Клеточные технологии в лечении социально-значимых заболеваний Д. В. Гольдштейн профессор, доктор биологических наук

Крупнейшие открытия биологии в XX веке Открытие двойной спирали ДНК (1953) Расшифровка генома человека (2001) Выделение эмбриональных стволовых клеток человека (1998)

Марио Капечи Мартин Эванс Оливер Смитис Открытие принципов введения специфических генных модификаций у мышей с использованием эмбриональных стволовых клеток Лауреаты Нобелевской премии по физиологии и медицине за 2007 год

Медицинская и социальная значимость проблемы Вложения в биотехнологические компании превышают 30 миллиардов долларов в год Клеточные технологии необходимы более чем 128 млн. пациентов Данные по США

Клеточные технологии – приоритетное направление развития медицинской науки ( Решение 76-й сессии РАМН от ) Клеточные технологии внесены в Перечень критических технологий РФ ( Пр-842 Президента РФ от ) Правительственная комиссия по высоким технологиям и инновациям ( Протокол 2 от )

Зарегистрированные FDA клинические испытания Критерии поискаРезультат Cell Therapy19511 Cell Therapy Heart Diseases1121 Cell Therapy Neural Diseases2984 Cell Therapy Bone Regeneration45 Cell Therapy Diabetus Mellitus586

Клеточно-генные технологии для лечения диабета Распространение диабета в мире постепенно достигает эпидемических масштабов Сегодня более 5 миллионов человек по всему миру больны диабетом первого типа, 395 тысяч из них – дети. Ежегодно число больных увеличивается на 5-7%, а каждые лет - удваивается Высокая смертность и ранняя инвалидизация

Методы лечения диабета I типа 1.Инсулинотерапия 2.Трансплантация поджелудочной железы (островков Лангерганса) 3.Клеточные технологии и клеточно-генные технологии

Pdx-1 (IDX-1/ STF-1/ IPF-1) – ключевой фактор в развитии поджелудочной железы (ПЖ) Экспрессия Pdx-1 начинается в эпителии первичной кишечной трубки (около 30 дней эмбрионального развития) в ограниченной области Эмбрионы мыши, имеющие мутацию по гену Pdx-1, погибают в первые дни после рождения (отсутствует морфогенез ПЖ) Во взрослой ПЖ Pdx-1 экспрессируется только в β-клетках и очагах неогенеза эндокринной ткани Pdx-1 необходим для экспрессии нескольких генов β- клеток : инсулина, амилина, глюкокиназы, GLUT- 2

Основные этапы технологии Забор жировой ткани пациента Изоляция МСК ЖТ Селекция периваскулярной фракции МСК ЖТ Культивирование в селективной среде Трансфекция культуры клеток rAd5-PDX-1 Созревание «островков», продуцирующих инсулин

Получение рекомбинантного аденовируса 5 серотипа, несущего ген Pdx-1 (pAd5-Pdx1) Плазмида pAd5- Pdx1 способность инфицировать неделящиеся клетки большая емкость (до 28 т.п.н.), позволяющая клонировать практически любой ген человека высокий титр вирионов (до 10^11) при выделении из упаковочной линии автономную локализацию, исключающую опасность инсерций в геном разрешены к применению в генной терапии Преимущества аденовирусных векторов:

Сравнительная эффективность трансдифференцировки МСК ЖТ в общей и в изолированной популяции Общая популяцияИзолированная популяция

Влияние различных индукторов дифференцировки на уровень мРНК гена Insulin в трансфицированных клетках периваскулярного фенотипа * * * 1 -контроль 2 - трансфицированные клетки в базовой среде 3 - в среде CMRL в среде CMRL-1066 с GLP-1, 5- в среде CMRL-1066 с ретиноевой кислотой 6 - в среде CMRL-1066 с никотинамидом 7 - в среде CMRL-1066 с ретиноевой кислотой, GLP-1 и никотинамидом 8 - в среде CMRL-1066 с GLP-1 и ретиноевой кислотой. * - p

Секреция инсулина трансфицированными МСК периваскулярного фенотипа из ЖТ и ПК Pdx-1 инсулин Pdx-1/ инсулин

Секреция инсулина трансфицированными МСК периваскулярного фенотипа из ЖТ и ПК Количество инсулина в среде (мЕ/л) при добавлении глюкозы 1 - среда с не трансфицированных клеток 2 - среда с трансфицированных клеток с содержанием глюкозы 5,56 mmol/л 3 - среда с трансфицированных клеток с содержанием глюкозы 25 mmol/л * - р

Инсулин-продуцирующие островки in vitro Впервые разработан метод получения функционально активных инсулин-продуцирующих клеток из популяций МСК жировой ткани и пупочного канатика человека периваскулярного фенотипа (CD146+CD31-) путем транзиентной трансфекции геном Pdx1 с добавлением этапа культивирования в дифференцировочной среде

Спасибо за внимание!