Стволовые клетки и их использование в медицине

Классификация СК. Прогениторы
по потенциалу к дифференцировке по Вайгерс и Вайсману:
по источнику развития по Рао:
тотипотентные
плюрипотентные
мультипотентные
унипотентные
ЭСК, ESC
ФСК
ВСК
МСК
ГСК
РСК
раковые СК
Использование ЭСК человека с терапевтическими целями не
входит в перечь разрешенный медицинских процедур
ППК, EG
бластоциста

Понятие о стволовых клетках
позиционная информация
(градиенты морфогенов)
индукционные взаимодействия
(H. Spemann)
клеточная полярность
давление кислородом
СК в основном представлены покоящимися
«ниша стволовых клеток» - хоуминг
важную роль играет микроокружение (сохранение недифференцированный статус – н. крипты кишечника)
компоненты цитоскелета – интегрины
Регуляция процесса дифференцировки:

Примеры некоторых факторов роста

Клеточный дифферон

Последний этап дифференцировки
Тканеспецифические изменения хроматина
высокий уровень теломеразной активности СК

Перепрограммирование клеток с получением плюропотентных клеток
Перенос клеточных ядер в соматических клетках
Слияние с эмбриональными стволовыми клетками
Добавление определенных факторов (Индуцированные стволовые клетки, иСК (iPS cells))

Виды терапевтического клонирования
пациент-специфические эмбриональные стволовые клетки
перенос ядра соматической клетки, метод партеногенеза, перенос цитоплазмы яйцеклетки

Индуцированные СК
использования ретровируса для внесения дополнительных клонированных копий 4 «главных регуляторных генов СК»
работа 2007 года Шинья Яманака –
Нобелевская премия 2012 г. (университет Киото, Япония)
исключается возможность иммунологических конфликтов
Шинья Яманака

Механизмы терапевтического эффекта СК
трансдифференцировка
Триггерный эффект
химеризация
(1)дифференцировка в клетки соответствующего фенотипа
теория мезенхимального резерва
фибробласты
пуповинная кровь
Живые эквиваленты кожи
ЕС
1
Продукция эмбриональных белков

Гибридома – пример гибридизации клеток
Гибридома — это клеточный гибрид, полученный путем слияния нормального лимфоцита и опухолевой клетки; производит моноклональные антитела одного типа

Ксенотрансплантация СК
Генетически чужеродные СК выполняют роль триггеров, т. к продукты их распада локально активируют собственные клетки реципиента
Попадая в организм клетки неизбежно отторгаются
Считается, что если введенные чужеродные СК
приживаются, то это клетки эмбриональной опухоли – тератомы
Клинический эффект до 8 месяцев (возможно использовать лишь 1 раз)
Президентская клиника La prairie в Швейцарии
Триггерный эффект

Фибробласты – семейство соединительной ткани
Место укола с новыми фибробластами
Бурый жир (многокапельный)

Применение МСК в травматологии
До внесения графта с МСК
Через 3 месяца
Через 12 месяцев

Регенерация нейронов
клетки из гиппокампа и обонятельных луковиц способны к
восстановлению с помощью СК
возможно глиальные клетки
участвую в регенерации нейронов
клетки обонятельного эпителия
способны к регенерации
(особенно активно во время
беременности)

Наличие стволовых клеток в сердце все еще остается спорным вопросом. Было высказано предположение, что сердце может содержать аналог клетки-предшественника, способный давать потомков только после повреждения, но не при физиологическом старении, т.е имеет место физиологическая регенерация
Регенерация кардиомиоцитов

По сравнению со стволовыми клетками в пролиферирующих тканях стволовые клетки печени являются вторичным, или запасным, механизмом, активирующимся только в случае блокирования пролиферации гепатоцитов (каналы Геринга)
Регенерация гепатоцитов
2n
2n
2n
4n
4n
4n
8n
Пролиферация полиплоидов
Медленный рост, полиплоидирующие митозы
Тканевый резерв СК
Репарация кроветворными клетками
цирроз печени

Раковые стволовые клетки
Вполне вероятно, что многие виды рака, особенно постоянно обновляющихся тканей, таких как кровь, кишечник и кожа, на самом деле являются заболеваниями стволовых клеток.
Современные методы лечения, такие как облучение и цитотоксические препараты, вероятнее всего, убивают преимущественно быстро делящиеся раковые клетки. Поскольку раковые стволовые клетки делятся довольно медленно, они не столь чувствительны к такому воздействию.
Если раковые стволовые клетки не уничтожены, то рак, скорее всего, не излечится. Возможно, в этом заключается причина рецидивов после довольно успешной терапии.