The discovery of blood stem cells: a new perspective on Vera Danchakoff and her research

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

In this article, I analyze the outstanding contribution of Russian-American researcher Vera Danchakoff (1879–1950) — her pioneering work on the blood stem cells and on the plasticity of embryonic development. I argue that, working along the same lines, as the Russian histologist Alexander Maximow, Danchakoff described the unique properties of the “polyvalent” (pluripotent) stem cells, and was, in fact, the first author who used the term “stem cell” in its modern meaning in her 1917 publication. Developing the idea of polyvalent cell differentiation, she applied it to embryonic development in her research on the cultivation of human embryonic tissues on the chorioallantoic membrane of chicken. I show that these experiments, which Danchakoff conducted during her stay in Soviet Russia in 1926–1932, were formative for her later research on the problem of sex determination and the bipotentiality of primordia of the gonads and sexual organs.

Full Text

Restricted Access

About the authors

K. O. Rossiianov

Institute for the History of Science and Technology of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: rossiianov@yandex.ru
Russian Federation, 125315, Moscow, Baltiyskaya st., 14

References

  1. Белкин Р.А. Выступление. Стенограмма совещания директоров научно-исследовательских институтов Главнауки Наркомпроса РСФСР. 1931 / Государственный архив Российской Федерации (ГАРФ). Ф. А-2307 (Главнаука). Оп. 16. Д. 7. Л. 19–20 об.
  2. Валькова О.А. Женщины-естествоиспытатели Российской империи (конец XVIII — начало XIX в.): Дис. … докт. историч. наук. М.: Институт истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова РАН, 2014. 841 с.
  3. Данчакова В.М. Письма А.А. Боровому. 1914–1916 / Российский государственный архив литературы и искусства (РГАЛИ). Ф. 1023 (Боровой). Оп. 1. Д. 369. Л. 1–5.
  4. Данчакова В.М. Годовой отчет о деятельности лаборатории экспериментального морфогенеза. 1928а / ГАРФ. Ф. 356. Оп. 1. Д. 83. Л. 3–4.
  5. Данчакова В.М. Сведения… относительно лаборатории экспериментальной морфологии. 1928b / ГАРФ. Ф. 356. Оп. 1. Д. 89. Л. 62–63.
  6. Данчакова В.М. Автобиография. 1931 / ГАРФ. Ф. А-2307 (Главнаука). Оп. 23. Д. 95. Л. 23–24 об.
  7. Данчакова В.М. Письма Л.А Орбели. 1944–1947 // Санкт-Петербургский филиал Архива РАН (СПФ АРАН). Ф. 895 (Орбели). Оп. 3. Д. 370.
  8. Деев Р.В. Профессор Александр Александрович Максимов: эволюция идей // Гены и клетки. 2014. Т. 9. № 2. С. 6–14.
  9. Деев Р.В. Александр Максимов в зеркале учеников // Регенерация органов и тканей. 2023. Т. 1. № 1. С. 25–41.
  10. Костицын В.А. Мое утраченное счастье…: воспоминания, дневники. T. 2. М.: НЛО, 2017. 435 с.
  11. Русакова С.Э., Одинцова И.А., Слуцкая Д.Р. Эволюционно-гистологические исследования доктора медицины Веры Михайловны Данчаковой // Гены и клетки. 2020. Т. 15. № 3. С. 8–13.
  12. Савин А.Н. Университетские дела. СПб.: ЦГИ, 2015. 524 с.
  13. Фандо Р.А. “Дело профессора В.М. Данчаковой”, или непростые годы русской американки в Стране Советов // ВИЕТ. 2020. Т. 41. № . 2. С. 244–279.
  14. Фандо Р.А., Созинов И.В. В поисках лекарства от старости: советские медико-биологические проекты 20–50-х годов. М.: ИИЕТ РАН, 2022. 228 с.
  15. Фридман Э.П. История Сухумского питомника обезьян в аспекте развития медико-биологических исследований на приматах: Дис. … канд. биол. наук. Сухуми: Институт эксп. патологии и терапии АМН СССР, 1967. 366 с. + прил.
  16. Adams M.B. (ed.). The wellborn science: Eugenics in Germany, France, Brazil, and Russia. NY: Oxford Univ. Press, 1990. X, 242 p.
  17. Burian R. Epistemology of Development, evolution, and genetics: Selected essays. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2005. XII, 274 p.
  18. Capel B. Vertebrate sex determination: Evolutionary plasticity of a fundamental switch // Nature Reviews Genetics. 2017. Vol. 18. P. 675–689.
  19. Danchakoff V 1. Untersuchungen über die Entwicklung des Blutes und Bindegewebes bei den Vögeln // Anat. Hefte. 1908. Bd. 37. S. 472–589.
  20. Danchakoff V. Über die Entwicklung des Knochenmarks bei den Vögeln und über dessen Veränderungen bei Blutentziehungen und Ernährungsstörungen // Arch. f. mikr. Anat. 1909. Bd. 74. S. 855–926.
  21. Danchakoff V. Origin of the blood cells. Development of the haematopoetic organs and regeneration of the blood cells from the standpoint of the monophyletic school // Anat. Rec. 1916a. Vol. 10. P. 397–416.
  22. Danchakoff V. Equivalence of different hematopoetic anlages (by method of stimulation of their stem cells). I. Spleen // Am. J. Anat. 1916b. Vol. 20. P. 255–328.
  23. Danchakoff V. Differentiation by segregation and environment in the developing organism // Am. Nat. 1917. Vol. 51. P. 419–428.
  24. Danchakoff V. Wachstum transplantierter embryonaler Gewebe in der Allantois// Zeitschr. f. Anatomie und Entwicklungsgeschichte. 1924. Bd. 74. S. 401–431.
  25. Danchakoff V. Keimzelle und Gonade. IA. Von der entodermalen Wanderzelle bis zur Urkeimzelle in der Gonade // Zeitschr. f. Zellf. mikr. Anat. 1931. Bd. 13. S. 448–510.
  26. Danchakoff V. Das Hormon im Aufbau der Geschlechter // Biol. Zentr. 1938a. Bd. 58. S. 302–328.
  27. Danchakoff V. Gewebeplastizität, Hormone und Geschlecht // Ergebnisse der Physiologie, biologischen Chemie und experimentellen Pharmakologie. 1938b. Bd. 40. S. 101–163.
  28. Danchakoff V. “Hypophysensyndrom” nach embryonaler Testosteronbehandlung weiblicher Meerschweinchenkeime und Schicksal der früh ausgereiften Ova // Zeitschr. Zellf. mikrosk. Anat., Abt. A. 1939. Bd. 29. S. 214–226.
  29. Danchakoff V. Der Aufbau des Geschlechts beim höheren Wirbeltier. Jena: Fisher, 1941. XII, 446 S.
  30. Danchakoff V. Le sexe; rôle de l'hérédité et des hormones dans sa réalisation. Paris: Presses universitaires de France, 1949. YII, 210p.
  31. Danchakoff V., Gagarin A. Embryoherz in der Chorio-Allantois des Hühnchens // Zeitschr. f. Anatomie und Entwicklungsgeschichte. 1929. Bd. 89. S. 754–762.
  32. Einstein, G. (ed.). Sex and the brain. Cambridge, Mass.: MIT Press, 2007. XYII, 834 p.
  33. Fagan M. Philosophy of stem cell biology: knowledge in flesh and blood. Houndmills etc.: Palgrave Macmillan, 2013. XX, 274 p.
  34. Fagan M.B., Maienschein J. Theories of biological development / Stanford Encyclopedia of Philosophy (Summer 2022 edition). URL: https://plato.stanford.edu/ archives/sum2022/entries/theories-biological-development/
  35. Jacob F. The logic of life: a history of heredity [1970]. New York: Pantheon Books, 1973. YIII, 348 p.
  36. Jiang L. Alexis Carrel’s tissue culture techniques // Embryo Project Encyclopedia. 2012. URL: https://embryo.asu.edu/pages/alexis-carrels-tissue-culture-techniques
  37. Kojevnikov A., Rossiianov K. Abortions, Eugenics, and Artificial Reproduction in the Soviet Union, 1920–1936 / G. Dufaud and I. Lémonon-Waxin (eds.) Women, Gender, and Technoscience, 1900–2020. A Beard to Govern. London: Routledge, 2025. P. 71–89.
  38. Konstantinov I.E. In search of Alexander A. Maximow: The man behind the unitarian theory of hematopoiesis // Persp. Biol. Med. 2000. Vol. 43. P. 269–276.
  39. Maehle A.-H. Ambigous cells: The emergence of the stem cell concept in the nineteenth and twentieth centuries // Notes Rec. R. Soc. 2011. Vol. 65. P. 359–378.
  40. Maximow A. Untersuchungen über Blut und Bindegewebe // Arch. f. mikr. Anat. 1908/1909. Bd. 73. S. 444–561; Bd. 74. S. 525–625.
  41. Maximow A. Der Lymphozyt als gemeinsame Stammzelle der verschiedenen Blutelemente in der embryonalen Entwicklung und im postfetalen Leben der Säugetiere // Folia Haematologica. 1909. Bd. 8. S. 125–134.
  42. Maximow A. Untersuchungen über Blut und Bindegewebe: III. // Arch. f. mikr. Anat. 1910. Bd. 76. S. 1–113.
  43. Maximow A. Bindegewebe und blutbildende Gewebe // Handbuch der mikroskopischen Anatomie des Menschen / Hrsgb. W. v. Möllendorff. Berlin: Springer, 1927. S. 232–583.
  44. Murphy J.B. The effect of adult chicken organ grafts on the chick embryo // J. Exp. Med. 1916. Vol. 24. P. 1–5.
  45. Mazzolini R.G., Rheinberger H.-J. (eds.) Differing routes to stem cell research: Germany and Italy. Berlin: Duncker & Humblot, 2012. 271 p.
  46. Noe A. The human embryo collection // Centennial history of the Carnegie Institution of Washington. 2004. Vol. 5. P. 21–61.
  47. Ramalho-Santos M., Willenbring H. On the origin of the term stem cell // Cell Stem Cell. 2007. Vol. 1. P. 35–38.
  48. Rawles M.E. Transplantation of normal embryonic tissues // Ann. NY Acad. Sci. 1952. Vol. 55. P. 302–312.
  49. Russell B. The scientific outlook. London: Allen & Unwin, 1931. 277 p.
  50. Sabin F.R. On the origin of the cells of the blood // Physiol. Rev. 1922. Vol. 2. P. 38–69.
  51. Satzinger H. The politics of gender concepts in genetics and hormone research in Germany, 1900–1940 // Gender & History. 2012. Vol. 24. P. 735–754.
  52. Siminovitch L., McCulloch E.A., Till J.E. The distribution of colony-forming cells among spleen colonies // J. Cell Comp. Physiol. 1963. Vol. 62. P. 327–336.
  53. Spemann H., Mangold H. Ueber Induktion von Embryonalanlagen durch Implantation artfremder Organisatoren // Arch. f. mikr. Anat. 1924. Bd. 100. S. 599–638.
  54. Till J.E., McCulloch E.A. A direct measurement of the radiation sensitivity of normal Mouse Bone marrow cells // Rad. Res. 1961. Vol. 14. P. 213–222.
  55. Waddington C.H. Organizers & genes. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1940. X, 160 p.
  56. Wilson E.B. The cell in development and inheritance. New York: Macmillan, 1896. 377 p.
  57. Wolff E. Old experiments and new trends in avian sex differentiation // In vitro. 1979. Vol. 15. P. 6–10.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Vera Mikhailovna Danchakova (1879–1950). The image is in the public domain, https://commons.wikimedia.org/wiki/File: Vera_Danchakoff,_beginning_of_20_century.jpg

Download (193KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Letter from V. M. Danchakova to A. A. Borovoy, written shortly before leaving for the USA. (a) Postcard with an image of the steamship “George Washington”. (b) Text of the letter on the back of the postcard. Source: RGALI. F. 1023. Op. 1. D. 369. L. 2.

Download (473KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Title page of V.M. Danchakova’s monograph “Der Aufbau des Geschlechts beim höheren Wirbeltier” (“The Formation of Sex in Higher Vertebrates”). Jena, 1941.

Download (198KB)
Indexing metadata

Note

1 Here and below, the English transliteration of the surname is given. In German publications, the spelling Dantschakoff was used, in French - Dantchakoff.


Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences