35. Терапевтическое клонирование. Стволовые клетки.

Терапевтическое клонирование.

Терапевтическое – создание человеку внешнего запаса стволовых клеток для возможного последующего лечения пораженных или поврежденных органов путем клеточной терапии.

ТЕРАПЕВТИЧЕСКОЕ КЛОНИРОВАНИЕ позволяет получать эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) с геномом, идентичным геному пациента, независимо от его возраста для лечения на их основе самых разнообразных заболеваний с гарантией иммунной совместимости.

Дает возможность лечить людей на основе клеточной терапии, по существу, собственными молодыми клетками пациента, выращенными вне организма. Это наиболее оптимальное решение в лечении множества болезней.

Стволовые клетки

Стволовые клетки – митотически активные соматические клетки, в результате деления которых происходит замещение погибших клеток в многоклеточном организме. СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ- клетки-предшественники, обладающие способностью к самообновлению и дифференцировке в специализированные ткани.

СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ – клетки, обладающие свойством плюрипотентности, т.е.способные дать начало, по меньшей мере, Стволовые клетки (СК).

Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК)- ВЫДЕЛЯЮТ ИЗ ЭМБРИОНОВ НА СТАДИИ БЛАСТОЦИСТЫ.

Региональные стволовые клетки (РСК)- ВЫДЕЛЯЮТ ИЗ ОРГАНОВ ВЗРОСЛЫХ ОСОБЕЙ ИЛИ ИЗ ОРГАНОВ ЭМБРИОНОВ БОЛЕЕ ПОЗДНИХ СТАДИЙ.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА РСК:

1. плюрипотентность;

2. ограниченный потенциал к делению и дифференцировке (в отличие от ЭСК),

3. in vitro спонтанно или индуцировано дифференцируются в зрелые специализированные клетки, in vivo дифференцируются под влиянием тканевого микроокружения по мере необходимости;

4. «региональное стволовое пространство органа» взрослого организма очень невелико и истощается по мере старения организма.

Классификация стволовых клеток в зависимости от происхождения:

1. ЭМБРИОНАЛЬНЫЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ (ЭСК)

1.1. тотипотентные- клетки эмбрионов и внезародышевых оболочек до имплантации (11 день после оплодотворения), способные дифференцироваться в полноценный организм;

1.2. полипотентные – клетки эмбриона с постимплантационного периода до 8 недели включительно, способные дифференцироваться в целостный орган или тканевую структуру

2. ФЕТАЛЬНЫЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ (ФСК) Клетки, находящиеся в пуповинной крови, плаценте, Способные трансформироваться в разные типы клеток (мультипотентные клетки).

3. КЛЕТКИ ВЗРОСЛОГО ОРГАНИЗМА

3.1. гемопоэтические стволовые клетки- находящиеся в кроветворных органах и крови, способные давать начало различным росткам кроветворения.

3.2. мезенхимальные (стромальные) стволовые клеткинаходящиеся в костном мозге, обладающие способностью к дифференцировке в остеобласты, хондроциты, адипоциты, миобласты, фибробласты.

3.3. стволовые клетки других тканей (регионарные)- (РСК) -кожи, сосудов, нервной ткани и др.- находятся в соответствующих тканях и дифференцируются в клетки этих тканей.

ЭМБРИОНАЛЬНЫЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ, ПОЛУЧЕННЫЕ ПУТЕМ ТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО КЛОНИРОВАНИЯ

1. у пациента берут соматические клетки

2. удаляют ядра

3. Берут донорские яйцеклетки

4. Вводят в энуклеированную Яйцеклетку ядро соматической клетки

5. In vitro делится до бластоцисты

«терапевтическое клонирование» метод получения Клеточных культур-трансплантатов

1-У мышей вызывали инфаркт, 2-через 1-5 ч.делали две инъекции стромальных клеток в инфарктную зону. Эти стромальные клетки имели специальные метки, чтобы их можно было отличить от собственных клеток сердечной мышцы. 3- все введенные СК устремились в поврежденную зону, где превратились в клетки сердечной мышцы, гладкомышечные клетки, клетки эндотелия новых артериол и коронарных сосудов. Ткань, возникшая на месте повреждения, проводит электрические импульсы.

Механизмы действия клеточной терапии: 1. прямое замещение поврежденных или утраченных клеток –донорские СК могут дифференцироваться в клетки определенной ткани 2. пересаженные клетки выделяют биологически активные вещества ( разнообразные факторы роста) и таким образом стимулируют жизнедеятельность клеток реципиента и процессы регенерации. Основные научные проблемы 2.трансплантация стволовых клеток осложняется высоким туморогенным потенциалом ЭСК 1. Неизвестны досконально процессы, влияющие на дифференцировку клеток и трудно предсказуемы все возможные последствия использования СК. Для корректной дифференцировки СК необходимы многочисленные факторы: механическое натяжение, разнообразие электрических полей, комплекс микроокружения, способствующих упорядоченной активации и экспрессии генов. 3.Иммунологическая несовместимость клеток, пересаживаемых реципиенту.

36. Понятие о гомеостазе. Генетические, структурные, кибернетические основы гомеостатических реакций организма. Роль эндокринной и нервной систем в обеспечении адаптивных изменений. Примеры регуляции гомеостаза. Стресс. Общий адаптационный синдром.

ГОМЕОСТАЗ - свойство живого организма сохранять относительное динамичное постоянство внутренней среды. Гомеостаз выражается в относительном постоянстве химического состава, осмотическом давлении, устойчивости основных физиологических функций. Гомеостаз специфичен и обусловлен генотипом.

Генетические, структурные, кибернетические основы гомеостатических реакций организма

Установление гомеостаза клеточной среды обеспечивается мембранными системами, с которыми связаны биоэнергетические процессы и регулирование транспорта веществ в клетку и из неё. В клетке происходят изменения и восстановления органоидов. Это происходит и в обычных условиях среды, но особенно интенсивно при действии различных повреждающих факторов (изменение температуры, недостаток питательных веществ)

В основе реакций, осуществляемых в клетке на ультраструктурном уровне, лежат генетические механизмы гомеостаза. Важнейшее свойство живого – самовоспроизведение – основано на процессе редупликации ДНК.(сам механизм этого процесса, при котором новая нить ДНК строится строго комплементарно около каждой из составляющих молекул двух старых нитей, является оптимальным для точной передачи инф-ции).

Кибернетические механизмы гомеостаза. Этот уровень обеспечивается взаимодействием важнейших регуляторных систем. В основе работы кибернетической системы лежит процесс передачи и обработки информации. В работу системы постоянно вносятся коррективы, характер которых зависит от тех отклонений, которые наблюдаются на входе. Для живых организмов входными сигналами служат пища, вода, свет, звук, температура. Выходные сигналы – реакция органа или ткани, выделение секрета и т.д. Важным элементом кибернетической системы является обратная связь – влияние выходного сигнала на блок управления. Различают отрицательную и положительную обратную связь.

Отрицательная обратная связь – направлена на восстановление исходного состояния кибернетической системы, в случае ее отклонения от нормы.

Пример: работа термостата.

Положительная обратная связь – направлена на усиление возникшего отклонения кибернетической системы от исходного состояния.

Пример: кровотечение из крупного сосуда, рост организма в онтогенезе.

Роль эндокринной и нервной систем в обеспечении адаптивных изменений.

Селье показал, что вслед за воздействием какого-либо травмирующего агента (токсины, ожог, переохлаждение, облучение, болевой шок и др.) в организме животного помимо ожидаемых локальных нарушений происходит целый ряд неспецифических изменений, не имеющих прямого отношения к характеру воздействующего фактора. Это позволило ему определить стресс как защитную реакцию организма на повреждение как таковое, суть которой состоит в генерализованной мобилизации внутренних ресурсов для преодоления возникших затруднений. В ответ на любое агрессивное воздействие внешней среды в протекании физиологических процессов (прежде всего биохимических) происходит три типа характерных изменений. Они получили название классической триады признаков стресса. Во-первых, происходит увеличение коры надпочечников и резкий выброс в кровь катехоламинов (адреналина, норадреналина и их производных). Второй характерный признак стресса - точечное изъязвление слизистых желудка и кишечника. Третья составляющая триады - сморщивание лимфатических узлов и вилочковой железы - органов, связанных с поддержанием иммунитета. резкое повышение иммунной активности на первых этапах реагирования на опасность.

Примеры регуляции гомеостаза.

1. регулирование температуры тела

2. регулирование уровня глюкозы в крови. Организм использует глюкозу в качестве источника энергии, но ее избыток или недостаток может вызвать серьезные осложнения. Некоторые гормоны осуществляют регулирования концентрации глюкозы в крови. Инсулин снижает концентрацию глюкозы, в то время как кортизол, глюкагон и катехоламины увеличивают.

3. Регулирование уровня кальция. Слишком большое или недостаточное содержание кальция в крови имеют негативные последствия. Если уровень кальция в крови слишком сильно снижается, паращитовидные железы активируют свои рецепторы, чувствительные к кальцию, и высвобождают паратиреоидный гормон. ПТГ сигнализирует костям он необходимости высвобождения кальция, чтобы увеличить его концентрацию в кровотоке. Если уровень кальция увеличивается слишком сильно, щитовидная железа высвобождает кальцитонин и фиксирует избыток кальция в костях, тем самым уменьшая количество кальция в крови.

4. Регулирование объема жидкости. Тело должно поддерживать постоянную внутреннюю среду, а это означает, что ему необходимо регулировать потерю или восполнение жидкости. Гормоны помогают регулировать этот баланс, вызывая экскрецию или удерживание жидкости.

Стресс

СТРЕСС представляет собой состояние напряжения, возникающее а организме человека под влиянием неблагоприятных воздействий, называемых - стресс-факторами (СТРЕССОРАМИ). Стресс может быть вызван: неправильным питанием; потреблением экологически загрязненных продуктов, воды, воздуха; физическим, умственным или психическим переутомлением; действием интенсивных электромагнитных и других геофизических и геохимических полей и тд.

Общий адаптационный синдром.

Адаптационный синдром, совокупность общих защитных реакций, возникающих в организме животных и человека при действии значительных по силе и продолжительности внешних и внутренних раздражителей; эти реакции способствуют восстановлению нарушенного равновесия и направлены на поддержание постоянства внутренний среды организма — Гомеостаза. Факторы, вызывающие развитие А. с. (инфекция, резкие изменения температуры, физическая и психическая травма, большая мышечная нагрузка, кровопотеря, ионизирующее излучение, многие фармакологические воздействия и др.), называемые стрессорами, а состояние организма, развивающееся при их действии, — стрессом. Существует 3 стадии развития этого синдро­ма: стадия тревоги, стадия сопротивления, стадия ис­тощения.