33. Проблема трансплантации органов и тканей. Виды трансплантации. Трансплантация жизненно важных органов. Тканевая несовместимость и пути её преодоления. Главный комплекс гистосовместимости.
Проблема трансплантации органов и тканей:
ТРАНСПЛАНТОЛОГИЯ — раздел медицины, изучающий проблемы трансплантации органов, таких, как почки, сердце, печень, костный мозг, роговица, мышцы, сухожилия и т.д., а также перспективы создания искусственных органов.
Факторами, ограничивающими трансплантацию тканей, являются иммунологические реакции против пересаженных клеток и наличие соответствующих донорских органов.
Время сохранения органов: сердце – 2 ч, печень – 10 ч, почки – 24 ч. Возможно протезирование сосудов и пропускание холодного раствора плазмы крови.
Острая нехватка доноров для пересадки органов заставляет медиков разрабатывать в качестве одного из вариантов метод ксенотрансплантации, то есть пересадки органов от животных. Более всего для этих целей подходит сердце обычной свиньи. Кроме того, забор органов от умерших доноров-людей связан с определенными этическими проблемами: так, американские кардиологи дискутируют по поводу случаев забора сердца у новорожденных, факт смерти которых не был точно установлен.
Виды трансплантации:
ТРАНСПЛАНТАЦИЯ – медицинская операция по замене больной части человеческого организма здоровой частью, взятой из того же или из другого организма.
Трансплантология имеет несколько направлений:
•ксенотрансплантация;
•аллотрансплантация;
•аутотрансплантация.
•искусственные органы;
•клонирование органов из стволовых клеток;
Виды трансплантации:
•Аутотрансплантация – пересадка от 1 и того же человека.
•Аллотрансплантация – пересадка от человека человеку.
• Ксенотрансплантация – пересадка между видами
Трансплантация жизненно важных органов:
Алексис КАРРЕЛЬ- •Основоположник экспериментальной трансплантации жизненно важных органов; проводил эксперименты по трансплантации органов, консервации их и технике наложения сосудистых анастомозов; разработал основные принципы консервации донорского органа, его перфузии.
Сергей Сергеевич Брюхоненко- Основная цель — создать нормальное кровообращение, так как даже короткое нарушение его рождает необратимые процессы в мозге и быструю смерть. Он лично собрал первый аппарат искусственного кровообращения, названный впоследствии автожектором. Устройство являлось аналогом сердца животных и реализовывало два круга кровообращения. Роль артерий и вен осуществляли каучуковые трубки, соединявшиеся в большом круге с головой собаки, а в малом — с ампутированными легкими.
Юрий Юрьевич Вороной (1895-1961) осуществил в клинике пересадку трупной почки больному.
ВЛАДИМИР ПЕТРОВИЧ ДЕМИХОВ В 1937 году, будучи студентом-третьекурсником, он сконструировал и собственными руками изготовил первое в мире искусственное сердце и вживил его собаке. Собака жила два часа.1946 г. — первая в мире пересадка сердца в грудную полость; 1946 г. — первая в мире пересадка комплекса сердце-легкие; 1947 г. — первая в мире пересадка изолированного легкого; 1948 г. — первая в мире пересадка печени; 1951 г. — первая в мире пересадка сердца без использования искусственного кровообращения; 1952 г. — первое в мире коронарное шунтирование; 1954 г. — пересадка второй головы собаке.
СИНИЦЫН НИКОЛАЙ ПЕТРОВИЧ (1900-1972) Первым в мире (1943) успешно осуществил в эксперименте пересадку сердца (у лягушек). Ему впервые в мире удалось успешно приживить сердце лягушке.
1967 г. хирург из ЮАР Кристиан Барнард (1922-2001) впервые в мире осуществил успешную трансплантацию сердца человеку.
В России первым провел пересадку сердца академик Российской академии наук Валерий Иванович Шумаков.
Успешная ПЕРЕСАДКА ПОЧКИ была осуществлена в декабре 1954 года между двумя идентичными близнецами группой врачей под руководством Джозефа Марри (Murrey).
Пересадка почек. Наиболее разработана (возможен забор у родственников, аппарат искусственная почка может длительно сохранять жизнь).
По локализации:
•Ортотопическая (убирается измененная почка и в это же ложе вставляется трансплантат).
•Гетеротопическая (в область подвздошной ямки – почечная артерия подшивается к подвздошным сосудам, близко мочевой пузырь; на бедро).
Пересадка сердца. Ортотопическая пересадка. Максимальная продолжительность жизни 12 лет.
Пересадка легких. Результаты неудовлетворительные, максимальная продолжительность жизни – 9 мес. Смерть от отека легких и присоединения гнойнонекротических осложнений.
Пересадка участков мозга экспериментально. Они не отторгаются, но не включаются в работу. Хороший эффект пересадка нейроэндокринных клеток (гипофиз)
Тканевая несовместимость и пути её преодоления:
АНТИГЕНЫ НА ПОВЕРХНОСТИ КЛЕТОК ТКАНЕЙ:
1. HLA-комплекс — антигены HLA - комплекса (HLA — human leukocyte antigen — человеческий антиген лейкоцитов) — антигены гистосовместимости (генетически детерминированные изоантигены, которые вызывают иммунный ответ при трансплантации в организм другого человека).
2. Другие антигены гистосовместимости — факт наличия иммунологических реакций при пересаживании полностью HLA совместимых тканей позволяет сделать вывод, что присутствуют другие активные антигены гистосовместимости в клетках, но они еще недостаточно изучены.
Факторами, ограничивающими трансплантацию тканей являются иммуннологические реакции против пересаженных клеток и наличие соответствующих донорских органов. Иммунная система, направленная против любых генетически чужеродных веществ и клеток, защищает организм от микробов и вирусов. Однако это свойство, выработанное в процессе длительной эволюции, обращается против интересов человека в случае пересадки органов и тканей. Перед учеными встала задача подавления иммунитета — иммунодепрессии. Это достигается различными способами: подавлением активности иммунной системы, облучением, введением специальной антилимфатической сыворотки, гормонов коры надпочечников. Применяют также различные химические препараты — антидепрессанты (имуран). Искусственные органы. Трансплантация не может полностью решить проблему замены нефункционирующих или утраченных органов человека. В последние десятилетия стало развиваться новое направление в заместительной хирургии — применение искусственных органов. Это технические устройства, предназначенные для временной или постоянной замены функции того или иного органа человека. Примером имплантируемых органов могут служить искусственные клапаны сердца, которыми заменяют пораженные; применяют трансплантацию протезов крупных сосудов, сделанных из тефлона или других синтетических материалов Толерантность в трансплантологии неспособность организма отличать чужеродные органы.
Главный комплекс гистосовместимости:
ГЛАВНЫЙ КОМПЛЕКС ГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ (MHC) — это участок хромосомы, содержащий гены, которые определяют синтез антигенов гистосовместимости — находится на коротком плече 6 хромосомы.
34. Репродуктивное клонирование: исторические, методические и этические аспекты. Первые опыты на амфибиях. Принцип получения клона млекопитающих, использованный в опытах Я. Вильмута. Работы Л.М. Чайлахяна.
Репродуктивное клонирование: исторические, методические и этические аспекты.
КЛОНИРОВАНИЕ- получение генетически идентичных (копий) живых организмов путем бесполого размножения.
КЛОНИРОВАНИЕ - СПОСОБНОСТЬ ЯДЕР соматических КЛЕТОК ВЗРОСЛОГО ОРГАНИЗМА ОБЕСПЕЧИВАТЬ РАЗВИТИЕ ДРУГОГО ВЗРОСЛОГО ОРГАНИЗМА.
Репродуктивное клонирование - создание "нового" организма-клона -генетической копии живущего существа.
Клонирование высших животных состоит в переносе ядра соматической (неполовой) клетки в лишенную ядра яйцеклетку и культивировании эмбриона.
ТОТИПОТЕНТНОСТЬ - способность отдельной клетки дать начало целому организму.
ПЛЮРИПОТЕНТНОСТЬ – способность отдельной клетки дифференцироваться в любой вид ткани организма.
in vitro из отдельных соматических клеток дифференцированной ткани корня моркови получили целое новое растение любая растительная клетка, не потерявшая в процессе дифференцировки ядра или цитоплазмы, может в культуре превратиться в каллусную (мало дифференцированную) тотипотентную клетку и дать начало новому организму. При вегетативном размножении и клонировании гены не распределяются по потомкам, как в случае полового размножения, а сохраняются в полном составе в течение многих поколений. Все организмы, входящие в состав определенного клона, имеют одинаковый набор генов и фенотипически не различаются между собой. У животных половые клетки обособляются рано в ходе эмбриогенеза и только в процессе полового размножения, (слияние ♂♀ гамет), образуется зигота, несущая свойства тотипотентности и плюрипотентности, - дать начало целому организму и дифференцироваться в клетки любого вида ткани взрослого организма
КЛЕТКИ ЖИВОТНЫХ, дифференцируясь, ЛИШАЮТСЯ ТОТИПОТЕНТНОСТИ, и в этом - одно из существенных их отличий от клеток растений, ГЛАВНОЕ ПРЕПЯТСТВИЕ для клонирования взрослых позвоночных животных.
1883 год - открытие яйцеклетки немецким цитологом Оскаром Гертвигом (Хертвигом, 1849-1922) Энуклеация - удаление ядер из клетки В 1938 г. Ганс Шпеман предложил произвести опыт по переносу ядра какой-либо дифференцированной клетки в яйцеклетку, собственное ядро которой было предварительно удалено.
Большинство клонов гибнет на ранних стадиях развития и только немногие выживают до рождения и далее. Клонированные животные имеют различные дефекты независимо от типа донорской соматической клетки. Эти дефекты и отклонения, вероятнее всего, результат неудач в репрограммировании генома. Эффективность клонирования зависит от степени дифференцировки донорской соматической клетки.
Приматы являются одним из самых трудных объектов для клонирования. Из 135 переносов эмбрионов приматов в матку суррогатной матери. Ни один не завершился развитием беременности.
Для нормального развития раннего эмбриона приматов необходимо присутствие Сперматозоида
При переносе ядер соматических клеток у приматов в яйцеклетке нарушается способность к сборке микротрубочек веретена клеточного деления
Первые опыты на амфибиях:
российский эмбриолог Георгий Викторович Лопашов разработал метод пересадки (трансплантации ) ядер в яйцеклетку лягушки.
Суть метода: Собственное ядро яйцеклетки механически или облучением удаляется, Чужеродное ядро -донор впрыскивается в яйцеклетку с помощью микропипетки.
в 1953 г в США Бриггс и Кинг разработали микрохирургический метод "нуклеотрансфера" пересадки ядер эмбриональных клеток с помощью тонкой стеклянной пипетки в лишенные ядра (энуклеированные) яйцеклетки. Вывод: в пределах одного клона (от одной бластулы) ядра обладают одинаковыми потенциями – все клонированные ядра обеспечивают развитие до какой-либо определенной стадии.
Джон Гердон- ВПЕРВЫЕ 1. в качестве донора ядер использовал не зародышевые клетки, а специализировавшиеся клетки эпителия кишечника головастика. 2. Ядра яйцеклеток реципиентов разрушал ультрафиолетовыми лучами. Гердон и Ласки (1970) стали культивировать in vitro клетки почки, легкого и кожи взрослых животных и использовать уже эти клетки в качестве доноров ядер. 25% первично РЯ развивались до стадии бластулы. При серийных пересадках - до стадии плавающего головастика.
Принцип получения клона млекопитающих, использованный в опытах Я. Вильмута. Работы Л.М. Чайлахяна.
Я. Вильмут
I. 1.Донорские клетки выделяли из эпителия молочной железы сукотной шестилетней овцы породы Finn Dorset (финский дорсет)
2.Клетки эпителия молочной железы выращивали в "бедной" питательной среде (содержащей в 5 раз меньше концентрации всех компонентов).
3. ядра дифференцированных клеток полностью переходили в неактивное состояние -способ репрограммирования ДНК соматических клеток - в дефицитной питательной среде.
II. 4. С помощью суперовуляции получали десятки неоплодотворенных яйцеклеток овцы породы Scottish Blackface (шотл. черномордая)
5.Из яйцеклеток с помощью микроманипулятора удаляли пронуклеус.
6. Яйцеклетку без ядра II и эпителиальную "голодную" клетку I присасывали к концу микропипетки
7. Когда две клетки образовывали плотный контакт, пропускали электрический разряд. 1-й электроразряд применялся для слияния двух клеток. 2-й электрозаряд был необходим для запуска дробления клетки.
Работы Л.М. Чайлахяна.
Разработал метод пересадки ядер у млекопитающих сочетанием микрохирургии и локального электрослияния.
Клонирование млекопитающих возможно с помощью экспериментальных манипуляций с яйцеклетками (ооцитами) и ядрами соматических клеток животных in vitro и in vivo. Клонирование взрослых животных достигается в результате переноса ядра из дифференцированной клетки в неоплодотворённую яйцеклетку, у которой удалено собственное ядро (энуклеированная яйцеклетка) с последующей пересадкой реконструированной яйцеклетки в яйцевод приёмной матери. Однако долгое время все попытки применить описанный выше метод для клонирования млекопитающих были безуспешными. Одними из первых успешное клонирование млекопитающего (домовой мыши) осуществили советские исследователи в 1987 г. Они использовали метод электропорации для слияния энуклеированной зиготы и клетки эмбриона мыши с ядром.