ОГРАНИЧЕНИЯ ДЛЯ СТВОЛОВОЙ КЛЕТОЧНОЙ ТЕРАПИИ
1. У взрослого человека стволовые клетки редки и из них трудно выделить уникальную группу стволовых клеток в чистом виде. Таким образом, это не удивительно, что, на первый взгляд может быть пластичность в одном типе взрослых стволовых клеток это может быть результатом смеси клеток разных типов, в том числе различных типов стволовых клеток.
2. Среда, в которой стволовые клетки растут или помещаются для роста играет важную роль, но плохо понимается её (среды) влияние на их рост, что было отражено во многих выступлениях на семинаре.
3. Взаимоотношение клеточной среде с концепцией пластичности у взрослых стволовых клеток.
4. Большинство исследований недостаточно показывают, что стволовые клетки произвели функционально полезную ячейку в органе. Большинство исследований, показывающих, пластичность стволовых клеток полагаясь на обнаружении белков в недавно сформированных тканях, которые обычно связаны с определенным типом дифференцированной клетки. Но нет консенсуса в научном сообществе, что обнаружение конкретного белка является достаточным доказательством того, что клетки и ткани, образованные являются, по сути, полностью функциональными и нормальными.
5. Неспособность поддерживать эти клетки в культуре очень долго, прежде чем они дифференцируются в их зрелое потомство. Можно представить себе два терапевтических подходов к стволовым клеткам. Во первых, стволовые клетки сами имплантируются в больной или поврежденный органа в надежде, что они дадут рост зрелых клеток, необходимых этому органу. Во втором случае, стволовые клетки стимулируются к дифференцировке в нужном зрелой ткани вне организма, так что ткань имплантируют в орган. Эти взрослые стволовые клетки являются трудно выделимыми, их очищают. Но культура клеток вызывает проблемы для любой подхода, хотя даже способность культуры стволовых клеток к делению в течение ограниченного времени, в том числе в присутствии других клеток, может иметь терапевтический потенциал.
|
|
|
6. Наконец, последствия того, что известно о человеческих взрослых стволовых клетках часто забываются на фоне сообщений об успехах с экспериментами на грызунах, которым имитируют сердечный приступ, заболевания сетчатки и диабет. Подтвержденные сообщения о действительно мультипотентных взрослых стволовых клеток человека не хватает. Без окончательной идентификации, существование мультипотентных жировых клеток остается неподтвержденным.
Глава 5 Современное лечение
 |
В зависимости от метода лечения применяются различные регулирующие системы. Между этими методами сделано разграничение: в одном случае стволовые клетки продуцируют лекарственные вещества, оказывающие лечебное действие, в другом (немедикаментозном) – эти клетки берут на себя или усиливают функцию нормальных тканей. В настоящее время варианты лечения болезней включают в себя:
|
|
|
· длительную лекарственную терапию: человеческие стволовые клетки также могут быть использованы в испытании новых лекарственных средств. Например, новые медикаменты могут быть проверены на безопасность на дифференцированных клетках, выращенных из человеческих плюрипотентных клеточных культур. Другие виды клеточных культур уже нашли своё применение в этой области. Культуры опухолевых клеток, например, использованы в экспериментах с потенциальными противоопухолевыми препаратами. Однако, перспективность плюрипотентных стволовых клеток могла бы позволить испытание лекарств в более широком диапазоне типов клеток. Так или иначе, чтобы эффективно исследовать лекарственные средства, должны быть созданы идентичные условия для сравнения различных лекарственных препаратов. Поэтому ученым придется строго контролировать дифференцировку стволовых клеток в специфические их типы, на которых в будущем будут протестированы лекарства. Новые исследования показывают, что возможно управлять дифференцировкой человеческих эмбриональных стволовых клеток в клеточной культуре для того, чтобы создать инсулин-продуцирующие клетки, которые в итоге могут быть использованы в трансплантационной терапии у диабетиков.
|
|
|
· трансплантацию: возможно самое важное потенциальное применение человеческих стволовых клеток заключается в производстве клеток и тканей, которые могут быть использованы для клеточной терапии. Сегодня донорские органы и ткани часто используются для замены нездоровой или разрушенной ткани, но нужда в трансплантируемых тканях и органах превосходит возможности их заимствования. Управляемые стволовые клетки дифференцирующиеся в определенные типы клеток, открывают обновляемый источник пересаживаемых клеток и тканей для лечения таких заболеваний, как болезни Паркинсона и Альцгеймера, травмы спинного мозга, ожогов, заболеваний сердца, диабета, остеоартрита, ревматоидного артрита.
Чтобы реализовать возможности новой клеточной терапии для таких распространенных и калечащих заболеваний, ученым необходимо в полной мере научиться манипулировать стволовыми клетками для того, чтоб они приобретали необходимые характеристики для успешной дифференцировки, трансплантации и приживления. Ниже будет перечислен список шагов успешного лечения клетками, который ученые должны освоить, чтоб под строгим контролем ввести такое лечение в практику. Чтобы быть пригодными для пересадки, стволовые клетки должны:
|
|
|
o экстенсивно пролиферировать и образовывать достаточные количества ткани;
o дифференцироваться в ожидаемые типы клеток;
o выживать в организме реципиента после трансплантации;
o интегрироваться с окружающими тканями после пересадки;
o функционировать должным образом на протяжении всей жизни реципиента;
o не причинять какого-либо вреда реципиенту.
Так же во избежание проблемы иммунного отторжения ученые экспериментируют, используя различные научные методы для производства тканей, которые не будут отторгаться.
· 
медицинские приспособления, такие как водители ритма, бессосудистые трансплантаты, ортопедические соединения и протезируемые сердечные клапаны. Такие приспособления безусловно должны быть заменены на всю оставшуюся пациенту жизнь (Рис.5.3.).
Болезнь Паркинсона
Это второе по распространенности нейродегенеративное заболевание, встречающееся почти у 1% людей в возрасте старше 60 лет. Больные преимущественно страдают от моторных нарушений, таких как брадикинезия (замедленность движений), ригидность (мышечная тугоподвижность) и тремор покоя. Эти симптомы со временем прогрессируют; помимо этого, у большей части пациентов с течением заболевания возникают вегетативные расстройства, депрессия и деменция. Главное нейропатологическое звено болезни – это прогрессирующее снижение количества допаминэргических нейронов в компактной части черной субстанции. Эти нейроны направляются к бледному шару, и их потеря ведет к снижению стриатарного допамина (Рис.5.4).
Стволовые клетки дают надежду страдающим болезнью Паркинсона, которая вызвана гибелью нервных клеток в мозге. Эти нервные клетки продуцируют нейтротрансмиттер, называемый допамином. Если из стволовых клеток будет возможно вырастить эти допамин-продуцирующие нервные клетки, ученые верят, что будет возможно пересадить их на место утерянных нейронов. Для этого рассекают передний мезэнцефалон абортивных эмбрионов после разъяснений и согласия женщины на предстоящий аборт с учетом этических норм. Полученная ткань ферментативно и механически разобщается, хранится несколько недель и имплантируется лоскутом или трансплантируется по частям. Клетки вводятся стереотаксически в скорлупу или хвостатое ядро (Рис.5.5).
Сахарный диабет
Патология сахарного диабета I типа связана с аутоиммунным разрушение или недостаточной функцией β-клеток поджелудочной железы и, следовательно, недостатком инсулина. Отсутствие инсулина жизнеопасно, поэтому больные вынуждены ежедневно путём инъекции вводить гормон из экзогенных источников; тем не менее, не в полнее адекватно заменяют функцию β-клеток. В результате развития диабета возникают такие осложнения, как нейропатия, нефропатия, ретинопатия и различные сердечнососудистые нарушения. Новые исследования показывают, что может быть возможным управление дифференцировкой человеческих эмбриональных стволовых клеток в инсулин-продуцирующие клетки, которые могут быть использованы для трансплантации диабетикам.
 |
Получение новых β-клеток из стволовых, эмбриональных или взрослых, всё еще на ранней стадии развития. Каждое новое сообщение преисполнено возбуждения и скептицизма. Продолжающиеся попытки и доскональная оценка дают надежду, что будет создано достаточно новых клеток из стволовых. (Рис.5.6.).
НЕМЕДИКАМЕНТОЗНАЯ ТЕРАПИЯ
Самая актуальная терапия стволовыми клетками, немедикаментозная по натуре, применяет замену, восстановление или регенерацию различных функций человеческого организма.
· Немодифицированные стволовые клетки использованы в трансплантологии: простейшая терапия включает в себя трансплантацию тканей, содержащих стволовые клетки. Например, костномозговые трансплантаты, плацентарные стволовые клетки (которые используются в лечении различных заболеваний) и фетальные стволовые клетки (использованы в лечении болезни Паркинсона с ограниченным успехом).
· Значительно модифицированные или подверженные инженерному процессу стволовые клетки: такие клетки могут быть использованы для замены (костей, сердечных клапанов, сосудов), восстановления (нервной ткани, кожи или мышц) или регенерации (печени и пожделудочной железы).
ИССЛЕДОВАНИЕ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК
И РЕГЕНЕРАТИВНАЯ МЕДИЦИНА
Введение
В последнее время стволовые клетки раскручены в СМИ, как обещающие новый инструмент в лечении дегенеративных заболеваний. Тем не менее, множество сведений замедляет введение клеточной терапии в повседневную практику. Полное осмысление стволовых клеток в их большом количестве форм и их потомков дают повод надеяться, что они станут доминирующими в использовании в будущем. Большое внимание уделяется человеческим эмбриональным стволовым клеткам (hESCs). С момента открытия hESCs были обнаружены и другие источники стволовых клеток, один из которых – hEGCs, эти клетки можно заменить, оставив возможность плюрипотентности. Человеческие эмбриональные зародышевые клетки также могут служить как дополнительный инструмент в борьбе с болезнями.
Первичные половые клетки
Эмбриональные зародышевые клетки (EGCs) являются производными первичных зародышевых клеток (PGCs). Они изолированы от полового тяжа и мезенхимы фетальной ткани. PGCs – это эмбриональные предшественники гамет, и когда они стают зрелыми, из них образуются сперматозоиды и яйцеклетки. PGCs начинают определятся в основании аллантоиса на 7 день в эмбрионе мыши, как скопление лежащих рядом клеток. Оттуда PGCs распространяются на эндодерму, мигрируют через заднюю кишку и, в конце концов, остаются на половом тяже. Для миграции в пределах задней кишки необходим фактор стволовых клеток (SCF)/c-kit. Миграция из задней кишки в половой тяж длится в течение 9,5 дней развития мышиного эмбриона и происходит под действием факторов, выделяемых половым тяжом. (Рис.5.7.) Один из таких факторов, который важен для привлечения PGCs к половому тяжу – это белковый фактор роста – стромопроизводный фактор-1 (SDF-1), образуемый стромальными клетками полового тяжа и гонад, который взаимодействует с CXCR4-рецепторами, представленными на PGCs.
Свойства EGC - и ESC -клеток
Эмбриональные зародышевые клетки (EGCs) и эмбриональные стволовые клетки (ESCs) имеют несколько схожих характеристик. Оба типа клеток делятся длительный период времени, не выявляют хромосомных аномалий и показывает набор маркеров, считающимися характерными для плюрипотентных клеток. Когда состояние культуры скорректировано для дальнейшей дифференцировки, оба типа клеток (EGC и ESC) могут спонтанно дифференцироваться в дериваты начальных зародышевых листков, эндодермы, мезодермы и эктодермы. Для сравнения: ESCs получены из глубоких клеточных масс 5-дневного эмбриона, тогда как EGCs получены из полового тяжа на 5-9 неделе утробной жизни. Дополнительные эксперименты с использование hESCs показывают формирование тератом. Этот пример формирования тератомы использован как стандартное подтверждение плюрипотентности hESCs при введении их в NOD/SCID (иммуносупрессированых) мышей. Хотя известно, что hESCs образуют тератомы, приживление hESCs иммуносупрессированным мышам в действительности не вызывает формирование тератом. По сути, было показано, как эмбриональные стволовые клетки и эмбриональные зародышевые клетки из отобранных групп при их введении формируют тератомы. Но этим клеткам наоборот только предстоит показать это свойство. На сегодняшний день тератомы при анализе in vivo hEGCs не наблюдались.
Импринтинг
Импринтинг - статус (состояние импринтинга) эмбриональных зародышевых клеток - главный вопрос в изучении их потенциала в клиническом использовании. Импринтинг - это эпигенетическое изменение ДНК, в котором очевидна экспрессия только одной из родительских аллелей. Эпигенетические изменения - повреждения белков, окружающих ДНК, но не самой молекулы ДНК, с вовлечением метилирования ДНК и модификацией гистона. Импринтинг - необходимый процесс для нормального функционирования, вовлекает более 100 генов. Уничтожение имринтов между поколениями должно происходить таким образом, чтобы гаметы обоих полов могли быть сформированы и экспрессированы. Это важно и потому, что собственно экспрессия может встречаться при комбинации двух участков ДНК. Исследования на эмбриональных зародышевых клетках показали мышей показали, что ткани или дифференцрованные клетки зачастую не могут проявлять импринтированные гены должным образом. Изучение человеческих эмбриональных зародышевых клетках показали иные результаты, и, что более важно, - нормальный импринтинг. Понимание того, когда происходит уничтожение импринтов, необходимо для получения эмбриональных зародышевых клеток без уничтожения импринтов, что важно для терапевтического использования. (Рис.5.9.) Считается, что уничтожение начинается в то время, когда начинается развитие полового тяжа. Большая часть демитилизаций встречается в первый день образования полового тяжа.
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 63; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!