1 Государственный Медицинский Университет г. Семей Кафедра молекулярной биологии и микробиологии СРС Стволовые клетки, медицинское значение Выполнила: Махатова Л Факультет: Сестринское дело Группа: 101 Проверил: Мынжанов М.Р. Семей 2015 г.

План: Понятие о стволовых клетках История изучения стволовых клеток. Эмбриональные стволовые клетки Стволовые клетки взрослого организма Применение стволовых клеток в клинической практике. Роль столовых клеток в медицине Заключение Список использованной литературы 2

3 Стволовая клетка – это незрелая клетка, способная к самообновлению и развитию в специализированные клетки организма. Большая часть стволовых клеток взрослого организма находится в костном мозге. Стволовые клетки способны превращаться в клетки всех типов тканей: клетки крови, внутренних органов, мышечных и костных тканей, кожного покрова, нейроны и др. На ранних стадиях своего развития организм человека практически полностью состоит из стволовых клеток, которые постепенно приобретают специализацию, то есть из них образуются органы и ткани организма.

4 История изучения стволовых клеток В 1908 году гистолог, профессор военно- медицинской академии в Санкт- Петербурге Александр Максимов ( ) исследовал развитие клеток крови. Исследования привели к стройной теории. В так называемом красном костном мозге живут специальные клетки, единственное занятие которых – делиться. После каждого деления получается две клетки, одна из них выбирает карьеру кровяной, а другая подрастает и снова делится. На схематическом изображении делящиеся клетки как бы образуют «ствол», от которого в каждом цикле вбок отходят «веточки» – клетки, приобретающие «профессии». Поэтому Александр Максимов назвал клетку – прародительницу всех клеток крови – стволовой.

5 Каждые сутки в крови погибают несколько миллиардов клеток, а им на смену приходят новые популяции эритроцитов, лейкоцитов и лимфоцитов. А.А. Максимов 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.

6 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 год - Стволовые клетки были впервые использованы для трансплантации; мальчик, которому была проведена операция, по сей день, жив и здоров год - За период с 1996 года по 2004 год были выполнены 392 трансплантации аутологичных (собственных стволовых клеток человека) стволовых клеток. Так в 1996 году преимущественно осуществлялась трансплантация костного мозга год - Первая в мире трансплантация "именных" стволовых клеток пуповинной крови девочке с нейробластомой (опухоль мозга). Биологическая страховка сработала – ребенок спасен. Общее число проведенных трансплантаций пуповинной крови превышает год - Журнал «Science» признал открытие эмбриональных стволовых клеток третьим по значимости событием в биологии после расшифровки двойной спирали ДНК и программы «Геном человека» год - Опубликованы первые официальные данные о возможности применения трансплантации стволовых клеток пуповинной крови у взрослых пациентов. Из них более 90% с хорошим результатом.

7 Принципиально важными являются следующие свойства стволовых клеток (СК): 1. это неспециализированные (недифференцированные) клетки, они не выполняют никакой «работы» ; 2. они способны к многократным делениям; 3. из них могут развиться специализированные (дифференцированные) клетки. Стволовые клетки обладают способностью дифференцироваться – то есть преобразовываться из своего общего «универсального» («никакого») состояния в состояние специализированное – а именно становиться клетками конкретного органа или ткани.

Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) - тип плюрипотентных клеток млекопитающих, поддерживаемых в культуре. Получают из внутренней клеточной массы бластоцисты на ранней стадии развития зародыша. Зародыш человека достигает стадии бластоцисты спустя 5-6 дней после оплодотворения, бластоциста человека состоит из клеток. Эмбриональные стволовые клетки являются плюрипотентными. Это означает, что они могут дифференцироваться во все три первичных зародышевых листка: эктодерму, энтодерму и мезодерму. Таким образом образуются более 220 видов клеток. 8

9 Гемопоэтические из них образуются все клетки крови, они находятся в больших количествах в костном мозге, а также присутствуют в периферической крови. По некоторым данным, гемопоэтические СК также могут дифференцироваться в клетки других тканей, например, мышечной. Мезенхимальные они обнаружены в костном мозге, жировой ткани и в незначительных количествах в других тканях. Эти клетки могут давать начало разнообразным клеткам костной, хрящевой, мышечной и, возможно, некоторых других тканей. Фетальные Стволовые клетки, полученные из абортированных плодов (фетисов) на 6-21 неделе. Они не обладают свойствами ЭСК, полученных из бластоцисты, – то есть способностью к неограниченному размножению и дифференцировке в любой вид специализированных клеток. Эти фетальные клетки уже начали дифференцировку, и, следовательно, каждая из них, во-первых, может пройти только ограниченное число делений, и, во-вторых, дать начало не любым, а достаточно определенным видам специализированных клеток. Региональные Как правило, это уже достаточно дифференцированные клетки и они могут дать начало только нескольким разновидностям клеток, из которых состоят ткани данного органа.

10 Клеточная терапия – не открытие конца 1990-х годов, но именно в это время появились научные работы, дающие новые широкие возможности ее применения и началось бурное развитие исследований в этой области на всех уровнях – от молекулярной клеточной биологии, опытов на культурах тканей и лабораторных животных до различных стадий клинических испытаний.

11 Ранее всего из методов клеточной терапии в клиническую практику вошла трансплантация костного мозга. Уже с 80-х годов этот метод стал рутинным в лечении некоторых онкологических и гематологических заболеваний. Он позволил с высокой вероятностью добиваться излечения больных, до того считавшихся обреченными. Суть метода в том, что у пациента при помощи химию- или радиотерапии убивают раковые клетки, вместе с которыми погибает и кроветворная система костного мозга (отвечающая, в частности, за иммунитет). Трансплантация костного мозга позволяет восстановить гемопоэз, и главную роль в этом играют кроветворные (гемопоэтические) стволовые клетки, составляющие значительную долю клеток костного мозга.

12 Близкий подход используется при лечении аутоиммунных заболеваний, при которых собственная иммунная система пациента разрушает его же клетки. К таким болезням относятся, например, системная красная волчанка (тяжелое системное заболевание соединительной ткани), рассеянный склероз (заболевание центральной нервной системы), ревматоидный артрит (хроническое прогрессирующее воспаление суставов с последующей их деформацией) и болезнь Крона (тяжелое и практически неизлечимое заболевание, проявляющимся дисфункцией пищеварительной системы).

выделение и размножение собственных стволовых клеток человека ( аутологичные стволовые клетки); стволовые клетки пуповинной крови (плацентарной крови); использование абортивных материалов (фетальные стволовые клетки); получение стволовых клеток из жировой ткани. 13

- Гемопоэтические стволовые клетки (ГСК)- мультипотентные стволовые клетки, дающие начало всем клеткам крови: крови - эритроцитам, В-лимфоцитам, Т- лимфоцитам, нейтрофилам, базофилам, эозинофилам, моноцитам, макрофагам и тромбоцитам Кроме костного мозга ГКС обнаружены в системном кровотоке и скелетных мышцах. - Мезенхимные стволовые клетки - мультипотентные региональные стволовые клетки, содержащиеся во всех мезенхимальных тканях (главным образом в костном мозге), способные к дифференцировке в различные типы мезенхимальных тканей, а так же в клетки других зародышевых слоёв. - Стромальные стволовые клетки - мультипотентные стволовые клетки взрослого организма, образующие строму костного мозга (поддерживающую гемопоэз), имеющие мезенхимальное происхождение. -Тканеспецифичные стволовые клетки - располагаются в различных видах тканей и в первую очередь, отвечают за обновление их клеточной популяции, первыми активируются при повреждении. Обладают более низким потенциалом, чем стромальные клетки костного мозга. 14

1. Нейрональные стволовые клетки 2. Стволовые клетки кожи 3. Стволовые клетки скелетной мускулатуры 4. Стволовые клетки миокарда 5. Стволовые клетки жировой ткани 6. Стромальные клетки спинного мозга 7. Эпителиальные стволовые клетки пищеварительного тракта 15

Два направления использования стволовых клеток - клеточная терапия и выращивание органов для трансплантации. Ученые надеются в ближайшем будущем создавать из них ткани и целые органы, необходимые больным для трансплантации. Уже сегодня ведутся исследования по использованию стволовых клеток при лечении различных болезней. Клеточная терапия находит применение в кардиологии. Ведутся работы по созданию методов лечения сахарного диабета, болезни Паркинсона, онкологических заболеваний... 16

Японские ученые первыми в мире вырастили структурно полноценные капиллярные кровеносные сосуды из стволовых клеток человеческого эмбриона. Об этом 26 марта 2004 года сообщила японская газета Yomiuri. Как отмечает издание, группа исследователей из медицинской школы Киотского университета под руководством профессора Кадзува Накао использовала капиллярные клетки, генерированные из стволовых клеток, импортированных в 2002 году из Австралии. 17

18

Ученые из Флоридского университета (США) первыми в мире вырастили полностью сформированные и приживающиеся клетки головного мозга. Как сообщил руководитель проекта Бьорн Шеффлер, вырастить клетки удалось путем «копирования» процесса регенерации клеток головного мозга. Теперь ученые надеются выращивать клетки для трансплантации, что может помочь в леченииболезней Альцгеймера и Паркинсона.Шеффлер отметил, что ранее ученым удавалось выращивать нейроны из стволовых клеток, однако именно во Флоридском университете удалось получить полноценные клетки и изучить процесс их роста от начала до конца. 19

Итальянско-британская группа ученых из эдинбургского и миланского университетов на основе неспециализированных эмбриональных стволовых нервных клеток научилась создавать in vitro различные типы клеток нервной системы. Ученые применили уже разработанные методы управления эмбриональными стволовыми клетками к полученным ими более специализированным нервным стволовым клеткам. Результаты, которые были достигнуты на клетках мышей, были воспроизведены и на человеческих стволовых клетках. В интервью, данном агентству BBC, Стивен Поллард из Эдинбургского университета пояснил, что разработка его коллег поможет воссоздать болезнь Паркинсона или болезнь Альцгеймера «в пробирке». Это позволит лучше понять механизм их возникновения и развития, а также обеспечит фармакологов мини-полигоном для поиска подходящих средств лечения. Соответствующие переговоры с фармакологическими компаниями уже ведутся 20

Осенью 2006 года доктор Саймон Хоерстрап и его коллеги из университета Цюриха впервые вырастили человеческие сердечные клапаны, воспользовавшись стволовыми клетками, взятыми из околоплодной жидкости. Это достижение может сделать реальным выращивание клапанов сердца специально для ещё не родившегося ребёнка, если у него, ещё в утробе матери, обнаружатся дефекты сердца. А вскоре после рождения младенцу можно будет пересадить новые клапаны. Вслед за выращиванием в лаборатории из клеток человека мочевого пузыря и кровеносных сосудов это следующий шаг на пути создания «собственных» органов для конкретного пациента, способных устранить потребность в донорских органах или искусственных механизмах. 21

22 Открытие стволовой клетки и развитие связанных с этим открытием клеточных технологий в медицине наряду с расшифровкой двойной спирали ДНК и генома, безусловно, относятся к важнейшим событиям, произошедшим в биологии в ХХ веке. Стволовые клетки таят в себе невиданные возможности: от регенерации поврежденных органов и тканей до лечения заболеваний, не поддающихся лекарственной терапии. Кроме восстановления утраченных функций органов и тканей, стволовые клетки способны тормозить неконтролируемые патологические процессы, такие как воспаления, аллергии, онкологические процессы, старение и т.д. Именно клеточные технологии являются основой генной терапии, с которой связаны надежды на разработку индивидуальных схем лечения пациентов с самыми тяжелыми заболеваниями, в том числе наследственными. Клеточные технологии и генная терапия представляют собой наиболее универсальные современные подходы к лечению. Технология стволовых клеток может привести к новому пониманию развития и дифференциации клеток, как и почему развиваются определенные ткани, почему возникают заболевания и как их лечить. Станет возможным клонирование от отдельных тканей до целых организмов. Таким образом, наглядно демонстрирующих реальное значение клеточной биологии в решении актуальных проблем медицины XXI века, может быть продолжен. Вместе с тем уже сейчас становится очевидным, что дальнейший прогресс как самой клеточной биологии, так и медицинской науки в целом будет связан не только и не столько с дальнейшим накоплением фактического знания, сколько с его творческим и этическим осмыслением. Медицина ХХI века, безусловно, будет основана на фундаментальных достижениях клеточной биологии.

23 1. Баев А.А. Геном человека: некоторые этико-правовые проблемы настоящего и будущего // Человек С Душкин М.П., Иванова М.В. Трансформация перитонических макрофагов в пенистые клетки при внутрибрюшном введении мышам липопротеидов низкой плотности, холестерина и его продуктов окисления. // Патофизиология и эксперимент. Терапия. 3. Жиганова Л.П. Биомедицина и стволовые клетки. 4. Корочкин Л.И Что такое стволовые клетки // Природа Отраслевая Программа «Новые клеточные технологии - медицине»( – ) 7. Интернет com%2Fiframe%2Fvideo%2Fid%2F761797%2Fstart_zoom%2Ftrue%2FshowZoo mBtn%2Ffalse%2Fsid%2Fvesti%2FisPlay%2Ftrue%2F%3Facc_video_id%3D

24