el grado de envejecimiento del organismo. El factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) puede promover la formación de nuevos vasos sanguíneos, inhibir la producción de malondialdehído y mejorar la actividad de la SOD, combatiendo así el envejecimiento. Todos los cambios en estos factores son causados por el envejecimiento y el deterioro funcional de las células con funciones específicas, y no hay suficientes células madre para una renovación oportuna.
Las células madre son células con potencial de autorreplicación y diferenciación multidireccional. Pueden producir progenie de células madre con el mismo fenotipo y genotipo que ellas mismas, y en determinadas condiciones también pueden diferenciarse en varias células funcionales. La tecnología médica de células madre ha sido calificada como la tecnología más prometedora en el campo de la biociencia en el siglo XXI por revistas como Science y Nature. Es una tecnología médica completamente nueva que supera el poder de la medicina tradicional y puede superar varias enfermedades importantes. . En 2007, la científica británica Anastasia escribió un artículo en la revista Nature afirmando que las células madre adultas son muy importantes para la autorreparación humana y la regeneración de tejidos, y que la disminución de las células madre adultas es la principal causa del envejecimiento humano.
Los problemas éticos con las células madre surgen principalmente de las células madre embrionarias. Cuando un óvulo fertilizado se divide en un blastocisto, las células de la masa celular interna son células madre embrionarias. Las células madre embrionarias son totipotentes, autorrenovables y capaces de diferenciarse en todos los tejidos del cuerpo.
Sin embargo, si se extraen células madre de un embrión, éste muere. Por lo tanto, el gobierno de Estados Unidos se opone claramente a la destrucción de nuevos embriones para obtener células madre embrionarias, y la Cámara de Representantes de Estados Unidos incluso ha propuesto un proyecto de ley para prohibir por completo la investigación sobre clonación de células madre embrionarias. Algunos científicos americanos lo han criticado duramente. Creen que el uso de células madre en la investigación médica tiene un enorme potencial para aliviar el sufrimiento de los pacientes. Si se desperdicia una oportunidad tan buena, las consecuencias serán trágicas.
1) Constitución altamente alérgica o antecedentes de alergias graves,
2) Shock o insuficiencia sistémica con signos vitales anormales y falta de cooperación con el examen,
>3) Tumores malignos en etapa tardía,
4) Se requiere antiinfección después de la recuperación de una infección sistémica o una infección local grave,
5) acompañada de disfunción de órganos importantes como el corazón , pulmón, hígado, riñón, etc.,
6) Trastornos de la coagulación como hemofilia,
7) Personas con pruebas serológicas positivas como SIDA, hepatitis B, sífilis, etc.
8) Defectos cromosómicos o genéticos, defectos de la función inmune,
9) Enfermedades no neurológicas o de diagnóstico poco claro.