Стволовые клетки Хрусталева Л.И.

Стволовые клетки
Хрусталева Л.И.
• Термин «стволовая клетка» был введён в
научный обиход русским гистологом
Александром Максимовым (1874—1928)
Сэр Мартин Джон Эванс.
Martin John Evans
• В 1981 году английский биолог Мартин Эванс
впервые выделил недифференцированные
плюрипотентные линии стволовых клеток,
полученные из бластоцисты мыши.
• В 2004 посвящен королевой Елизаветой II в
рыцари за заслуги перед медициной. В 2007
получил Нобелевскую премию по физиологии
и медицине. В 2009 удостоен медали Копли.
• Распоряжением Правительства РФ от 23 декабря 2009 г.
№ 2063-р Минздравосцразвития России, Минпромторгу
России и Минобрнауки России поручено до конца 2010 г.
разработать и представить на рассмотрение в
Государственную думу РФ проект закона «О применении
биомедицинских технологий в медицинской практике»,
регламентирующего медицинское применение стволовых
клеток, как одной из биомедицинских технологий. 1 июля
2010 года Федеральная службой по надзору в сфере
здравоохранения и социального развития выдала первое
разрешение на применение новой медицинской
технологии ФС № 2010/255 (лечение собственными
стволовыми клетками).
• Стволовых клеток в нашем организме очень
мало:
– у эмбриона — 1 клетка на 10 тысяч,
– у человека в 60-80 лет — 1 клетка на 5-8
миллионов
• Стволовые клетки растений также называют
камбиальными
Характеристики эмбриональных
стволовых клеток
• Тотипотентность — способность образовывать любую из
примерно 350 типов клеток организма (у млекопитающих);
• Хоуминг — способность стволовых клеток, при введении их в
организм, находить зону повреждения и фиксироваться там,
исполняя утраченную функцию;
• Факторы, которые определяют уникальность стволовых клеток,
находятся не в ядре, а в цитоплазме. Это избыток мРНК всех 3
тысяч генов[которые отвечают за раннее развитие зародыша;
• Теломеразная активность. При каждой репликации часть
теломер утрачивается. В стволовых, половых и опухолевых
клетках есть теломеразная активность, концы их хромосом
надстраиваются, то есть эти клетки способны проходить
потенциально бесконечное количество клеточных делений, они
бессмертны
Основные направления в лечении
стволовыми клетками сегодня
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Ишемические заболевания, ишемия конечностей, ишемия мозга, сердца,
Болезнь Рейно, синдром Рейно
Невралгии
Системная красная волчанка
Травмы, последствия травм и ожогов
Последствия инсультов, профилактика инсультов
Инфаркты, их профилактика, лечение последствий инфарктов
Псориаз, дерматиты, другие поражения кожи
Болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера
ДЦП, нервно-мышечные заболевания, мышечная дистрофия Дюшенна
Артриты, артрозы, остеохондрозы, коксартрозы
Аутоиммунные заболевания, болезнь Крона, миастении
Диабет 2 типа, последствия диабета
Глазные болезни
Список заболеваний, при которых стволовые
клетки остаются неэффективны:
•
•
•
•
•
Диабет 1 типа
Рак, онкология
Катаракта
Глаукома
Менопауза
Эмбриональные стволовые клетки
• В 1998 году Джеймс Томсон и Джон Беккер
(Висконсинский университет, США) изолировали 5
линий ЭСК из замороженных бластоцист человека,
оставшихся неиспользованными после
суперовуляции и получения яйцеклеток,
оплодотворенных с целью беременности.
• В 1999 году журнал Science признал открытие
эмбриональных стволовых клеток третьим по
значимости событием в биологии после расшифровки
двойной спирали ДНК и программы «Геном
человека».
Получение эмбриональных
стволовых клеток
Через шесть дней после
образования зиготы
Получение эмбриональных
стволовых клеток (ЭСК)
половой зачаток плодов
(фетусов) 4-5-й недели развития
Свойства эмбриональных стволовых
клеток (ЭСК)
• Тотипотентность, то есть способность дать начало, по
меньшей мере, 350 различным типам клеток, а также
внеэмбриональным тканям (плацента, эмбриональные
оболочки) и эмбриону в целом
• Бессмертие (иммортальность)клетка может делиться
бесконечно, но без образования злокачественной опухоли
Проблемы пересадки органов,
выращенных из ЭСК
• Источник ЭСК -абортивный материал и материал,
остающийся от искусственного оплодотворения.
• Как создать соответствующие условия и подобрать
сочетание индукторов, чтобы развитие эмбриональных СК
пошло в нужном направлении.
• Иммунологическая совместимость тканей трансплантата и
реципиента.
• Способность давать опухолевый рост
Гемопоэтические стволовые клетки
пуповинной и плацентарной крови
• Относятся к гемопоэтическим стволовым клеткам,
происходящим из мезодермы. Эти клетки не являются
тотипотентными, но ряд специальных исследований
показывают, что они являются плюрипотентными стволовыми
клетками, т.е. низкодифференцированными и менее
иммунореактивными по сравнению с специализированными
клетками взрослого организма.
• В первые 30 минут после рождения кровь в плаценте и
пуповине не свертывается. В зависимости от времени
перерезания пуповины и других факторов, таких, как масса тела
новорожденного, срок беременности и длина пуповины, объем
пуповинной крови может составлять до 200 мл.
Гемопоэтические стволовые клетки
пуповинной и плацентарной крови
• В 1988 году Броксмейер с сотрудниками в Париже была
выполнена первая трансплантация с использованием
пуповинной крови.
• С момента этой трансплантации в мире было проведено
около тысячи пересадок гемопоэтических стволовых
клеток., из них
 60% - по поводу злокачественных заболеваний крови,
 6% - по поводу нейробластомы
 34% - по поводу незлокачественных заболеваний
Стромальные клетки костного
мозга
• Костный мозг состоит из двух видов стволовых
клеток:
 Гемопоэтические стволовые клетки (дают начало образования
эритроцитов и лейкоцитов)
 Стромальные стволовые клетки
поступают с кровотоком в поврежденный орган или ткань и на месте
под влиянием различных сигнальных веществ превращаются в
нужные специализированные клетки, которые замещают погибшие.
Стромальные клетки костного
мозга
• Способны превращаться во многие другие клетки
организма.
• В случае тяжелых повреждений организму своих
собственных стромальных клеток не хватает. Ему можно
помочь, вводя стромальные клетки извне.
По данным American Heart Association (Американского кардиологического
общества) за 2000 год, у крыс с искусственно вызванным инфарктом 90%
стромальных клеток костного мозга, введенных в область сердца, полностью
перерождаются в клетки сердечной мышцы.
Источники стромальных гемопоэтических
клеток для восстановительной терапии
• Создание индивидуальных и донорских банков
стромальных клеток для восстановительной
медицины
• Донорские стромальные клетки удобнее всего
получать прямо при рождении из пуповины и
плаценты, где они содержатся в достаточном
количестве.