Стволовые полипотентные клетки: СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ | Энциклопедия Кругосвет
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ | Энциклопедия Кругосвет
Содержание статьиСТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ. Характерной особенностью стволовых клеток является их способность к неограниченному делению в культуре с образованием специализированных клеток. Их роль становится понятной при рассмотрении развития организма человека. Это развитие начинается с оплодотворения яйцеклетки и образования зиготы, которая дает начало целому организму. Оплодотворенная яйцеклетка тотипотентна – она обладает неограниченным потенциалом в том смысле, что ее одной достаточно для формирования и развития нормального плода при соответствующих условиях. В первые часы после оплодотворения она делится с образованием идентичных тотипотентных клеток (рис 1.), и любая из них, будучи имплантирована в матку женщины, способна дать начало развитию плода. Примерно через четверо суток после оплодотворения, когда проходит несколько циклов клеточного деления, тотипотентные клетки начинают специализироваться с образованием сферической структуры, называемой бластоцистой. У бластоцисты есть наружный слой и внутренняя полость, где образуется внутренняя клеточная масса. Из наружного слоя развивается плацента и другие поддерживающие структуры, необходимые для формирования плода, а из внутренней клеточной массы – практически все органы и ткани самого плода. Клетки внутренней клеточной массы плюрипотентны – их наличие является необходимым, но не достаточным условием формирования плода. Если их имплантировать в матку женщины, то беременность не наступит.
Плюрипотентные клетки подвергаются дальнейшей специализации с образованием стволовых клеток, которые дают начало еще более специализированным клеткам, обладающими специфическими функциями. Так, из кроветворных (гемопоэтических) стволовых клеток развиваются эритроциты, лейкоциты и тромбоциты, а из стволовых клеток кожи – различные типы клеток этой ткани. О стволовых клетках говорят, что они полипотентны (рис. 2). Полипотентные стволовые клетки присутствуют не только у эмбриона, но и в организме новорожденного и взрослого человека. Так, гемопоэтические стволовые клетки, находящиеся в основном в костном мозге, а также в небольшом количестве циркулирующие в крови, ответственны за постоянное образование новых клеток крови взамен разрушенных, и этот процесс продолжается всю жизнь.
Получение плюрипотентных клеток.
В настоящее время линии плюрипотентных клеток человека получают из двух источников с помощью методов, отработанных на животных моделях.
а) Плюрипотентные клетки выделяют непосредственно из внутренней клеточной массы эмбриона человека на стадии бластоцисты. Сам эмбриональный материал получали в больших количествах в клинических, а не исследовательских целях для осуществления экстракорпорального оплодотворения, всякий раз испрашивая разрешение на его использование у обоих доноров. Клетки внутренней клеточной массы культивировали и получали линию плюрипотентных клеток (рис. 3).
б) Другая группа исследователей выделяла плюрипотентные клетки из ткани плода. Разрешение на это давалось обоими супругами уже после того, как они сами приняли решение прервать беременность. Клетки отбирались из той области плода, которая должна была развиться в яичники или семенники.
Несмотря на то что плюрипотентные клетки в двух указанных случаях происходили из разных источников, полученные клеточные линии были идентичными (рис. 3).
Еще одним способом получения плюрипотентных клеток может стать метод, основанный на переносе в энуклеированную (лишенную ядра) яйцеклетку ядра соматической клетки. Соответствующие опыты уже проведены на животных. Сама яйцеклетка с новым ядром и ее непосредственные «потомки» способны при соответствующих условиях развиться в полноценный организм, т.е. являются титопотентными. Из них формируется бластоциста, которая и служит источником плюрипотентных клеток (рис. 4).
Возможное применение плюрипотентных клеток.
Изолированные плюрипотентные клетки человека – очень ценный материал для исследователей и клиницистов (рис. 5). Эксперименты с их использованием могут помочь разобраться в сложнейших процессах развития человеческого организма, и прежде всего в том, что именно влияет на принятие клеткой решения о переходе от стадии роста и деления к стадии дифференцировки. Известно, что ключевым моментом здесь является «включение» и «выключение» специфических генов, но мы мало что знаем и о самих этих генах, и о том, какие события предшествуют их переключению. Разобравшись в функционировании клетки в норме, мы сумеем понять, какие сбои в ее работе приводят к фатальным для организма последствиям.
Выделение плюрипотентных клеток человека открывает новые возможности перед исследователями, занимающимися поисками новых лекарственных веществ и их тестированием. Разнообразные клеточные линии (например, линии раковых клеток) используются в этих целях уже сейчас, а культура плюрипотентных клеток позволяет проводить тестирование сразу на нескольких типах клеток. Это не заменяет тестирование на уровне целого организма, но значительно облегчает поиск новых лекарственных веществ.
Одно из самых впечатляющих применений плюрипотентных клеток человека – это так называемая «клеточная терапия». Многие заболевания человека обусловливаются нарушением функционирования клеток или целых органов, и сегодня для устранения дефекта в таких случаях используется метод трансплантации. К сожалению, нередко повреждения носят множественный характер, и заменить все затронутые ими органы не представляется возможным. Плюрипотентные клетки, стимулированные к дифференцировке с образованием строго специализированных клеток, могут служить возобновляемым источником не затронутых поражением клеток, замещающих выбывшие из строя дефектные клетки. Это открывает широкие возможности для лечения самых разных заболеваний человека, включая такие серьезные, как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, сердечно-сосудистые заболевания, ревматоидный артрит, диабет и др. Мы рассмотрим здесь два таких примера.
I. Предварительные эксперименты на мышах показали, что трансплантация нормальных клеток сердечной мышцы животным, страдающим сердечной недостаточностью, приводит к частичной замене пораженных клеток и восстановлению сердечной деятельности. При этом никакого отторжения донорных клеток клетками-хозяевами не наблюдалось. Есть основания полагать, что аналогичной процедуре можно подвергнуть и человека, страдающего сердечной недостаточностью, используя в качестве трансплантата клетки сердечной мышцы, полученные из плюрипотентных клеток человека.
II. У больных, страдающих диабетом I типа, нарушена секреция инсулина специализированными, так называемыми островковыми клетками поджелудочной железы, и такие больные нуждаются в инъекциях инсулина. Есть данные о том, что трансплантация таким больным целой поджелудочной железы или островковых клеток позволяет существенно снизить дозу препарата. Островковые клетки, полученные из плюрипотентных клеток человека, можно использовать как в исследовательских целях для изучения диабета, так и для клеточной терапии.
Несмотря на всю перспективность описанного подхода, пройдет еще немало времени, прежде чем его удастся применить в клинике. Во-первых, необходимо выяснить, какие события предшествуют переходу клетки в организме человека к стадии дифференцировки; только тогда мы сможем направленно изменять ход событий, чтобы получить из плюрипотентных клеток именно те, которые нужны для трансплантации. Во-вторых, прежде чем вводить культивированные клетки в организм человека, следует решить проблему иммунологического отторжения. Поскольку плюрипотентные клетки, взятые из бластоцисты или ткани плода, вряд ли будут идентичны клеткам реципиента, необходимо научиться модифицировать их для минимизации этого различия или создать банк тканей.
В некоторых случаях проблему несовместимости удается решить, используя метод переноса ядра соматической клетки. Предположим, что пациент страдает прогрессирующей сердечной недостаточностью. Если взять у него любую соматическую клетку и ввести ее ядро в энуклеированную яйцеклетку-реципиент, мы получим химерную яйцеклетку, у которой практически весь генетический материал идентичен таковому у пациента. Из нее можно получить бластоцисту, а затем, отобрав клетки внутренней клеточной массы, – плюрипотентные клетки. Последние можно стимулировать к образованию клеток сердечной мышцы, идентичных в генетическом отношении нормальным клеткам пациента, и имплантировать их больному без необходимости подвергать подвергать его иммуносупрессорной терапии, чреватой серьезными последствиями.
Еще более впечатляющее применение стволовых клеток человека – генная терапия ex vivo. В этом случае в организм больного можно инфузировать не обычные стволовые клетки, а генетически модифицированные, которые замещают дефектные клетки или восполняют недостаток продукта того гена, который включен в геном инфузируемых клеток. Стволовые клетки можно получать от самого пациента или от совместимых с ним доноров. Следует отметить, однако, что генная терапия ex vivo с применением стволовых клеток человека делает лишь первые шаги. Гораздо более реальным является использование модифицированных эмбриональных стволовых клеток для создания трансгенных животных. Соответствующие эксперименты уже широко проводятся на мышах. Сначала получают эмбриональные стволовые клетки из внутренней клеточной массы бластоцисты мыши. Их генетически модифицируют (трансформируют) с помощью вектора, несущего нужный ген (трансген), культивируют и отбирают тем или иным способом. Популяцию трансфицированных клеток вновь культивируют и вводят в бластоцисты, которые затем имплантируют в матку «суррогатной» матери. Скрещивая животных, несущих трансген в клетках зародышевой линии мыши, получают линию трансгенных мышей (рис. 6). В геном стволовой клетки можно не только встроить полезный ген, кодирующий какой-либо необходимый организму продукт, но и направленным образом вывести из строя («нокаутировать») ген, кодирующий, например, какой-нибудь токсин. Трансгенных мышей с нарушениями в определенном гене широко используют в качестве модели для изучения заболеваний человека на молекулярном уровне.
Стволовые клетки взрослого организма.
Полипотентные стволовые клетки присутствуют в некоторых тканях взрослого организма (например, мы уже говорили о гемопоэтических стволовых клетках). Они служат источником клеток различных тканей, естественным образом выбывающих из строя. Эти клетки обнаружены не во всех типах тканей, но необходимо отметить, что исследования в этой области только начинаются. Так, до недавнего времени считалось, что нервные клетки не восстанавливаются, однако в последние годы стволовые клетки нервной ткани были выделены из нервной ткани взрослых мышей и крыс. Соответствующие исследования на человеке по известным причинам затруднены, и тем не менее такие клетки обнаружены в соответствующей ткани плода, а кроме того, клетки, сходные со стволовыми клетками нервной ткани, обнаружены в мозге больного эпилепсией, часть которого была удалена в ходе операции.
Обладают ли стволовые клетки взрослого организма таким же потенциалом, как и плюрипотентные клетки?
До недавнего времени практически не было данных о том, что полипотентные стволовые клетки млекопитающих, например гемопоэтические стволовые клетки, могут изменить направление своего развития и дать начало клеткам кожи, печени или любым другим специализированным клеткам, отличным от форменных элементов крови. Однако проведенные в последние годы опыты на животных показали, что здесь еще рано ставить точку. Обнаружилось, что некоторые стволовые клетки животных, ранее считавшиеся строго специализированными, при некоторых условиях могут менять свою специализацию. Так, стволовые клетки нервной ткани мыши, введенные в костный мозг, оказались способными дифференцироваться в разные клетки крови, а стволовые клетки, обнаруженные в костном мозге крыс, могут дифференцироваться в клетки печени. Эти впечатляющие эксперименты свидетельствуют о том, что при определенных условиях стволовые клетки проявляют большую гибкость, чем это считалось ранее.
Почему нельзя использовать «взрослые» стволовые клетки в медицинских целях прямо сейчас.
Стимулом к изучению стволовых клеток человека служит то, что они таят в себе огромные возможности как с чисто научной точки зрения, так и в том, что касается их применения в клеточной терапии. Прежде всего речь идет о тех преимуществах, которые дает их использование при трансплантации. Если бы удалось получить стволовую клетку от взрослого индивида, стимулировать ее деление и изменить специализацию, ее можно было бы ввести в организм донора, не опасаясь отторжения. Такой подход мог бы избавить от необходимости использовать стволовые клетки человеческого эмбриона или плода – эта практика вызывает неприятие общественности по этическим соображениям.
Однако, несмотря на всю перспективность, этот метод сталкивается с серьезными проблемами. Во-первых, стволовые клетки обнаружены далеко не во всех типах тканей взрослого человека. Так, не найдены стволовые клетки сердечной мышцы и островков поджелудочной железы. Во-вторых, даже если такие клетки обнаружены, они присутствуют в тканях в очень малых количествах и их трудно выделить и очистить, а с возрастом их становится еще меньше.
Чтобы стволовые клетки взрослого человека можно было использовать для его же лечения, нужно прежде всего получить их от данного пациента, затем культивировать до достижения достаточно большой плотности, чтобы их хватило для терапии. Однако бывают случаи, когда болезнь просто не дает времени на проведение всех этих процедур, а кроме того, если заболевание имеет генетическую природу, пораженными скорее всего будут и стволовые клетки. Есть указания на то, что стволовые клетки взрослого организма делятся не так быстро, как стволовые клетки плода, а их ДНК, по-видимому, содержит больше нарушений.
Не очень перспективным представляется и использование «взрослых» стволовых клеток для изучения ранних этапов клеточной специализации, поскольку эти клетки уже прошли долгий путь в одном направлении. Кроме того, из одной линии «взрослых» стволовых клеток можно получить не более 3–4 типов тканей. Прежде чем мы сможем ответить на вопрос, какие именно стволовые клетки нужно иметь, чтобы справиться с тем или иным новым заболеванием, совершенно необходимо исследовать потенциал «взрослых» стволовых клеток и сравнить его с потенциалом плюрипотентных клеток.
Стволовые клетки | Cell Biology.ru
Cтволовые клетки классифицированы в соответствии со своей возможностью к дифференцировке как тотипотентные, плюрипотентные и мультипотентные.
Тотипотентные — клетки, способные дифференцироваться в любые клетки организма. Как из одной оплодотворенной клетки вырастает целый организм.
Плюрипотентные — клетки, способные образовывать множество различных клеток, но не целый организм.
Мультипотентные — клетки, способные образовывать клетки тканей из которых они были взяты.
Унипотентные — клетки дающие начало только одному типу клеток.
Клетки развивающегося эмбриона изначально тотипотентны, но теряют это свойство после нескольких клеточных делений, т.е. они дифференцируются. Некоторые из клеток организма, не дифференцируются окончательно, а становятся плюрипотентными, т.е. способны давать лишь некоторые типы клеток целого организма. Тотипотентные клетки эмбриона называют
так же — эмбриональные стволовые клетки (ESC), а плюри- и мультипотентные клетки организма называют — взрослыми стволовыми клетками. Функция первых в организме очевидна, из одной клетки должен развиться целый организм с огромным числом клеточных типов (~200 у человека), каждый из которых выполняет свою функцию. Взрослые стволовые клетки необходимы организму для восполнения погибших клеток в процессе жизни. Взрослые стволовые клетки способны заменять практически все ткани в организме: мозг, костный мозг, кровь, почку, эпителий пищеварительной системы, кожу, сетчатку, мышцы, поджелудочную железу и печень.
Взрослые стовловые клетки способны к самоподдержанию и производству клеток -предшественников, которые затем дифференцируются.
Гематопоэзные стволовые клетки (HSC)
Клетки способные производить все клетки крови находятся в крастном костном мозге. Клетки из которых образуются клетки крови имеют на своей поверхности маркеры CD34, CD59 и Thy1,
по которым могут быть идентифицированы.
Нейральные стволовые клетки (NSC)
Нейрогенез в мозге происходит в двух местах: субвентрикулярная зона (СВЗ), из которой были изолированы первые с.к., и зубчатая извилина. Зрелые нейроны образуются в обонятельной луковице , область в которую мигрируют клетки из СВЗ различными путями называемыми ростральной миграционной системой. СВЗ содержит эпиндимальные клетки и астроциты со схожей ролью с клетками стромы в костном мозге. Эпидимальные клетки и астроциты образуют каналы называемые глиальные трубки по которым происходит миграция нейробластов к обонятельной луковице, где дифференцируются в перигломерулярные или гранулярные нейроны, которые выстраиваются цепочкой. Астроциты в трубках обеспечивают питание клеток.
Известны молекулярные маркеры, позволяющие идентифицировать как стволовые нервные клетки, так и последовательные фазы их развития, — это нестин для ство-ловой клетки, виментин для клетки-предшественника, бета-тубулин для нейробласта,
GFАР (кислый глиальный фибриллярный белок) для клетки, «движущейся» в направлении глиального развития и т. д.
Установлено, что нервные стволовые клетки характеризуются выраженным консерватизмом, так что человеческие стволовые клетки способны мигрировать и развиваться в случае их трансплантации в мозг крысы. Более того, в экспериментах было показано, что даже нервные стволовые клетки дрозофилы способны дифференцироваться в случае их ксенотрансплантации в мозг такого отдаленного таксона, как крыса. Для этой цели были получены трансгенные линии дрозофилы, содержащие человеческие гены, кодирующие нейротрофические факторы NGF, GDNF, BDNF. Человеческие гены были встроены в вектор Саsреr под дрозофилиным хит-шоковым промотором, так что температура тела млекопитающих служила автоматическим активатором соответствующих генов. Для идентификации клеток дрозофилы в геном трансгенных линий был введен ген бактериальной галактозидазы 1асZ, продукт которого легко
выявляется с помощью гистохимической Х-гал окраски. Тем самым нервные клетки ксенотрансплантата легко обнаруживаются среди клеток реципиента или котрансплантата. Оказалось, что нервные стволовые клетки дрозофилы не только выживают, но и мигрируют и дифференцируются в мозге крысы.
Мышечные стволовые клетки (MSC)
Обонятельные стволовые клетки
Дают начало обонятельным клеткам. Располагаются в слизистой носа.
Стволовые клетки печени
В нормальном состоянии клетки печени деляться очень медленно, но под влияниям повреждений или инфекции пролиферация клеток усиливается многократно. Имеется 3 популяции клеток, способных востановить печень.
Эмбриональные стволовые клетки (ESC)
Эмбриональные стволовые клетки получают из внутренней клеточной массы бластоциста от оплодотворения яйцеклетки до ее имплантации, при этом бластоциста
мыши достигает 150 клеток и представляет собой сферу с внешним слоем клеток, полостью бластоцеля заполненной жидкостью и внутренней клеточной массой.
ESC человека могут быть получены пересадкой ядер, называемой так же терапевтическое клонирование. При пересадке ядра соматической клетки донора (например в клетку кожи) в яйцеклетку с удаленным ядром, образуется бластоциста, клетки которой тотипотентны. Стволовые клетки полученные таким образом не отвергаются при пересадке.
ESC могут быть получены из примордиальных клеток из которых образуются яйцеклетки и сперматозоиды.
Классическими маркерами ЭСК являются изозимы щелочной фосфатазы, транскрипционный фактор Осt-4, высокая теломеразная активность и ряд маркеров клеточной поверхности, например GСТМ-2, TRA 1-60, SSЕА-3 и SSЕА-4, распознаваемые моноклональными антителами к специфическим эмбриональным или опухоль-определяющим антигенам. Физиологическое значение большинства маркеров остается неясным,
за исключением Осt-4. Исследования, проведенные на ЭСК и эмбрионах мыши, выявили критическую роль Осt-4 в поддержании тотипотентности ранних эмбриональных клеток и клеток зародышевого пути. Дифференцировка клеток внутренней массы сопровождается понижением уровня Осt-4, а изменение уровня синтеза Осt-4 в ЭСК в свою очередь приводит к потере тотипотентности и переходу к дифференцировке. Кроме Осt-4, имеется еще ряд транскрипционных факторов, синтезируемых в основном недифференцированными ЭСК, например Nanog, который занимает важное место в иерархии факторов, определяющих недифференцированную природу ЭСК, и происхождение.
Маркеры стволовых клеток
Гены «стволовости»
Повышенная экспрессия в стволовых клетках регуляторных генов, таких как НохВ4, Неs-1 или AMLI-ETO приводит к размножению стволовых клеток in vitro и in vivo.
Лечение стволовыми клетками
Первое клиническое применени стволовых клеток началось еще до их открытия. При переливании крови в организм реципиента
попадают стволовые клетки донора, которые внедряются в организм реципиента и дифференцируются. При лейкозах (рак крови) широко применяют обильное переливание крови и пересадку костного мозга — вводят в организм клетки, дающие начало всем клеткам крови. В результате образуются нормальные, не пораженные раком лейкоциты и лимфоциты, что улучшает состояние пациента. К сожалению, при переливании крови или пересадке ткани костного мозга от одного человека к другому может наблюдаться реакция отторжения. Ее пытаются минимизировать, подбирая донора, антигенная структура белков которого сходна с таковой у реципиента. Используют также лекарства, подавляющие иммунный ответ последнего. Однако это может быть опасно, ибо иммунная система обеспечивает очищение организма от инфекционных агентов и время от времени возникающих в нем клеток с измененным геномом; тогда отдельные из них могут малигнизироваться (т.е. превратиться в раковые). Решить проблему тканевой несовместимости можно, вероятно, используя
для пересадки стволовые клетки самого пациента, размноженные вне организма. Очень важно то, что стволовые клетки почти не подвержены злокачественному перерождению, поскольку обладают системой зашиты генома значительно более мощной, чем вступившие на путь специализации. Вот почему ныне из костного мозга больных лейкозом выделяют стволовые клетки и консервируют их в жидком азоте. Затем собственный костный мозг, включая содержащиеся в нем опухолевые клетки, подавляют облучением или цитостатиками (лекарствами, блокирующими рост и размножение клеток), после чего восстанавливают кроветворение и иммунитет, пересаживая сохраненные в азоте стволовые клетки, из которых образуется полный набор нормальных клеток крови. Такую замену производят не только при лейкозах, но и при других опухолях, если лечение включает курсы радио- или химиотерапии.
В настоящее время для каждого рождающегося человека может быть создан запас стволовых клеток, по свойствам близких к эмбриональным и генетически тождественных всем его другим
клеткам. Для этого при родах нужно собирать содержащую их пуповинную кровь и хранить ее (или выделенные из нее клетки) в жидком азоте вплоть до момента, когда она понадобится для пересадки.
Лечение заболеваний сердца
Инфаркт миокарда вызывается спазмом или закупоркой артерий, питающих мышцу сердца. Пораженные сосуды удаляют, а для восстановления кровообращения применяют шунтирование. Однако это не обеспечивает восстановление погибшего участка сердечной мышцы. Если зона инфаркта обширна, то сократительная функция сердца значительно страдает, и больной не может вести нормальный образ жизни. Пересадка препаратов стволовых клеток, полученных из его костного мозга, а также производных эмбриональных или фетальных клеток путем вливания их суспензии в общий кровоток или инъекцией непосредственно в миокард по границе зоны омертвления мышцы (последнее делается в процессе шунтирования) приводит к частичному или полному восстановлению структуры и функции миокарда и значительно улучшает качество жизни
больного.
Лечение заболеваний костной системы
Введение полученных из стволовых клеток остеобластов (предшественники клеток кости) в зону перелома значительно ускоряет процесс сращивания кости, а введение хондробластов (предшественники клеток хряща) в суставную сумку стимулирует регенерацию хряща на суставных поверхностях.
Лечение рака
Stem cells have acquired a golden glow in the past few years
as a possible tool for reversing the damage of various organs.
The prediction was that stem cell transplants, whether derived
from embryonic tissue or from adult cells that retain
the fl exibility to develop into various tissues, will someday
repair hearts crippled by heart attacks or brains under attack
by Alzheimer’s or Parkinson’s disease. But the very qualities
that make these cells so attractive to medicine, especially
their capacity to replicate ad infi nitum, also hint at a
dark side. Evidence suggests that they may be the source of
the mutant cells that give rise to cancerous tumors (also reviewed
in [115]. In studies of cells in blood cancers such as
leukemia and in breast and brain cancers, cells called “cancer
stem cells” have been identifi ed. The fi ndings have raised
the possibility that the mutations that drive cancer development
may have originated in the body’s small supply of naturally
occurring stem cells. Cancer stem cells resemble these
normal cells in several ways. In particular, both types are selfrenewing.
Thus, when they divide, one of the daughter cells
differentiates into a particular cell type that eventually stops
dividing, but the other retains its stem cell properties, including
the ability to divide in the same way again. Therefore,
it is possible that cancer stem cells, which form only a small
proportion of the total tumor cell population, are the only
tumor cells with the capacity to keep tumors growing.
In the early 1990s, Dick and colleagues [116,117] used a
model to study the development of human hematopoietic
stem cells which give rise to various types of blood cells. The
model is based on an extremely immunodefi cient mouse
strain, the NOD/SCID mouse. The animals were irradiated
to destroy their bone marrow and then human stem cells
were introduced to see if they would produce a new complement
of blood cells. After showing that normal human
hematopoietic stem cells could do this, Dick and his team
used the approach to study the cancer-causing power of
acute myeloid leukemia (AML) cells freshly harvested from
human patients [118]. By a progressive dilution of a known
number of leukemia cells, it was possible to establish that
only a very rare AML cell, about one in a million, had the
ability to reproduce the disease in the animals. Because this
was a much smaller fraction of cells than that necessary to
form colonies in culture, the result indicated that the simple
ability to grow did not equate with the ability to develop
into leukemia in living animals. Thus one could speculate
that the leukemia-initiating cells had a greater developmental
potential than the vast majority of clone-forming cells
and might even be stem-like cells. Subsequently, the leukemia-
initiating cells were characterized according to surface
protein markers that distinguish the various cell types of the
hematopoietic system. The leukemia-initiating cells turned
out to belong to an exclusive group. They were positive for
the CD34 marker and negative for CD38, the same as human
hematopoietic stem cells, and did not carry the markers
of more mature cells. The cancer cells’ resemblance to
normal stem cells holds up even though AML is a heterogeneous
disease, with several different subtypes depending
on which genetic abnormalities the patients’ cells carry.
Dick and his colleagues characterized the leukemia-initiating
cells from the various AML subtypes and found that all
belonged to that same CD34+/CD38– class. When put into
NOD/SCID mice, however, each cell type produced a leukemia
identical to that in the patient from which it had originally
been isolated. A plausible conclusion from this study
is that the initial mutations that gave rise to the leukemias
arose in normal stem cells, causing them to take the wrong
developmental pathway.
Another line of evidence suggesting that cancers originate
from stem cells comes from studies of the biological machinery
underlying self-renewal. Normal and cancer stem
cells show some striking similarities. Recently, for example,
researchers have shown that the genes Bmi-1 and Wnt, both
of which can cause cancer when mutated, are needed for
self-renew in normal and cancer stem cells (also reviewed
in [119]. The Bmi-1 gene participates in normal hematopoietic
development, and its malfunction has been linked to
AML. A study reported by Park and collaborators [120] and
another by Lessard and Sauvageau [121] link the gene to
self-renewal. To test whether cells missing Bmi-1 can selfrenew,
the researchers transplanted stem cells from Bmi-1
knockout mice into normal mice that had been irradiated
to destroy their bone marrow. The stem cells produced a
normal complement of blood cells, but only for very short
period of time. After eight weeks, blood cells derived from
the transplanted cells had almost disappeared, and when
bone marrow taken from the animals was put into a second
series of mice, no Bmi-1-defi cient blood cells could be detected.
Bmi-1 is also needed for the self-renewal of leukemia
cells [121]. In previous reports, Sauvageau and collaborators
revealed that they could cause an AML-like disease
in mice by introducing two oncogenes, Meis1a and Hoxa9,
into the bone marrow cells of the animals [122]. This result
shows that without Bmi-1, leukemia stem cells die out,
just as normal stem cells do. The Wnt gene is likewise the
focus of a great deal of research by both cancer researchers
and developmental biologists. The protein encoded by the
gene normally controls cell fate decisions during the development
of many of the body’s tissues. It exerts its effects by
binding to, and thus activating, a receptor on the cell surface
membrane. This in turn sets off a series of changes inside
the cell, culminating in the activation of genes governing
cell division and differentiation. Details of these processes
however, are still poorly understood and require further
intensive research both in the area of stem cells, including
lessons learned from the biology of embryonic stem cells,
as well as from the biology of various cancer cell lines and
various types of cancer.
Лечение заболеваний нервной системы
Сокращения.
in vivo — в живом организме
in vitro — в пробирке
Стволовые клетки и их применение. BookingHealth
Стволовые клетки представляют собой незрелые (недифференцированные) структуры. Из стволовых клеток в процессе дозревания могут формироваться более зрелые клетки различных тканей. Это зависит от того, какие биологически активные соединения (факторы роста) оказывают на них влияние, а также от наличия рядом другихорганов и тканей. Эти особенности стволовых клеток дали возможность их использования в медицине. Наиболее широкое распространение они получили в трансплантологии.
Свойства стволовых клеток
За счет того, что стволовые клетки являются недифференцированными структурами, они обладают рядом определенных свойств, к которым относятся:
- Полипотентность – основное свойство данных клеток, благодаря которому они получили широкое применение в практической медицине. Данное свойство обуславливает возможность дифференцировки стволовых клеток в практически любую ткань, что зависит от их окружения.
- Неограниченная пролиферация – стволовые клетки обладают способностью к делению на искусственных питательных средах без дозревания. Это позволяетискусственно увеличивать их количество в лабораторных условиях.
- Длительный период жизни –клетки могут длительный период времени сохранять свою жизнеспособность.
Все эти свойства стволовых клеток дают возможность активно применять их в трансплантологии для получения тканей, подлежащих пересадке.
Виды стволовых клеток
В зависимости от того, где стволовые клетки были взяты, а также от степени их зрелости, выделяют несколько их типов:
- Эмбриональные клетки – берутся из эмбриобласта зародыша еще до имплантации эмбриона в слизистую оболочку матки. Они обладают наименьшей зрелостью, поэтому могут давать начало любой ткани организма человека.
- Фетальные клетки – находятся в организме плода, их получают после выполненного по медицинским показаниям аборта или из пуповинной крови. Они обладают меньшей потентностью, поэтому могут дифференцироваться не во все ткани.
- Постанатальные клетки – данные структуры находятся в организме человека после рождения. В зависимости от их локализации выделяются гемопоэтические (дают начало клеткам крови), стромальные (предшественники соединительной ткани) и тканеспецифические (обладают наименьшей потентностью, находятся практически во всех тканях организма человека) клетки.
В трансплантологии могут использоваться различные типы стволовых клеток, что зависит от тканей или органа, которые требуют пересадки.
Основные направления применения стволовых клеток
Основной целью использования стволовых клеток в различных областях медицины является замещение поврежденных тканей (трансплантация), которая включает несколько направлений:
- Трансплантация красного костного мозга
- Матриксиндуцированный хондрогенез для восстановления хрящей суставной поверхности
- Получение («выращивание») сетчатки глаза для имплантации в офтальмологии
- Восстановление нервов
- Трансплантация сосудов
- Получение структур бронхолегочной системы на специальном матриксе с последующей имплантацией
Перспективными являются направления трансплантации «выращенных» частей почек и других органов мочевыделительной системы, а также желез внутренней секреции.
Трансплантация стволовых клеток. Использование стволовых клеток является одной из эффективнейших методик лечения лейкоза и некоторых других заболеваний системы кроветворения. Для этого используются гемопоэтические клетки. После их взятия у донора проводится накопление (культивация) в лабораторных условиях, после чего они вводятся в красный костный мозг. При этом достигается основной терапевтический эффект – нормализация формирования и дозревания клеток всех ростков кроветворения.
Матриксиндуцированный хондрогенез. Медицинские специалисты в области ортопедии и травматологии часто сталкиваются с патологическими состояниями, характеризующимися дегенерацией (разрушением) хрящевых компонентов на фоне их ухудшенного питания или длительного воспалительного процесса. Восстановление хрящевой ткани при помощи обычных методик консервативной терапии является невозможным. Поэтому единственной возможностью провести восстановление является имплантация. При помощи современных технологий в специальный матрикс, представляющий собой межклеточное вещество хрящевой ткани, вводятся стволовые клетки, из которых формируются полноценные хондроциты (основные клетки хрящевой ткани). Затем «выращенная» хрящевая ткань имплантируется в сустав.
«Выращивание» сетчатки. Сетчатка глаза представляет собой сложную структуру, которая после травматических повреждений или патологического процесса не восстанавливается. Единственным способом вернуть пациенту нормальное зрение является пересадка данной структуры. При помощи современных технологий с использованием стволовых клеток на специальном матриксе выполняется «наращивание» зрелых клеток сетчатки с последующей ее имплантацией.
Трансплантация сосудов. Современные технологии применения стволовых клеток в медицине включают «выращивание» участка артериального сосуда, с последующей его имплантацией. Преимущественно данная технология используется для «замены» артерий, пораженных атеросклерозом: в сердце, головном мозге и других органах.
Перспективными являются методики использования эмбриональных стволовых клеток для «выращивания» структур бронхолегочной, мочевыделительной и эндокринной системы. Основным преимуществом данных технологий является то, что эмбриональные клетки на поверхности не содержат антигенов тканевой совместимости, поэтому полученные из них ткани после имплантации не отторгаются организмом пациента.
В каких клиниках можно пройти курс лечения стволовыми клетками?
В большинстве развивающихся стран новейшие методики клеточной терапии не используются. Поэтому пациентам приходится выезжать за границу для получения высокотехнологичной медицинской помощи. Одним из популярных направлений для медицинского туризма стала Германия. Здесь давно и успешно применяются стволовые клетки для лечения различных патологий.
Вот некоторые клиники, где применяется клеточная терапия:
- Университетская клиника Эссена. В данном медучреждении функционирует отделение пересадки костного мозга. Здесь проводится трансплантация как аутологичных (собственных), так и аллогенных (от донора) стволовых клеток. При помощи этой методики в клинике успешно лечатся лейкозы, апластические и миелодиспластические синдромы.
- Университетская клиника Шарите. Здесь уже более 10 лет применяется клеточная терапия для восстановления хрящей. Их выращиваю из стволовых клеток и пересаживают пациенту. Это один из самых современных методов лечения артроза суставов. Он позволяет отсрочить или избежать эндопротезирования (установки искусственного сустава).
Организация лечения за границей
Если вы ищете подходящую клинику, где применяются инновационные методы лечения различных заболеваний, в том числе при помощи стволовых клеток, вы можете воспользоваться помощью специалистов Booking Health. Все что нужно сделать – подать заявку. В течение 24 часов мы подберем для вас лучшую лечебную программу за границей. После этого медицинский консультант свяжется с вами для уточнения запроса и согласования клиники для прохождения терапии.
В дальнейшем вы можете воспользоваться услугами компании BookingHealth по организации лечения за рубежом. Это позволит вам:
- Сэкономить до 70% от стоимости лечебной программы
- Получить страховку, которая покроет все назапланированные расходы на медицинские услуги (например, в случае развития осложнений, потребности в дополнительных диагностических процедурах и т.д.)
- Воспользоваться сервисными услугами (письменный и устный перевод, общение с администрацией клиники, помощь в оформлении визы)
Отправьте запрос, чтобы наш медицинский специалист связался с вами в течение ближайших нескольких часов.
Выбирайте лечение за рубежом и Вы, несомненно, получите отличный результат!
Авторы: Доктор Валерия Кружилина, Доктор Надежда Иванисова
Читайте:
Почему Booking Health – Вопросы и ответы
Как не ошибиться в выборе клиники и специалиста
7 причин доверять рейтингу клиник на сайте Booking Health
Booking Health – Стандарты качества
Отправить запрос на лечение
1).Стволовые клетки. Тотипотентные, плюрипотентные, унипотентные, полипотентные.
Стволовые клетки. Тотипотентные, плюрипотентные, унипотентные, полипотентные.
Стволовыми клетками эмбриона, плода или взрослого организма считаются клетки, способные длительное время воспроизводить себе подобных и в течение жизни давать начало специализированным клеткам, образующим разные ткани организма.
Тотипотентная клетка обладает потенциалом дать начало всем специализированным клеткам, формирующим ткани эмбриона и обеспечивающим его развитие. Например, зигота и бластомеры по всем признакам относятся к тотипотентным клеткам.
Плюрипотентные клетки дифференцируются в разные полипотентные клетки всех трех зародышевых листков-экто-,энто- и мезодермы. Клетки внутренней клеточной массы бластоцисты относятся к плюрипотентным клеткам.
Стволовые клетки взрослого организма выделены из красного костного мозга, периферической крови, пульпы зуба, спинного и головного мозга, кровеносных сосудов, скелетной мышцы, эпителия кожи и пищеварительной системы, роговицы и сетчатки глаза, печени и поджелудочной железы. Это полипотентные клетки, потомки которых дают начало ограниченному количеству типов коммитированных(унипотентных) клеток-предшественниц. К настоящему времени плюрипотентная стволовая клетка взрослого организма, способная дать начало всем клеточным типам организма, не обнаружена.
2).класс ленточные черви. Особенность паразитизма, циклов развития, путей заражения, методов диагностики и профилактики у человека.
Все являются паразитами, около 3500 видов. Форма лентовидная, тело (стробила), поделена на членики – проглоттиды. На голове (сколекс) – крючья, присоски, присасывательные щели(ботрии) Пищеварительная система отсутствует, питание осуществяется всей поверхностью тела за счет пиноцитоза.
С фекалиями окнчательного хозяина яйца попадают во внешнюю среду(они содержат личинку — онкосферу) – промежуточный хозяин: крупный рогатый скот(Попадает в пищеварилку, заносится кровью в мыщцы, где превращается в финну) — финна — — окончательный хозяин – головка прикреляется к стенке кишки и начинается рост шейки, образование члеников и развитие гельминта. Заражение происходит при поедании плохо обработанной говядины. Поражает слизистую оболочку кишечника, выделяет ядовитые вещества. Профилактика: вет.экспертиза туш кр.рог.скота, термическая обработка мяса. Диагностика: обнаружении яиц, зрелых члеников в фекалиях основного хозяина.
3). Экологическая система и биогеоценоз.
Экологическая система — совокупность совместно обитающих организмов и условий среды, в которой они обитают.экологические системы представляют собой основные природные единицы на поверхности Земли, в которые входит «не только комплекс организмов, но и весь комплекс физических факторов. Биогеоценоз — с-ма, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических ф-ров среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии. Представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва).
Citation: | Багмут А. В. Особенности применения полипотентных стволовых клеток в современной медицине / А. В. Багмут, Т. Н. Амбросова // Імплементація принципів біоетики у клінічну практику : наукова конференція молодих вчених і студентів, присвячена 210-річчю ХНМУ, Харків, 10 квітня 2015 р. : матеріали конференції. – Харків, 2015. – С. 13. | Abstract: | Термин «стволовая клетка» был введен в научный обиход русским гистологом Александром Максимовым. Он постулировал существование стволовой кроветворной клетки. В 1998 году Д.Томпсон и Д. Герхарт выявили бессмертную линию эмбриональных стволовых клеток (ЭСК). Далее мир погрузился в эпоху раскрытия тайн стволовых клеток и уже в 2005 году был создан перечень заболеваний, при лечении которых может быть успешно применена трансплантация стволовых клеток. Основное внимание уделяется лечению злокачественных новообразований, различных форм лейкозов и других болезней крови. Исследования, как эмбриональных стволовых клеток, так и стволовых клеток взрослого организма ведутся чрезвычайно активно, в мировой научной прессе что ни день появляются все новые сообщения о достижении ученых: одним удалось получить из стволовых клеток нейроны, другим – кожную или хрящевую ткань, третьим – вырастить сосуды, кость или даже челюсть! Стволовые клетки – иерархия особых клеток живых организмов, каждая из которых способна впоследствии изменяться (дифференцироваться) особым образом. Эти клетки способны асимметрично делиться, из-за чего при делении образуется клетка, подобная материнской (самовоспроизведение), а также новая клетка, которая способна дифференцироваться. Благодаря своей способности превратиться в любую ткань, стволовые клетки могут применяться для лечения огромного количества заболеваний. Эмбриональные стволовые клетки обладают следующими особенностями: тотипотентность, хоуминг, плюрипотентность, теломеразная активность. Этих клеток в нашем организме очень мало: у эмбриона – 1 клетка на 10 тысяч, у человека в 60-80 лет – 1 клетка на 5-8 миллионов. Смысл лечения стволовыми клетками в том, что весь потенциал для здоровой и продолжительной жизни в нашем организме заложен с самого начала. Наш организм содержит особые клетки, которые постоянно возвращают нас к норме – это и есть стволовые клетки. Основные направления в лечении стволовыми клетками сегодня: ишемические заболевания, ишемия конечностей, мозга, сердца; болезнь Рейно; невралгии; системная красная волчанка; последствия инсультов, а также их профилактика; псориаз, дерматиты, другие поражения кожи; болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера; ДЦП, нервно-мышечные заболевания, мышечная дистрофия Дюшенна; артриты, артрозы, остеохондрозы; аутоиммунные заболевания, болезнь Крона, миастении; диабет 2 типа, последствия диабета; заболевания органов зрения. В современном обществе очень остро стоит проблема лечения сложных заболеваний, поэтому применение стволовых клеток в медицине, а также инновации в области лечения этих заболеваний стволовыми клетками – это не просто решение данных проблем, но и перспективное направление, которое уже в ближайшем будущем позволит решить огромный ряд задач, связанных с жизнью и здоровьем человека. |
Международный симпозиум СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ, РЕГЕНЕРАЦИЯ, КЛЕТОЧНАЯ ТЕРАПИЯ (Санкт-Петербург, 25 — 27 октября 2004 г.)
ПРОГРАММА
Понедельник, 25 октября10.00 – 13.00Большой конференц-зал Института цитологии РАН
(Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., 4)
Вступительное слово: заместитель председателя Научного совета РАН по клеточной биологии и иммунологии академик Н.Н. Никольский
Н.Н. Никольский, Т.А. Крылова, Г.Г. Полянская (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Проблемы культивирования эмбриональных стволовых клеток человека.Woo Suk Hwang (College of Veterinary Medicine, and School of Agricultural Biotechnology, Seoul National University, Seoul, Korea).
Pluripotent human embryonic stem cell line derived from a cloned blastocyst and its potential applications.
José Inzunza, Sigrid Sahlén, Kerstin Holmberg, Anne-Marie Strömberg, Heli Teerijoki, Elisabeth Blennow, Outi Hovatts, Helana Malmgren (Karolinska Institutet, Department of Medical Nutrition at NOVUM, Karolinska University Hospital, Huddingе, Stockholm, Sweden).
Chromosomal analysis of human embryonic stem cells after long term cultivation using Comparative genomic hybridisation (CGH).
М.А. Лагарькова, М.В. Прыжкова, П. Волчков, С.Л. Киселёв (Институт биологии гена РАН, Москва).
Молекулярно-генетическая характеристика линий эмбрионально-стволовых клеток человека на ранних стадиях дифференцировки.
В.А. Поспелов, М.С. Лянгузова, И.А. Чуйкин, А.Б. Малашичева (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Механизмы автономной пролиферации эмбриональных стволовых клеток мыши.
14.30 – 16.00
О.Ф. Гордеева, Е.С. Мануилова, Д.В. Гуляев, Ю.С. Смирнова, Н.Ю. Красникова, О.В. Паюшина, Т.М. Никонова, И.А. Гривенников, Р.Д. Зиновьева, Н.Г. Хрущов (Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН, Москва).
Механизмы полюрипотентности и детерминации на ранних стадиях эмбриогенеза и на начальных стадиях дифференцировки эмбриональных стволовых клеток млекопитающих.
А.П. Дыбан (Институт экспериментальной медицины РАМН, Санкт-Петербург).
Сопоставление биологических свойств тотипотентных и полипотентных клеток доимплантационных мышиных зародышей с культивируемыми in vitro эмбриональными стволовыми клетками.
V. G. Kukekov, T. N. Ignatova (University of Florida).
Cells of human mesenchymal tumors express onco-developmental antigens and show the features of embryonic stem cells.
СТЕНДОВЫЕ СООБЩЕНИЯ
Вторник, 26 октября
10.00 – 13.00
В.А. Козлов (ГУ НИИ клинической иммунологии СО РАМН, г. Новосибирск).
Проблема взаимоотношений между эмбриональными (ЭСК) и тканевыми стволовыми клетками.
Л.И. Корочкин (Институт биологии гена РАН, Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН, Москва).
Регуляторные элементы для трансформации стволовых клеток.
В.И. Миташов (Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН, Москва).
Механизмы трансдифференцировки – роль генов в инициации трансдифференцировки клеток. Ю.М. Васильев, Т.Г. Мойжесс, С.Н. Рубцова (Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина, Москва).
Цитоскелетные механизмы, определяющие эпителио-мезенхимальные трансдифференцировки.
Г.П. Пинаев, Л.В. Туроверова, И.В. Воронкина, Т.А. Крылова, Г.Г. Полянская (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Роль внеклеточного матрикса в процессах дифференцировки стволовых клеток и регенерации тканей.
14.30 – 16.00
Б.К. Гаврилюк, Г.А. Давыдова, М.А. Ковалева, И.И. Селезнева, Т.А. Чайлахян, Л.М. Чайлахян (Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино).
Использование донорских ядер соматических клеток для реконструкции зародышей мышей.
Michael Thorndyke (Royal Swedish Academy of Sciences, Kristineberg Marine Research Station, Fiskebackskil, Sweden).
Cellular and molecular analyses of adult regeneration in echinoderms and tunicates. Ю.И. Долматов, В.С. Машанов (Институт биологии моря ДВО РАН, Владивосток).
Клеточные источники регенерации у иглокожих.
СТЕНДОВЫЕ СООБЩЕНИЯ
Среда, 27 октября
10.00 – 13.00
Ю.Л. Шевченко, А.А. Новик, Б.В. Афанасьев, И.А. Лисуков, С.А. Бойцов, К.В. Лядов (Национальный медико-хирургический центр им. Н.И.Пирогова МЗ РФ, Москва; Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П.Павлова; Институт клинической иммунологии СО РАМН, Новосибирск).
Концепция клеточной терапии аутоиммунных заболеваний.
С.Л. Киселёв, М.А. Лагарькова, М.В. Еремеева (Институт биологии гена РАН, НЦ сердечно-сосудистой хирургии РАМН, Москва).
Возможность применения клеточных технологий для восстановления кровоснабжения ишемизированной ткани.
П.В. Кругляков, И.Б. Соколова, Х.К. Аминева, Н.Н. Некрасова, С.В. Вийде, Н.Н. Чередниченко, А.Ю. Зарицкий, Е.Н. Семерин, Т.В. Кислякова, О.Г. Полынцев (ООО “Транстехнологии”, Городская больница № 23 МЗ РФ, Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург).
Терапия экспериментального инфаркта миокарда у крыс с помощью сингенных мезенхимных стволовых клеток.
М.А. Александрова, О.В. Подгорный, М.В. Марей, Р.А. Полтавцева, Л.В.Ч еркасова, А.В. Ревищин, Т.Г. Сухих (Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН, Центра акушерства, гинекологии и перинаталогии РАМН, Институт проблем экологии и эволюции РАН, Москва).
Влияние методов культивирования нейральных стволовых клеток человека на их поведение после трансплантации в мозг крыс.
И.Г. Беляева, О.В. Галибин, Г.Б. Сухоруков (Санкт-Петербургский государственный медицинский университет, Институт коллоидов и границ раздела Макса Планка, Потсдам, Германия).
Новый метод инкапсулирования клеток и клеточных культур.
14.30 – 16.00
Magnus S. Agren, Ola Rollman(Department of Surgical Gastroenterology, Bidspebjerg Hospital, University of Copenhagen, Copenhagen; Denmark and Department of Dermatology, Uppsala University Hospital, Uppsala, Sweden).
- The chronic skin wound is an attractive target for cell therapy.
Е.А. Воротеляк, А.В. Васильев, Е.Б. Цитрин, В.В. Терских (Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН, Москва).
Гетерогенность популяции базальных кератиноцитов в культуре. Стволовые и прогениторные клетки.
СОВЕЩАНИЕ АССОЦИАЦИИ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО КЛЕТОЧНЫМ КУЛЬТУРАМ
СТЕНДОВЫЕ СООБЩЕНИЯ
Понедельник, 25 октября
I. Стволовые клетки
Н.Н. Беляев, А.Ю. Богданов, Ф.Г. Саввулиди, Г.К. Закирьянова, Р.Т. Тлеулиева(Институт молекулярной биологии и биохимии им. М.А.Айтхожина, Алматы, Казахстан).
- Продукция TGFβ культурой ранних миелоидных предшественников костного мозга: связь с антипролиферативной активностью.
Л.Б. Буравкова, Н.В. Мерзликина, Ю.А. Романов (Государственный научный центр РФ – Институт медико-биологических проблем РАН, Москва).
Первичные эффекты клиностатирования на культивируемые мезенхимальные стволовые клетки человека.
И.В. Воронкина, Н.С. Николаенко, Г.П. Пинаев (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Синтез матриксных металлопротеиназ стромальными клетками костного мозга человека при культивировании in vitro.
О.Ф. Гордеева, Е.С. Мануилова, Д.В. Гуляев, И.А. Гривенников, Н.Г. Хрущов (Институт биологии развития РАН, Институт молекулярной генетики РАН, Москва).
Межклеточные взаимодействия на начальных стадиях дифференцировки эмбриональных стволовых клеток in vitro.
Е.В. Григорьева, Н.А. Ситникова, Н.А. Мазурок, С.М. Закиян (Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск).
Эмбриональные стволовые клетки обыкновенной полевки – новая клеточная система in vitro для изучения неслучайной инактивации Х‑хромосомы.
Е.В. Григорьева, Н.А. Ситникова, Н.А. Мазурок, П.А. Дыбан, С.М. Закиян (Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск; Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины РАМН, Санкт-Петербург).
Морфологическая характеристика тератом, развившихся из гибридов, полученных при слиянии эмбриональных стволовых клеток мыши с соматическими клетками полевок.
П.А. Дыбан (Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины РАМН, Санкт-Петербург).
Культивирование в диффузионных камерах in vitro ранних зародышей мышей как подход к изучению возможности получения стволовых эмбриональных клеток.
В.В. Исаева, Я.Н. Александрова, А.А. Реунов (Институт биологии моря ДВО РАН, Владивосток).
Ультраструктурное исследование зародышевых (половых) детерминантов стволовых клеток планарии Dugesia tigrina.
В.В. Исаева, А.И. Шукалюк, С.И. Байбородин, Е.А. Кизилова (Институт биологии моря ДВО РАН, Владивосток; Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск).
Стволовые клетки колониальных представителей ракообразных и книдарий.
Т.А. Крылова, В.В. Зенин, Н.А. Михайлова, Т.С. Горячая, А.С. Мусорина, Г.П. Пинаев, Н.Н. Никольский, Г.Г. Полянская (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Эмбриональные стволовые клетки человека.
Э.Р. Кунафина, Е.И. Филясова, Ю.М. Ходарович, М.В. Чаплина, Н.В. Гибанова, О.А. Ларионов, О.В. Зацепина (Институт биоорганической химии им. М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН, Москва).
Потеря полипотентных свойств эмбриональными стволовыми клетками мыши сопровождается активацией транскрипции ядрышкообразующих районов хромосом.
Н.И. Лисяный, С.А. Бычкова (Институт нейрохирургии им. акад. А.П.Ромоданова АМН Украины, Киев).
Содержание гемопоэтических стволовых клеток в периферической крови больных с различной патологией головного мозга.
Н.И. Лисяный, Л.Д. Любич, А.Ю. Петренко (Институт нейрохирургии им. акад. А.П.Ромоданова АМН Украины, Киев; Институт криобиологии и криомедицины АН Украины, г. Харьков).
Культивирование эмбриональных нейроклеток in vitro.
М.С. Лянгузова, И.А. Чуйкин, А. Нордхайм, В.А. Поспелов (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург; Университет г. Тюбингема, Германия).
Исследование роли РI3-киназного каскада в пролиферации эмбриональных стволовых клеток мыши.
Н.М.Матвеева, И.Е. Пристяжнюк, М.В. Пузаков, А.Г. Мензоров, А.А. Василькова, А.Н. Голубица, А.И. Железова, С.А. Темирова, О.Л. Серов (Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск).
Эмбриональные стволовые гибридные клетки – модель для изучения контроля плюрипотентности в условиях in vitro.
И.А. Мельн, М.С. Лянгузова, В.А. Поспелов (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
В эмбриональных стволовых клетках мыши транскрипция циклинов фазы G1 происходит независимо от присутствия ростовых факторов в среде культивирования.
Г.В. Павлова, Е.С. Мануилова, И.А. Гривенников, О.А. Мирошникова, Е.А. Титова, Т.В. Брагина, Е.В. Муркин, Е.А. Модестова, Л.И. Корочкин (Институт биологии гена РАН, Институт молекулярной генетики РАН, Институт биологии развития РАН, Москва).
Трансформация эмбриональных стволовых клеток с использованием хи шокового промотора дрозофилы.
О.В. Подгорный, М.А. Александрова, М.В. Марей, А.В. Ревищин, Р.А. Полтавцева, Г.Т.Сухих (Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН, Центр акушерства, гинекологии и перинаталогии РАМН, Институт биологии гена РАН, Москва).
Экспрессии белков-маркеров нейральной дифференцировки в культурах стволовых клеток эмбрионального мозга человека.
М.С. Ростовская, С.З. Шарифуллина, Н.И. Чупикова, А.С. Тепляшин (Институт стволовой клетки, Москва).
Выделение мезенхимальных стволовых клеток из плаценты человека и их характирстика.
И.П. Савченкова, М.А. Селюгин, Л.П. Дьяконов (Всероссийский государственный научно-исследовательский институт животноводства, пос. Дубровицы Московской области; Всероссийский государственный научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии РАСХН, Москва).
Влияние длительности культивирования бластоцист на эффективность получения ЭС-подобных клеток кролика.
М.П. Светлова, Л.В. Соловьева, Т.А. Крылова, Г.Г. Полянская, Н.В. Томилин (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Особенности процессов репарации ДНК в эмбриональных стволовых клетках.
Е.А. Титова, Г.В. Павлова, О.А. Мирошникова, Т.В. Брагина, Е.В. Муркин, Е.А. Модестова, О.Б. Симонова, Л.И. Корочкин (Институт биологии гена РАН, Институт биологии развития РАН, Москва).
Синтез конструктов и линий дрозофилы и стволовых клеток с генами цветных белков и исследование синтеза этих белков в трансформированных клетках и у трансгенных животных.
И.А. Чистякова, К.П. Гайдаенко, Н.С. Николаенко, А.Ф. Гурчин, Г.П. Пинаев (Институт цитологии РАН, Институт мозга человека РАН, Санкт-Петербург).
Нейробластоидная дифференцировка и миграция клеток нейробластомы, эмбрионального головного мозга и костного мозга человека in vitro.
И.А. Чуйкин, М.С. Лянгузова, В.А. Поспелов (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Фармакологический ингибитор PI3-киназы LY294002 вызывает обратимое подавление пролиферации эмбриональных стволовых клеток мыши линии IOUD 2.
Н.И. Чупикова, М.С. Ростовская, С.З. Шарифуллина, А.С. Тепляшин (Институт стволовой клетки, Москва).
Выделение мезенхимальных стволовых клеток из костного мозга человека и их характеристика.
С.З. Шарифуллина, Н.И. Чупикова, М.С. Ростовская, А.С. Тепляшин (Институт стволовой клетки, Москва).
Выделение мезенхимальных стволовых клеток из кожи человека и их характеристика.
II. Клеточная терапияВ.С. Акатов, Н.И. Рындина, Р.М. Муратов, В.В. Соловьев, Д.В. Бритиков, М.С. Северьянова, В.Т. Костава (Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущинский государственный университет, Пущино; Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. Бакулева, РАМН, Москва).
Применение культуры гладкомышечных клеток для снижения кальциноза трансплантатов клапанов сердца.
М.И. Блинова, Н.В. Калмыкова, Н.М. Юдинцева, Н.В. Абрамова, Л.В. Кухарева, М.А. Шатиль, Н.А. Бубнова, О.Н. Добрыдин, Ю.А. Лапин, В.Б. Поздняков, Т.В. Серговская, В.Ф. Синицина, А.С. Власов, Г.П. Пинаев (Институт цитологии РАН, Больница святого великомученика Георгия, 18‑я Медсанчасть, Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург).
Заместительная клеточная терапия кожи человека для заживления ран.
М.И. Блинова, Г.П. Пинаев (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Формирование морфогенетических структур в условиях культивирования in vitro кусочков целомического эпителия морской звезды Asterias rubens.
Г.Е. Бронников, Л.И. Крамарова, А.С. Баумуратов, Л.П. Долгачева, В.П. Зинченко (Институт биофизики клетки РАН, Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино).
Использование потенциала стволовых клеток бурого жира у взрослых может быть использовано для лечения ожирения и диабета II типа.
А.В. Васильев, И.В. Киселев, О.С. Роговая, А.П. Евсикова, В.В. Терских (Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН, Москва).
Использование клеток кожи человека для восстановления мезенхимо-эпителиальных дефектов.
В.И. Ващенко, А.В. Чечеткин, Т.Н. Ващенко, Г.И. Петренко, Т.К. Борисова (Военно-медицинская академия, Санкт-Петербург; Научно-исследовательский институт вирусных препаратов им. О.Г. Анджапаридзе РАМН, Москва).
Особенности изменений сверхспиральной ДНК и активности топоизомераз костного мозга человека, пригодного для миелотрансплантации.
И.В. Воронкина, М.В. Протасов, О.В. Галибин, Г.П. Пинаев, С.Н. Прокопчук, М.А. Соловьева (Институт цитологии РАН, НИЦ Санкт-Петербургского государственного медицинского университета, Санкт-Петербург).
Изучение влияния белковых фракций целомической жидкости регенерирующей морской звезды Asterias rubens на заживление ткани на модели глубокой раны у крыс.
А.Н. Вусик, Т.Л. Мирютова, Е.Г. Варламова, О.В. Максимов, И.В. Лукьянов (Сибирский государственный медицинский университет, Томск).
Получение изолированных клеток из ткани печени взрослого человека и их использование у больных циррозом печени.
В.Г. Гомберг, Ю.Т. Надь, Л.В. Кухарева, Ю.А. Швед (Санкт-Петербургский городской гериатрический центр, Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Интрапериуретральная инсуфляция коллагена при стрессовой инконтиненции.
И.Л. Ерохина, Е.Г. Семенова, О.И. Емельянова, Г.П. Пинаев (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Вентрикулярные кардиомиоциты плодов человека в культуре: синтез ДНК и ультраструктура.
Ю.А. Зозуля, А.П. Черченко, В.М. Семенова, Л.Д. Любич, И.И. Тубальцева, О.Н. Величко, В.В. Васлович, Л.П. Стайно, Ю.П. Верхоглядов (Институт нейрохирургии им. акад. А.П. Ромоданова АМН Украины, Киев).
Активационные и реконструктивные эффекты внутримозговой имплантации нейрональных прекурсоров и глии.
П.В. Кругляков, И.Б. Соколова, Н.Н. Некрасова, С.В. Вийде, А.Ю. Зарицкий, Т.В. Кислякова, Д.Г. Полынцев (ООО “Транстехнологии”, Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. И.П.Павлова, Санкт-Петербург).
Репарация костной ткани с помощью мезенхимных стволовых клеток.
Л.В. Кухарева, М.И. Блинова, Г.П. Пинаев (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Применение нативного коллагена с телопептидами в тканевой инженерии.
А.Ю. Лупатов, Н.Е. Ковтун, Е.Е. Егоров, М.А. Эльдаров, С.Т. Мацкеплишвили, Ю.И. Бузиашвили (Центр “Биоинженерия” РАН, Институт молекулярной биологии РАН, Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН, Москва).
Использование искусственно неделящихся клеток, как векторов для доставки рекомбинантных факторов в целях клеточной терапии.
В.М. Михайлов, В.Б. Сериков, П.С. Бабич, Е.В. Евтифеева, А.Е. Переверзев, Н.З. Суаришвили, Е.М. Трунин, А.М. Зайчик (Институт цитологии РАН, СПб МАПО, Санкт-Петербург).
Репопуляция органов мышей mdx и C57BL/6 клетками костного мозга, экспрессирующих GFP белок.
В.М. Моисеенко, И.А. Балдуева, А.Б. Данилова, О.А. Данилов, К.П. Хансон (Научно-исследовательский институт онкологии им. проф. Н.Н.Петрова Минздрава России, Санкт-Петербург).
Получение дендритных клеток из костномозговых предшественников у больных диссеминированными злокачественными опухолями.
Н.С. Николаенко, В.В. Зенин, Н.В. Цупкина, И.А. Чистякова, А.А. Матюков, В.В. Давыденко, Г.П.Пинаев (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова, Санкт-Петербург).
Характеристика культивируемых стромальных клеток косного мозга больных с приобретенными пороками клапанов сердца.
В.М. Седов, С.Д. Тарбаев, Г.П. Пинаев, А.Х. Хамид, Л.В. Кухарева, Т.Д. Смирнова, М.И. Блинова, Н.В. Калмыкова, Г.В. Иванова (Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова, Институт цитологии РАН, Институт гриппа РАМН, Санкт-Петербург).
Биотрансплантат с использованием фибробластов, включенных в коллагеновый гель, для пластики грыжевых дефектов брюшной стенки.
Н.С. Сергеева, И.В. Решетов, И.К. Свиридова, С.М. Баринов, В.А. Кирсанова, В.В. Козлов, С.А. Ахмедова, М.М. Филюшин, Д.Ю. Бедник, Н.С. Титова, И.А. Родина, Н.А. Горбань (МНИОИ им. П.А. Герцена, Институт физико-химических проблем керамических материалов РАН, Москва).
Использование аутологичных мезенхимальных стволовых клеток крысы для замещения костного дефекта.
И.О. Слипченко, А.Г. Попандопуло, Д.А. Зубов, О.М. Корчак, И.А. Разенкова, А.Е. Чуприна (Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака АМН Украины, г. Донецк).
Использование культивированных in vitro аллофибробластов в лечении ран.
Ю.А. Швед, И.М. Зорин, Л.В. Кухарева, М.И. Блинова, А.Ю. Билибин, Г.П. Пинаев (СПбГУ, Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Разработка резорбируемых полилактидных плёнок в качестве субстрата для культивирования клеток человека.
А.Н. Шутко, В.А. Федоров, М.А. Карамуллин, Л.П. Екимова, И.А. Шумской (Центральный научно-исследовательский рентгенорадиологический институт, Военно-медицинская академия, Санкт-Петербург).
Увеличение CD34+ пула клеток крови человека при виброакустическом воздействии на позвоночник.
СТЕНДОВЫЕ СООБЩЕНИЯ
Вторник, 26 октября
I. Регенерация
Е.Я. Адоева (Институт цитологии РАН, Российская Военно-медицинская академия, Санкт-Петербург).
Дифференцировка экзокринного и эндокринного эпителия в органных культурах эмбриональной поджелудочной железы.
И.В. Воронкина, Н.А. Шарлаимова, Н.В. Калмыкова, М.И. Блинова, Г.П. Пинаев (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Изменение биологической активности раневого экссудата человека на начальных этапах регенерации ткани.
Э.Н. Григорян, А.В. Бажин, М.С. Краснов, В.А. Поплинская, П.П. Филиппов (Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, Институт физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского, МГУ, Москва).
Экспрессия кальций-связывающего белка рековерина в нормальной, отслоенной, культивированной и регенерирующей сетчатке тритона.
К.К. Давитая, Е.В. Васильева, Г.С. Квинихидзе, Е.В. Мичурина, Н.Г. Хрущов (Институт зоологии АН Грузии, Тбилиси; Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, МГУ, Москва).
Участие стволовых клеток красного костного мозга в регенерации стромы роговицы мышей.
Р.В. Деев, Н.В. Цупкина, В.Г. Гололобов, В.Б. Сериков, Г.П. Пинаев (Военно-медицинская академия им. С.М.Кирова, Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Участие трансфузированных клеток костного мозга в репаративной регенерации костной ткани.
Р.В. Деев, В.Г. Гололобов, Н.С. Николаенко, Н.В. Цупкина, Д.Е. Иванов, А.К. Дулаев, Г.П. Пинаев (Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Влияние трансплантации культивированных аутогенных стромальных клеток костного мозга на репаративную регенерацию теменных костей.
А.Б. Козлова, О.А. Петухова, Г.П. Пинаев (Санкт-Петербургский государственный университет, Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Изменение клеточного состава целомической жидкости морской звезды Asterias rubens L. в ответ на ранение.
Ю.В. Маркитантова, Е.О. Макарьев, Ю.А. Смирнова, Р.Д. Зиновьева, В.И. Миташов (Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, Москва).
Экспрессия и взаимодействия регуляторных генов Pax6, Prox1 и Six3 в ходе регенерации структур глаза у взрослых тритонов.
Е.Л. Новикова, М.А. Кулакова, Н.И. Бакаленко, Е.В. Елисеева, Т.Ф. Андреева (Биологический научно-исследовательский институт Санкт-Петербургского государственного университета).
Экспрессия генов Нох-кластера в постларвальном развитии полихеты Nereis virens в норме и при регенерации.
Н.А. Одинцова, И.Ю. Долматов, В.С. Машанов (Институт биологии моря ДВО РАН, Владивосток).
Регенерирующие ткани голотурий как источник клеток для длительно переживающих клеточных культур.
И.Г. Панова, Э.Н. Григорян, Р.А. Полтавцева, Ю.А. Смирнова, О.В. Подгорный, Р.Д. Зиновьева, М.А. Александрова, И.В. Викторов, Г.Т. Сухих, П.П. Филиппов, В.И. Миташов (Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, ГУ научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии РАМН, Институт физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского, МГУ, Институт мозга РАМН, Москва).
Анализ экспрессии нейрон- и глия-специфических маркерных белков и транскриптов в эмбриональном развитии сетчатки человека.
В.М. Семенова, Л.П. Стайно (Институт нейрохирургии им. акад. А.П. Ромоданова АМН Украины, Киев).
Исследование нервных стволовых клеток ольфакторной луковицы постнатального мозга в условиях культивирования.
А.В. Сорокин, Е.М. Нониашвили, Л.К. Сасина, О.В. Кидготко, А.И. Соловьев, С.И. Городецкий, А.П. Дыбан (Институт экспериментальной медицины РАМН, Санкт-Петербург; Онкоцентр РАМН, Институт молекулярной биологии РАН, Москва).
Экспрессия гена зеленого флуоресцирующего белка (EGFP) на начальных стадиях развития мышиных зародышей.
И.И. Тюряева, В.А. Иванов (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Пролиферативные процессы в печени и ламинин.
И.А. Цветкова, С.И. Городецкий, И.В. Урываева (Институт молекулярной биологии РАН, Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, Москва).
Экспрессия в регенерирующей печени генов множественной лекарственной устойчивости (Вcrp1/Abcg2, Mrp2/Abcc2) – маркеров SР-популяции стволовых клеток.
Н.С. Шарлаимова, О.А. Петухова, Г.П. Пинаев (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Клетки целомического эпителия морской звезды Asterias rubens в культуре как тест на функциональное состояние ткани целомического эпителия после ранения.
II. Общие вопросы клеточной биологииЯ.Н. Александрова, О.А. Семенова, А.В. Чернышев, А.А. Реунов (Институт биологии моря ДВО РАН, Дальневосточный государственный морской заповедник, Дальневосточный государственный университет, Владивосток).
Первая находка половых детерминантов в гаметогенных клетках немертин.
Ю.Н.М. Билько, И.А. Вотякова, С.В. Василовская, Д.И. Билько (Национальный университет “Киево-Могилянская Академия”, Медицинский центр тканевой и клеточной терапии “Эмбриотек”, Киев; Хальський университет, Великобритания).
Характер взаимодействия стромального матрикса и АС133+ клеток кордовой крови в трехмерной культуре in vitro.
Е.А. Буланова, Т.М. Свиткина (Российский онкологический научный центр РАМН, Москва; Северо-Западный университет, Чикаго, США).
Особенности актинового цитоскелета конуса роста нейронов.
И.А. Гнедкова, Н.И. Лисяный (Институт нейрохирургии им. А.П.Ромоданова АМН Украины, Киев).
Распределение рецепторов к лектинам на мембранах криоконсервированных клеток эмбрионального мозга человека различных сроков гестации.
Н.М. Грезина, Н.А. Зиновьева (Всероссийский государственный научно-исследовательский институт животноводства РАСХН, Московская область).
Выявление стволово-подобных клеток молочной железы крольчих как объекта генно-инженерных исследований.
В.Ю. Денисенко, Т.И. Кузьмина (Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных РАСХН, Санкт-Петербург, Пушкин).
Воздействие теофиллина и пролактина на освобождение Са2+ из внутриклеточных депо, обработанных прогестероном ооцитов свиней.
Д.В. Дзидзигури, М.С. Иобадзе, Т.Т. Асламазишвили, Г.Д. Туманишвили, В.И. Бахуташвили, Т.Г. Чигогидзе, Л.Г. Манагадзе (Тбилисский государственный университет им. Ив. Джавахишвили, Институт медицинской биотехнологии АН Грузии, Национальный центр урологии им. А. Цулукидзе, Тбилиси).
Влияние почечных белковых факторов на пролиферативную активность клеток МДСК.
Е.Е. Егоров, М.В. Молдавер, Х.С. Вишнякова, С.М. Терехов, Т.Д. Смирнова (Институт молекулярной биологии РАН, Московский физико-технический институт, Центр биоинженерии РАН, Медико-генетический научный центр РАМН, Москва).
Влияние парциального давления кислорода на рост и колониеобразование фибробластов человека.
Д.А. Зубов, А.Г. Попандопуло, И.О. Слипченко, О.М. Корчак, И.А. Разенкова (Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака АМН Украины, г. Донецк).
Морфологические особенности постнатальных хондроцитов человека in vitro.
Е.В. Казимирчук, Э.Б. Дашинимаев, В.В. Комиссаров, Е.Е. Егоров (Институт молекулярной биологии РАН, Московский физико-технический институт, Москва).
Гетерокарионы с макрофагами как тест-система для изучения действия ингибиторов теломеразы на клеточном уровне.
В.А. Куличкова, А.Г. Миттенберг, И.В. Волкова, Ю.Б. Ермолаева, И.В. Кожухарова, Л.Н. Гаузе, И.М. Константинова (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Множественные механизмы контроля РНКазной активности протеасом при действии индукторов апоптоза на клетки линии К562.
В.А. Куличкова, А.Г. Миттенберг, Ю.Б. Ермолаева, И.В. Волкова, И.Н. Евтеева, А.С. Цимоха, Л.Н. Гаузе, И.М. Константинова (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Анализ особенностей состава и активностей протеасом, экскретируемых из клеток в культуральную среду.
В.М. Михайлов, Б.А. Гаврилов, И.В. Веженкова, А.Е. Переверзев, Н.В. Томилин (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Динамика репарации двунитевых разрывов ДНК в постмитотических клеточных популяциях у мышей после рентгеновского облучения.
Л.Н. Носач, О.Ю. Повница, Н.С. Дяченко (Институт микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного НАН Украины, Киев).
Влияние некоторых регуляторов клеточных процессов на аденовирус – клеточное взаимоотношение.
А.Г. Погорелов, Д.В. Гольдштейн, Т.А. Чайлахян, А.А. Смирнов (Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино).
Анализ влияния энуклеации на концентрацию калия в цитоплазме одноклеточного эмбриона мыши.
А.Н. Прусов, П.В. Дмитриев, А.В. Петров, О.А. Донцова, О.В. Зацепина, А.А. Богданов (Научно-исследовательский институт физико-химической биологии Московского государственного университета, Московский государственный университет, Институт биоорганической химии РАН, Москва).
Обнаружение теломерной ДНК и теломеразной активности в изолированных хромоцентрах из ядер гепатоцитов мыши.
А.А. Реунов, О.В. Юрченко, Я.Н. Александрова, В.В. Исаева (Институт биологии моря ДВО РАН, Владивосток).
Деструкция субстанции зародышевых детерминантов в сперматогенных клетках морских ежей в норме и в условиях токсикации фенолом.
А.А. Реунов, Я.Н. Александрова, Т.И. Мазурок, Г.Д. Реунова (Институт биологии моря ДВО РАН, Биолого-почвенный институт ДВО РАН, Владивосток).
Ультраструктурное исследование клеток “спящей” почки женьшеня PANAX GINSENG C.A. Mey.
Г.А. Сакута, Е.В. Байдюк, А.П. Литанюк, В.И. Морозов, А.Я. Оксман (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург; Mount Sinai School of Medicine, New York, USA).
Исследование цитопротекторного действия глюкурала на изолированные гепатоциты крыс.
Б.Е. Свиридов, Н.С. Никитин, Ю.В. Силин, Д.З. Зайдуллина (Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных РАСХН, Санкт-Петербург, Пушкин).
Использование эмбриональных плюрипотентных клеток кур для получения инъекционных химер.
А.В. Сударикова, С.С. Сырникова, Е.А. Морачевская (Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург).
Влияет ли уровень холестерола на активацию ионных каналов и состояние актинового цитоскелета в клетках К562?
М.А. Харитонова (НИИ канцерогенеза, РОНЦ РАМН, Москва).
Изменение организации актиновых структур клеток на субстрате с ограниченной адгезивной поверхностью.
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЛЕЙКЕМИЧЕСКИХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК ДЛЯ ТАРГЕТНОЙ ТЕРАПИИ БОЛЬНЫХ ОСТРЫМИ МИЕЛОИДНЫМИ ЛЕЙКОЗАМИ
DOI: 10.32471/oncology.2663-7928.t-21-3-2019-g.8050
Диагностика гемобластозов — клональных опухолевых заболеваний — в настоящее время основывается на изучении цитоморфологических, цитохимических, иммунофенотипических, цитогенетических и молекулярно-генетических признаков основной массы лейкемических клеток, инфильтрирующих костный мозг (КМ) и определяющихся в периферической крови (ПК).
Согласно доминирующей концепции, многообразие форм и цитологических вариантов, острых миелоидных (ОМЛ) и лимфоидных лейкозов, миелопролиферативных новообразований миелодиспластических синдромов определяется генетическими изменениями в одной клетке, получившей наименование лейкоз-инициирующей, или лейкемической стволовой клетки (ЛСК). Полагают, что трансформация нормальных полипотентных гемопоэтических стволовых клеток (ПГСК) в ЛСК происходит в результате аккумуляции генетических изменений в онкогенах, супрессорных генах, генах, ответственных за репарацию поврежденной ДНК, эпигенетических нарушений (аномальное метилирование, модификация гистонов и др.).
Трансформированная ПГСК или ее ближайшие потомки — морфологически нераспознаваемые кроветворные клетки-предшественники, представленные в современной иерархической схеме нормального гемопоэза, дают начало коммитированным бластам, составляющим основную массу лейкозных клеток при различных формах острых лейкозов [1].
Наблюдающийся в последние десятилетия повышенный интерес к изучению ЛСК, характеризующихся высокой способностью к самоподдержанию, нестабильностью генома, усиленной пролиферативной активностью, во многом обусловлен тем, что именно ЛСК и экспрессированные в них гены, а не основная масса (bulk) субстратных лейкозных клеток должны стать основной мишенью новой таргетной терапии. Чрезвычайно важен при этом выбор препаратов, которые бы избирательно воздействовали на ЛСК и при этом не влияли на ПГСК. В этом плане представляет несомненный интерес сравнение иммунологического фенотипа и функциональных свойств ЛСК и сохраняющихся у больных с различными формами лейкозов нормальных ПГСК, являющихся источником восстановления костномозгового кроветворения и достижения ремиссии.
ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ПГСКТеоретические представления о существовании стволовой кроветворной клетки, отождествлявшейся А.А. Максимовым с «лимфоидоцитом», были сформулированы еще в начале ХХ века [2]. В 1961 г. J.E. Till и E.A. McCulloch [3], разработавшие метод клонирования клеток в селезенке летально облученных мышей-реципиентов, впервые привели экспериментальные доказательства существования ПГСК.
Содержание ПГСК в КМ человека в постнатальный период невелико. Оно составляет несколько долей процента от общего количества миелокариоцитов. Основная масса ПГСК обычно находится в стадии G0-клеточного цикла. Количество пролиферирующих ПГСК увеличивается при восстановлении костномозгового кроветворения после лучевых повреждений или действия цитостатических препаратов.
Весомый вклад в изучение проблемы ПГСК в 70–90-х годах ХХ века внесли отечественные ученые И.Л. Чертков и А.Я. Фриденштейн [4].
В Украине исследования по характеристике ПГСК и их роли в лейкемогенезе проводились в Институте проблем онкологии (сейчас Институт экспериментальной патологии, онкологии и радиобиологии им. Р.Е. Кавецкого Национальной академии наук (НАН) Украины (ИЭПОР им. Р.Е. Кавецкого)) под руководством академика НАН Украины З.А. Бутенко [5]. В том числе были выполнены цитоморфологические и цитохимические исследования ПГСК и кроветворных клеток-предшественников человека и мышей различных линий [6].
Наряду с анализом клеточного состава селезеночных колоний, возникавших у летально облученных мышей после трансплантации клеток КМ, наименее дифференцированных клеток в составе гранулоцитарных, моноцитарно/макрофагальных колоний и кластеров при культивировании на полутвердых средах in vitro, весьма плодотворным оказалось исследование ранних этапов эмбрионального кроветворения у человека и мышей. Особенно микроскопическое изучение первых кроветворных клеток в желточном мешке, мигрировавших затем в печень и заселявших КМ, селезенку, тимус, лимфатические узлы.
Результаты исследований показали, что считающиеся морфологически нераспознаваемыми кроветворные клетки-предшественники III–IV класса (в схеме кроветворения И.Л. Черткова и А.И. Воробьева) уже обладают маркерными цитохимическими признаками, присущими зрелым клеткам различных линий. Некоторые из этих клеток-предшественников, как показано позже, подвергаясь злокачественной трансформации, могут приобретать свойства, присущие ЛСК, в то время как подавляющее большинство определяющихся в крови и КМ при ОМЛ бластных клеток обладают низким клоногенным потенциалом [7].
В табл. 1 представлены наиболее значимые достижения в изучении ПГСК и ЛСК.
Таблица 1. Основные этапы изучения ПГСК и ЛСК [1, 3, 7–14]
Хронология, годы | Основные этапы | Авторы открытия |
---|---|---|
1961 | Получение экспериментальных доказательств существования ПГСК | J.E. Till, E.A. McCulloch |
1967–1981 | Установление клональной природы хронического миелолейкоза и ОМЛ | P.J. Fialkow |
1972–1973 | Создание современной унипотентной схемы кроветворения | И.Л. Чертков, А.И. Воробьев |
1980–1990 | Получение моноклональных антител (МкАт) к линейно-специфическим и дифференцировочным антигенам лейкоцитов | J. Kohler, C. Milstein |
1988 | Использование мышей с выраженным комбинированным иммунодефицитом (SCID) для изучения гемопоэтических стволовых клеток человека | I. Weissman |
1989–1994 | Использование мышей со SCID, нетучных диабетических (NOD/SCID) и NOD/SCID/IL2-R8-null мышей для изучения ЛСК | J. Dick,I. Weissman,M. Jan |
1997 | Впервые идентифицирована ЛСК | J. Dick |
2003–2009 | Идентифицированы стволовые клетки при раке молочной железы и других солидных новообразованиях | J.E. Dick, Sh. Bepad |
В большинстве современных схем кроветворения признается существование ПГСК, дающей начало мультипотентным клеткам-предшественникам (МПКП), которые продуцируют миелоидные клетки-потомки с более ограниченным дифференцировочным потенциалом — миеломоноцитарные клетки-предшественники (КОЕ-ГМ). КОЕ-ГМ, в свою очередь, ответственны за выработку клеток-предшественников гранулоцитов (КОЕ-Г) и моноцитов (КОЕ-М).
Из МПКП возникают также общие клетки-предшественники эритронормобластов и мегакариоцитопоэза (КОЕ-ЭМег), а затем непосредственные предшественники морфологически распознаваемых бластных клеток эритробластического (БОЕ-Э, КОЕ-Э) и мегакариоцитарного ряда (КОЕ-Мег).
С помощью методов проточной цитометрии с использованием широкой панели МкАт удалось изучить иммунофенотипические маркеры ПГСК и различных категорий миелоидных клеток-предшественников. Представляется важным в сравнительном плане с ЛСК привести накопленные к настоящему времени обобщенные данные (табл. 2).
Таблица 2. Маркерные антигены для идентификации родоначальных кроветворных клеток в норме [15–18]
Полипотентные гемопоэтические стволовые клетки (ПГСК) CD34, CD90, CD117, CD123, CD164, CD166HLA-DR, CD172, CD173, CD174, CD175, CD176CD224, CD227, CD239 |
Мультипотентные клетки-предшественники (КОЕ-ГМЭ-Мег) CD34, CD38, HLA-DR, CD45RA, CD33, CD117, CD123, CD213, CD230 |
Клетки-предшественники гранулоцитарно-моноцитарного ряда (КОЕ-ГМ) CD34, CD38, HLA-DR, CD45RA, CD33, CD13, CD15, CD64, CD115, CD116, CD123, CD131, CD183, CD213, CD230 |
Клетки-предшественники гранулоцитарного ряда (КОЕ-Г) CD13, CD15 CD32, CD33, CD35, CD66, CD89, CD116, CD123 |
Клетки-предшественники моноцитарного ряда (КОЕ-М) CD13, CD15, CD33, CD115, CD116, CD123, CD213, CD230 |
Ранние эритроидные клетки-предшественники (КОЕ-Э) CD34, CD38, HLA-DR, CD33, CD45RO, CD71, CD36, CD38, CD41a, CD41b, CD238 |
Ранние клетки-предшественники мегакариоцитарного ряда (КОЕ-Мег) CD34, CD38low, HLA-DR, CD33, CD61 |
Из представленных (см. табл. 2) данных наибольшее внимание онкогематологов привлекают антигены CD34, CD38, HLA-DR. В настоящее время антиген CD34 признан в качестве одного из важнейших маркеров ПГСК и широко используется главным образом для выделения стволовых клеток и гемопоэтических клеток-предшественников из КМ и ПК для последующей ауто- и аллогенной трансплантации.
ПГСК в норме, как и ЛСК, являются CD38-отрицательными. Линейная коммитация ПГСК ассоциируется со снижением экспрессии антигена CD34 и повышением уровня выявления CD38. Антигены гистосовместимости II класса (HLA-DR) не определяются на ПГСК. Материалы, касающиеся других маркерных антигенов ПГСК и кроветворных клеток-предшественников, приведены в подготовленном авторами статьи пособии «Дифференцировочные антигены клеток человека (система CD)», отражающем материалы 10 Международных рабочих совещаний, проводившихся в разных странах мирах в 1982–2014 гг. [19].
ИММУНОФЕНОТИП ЛСК И БЛАСТНЫХ КЛЕТОК ПРИ ОМЛЗнаменательным является факт, что несомненные экспериментальные доказательства существования опухолевой стволовой клетки (cancer stem cell), из которой возникают новообразования человека различной локализации и гистогенеза, были получены при изучении злокачественных заболеваний кроветворной ткани (ОМЛ, хронического миелолейкоза, миелодиспластических синдромов) [10]. Стволовые клетки ряда солидных опухолей (рак молочной железы, легкого, поджелудочной железы, меланомы, новообразований центральной нервной системы) были идентифицированы несколько позднее [14].
Для изучения ЛСК проводили опыты по гетеротрансплантации лейкозных клеток, выделенных из КМ и ПК человека, мышам с тяжелым комбинированным иммунодефицитом SCID и NOD/SCID [10, 11]. Последние были получены путем спаривания нетучных диабетических мышей (NOD) и мышей SCID. Мыши SCID не имеют B- и T-лимфоцитов, а у мышей NOD не определяется активность естественных клеток-киллеров и выявляются другие признаки иммунодефицита — врожденные дефекты активности макрофагов и активации системы комплемента. В опытах по гетеротрансплантации лейкемических клеток КМ и ПК больных всеми формами ОМЛ, определяемыми в соответствии с франко-американо-британской классификацией (ФАБ-классификация), исключая вариант ОМЛ М3, большинство лейкозных бластных клеток оказались неспособными к самоподдержанию и не обладали пролиферативной активностью. Четко установлено, что клональные свойства присущи преимущественно способным к самоподдержанию ЛСК, которые содержатся в основной фракции CD34+CD38–-клеток. Содержание ЛСК у больных разными формами ОМЛ, как установлено методом лимитирующих разведений, колеблется от 0,2 до 1,0%.
ЛСК, которые вызывают образование лейкемических инфильтратов у мышей NOD/SCID, характеризуются высокой способностью к самоподдержанию, о чем свидетельствовали результаты их серийной трансплантации. Они обладают пролиферативной активностью, образуя большое количество лейкемических клеток-предшественников и непролиферирующих бластов. В образованном трансплантате, основная масса бластных клеток которого неспособна инициировать развитие лейкоза, повторялись иммунофенотип и функциональная гетерогенность, которые были свойственны соответствующей исходной форме ОМЛ. Эти данные свидетельствуют о том, что ОМЛ, подобно процессу нормального кроветворения, характеризуются иерархической организацией, которая включает функционально разные классы клеток, рост которых поддерживается немногочисленными ЛСК [20–29].
При изучении антигенов поверхностных мембран ЛСК при основных формах ОМЛ (исключая острый промиелоцитарный лейкоз, ОМЛ М3) выявлены особенности, которые отличают их от нормальных ПГСК. Как оказалось, они имеют следующий фенотип: CD34+, CD38–, HLA-DR+, CD25+, CD26+, CD32+, CD36+, CD44+, CD45RA, CD47+, CD117+, CD123+, CD133+, IL-1RAP+, CD184+, CD366+, CD371+.
МАРКЕРНЫЕ АНТИГЕНЫ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЛСКОбщим признаком для всех форм ОМЛ является блок дифференцировки клеток, что приводит к накоплению в КМ более чем 20% бластных клеток. Наиболее распространенной в мире является ФАБ-классификация ОМЛ, которая базируется на учете цитоморфологических и цитохимических признаков. При этом каждый из вариантов ОМЛ (М0–М7) соответствует определенному уровню дифференцировки бластных клеток (рис. 1, 2). Учитывая, что более чем у 80% больных ОМЛ при цитогенетическом исследовании выявляется хотя бы одна из многих известных транслокаций хромосом, экспертами ВОЗ (2016) была предложена новая классификация ОМЛ. Она учитывает специфические хромосомные аномалии, характерные для определенных вариантов ОМЛ. Наиболее часто транслокации происходят в генах, которые кодируют факторы траскрипции. Чаще всего при ОМЛ наблюдается транслокация (8;21) с образованием химерного (слитного) гена AMLI-ETO, который определяется у 12–15% больных, в основном при варианте ОМЛ М2. Белковый продукт гена AMLI-ETO является доминантным отрицательным ингибитором регуляции транскрипции CBF (Core Binding Factor). Подобным же образом действует продукт гена MYh21-CBFβ, образующийся inv(16) или t(16;16), который определяется у 8–10% больных ОМЛ М4Эо. Сегодня известно более 10 разных хромосомных транслокаций, результатом которых является изменение функции CBF (регулирует структуру и функционирование хроматина), что указывает на его важную роль в лейкемогенезе.
Рис. 1. Бластные клетки в КМ при ОМЛ М5 (CD34+CD117–HLA-DR+CD33+). Ув. 900: a — окраска по Паппенгейму; б — экспрессия антигена CD34+ на бластных клетках
Рис. 2. Бластные клетки в КМ при ОМЛ М7 (CD34+CD38lowHLA-DR+CD33+CD41+CD61+). Ув. 900: a — окраска по Паппенгейму; б — экспрессия антигена CD34+ на бластных клетках
С учетом отмеченных выше аномалий хромосом и данных молекулярно-генетического анализа представляется важным сравнение спектра дифференцированных антигенов на поверхностных мембранах ПГСК в норме, клеток, входящих в гетерогенную популяцию ЛСК (CD34+, CD38–) и выявляемых с различной частотой при основных цитологических вариантах ОМЛ (исключая ОМЛ М3, ОМЛ М6 и ОМЛ М7) (табл. 3).
Таблица 3. Экспрессия дифференцировочных антигенов на поверхностных мембранах гемопоэтических клеток в норме, на бластах при ОМЛ, на ПГСК и ЛСК [26, 29–31]
Маркеры | Экспрессия на клетках | |||
---|---|---|---|---|
Норма | ОМЛ (%) | ПГСК | ЛСК (CD34+, CD38–) | |
IL-1RAP | Т-клетки | 79 | – | + |
CD366 | Активированные Т-клетки, ЕК-клетки | 91 | – | + |
CD371 | Миелоидные клетки | 70 | – | + |
CD2 | Т-клетки, ЕК-клетки | 87 | – | + |
CD7 | Т-клетки | 43 | – | + |
CD11b | Миелоидные клетки | 55 | – | + |
CD22 | В-клетки | 51 | – | + |
CD25 | Активированные В- и Т-клетки | 25 | – | + |
CD33 | Миелоидные клетки, ЕК-клетки | 82 | + | ++ |
CD44 | Молекула адгезии | 100 | + | ++ |
CD45RA | Т-клетки, миелоидные клетки | 65 | – | + |
CD47 | Белок, ассоциированный с интегрином | 100 | + | ++ |
CD56 | ЕК-клетки, активированные Т-клетки | 32 | – | + |
CD96 | Активированные Т-клетки | 33 | – | + |
CD99 | Миелоидные клетки | 83 | – | + |
CD123 | Миелоидные клетки | 82 | + | ++ |
К сожалению, в панель МкАт к дифференцировочным антигенам лейкоцитов, рекомендуемую экспертами ВОЗ для классификации и диагностики ОМЛ, не входит часть маркеров, по которым определяются четкие различия между ПГСК в норме и ЛСК (табл. 4).
Таблица 4. Панель МкАт для диагностики и классификации острых лейкозов (ВОЗ, 2016)
Маркеры гемопоэтических клеток-предшественников | CD34, CD38, HLA-DR, TdT, CD117, CD71 |
ОМЛ | CD34, CD38, HLA-DR, CD33, CD7, CD11b, CD11с, CD14, CD15, CD65, CD64, CD36, CD68, CD163 |
Острый эритролейкоз | CD71, CD36, Gly-A |
Острый мегакариобластный лейкоз | CD61, CD41, CD42 |
После Международного рабочего совещания в Бостоне (1993) панель была дополнена лишь одним антигеном CD163 (Кобэ, Япония, 1966). Весьма желательно было бы дополнить спектр выявляемых на ЛСК маркеров новыми выявленными антигенами CD366, CD371, МкАт к IL-1RAP (белку, ассоциированному с рецептором ИЛ-1).
Нельзя не отметить, что в диагностических исследованиях, проводимых как зарубежными [17, 18], так и отечественными [16] исследователями, в том числе сотрудниками отдела онкогематологии ИЭПОР им. Р.Е. Кавецкого (за период с декабря 2017 г. по июль 2019 г. обследовано 123 больных с ОМЛ), не используются МкАт к антигену CD38. Между тем, определение количества (процентного содержания) лейкемических CD34+CD38– бластов в КМ и ПК при установлении диагноза, в какой-то мере коррелирующего с содержанием ЛСК, может быть использовано с целью прогноза, мониторинга, оценки минимальной резидуальной болезни, раннего выявления рецидивов заболевания [29, 32–34].
ТЕРАПИЯ, НАПРАВЛЕННАЯ НА ЭЛИМИНАЦИЮ ЛСКСовременные методы лечения больных ОМЛ направлены на эрадикацию основной массы лейкозных бластных клеток, определяющихся в ПК и КМ. Нередко при этом удается добиться временного эффекта — достичь ремиссии и увеличения продолжительности жизни больных. ЛСК, как правило, остаются нечувствительными к действию применяющихся лекарственных средств. Концепция таргетной терапии основывается на иммунофенотипических и других отличительных признаках ЛСК и нормальных ПГСК. Она предусматривает создание средств, избирательно направленных против ЛСК, которые бы не оказывали действия на ПГСК, участвующие в восстановлении нормального кроветворения. В частности, учитывается, что опухолеассоциированные свойства ЛСК могут быть связаны с мутациями в доменах киназ, факторов транскрипции, опухолевых генов-супрессоров, изменениями в механизмах роста и выживаемости, связанными с активацией киназы PI3 и ядерного фактора NF-kappa B (NF-κB) в CD34+CD38–CD123+-клетках при ОМЛ. Благодаря этому становится возможным поиск терапевтических препаратов избирательного влияния на ЛСК. Например, обработка клеток при ОМЛ in vitro партенолидом (ингибитором NF-κB) приводит к быстрой гибели бластных клеток и потере способности вызывать образование лейкемических инфильтратов при трансплантации мышам NOD/SCID. При этом нормальные CD34+CD38– ПГСК не повреждаются.
Подобно нормальным ГСК, для сохранения свойств ЛСК также необходимо взаимодействие с поддерживающими «нишами», которые могут быть использованы в качестве определенной терапевтической мишени.
Известно, что экспрессированные на поверхностных мембранах большинства типов клеток изоформы антигена CD44 являются молекулами адгезии, которые играют ключевую роль в «хоминге» и трасплантации ЛСК при ОМЛ и ХМЛ, но не нормальных ГСК. Передача сигнала через CD44 приводит к секреции цитокинов и активации Т-лимфоцитов. Обработка клеток при ОМЛ МкАт Н90, активирующими CD44, индуцирует дифференцировку лейкемических клеток in vitro и изменяет свойства ЛСК, уменьшая их способность к «хомингу» в КМ и селезенку. При этом они утрачивают способность к инициации лейкоза при серийной трансплантации на мышах.
Более полно некоторые данные о попытках создания препаратов с различным механизмом действия, направленных непосредственно на ЛСК, представлены в табл. 5.
Таблица 5. Новые лекарственные препараты, избирательно действующие на ЛСК
Мишени | Антитела/малые молекулы | Механизм действия | Стадия клинических испытаний | Источник | |
---|---|---|---|---|---|
Терапия с использованием в качестве мишеней специфических поверхностных маркеров стволовых клеток | |||||
CD33 | Гемтузумаб Озогамицин | Избирательно «убивает» CD34+CD38–CD123+-клетки, не «затрагивает» ПГСК | I–III | [35] | |
IL-1RAP | IgG МкАТ 81.2 | Антагонист рецептора ИЛ-2. Избирательно «убивает» IL-1RAP+ лейкемические бласты и популяции клеток, обогащенные ЛСК | [36] | ||
CD366 | АТIK2a | Избирательно блокирует трансплантацию/развитие ЛСК, «не затрагивая» ПГСК | [37] | ||
CD371 | CLLI-CD3 BITE | Интернализация, ведущая к гибели стволовых клеток, индукции клеточно-зависимой (CDC) и антителозависимой клеточно-обусловленной цитотоксической активности (ADCC) | I | [35] | |
CD123 | SL-101 | Избирательно подавляет лейкемические клетки-предшественники, не затрагивая их нормальные аналоги | I–II | [35] | |
CD47 | Hu5F9-G4, TTI-621 | Анти-CD47 МкАт — антитело против домена CD47, взаимодействующего с рецептором α регулирующего сигналы белка SIRPα | [38] | ||
CD25 | АРСТ-301 LMB-2 | Коньюгат МкАт и α-цепи рецептора ИЛ-2 с лекарственным препаратом. Химерный белок с использованием экзотоксина Pseudomonas | [39] | ||
Таргетная терапия, направленная на сигнальные пути, связанные с ЛСК | |||||
NF-κB | Бортезомиб | Ингибитор NF-κB, преимущественно влияет на клетки-предшественники при ОМЛ | I–II | [40] | |
Гистондеацетилаза | Чидамид | Индуцирует апоптоз в ЛСК-подобных клетках и прежде всего в CD34+-клетках при ОМЛ | I–II | [41] | |
Протеасомы | Карфилзомиб Бортезомиб | Уменьшает долговременную выживаемость CD34+-клеток при ОМЛ.Значительное уменьшение популяции лейкоз-инициирующих клеток | II–III | [42][43] | |
Таргетная терапия, направленная на микроокружение ЛСК | |||||
CXCR4 | Преликсафор (AMD 3100) | Антагонист CXCR4, уменьшает присущий КМ хоминг-эффект | I–II | [44] |
Немногим более 20 лет прошло с тех пор, как впервые в экспериментальных исследованиях (гетеротрансплантации на мышах с выраженным комбинированным иммунодефицитом) была идентифицирована ЛСК. Исследования с использованием методов проточной цитометрии и панели МкАт к новым дифференцировочным антигенам позволили выявить иммунофенотипические отличия ЛСК, ПГСК и ранних гемопоэтических клеток-предшественников, трансформация которых лежит в основе возникновения различных форм ОМЛ. Полученные данные не только способствуют раскрытию отдельных звеньев лейкемогенеза, но и имеют важное клиническое значение в плане прогнозирования минимальной резидуальной болезни, возможных рецидивов, продолжительности жизни больных. Предпринимаются попытки создания лекарственных препаратов, которые, действуя на ЛСК, не вызывают повреждения ПГСК, обеспечивающих в последующем восстановление нормального кроветворения. Некоторые из этих препаратов успешно проходят клинические испытания и в скором времени, вероятно, позволят повысить эффективность лечения ряда категорий больных ОМЛ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ- 1. Chertkov IL, Vorobiov AI. Modern scheme of hematopoiesis. Probl Hematol Blood Transfusion 1973; 10: 3–13 (in Russian).
- 2. Maximov AA. Über die Entwicklung der Blut- und Bindegewebszellen beim Säugetierembryo. Folia Haematologica (Leipzig) 1907; 4: 611–26.
- 3. Till JE, McCulloch EA. A direct measurement of the radiation sensitivity of normal mouse bone marrow cells. Radiat Res 1961; 14 (2): 213–22.
- 4. Chertkov IL, Fridenstein AYa. Cell Basis of Hematopoiesis. M: Meditsina, 1977. 272 p. (in Russian).
- 5. Butenko ZA. Stem Hematopoietic Cells and Leukemia. Kiev: Naukova Dumka, 1978. 482 p. (in Russian).
- 6. Gluzman DF, Bebeshko VG, Nadgornaya VA. Embryonic hematopoiesis and hemoblastosis in children (immunocytology and cytochemistry). Kiev: Naukova Dumka, 1988. 200 р. (in Russian).
- 7. Fialkow PJ, Gartler SM, Yoshida A. Clonal origin of chronic myelocytic leukemia in man. Proc Natl Acad Sci USA 1967; 58 (4): 1468–71.
- 8. Köhler G, Milstein C. Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity. Nature 1975; 256 (5517): 495–7.
- 9. Reya T, Morrison SJ, Clarke MF, Weissman IL. Stem cells, cancer, and cancer stem cells. Nature 2001; 414 (6859): 105–11.
- 10. Bonnet D, Dick JE. Human acute myeloid leukemia is organized as a hierarchy that originates from a primitive hematopoietic cell. Nat Med 1997; 3 (7): 730–7.
- 11. Passegué E, Jamieson CH, Ailles LE, Weissman IL. Normal and leukemic hematopoiesis: are leukemias a stem cell disorder or a reacquisition of stem cell characteristics? Proc Natl Acad Sci USA 2003; 100 (Suppl 1): 11842–9.
- 12. Jan M, Chao MP, Cha AC, et al. Prospective separation of normal and leukemic stem cells based on differential expression of TIM3, a human acute myeloid leukemia stem cell marker. Proc Natl Acad Sci USA 2011; 108 (12): 5009–14.
- 13. Dick JE. Breast cancer stem cells revealed. Proc Natl Acad Sci USA 2003; 100 (7): 3547–9.
- 14. Cancer Stem Cell: Identification and Targets. Sh. Bapat (ed). New Jersey: John Wiley & Sons, 2009. 245 p.
- 15. Baryshnikov AYu, Kadagidze ZG, Makhonova LA, Tupitsyn NN. Immunological Phenotype of Leukemia Cell. M: Meditsina, 1989. 240 p. (in Russian).
- 16. Lugovskaya SA, Pochtar ME, Tupitsyn NN. Immunophenotyping in Diagnosis of Hematoblastoses. M: Triada, 2005. 168 p. (in Russian).
- 17. Bene MCh, Porwit A. Examples of Immunophenotypic Features in Various Categories of Acute Leukaemia Chapter 5. In: Multiparameter Flow Cytometry in the Diagnosis of Hematologic Malignancies A. Porwit, M.Ch. Bene, eds. Cambridge University Press 2018: 75–88.
- 18. Bain BJ. Leukemia Diagnosis, 5th ed. New Jersey: John Wiley & Sons, 2017. 524 p.
- 19. Gluzman DF, Philchenkov AA, Sklyarenko LM, et al. Differentiation Antigens of Homan Cells. Kyiv 2019 (in press) (in Russian).
- 20. Huntly BJ, Gilliland DG. Leukaemia stem cells and the evolution of cancer-stem-cell research. Nat Rev Cancer 2005; 5 (4): 311–21.
- 21. Chan WI, Huntly BJ. Leukemia stem cells in acute myeloid leukemia. Semin Oncol 2008; 35 (4): 326–35.
- 22. Saito Y, Kitamura H, Hijikata A, et al. Identification of therapeutic targets for quiescent, chemotherapy-resistant human leukemia stem cells. Sci Transl Med 2010; 2 (17): 17ra9.
- 23. Jan M, Chao MP, Cha AC, et al. Prospective separation of normal and leukemic stem cells based on differential expression of TIM3, a human acute myeloid leukemia stem cell marker. Proc Natl Acad Sci USA 2011; 108 (12): 5009–14.
- 24. Hwang K, Park CJ, Jang S, et al. Flow cytometric quantification and immunophenotyping of leukemic stem cells in acute myeloid leukemia. Ann Hematol 2012; 91 (10): 1541–6.
- 25. Wang X, Huang S, Chen JL. Understanding of leukemic stem cells and their clinical implications. Mol Cancer 2017; 16 (1): 2.
- 26. Hanekamp D, Cloos J, Schuurhuis GJ. Leukemic stem cells: identification and clinical application. Int J Hematol 2017; 105 (5): 549–57.
- 27. Kersten B, Valkering M, Wouters R. CD45RA, a specific marker for leukaemia stem cell sub-populations in acute myeloid leukaemia. Br J Haematol 2016; 173 (2): 219–35.
- 28. Thomas D, Majeti R. Biology and relevance of human acute myeloid leukemia stem cells. Blood 2017; 129 (12): 1577–85.
- 29. Zeijlemaker W, Grob T, Meijer R, et al. CD34+CD38- leukemic stem cell frequency to predict outcome in acute myeloid leukemia. Leukemia 2019; 33 (5): 1102–12.
- 30. van Rhenen A, Moshaver B, Kelder A, et al. Aberrant marker expression patterns on the CD34+CD38- stem cell compartment in acute myeloid leukemia allows to distinguish the malignant from the normal stem cell compartment both at diagnosis and in remission. Leukemia 2007; 21 (8): 1700–7.
- 31. Witte KE, Ahlers J, Schäfer I, et al. High proportion of leukemic stem cells at diagnosis is correlated with unfavorable prognosis in childhood acute myeloid leukemia. Pediatr Hematol Oncol 2011; 28 (2): 91–9.
- 32. Terwijn M, Zeijlemaker W, Kelder A, et al. Leukemic stem cell frequency: a strong biomarker for clinical outcome in acute myeloid leukemia. PLoS One. 2014; 9 (9): e107587.
- 33. Zeijlemaker W, Kelder A, Oussoren-Brockhoff YJ, et al. A simple one-tube assay for immunophenotypical quantification of leukemic stem cells in acute myeloid leukemia. Leukemia 2016; 30 (2): 439–46.
- 34. Cloos J, Harris JR, Janssen JJWM, et al. Comprehensive protocol to sample and process bone marrow for measuring measurable residual disease and leukemic stem cells in acute myeloid leukemia. J Vis Exp 2018; (133): 56386.
- 35. Ball B, Stein EM. Which are the most promising targets for minimal residual disease-directed therapy in acute myeloid leukemia prior to allogeneic stem cell transplant? Haematologica 2019; 104 (8): 1521–31.
- 36. Askmyr M, Ågerstam H, Hansen N, et al. Selective killing of candidate AML stem cells by antibody targeting of IL1RAP. Blood 2013; 121 (18): 3709–13.
- 37. Kikushige Y, Shima T, Takayanagi S, et al. TIM-3 is a promising target to selectively kill acute myeloid leukemia stem cells. Cell Stem Cell 2010; 7 (6): 708–17.
- 38. Gerber JM, Smith BD, Ngwang B, et al. A clinically relevant population of leukemic CD34+CD38– cells in acute myeloid leukemia. Blood 2012; 119 (15): 3571–7.
- 39. Bachas C, Schuurhuis GJ, Assaraf YG, et al. The role of minor subpopulations within the leukemic blast compartment of AML patients at initial diagnosis in the development of relapse. Leukemia 2012; 26 (6): 1313–20.
- 40. Guzman ML, Rossi RM, Karnischky L, et al. The sesquiterpene lactone parthenolide induces apoptosis of human acute myelogenous leukemia stem and progenitor cells. Blood 2005; 105 (11): 4163–9.
- 41. Li Y, Chen K, Zhou Y, Xiao Y, et al. A new strategy to target acute myeloid leukemia stem and progenitor cells using chidamide, a histone deacetylase inhibitor. Curr Cancer Drug Targets 2015; 15 (6): 493–503.
- 42. van der Helm LH, Bosman MC, Schuringa JJ, Vellenga E. Effective targeting of primitive AML CD34+ cells by the second-generation proteasome inhibitor carfilzomib. Br J Haematol 2015; 171 (4): 652–5.
- 43. Kagoya Y, Yoshimi A, Kataoka K, et al. Positive feedback between NF-κB and TNF-α promotes leukemia-initiating cell capacity. J Clin Invest 2014; 124 (2): 528–42.
- 44. Rashidi A, DiPersio JF. Targeting the leukemia-stroma interaction in acute myeloid leukemia: rationale and latest evidence. Ther Adv Hematol 2016; 7 (1): 40–51.
Адрес для переписки:
Глузман Д.Ф.
03022, Киев, ул. Васильковская, 45
Институт экспериментальной патологии,
онкологии и радиобиологии
им. Р.Е. Кавецкого НАН Украины
E-mail: [email protected]
Получено: 19.08.2019
Плюрипотентных стволовых клеток 101 «Детская больница Бостона
Плюрипотентные стволовые клетки являются мастер-клетками. Они способны создавать клетки из всех трех основных слоев тела, поэтому потенциально могут производить любые клетки или ткани, которые необходимы организму для самовосстановления. Это «главное» свойство называется плюрипотентностью. Как и все стволовые клетки, плюрипотентные стволовые клетки также способны самообновляться, что означает, что они могут постоянно создавать новые копии самих себя.
Существует несколько типов плюрипотентных стволовых клеток, включая эмбриональные стволовые клетки.В Детской больнице Бостона мы используем более широкий термин, потому что плюрипотентные стволовые клетки могут поступать из разных источников, и каждый метод создает клетки с немного разными свойствами.
Но все они способны дифференцироваться или созреть на три основные группы клеток, которые образуют человека:
- эктодерма — дающая начало коже и нервной системе
- энтодерма — образует желудочно-кишечный и дыхательный тракты, железы внутренней секреции, печень и поджелудочную железу
- мезодерма — формирование костей, хрящей, большей части системы кровообращения, мышц, соединительной ткани и т. Д.
В настоящее время неясно, какой тип или типы плюрипотентных стволовых клеток в конечном итоге будут использоваться для создания клеток для лечения, но все они ценны для исследовательских целей, и каждый тип может преподать ученым уникальные уроки.Ученые только начинают понимать тонкие различия между разными типами плюрипотентных стволовых клеток, и изучение всех из них дает наибольшие шансы на успех в использовании их для помощи пациентам.
Типы плюрипотентных стволовых клеток:
Все четыре типа плюрипотентных стволовых клеток активно изучаются в Детском центре.
Индуцированные плюрипотентные клетки (iPS-клетки):
Ученые открыли способы взять обычную клетку, такую как клетка кожи, и «перепрограммировать» ее, введя несколько генов, которые превращают ее в плюрипотентную клетку.Эти генетически перепрограммированные клетки известны как индуцированные плюрипотентные клетки или iPS-клетки. Программа стволовых клеток в детской больнице Бостона была одной из трех первых лабораторий, которые сделали это на человеческих клетках, и это достижение было названо журналом Science «Прорывом года» в 2008 году.
iPS-клеток обладают большим терапевтическим потенциалом. Поскольку они происходят из собственных клеток пациента, они генетически соответствуют этому пациенту, поэтому они могут устранить проблемы сопоставления и отторжения тканей, которые в настоящее время препятствуют успешной трансплантации клеток и тканей.iPS-клетки также являются ценным исследовательским инструментом для понимания того, как развиваются различные заболевания.
Поскольку iPS-клетки происходят из клеток кожи или других клеток тела, некоторые люди считают, что генетическое перепрограммирование более этично, чем получение эмбриональных стволовых клеток из эмбрионов или яиц. Однако этот процесс необходимо тщательно контролировать и проверять на безопасность, прежде чем использовать его для создания лечебных средств. В исследованиях на животных было обнаружено, что некоторые гены и вирусы, использованные для их введения, вызывают рак.Также необходимы дополнительные исследования, чтобы сделать процесс создания ячеек iPS более эффективным.
iPS-клеток представляют большой интерес для Детей, и лаборатория Джорджа К. Дейли, доктора медицины, доктора философии, директора программы трансплантации стволовых клеток, сообщила о создании 10 линий iPS для конкретных заболеваний, что положило начало растущему репозиторию линий iPS-клеток.
Эмбриональные стволовые клетки:
Ученые используют термин «эмбриональные стволовые клетки» как общий термин для плюрипотентных стволовых клеток, созданных с использованием эмбрионов или яиц, а не для клеток, генетически перепрограммированных из организма.Есть несколько типов эмбриональных стволовых клеток:
1. «Истинные» эмбриональные стволовые клетки (ES-клетки)
Это, пожалуй, самый известный тип плюрипотентных стволовых клеток, созданный из неиспользованных эмбрионов, которые были переданы парами, перенесшими экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО). В процессе ЭКО, при котором яйцеклетка и сперма собираются вместе в лабораторной посуде, часто генерируется больше эмбрионов, чем нужно паре для достижения беременности.
Эти неиспользованные эмбрионы иногда замораживают для будущего использования, иногда передают другим парам, проходящим лечение от бесплодия, а иногда просто выбрасывают, но некоторые пары предпочитают жертвовать их науке.Подробнее о том, как они превращаются в стволовые клетки, можно узнать на нашей странице. Как получить плюрипотентные стволовые клетки?
Плюрипотентные стволовые клетки, полученные из эмбрионов, являются «родовыми» и генетически не соответствуют конкретному пациенту, поэтому вряд ли будут использоваться для создания клеток для лечения. Вместо этого они используются для расширения наших знаний о том, как стволовые клетки ведут себя и дифференцируются.
2. Стволовые клетки, полученные путем переноса ядра соматической клетки (клетки ntES)
Термин перенос ядра соматической клетки (SCNT) буквально означает перенос ядра (которое содержит все генетические инструкции клетки) от соматической клетки — любого клетка тела — другой клетке, в данном случае яйцеклетке.Этот тип плюрипотентных стволовых клеток, иногда называемых клетками ntES, успешно вырабатывается только у низших животных. Для производства клеток ntES у пациентов-людей потребуется донор яйцеклеток, а также клетка пациента (обычно клетка кожи).
Процесс переноса другого ядра в яйцеклетку «перепрограммирует» ее до плюрипотентного состояния, реактивируя полный набор генов для создания всех тканей тела. Затем яйцеклетке дают развиваться в лаборатории в течение нескольких дней, и из нее получают плюрипотентные стволовые клетки.(Подробнее читайте в разделе «Как получить плюрипотентные стволовые клетки?»)
Подобно iPS-клеткам, ntES-клетки генетически соответствуют пациенту. При успешном создании на людях и в случае подтверждения безопасности клетки ntES могут полностью устранить проблемы сопоставления и отторжения тканей. По этой причине они активно исследуются в Детском центре.
3. Стволовые клетки из неоплодотворенных яйцеклеток (партеногенетические эмбриональные стволовые клетки)
С помощью химической обработки неоплодотворенные яйцеклетки можно «обманом» заставить развиться в эмбрионы без оплодотворения спермой, этот процесс называется партеногенезом.Эмбрионам позволяют развиваться в лаборатории в течение нескольких дней, а затем из них могут быть получены плюрипотентные стволовые клетки (подробнее см. Как получить плюрипотентные стволовые клетки?)
Если этот метод окажется безопасным, женщина сможет пожертвовать свои собственные яйцеклетки для создания плюрипотентных стволовых клеток, генетически соответствующих ей, которые, в свою очередь, могут быть использованы для создания клеток, которые не будут отвергаться ее иммунной системой.
Путем тщательного генетического типирования можно также использовать клетки pES для создания лечения пациентов, помимо самого донора яйцеклеток, путем создания «основных банков» клеток, соответствующих различным типам тканей.В 2006 году, работая с мышами, исследователи Children были первыми, кто продемонстрировал потенциальную осуществимость этого подхода. (Подробнее см. Превращение плюрипотентных стволовых клеток в лечение).
Поскольку клетки pES можно получить легче и эффективнее, чем клетки ntES, они потенциально могут быть готовы к клиническому использованию раньше. Однако об их безопасности необходимо знать больше. Высказывались опасения, что полученные из них ткани могут не функционировать нормально.
Чтобы узнать больше о плюрипотентных стволовых клетках, перейдите по этим ссылкам:
Как получить плюрипотентные стволовые клетки? «Бостонская детская больница
Плюрипотентные стволовые клетки могут быть созданы несколькими способами, в зависимости от типа.
Генетическое перепрограммирование (индуцированные плюрипотентные клетки):
Несколько лабораторий, в том числе лаборатория Джорджа К. Дейли, доктора медицины, доктора философии, директора программы трансплантации стволовых клеток, показали, что требуется лишь горстка генов, чтобы перепрограммировать обычную клетку из тело, такое как клетка кожи, в так называемую индуцированную плюрипотентную клетку (iPS-клетку). В настоящее время эти гены (Oct4, Sox2, Myc и Klf4) чаще всего попадают в клетку с помощью вирусов, но есть более новые методы, которые не используют вирусы.
Хотя в настоящее время клетки кожи, вероятно, являются источником номер один iPS-клеток, линии также создаются из клеток крови и мезенхимальных стволовых клеток (тип мультипотентных взрослых стволовых клеток, дающих начало множеству соединительных тканей). Лаборатории, участвующие в программе стволовых клеток Детской больницы Бостона, изучают, легче ли работать с линиями iPS, полученными из различных типов клеток пациента, или же они могут легче образовывать клетки определенного типа, которые могут понадобиться пациенту для лечения.
Дети-исследователи также продолжают экспериментировать с более эффективными методами программирования, чтобы получить более высокий выход истинных плюрипотентных стволовых клеток.
Донорство ЭКО неиспользованных / выброшенных эмбрионов (ES-клетки):
Еще одним важным источником плюрипотентных стволовых клеток для исследовательских целей являются неиспользованные эмбрионы, пожертвованные парами, подвергающимися экстракорпоральному оплодотворению (ЭКО). Некоторые из них могут быть эмбрионами низкого качества, которые в противном случае были бы выброшены. Полученные клетки считаются «настоящими» эмбриональными стволовыми клетками (ES-клетками).
Донорские эмбрионы помещают в среду для приготовления в специальные чашки и оставляют для развития в течение нескольких дней. Примерно на пятый день эмбрион достигает стадии бластоцисты и образует клубок из 100-200 клеток. На этом этапе ES-клетки происходят из внутренней клеточной массы бластоцисты. В некоторых случаях ES-клетки можно выделить еще до стадии бластоцисты.
На сегодняшний день компания Children’s создала более десятка новых линий ES-клеток, используя этот подход, и теперь мы предоставляем их другим ученым.Эти ES-клетки генетически не соответствуют конкретному пациенту, но вместо этого используются для расширения наших знаний о том, как стволовые клетки ведут себя и дифференцируются.
Некоторые люди сомневаются в этичности использования выброшенных эмбрионов ЭКО для исследований. Для получения дополнительной информации см. Политика и этика.
Перенос ядра соматической клетки:
Процесс, называемый переносом ядра, включает объединение пожертвованной человеческой яйцеклетки с клеткой тела (обычно клеткой кожи) для создания типа эмбриональной стволовой клетки, иногда называемой клеткой ntES.Для переноса ядер требуется донор яйцеклеток.
Во-первых, с помощью невероятно тонкой микроскопической иглы удаляется ядро яйца, которое содержит весь генетический материал яйца, и заменяется ядром клетки тела. Процесс переноса ядра в яйцо перепрограммирует его, реактивируя полный набор генов для создания всех тканей тела. Как это происходит, еще не совсем понятно, и исследователи из программы стволовых клеток Бостонской детской больницы пытаются понять это лучше.
Затем полученную перепрограммированную клетку поощряют к развитию и делению в лаборатории, и примерно к пятому дню она образует бластоцисту, клубок из 100-200 клеток. Затем внутренние клетки бластоцисты выделяют для создания клеток ntES.
Из всех методов создания плюрипотентных клеток перенос ядра является наиболее сложным с технической точки зрения и, следовательно, наименее эффективным. На сегодняшний день это было успешным только у низших животных, но не у людей. Но поскольку созданные стволовые клетки будут точно генетически соответствовать пациенту, перенос ядра может устранить проблемы сопоставления и отторжения тканей, которые в настоящее время являются серьезным препятствием для успешной трансплантации ткани.По этой причине передача ядер — важная область исследований Детского центра.
Поскольку клетки ntES, созданные из пациентов-людей, будут соответствовать им генетически, перенос ядра иногда называют терапевтическим клонированием — не путать с концепцией репродуктивного клонирования.
Партеногенез (неоплодотворенные яйца):
Используя серию химических обработок, можно обманом заставить яйцеклетку развиться в эмбрион без оплодотворения спермой. Этот процесс, называемый партеногенезом, иногда происходит в природе, позволяя многим растениям и некоторым животным воспроизводиться без участия мужчин.
Искусственно индуцируя партеногенез, исследователи смогли создать партеногенетические эмбриональные стволовые клетки или pES-клетки у мышей. Созданные эмбрионы, известные как партеноты, выращивают около пяти дней, пока не достигнут стадии бластоцисты. Затем развитие останавливается, и клетки pES были получены из внутреннего ядра клеток бластоцисты.
Партеногенез человеческих яйцеклеток еще не осуществлен, по крайней мере, не по собственному желанию (считается, что корейская группа ученых случайно создала человеческие pES-клетки в 2007 году).Но исследователи из Children’s пытаются это сделать, поскольку клетки pES, если их тщательно типировать генетически, потенциально могут быть использованы для создания основных банков плюрипотентных стволовых клеток. Затем врачи могли выбрать линию клеток, генетически совместимую с иммунной системой пациента. (Подробнее см. Как плюрипотентные стволовые клетки превращаются в лечение?).
Более непосредственное беспокойство вызывает возможность того, что партеногенез может быть использован для создания pES-клеток для самого донора яйцеклетки или его брата или сестры.Однако, прежде чем использовать эти клетки у пациентов, исследователи должны больше узнать о безопасности этого подхода.
Почему так важны плюрипотентные стволовые клетки? «Бостонская детская больница
Во-первых, по своей природе плюрипотентные стволовые клетки потенциально могут использоваться для создания любых клеток или тканей, которые могут понадобиться организму для противодействия широкому спектру заболеваний, от диабета до травм спинного мозга, лейкемии у детей и болезней сердца.
Во-вторых, плюрипотентные стволовые клетки потенциально могут быть настроены так, чтобы обеспечить идеальное генетическое соответствие любому пациенту.Это означает, что пациенты могут получать трансплантаты ткани и клеток без проблем с сопоставлением тканей и отторжения тканей, а также без необходимости принимать мощные иммуносупрессивные препараты на всю оставшуюся жизнь. Хотя это видение еще не реализовано, исследователи из Бостонской детской больницы успешно вылечили мышиные модели болезней человека, используя эту стратегию, и надеются, что то же самое можно сделать и с пациентами.
Болезнь в чашке:
В-третьих, плюрипотентные стволовые клетки являются отличными лабораторными моделями для изучения того, как развивается болезнь, что помогает ученым точно определять и отслеживать самые ранние вызывающие болезнь события в клетках.Иммунная недостаточность, диабет 1 типа, мышечная дистрофия и множество других расстройств коренятся в развитии плода. В лаборатории исследователи могут восстановить эти ранние истоки, наблюдая, откуда берется первая мышечная клетка или первая клетка крови, и чем это отличается, когда у пациента есть генетическое заболевание. Используя эту информацию, врачи могут вмешаться и исправить генетический дефект до того, как болезнь разовьется.
Уникальные приложения:
Каждый тип плюрипотентных стволовых клеток имеет разные характеристики, которые делают их полезными по-разному, и каждому нужно преподавать разные уроки.
- Индуцированные плюрипотентные клетки (iPS-клетки) дают уникальную возможность моделировать болезни человека и уже используются для новых открытий о преждевременном старении, врожденных пороках сердца, раке и многом другом. Поскольку они сделаны из собственных клеток человека, ими потенциально можно манипулировать, чтобы исправить вызывающий заболевание дефект, а затем использовать для создания здоровых клеток для трансплантации, которые не будут отвергаться иммунной системой. Многие люди также рассматривают iPS-клетки как положительную альтернативу плюрипотентным стволовым клеткам эмбрионов или яиц.
- Эмбриональные стволовые клетки (ES-клетки) являются золотым стандартом биологической концепции плюрипотентности. Ученые работают с ES-клетками, чтобы узнать больше о том, что наделяет клетку плюрипотентностью, и открыть более безопасные и лучшие способы создания iPS-клеток. Каждый тип ES-клетки важен по разным причинам:
- ES-клетки, полученные из пожертвованных ранних эмбрионов, являются незаменимыми инструментами для понимания самых ранних стадий развития человека и того, как формируются определенные ткани. Поскольку они не предназначены для отдельных пациентов, их ценность заключается в основном в исследованиях. Клетки
- ES, полученные путем переноса ядра (клетки ntES), как и клетки iPS, дают возможность создавать индивидуализированные, устойчивые к отторжению клетки и ткани для трансплантации. Считается, что клетки ntES являются наиболее генетически нетронутым источником для создания генетически согласованных клеток, поэтому они могут обеспечить более быстрый и безопасный путь в клинику. Клетки
- ES, полученные путем партеногенеза (клетки pES), также дают возможность создавать индивидуализированные, устойчивые к отторжению клетки. Хотя они менее генетически чистые, чем клетки ntES, они менее сложны в техническом отношении для производства.Посредством генетического типирования они потенциально могут быть скопированы для создания набора готовых клеточных методов лечения.
Эмбриональных стволовых клеток «Детская больница Бостона
Программа стволовых клеток реализует различные подходы к созданию эмбриональных стволовых клеток (ES-клетки) параллельно — с использованием эмбрионов от экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), донорских в соответствии со строгими этическими критериями, переноса ядер и партеногенеза. У каждого метода есть свои преимущества и недостатки, но, изучив их все, ученые могут лучше понять, как работают стволовые клетки и как максимально использовать их лечебный потенциал.
Одиннадцать новых одобренных NIH линий ES-клеток человека были созданы в Детской больнице Бостона из пожертвованных эмбрионов ЭКО. Все эти линии были созданы с использованием некачественных эмбрионов, которые обычно выбрасываются в процессе ЭКО.
Безопасность и эффективность:
Чтобы сделать эмбриональные стволовые клетки более жизнеспособными для исследований и лечебных целей, исследователи Программы стволовых клеток стремятся лучше понять их и усовершенствовать методы их создания.Эти усилия включают:
- Поиск эффективных способов дифференциации эмбриональных стволовых клеток человека в различные типы специализированных клеток, начиная со стволовых клеток крови.
- Создание эмбриональных стволовых клеток человека посредством переноса ядра и партеногенеза.
- В поисках менее технически обременительных и более эффективных способов создания ES-клеток посредством переноса ядра.
- Изучение безопасности эмбриональных стволовых клеток, полученных путем партеногенеза (клетки pES). Эти клетки изменили экспрессию определенных «импринтированных» генов, которые «включаются» или «выключаются» в зависимости от того, от какого родителя они происходят.Клетки pES, сделанные только из яиц, несут только материнские гены. Измененная экспрессия импринтированных генов связана с раком и плохим ростом некоторых тканей. Кроме того, клетки pES могут иметь дублированные копии мутантных генов, которые были связаны со злокачественными новообразованиями или аномальным ростом ткани.
- Точное определение того, как эмбриональный ствол может самообновляться и генерировать множество различных типов клеток, используя комплексный подход геномики для определения важных регуляторных факторов и их взаимодействий.
- Изучение роли крошечных кусочков генетического кода, известных как регуляторные РНК, в самообновлении и плюрипотентности ES-клеток, а также их значимости для болезней человека.
Основные этапы развития эмбриональных стволовых клеток у детей:
Исследователи из Детского общества первыми превратили эмбриональные стволовые клетки (ES-клетки) мышей в стволовые клетки крови, показав, что этими клетками можно манипулировать в лаборатории для создания различных видов тканей.
Детский исследователь Джордж Дейли, доктор медицинских наук, работавший в то время в Институте Уайтхеда, первым успешно исправил генетический дефект (иммунный дефицит) с помощью эмбриональных стволовых клеток у мышей.Исследовательская группа создала ES-клетки путем переноса ядра, ввела корректирующие гены, затем дифференцировала их в стволовые клетки крови и вливала их мышам, частично восстанавливая их иммунную функцию. Этот успех, впервые описанный в 2002 году, показал, что комбинированная генетическая и клеточная терапия может работать.
Детский тоже был:
- Первый, кто создал генетически согласованные ES-клетки у мышей путем комбинирования партеногенеза (с использованием только яиц) с генетическим типированием для создания клеток, совместимых с иммунной системой реципиентов, установив этот метод как потенциальный способ создания устойчивой к отторжению клеточной терапии .
- Впервые показано, что белок LIN28, изобилующий ES-клетками, может трансформировать клетки в злокачественное состояние и в изобилии присутствует во множестве запущенных раковых опухолей человека. Открытие, о котором было сообщено в 2009 году, решительно поддерживает идею о том, что рак часто является заболеванием стволовых клеток, и предлагает новую возможную цель атаки, особенно при высокоустойчивых и трудноизлечимых формах рака.
- Первый, преобразовавший мышиные ES-клетки в непрерывно растущую линию эмбриональных половых клеток — уникальную группу клеток, которую эмбрион откладывает для будущего воспроизводства.Эти клетки затем использовались для создания примитивной мужской спермы, которая в сочетании с яйцеклеткой могла давать зародыши. Эта работа, названная журналом Science Magazine «первой десяткой» прорыва за 2003 год, имеет значение для понимания того, как созревают половые клетки и как ошибки в формировании половых клеток могут приводить к врожденным дефектам. Это также может предложить новые подходы к бесплодию и раку.
Сопутствующие работы:
Программа стволовых клеток также активно исследует индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS-клетки).Щелкните ссылку «Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки» в правой части страницы, чтобы узнать больше.
Плюрипотентные стволовые клетки — обзор
63.2.4 Индуцируемые плюрипотентные стволовые клетки
Трансляция ИПСК в регенеративной медицине становится все более реалистичной возможностью. ИПСК представляют собой плюрипотентные стволовые клетки, происходящие из неплюрипотентной клетки, обычно взрослой соматической клетки. Методика индукции ИПСК была впервые описана Яманакой и Такахаши 28 на соматических клетках мышей.Этот метод включает первое перепрограммирование фибробластов в плюрипотентные стволовые клетки путем добавления ключевых генов Oct3 / 4, фактора транскрипции Sox2, протоонкогена c-Myc и фактора Крюппеля 4 (Klf4). Впоследствии Яманаха успешно трансформировал человеческий фибробласт в ИПСК, используя те же четыре гена с помощью ретровирусной трансфекции. ИПСК, полученные из соматических клеток пациента, обеспечивают гистосовместимость и устраняют этические конфликты относительно происхождения регенерирующих клеток. Однако риск неконтролируемого роста увеличивается при добавлении онкогенов, которые необходимо перепрограммировать. 52 Совсем недавно, чтобы преодолеть эти опасности, перепрограммирование было достигнуто с помощью неинтегрированных векторов, плазмидной трансфекции и даже прямой доставки белка для снижения мутагенного риска. 52,53 Более того, недавнее исследование показало, что небольшие соединения, нацеленные на антиапоптотические пути в ИПСК человека, могут эффективно ингибировать образование опухоли in vitro путем избирательного удаления оставшихся недифференцированных клеток. 54
ИПСК могут быть получены из различных источников, таких как мезангиальные и эпителиальные клетки из мочи, подоцитов и клеток проксимальных канальцев. 52,55 Широко признано, что аутологичные ИПСК обладают иммунитетом. Однако сообщалось о противоречивых результатах относительно иммуногенности как недифференцированных, так и дифференцированных аутологичных ИПСК. 56,57 Недавно Zhao и его коллеги показали иммунную реакцию, вызванную ИПСК у сингенных мышей, 56 , в то время как самые последние клинически значимые исследования не показали отторжения трансплантата после трансплантации аутологичных клеток. 58
Таким образом, ИПСК человека, способные дифференцироваться на несколько типов клеток, имеют большой потенциал для применения в регенеративной медицине.Тем не менее, как и ESC, они несут риск образования тератомы. Тем не менее, ИПСК недавно использовались в сочетании с искусственными каркасами для создания множества тканей, включая кровеносные сосуды, ткани дыхательных путей 59 , 60 и ткань печени. 61 Несмотря на обнадеживающие результаты, терапевтические преимущества ИПСК при остром или хроническом заболевании почек еще не продемонстрированы.
Плюрипотентные стволовые клетки — обзор
63.2.4 Индуцибельные плюрипотентные стволовые клетки
Трансляция ИПСК в регенеративной медицине становится все более реалистичной возможностью.ИПСК представляют собой плюрипотентные стволовые клетки, происходящие из неплюрипотентной клетки, обычно взрослой соматической клетки. Методика индукции ИПСК была впервые описана Яманакой и Такахаши 28 на соматических клетках мышей. Этот метод включает первое перепрограммирование фибробластов в плюрипотентные стволовые клетки путем добавления ключевых генов Oct3 / 4, фактора транскрипции Sox2, протоонкогена c-Myc и фактора Крюппеля 4 (Klf4). Впоследствии Яманаха успешно трансформировал человеческий фибробласт в ИПСК, используя те же четыре гена с помощью ретровирусной трансфекции.ИПСК, полученные из соматических клеток пациента, обеспечивают гистосовместимость и устраняют этические конфликты относительно происхождения регенерирующих клеток. Однако риск неконтролируемого роста увеличивается при добавлении онкогенов, которые необходимо перепрограммировать. 52 Совсем недавно, чтобы преодолеть эти опасности, перепрограммирование было достигнуто с помощью неинтегрированных векторов, плазмидной трансфекции и даже прямой доставки белка для снижения мутагенного риска. 52,53 Более того, недавнее исследование показало, что небольшие соединения, нацеленные на антиапоптотические пути в ИПСК человека, могут эффективно ингибировать образование опухоли in vitro путем избирательного удаления оставшихся недифференцированных клеток. 54
ИПСК могут быть получены из различных источников, таких как мезангиальные и эпителиальные клетки из мочи, подоцитов и клеток проксимальных канальцев. 52,55 Широко признано, что аутологичные ИПСК обладают иммунитетом. Однако сообщалось о противоречивых результатах относительно иммуногенности как недифференцированных, так и дифференцированных аутологичных ИПСК. 56,57 Недавно Zhao и его коллеги показали иммунную реакцию, вызванную ИПСК у сингенных мышей, 56 , в то время как самые последние клинически значимые исследования не показали отторжения трансплантата после трансплантации аутологичных клеток. 58
Таким образом, ИПСК человека, способные дифференцироваться на несколько типов клеток, имеют большой потенциал для применения в регенеративной медицине. Тем не менее, как и ESC, они несут риск образования тератомы. Тем не менее, ИПСК недавно использовались в сочетании с искусственными каркасами для создания множества тканей, включая кровеносные сосуды, ткани дыхательных путей 59 , 60 и ткань печени. 61 Несмотря на обнадеживающие результаты, терапевтические преимущества ИПСК при остром или хроническом заболевании почек еще не продемонстрированы.
Ключевые слова о стволовых клетках | California’s Stem Cell Agency
En Español
Первое, что нужно знать о стволовых клетках, это то, что существует не только один вид, на самом деле существует различных типов стволовых клеток, каждый из которых обладает очень разным потенциалом для лечения заболеваний.
Стволовая клетка
Плюрипотентная
Эмбриональная стволовая клетка
Стволовая клетка взрослого
iPS-клетка
Раковая стволовая клетка
Стволовые клетки
По определению, всех стволовых клеток:
- имеют возможность разделять и создавать идентичные копии самих себя, этот процесс называется самообновлением; и
- также может делиться с образованием клеток, которые превращаются в клетки, из которых состоят все типы тканей и органов в организме.
Плюрипотент
Плюрипотент означает множество «потенциалов». Другими словами, эти клетки могут принимать многие формы в организме, включая все более чем 200 различных типов клеток. Эмбриональные стволовые клетки плюрипотентны, как и индуцированные плюрипотентные стволовые (iPS) клетки, которые репрограммируются из взрослых тканей. Когда ученые говорят о плюрипотентных стволовых клетках, они в основном имеют в виду либо эмбриональные, либо iPS-клетки.
Эмбриональные стволовые клетки
Эмбриональные стволовые клетки происходят из плюрипотентных клеток, которые существуют только на самых ранних стадиях эмбрионального развития.У человека эти клетки больше не существуют примерно через пять дней развития.
При выделении из эмбриона и выращивании в лабораторной посуде плюрипотентные клетки могут продолжать делиться бесконечно. Эти клетки известны как эмбриональные стволовые клетки.
Джеймс Томсон, профессор кафедры клеточной и регенеративной биологии Университета Висконсина, получил первые линии эмбриональных стволовых клеток человека в 1998 году. Сейчас он работает совместно в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре, финансируемой CIRM. учреждение.
Стволовые клетки взрослого
Стволовые клетки взрослого человека находятся в различных тканях и органах человеческого тела. Считается, что они существуют в большинстве тканей и органов, где они являются источником новых клеток на протяжении всей жизни организма, заменяя клетки, утраченные из-за естественного обмена, повреждений или болезней.
Взрослые стволовые клетки стремятся стать клеткой из своей ткани и не могут образовывать другие типы клеток. Поэтому их также называют тканеспецифическими стволовыми клетками.У них есть широкая возможность стать многими типами клеток, присутствующими в органе, в котором они находятся. Например:
- Взрослые кроветворные стволовые клетки в костном мозге могут давать начало любым красным или лейкоцитам системы крови.
- Взрослые стволовые клетки кишечника могут образовывать все типы клеток слизистой оболочки кишечника.
После того, как линия стволовых клеток создана из клетки в организме, ее можно выращивать в лаборатории неограниченное время.
Ученые также обнаружили стволовые клетки в плаценте и пуповине новорожденных, и они могут выделить стволовые клетки из различных тканей плода.Хотя эти клетки происходят из пуповины или плода, они больше напоминают взрослые стволовые клетки, чем эмбриональные стволовые клетки, потому что они тканеспецифичны. Клетки пуповинной крови, которые некоторые люди накапливают после рождения ребенка, представляют собой форму взрослых кроветворных стволовых клеток.
Грантополучатель CIRM Ирв Вайсман из Медицинской школы Стэнфордского университета выделил первую кроветворную взрослую стволовую клетку из костного мозга в 1988 году у мышей, а затем и у людей.
Ирв Вайсман объясняет разницу между взрослой стволовой клеткой и эмбриональной стволовой клеткой (видео)
Ячейка iPS
Индуцированная плюрипотентная стволовая клетка или iPS-клетка — это клетка, взятая из любой ткани (обычно кожи или крови) ребенка или взрослого, и генетически модифицированная, чтобы вести себя как эмбриональная стволовая клетка.Как следует из названия, эти клетки плюрипотентны, что означает, что они способны образовывать все типы взрослых клеток.
Шинья Яманака, исследователь с совместными назначениями в Киотском университете в Японии и институтах Гладстона в Сан-Франциско, создал первые iPS-клетки из клеток кожи мыши в 2006 году. В 2007 году несколько групп исследователей, включая Яманака и Джеймса Томсона из Университета Висконсин и Калифорнийский университет в Санта-Барбаре генерировали iPS-клетки из клеток кожи человека.
Раковые стволовые клетки
Раковые стволовые клетки представляют собой субпопуляцию раковых клеток, которые, как и стволовые клетки, могут самообновляться. Однако эти клетки, а не врастают в ткани и органы, способствуют росту и распространению рака, превращаясь во многие типы клеток, обнаруженных в опухоли.
Раковые стволовые клетки — относительно новая концепция, но они вызвали большой интерес среди исследователей рака, поскольку они могут привести к более эффективным методам лечения рака, которые могут лечить опухоли, устойчивые к обычным методам лечения рака.
Однако до сих пор ведутся споры о том, какие типы рака вызывают раковые стволовые клетки. Для тех, кто это делает, раковые стволовые клетки считаются источником всех клеток, из которых состоит рак.
Обычные методы лечения рака, такие как химиотерапия, могут разрушать только те клетки, которые составляют основную часть опухоли, оставляя раковые стволовые клетки нетронутыми. После завершения лечения раковые стволовые клетки, которые все еще находятся в организме пациента, могут вызвать рецидивную опухоль. Основываясь на этой гипотезе, исследователи пытаются найти методы лечения, которые разрушают раковые стволовые клетки в надежде, что это действительно искоренит рак у пациента.
Джон Дик из Университета Торонто впервые идентифицировал раковые стволовые клетки в 1997 году. Майкл Кларк, работавший тогда в Мичиганском университете, позже обнаружил первую раковую стволовую клетку в солидной опухоли, в данном случае, в раке груди. Сейчас в Медицинской школе Стэнфордского университета Кларк и его группа обнаружили раковые стволовые клетки при раке толстой кишки и раке головы и шеи.
Подробнее:
Катриона Джеймисон рассказывает о методах лечения, основанных на раковых стволовых клетках (4:32)
Стэнфордская публикация: Истинные семена рака
Публикация UCSD: От скамейки к постели за один год: исследования стволовых клеток приводят к созданию нового потенциального метода лечения редких заболеваний крови
Обновлено 16.