Лекция - Стволовые клетки и их использование

Подождите немного. Документ загружается.

Стволовые клетки и

их использование

С.Е. ДРОМАШКО

Институт генетики и цитологии

НАН Беларуси

Беларусь, Минск 220072, ул. Академическая, 27,

тел.: +375(17)284-21-90,

e-mail: S.Dromashko@igc.bas-net.by

Горячие новости о

стволовых клетках

Из интервью директора Института стволовых клеток человека и

редактора журнала "Клеточная трансплантология и тканевая

инженерия" Артура Александровича Исаева.

8 октября 2007 г. ученые из США и Великобритании получили

Нобелевскую премию за методику введения модифицированных

генов в организмы мышей при помощи стволовых клеток. Как Вы

отнеслись к этой новости?

По моему мнению, эту Нобелевскую премию авторы получили в

высшей степени заслуженно, поскольку те открытия, которые были

сделаны ими в 80-ых годах, дали ученым большие возможности для

исследования функций ДНК и стали серьезным инструментом в

генной инженерии. Одна из основных методик, которая была

разработана на основе этого открытия профессором Марио Капеччи, -

"нокаут генов" - это возможность избирательного

выключения одного конкретного гена.

Горячие новости о

стволовых клетках

http://stem-cells.ru/

До этого открытия расшифровка ДНК уже началась, но тогда

расшифровывалась только последовательность молекул ДНК, но как

определить какой участок ДНК какую функцию выполняет, ученые

не знали. Это открытие позволяет определить функцию конкретных

генов. Так, например, сегодня у мышей расшифрованы функции

около 1000 генов.

Какие перспективы дает это открытие?

Перспектив очень много. Мало того, уже сегодня эти открытия

применяются в практическом здравоохранении. Поняв, какой

конкретный ген отвечает за возникновение различных заболеваний

(наследственных, сердечно-сосудистых, нейрогене-ративных,

мышечных), специалисты могут с помо щью методов генной

инженерии создавать "лекарства" для этих заболеваний.

Горячие новости о

стволовых клетках

Кроме того, специально создаваемые линии нокаутных мышей (у

которых исследователи удаляют какой-то конкретный исследуемый

ген) служат уже не первый год моделью для ученых, на которой они

изучают действия различных лекарств.

И, наконец, эти методики послужили основой для предотвращения

возможных наследственных заболеваний. Они активно используются

в реальной жизни в репродуктологии. Это предимплантационная

диагностика эмбрионов. Они уже используются на благо будущих

родителей. Если родители являются носителями генов

наследственных заболеваний, то они могут воспользоваться ЭКО и с

помощью предимплантационной диагностики выбрать тот эмбрион,

который не будет страдать генетическими заболеваниями. Это

сегодняшний день - уже сегодня можно избежать у ребенка многих

наследственных заболеваний.

Горячие новости о

стволовых клетках

Из истории стволовых

клеток

Открытие стволовой клетки стоит в одном ряду с такими великими

достижениями человечества, как открытие двуспиральной цепочки

ДНК. Однако про стволовые клетки известно уже почти сто лет. В

1908 г. собственную концепцию их развития предложил русский

ученый

Александр Максимов

. Первые в мировой науке работы по

стволовым клеткам в 1960-1970-е гг. выполнили советские ученые

И.Чертков и А.Фриденштейн

, но мировая шумиха вокруг них

началась только в конце 1990-х, гг. когда стволовые клетки заново

"открыли" в США. Американские исследователи сумели выделить

эмбриональные стволовые клетки и доказать, что они могут по

команде превращаться в любые другие. Когда стало ясно, что

стволовые клетки могут быть внесены в организм искусственно,

начался настоящий бум. Ведь замена ленивых, ветхих или больных

клеток организма на абсолютно здоровые позволит решить многие

проблемы. Казалось бы, что может быть лучше? Однако

оздоровление организма таким передовым способом дело

малоизученное и, следовательно, таящее в себе реальные

опасности.

Закономерности

дифференцировки

соматических клеток

Схема развития организма

Миллиарды клеток растущего

организма происходят всего–

навсего из одной клетки

(зиготы), которая образуется в

результате слияния мужской

(сперматозоид) и женской

(яйцеклетка) половых клеток

(гамет). Эта единственная

клетка содержит не только

информацию об организме, но

и схему его последо-

вательного развития.

Закономерности

дифференцировки

соматических клеток

Клеточная популяция

- группа клеток одного или

нескольких типов, которая может быть охарактеризована в понятиях

пространства и времени. Такое расширительное понимание термина

может быть отнесено к любому клеточному сообществу - от суммы всех

клеток организма на протяжении всей жизни человека, начиная от

зиготы до, скажем

клеток жѐлтого тела яичника в одной из фаз

менструального цикла. Другими словами, для выделения конкретных

клеточных популяций необходим дифференцирующий критерий.

Термин

клеточная популяция

применяют по крайней мере в двух

значениях - в расширительном понимании и по отношению к

леблоновским

популяциям.

Выделяют следующие сообщества клеток:

Клеточный тип.

Характеризуется реальной экспрессией (фенотип) или

потенциальной возможностью (сумма фенотипов) экспрессировать

конкретный спектр генов, что и выделяет данный тип клетки

(эритроидный, макрофаги и т.д.) из других типов. Эта концепция

включает понятие

клеточные фенотипы

, а также

пластичность и

границы нормы

клеточного типа.

Клетки с идентичным

набором разрешѐнных к экспрессии генов

(вне

зависимости от того, транскрибируются ли эти гены)

относятся к одному клеточному типу

. В организме

человека насчитывают более 200 клеточных типов.

Закономерности

дифференцировки

соматических клеток

Леблоновские клеточные популяции.

На основании способности

к клеточному обновлению

(в т.ч.

путѐм пролиферации)

Леблон

(1964) выделил 4 категории клеточных популяций:

эмбриональная, статическая, растущая и обновляющаяся

Следует помнить, что каждая из них неоднородна. Образующие

популяцию клетки могут находиться на различных стадиях

дифференцировки, фазах клеточного цикла, в различном

функциональном состоянии.

Статическая популяция.

Еѐ составляет гомогенная группа клеток,

не проявляющих митотической активности

(например,

нейроны).

Растущая популяция.

В растущей популяции клетки делятся,

митотическая активность постепенно затухает.

Обновляющаяся популяция.

Обновляющаяся клеточная

популяция характеризуется множественными митозами и быстрой

гибелью клеток. При этом количество вновь образованных клеток

слегка превышает клеточные потери (эпидермис, эпителий

кишки, клетки тканей внутренней среды). При неоплазиях

клеточная продукция намного превосходит гибель клеток,

что обеспечивает быстрый рост опухоли.

Закономерности

дифференцировки

соматических клеток

Эмбриональная популяция.

Развитие организма человека

начинается с оплодотворения яйцеклетки и образования

зиготы, которая дает начало целому организму.

Оплодотворенная яйцеклетка

тотипотентна

– она обладает

неограниченным потенциалом в том смысле, что ее одной

достаточно для формирования и развития нормального

плода при соответствующих условиях. В первые часы

после оплодотворения она делится с образованием

идентичных тотипотентных клеток, и любая из них, будучи

имплантирована в матку женщины, способна дать начало

развитию плода.