Фибриллы внеклеточного матрикса состоят из белков коллагена (до 30% массы всех белков организма), фибронектина и эластина, а также, в случае кости, из кристаллов фосфата кальция

3.6.1. Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) образуют эмбриобласт на ранней стадии развития эмбриона. В начале XX века А. Максимов доказал происхождение всех клеток от единого предка — стволовой клетки (СК). Это стимулировало поиск СК в тканях организма на его ранних стадиях развития. В 1970-х годах получили клетки, способные поддерживаться в культуре в течение года, но не способные дифференцироваться в клетки трех зародышевых листков. В 1980-х годах были подобраны условия поддержание ЭСК мыши в недифференцированном состоянии. Первые линии ЭСК человека получил Томсон (1998). Эмбриональные клетки (~100 шт) получали на 5–9 день после экстракорпорального оплодотворения из внутренней клеточной массы бластоцисты, то есть в течении раннего развития эмбриона. ЭСК дают рост трем зародышевым слоям: экто-, эндо- и мезодерме. Эти клетки тотипотентны и могут развиться в каждый из более 200 типов клеток взрослого организма. Недифференцированное состояние ЭСК поддерживалось путем их выращивания на фидере — слой из убитых радиацией фибробластов эмбриона. При выращивании на фидере ЭСК образуют колонии, - эмбриоидные тельца (рис. 1.15), а при его отсутствии они начинают спонтанно, практически неконтролируемо дифференцироваться.

Рис. 1.15. Схема получения и микрофотография колонии ЭСК. Примерно через неделю можно обнаружить образованные ими колонии — эмбриодные тельца (справа).

Таким образом, эмбриональные стволовые клетки появляются на раннем этапе зародышевого развития (стадия морулы), когда все клетки организма берут начало от оплодотворенной яйцеклетки. В это время они являются наиболее тотипотентными так, как способны к дифференцировке в различные типы клеток. Например, деление зародыша на стадии морулы, например, на две части приводит к рождению однояйцевых (монозиготные) близнецов. После многократного клеточного деления формируется бластоциста из первых дифференцированных клеток, - на поверхности бластомеры формируются эпителиоподобные клетки, тогда как клетки внутренней полости бластулы сохраняют плюрипотентность, что позволяет им дифференцироваться в различные типы клеток. В зародыше человека на 8-ой неделе после оплодотворения большинство эмбриональных стволовых клеток находятся в уже дифференцированном виде.

ЭСК можно получить, например, из:

• 
  клеток, выделенные из внутренней клеточной массы бластоцисты;
  
• 
  клетки тератом;
  
• 
  первичных половых клеток зародыша;
  
• 
  бластоцисты млекопитающего (включая человека), если в результате оплодотворения in vitro образуется множество бластоцист, из которых необходима, лишь одна (или несколько);
  
• 
  эмбриональной ткани при абортах;
  
• 
  культуры клеток после перенесения диплоидного ядра в яйцеклетку, собственное ядро которой предварительно было удалено.
  

Эти знания позволили найти широкое применение ЭСК:

• 
  при репарации поврежденных тканей;
  
• 
  в фармакологии в качестве источника нормальных человеческих клеток разных типов для тестирования лекарств;
  
• 
  в изучении процессов дифференцировки, регенерации и репарации органов и тканей;
  

К числу проблем использования ЭСК на практике является:

• 
  их способность вызывать образование тератом (опухолей из всех типов ткани);
  
• 
  отсутствие у них иммунологической идентичности реципиенту, что вызывает иммунный ответ;
  
• 
  наличие в культуре ЭСК недодифференцированных клеток, введение которых может вызвать образование опухолей;
  
• 
  простое введение ЭСК не всегда обеспечивает их правильную локализацию в ткани, формирования полноценного внеклеточного матрикса и приобретения нужной активности;
  
• 
  не всегда приводит к полному восстановлению поврежденной ткани или утерянной функции.
  

Преимущество ЭСК в отсутствии них экспрессии ответственных за синтез антигенов тканевой совместимости генов HLA. Поэтому, как правило, при трансплантации ЭСК от донора к реципиенту, на ранних стадиях развития явление отторжения не проявляется, что позволяет получать, например, эмбрионы-химеры.