Про антигены человека

Содержание 

 

1 Историческая справка

2 Описание

3 Характеристики эмбриональных  стволовых клеток

4 Интересные факты

5 Использование стволовых клеток в медицине

6 Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки

7 Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Историческая справка

 

Термин «стволовая клетка»  был введён в научный обиход русским  гистологом Александром Максимовым (1874—1928). Он постулировал существование  стволовой кроветворной клетки. На заседании Общества Гематологов  в Берлине 1 июня 1909 года он ввёл понятие  «Stammzelle», подразумевая под этим определением лимфоцит в более широком значении этого слова, как клетку, способную быть стволовой в современном понимании этого слова.

В 1981 году английский биолог Мартин Эванс впервые выделил  недифференцированные плюрипотентные линии стволовых клеток, полученные из бластоцисты мыши.

В 1998 году Д. Томпсон и  Д. Герхарт выявили бессмертную линию эмбриональных стволовых клеток (ЭСК).

В 1999 году журнал Science признал открытие эмбриональных стволовых клеток третьим по значимости событием в биологии после расшифровки двойной спирали ДНК и программы «Геном человека».

В 2009 году южно-корейского учёного  Хуанг Ву-Сук обвинили в мошенничестве, связанном с его исследованиями в области клонирования стволовых клеток. Он утверждал, что он и его команда извлекли ткани из клонированных человеческих эмбрионов, которые были идентичны по ДНК клеткам 11 пациентов. Однако университетская комиссия, проводившая расследования, выяснила, что все 11 наборов данных были произведены от 2 линий стволовых клеток.

 

 

 

 

 

 

 

2 Описание

Стволовы́е кле́тки — иерархия особых клеток живых организмов, каждая из которых способна впоследствии изменяться (дифференцироваться) особым образом (то есть получать специализацию и далее развиваться как обычная клетка). Стволовые клетки способны асимметрично делиться, из-за чего при делении образуется клетка, подобная материнской (самовоспроизведение), а также новая клетка, которая способна дифференцироваться.

Корнем иерархии стволовых  клеток является тотипотентная зигота. В ходе первых нескольких делений зиготы млекопитающих бластомеры сохраняют тотипотентность, и при потере целостности зародыша это может приводить к появлению монозиготных близнецов. К ветвям иерархии относятся плюрипотентные и мультипотентные (бластные) стволовые клетки. Листьями (конечными элементами) иерархии являются зрелые унипотентные клетки тканей организма.

Нишами стволовых клеток называются места в ткани, где  постоянно залегают стволовые клетки, делящиеся по мере надобности для  дальнейшей дифференциации.

Стволовые клетки размножаются путём деления, как и все остальные  клетки. Отличие стволовых клеток состоит в том, что они могут  делиться неограниченно, а зрелые клетки обычно имеют ограниченное количество циклов деления.

Вторая характерная особенность  стволовых клеток заключается в  том, что при их делении одна из дочерних клеток дифференцируется, а  вторая остается стволовой. За счет этого  стволовые клетки образуют самоподдерживающуюся популяцию.

Когда происходит созревание стволовых клеток, то они проходят несколько стадий. В результате в  организме имеется ряд популяций  стволовых клеток различной степени  зрелости. В норме, чем более зрелой является клетка, тем меньше вероятность  того, что она сможет превратиться в клетку другого типа. Но всё  же это возможно благодаря феномену трансдифференцировки клеток.

ДНК в большинстве клеток одного организма (кроме половых), в  том числе и стволовых, одинакова. Клетки различных органов и тканей, например, клетки кости и нервные  клетки, различаются только тем, какие  гены у них включены, а какие  выключены, то есть регулированием экспрессии генов, например, путём метилирования ДНК. Фактически, с осознанием существования зрелых и незрелых клеток был обнаружен новый уровень управления клетками. Геном у всех клеток идентичен, но режим работы, в котором он находится — различен.

В различных органах и  тканях взрослого организма существуют частично созревшие стволовые клетки, готовые быстро дозреть и превратиться в клетки нужного типа. Они называются бластными клетками. Например, частично созревшие клетки мозга — это нейробласты, кости — остеобласты и так далее. Дифференцировку могут запускать как внутренние причины, так и внешние. Любая клетка реагирует на внешние раздражители, в том числе и на специальные сигналы цитокины. Например, есть сигнал (вещество), служащий признаком перенаселённости. Если клеток становится очень много, то этот сигнал сдерживает деление. В ответ на сигналы клетка может регулировать экспрессию генов.

 

 

3 Характеристики эмбриональных стволовых клеток

Тотипотентность — способность образовывать любую из примерно 350 типов клеток организма (у млекопитающих);

Хоуминг — способность стволовых клеток, при введении их в организм, находить зону повреждения и фиксироваться там, исполняя утраченную функцию;

Факторы, которые определяют уникальность стволовых клеток, находятся  не в ядре, а в цитоплазме. Это  избыток мРНК всех 3 тысяч генов, которые отвечают за раннее развитие зародыша;

Теломеразная активность. При каждой репликации часть теломер утрачивается. В стволовых, половых и опухолевых клетках есть теломеразная активность, концы их хромосом надстраиваются, то есть эти клетки способны проходить потенциально бесконечное количество клеточных делений, они бессмертны.

 

 

4 Интересные факты

Стволовых клеток в нашем  организме очень мало:

у эмбриона — 1 клетка на 10 тысяч,

у человека в 60-80 лет — 1 клетка на 5-8 миллионов

Стволовые клетки растений также называют камбиальными (от лат. cambium — обмен, смена).

 

5 Использование стволовых клеток в медицине

Как мы с Вами знаем, весь наш организм состоит из клеток. С самого рождения в каждом организме  беспрерывно происходят процессы клеточного обновления. В процессе ежедневной регенерации в Вашем организме  обновляется порядка 1 000 000 000 клеток, исчерпавших свой потенциал.

Благодаря непрерывному процессу клеточного обновления – мы молоды и здоровы. Единым источником всего  многообразия клеток в Вашем организме  являются стволовые клетки. Запас  стволовых клеток в организме  человека – ограничен.

С возрастом темпы клеточного обмена и естественного восстановления органов замедляются. Организм изнашивается. За счет этого наши органы стареют  и легче поддаются воздействию  болезней.

Сегодня использование стволовых  клеток широко распространено при лечении  большого количества заболеваний. На современном  этапе медицина может выращивать и культивировать стволовые клетки, взятые в совсем небольшом количестве, а также способна трансплантировать  их в организм человека. Методика трансплантации стволовых клеток в кровеносное русло человека используется для терапии огромного числа недугов.

 

Недавно в Великобритании врачи смогли спасти пациенту зрение при помощи стволовых клеток. 38-летний Рассел Тернбулл ослеп на правый глаз. Он разнимал драку, когда один из дерущихся прыснул ему в глаз раствором аммиака. В результате ожога роговицы и образовавшихся на ней рубцов Тернбулл потерял зрение. Во время лечения хирурги взяли из здорового левого глаза пациента участок роговицы размером в один квадратный миллиметр, который содержал в себе стволовые клетки. После этого частичку ткани начали выращивать в лаборатории и увеличили ее в 400 раз. Операция по замене поврежденной роговицы участком выращенной здоровой ткани прошла успешно и вернула Тернбуллу зрение.

Данный метод разработали  специалисты из Института по изучению стволовых клеток Северо-востока  Англии. Использование стволовых  клеток при лечении 8 пациентов дало положительные результаты, в итоге  у пяти из них улучшилась острота  зрения.

Впервые пересадку костного мозга пациенту с лейкемией провёл американский врач Дон Томас в 1969 году, за что в 1990-м был удостоен Нобелевской премии. Фактически при  такой процедуре происходит замена всех элементов кроветворной системы: собственные кроветворные клетки больного уничтожаются химическими или радиационными  средствами, а гемопоэтические (кроветворные) стволовые клетки, содержащиеся в  пересаженном костном мозге, дают начало новым здоровым элементам крови. С тех пор этот метод лечения  лейкозов получил широкое распространение.

Использование стволовых  клеток пуповинной крови не вызывает никаких этических возражений, но это не единственное их преимущество перед эмбриональными клетками. Дело в том, что пуповинные клетки —  отнюдь не „младенцы“. „Эмбриональные и взрослые клетки отличаются набором  рецепторов на внешней мембране, то есть „говорят“ на разных языках, —  поясняет В.Н. Смирнов. — Эмбриональные  клетки, образно говоря, первоклашки, а пуповинные — уже взрослые, студенты. И задачи у них разные: взрослые клетки обеспечивают функционирование системы, а эмбриональные эту  систему создают. Можно провести такое сравнение: клетки эмбриональные  — те, кто строит дом, взрослые —  те, кто его эксплуатирует“. Неспособность  эмбриональных клеток понимать сигналы  взрослого окружения может привести к тому, что их развитие пойдёт по неправильному пути и образуется опухоль. С клетками пуповинной крови этот риск гораздо меньше.

 

Перед закладкой на хранение кровь освобождают от балластных фракций — эритроцитов и зрелых лейкоцитов, чтобы получить максимально  обогащённый концентрат стволовых  клеток.

Стволовые клетки условно  разделяют на гемопоэтические и  мезенхимальные — те, что дают начало соединительной ткани, сосудам, гладким мышцам. Основную массу стволовых клеток пуповинной крови составляют гемопоэтические клетки. Но есть там и клетки — предшественники эндотелия, способные формировать стенки сосудов и капилляров.

Недавно в исследованиях, которые провёл доктор биологических  наук Юрий Аскольдович Романов, установлено, что в стенке пуповины, в так  называемом Вартоновом геле, тоже имеются стволовые клетки. И что особенно интересно — эти клетки обладают спонтанной способностью превращаться в нейроны. Некоторое количество клеток с нейрональной ориентацией есть и в самой пуповинной крови.

Способность стволовых клеток пуповинной крови превращаться в  нейроны подтверждает успешный клинический  эксперимент южнокорейских учёных, сообщение о котором появилось  в конце ноября 2004 года. Тридцатисемилетняя женщина, которая из-за травмы позвоночника в течение 19 лет была прикована  к инвалидному креслу, вновь обрела возможность ходить. Восстановить повреждённый участок спинного мозга пациентки  удалось благодаря пересадке  стволовых клеток, выделенных из пуповинной крови.

 

Мезенхимальные клетки обладают крайне важным свойством — они подавляют реакцию иммунной системы на своё присутствие. Если в культуре смешать мезенхимальные клетки и Т-лимфоциты, то последние потеряют часть рецепторов иммунной системы и перестанут отвечать на присутствие „чужака“. Поэтому есть шанс использовать для лечения не только собственные стволовые клетки, но и чужие (аллогенные), не добиваясь полной совместимости. „Такой подход наиболее перспективен для лечения органов, которые отделены от организма внутренним барьером, — считает

Процедура получения стволовых  клеток пуповинной крови достаточно проста и безопасна для матери и ребёнка. Во время родов пуповину пережимают специальными зажимами, и  оставшаяся внутри кровь (её объём составляет примерно 60–80 мл) стекает в шприц. Эту кровь в стерильных контейнерах  доставляют в специализированную лабораторию, где образец подготавливают к  замораживанию. В процессе подготовки из крови удаляют балластные элементы — эритроциты, зрелые лейкоциты, избыток  плазмы. Параллельно проводят биохимические  исследования, определяют характеристики, от которых зависит совместимость  клеток при трансплантации. Кроме  того, проверяют, не заражена ли кровь  бактериями или вирусами. До окончания  такого обследования замороженные образцы  держат на „карантине“, отдельно от остальных. Современные криогенные технологии позволяют сохранять клетки при  низкой температуре практически  неограниченное время. Уже доказано, что более 95% клеток остаются жизнеспособными  после 15 лет хранения в жидком азоте  при температуре –196°С.

 

Пробирки с подготовленными  образцами пуповинной крови погружают  в жидкий азот.

Первый банк для хранения пуповинной крови был организован  в Нью-Йорке десять с небольшим  лет назад. Сейчас в мире насчитывается около сотни банков (только в США их более 30), в которых хранится более 400 тысяч образцов. Значительная часть этих банков именные, принимающие на хранение пуповинную кровь конкретного ребёнка. Такой „банковский вклад“ можно считать персональной биологической страховкой на случай, если самому ребёнку либо его ближайшим родственникам: брату, сестре, родителям — понадобятся стволовые клетки для пересадки. Услуга эта платная, и именной образец пуповинной крови — собственность родителей малыша.

Лечение стволовыми клетками – восстановление органов и тканей

 

Стволовые клетки результативны  в лечении таких болезней, как  ишемическая болезнь сердца (ИБС), инфаркт миокарда, кардиомиопатия, стенокардия, гипертоническая болезнь, хроническая сердечная недостаточность, кардиосклероз, аритмия, миокардиты и многих других болезней. Лечение стволовыми клетками дает непревзойденные результаты в победе над инсультом, циррозом печени, сахарным диабетом.