Матични клетки и источно клонирање. Клонирање на човечки ткива и органи Клонирање на матични клетки

Наслов на сликата За време на студијата, клонирани ембриони беа користени за добивање на матични клетки.

Употребата на знаење за човечко клонирање за создавање ембриони беше „главна пресвртница“ за медицината, велат американските научници.

Клонирани ембриони се користени за производство на матични клетки, кои потоа може да се искористат за создавање на срцев мускул, коски, мозочно ткиво и кој било друг вид на клетка. човечкото тело.

Сепак, истражувачите веруваат дека матичните клетки може да се добијат од други извори - поевтини, поедноставни и не толку етички контроверзни.

Противниците на методот веруваат дека е неетички да се експериментира на човечки ембриони и повикуваат на забрана за тоа.

Матичните клетки се една од главните надежи на медицината. Способноста да се создадат нови ткива може да помогне, на пример, во лекувањето на последиците срцев ударили повреда на 'рбетниот мозок.

Излез - во клонирање?

Веќе е во тек истражување со користење на матични клетки земени од ембриони за да се врати видот.

Но, таквите клетки се туѓи за пациентот, па телото едноставно ги отфрла. Клонирањето го решава овој проблем.

Процесот се заснова на технологија за нуклеарен трансфер на соматски клетки, добро позната откако Доли овцата стана првиот клониран цицач во 1996 година.

На возрасенбиле земени клетки од кожата, а генетските информации добиени од нив биле ставени во донаторска јајце клетка, од која претходно била отстранета сопствената ДНК. Потоа, со помош на електрични празнења, се стимулира развојот на јајце клетката до ембрионот.

Сепак, истражувачите не можеа да го повторат ова со човечко јајце, кое почна да се дели, но не се разви во фазата на 6-12 клетки.

Јужнокорејскиот научник Хванг Ву-сеок тврдеше дека може да создаде матични клетки од клонирани човечки ембриони, но се покажа дека манипулирал со фактите.

герминална везикула

Во тековната студија, тим од научници од Универзитетот за здравје и наука во Орегон успеа да го доведе развојот на ембрионот до фазата на герминалната везикула (околу 150 клетки). Ова е доволно за да се добијат матични клетки.

Водачот на истражувачкиот тим д-р Шухрат Миталипов рече: „Темелната анализа на матичните клетки добиени со помош на оваа технологија ја покажа нивната способност да се претворат во различни типовиклетки, вклучувајќи нервните клетки, клетките на црниот дроб и срцевите клетки“.

„Иако има уште многу работа да се направи за да се создаде безбедно и ефикасен процесТретманот со матични клетки, уверени сме дека направивме значаен чекор во создавањето на клетки кои можат да се користат во регенеративната медицина“, додаде тој.

„Изгледа реално“

Крис Мејсон, професор по регенеративна медицина на Универзитетскиот колеџ во Лондон, рече дека студијата изгледа веродостојна. „Тие го направија речиси она што го направија браќата Рајт (за авионите).

Истражувањето на ембрионските матични клетки покренува прашања за етиката на таквите научни трудови. Тука е и проблемот со недостигот на донаторски јајце клетки.

Новата технологија користи и клетки на кожата, но ги трансформира со помош на протеини во индуцирани плурипотентни матични клетки.

Критичарите на новиот метод веруваат дека сите ембриони, без разлика дали се вештачки или природни, можат да се развијат во целосна личност, па експериментирањето со нив е неморално. Тие сметаат дека е неопходно да се добијат матични клетки од ткивата на возрасните.

Но, поддржувачите на новиот метод тврдат дека ембрионите добиени со негова помош никогаш нема да можат да се развијат во полноправна личност.

и стеблото, е исто. Клетките на различни органи и ткива, како што се коскените клетки и нервните клетки, се разликуваат само во тоа кои гени се вклучени и кои се исклучени, односно со регулирање на генската експресија, на пример, со метилација на ДНК. AT различни телаи ткива на возрасно тело, има делумно созреани матични клетки, подготвени брзо да созреат и да се претворат во клетки од саканиот тип. Тие се нарекуваат експлозивни клетки. На пример, делумно зрелите мозочни клетки се невробласти, коските се остеобласти итн. Диференцијацијата може да се започне како внатрешни причини, како и надворешните. Секоја клетка реагира на надворешни стимули, вклучително и специјални цитокински сигнали. На пример, постои сигнал (супстанција) што служи како знак за пренатрупаност. Ако има многу клетки, тогаш овој сигнал ја инхибира поделбата. Како одговор на сигналите, клетката може да ја регулира генската експресија

- ембриони стари пет дена, кои се топка од клетки формирани при поделбата на оплодената јајце клетка и последователно развивање во ембрион. Тие можат да создадат речиси секоја клетка што е дел од човечкото тело, а исто така има способност да се репродуцира. Способноста да се одгледуваат линии на матични клетки во лабораторија и да се насочи нивната диференцијација во вистинската насока е клучот за заштеда огромна сумаживее преку развојна контрола малигни тумори, враќање на подвижноста на пациентите со мозочен удар, лекување на дијабетес, регенерирање на ткивата на оштетениот 'рбетниот мозок и мозок, како и лекување на бројни болести поврзани со стареењето.

Ваквите недиференцирани ќелии се потребни за различни истражувачки проекти. Студијата на овие клетки треба да ни помогне да ги разбереме механизмите кои лежат во основата на клеточната диференцијација и дедиференцијација.

Научниците, исто така, ја препознаваат вредноста на недиференцираните клетки од други ткива, вклучувајќи ги таканаречените „возрасни“ матични клетки. БИО ја поддржува работата на овие клетки. Сепак, според Националниот институт за здравје (NIH) и Националната академија на науките на САД (NAS), само ембрионските матични клетки можат да се диференцираат во било кој тип на клетка.

Во 2000 година, НИХ објави регулатива со која се овластува федерално финансирање за истражување на ембрионски матични клетки, кое мора да се спроведе под сет на строги ограничувања и федерален надзор. Стратегијата на НИХ е да ги балансира медицинските, научните, официјалните и етичките аспекти на оваа област на истражување. За разлика од цела бластоциста, матичните клетки добиени од него не можат да се развијат во ембрион. НИХ поддржува распределба на федерални средства за истражувачка употреба, но не и таргетирано производство, на ембрионски матични клетки добиени од замрзнати оплодени јајца наменети за ин витро оплодување, но поради некоја причина не имплантирани и предмет на уништување.

е генерички термин за процес на создавање во лабораторија генетски точни копии на ген, клетка или цел организам.

БИО се спротивставува на човечкото репродуктивно клонирање - употребата на техники за клонирање за создавање човечко суштество. БИО беше една од првите национални организации што го поддржа мораториумот на претседателот Бил Клинтон за целокупното истражување за клонирање на луѓе. Репродуктивното клонирање е премногу опасно и покренува премногу етички и социјални прашања.

Човечкото репродуктивно клонирање вклучува изолирање на јадрото на соматска клетка (клетка на телото што не е сперма или јајце клетка) на една личност и нејзино внесување во неоплодена јајце клетка со претходно отстрането јадро. После тоа, јајце клетката со вградено соматско клеточно јадро се всадува во матката на сурогат мајката. Теоретски, оваа постапка треба да доведе до раѓање на точна копија на човечкиот донатор на јадрото на соматските клетки.

Друг тип на клонирање, исто така, вклучува пренос на јадрото на соматска клетка, сепак, јајцето не се всадува во матката, туку почнува да се дели во лабораторија. Добиените недиференцирани клетки се одгледуваат некое време, по што матичните клетки способни за неограничена делба се изолираат од целата маса на клетки, врз основа на кои се формираат линии на ембрионски матични клетки кои се генетски идентични со соматската клетка што служела како донаторот на јадрото. Сепак, таквите клетки повеќе не се способни да доведат до ембрион дури и кога се имплантираат во матката.

Генетски идентични со клетките на пациентот, тие имаат огромен терапевтски потенцијал. Под одредени услови, тие можат да доведат до појава на нови ткива што може да се користат за оштетени како резултат разни болестикако што се дијабетес, Алцхајмерова и Паркинсонова болест, разни видови на рак и срцеви заболувања. Развојот на оваа насока може да доведе до создавање на кожа, 'рскавица и коскеното ткивоза третман на пациенти со изгореници и нервно ткивоза луѓе со повреди на 'рбетот и мозокот. Истражувањата се спроведуваат и во насока на идентификување на надворешни дразби, гени и структури кои ја насочуваат диференцијацијата на клетките со формирање на цели органи, кои вклучуваат ткива од различни типови. Благодарение на употребата на методот на нуклеарен трансфер на соматски клетки, органите и ткивата кои се одгледуваат во лабораторија ќе бидат генетски идентични со ткивата на пациентот и, соодветно, нема да доведат до развој на реакции на отфрлање. Оваа област на примена на клонирање често се нарекува терапевтско клонирање или нуклеарен трансфер на соматски клетки (SCNT).

Една од причините за важноста на извршувањето на работата на трансферот на јадрата на соматските клетки е важноста на разбирањето на процесите на репрограмирање - механизмите со кои јајцето го перцепира генетскиот материјал. возрасна клеткаи го враќа во состојба карактеристична за недиференцирана ќелија. Познавањето на деталите за процесите што се случуваат во овој случај ќе овозможи целиот процес да се спроведе во лабораторија без употреба на донаторски јајца.

Со оглед на големиот потенцијал на клонирањето на клетките во лекувањето на разни болести и обновувањето на функциите на оштетените органи и ткива, во 2002 година Националната академија на науките на САД издаде документ во кој се залага за употреба на клонирање за терапевтски цели, но се спротивставува на репродуктивното клонирање . БИО целосно ги поддржа заклучоците и гледиштето на вработените во Академијата.

Евгенија Рјабцева
Интернет весник „Комерцијална биотехнологија“ http://www..org.
Продолжува.

Старите биле сигурни во постоењето на птицата Феникс, вечно преродена од пепелта. Древниот египетски бог Хорус одново и одново собирал парчиња од телото на неговиот татко Озирис расфрлани низ целиот свет и го оживувал со помош на неговата мајка Изида. Не е изненадувачки што научниците ја нарекоа хидрата колентерати на нашите резервоари - нејзината способност да се регенерира е едноставно чудесна. Регенерацијата на ткивата е забележана и кај луѓето: спојување на коските, заздравување на кожата и мускулите, процес на „создавање“ крв што постојано се одвива во нашето тело.

Мистеријата на хематопоезата не му даде одмор на нашиот извонреден научник Александар Александрович Максимов, кој уште во 1916 година почна да го користи методот на култура на ткиво. Потсетиме дека за развојот овој методФранцузинот А. Карел, кој долго време работеше во странство, беше награден во 1912 година Нобелова награда. Во 1922 година Максимов ја напушти Русија и заврши во Чикаго, каде што истражуваше за воспаление и хематопоеза.

Во 1908 година, Нобеловата награда за истражување на процесот на воспаление и откривање на макрофаги беше доделена на И.И. Мечников. Научниците на почетокот на векот беа загрижени за прашањето: од каде доаѓаат бројните клетки на сврзното ткиво за време на воспалението, што резултира со оток, флукс и апсцес?

Максимов постулираше дека во сврзното ткиво (крв, коскена срцевина, што е хематопоетски орган), доживотно остануваат недиференцирани, таканаречени мезенхимални или камбијални клетки, кои можат да се претворат во различни крвни зрнца, како и во коски, тетиви, лигаменти итн. Тој ги нарече и „скитнички ќелии во мирување“. Со присуството на овие клетки, тој го објасни формирањето на нови клетки за време на воспалението.

Ајде да објасниме неколку зборови. Диференцијацијата е „специјализација“ на клетка, при што таа ги стекнува својствата неопходни за извршување на функцијата што и е доделена од природата. Недиференцираната клетка не е способна да се контрахира како мускулна клетка, да генерира електричен сигнал како нервна клетка и да го синтетизира хормонот инсулин како клетките на островчињата Лангерханс на панкреасот. Тие исто така велат дека во процесот на диференцијација клетките созреваат.

Обично, името на незрелите клетки го содржи зборот „експлозија“, односно „топка“ (бластула е сферична фаза на развојот на ембрионот, додека ѕидот на топката е претставен со еден слој клетки). Претходната клетка на коската се нарекува остеобласт; претходник на меланоцитот кој го синтетизира пигментот со темна боја меланин, поради кој потемнуваме кога потемнуваме, е меланобластомот, а клетките на нервниот систем се невробласти. Овие „примарни“ клетки навистина изгледаат како топки: невро- и меланобластот немаат процеси карактеристични за возрасните фази, кои се појавуваат само за време на диференцијацијата.

Нешто слично видел и Максимов во културите. Така, тој сметаше дека голем лимфоцит, кој доаѓа од примарната мезенхимална клетка преку фазата на мал лимфоцит, што е релативно мала клетка со големо јадро, е „заеднички предок на хематопоезата“.

Зборот „мезенхим“ е од грчко потекло и значи „посредник“. Максимов следејќи ги ембриолозите од 19 век. се веруваше дека мезенхимот е среден (помеѓу екто- и ендодерм) герминативен слој, од кој потоа се формираат сврзното ткиво и неговите деривати во форма на крвни садови, крв, 'рскавица и коска. Денес знаеме дека мезенхималните клетки се исфрлени од горната грбна (дорзална) половина на невралната туба, така што и тие се од ектодермално потекло. Ова е причината зошто невронот и лимфоцитот имаат толку многу слични гени и својства.

Интересот за прогениторните клетки (прекурсори) оживеа во 1960-тите, кога Џ. Гурдон, ембриолог од Универзитетот Оксфорд, го воодушеви целиот свет со клонирани жаби. Гердон смислил метод за пренесување на јадрото на една клетка во цитоплазмата на друга.

За своите експерименти, тој земал јајца видливи со голо око и ги отстранил јадрата од нив. Така, тој добил „енуклеирана“ цитоплазма, во која ги пресадил диплоидните јадра (со двоен сет на хромозоми) на соматските клетки, кои, во нормални условипостојано се делат (клетки на цревната слузница). Така, за своите експерименти за клонирање, Гердон можеби користел матични клетки од цревниот епител. Но, тогаш никој не размислуваше за проблемот.

Речиси истовремено со работата на Гердон, почнаа да се појавуваат написи кои го опишуваат описот на неврогенезата во хипокампусот на мозокот. Отпрвин, формирањето на нови нервни клетки беше забележано едноставно под микроскоп, а потоа набљудувањата почнаа да се потврдуваат со помош на авторадиографија, што укажуваше на синтеза на нови молекули на ДНК. На крајот, процесот беше потврден и со помош на електронски микроскоп. Но, народот се уште е убеден дека „нервните клетки не се обновени“.

Гердон се прашуваше како цитоплазмата на јајцето го репрограмира соматското јадро, т.е. јадро на диференцирана клетка. Клетката не созрева веднаш. За да го направите ова, мора да помине низ неколку клеточни циклуси.

Матичната клетка не влегува во процес на созревање. Претходно, се веруваше дека во исто време таа не дели, бидејќи беше во состојба на „притвор“ клеточен циклус, т.е. како во „замрзната“ состојба. Меѓутоа, сега излегува дека сè е многу покомплицирано, според баремво клеточни култури. Но, повеќе за тоа подолу.

На самиот последно времеекспериментаторите, можеби под влијание на еколозите, го изнесоа концептот на ниша. Нишае клеточна средина во која клетката не само што живее, туку и излегува од состојбата на застој за да започне со развој.

Класичен пример за ниша е Графијавата јајничка везикула, во која јајце клетката може да остане во состојба на застој на клетките во текот на животот на женката. Патем, забележуваме дека јајце клетката до самиот момент на оплодување содржи - за разлика од спермата - двоен сет на хромозоми (вториот сет се отстранува дури по воведувањето на спермата). Така, чисто теоретски, јајце клетката пред формирањето на зиготот во однос на збирот на хромозоми не се разликува од која било друга соматска клетка.

Друга ниша е дното фоликул на косатакаде „живеат“ матичните клетки од кои се формираат меланоцити. Нишата на неврогенезата, покрај хипокампусот, е и субвентрикуларната зона. тоа клеточен слој, опкружувајќи ги церебралните комори - шуплини во длабочините на хемисферите, исполнети со течност слична на лимфата. Токму во оваа зона постојано се формираат нови нервни клетки, кои потоа мигрираат кон носот. Ова откритие е направено во раните 1990-ти. и докажано експериментално!

Мирисните неврони постојано се во контакт со различен видиспарливи материи во атмосферата. За нас тие значат ароми и мириси, а за миризливите неврони се токсични, особено во високи концентрации. Значи, мора постојано да генерирате нови нервни клетки за да го надополните нивниот недостаток.

Но, не се само хемикалиите. Мирисните неврони се наоѓаат поблиску до површината на носната слузница од сите други нервни клетки. Од надворешна срединатие се одделени со неколку микрони слуз што се секретира од мукозниот епител. И многу поопасни за миризливите неврони се константни вирусни нападиособено за време на епидемии респираторни заболувања. Затоа назофарингеалната мукоза ја претставува третата ниша на постојана неврогенеза.

Во првиот број на списанието Наукатаво 1995 година, беше објавена статија за изолација и карактеризација на човечките хематопоетски матични клетки. Инциденцата на матични клетки е околу 1 од 105 клетки на коскената срцевина. Малку пред тоа, во средината на ноември 1994 година, списанието Природатаобјави статија за изолација на самообновувачки мултипотентни матични клетки од церебралниот кортекс од феталниот мозок на стаорци. Така и зората експериментална студијаматични клетки во нивните природни ниши и изолирани култури.

Паралелно со ова, се одвиваше истражување за процесите на репрограмирање. Веќе беше кажано погоре за репрограмирање на самата јајце клетка и јадрото на соматската клетка сместена во нејзината цитоплазма. Денес знаеме дека репрограмирањето може да се направи со додавање нуклеарен и цитоплазматски екстракт од јајца, како и „примарни“ човечки Т-лимфоцити.

Репрограмирањето е олеснето и со додавање на фактори за раст - специјални протеини кои го стимулираат растот и репродукцијата на клетките. Научниците одамна знаат за ефектот на факторите за раст, па серумот од телешка крв, кој ги содржи, обично се додава во клеточните култури. Можно е да се дејствува повеќе намерно, на пример, да се одгледуваат клетки со „претставници“ на други ткива. Ова предизвикува клетките да го менуваат типот на ткивото. Значи, ако земете кожни фибробласти и додадете екстракт од прекурсори (прекурсори) на невронски клетки во медиумот за култура, тогаш фибробластите почнуваат да синтетизираат протеин од нервни влакна што е некарактеристичен за нив. Дури доаѓа до точка дека фибробластите имаат нервни процеси - дендрити.

Но, сите овие влијанија не беа насочени. Предноста на современиот пристап е јасно насочено дејство што ги вклучува саканите гени, а со тоа ви овозможува да го контролирате развојот на клетките. Релативно долго време, во текот на онколошките истражувања, беше изолиран таканаречениот ПИЛ, фактор за сузбивање на леукемијата. Овој протеин, кој е фактор на транскрипција (активирачка транскрипција), го инхибира развојот на мезодермалните, особено мускулите, клетките и го стимулира почетокот на невронската диференцијација. Може да се каже дека ги репрограмира матичните клетки за развој на нервните клетки.

FIL се надеваме дека ќе реши еден важен проблем со клонирањето. Факт е дека ембрионските матични клетки, и покрај сета своја плурипотенција, имаат едно непријатно својство - тие формираат тератоми, односно грди израстоци. Во овој поглед, многу е подобро да се користат возрасни матични клетки, особено затоа што научниците веќе научија како да ги „прошират“ границите на специфичноста на ткивото, односно да добијат потомство на клетки од едно ткиво со карактеристики на други ткива.

Но, возрасните имаат свои проблеми, од кои еден е мал пролиферативен потенцијал (клетките престануваат да се делат прилично брзо). Значи, додавањето на FILA доведува до отстранување на ова ограничување: мезенхималните матични клетки изолирани од коскената срцевина на возрасен глушец биле подложени на повеќе од 80 поделби во културата! Од страна на изгледклетките се токму оние на Максимов: 8–10 µm во дијаметар, заоблени, со големо сферично јадро и тенок раб на цитоплазмата. Способноста за делење се потврдува и со зачувувањето на теломерите. Потсетете се дека ова се завршните делови на хромозомите кои имаат едноверижна ДНК. Со секоја поделба, 200-300 нуклеотиди од оваа ДНК се „отсечени“, што резултира со скратување на теломерите. Кога ќе достигне одредена граница, клетката ја губи способноста да се дели и се подложува на апоптоза.

Матичните клетки, откако ќе се префрлат на озрачено животно, ја обновуваат хематопоезата, хепаталниот епител, како и клетките на белите дробови и цревата. Тие немаат имунолошки мембрански протеини карактеристични за возрасни клетки, кои вообичаено ја активираат реакцијата на отфрлање. Покрај тоа, тие имаат висока активност на теломераза, ензим кој ја синтетизира теломерната ДНК. Просечната должина на теломерите во клетките на културата е 27 килобази, односно илјадници „букви“ од генскиот код. Оваа вредност е „поставена“ по 40 делби на ќелии и останува непроменета по 102!

За да го насочат развојот на клетките на коскената срцевина долж патеката на невроните, научниците го воведоа во културата таканаречениот „Nurr“ - „нуклеарен (нуклеарен) рецептор“, кој е фактор на транскрипција специфичен за прекурсорите на средниот мозок, „нас. По патот на развојот на допаминските неврони (чија смрт доведува до паркинсонизам). Допаминските неврони добиени на овој начин ги имаат истите електрофизиолошки карактеристики како и нормалните. По трансплантацијата на такви неврони во стаорец со модел на паркинсонизам, тој закрепнува нормални движењашепи.

Други експерименти покажаа дека процесот на репрограмирање се состои од најмалку пет фази. Во првиот чекор, со помош на цитомегаловирус (природно модифициран за да не може да се репродуцира во клетките), беше пренесен генот Nurr, како резултат на што беше стимулиран генот на тирозин хидроксилаза. Овој ензим додава -OH група на аминокиселината тирозин, што резултира со производство на допамин. Покрај тоа, Нур го „откри“ и генот за тубулин, протеин од кој се прават тубули, микротубули, без кои не може да се замисли нервна клетка: микротубулите, како што знаете, транспортираат невротрансмитери, на пример, истиот допамин, до синапсите. , каде што се излачуваат.

Во раните фази, ембрионските матични клетки исто така може да се трансформираат во клетки кои синтетизираат инсулин. Ова го отвора патот за помош на милиони дијабетичари кои имаат таква потреба од овој протеински хормон (само во САД оваа дијагноза ја поставуваат годишно 800 пациенти).

Можно е да се насочи развојот на матичните клетки во една од фазите на патот на серотонин неврони. Серотонин е исто така еден од најважните невротрансмитери, неговиот недостаток доведува до разни ментални нарушувања, почнувајќи од депресија. Интересно, развојот на невроните зависи од дејството на факторот на раст на фибробластите, т.е. клетките на сврзното (мезодерм) ткиво. Ова уште еднаш го потврдува фактот за „единството“ на потеклото на невро- и мезодермот. Додавањето на фактор на раст на фибробластите предизвикува зголемување на бројот на серотонин неврони за 2,5 пати. Во исто време, бројот на клетки со тирозин хидроксилаза, односно допамин, се намалува.

Ако во клетките се внесат повеќе копии од генот Nurr, тогаш процентот на допамински неврони во културата се зголемува од 5 на 50%. Ако во 4-та фаза додадеме уште неколку стимуланси за развој на „гранката“ на допамин, тогаш бројот на такви клетки се зголемува на речиси 80%.

Сега задачата е да се обидеме да ги пренесеме експериментите од глувци на луѓе што е можно побрзо. На многу начини, овој проблем е поврзан со самата техника на одгледување на матични клетки: тие се „засадуваат“ на клетките од хранење (хранење) на глувчето и се додава плазма (серум) од крв од теле. Ова е потенцијално опасно бидејќи човечките клетки може да се заразат со животински ретровирус. Таквите клетки не можат да се користат за лекување на луѓе. Ова овозможува сите производи да се тестираат со стандардни тестови за СИДА, херпес, хепатитис итн.

Меѓутоа, неодамна е патентиран метод кој користи мускулните клеткичовечки и се додава човечки серум за да се стимулира растот.

Досега најголем дел од експериментите се на животни. За да се решат многу практични и теоретски проблеми, неопходно е да се добие што е можно генетски „чист“ материјал.

1 - отстранување на јадрото од јајцето; 2 - „воведување“ на диплоидното јадро на лимфоцитот; 3 – стадиум на бластоцист со ембрионални матични клетки; 4 – култура на матични клетки и ембрион од нив; 5 – сурогат мајка и глушец; 6 – земање лимфоцити од нормален глушец

Тука треба да се направи една теоретска дигресија. Факт е дека таканаречените генски преуредувања, или преуредувања, „мешање“ на генските региони одговорни за синтеза на антитела постојано се случуваат во лимфоцитите. Преку ова мешање, имуните клетки се способни да одговорат на различни протеини од патогени кои постојано се менуваат. Нормално во нормалните ткива надвор имунолошки системтакви аранжмани не се случуваат. Ова овозможува барем делумно да се реши проблемот со репрограмирање, што во голема мера зависи од цитоплазмата на јајцето. Лимфоцитите се добро прилагодени да го решат овој проблем, бидејќи сите нивни потомци се клон што ги задржува истите генски маркери.

Добиени се две линии на глувци: едната од Б-клетка, а втората е потомок на Т-лимфоцит. Треба да се забележи дека лимфоцитите се прилично тешки за репрограмирање. Глувците со Б-лимфоцити имале преуредување на имуноглобулинските гени во сите ткива и биле остварливи. Но, потомството на Т-лимфоцитот се покажа како „некомпатибилно“ со животот - ембрионите умреа во матката, а единствениот роден се покажа дека е мртов. Така, обидот да се добие моноклонално потомство покажа различен потенцијал од страна на клетките, нивната способност или неможност за репрограмирање, како и присуство на други проблеми. Значи, сепак ќе треба да се вратиме на матичните клетки на коскената срцевина, за кои пишуваше Максимов, иако нивниот потенцијал е прилично ограничен, доколку ние зборувамеза организам, а не за култура каде што може да се воведат различни гени во различни фази на диференцијација.

Во еден од експериментите, на озрачените глувци од една линија (со убиена коскена срцевина) им биле пренесени 2 илјади клетки на коскената срцевина од друга линија. Последниве носеле генетски маркер, поради што под дејство на една од супстанците биле обоени во Сина боја. По 12 недели обоена од 80 до 95% крвни зрнцапримател. По 4 месеци, глувците беа убиени. На делови од мозокот, нервните клетки обоени во сино, научниците не можеа да ги видат. А оние кои беа обоени (помалку од 5 ќелии) имаа заоблена форма и не носеа никакви процеси. Така, трансформацијата на клетките на коскената срцевина во мозочни клетки не се случува во телото.

Бидејќи матичните клетки се складираат во телото во текот на животот, би требало да живееме подолго и да не се разболуваме, бидејќи матичните клетки треба да ги заменат мртвите и болните во нашите органи. Сепак, како што сите знаат, тоа не е така.

Сега, на многу начини, вниманието на научниците е насочено кон теломерите, како главни регулатори на клеточната делба, без кои нема диференцијација. Со дефекти на теломерите, поточно протеините кои се во комплекс со нив, доаѓа до состојба на забрзано скратување на нивната должина. Еден од протеините беше именуван Est, што е скратен англиски израз за „постојано скратување теломери“ ( Теломери кои постојано се скратуваат). Оваа состојба брзо доведува до прерана клеточна смрт.

Est ја стимулира теломеразата, која ја издолжува теломерната ДНК, а со тоа го одложува достигнувањето на животната граница на клетката. Се чини, зошто сите овие детали, ако научниците веќе научиле како да ја контролираат диференцијацијата на матичните клетки во културата? Овде можете да приговарате.

Прво, матичните клетки од различни соеви на глувци имаат различна отпорност на оштетување на ДНК, како што е ултравиолетова светлина. Вкрстување различни линииИдентификуваше локус за „поправка на ДНК“ во 11-от хромозом, кој е одговорен за „поправка“ на животната молекула ако во неа се формираат скршени единечни и двојни влакна по зрачењето или дејството на слободните радикали на кислород. Истиот локус постои и на 11-от човечки хромозом. Можно е сето ова да има врска со теломерите, бидејќи има и двојна и едноверижна ДНК ...

Во однос на диференцијацијата, и ембрионските и возрасните матични клетки се воз кој веќе замина. Би било многу полесно да се разберат многу прашања од клеточната биологија доколку би можеле да ги анализираме процесите од самиот почеток, имено од гаметите. Но култура на гамети досега немало...

И еве ги двете најнови објави. Пред сè, беше можно да се воспостави диференцијација во културата на сперматогонија - матичните клетки на тестисите, од кои се формираат сперматозоидите. Ова се постигнува со пренесување на каталитичката единица теломераза во сперматогониумот (ова е втората причина зошто научниците се толку заинтересирани за теломерите).

Сперматогонија беа изолирани од глушец стар 6 дена, по што генот на теломераза беше внесен во нив со помош на ретровирус. Во исто време се добиени матични клетки - со големо заоблено јадро и мал раб на цитоплазмата (повторно Максимов!). И по една година одгледување, овие матични клетки имаа „свежа“ морфологија.

Тие содржат протеин кој врзува РНК, кој е карактеристичен за матичните клетки, како и факторот на транскрипција Окт, кој е неопходен за развој на плурипотентни ембрионски клетки. Познато е дека октомври се задржува кај мажјаците до почетокот на диференцијацијата на сперматогонијата и почетокот на сперматогенезата.

Изгледа дека многу од неуспесите на кои до сега наишле научниците се поврзани со... ослободување на јајце клетка од фоликул! Факт е дека тој е опкружен со три слоја хранливи и заштитни ќелии, кои, особено, му го наметнуваат „апсењето“ споменато погоре. Научниците од Универзитетот во Конектикат одлучија да го изолираат целиот фоликул, по што го „стиснаа“ меѓу две покривки. Големината на фоликулот е 260-470 микрони, така што е поудобно и полесно да се работи со него отколку со „голо“ јајце.

Со цел да разберат што го предизвикува апсењето, научниците со микропипета инјектирале моноклонални антитела против таканаречената стимулирачка подединица на Г-протеинот под мембраната на ооцитот. Г-протеините се ензими кои произведуваат енергија со разделување не АТП, туку гванозин трифосфат (ГТП). Тие ја трошат оваа енергија на различни работи, вклучително и стимулирање на мембранскиот ензим аденилат циклаза, кој „го прави“ цикличниот аденозин монофосфат (cAMP) од АТП.

Клеточна мембрана со различни рецептори, јонски канали (Ca2+, Na+) и ензими

Цикличниот AMP е најважниот регулатор на процесите во цитоплазмата, предизвикувајќи, меѓу другото, прекин на животниот циклус на јајце клетките. Воведувањето на моноклонални антитела против Г-протеинот доведува до блокада на аденилат циклаза и пад на нивото на cAMP, како резултат на што се надминува апсењето и клетката влегува во мејоза. Така, се моделира дејството на лутеинизирачкиот хормон на хипофизата, кој го прави истото секој месец со едно или друго јајце во јајниците. Значи, сосема е можно наскоро да слушнеме за културата на ооцитите, со помош на која истражувачите ќе можат да ги разберат процесите што се случуваат во првите фази на развојот (дури и пред оплодувањето).

И последното. Очигледно беше можно да се разбере причината за други неуспеси поврзани со клонираните. Факт е дека за да се започне со клонирање и да се добијат матични клетки, неопходно е да се „отстрани“ јадрото на ооцитот од цитоплазмата и на негово место да се воведе јадрото на диплоидна соматска клетка. Во исто време, до една третина од цитоплазмата со своите хранливи материи и регулаторни супстанции и протеини тече низ руптурата на мембраната на јајцето. Поради ова, клоновите не се остварливи.

Релативно долго време, се предлагаше да се „подели“ цитоплазмата на ооцитот на две половини - што го содржи јадрото и без него. Вториот се нарекува "цитопласт". Сега Габор Бајта од Земјоделскиот институт во Копенхаген предложи воопшто да не се отстранува јадрото на соматските клетки, туку едноставно да се „спои“ со еден или два цитопласти. Во исто време, не се потребни скапи манипулатори и високо квалификувани специјалисти - сè може да се направи буквално внатре теренски условистуденти или лаборанти.

Методот е веќе тестиран од австралиски научници, кои со негова помош драстично го зголемија „приносот“ на клонираните телиња: од 7 бластоцисти - „топчиња“ од ембрионски клетки - пренесени во матката на кравите, шест беа имплантирани во мукозната мембрана и доведе до бременост, што резултираше со раѓање на бикови и јуници. Да потсетиме дека овцата Доли е родена како резултат на повеќе од 300 неуспешни обиди.

Според списанијата Природатаи Науката.

1 од 14

Презентација на тема:матични клетки

слајд број 1

Опис на слајдот:

слајд број 2

Опис на слајдот:

слајд број 3

Опис на слајдот:

Откривање на матични клетки Крвта од папочна врвца содржи матични клетки од новороденче. Матичните клетки се јадрото на животот, изворот од кој се формираат сите други клетки на телото. Тие се способни да се трансформираат во клетки на сите органи и ткива на телото. Клетките обезбедуваат закрепнување оштетените областиоргани и ткива. Од матичните клетки, можете да создадете кое било ткиво, да растете кој било орган. Ваквите необични својства беа откриени не толку одамна, но пробивот во оваа област во изминатите неколку години беше единствен.

слајд број 4

Опис на слајдот:

Примени во медицината Научниците веќе успешно користеле матични клетки за лекување на разни заболувања. Неодамна лекарите објавија дека се подготвени да одгледуваат нови врз основа на матични клетки. здрави заби. И апсолутно неверојатна метаморфоза - матичните клетки можат да „заборават“ на потеклото на коскената срцевина толку многу што под влијание на одредени фактори дури и се претвораат во нервни клетки (неврони). Две недели по додавањето на специјална сигнална супстанца во културата на матични клетки, тие веќе се 80% составени од неврони. Ова е сè уште само достигнување на „пробна епрувета“, но дава надеж за излекување на пациентите со тешки лезии на 'рбетниот мозок и мозокот. низ сите делови на мозокот без да се наруши неговата структура. Матичните клетки се претвораат во клетки на црниот дроб. Утврдено е дека кога црниот дроб е оштетен, новите клетки на црниот дроб (хепатоцити) и нивните прекурсори се формираат главно од матични клетки од донаторска коскена срцевина.

слајд број 5

Опис на слајдот:

матични клетки во клиничка пракса AT терапевтска применаматичните клетки денес без сомнение предничи ортопедијата Факт е дека лекарите имаат уникатни супстанции во рацете: специјални протеини, таканаречените коскени морфогени протеини (БМП), кои предизвикуваат дегенерација на матичните клетки во коската. ткивна клетка (остеобласти). Во САД се веќе последната фазатестови и наскоро ќе бидат широко користени во клиниките, специјални порозни сунѓери исполнети и со матични клетки и со БМП.Со поставување на такви чудотворни сунѓери на оштетено место (зона на фрактура или празнина по отстранувањето на остеосаркомот), можно е да се пополни празнината што недостасува до 25 сантиметри во рок од два месеци. Покрај тоа, во тек е работа за интегрирање на генот BMP во матични клетки. Ова значи дека, откако се прероди како коскените клетки, ќе можат сами да произведат протеин - БМП, иницирајќи го процесот на претворање на матичните клетки во коскени клетки.

слајд број 6

Опис на слајдот:

Извори на матични клетки за терапија за рехабилитација Б здраво телопостои универзален механизам за заздравување на повредите со користење на внатрешната клеточна резерва - матични клетки на коскената срцевина. Овие клетки можат да се претворат во кои било други клетки, погодувајќи го соодветниот дел од телото. Матичните клетки почнуваат да навлегуваат во оштетената област кога ќе добијат соодветен сигнал од централниот нервен систем. Откако стигнаа до местото на оштетување, тие се претвораат во исчезнатите клетки на оштетеното ткиво под дејство на одредени сигнални молекули. Но, складиштето на матични клетки не може да биде неисцрпно. Откако ќе се залечат големите оштетувања, коскената срцевина се „празни“, а со возраста, залихите на матични клетки значително се намалуваат. Кога ќе се родиме, во нашата коскена срцевина, на секои 10.000 хематопоетски клетки, има една матични клетки. Адолесцентите имаат 10 пати помалку матични клетки. До 50-годишна возраст има една матична клетка на половина милион хематопоетски клетки, а на 70 години едноставно е бесмислено да се земе примерок од коскената срцевина - има само една матична клетка на милион хематопоетски клетки. Односно, дарувањето на коскена срцевина има смисла само на млада возраст; старите луѓе ќе мора да користат туѓи култури на матични клетки. Покрај тоа, најзгодно е да се примаат донаторски матични клетки директно при раѓање од папочната врвца и плацентата, каде што исто така се содржани во доволни количини.

слајд број 7

Опис на слајдот:

Употреба на диференцирачки фактори на раст на матични клетки во стоматологијата Факторите на раст на матичните клетки се администрираат во доза од 10 mcg дневно во тек на 3-5 дена кај пациенти со генерализиран периодонтитис различни степенигравитација во пределот на преодниот набор на предворјето на устата. По употребата на факторите за раст на матични клетки, 80% од пациентите имаат позитивен ефект: се чувствуваат подобро, чешањето и болката исчезна (100%); Крварење на непцата (71%); Нормализирана густина и боја на непцата (66,7%); Шилер -Тестот Писарев бил негативен во 81% од случаите. Факторите за раст на клетките придонеле за обновување на индикаторите за имунитет, неспецифичен отпори хемостаза главно кај благи и среден степенсериозноста на периодонтитисот. По 8-10 месеци, кај пациенти со периодонтитис третирани со фактори на раст на матични клетки, процесот немаше егзацербација, непријатноста во непцата исчезна, мобилните заби станаа посилни. Рендгенските снимки не покажаа прогресија на уништување на коскеното ткиво, а бројот на фокуси на остеопороза се намали.

слајд број 8

Опис на слајдот:

Гемабанк матични клетки Гемабанк е складиште на матични клетки. Неговата цел е да се зачуваат на ултра ниска температура долги години изолирани матични клетки крв од папочна врвца. Во банката матичните клетки на секое новороденче се чуваат целосно одвоени и можат да се користат само во интерес на него или на неговото семејство. Гемабанк е основана во ноември 2003 година. Центарот за матични клетки ќе биде лоциран во Хертфордшир на југот на Англија. Банката е основана од Советот медицински истражувањаи Британскиот совет за биотехнологија и биолошки истражувања. На неговиот проект работеа научниците од Кингс колеџот во Лондон и Животниот научен центар во Њукасл. Тој користи долгогодишно искуство во банката на коскената срцевина на Рускиот центар за истражување на ракот на Руската академија на медицински науки. Н.Н. Блохин, како и искуството стекнато од бројни банки за крв од папочна врвца кои постојат во САД и многу европските земји. Банката ќе користи матични клетки земени од ембриони и други човечки ткива, а потоа ќе создаде услови за нивна бескрајна репродукција и од нив ќе расте различни специфични клетки. Банката исто така ќе складира и снабдува матични клетки потребни за проучување и лекување на дијабетес, рак, Паркинсонова болест и други болести.

слајд број 9

Опис на слајдот:

матични клетки. „ЗА“ и „ПРОТИВ“ - позиции странски земјиВо многу земји на Европската унија, воопшто не постојат закони за матични клетки, каде што се тие, нивниот опсег е од апсолутна забрана за истражување на ембриони (Франција, Германија, Ирска) до дозвола за создавање ембриони за истражувачки цели ( Велика Британија). Разновидноста на мислењата ги одразува постоечките културни и религиозни разлики. Во повеќето земји, постои паралела помеѓу дозволеноста на абортусот. Ирска е единствената земја во Европската унија (ЕУ) чиј устав го потврдува правото на живот сè уште не родени луѓеа ова право се поистоветува со правото на живот на мајката. И покрај тоа, абортусот е легален доколку животот на мајката е во директна опасност. Силувањето, инцестот или феталните абнормалности не се оправдување. Белгија и Холандија спроведуваат истражување на ембриони во отсуство на правна рамка. Во Португалија, каде што абортусот е нелегален, освен во случаи на силување или сериозни медицински причини, а безусловно е забранет по 12-та недела од бременоста, нема законска регулатива, но нема истражување. Тие се забранети во Австрија, Германија, па дури и во Франција, но втората дозволува проучување на ембриони без да се наруши нивниот интегритет и дијагнозата пред имплантација.

слајд број 10

Опис на слајдот:

матични клетки. ЗА и ПРОТИВ - позиции на странски земји Шпанскиот устав нуди заштита само за остварливи ин витро ембриони кои произлегуваат од ин витро оплодување. Истражувањето на ембриони под исти услови е дозволено во Финска, Шпанија и Шведска. Во уште девет европски земји, законодавството или се ревидира или се менува. Овие земји, како и оние кои немаат никакво законодавство, може да се водат по меѓународните правила. САД, како и Германија, се лицемерни и неодлучни. Десет држави донесоа закони за регулирање или ограничување на истражувањето на човечки ембриони, фетуси или неродени деца. На федерално ниво, финансиската поддршка е забранета за секое истражување во кое се уништуваат ембриони.

слајд број 11

Опис на слајдот:

Етички прашања Етичките аспекти на истражувањето на човечките матични клетки покренуваат широк опсег на контроверзни и важни прашања. Многу од нив се поврзани со производството на овие клетки, чиј извор може да биде возрасен организам, крв од папочната врвца, ембрионално ткиво или ткиво во различни фази од неговиот развој. Денес е општо прифатено дека најдобар извор на матични клетки за терапевтски цели се ембрионите. Затоа, се поставува прашањето, дали е можно конкретно да се создадат ембриони за добивање матични клетки, за лекување и преживување на возрасните? Постојат прашања за доброволна информирана согласност и за донаторите и за примателите на клетки; прифатливи проценки на ризик; примена на етички стандарди во човековото истражување; анонимност на донаторот; заштита и безбедност на клеточните банки; доверливост и заштита на приватната природа на генетските информации. Конечно, тука се прашањата за трговија и компензација на учесниците во процесот; заштита на човечките ткива, генетскиот материјал и информациите додека се движат преку границите, како во ЕУ, така и низ светот. Сите овие прашања се важни, но повеќето од нив се последните годинивеќе се разговараше.

слајд број 12

Опис на слајдот:

Етички прашања Во моментов, како што веќе беше споменато, најперспективниот извор на матични клетки за истражувачки и терапевтски цели се или абортираните фетуси или ембрионите пред имплантација. Сепак, неодамна се појавија ветувачки истражувања за возрасни матични клетки. Напуштањето на ембрионските истражувања со надеж дека ќе има доволно возрасни матични клетки е крајно опасен и проблематичен редослед на причини. Прво, дали возрасните клетки ќе бидат добри во терапија како и ембрионските (сега има многу повеќе податоци и многу повеќе терапевтски изгледи од употребата на човечки ембрионски матични клетки (ESCs). Второ, може да испадне дека возрасните клетки Трето, знаеме дека е можно да се промени или замени речиси секој ген во човечките ЕСС, но дали тоа е точно за возрасни матични клетки, останува да се утврди. човечки животиодржува само еден од двата клеточни извори, принудувајќи ги луѓето да чекаат, а можеби и да умрат, чекајќи да примаат и користат клетки од помалку соодветен извор. Така, етичките проблеми на човечките ЕСС се акутни и итни и во догледна иднина тие не можат да се заобиколат со концентрирање на возрасни матични клетки.

слајд број 13

Опис на слајдот:

Етички прашања Познато е дека од раните ембриони пред имплантација тоа е можно поединечни клетки. Овој метод може да биде едно од решенијата за проблемот со добивање на ESCs. Меѓутоа, ако отстранетите клетки се тотипотентни (т.е. способни да се развијат во кој било орган, па дури и во независен организам), тогаш тие се, всушност, посебни зиготи, „ембриони“ и затоа мора да бидат заштитени во иста мера како оригиналните ембриони. Ако таквите клетки се само плурипотентни, тогаш тие не можат да се сметаат за ембриони. За жал, сè уште не е можно однапред да се каже дали одредена клетка е тоти- или плурипотентна. Ова може да се утврди со сигурност само ретроспективно, со набљудување на што се способни клетките. Да формулираме два проблема на етичките позиции: Доследност на истражувањето на матичните клетки со она што се смета за прифатливо и етичко во однос на нормалната сексуална репродукција. Доследност со позициите и моралните верувања во врска со абортусот и вештачката човечка репродукција. Етички принцип кој целосно се однесува на употребата на ембриони во истражувањето. Ова е „принципот на избегнување непотребно трошење“, сугерирајќи дека е исправно да им користиме на луѓето, доколку е во наша моќ, а погрешно е да им наштетиме.

слајд број 14

Опис на слајдот:

Клонирање на бајка или вистинска приказна Денес, употребата на ембрионски клетки се оживува на ново ниво. Науката успеа да го разбере механизмот на дејство на ембрионските ткива на заболените органи. Миграцијата на матичните клетки во телото и нивната способност да обноват кој било орган може да реши многу проблеми во медицината и да го засени клонирањето, што предизвикува толку многу контроверзии. како што покажуваат најновото истражување, клонирањето на органи не е заштитено тогаш грешките во копирањето на генетскиот материјал. Значи, кога се клонираат глувци, сите глувци умираат, почнувајќи од шестата генерација. Очигледно, акумулацијата на грешки во ДНК доведува до деградација и смрт.