Кинетика стволовых клеток.

По классическим представлениям, стволовые клетки способны к самообновлению для поддержания количественного постоянства своего пула в постнатальный период (у человека – 0,01% ядросодержащихклеток костного мозга) и дифференцировке по всем линиям гемопоэза.

Основные свойства стволовых клеток – движение и прикрепление к микроокружению – осуществляются сетью специфических интегринов, селектинов и молекул адгезии, экспрессированных на их поверхности.

Будучи морфологически неотличимыми от лимфоцитов, стволовые клетки нуждаются в четкой идентификации. В практических целях для этого используют два метода:

· Маркировка с помощью моноклонального антитела CD34 (специфически соединяется с трансмембранным сиаломицином, обеспечивающим прикрепление стволовых клеток) и подсчет меченых клеток на проточном цитофлуориметре

· Клоногенное культивирование в двух культуральных системах: полутвердый агар и метилцеллюлеза.

Суть культуральных методов заключается в том, что мононуклеарные клетки крови или костного мозга, содержащие стволовые клетки, помещают в вязкую, полутвердую культуральную среду (матрикс), обеспечивающую прилипание клеток и не позволяющую быстро расселяться вновь образованным элементам. В культуральную среду добавляют факторы, необходимые для пролиферации и дифференцировки клеток-предшественников нужного класса, а также препараты, действие которых изучается. В этих условиях каждая клетка-предшественник через 7-10 дней культивирования дает клеточный клон, состоящий из ее более зрелых потомков, соответствующей линии дифференцировки. Зная количество эксплантированных клеток и число клонов (колоний) определенных линий дифференцировки, выросших из них, легко рассчитать концентрацию клеток-предшественников определенного типа, содержащихся в эксплантате (например на 10⁵ клеток). По размеру (клеточности) выращенных колоний судят о пролиферативном потенциале клоногенных клеток-предшественников.

По современным представлениям, термин «стволовые клетки» сохраняется только для самых ранних полипотентных предшественников (класс I), дающих в культуре образование смешанно-клеточных колоний. Для остальных представителей пула стволовых клеток предлагается использовать термин «клетки-предшественники», их также называют «колониеобразующие единицы» — КОЕ соответствующей линии дифференцировки (например, КОЕг – гранулоцитарные клетки-предшественники, КОЕэ – эритроцитарные клетки-предшественники).

Регуляция дифференцировки стволовых клеток и клеток-предшественников продолжает оставаться предметом углубленных исследований, полученные данные противоречивы. Есть основания полагать, что дифференцировка, определяемая активацией определенных генов (в геноме стволовых клеток закодированы все направления клеточной дифференцировки), зависит как от собственного генетического кода клеток, так и от внешних влияний существующего микроокружения. По-видимому, одни и те же внешние факторы могут оказывать различное влияние на стволовые клетки в зависимости от экспрессии тех или иных рецепторов, воспринимающих эти сигналы, и активации различных внутриклеточных сигнальных путей, их реализующих.