Ниша стволовых клеток

Стволовые клетки не существуют в организме сами по себе, они находятся в определенном микроокружении, которое обычно обозначают термином ниша. В настоящее время этот термин используется для обозначения совокупности факторов, обеспечивающих жизнеспособность и самовоспроизведение стволовых клеток и дифференциацию дочерних транзиторных клеток. Среди этих факторов следует упомянуть наличие базальной мембраны, молекул внеклеточного матрикса и присутствие соседних клеток, продуцирующих факторы роста и другие регуляторные молекулы . Ниша активно участвует в регуляции пролиферации и дифференциации стволовых клеток, она обеспечивает самоподдержание стволовых клеток и длительное их пребывание в состоянии покоя. Стволовые клетки прочно закреплены в нише молекулами адгезии, в частности интегринами. В то же время свободные стволовые клетки могут находить путь в соответствующую нишу благодаря хемотаксису. Ниши являются частью структурно-функциональных единиц, из которых состоят ткани.

Ниша стволовых клеток может оставаться свободной и в дальнейшем ее могут занять новые клетки. Пустые ниши могут существовать независимо от стволовых клеток и при трансплантации в них стволовых клеток обеспечивать их нормальное функционирование.

Одно из назначений ниши в тканях взрослого организма заключается в ограничении пролиферации стволовых клеток только необходимостью поддерживать тканевой гомеостаз. Другое назначение ниши - создание условий для максимальной защищенности стволовых клеток от внешних воздействий.

Терапевтическое клонирование

В терапевтическом клонировании используется процесс, известный как пересадка ядер соматических клеток, (замена ядра клетки, исследовательское клонирование и клонирование эмбриона), состоящий в изъятии яйцеклетки (ооцита) из которой было удалено ядро, и замена этого ядра ДНК другого организма. После многих митотических делений культуры (митозов культуры), данная клетка образует бластоцисту (раннюю стадию эмбриона состоящую из приблизительно 100 клеток) с ДНК почти идентичным первичному организму.

Цель данной процедуры – получение стволовых клеток, генетически совместимых с донорским организмом.

1)изъять ядро из яйцеклетки человека.

2)взять у пациента клетку и соединить её с яйцеклеткой без ядра, образуя клон, содержащий ДНК самого пациента.

3)позволить эмбриону несколько дней развиваться.

4)расчленить эмбрион на отдельные стволовые клетки.

5) культивировать стволовые клетки с

тем, чтобы они произвели новые клетки сердца, иввести эти новые клетки в

сердечную мышцу пациента.

Стволовые клетки человеческих эмбрионов, созданные с помощью клонирования, могут применяться для разрешения проблемы иммунного отторжения, мешающей пересадке органов. В этом случае пациент с повреждённой мышцей сердца получает клетки мышцы сердца, чтобы восстановить повреж-дение. Чтобы воплотить такое лечение в реальность, понадобятся обширные исследования и эксперименты.

26. Источники стволовых клеток у взрослого организма. Молекулярные маркеры стволовых клеток. Применение стволовых клеток для восстановления органов. Мобилизация донорских и эндогенных стволовых клеток. Терапия с использованием стволовых клеток.

Источники СК: костный мозг, поджелудочная железа, печень, кровь, жировые клетки, клетки эпителия, глиальные клетки, клетки мышечной ткани и др.

Молекулярные маркеры стволовых клеток. СК обладают рядом морфологических особенностей: слабое развитие мембранных органоидов, они более сферические и имеют высокое ядерно-цитоплазматическое соотношение.

Гематопоэтические клетки:

-сиаломицин CD34, CD59,CD38,

-гликопротеин CD133,

-АТФ-связывающий комплекс ABCG2,

-c-kit-рецептор,

-Thy1 и lin-белки

Мезенхимальные стволовые клетки: STRO-1-белки

Нервные стволовые клетки:

-Нестин

-PSA-NCAM

-p75 нейротропин R

Мобилизация донорских и эндогенных стволовых клеток.

Наиболее широкое применение получил гранулоцитарно-колоний стимулирующий фактор (Г-КСФ), являющейся эффективным модификатором СК функций эндогенных СК и обладает высоким терапевтическим эффектом. Мобилизация мозможна с помощью интегринов, цитокинов (интерлейкины) и молекул клеточной адгезии и др., выделяемые клетками ниши, в частности эндотелием.

Применение стволовых клеток для восстановления органов

1. для научных исследований

   1. испытание лекарственных средств

   2. изучение программы дифференцировки клеток

2. медицина

   1. терапевтическое клонирование – исправление генотипа путем компенсации генов

   2. репродуктивное клонирование - тип клонирования, которое выполнено с целью создания дубликата другого организма. Это достигнуто, используя процесс, названный соматической клеткой ядерная передача (Овца Долли).

Клонирование овцы Долли:

1) извлечение из молочной железы клеток белых овец и удаление ядра из неоплодотворенной яйцеклетки другой овцы

2) слияние клеток и культивирование эмбриона с донорной ДНК

3) введение эмбриона с овцу реципиента и рождение овцы Доли.

Человека (суррогатное материнство):

-выделение клеток из кожи (мужчина)

-удаление ядра из неоплодотворенной яйцеклетки

-слияние клеток и культивирование эмбрионов

-выделение и культивирование стволовых клеток

-имплонтиция и развитие плода

III.Терапия на основе стволовых клеток

Патология:диабет, повреждения спинного мозга, болезнь Паркинсона,

инфаркт миокарда, восстановление поврежденных органов.

Терапия инфаркта миокарда: 1) введение СК из поврежденной стенки левого желудочка из взрослой мыши