Файл: Описание, свойства и типы стволовых клеток Глава 2 История открытия стволовых клеток.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 30
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Содержание
Глава1 Описание, свойства и типы стволовых клеток………………...3
Глава 2 История открытия стволовых клеток…………………………..6
Глава 3 Применение клеточных технологий в клинике………………10
Заключение……………………………………………………………….13
Список использованной литературы……………………………...……14
Глава1
Описание, свойства и типы стволовых клеток.
Стволовая клетка – это незрелая клетка, способная к самообновлению и развитию в специализированные клетки организма. Большая часть стволовых клеток взрослого организма находится в костном мозге.
Стволовые клетки можно выделять и растить в культуре ткани. Способность давать множество разнообразных клеточных типов делает стволовые клетки важнейшим восстановительным резервом в организме, который используется для замещения дефектов, возникающих в силу тех или иных обстоятельств. Стволовые клетки способны превращаться в клетки всех типов тканей: клетки крови, внутренних органов, мышечных и костных тканей, кожного покрова, нейроны и др. На ранних стадиях своего развития организм человека практически полностью состоит из стволовых клеток, которые постепенно приобретают специализацию, то есть из них образуются органы и ткани организма. Таким образом, стволовые клетки являются строительным материалом организма. Из-за способности к преобразованию в клетки любых органов и тканей стволовые клетки играют роль «скорой помощи»: если где-то в организме неполадка, то они, по кровяному руслу устремляются к пораженному органу.
Стволовые клетки могут восстановить практически любое повреждение, превращаясь на месте в необходимые организму клетки (костные, гладкомышечные, печеночные, сердечной мышцы или даже нервные) и стимулируя внутренние резервы организма к регенерации (восстановлению) органа или ткани.
Найдено решение, которое позволит справиться со многими этическими и техническим проблемами, связанными со стволовыми клетками: двум группам ученых удалось трансформировать клиентки кожи в стволовые клетки без создания или уничтожения зародыша. Шина Яманака, руководитель одной из групп ученых Киотского Университета сообщает в своем электронном интервью, что они теперь способны "создавать стволовые клетки, совместимые с пациентом и типом его болезни без использования человеческих зародышей".
Предварительные тесты показали, что новые клетки могут генерировать нервные, сердечные и другие типы тканей организма. Ранее такая полипотенция (способность трансформироваться) считалась свойственной только стволовым клеткам, взятым у эмбрионов на ранней стадии развития, и они использовались учеными для генетических опытов, испытания наркотических веществ и трансплантации. Отношение к такого рода экспериментам всегда было неоднозначным: чтобы добыть клетки, необходимо было уничтожить зародыш человека.
Также они принимают непосредственное участие в регенеративных процессах организма и могут замедлять процесс старения.
Но, к сожалению, c возрастом количество стволовых клеток уменьшается и регенеративные возможности организма снижаются.
Типы стволовых клеток.
Самыми первыми стволовыми клетками (СК) , видимо, следует считать те, что получаются при первых нескольких делениях оплодотворенной яйцеклетки – из каждой может развиться самостоятельный организм (так, например, получаются однояйцевые близнецы).
Через несколько дней эмбрионального развития, на стадии бластоцисты, из ее внутренней клеточной массы можно выделить ЭМБРИОНАЛЬНЫЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ (ЭСК). Путем определенных манипуляций (достаточно сложных) из них может быть получена бессмертная линия – т.е. клетки могут неограниченно и довольно быстро делиться, не изменяя своих свойств.
И из этих клеток при определенных условиях может быть получена любая специализированная клетка взрослого организма. Впервые такая бессмертная линия человеческих ЭСК была получена в 1998 году, и именно это Science признал одним из великих открытий. Выделение бессмертной линии ЭСК – процедура, требующая современного оборудования и высокой квалификации, поэтому в России в настоящий момент такие линии есть только в немногих научных институтах. Кстати, именно об ЭСК и идут дебаты в США и Европе – насколько этично их применение, ведь для получения линии ЭСК приходится уничтожать человеческий эмбрион (пусть это всего лишь микроскопический шарик из 200 с небольшим клеток) – а с точки зрения христианской религии это равносильно убийству человека. С другой стороны, при помощи ЭСК в будущем могут быть облегчены страдания и спасены жизни многих людей.
Стволовые клетки, полученные из абортированных плодов (фетусов) на 6-21 неделе, называются ФЕТАЛЬНЫМИ. Они не обладают вышеописанными свойствами ЭСК
, полученных из бластоцисты, – то есть способностью к неограниченному размножению и дифференцировке в любой вид специализированных клеток.
Эти фетальные клетки уже начали дифференцировку, и, следовательно, каждая из них, во-первых, может пройти только ограниченное число делений, и, во-вторых, дать начало не любым, а достаточно определенным видам специализированных клеток. Так, из клеток фетальной печени могут развиться специализированные клетки печени и кроветворные клетки. Из фетальной нервной ткани, соответственно, развиваются более специализированные нервные клетки и т.д. При определенных условиях и под должным контролем выделение фетальных клеток разрешено в ряде стран, включая Россию.
Еще более специализированными являются СК ПУПОВИННОЙ КРОВИ.
Главным образом, это кроветворные (гемопоэтические) стволовые клетки.
Во взрослом организме тоже присутствует несколько видов СК. Наиболее универсальными из них являются МЕЗЕНХИМАЛЬНЫЕ СК – они обнаружены в костном мозге, жировой ткани и в незначительных количествах в других тканях. Эти клетки могут давать начало разнообразным клеткам костной, хрящевой, мышечной и, возможно, некоторых других тканей. Там же присутствуют ГЕМОПОЭТИЧЕСКИЕ (кроветворные) СК, из которых образуются все клетки
крови, они находятся в больших количествах в костном мозге, а также присутствуют в периферической крови. По некоторым данным, гемопоэтические СК
также могут дифференцироваться в клетки других тканей, например, мышечной.
И, наконец, во всех органах присутствуют РЕГИОНАЛЬНЫЕ СК – как
правило, это уже достаточно дифференцированные клетки и они могут дать
начало только нескольким разновидностям клеток, из которых состоят ткани данного органа.
Общей закономерностью является то, что если клетка вышла на этап дифференцировки (начала специализироваться), то количество делений, которое она может пройти, ограничено. Так, например, для фибробласта лимит делений составляет 50 делений, для стволовой клетки крови – 100.
Глава 2.
История открытия стволовых клеток.
Первое предположение о существовании стволовых клеток было высказано именно русским ученым!
Максимов Александр Александрович (04.02.1874 – 04.12.1928) – выдающийся русский ученый, один из создателей унитарной теории кроветворения. Максимов А. А. родился в Санкт-Петербурге
, где в 1896 году с отличием окончил Военно-медицинскую академию. С 1903 по 1922 гг. А.А. Максимов занимал пост профессора кафедры гистологии Военно-медицинской академии.
Максимов во многом предопределил направление развития мировой науки в области клеточной биологии. Его труды стали мировой научной классикой и до настоящего времени остаются одними из наиболее часто цитируемых среди работ отечественных исследователей.
Термин "стволовая клетка" А.А. Максимов предложил еще в 1908 году, чтобы объяснить механизм быстрого самообновления клеток крови. Он выступил с новой теорией кроветворения в Берлине на съезде гематологов. Именно этот год можно по праву считать началом истории развития исследований стволовых клеток!
Каждые сутки в крови погибают несколько миллиардов клеток, а им на смену приходят новые популяции эритроцитов, лейкоцитов и лимфоцитов. А.А. Максимов первый догадался, что обновление клеток крови — это особая технология, отличная от простых клеточных делений. Если бы клетки крови самообновлялись простым клеточным делением, это потребовало бы гигантских размеров костного мозга.
Несколько позже профессор московского НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи А.Я. Фриденштейн подтвердил предположение коллеги и, изучая возможности этих особых клеток, стал разрабатывать сферу их применения. Первые эксперименты по практическому использованию стволовых клеток были начаты еще в начале 1950-х годов. Именно тогда было доказано, что с помощью трансплантации костного мозга (основного источника стволовых клеток) можно спасти животных, получивших смертельную дозу радиоактивного облучения.
Понадобилось почти 20 лет, чтобы трансплантация костного мозга вошла в арсенал практической медицины. Только в конце 60-х были получены убедительные данные о возможности применения трансплантации костного мозга при лечении острых лейкозов.
В начале века ученые уже подозревали, что во многих тканях существуют клетки, способствующие регенерации (восстановлению) этих тканей и активизирующие деление обычных клеток. В 60-х годах советские ученые Александр Фриденштейн и Иосиф Чертков заложили основы науки о стволовых клетках костного мозга, доказав, что именно там главным образом и находится своеобразное депо замечательных клеток. Потом стало известно, что часть стволовых клеток мигрирует в крови, есть они и в различных тканях, в частности в кожной и жировой.
1970 год - Первые трансплантации аутологичных (своих собственных) стволовых клеток. Есть сведения, что в 70-х годах в бывшем СССР делали «прививки молодости» пожилым членам Политбюро КПСС, вводя им 2-3 раза в год препараты стволовых клеток.
1988 год - Стволовые клетки были впервые использованы для трансплантации; мальчик, которому была проведена операция, по сей день, жив и здоров.
1992 год - Первая именная коллекция стволовых клеток. Профессор Дэвид Харрис "на всякий случай" заморозил стволовые клетки пуповинной крови своего первенца. Сегодня Дэвид Харрис – директор крупнейшего в мире банка стволовых клеток пуповинной крови.
1996 год - За период с 1996 года по 2004 год были выполнены 392 трансплантации аутологичных (собственных стволовых клеток человека) стволовых клеток. Так в 1996 году преимущественно осуществлялась трансплантация костного мозга.
1996 год – Доказано, что облучение уничтожает раковые клетки, но убивает и только что пересаженные из костного мозга донора стволовые клетки. С начала 1996 года в РФ действует Закон "О радиоактивной безопасности населения".
1997 год - За предшествующие 10 лет в 45 медицинских центрах мира проведено 143 трансплантации пуповинной крови. В России проведена первая операция онкологическому больному по пересадке стволовых клеток из пуповинной крови младенцев.
1998 год - Первая в мире трансплантация "именных" стволовых клеток пуповинной крови девочке с нейробластомой (опухоль мозга). Биологическая страховка сработала – ребенок спасен. Общее число проведенных трансплантаций пуповинной крови превышает 600.
В этом же году американскими учеными Джеймсом Томсоном и Джоном Беккером удалось выделить человеческие эмбриональные стволовые клетки и получить их первые линии.
В 1998 г. ученые нашли способ выращивать стволовые клетки в питательной среде.
В 1999 году между Санкт-Петербургским Государственным Медицинским Университетом имени академика И. П. Павлова и Европейским институтом поддержки и развития трансплантологии был заключен договор, согласно которому в Университете создается отделение трансплантации костного мозга, соответствующее всем международным требованиям. Открытие отделения произошло в июне 2000 года. Основная цель - выполнение трансплантации гемопоэтических стволовых клеток, в том числе и от неродственных доноров.
2000 год - В мире проведено 1.200 трансплантаций стволовых клеток пуповинной крови, из них двести родственных. Шестилетний ребенок с анемией Фанкони вылечен с помощью стволовых клеток пуповинной крови своего новорожденного брата. В этой истории интересно то, что второй ребенок был рожден после искусственного оплодотворения (ЭКО). Среди полученных эмбрионов был выбран один наиболее совместимый с реципиентом и не содержащий признаков болезни.