и стволовых, одинакова. Клетки различных органов и тканей, например, клетки кости и нервные клетки, различаются только тем, какие гены у них включены, а какие выключены, то есть регулированием экспрессии генов, например, путём метилирования ДНК. В различных органах и тканях взрослого организма существуют частично созревшие стволовые клетки, готовые быстро дозреть и превратиться в клетки нужного типа. Они называются бластными клетками. Например, частично созревшие клетки мозга - это нейробласты, кости - остеобласты и так далее. Дифференцировку могут запускать как внутренние причины, так и внешние. Любая клетка реагирует на внешние раздражители, в том числе и на специальные сигналы цитокины. Например, есть сигнал (вещество), служащий признаком перенаселённости. Если клеток становится очень много, то этот сигнал сдерживает деление. В ответ на сигналы клетка может регулировать экспрессию генов
ЭМБРИОНАЛЬНАЯ СТВОЛОВАЯ КЛЕТКА. Источником эмбриональных стволовых клеток является бластоциста - зародыш, который формируется к пятому дню оплодотворения. Эти стволовые клетки способны дифференцировать ся абсолютно во все типы клеток взрослого организма.
Стволовые клетки пуповинной крови Источником стволовых клеток является также плацентарно-пуповинная кровь, собранная после рождения ребенка и богатая стволовыми клетками. Взяв эту кровь и поместив в криобанк стволовых клеток, в дальнейшем можно использовать ее для восстановления практически любых тканей и органов, а также для лечения любых заболеваний, в том числе и онкологических.Взяв эту кровь и поместив в криобанк стволовых клеток
Стволовые клетки взрослого человека Самым доступным источником стволовых клеток является костный мозг человека, в котором выделяют два вида стволовых клеток: первый - это гематопоэтические стволовые клетки, из которых формируются абсолютно все клетки крови, второй - это мезенхимальные стволовые клетки, которые могут трансформироваться в клетки различных органов и тканей.
Стволовые клетки - это, самое удивительное открытие науки. Лечение стволовыми клетками - это открытие века в медицине, способный изменить представление о лечении многих болезней и дать людям главное - здоровье, молодость, силу, долголетие, а порой - и единственный шанс выжить.
Основные направления в лечении стволовыми клетками сегодня: Ишемические заболевания, ишемия конечностей, ишемия мозга, сердца,ишемия конечностейишемия мозга Болезнь Рейно, синдром Рейно Невралгии Системная красная волчанка Травмы, последствия травм и ожогов Последствия инсультовПоследствия инсультов, профилактика инсультов ИнфарктыИнфаркты, их профилактика, лечение последствий инфарктов ПсориазПсориаз, дерматиты, другие поражения кожи Болезнь ПаркинсонаБолезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймераболезнь Альцгеймера ДЦПДЦП, нервно-мышечные заболевания, мышечная дистрофия Дюшеннамышечная дистрофия Дюшенна АртритыАртриты, артрозы, остеохондрозы, коксартрозыартрозыостеохондрозы Аутоиммунные заболеванияАутоиммунные заболевания, болезнь Крона, миастенииболезнь Кронамиастении Диабет 2 типаДиабет 2 типа, последствия диабетапоследствия диабета Глазные болезни
Image caption Во время исследования клонированные эмбрионы были использованы для получения стволовых клеток
Использование знаний о клонировании человека при создании эмбрионов стало "важной вехой" для медицины, сообщили американские ученые.
Клонированные эмбрионы были использованы для получения стволовых клеток, которые затем могут быть применены для создания мышц сердца, кости, мозговой ткани и любого другого вида клеток человеческого организма.
Однако исследователи полагают, что стволовые клетки могут быть получены и из других источников - более дешевых, простых и не столь этически спорных.
Противники метода считают, что неэтично ставить эксперименты над человеческими эмбрионами, и призывают ввести на это запрет.
Стволовые клетки являются одной из главных надежд медицины. Способность создавать новые ткани может помочь, к примеру, при лечении последствий сердечного приступа или повреждения спинного мозга.
Выход - в клонировании?
Уже сейчас проводятся исследования с использованием стволовых клеток, взятых из эмбрионов, для восстановления зрения.
Но такие клетки чужеродны для пациента, поэтому организм их просто отторгает. Клонирование решает эту проблему.
В основе процесса лежит технология переноса ядра соматической клетки, хорошо известная с тех пор, как овечка Долли стала первым клонированным млекопитающим в 1996 году.
У взрослой особи взяли клетки кожи, и полученная из них генетическая информация была помещена в донорскую яйцеклетку, из которой предварительно была удалена собственная ДНК. Затем при помощи электрических разрядов стимулировалось развитие яйцеклетки до эмбриона.
Однако исследователям не удавалось повторить подобное с человеческой яйцеклеткой, которая начинала делиться, но не развивалась дальше стадии в 6-12 клеток.
Южнокорейский ученый Хван Ву Сок утверждал, что ему удалось создать стволовые клетки из клонированных человеческих эмбрионов, но оказалось, что он подтасовал факты.
Зародышевый пузырек
Image caption Команде ученых из Орегона удалось довести развитие эмбриона до этапа зародышевого пузырькаВ ходе нынешнего исследования команда ученых университета здоровья и науки штата Орегон сумела довести развитие эмбриона до этапа зародышевого пузырька (примерно 150 клеток). Этого достаточно, чтобы получить стволовые клетки.
Руководитель исследовательской группы доктор Шухрат Миталипов заявил: "Тщательный анализ стволовых клеток, полученных с помощью этой технологии, показал их способность превращаться в разные виды клеток, в том числе нервные клетки, клетки печени и клетки сердца."
"И хотя предстоит еще немало работы для создания безопасного и эффективного процесса лечения стволовыми клетками, мы уверены, что нами сделан значительный шаг в создании клеток, которые могут использоваться в регенеративной медицине", - добавил он.
"Выглядит правдоподобно"
Профессор регенеративной медицины в Университетском колледже Лондона Крис Мейсон сказал, что проведенное исследование выглядит правдоподобно. "Они сделали примерно то же, что и братья Райт (для самолетостроения). Они взяли на вооружение все лучшее, что было сделано ранее другими группами исследователей, и свели все воедино", - сказал Мейсен.
Исследования в области стволовых клеток, получаемых из эмбрионов, поднимают вопрос об этичности подобных научных работ. Также существует проблема недостатка донорских яйцеклеток.
Новая технология также предусматривает использование клеток кожи, но преобразует их с помощью белков в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки.
Критики нового метода считают, что все эмбрионы, будь они искусственные или натуральные, могут развиться в полноценного человека, поэтому проводить с ними эксперименты аморально. Они считают, что необходимо получать стволовые клетки из тканей взрослых людей.
Но сторонники нового метода уверяют, что эмбрионы, полученные с его помощью, никогда не смогут развиться в полноценного человека.
– пятидневных зародышей, представляющих собой шарик из клеток, образующийся при делении оплодотворенной яйцеклетки и впоследствии развивающийся в эмбрион. Такие могут давать начало практически любым клеткам, входящим в состав человеческого организма, а также обладают способностью к воспроизведению. Возможность выращивать линии стволовых клеток в лабораторных условиях и направлять их дифференцировку в нужном направлении является ключом к спасению огромного количества жизней посредством контроля над развитием злокачественных опухолей, восстановления подвижности перенесших инсульт пациентов, излечения диабета, регенерации тканей поврежденного спинного и головного мозга, а также излечение многочисленных заболеваний, ассоциированных со старением.
Такие недифференцированные клетки необходимы для проведения различных исследовательских работ. Изучение этих клеток должно помочь нам в изучении механизмов, лежащих в основе дифференцировки и де-дифференцировки клеток.
Ученые также признают ценность недифференцированных клеток из других тканей, в том числе так называемых «взрослых» стволовых клеток. BIO поддерживает работу по изучению этих клеток. Однако, согласно утверждению Национальных институтов здравоохранения (NIH) и Национальной академии наук (NAS) США, только эмбриональные стволовые клетки могут дифференцироваться в клетки любого типа.
В 2000 году NIH объявили постановление, разрешающее выделение федеральных средств на изучение эмбриональных стволовых клеток, которое должно проводиться согласно своду строгих ограничений и под федеральным надзором. Стратегия NIH направлена на поддержание равновесия в медицинских, научных, официальных и этических аспектах, касающихся этой области исследований. В отличие от целой бластоцисты, полученные из нее стволовые клетки не могут развиться в эмбрион. NIH поддерживает выделение федеральных средств на использование в исследовательских целях, но не целенаправленное производство, эмбриональных стволовых клеток, получаемых из замороженных оплодотворенных яйцеклеток, предназначенных для экстракорпорального оплодотворения, но по каким-либо причинам не имплантированным и подлежащим уничтожению.
– это обобщающий термин для процесса создания в лабораторных условиях генетически точных копий гена, клетки или целого организма.
BIO выступает против репродуктивного клонирования человека – использования методов клонирования с целью создания человеческого существа. BIO была одной из первых организаций национального масштаба, выступивших в поддержку моратория, наложенного президентом Биллом Клинтоном на исследования по клонированию целого человеческого организма. Репродуктивное клонирование слишком опасно и поднимает слишком много этических и социальных вопросов.
Репродуктивное клонирование человека подразумевает выделение ядра соматической клетки (клетки организма, не являющейся сперматозоидом или яйцеклеткой) человека и внедрения его в неоплодотворенную яйцеклетку с предварительно удаленным ядром. После этого яйцеклетка со встроенным ядром соматической клетки имплантируется в матку суррогатной матери. Теоретически эта процедура должна привести к появлению на свет точной копии человека-донора ядра соматической клетки.
Другой тип клонирования также подразумевает перенос ядра соматической клетки, однако яйцеклетка не имплантируется в матку, а начинает делиться в лабораторных условиях. Образующиеся при этом недифференцированные клетки некоторое время культивируются, после чего из всей массы клеток выделяются стволовые, способные к неограниченному делению, на основании которых формируются линии эмбриональных стволовых клеток, генетически идентичных соматической клетке, послужившей донором ядра. Однако такие клетки уже не способны дать начало эмбриону даже при имплантации в матку.
Генетически идентичные клеткам пациента, обладают огромным терапевтическим потенциалом. В определенных условиях они могут дать начало новым тканям, которые могут использоваться для , поврежденных в результате различных заболеваний, таких как диабет, болезни Альцгеймера и Паркинсона, различные типы рака и заболевания сердца. Развитие этого направления может привести к созданию кожи, хрящей и костной ткани для лечения ожоговых пациентов, а также нервной ткани для людей с повреждениями спинного и головного мозга. Исследование также ведется в направлении выявления внешних стимулов, генов и структур, направляющих дифференцировку клеток с формированием целых органов, в состав которых входят ткани различных типов. Благодаря использованию метода переноса ядер соматических клеток, выращенные в лабораторных условиях органы и ткани будут по генетическим признакам идентичны тканям пациента и, соответственно, не будут приводить к развитию реакций отторжения. Эта область применения клонирования часто называется терапевтическим клонированием или методом ПЯСК – переноса ядра соматической клетки (somatic cell nuclear transfer, SCNT).
Одна из причин важности проведения работ по переносу ядер соматических клеток является важность понимания процессов репрограммирования – механизмов, с помощью которых яйцеклетка воспринимает генетический материал взрослой клетки и возвращает его в состояние, характерное для недифференцировавшейся клетки. Знание деталей происходящих при этом процессов позволит осуществлять весь процесс в лабораторных условиях без использования донорских яйцеклеток.
Учитывая огромный потенциал клеточного клонирования в лечении различных заболеваний и восстановлении функций поврежденных органов и тканей, в 2002 году Национальная академия наук США издала документ, выступающий в поддержку использования клонирования в терапевтических целях, но возражающий против репродуктивного клонирования. BIO полностью поддержала выводы и точку зрения сотрудников академии.
Евгения Рябцева
Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www..org.
Продолжение следует.
1 из 14
Презентация на тему: Стволовые клетки
№ слайда 1
Описание слайда:
№ слайда 2
Описание слайда:
№ слайда 3
Описание слайда:
Определение стволовых клеток Пуповинная кровь содержит стволовые клетки новорожденного. Стволовые клетки- это стержень жизни, источник, из которого образуются все остальные клетки организма. Они способны к преобразованию в клетки любых органов и тканей организма. Клетки обеспечивают восстановление поврежденных участков органов и тканей. Из стволовых клеток можно создать любую ткань, вырастить любой орган. Столь необычные их свойства были открыты не так давно, однако прорыв в этой области за последние несколько лет был уникальным.
№ слайда 4
Описание слайда:
Применение в медицине Ученые уже успешно применяют стволовые клетки для лечения различных недугов. Недавно медики заявили, что готовы выращивать на основе стволовых клеток новые здоровые зубы. И уж совсем невероятная метаморфоза-стволовые клетки могут настолько «забыть» о своем костномозговом происхождении, что под влиянием определенных факторов превращаются даже в нервные клетки (нейроны). Через две недели после добавления специального сигнального вещества в культуру стволовых клеток они уже на 80% состоят из нейронов. Это пока лишь «пробирочное» достижение,но оно вселяет надежду на излечение больных с тяжелыми поражениями спинного и головного мозга.При введении собственных стволовых клеток костного мозга в спинномозговой канал человека они равномерно распределяются по всем отделам головного мозга, не нарушая его структуры. Стволовые клетки превращаются в печеночные. Установлено,что при повреждении печени новые печеночные клетки (гепатоциты) и их предшественники формируются в основном из донорских стволовых клеток костного мозга.
№ слайда 5
Описание слайда:
Стволовые клетки в клинической практике В терапевтическом применении стволовых клеток сегодня, без сомнения, лидирует ортопедия.Дело в том, что в руках у медиков имеются уникальные вещества: особые белки,так называемые bone morphogenic proteins (BMP), вызывающие перерождение стволовых клеток в клетке костной ткани (остеобласты). В США уже проходят последнюю стадию испытаний и скоро начнут широко применяться в клиниках специальные пористые губки, наполненные одновременно и стволовыми клетками и ВМР.Помещая такие чудо-губки в поврежденное место (зону перелома или пустоту после удаления остеосаркомы),можно уже в течение двух месяцев заполнить недостающий промежуток до 25 сантиметров длиной. Более того, сейчас ведется работа по встраиванию гена ВМР в стволовые клетки. Это означает, что, переродившись в костные клетки, они смогут сами по себе вырабатывать белок – ВМР, инициирующих процесс превращения стволовых клеток в костные.
№ слайда 6
Описание слайда:
Источники стволовых клеток для восстановительной терапии В здоровом организме существует универсальный механизм залечивания повреждений с использованием внутреннего клеточного резерва – стволовых клеток костного мозга. Эти клетки могут превратиться в какие угодно другие клетки, попав в соответствующий отдел организма. Стволовые клетки начинают поступать в поврежденный участок, когда получают соответствующий сигнал из центральной нервной системы. Достигнув места повреждения, они под действием определенных сигнальных молекул превращаются в недостающие клетки поврежденной ткани. Но хранилище стволовых клеток не может быть неисчерпаемым. После залечивания обширных повреждений костный мозг «пустеет», да и с возрастом запас стволовых клеток значительно уменьшается. Когда мы рождаемся, у нас в костном мозге на 10 тысяч кроветворных клеток приходится одна стволовая клетка. У подростков стволовых клеток уже в 10 раз меньше. К 50-ти годам на полмиллиона кроветворных клеток одна стволовая клетка, а в 70 лет отбирать пробу костного мозга просто бессмысленно- там всего лишь одна стволовая клетка на миллион кроветворных клеток. То есть сдавать костный мозг имеет смысл только в молодом возрасте, старикам придется использовать чужие культуры стволовых клеток. При чем донорские стволовые клетки удобнее всего получать прямо при рождении из пуповины и плаценты, где они тоже содержатся в достаточном количестве.
№ слайда 7
Описание слайда:
Применение ростовых дифференцирующих факторов стволовых клеток в стоматологии Ростовые факторы стволовых клеток вводят в дозе 10 мкг ежедневно, в течение 3-5 дней больным с генерализованным пародонтитом различной степени тяжести в область переходной складки преддверия рта. После применения ростовых факторов стволовых клеток у 80% пациентов отмечается положительный эффект:Улучшилось самочувствие, исчезли зуд и боли (100%);Кровоточивость десен (71%);Нормализовались плотность и цвет десны (66,7%);Проба Шиллера-Писарева была отрицательной в 81% случаев. Ростовые факторы клеток способствовали восстановлению показателей иммунитета, неспецифической резистентности и гемостаза преимущественно при легкой и средней степени тяжести пародонтита. Через 8-10 месяцев у больных пародонтитом получавших ростовые факторы стволовых клеток, отсутствовало обострение процесса, исчезли неприятные ощущения в деснах, укрепились подвижные зубы. На рентгенограммах не было выявлено прогрессирование деструкции костной ткани, а число очагов остеопороза уменьшилось.
№ слайда 8
Описание слайда:
Гемабанк стволовых клеток Гемабанк- это хранилище стволовых клеток. Его назначение – сохранение при сверхнизкой температуре в течение многих лет стволовых клеток, выделенных из пуповинной крови. В банке стволовые клетки каждого новорожденного хранятся совершенно отдельно и могут быть использованы только в его интересах или интересах его семьи. Гемабанк был создан в ноябре 2003года. Центр стволовых клеток будет находится в графстве Хартфордшир на юге Англии. Банк основан Советом медицинских исследований и Советом по биотехнологиям и биологическими исследованиям Британии. Над проектом его трудились ученые из Лондонского Кингс колледжа и Научного центра жизни в Ньюкасле. Он использует многолетний опыт работы банка костного мозга Российского Онкологического Научного Центра РАМН им. Н.Н.Блохина, а также опыт, накопленный многочисленными банками пуповинной крови, существующих в США и многих европейских странах. Банк будет использовать стволовые клетки, взятые из эмбрионов и других человеческих тканей, а затем будет создавать условия для их бесконечного размножения и выращивать из них различные специфические клетки. Банк также займется хранением и поставкой стволовых клеток, необходимых для изучения и лечения диабета, рака, болезни Паркинсона и других заболеваний.
№ слайда 9
Описание слайда:
Стволовые клетки. «ЗА» и «ПРОТИВ» – позиции зарубежных стран Во многих странах Европейского Союза законов по поводу стволовых клеток нет вообще, там же, где они есть, их диапазон – от абсолютного запрещения исследований на эмбрионах (Франция, Германия, Ирландия) до разрешения создавать эмбрионы в исследовательских целях (Великобритания). Разнообразие мнений отражает существующие культурные и религиозные различия. В большинстве стран обнаруживается параллель между допустимостью абортов. Ирландия – единственная страна Европейского Союза (ЕС), чья конституция подтверждает право на жизнь еще не рожденных людей, и это право приравнивается к праву матери на жизнь. Несмотря на это,аборт законен, если жизни матери угрожает прямая опасность. Изнасилование, кровосмешение или аномалии зародыша не являются оправданием. Бельгия и Нидерланды проводят исследования на эмбрионах при отсутствии законодательных рамок. В Португалии, где аборт незаконен, кроме случаев изнасилования или по серьезным медицинским причинам, и безоговорочно запрещен после 12-й недели беременности, нет законодательства, но нет и исследований. Они запрещены в Австрии, Германии и даже во Франции, но последняя позволяет изучение эмбрионов без нанесения ущерба их целостности и преимплантационную диагностику.
№ слайда 10
Описание слайда:
Стволовые клетки. «ЗА» и «ПРОТИВ» - позиции зарубежных стран Испанская конституция предлагает защиту только для жизнеспособных эмбрионов in vitro, образующиеся при оплодотворении in vitro. Исследования на эмбрионах при тех же условиях допустимы в Финляндии, Испании и Швеции. Еще в девяти европейских странах законодательство либо пересматривается, либо исправляется. Эти страны, как и те, где законодательство вообще отсутствует, могут руководствоваться международными правилами. Соединенные Штаты, подобно Германии, проявляют лицемерие и нерешительность. Десять штатов ввели у себя законы,регулирующие или ограничивающее исследования на человеческих эмбрионах, зародышах или еще не рожденных детях. На федеральном уровне запрещена финансовая поддержка любого исследования, в котором эмбрионы разрушаются.
№ слайда 11
Описание слайда:
Этические проблемы Этические аспекты исследования человеческих стволовых клеток затрагивают широкий круг спорных и важных проблем. Многие из них связаны с получением этих клеток, источником которых может быть взрослый организм,кровь из пуповины, ткань зародыша или ткань на различных стадиях его развития. Сегодня общепризнанно, что лучший источник стволовых клеток для терапевтических целей – это эмбрионы. Поэтому встает вопрос, можно ли специально создавать эмбрионы для получения стволовых клеток, для лечения и выживания взрослых людей? Существуют проблемы добровольного информационного согласия как доноров, так и получателей клеток; оценки приемлемого риска; применения этических стандартов в исследованиях на людях; анонимности доноров; охраны и безопасности клеточных банков; конфиденциальность и защиты частного характера генетической информации. Наконец, есть проблемы коммерции и компенсации участникам процесса; защита человеческих тканей, генетического материала и информации при их перемещении через границы как в пределах ЕС, так и по всему миру. Все эти проблемы важны, но большинство из них в последние годы уже обсуждались.
№ слайда 12
Описание слайда:
Этические проблемы В настоящее время, как уже говорилось, наиболее многообещающим источником стволовых клеток для исследовательских и терапевтических целей являются либо абортированные плоды, либо эмбрионы до стадии имплантации. Однако недавно появились перспективные исследования стволовых клеток взрослых людей. Отказ от исследований эмбрионов в надежде на то, что будет достаточно стволовых клеток взрослых, чрезвычайно опасен и проблематичен порядок причин. Во- первых, будут ли взрослые клетки столь же хороши в терапии, как эмбриональные (в настоящее время накоплено гораздо больше данных и просматривается гораздо больше терапевтических перспектив от использования человеческих эмбриональных стволовых клеток (ЭСК). Во – вторых, может оказаться, что взрослые клетки подойдут для одних терапевтических целей, а ЭСК – для других. В – третьих, мы знаем, что можно изменять или замещать практически любой ген в человеческих ЭСК, но верно ли это для взрослых стволовых клеток, еще необходимо установить. Было бы безответственной авантюрой по отношению к человеческим жизням поддерживать только один из двух источников клеток, заставляя людей ждать, а возможно, и умирать, ожидая получения и использования клеток из менее подходящего источника. Таким образом, этические проблемы человеческих ЭСК остры и неотложны, в обозримом будущем их не удастся обойти, сконцентрировавшись на взрослых стволовых клетках.
№ слайда 13
Описание слайда:
Этические проблемы Известно, что из ранних, доимплантационных, эмбрионов можно без ущерба удалять отдельные клетки. Такой способ может быть одним из решений проблемы получения ЭСК. Однако, если удаленные клетки тотипотенты (т. е. способны развиться в любой орган и даже в самостоятельный организм), значит, они по сути дела – отдельные зиготы, «эмбрионы», и по тому должны защищаться в той же мере, что и исходные эмбрионы. Если же такие клетки только плюрипотенты, то их нельзя рассматривать в качестве эмбрионов. К сожалению, пока заранее невозможно сказать, является ли та или иная клетка тоти- или плюрипотентной. С уверенностью это можно установить только ретроспективно, наблюдая, на что способны клетки. Сформулируем две проблемы этических позиций: Согласованность исследований стволовых клеток с тем, что считается приемлемым и этичным в отношении нормального сексуального воспроизводства. Согласованность с позициями и моральными верованиями, касающимися аборта и искусственной репродукции человека. Этический принцип, который в полной мере касается использования эмбрионов при исследовании. Это «принцип избежания ненужных трат», предполагающий, что правильно приносить пользу людям, если это в наших силах, и неправильно вредить им.
№ слайда 14
Описание слайда:
Клонирование сказка или быль Сегодня применение эмбриональных клеток возрождается на новом уровне. Наука смогла понять механизм воздействия эмбриональных тканей на больные органы. Миграция стволовых клеток в организме и их способность восстановить любой орган могут решить многие проблемы медицины и отодвинуть на второй план клонирование, вызывающее столько споров. Как показывают последние исследования, клонирование органов не защищено то ошибок при копировании генетического материала. Так, при клонировании мышей все мыши умирают, начиная с шестого поколения. По-видимому, накопление ошибок в ДНК приводит к деградации и смерти.