Эмбриональная стволовая клетка
-
Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК)
- Получены из внутренней клеточной массы бластоцисты
- Обладают плюрипотентностью и способностью к самообновлению
- Используются в регенеративной медицине и тканевой инженерии
-
Этические вопросы
- Выделение ЭСК вызывает этические споры
- Вопрос о моральных соображениях на предимплантационной стадии
-
Терапевтический потенциал
- Лечение диабета и сердечно-сосудистых заболеваний
- Использование в качестве клинической терапии и моделей генетических нарушений
-
Побочные эффекты
- Опухоли и нежелательные иммунные реакции
-
Свойства ЭСК
- Нормальный кариотип, высокая активность теломеразы, долгосрочный пролиферативный потенциал
- Способность к самообновлению и дифференцировке в различные типы клеток
-
Клеточный цикл и рост
- Укороченная фаза G1, высокая экспрессия пролиферативных белков
- Различия в клеточном цикле в зависимости от условий выращивания
-
Использование в регенеративной медицине
- Лечение травм спинного мозга, возрастной макулярной дегенерации, диабета, нейродегенеративных расстройств
- Потенциал для лечения заболеваний, связанных с возрастом
-
Тканевая инженерия
- ЭСК рассматриваются как источник клеток для трансплантации и тканевой инженерии
- Препятствия для использования ЭСК в тканевой инженерии
-
Заместительная терапия клетками
- Дифференциация ЭСК в кардиомиоциты, нейроны, гепатоциты и другие типы клеток
- Трудности в получении зрелых клеток
-
Клинический потенциал
- Лечение болезни Паркинсона, диабета, сердечной недостаточности
- Использование ЭСК для тестирования лекарственных препаратов и прогнозирования токсичности
-
Модели генетических нарушений
- Моделирование генетических нарушений с помощью ЭСК
- Методы пренатальной диагностики для выявления генетических нарушений
-
Восстановление поврежденной ДНК
- Разные стратегии борьбы с повреждениями ДНК у дифференцированных соматических клеток и ЭСК
-
Репарация ДНК в соматических и стволовых клетках
- Фибробласты используют NHEJ, что приводит к ошибкам и мутациям.
- ЭС-клетки используют HRR, что снижает мутации.
- ЭС-клетки подвергаются апоптозу при повреждении ДНК.
-
Клинические испытания ЭС-клеток
- В 2009 году США одобрили первую фазу испытаний ЭС-клеток для лечения повреждений спинного мозга.
- Исследование было приостановлено из-за опасений по поводу кист, но возобновлено в 2010 году.
- В 2013 году компания BioTime возобновила исследования.
-
Результаты клинических испытаний
- AST-OPC1 успешно доставлен в поврежденный спинной мозг.
- Пациенты не выявили серьезных побочных эффектов.
- AST-OPC1 может уменьшить износ тканей спинного мозга.
-
Проблемы и противоречия
- ЭС-клетки могут вызывать опухоли, но дифференциация снижает риск.
- ЭС-клетки экспрессируют гены, необходимые для самообновления, что вызывает этические дебаты.
-
История исследований
- В 1964 году выделены клетки эмбриональной карциномы.
- В 1981 году получены первые ЭС-клетки из мышиных эмбрионов.
-
История эмбриональных стволовых клеток
- Мартин Эванс и Мэтью Кауфман опубликовали методику культивирования эмбрионов мышей в 1989 году.
- Гейл Р. Мартин ввела термин «Эмбриональная стволовая клетка» в 1996 году.
- В 1998 году команда из Висконсинского университета в Мэдисоне создала первые эмбриональные стволовые клетки человека.
-
Этические и политические аспекты
- В 2001 году Джордж У. Буш выделил федеральное финансирование на исследования эмбриональных стволовых клеток.
- В 2009 году Барак Обама подписал указ, отменяющий ограничения на федеральное финансирование исследований стволовых клеток человека.
-
Методы получения и культивирования
- Эмбриональные стволовые клетки человека получают из донорских эмбрионов или клонированных эмбрионов.
- Эмбриональные стволовые клетки животных получают из внутренней клеточной массы раннего эмбриона.
-
Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки
- В 2006 году Шинья Яманака и Казутоси Такаши показали, что взрослые клетки могут быть перепрограммированы в плюрипотентные стволовые клетки.
- В 2012 году Яманака и Гердон получили Нобелевскую премию за это открытие.
-
Потенциальные методы получения новых клеточных линий
- В 2006 году доктор Роберт Ланца заявил о способе извлечения эмбриональных стволовых клеток без разрушения эмбриона.
- В 2007 году было показано, что плюрипотентные стволовые клетки могут быть индуцированы путем доставки четырех факторов в дифференцированные клетки.
-
Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS-клетки)
- Морфология и факторы роста iPS-клеток эквивалентны эмбриональным стволовым клеткам.
- iPS-клетки могут быть получены из взрослых фибробластов человека.
- Перепрограммирование в iPS-клетки менее спорно, чем получение эмбриональных стволовых клеток.
-
Применение iPS-клеток
- iPS-клетки могут использоваться для заместительной клеточной терапии.
- Они позволяют создавать линии клеток ES от пациентов с различными генетическими заболеваниями.
- iPS-клетки были использованы для лечения мышей от серповидноклеточной анемии.
-
Загрязнение реагентами
- Эмбриональные стволовые клетки человека загрязнены нечеловеческими молекулами из культуральной среды.
- Проблема связана с использованием клеток мыши и других животных для поддержания плюрипотентности.
- В 2005 году была создана линия стволовых клеток, полностью свободных от клеток и сыворотки.
-
Клетки Muse
- Клетки Muse — это нераковые плюрипотентные стволовые клетки, обнаруженные у взрослых.
- Они находятся в соединительной ткани почти каждого органа и могут быть получены из мезенхимальных клеток.
- Клетки Muse способны генерировать клетки всех трех зародышевых листков и не образуют тератомы при трансплантации.