Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

на тему: "Стволовые клетки"

План

Введение

1. История изучения стволовых клеток

2. Типы стволовых клеток

Список литературы

Введение

Актуальность изучения стволовых клеток обусловлена их широким применением в медицине. Наиболее часто стволовые клетки используются в качестве трансплантатов при различных заболеваниях. Использование стволовых клеток крови, о существовании которых неспециалисты узнали недавно - это новое направление медицины, которое, тем не менее, развивается столь бурно, что в ближайшие несколько лет грозит перевернуть традиционные представления о возможностях лечения многих болезней: от инфаркта и инсульта до рака крови и переломов. Стволовые клетки не имеют специализации, то есть, способны при определенных условиях делиться и превращаться практически в любой вид взрослой ткани - в скелетные мышцы, нейроны, ткани печени и т.д. Открытие, грозящее революцией традиционной медицине, заключается в обнаружении общего принципа регенерации взрослых тканей. Оказывается, если в какой-то ткани возникает повреждение, то ее гибнущие клетки посылают в кровь химический сигнал, а костный мозг под влиянием этого сигнала выбрасывает в кровь стволовые элементы, которые, достигнув места повреждения, превращаются в нужный вид ткани. К примеру, сразу же после инфаркта костный мозг начинает выбрасывать в кровь стволовые клетки, но их содержание в крови достигает максимума только на шестой день. Это поздно: в зоне повреждения уже формируется рубец. Эксперименты на мышах, проведенные американскими учеными, показали фантастические результаты введения дополнительных стволовых клеток: в ста процентах случаев на месте инфарктного рубца возникла живая ткань. Клинические технологии пока не отработаны, но ученые считают, что подобным образом стволовые клетки могут использоваться в онкологии, ортопедии, гематологии и др.

Источники стволовых клеток - это костный мозг взрослого человека, зародышевые ткани и кровь пуповины и плаценты.

1. История изучения стволовых клеток

Первое предположение о существовании стволовых клеток было высказано именно русским ученым!

Максимов Александр Александрович (04.02.1874 - 04.12.1928) - выдающийся русский ученый, один из создателей унитарной теории кроветворения. Максимов А. А. родился в Санкт-Петербурге, где в 1896 году с отличием окончил Военно-медицинскую академию. С 1903 по 1922 гг. Максимов А. А. занимал пост профессора кафедры гистологии Военно-медицинской академии. стволовой клетка кроветворение эмбриональный

Максимов А. А. во многом предопределил направление развития мировой науки в области клеточной биологии. Его труды стали мировой научной классикой и до настоящего времени остаются одними из наиболее часто цитируемых среди работ отечественных исследователей.

Термин "стволовая клетка" Максимов А. А. предложил еще в 1908 году, чтобы объяснить механизм быстрого самообновления клеток крови. Он выступил с новой теорией кроветворения в Берлине на съезде гематологов. Именно этот год можно по праву считать началом истории развития исследований стволовых клеток!

Каждые сутки в крови погибают несколько миллиардов клеток, а им на смену приходят новые популяции эритроцитов, лейкоцитов и лимфоцитов. Максимов А. А. первый догадался, что обновление клеток крови -- это особая технология, отличная от простых клеточных делений. Если бы клетки крови самообновлялись простым клеточным делением, это потребовало бы гигантских размеров костного мозга.

Несколько позже профессор московского НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи А.Я. Фриденштейн подтвердил предположение коллеги и, изучая возможности этих особых клеток, стал разрабатывать сферу их применения. Первые эксперименты по практическому использованию стволовых клеток были начаты еще в начале 1950-х годов. Именно тогда было доказано, что с помощью трансплантации костного мозга (основного источника стволовых клеток) можно спасти животных, получивших смертельную дозу радиоактивного облучения.

Понадобилось почти 20 лет, чтобы трансплантация костного мозга вошла в арсенал практической медицины. Только в конце 60-х были получены убедительные данные о возможности применения трансплантации костного мозга при лечении острых лейкозов.

В начале века ученые уже подозревали, что во многих тканях существуют клетки, способствующие регенерации (восстановлению) этих тканей и активизирующие деление обычных клеток. В 60-х годах советские ученые Александр Фриденштейн и Иосиф Чертков заложили основы науки о стволовых клетках костного мозга, доказав, что именно там главным образом и находится своеобразное депо замечательных клеток. Потом стало известно, что часть стволовых клеток мигрирует в крови, есть они и в различных тканях, в частности в кожной и жировой.

2. Типы стволовых клеток

Различают несколько типов стволовых клеток. Прежде всего, это эмбриональные и взрослые (от взрослого организма) стволовые клетки. Так-же тотипотентные - клетки способные дифференцироваться в любые клетки организма, полипотентные(плюропотентные) - клетки способные образовавать множество различных клеток, но не целый организм, унипотентные- клетки дающие начало только одному типу клеток, реконструированные(эмбриональные)- клетки бластоцисты могут диференцировать в эктодерму, мезодерму, эндодерму.

Эмбриональные стволовые клетки

Изучение эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) началось в 1963 году, первоначально с использованием дезагрегированных эмбрионов кроликов и мышей. Их дифференцировка in vitro была довольно ограниченной и обычно сводилась к образованию трофектодермных клеток, которые прикреплялись к пластику. Клетки кроличьей морулы и бластомеры прилипали более быстро, трофектодерма образовывала слой клеток, которые покрывались стволовыми клетками из внутренней части клеточной массы. Культуры бластомеров на покрытой коллагеном поверхности образовывали разнообразные клетки, включая нервные, клетки крови, нервные, фагоциты и многие другие типы клеток. Когда внутренняя клеточная масса была освобождена и культивировалась интактной или в виде клеточных дезагрегантов, были установлены линии ЭСК, которые обладали хорошими уровнями дезагрегации и большой стабильностью в секреции энзимов, морфологии и полнотой хромосом. Способности к развитию единичной мышиной эмбриональной клетки измерялись с помощью инъекции одной или более в бластоцисту реципиента, и степень колонизации в образовавшихся химерах являлась мерой их плюрипотентности. У мышей клеточные разрастания назвали эмбриональными телами, которые давали разрастания, сходные с таковыми у кроликов. Входящие в их состав клетки широко дифференцировались, в зависимости от подверженности их влиянию различных цитокинов или субстратов. Были установлены маркеры для дифференциации или плюрипотентности, что выявило, как нервные, кардиальные, гематологические и другие линии ЭСК могут быть определены in vitro. Это оказалось полезным в изучении ранней дифференцировки и использовании эти клеток при пересадке больным пациентам. Демонстрирующие сходные свойства человеческие ЭСК “всплыли” в конце 1990-ых. Модели для клинического использования ЭСК показали, как они быстро двигаются к тканям - мишеням по эмбриональным путям, дифференцируются и колонизируют орган - мишень. Никаких признаков воспаления или повреждения тканей не было обнаружено; поврежденные ткани могли быть восстановлены, включая ремиелинацию, и не образовывалось никаких опухолей. Эмбриональные стволовые клетки имеют широкий терапевтический потенциал для человека, хотя обширные клинические исследования все еще ждут своего выполнения.

Современное развитие исследований стволовых клеток указывает на огромный потенциал их, как источника тканей для регенеративных терапий. Успех этих приложений будет зависеть от точных свойств и потенциалов стволовых клеток, изолированных либо из эмбриональных, либо из взрослых тканей. ЭСК, выделенные из внутренней массы ранних мышиных эмбрионов, характеризуются почти неограниченной пролиферацией и способностью дифференцироваться в дериваты по существу всех линий. Недавние изоляции и культивирование человеческих ЭСК представило новые возможности для реконструктивной медицины. Последние исследования показали также неожиданно высокий потенциал развития взрослых тканеспецифичных стволовых клеток.

Эмбриональные ткани являются богатейшим источником изначальных стволовых клеток и имеют несколько свойств, которые делают их особенно полезными при пересадке. Они являются превосходящими взрослые (зрелые) ткани в определенных отношениях. Первое, эмбриональные клетки способны пролиферировать быстрее и более часто, чем зрелые, полностью дифференцированные клетки. Это означает, что эти донорские клетки способны быстро восстанавливать потерянную функцию хозяина. Дополнительно, эти эмбриональные клетки могут дифференцироваться в ответ на сигналы окружающей их среды. Из-за их локализации они могут расти, удлиняться, мигрировать и устанавливать функциональные связи с другими клетками вокруг них в организме хозяина. Было обнаружено, что эти эмбриональные ткани не так легко отторгаются реципиентом из-за низкого уровня антигенов гистосовместимости в эмбриональных тканях. Эмбриональные клетки имеют тенденции переживать иссечение, рассечение и пересадку лучше, поскольку у них обычно нет длинных удлинений или прочных межклеточных соединений. В заключение, эмбриональные ткани могут выживать при более низком содержании кислорода, чем зрелые клетки. Это делает их более устойчивыми к ишемическим условиям, имеющим место при трансплантации или в ситуациях in vitro. Исследования на эмбриональных клетках/тканях были вдохновляющими. Эмбриональные ткани могут быть использованы по различным показаниям, например, транслантанты эмбриональной печени быть использованы для борьбы с апластической анемией, кровь пуповины может служить альтернативой трасфузии цельной крови взрослых, эмбриональный трансплантант надпочечников был испытан для борьбы с хронической болью при артритах, эмбриональный трансплантант тимуса использовался для лечения различных иммунодефицитных состояний. Трансплантант из мозговой эмбриональной ткани был пересажен в гетеротопное положение, и наблюдалась пролиферация ткани. Нейротрансплантация эмбриональных тканей при паркинсонизме показала позитивные результаты в нескольких глобальных исследованиях. Существуют потенциальные возможности использования эмбриональных тканей в биоинженерии.

Таким образом, эмбриональные стволовые клетки обладают большей способностью к пролиферации и большей пластичностью (способностью к более разнообразной дифференцировке), чем взрослые стволовые клетки, а так же низкой иммуногенностью.

Тотипотентные стволовые клетки (ТСК): клетки, формирующие целый организм и все известные типы клеток (около 300 типов). Истинной ТСК является оплодотворенная яйцеклетка, а в эмбриогенезе - клетки 2-8-клеточного бластомера, по некоторым данным - бластоцисты до размера 8-32 клетки (3-5 клеточных делений). Программа тотипотентности существует в ооците, зиготе и бластомерах. 2) плюрипотентные (до 11 дня после оплодотворения - гаструляция, период имплантации зародыша в стенку матки): клетки эмбриона и внезародышевых оболочек. Способны образовывать практически все известные типы тканей.

Полипотентные стволовые клетки (ПСК) - образуют несколько типов клеток в пределах одного вида ткани. Пример: полипотентная стволовая кроветворная клетка (ПСКК) дает начало всем клеткам крови (эритроциты, все виды лейкоцитов, тромбоциты).

Унипотентные клетки дающие начало только одному типу клеток.

Клетки развивающегося эмбриона изначально тотипотентны, но теряют это свойство после нескольких клеточных делений, т.е. онидифференцируются. Некоторые из клеток организма, не дифференцируются окончательно, а становятся плюрипотентными, т.е. способны давать лишь некоторые типы клеток целого организма. Тотипотентные клетки эмбриона называют так же - эмбриональные стволовые клетки (ESC), а плюри- и мультипотентные клетки организма называют - взрослыми стволовыми клетками. Функция первых в организме очевидна, из одной клетки должен развиться целый организм с огромным числом клеточных типов (~200 у человека), каждый из которых выполняет свою функцию. Взрослые стволовые клетки необходимы организму для восполнения погибших клеток в процессе жизни. Взрослые стволовые клетки способны заменять практически все ткани в организме: мозг, костный мозг, кровь, почку, эпителий пищеварительной системы, кожу, сетчатку, мышцы, поджелудочную железу и печень.

Взрослые стовловые клетки способны к самоподдержанию и производству клеток -предшественников, которые затем дифференцируются.

Список литературы

1.Эмбриональные стволовые клетки: фундаментальная биология и медицина / Репин В. С., Ржанинова А. А., Шамянков Д. А. - Москва, 2002. - 225 стр.

2. Алберт Б., Брей Д., Льюс Дж., и др. - Молекулярная биология клетки: В 3-х т. 2-е изд., М75 перераб. и доп. Т-3. пер с анг. - М.: Мир, 1994. - 504 с., ил.

Размещено на Allbest.ru