Celulele stem din plante: noi posibilități de medicamente anti-vârstă
Irina Deeva, Ph.D. Cercetător principal Laboratorul de Metode Biofizice de Diagnosticare al Institutului de Medicină Fizică și Chimică, consultant științific al reprezentanței rusești a O.T.I. (Italia)
Vremurile în care oamenii în vârstă "în mod natural" par să fi trecut în sfârșit. Progresul continuu în medicină și cosmetologie oferă astăzi fiecăruia o șansă de a arăta mai tânăr. Cercetătorii fac noi descoperiri în găsirea de instrumente care pot șterge ridurile și pot recrea contururi clare ale feței și corpului.
Într-un cuvânt, timpul în care putem să aplicăm cu încredere, în mod eficient și în siguranță celulele stem umane, nu a venit încă. Dar, așa cum sa dovedit, avem la îndemână - o altă sursă inepuizabilă de celule stem - plante.
Deci, sa dovedit că:
precum și celulele stem din animale, celulele stem ale plantelor se divizează asimetric. Aceasta înseamnă că descendenții lor pot avea destine diferite - fie să rămână celule stem, fie să se supună diferențierii (Figura 2);
celulele stem din animale și plante exprimă molecule specifice care le diferențiază de toate celelalte celule ale corpului;
descendenții celulelor stem din animale și plante, în anumite condiții, pot fi readuși în starea nediferențiată ("stem");
soarta atât a celulelor stem si micromediul lor definite descendenți în care sunt situate sau care cad - așa-numita „nișă“ celule stem. Subliniind importanța "nișei", oamenii de știință declară că "celulele stem sunt ocupanți temporari ai unui birou permanent";
celulele stem din animale și plante dau naștere unor clone de celule specializate.
Cu toate acestea, există o diferență fundamentală: celulele meristemului sunt toatepotent, adică posedă toate potențialele plantei viitoare și sunt capabile să se diferențieze în oricare dintre celulele ei. Și la animale și la oameni numai celulele embrionului posedă toatepotența și chiar și atunci numai în primele diviziuni ale zigotului. Apoi, această proprietate este pierdută treptat, iar după naștere, în corpul uman, rămân în cel mai bun caz celule multipotetice (de exemplu, hematopoietice), care pot genera doar câteva tipuri de celule specializate.
Modalități de obținere a celulelor stem din plante: biotehnologie sau natură?
Una dintre metodele de multiplicare a celulelor stem este biotehnologică, în "bioreactoare". Pregătirea pentru această reproducere este după cum urmează: în primul rând, pe o bucată de țesut vegetal, care se numește un explant, face o incizie. La locul leziunii, celulele încep să se dividă și formează o masă de celule incolore numită calus. Acesta este un țesut special, ale cărui celule au anumite caracteristici ale tulpinii. Apoi calusul este plasat în mediu lichid special care conține substanțe nutritive, stimulente, antibiotice, - există o creștere a biomasei. Ciclul se termină prin omogenizarea celulelor, extracția și stabilizarea componentelor necesare. Principalul avantaj al căii biotehnologice este posibilitatea de a obține cantități mari de extracte standardizate de țesuturi de plante nediferențiate.
Cu toate acestea, această metodă este departe de a fi ideală. În afara corpului, creșterea celulelor de calus are loc "anarhic", neorganizată, asincron (Figura 3a). Țesutul crește lent, substanțele selective acționează inegal asupra celulelor, în timpul cultivării pierde treptat capacitatea de regenerare. Celulele de calus din cultură sunt eterogene nu numai la vârstă, ci și genetic - numărul și "calitatea" cromozomilor din ele pot varia foarte mult. Aceasta înseamnă că calusul (spre deosebire de meristem) este un sistem instabil genetic. Metabolic, celulele de calus diferă, de asemenea, atât de celule stem adevărate, cât și de celule de plante specializate.
Și, cel mai important, pentru fiecare specie de plante este necesar să se aleagă propriile condiții speciale de cultivare. Acest lucru încetinește activitatea de creare a unei "biblioteci" de culturi de celule de plante nediferențiate și face produsul final destul de scump.
O altă modalitate de obținere a celulelor stem din plante ne-a fost dată prin natură, prin concentrarea meristemului - comunitatea celulelor stem - în punctele de creștere a plantelor active. Urmând această metodă, la începutul primăverii, se colectează părți de plante îmbogățite cu meristem: muguri, germeni, rădăcini și lăstari. Apoi, proaspete, ele sunt curățate, zdrobite și preparate. Amestecurile de extracție, care conțin, de obicei, glicerină, alcool și apă, sunt conservanți excelenți, astfel încât nu se mai adaugă substanțe străine în preparate.
Interesant, termenul de "terapie cu celule stem din plante" a fost utilizat pentru prima oară în 1970 de medicul francez Dominique Richard (Dominique Richard) pentru a descrie utilizarea terapeutică a extractelor din zonele de creștere a plantelor. Această metodă de tratament în Europa și SUA este, de asemenea, cunoscută sub numele de "gemmoterapiya" sau "fitoterapie".
Desigur, o astfel de opțiune pentru prepararea de extracte de celule stem din plante nu dă randamentul materialului biologic pe care îl poate oferi biotehnologia. Dar păstrează integritatea relațiilor intercelulare și permite obținerea unei combinații armonioase de substanțe active "autentice" (Figura 3b).
Caracteristicile biochimice ale celulelor stem din plante
Există date care arată că țesuturile nediferențiate ale plantelor în metabolismul lor diferă semnificativ de cele mature. Profilul lor biochimic „blocat“ în păstrarea informației genetice, și a proceselor de sincronizare a diviziunii celulare și biosinteza multor metaboliți secundari puternic suprimata.
Celulele stem au o mare concentratie de „blocuri“ - grași, acizi nucleici și aminoacizi, vitamine și cofactori, enzime și antioxidante protectoare proliferarea, compuși energetici și componentele sistemelor respirator. O caracteristică importantă a meristemelor este prezența fitohormonilor în ele. Până în prezent, clase întregi deschise ale acestor substanțe de reglementare: auxine, gibereline, cytokinins, hormoni brassinolide, jasmonat, poliamenele, strigolaktony, peptidice. Acești compuși influențează creșterea, dezvoltarea și diferențierea celulelor și țesuturilor din plante, îi ajută să reziste stresului, încetinesc îmbătrânirea.
Trebuie remarcat în mod special faptul că celulele stem din plante sunt fabricile reale pentru producerea de acizi ribonucleici (ARN). Și în meristem sunt mult mai mult decât în calus. Se crede că aceste molecule mici, care participă la procesele așa-numitei interferențe ARN, asigură comunicarea celulelor stem, sincronizează funcționarea lor, determină mozaicul activității diferențiale a genelor. Apropo, una dintre funcțiile auxinelor - activarea ARN polimerazelor - duce doar la o creștere a sintezei ARN în celulele stem.
Un alt fapt interesant: sa dovedit că multe fitohormoni nu numai că sunt capabili să influențeze procesele metabolice care se produc în corpul uman, ci și să se formeze în el. De exemplu, acidul abscisic în plante îndeplinește funcția fiziologică fundamentală de adaptare la stresul abiotic. Mai recent, sa descoperit că acidul abscisic este sintetizat și excretat de granulocite umane și celulele beta pancreatice, stimulează diferențierea mezenchimale și celule stem hematopoietice. Se pare că această citokină umană este un exemplu viu de păstrare a unei substanțe biologic active și a căii sale de semnalizare în evoluția lumii vii.
Un alt exemplu: pentru o lungă perioadă de timp sa crezut că Citochininele - derivate de adenozină - este „exclusiv“ hormon de plante a cărui funcție principală - încetinirea procesului de îmbătrânire. Dar mai recent, un grup de profesori danezi Bryan Clark (Bryan Clark) a fost capabil să stabilească faptul că în celulele animalelor există și citokinine. Mai mult decât atât, sa demonstrat (deși până acum numai în cultura fibroblastelor) că la om aceste substanțe îndeplinesc aceeași funcție de întârziere a îmbătrânirii. Cum o fac? Un răspuns exact la această întrebare nu este încă disponibil, dar unele detalii sunt deja clare. Acesta a constatat, de exemplu, că unul dintre cytokinin - Kinetin - previne defecte ale acizilor ribonucleic la „maturizarea“ lor (despicare).
În celulele stem ale plantelor, enzimele antioxidante (superoxid dismutază, peroxidază de glutation, catalază) se găsesc de asemenea că neutralizează radicalii liberi atât la plante, cât și la oameni; componente ale sistemului citocrom care, în corpul uman, asigură respirația celulară; Proteinele G, proteine kinazele activate de mitogen (MAPK) și alți participanți la căile de semnalizare care determină creșterea, reproducerea, îmbătrânirea sau moartea celulelor umane; proteinele de șoc termic, care sunt capabile să corecteze organizarea spațială perturbată (de exemplu, îmbătrânire) a moleculelor de proteine.
Și acestea sunt doar câteva exemple ale "interpenetării" biochimice a celor două regate ale lumii vii.
Plantele stem vegetale și îmbătrânirea umană
Se înțelege că celulele stem sa creasca plante noi nu poate fi un organism uman, dar ele sunt capabile să prevină o situație în care nu va mai avea nevoie de ea însăși să fie înlocuit. Într-adevăr, experiența de medici din SUA și Europa indică faptul că extractele de meristeme permit să corecteze multe dintre schimbările patologice care însoțesc îmbătrânirea, pentru a rafina „reglare“ a metabolismului, detoxifiere celulara si componente comportament repararea deteriorate, pentru a asigura dezvoltarea adecvată a răspunsului de stres.
Din păcate, efectul distructiv al timpului afectează toate celulele fără excepție. Celulele noastre stem, menite să mențină capacitatea de lucru a organelor și țesuturilor, de asemenea îmbătrânesc, iar numărul lor scade dramatic odată cu vârsta. Dacă la nașterea unui om, o tulpină cade pe 10 mii alte celule, apoi la vârsta de 50 - unu cu 500 mii!
Terapia sistemică cu celule stem din plante
Această tehnică a fost dezvoltată de un grup de oameni de știință italieni. Interesant, materia primă vegetală utilizată în produsele sale sunt cultivate în Abruzzo -
una dintre cele mai ecologice regiuni din Italia, o treime din care intră în parcurile și rezervațiile naționale. Înțelegerea importanței unei abordări globale a sănătății umane, tehnicile creatorii nu sunt limitate la nivelul pielii și, în plus față de creme, a produs un set de instrumente, nu numai pentru a contracara în mod sistematic îmbătrânirea organismului în ansamblul său, dar, de asemenea, pentru a rezolva problema de „verigă slabă“ - organul a cărui suferință este cea mai evidentă, sau funcția care este încălcată mai mult decât altele.
Cum se dovedește că țesătura meristemelor vegetale este eficientă în atâtea cazuri diferite? În primul rând, se știe că fiecare plantă are un anumit tropism la un anumit organ și se caracterizează printr-un spectru special de acțiune. Este extrem de important ca baza efectelor benefice ale plantelor meristeme - o detoxifiere, încep la nivel molecular și celular. Mai mult, detoxifierea "preventivă" - toxine pur și simplu nu dau naștere unor cantități excesive. Într-adevăr, compușii anti-radicali, cu care extractele sunt bogate, reduc cantitatea de radicali liberi din celulă. Acestea, în general, moleculele necesare se acumulează și devin "asasinii moleculare: interacționează în mod activ cu participanții reacțiilor metabolice celulare, își schimbă proprietățile lor, fac inferior funcțional, și astfel convertite în„toxinele“. Componente extracte cu proprietăți antioxidante întrerup reacțiile în lanț peroxidarea lipidelor membranei celulare, astfel, își menține funcția lor de barieră, de transport și de semnalizare. Substanță chelatori de metale grele nu le permit să schimbe funcția de enzime vitale, inclusiv a celor care sunt responsabili pentru exprimarea corectă a genelor. Proteinele-chaperone corectează așezarea ruptă a moleculelor de proteine, care, dacă nu, cresc și sarcina toxică. În plus, extractele activează organele excretoare și asigură îndepărtarea eficientă a toxinelor deja formate din organism. Cititorul interesat știe că una dintre teoriile existente în prezent de îmbătrânire explică procesul de funcții de extincție doar acumularea de „greșeli moleculare.“ Prin urmare, eliberarea celulelor, organelor și țesuturilor din toxine, extractele de meristem "întinză" corpul.
Italieni și, de asemenea, recent specialiști în medicina estetică rusă, folosindu-se de programe complexe inovatoare care utilizează preparate din celule stem din plante, notează deja eficiența lor ridicată în medicina anti-vârstă.
Împărtășește în social. crearea de rețele
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: