Стволовые клетки

Пнд, 09/22/2014 - 20:19

Сердце мыши (срез через левый желудочек), перенесшей инфаркт миокарда. С помощью клонированных ES-клеток в течение месяца было регенерировано 38% пораженной ткани (левая фотография, прямоугольник). При большем увеличении видны новые клетки (красные) и клонированные (синие)



Стволовые клетки таят в себе невиданные возможности: от регенерации поврежденных органов и тканей до лечения заболеваний, не поддающихся лекарственной терапии. Но реально ли применение этих клеток в медицине? Сумеют ли врачи приступить к лечению больных с их помощью сразу же после отмены соответствующих ограничений? По-видимому, нет. Даже сама идентификация стволовых клеток — это проблема. Прежде чем проводить те или иные эксперименты, необходимо убедиться, что эти клетки действительно являются тем «стволом», из которого, как ветви, вырастают все другие типы клеток, а также, что они способны к самовоспроизведению.

Наиболее универсальны эмбриональные стволовые (ES — embrionic stem) клетки, впервые выделенные из мышиных эмбрионов 20 лет назад. Они были взяты на самой ранней стадии развития плода из той его части, которая в норме дает начало трем разным слоям (зародышевым листкам) более позднего эмбриона и, в конце концов, — всем органам и тканям. Это свойство ES-клеток предопределило их название — плюрипотентные.

Большинство ES-клеточных линий человека, находящихся сегодня в распоряжении ученых, получены от необычных эмбрионов — они были созданы в результате искусственного оплодотворения in vitro. Однако при этом не все они идентичны.

В поисках стволовых клеток

Некоторые линии дифференцируются в клетки только одного типа, другие вообще плохо растут в культуре. Чтобы проверить, являются ли клетки плюрипотентными, американские биологи предложили два теста, давно апробированных на ES-клетках животных. Таким образом, ученые надеются стандартизировать эксперименты, проводимые на ES-клетках человека. Первый тест основан на введении предполагаемых ES-клеток в организм какого-нибудь животного. Если у того образуется тератома (опухоль, содержащая клетки всех трех зародышевых листков), то плюрипотентность можно считать доказанной. Второй тест заключается в маркировке клеток-кандидатов и введении их в развивающийся эмбрион. Если клетки оказываются во всех тканях родившегося детеныша, то они скорее всего плюрипотентны. Однако применение подобной методики может привести к появлению животного-химеры, во всех тканях которого присутствует человеческая ДНК, что с этической точки зрения неприемлемо.

Чтобы надежно идентифицировать истинно плюрипотентные клетки, необходимо выявить гены, способные включаться и выключаться в разное время в культивируемых ES-клетках. Наличие такого профиля экспрессии генов не только стало бы инструментом для подтверждения способности клеток дать начало всем органам и тканям, но и позволило бы понять механизм самого феномена. К сожалению, профиль экспрессии генов ES-клеток пока дает противоречивые результаты.

Конечная цель экспериментов на ES-клетках — разработка новых методов замены или регенерации нефункционирующих клеток и органов, например, островковых клеток поджелудочной железы, вырабатывающих инсулин (их повреждения вызывают диабет), или нейронов, высвобождающих дофамин (их выход из строя лежит в основе болезни Паркинсона). Однако ученые не располагают надежными методами переключения ES-клеток на путь образования нужных тканей.

В культуре ES-клетки дифференцируются в беспорядочную массу клеток разного типа. Однако если воздействовать на них химическими веществами в строго определенные промежутки времени, то они начинают специализироваться в клетки какого-то одного типа, правда, охотнее образуют лоскуты сокращающейся сердечной мышцы, чем какие-либо другие ткани.

Как заставить клетки работать?

Поскольку до сих пор неизвестно, каким инструкциям подчиняются ES-клетки во время развития эмбриона, многие ученые занялись изучением естественной эмбриональной «ниши», с тем чтобы понять, какими внешними сигналами можно было бы воздействовать на процесс. Другие исследователи пытаются отследить характер изменения профиля экспрессии генов по ходу дифференцировки, надеясь выявить те из них, чье включение или выключение направляло бы развитие клеток по тому или иному пути.

Другие материалы рубрики


  • Читая статьи современных гистологов и молекулярных биологов, мы обнаружим в них диковинный термин «рабочие рельсового разрушения» — и не сразу поймем, что речь идет об обычных путейцах-ремонтниках. Оказывается, есть некие «рабочие», скопление которых и активное функционирование всегда приурочено к повреждениям некоей колеи... Но — обо всем по порядку.



  • Новый пандемический штамм вируса А возникает каждые 20-70 лет (штаммы гриппа отличаются набором гемагглютинина и нейраминидазы), за 2-3 года в рамках штамма возникает эпидемический серотип — вариант вируса с другим строением поверхностных белков. Именно он приводит к крупным эпидемиям. Считается, что источником нового пандемического штамма гриппов А являются животные — водоплавающие птицы и свиньи. Причем новые штаммы возникают в сельских районах Китая. Исключением является «Сиднейский» вирус — это австралийский штамм А/Сидней/5/97 (H3N2), вызвавший эпидемию в Восточной Европе в 2000 г.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Этот поэтический образ родился в Древней Греции, когда народная молва сохраняла за богами человеческие качества, умножая их всемогуществом.
    Любвеобильный Зевс постоянно изменял своей жене — богине Гере, вступая в интимные связи с прекрасными, но земными женщинами. Естественно, это заканчивалось рождением детей, которых, однако, громовержец не оставлял своими заботами. Младенец Геракл тоже находился под его божественным покровительством: желая дать сыну бессмертие, Зевс решил напоить его молоком Геры.
    Очевидно, уже в античном мире сложились представления о том, что с женским молоком ребенок получает не только питание, но и многое из того, что определит его жизненный путь. Но вернемся к мифу. Опыт по использованию богинь в качестве кормилиц не удался. Узнав чужого младенца, да еще и плод супружеской измены, Гера возмущенно оттолкнула дитя. По другой версии, шустрый Геракл все-таки куснул сосок, причинив богине сильную боль. Так или иначе, но струя Вторая Мировая война
    Современные конфликты
    молока из божественной груди пересекла небесный свод, и отдельные капельки, превратившись в звезды, образовали Млечный Путь. А те капли, которые попали на Землю, расцвели в виде прекрасных белых лилий.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • На первом этапе развитие нанотехнологии определялось в основном созданием устройств зондовой микроскопии. Ведь для того, чтобы что-то сделать, нужны инструменты, а эти устройства являются своеобразными глазами и руками нанотехнолога. В наше время прогресс в области нанотехнологии связан, в основном, с разработкой наноматериалов для аэрокосмической, автомобильной, электронной промышленности, но не ограничивается этими сферами. Все чаще нанотехнологии внедряют в медицину.
    Это связано с тем, что современная технология позволяет работать с веществом в масштабах, характерных для основных биологических структур — клеток и их составных частей (органелл) и молекул. Так что о наномедицине как об отрасли медицины уже можно смело говорить. Отрадно, что мы учимся ремонтировать не только машины, но и живые организмы.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Еще с доврачебных, шаманских времен в лекарском искусстве господствовал взгляд на болезнь как на результат вторжения в организм какого-то враждебного внешнего агента: ранящего оружия, паразита, яда, злого духа и т. д. Основатели античной медицины предложили другое понимание: болезнь — это прежде всего внутренний разлад, нарушение порядка и равновесия в самом организме. Долгое время эти концепции боролись между собой: каждая из них претендовала на универсальность, и в моду входила то одна, то другая. В конце концов они поделили между собой сферы влияния: болезни были разделены на вызываемые внешними факторами и происходящие от внутренних причин. И только сравнительно недавно, во второй половине прошлого века, медики начали понимать, что это деление условно и что в развитии почти всякой болезни внешние и внутренние причины взаимодействуют между собой самым причудливым образом.



  • Травмоопасность детей хорошо известна всем родителям. Бывает: стоит отвернуться – и уже ребенок упал, ушибся, возможен перелом, срочно нужен врач. Детская травматология Киева на левом берегу находится на улице Алишера Навои. Далековато ехать по пробкам. К тому же если произошла травме головы, оттуда все равно направят на Подвысоцкого. Живя на Троещине, не обязательно ездить далеко. Частные клиники на Троещине в своем штате имеют врачей всех специальностей, в том числе и травматологов.



  • Времена, когда врач ставил диагноз по пульсу больного, остались в далеком прошлом. Современная медицина требует, чтобы врачи не только владели сугубо медицинскими знаниями, но и умели работать со сложнейшим лечебным и диагностическим оборудованием. Ведь своими успехами медицина в значительной степени обязана достижениям физики, электроники, информатики. Пример тому — новые диагностические методы, разработанные под руководством директора Института радиотехники и электроники Российской академии наук Юрия Васильевича Гуляева и его ученика, заместителя директора того же института Сергея Аполлоновича Никитова.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Нобелевскую премию по медицине в 2011 году разделили на две половины. Одну получили Брюс Бютлер, профессор генетики и иммунологии Исследовательского института Скриппса (Ла-Хойя, США), и Жюль Хоффман, бывший руководитель лаборатории в Страсбургском университете, директор Института молекулярной биологии клетки, президент Французской академии наук в 2007–2008 годах (ныне в отставке), — за исследование механизмов активации врожденного иммунитета. Вторую половину присудили Ральфу Стайнману, выходцу из Канады, занимавшему пост профессора иммунологии в Рокфеллеровском университете (Нью-Йорк), — за открытие роли дендритных клеток в адаптивном иммунитете.
    Сразу вслед за именами лауреатов 3 октября 2011 года в новостных лентах появились сообщения о смерти Ральфа Стайнмана. Он скончался 30 сентября, а Нобелевский комитет не получил этой информации вовремя. Согласно уставу, самая престижная научная премия не может быть присуждена человеку, которого нет в живых, однако Нобелевский комитет объявил, что Стайнман остается лауреатом: на момент принятия решения не было известно о его кончине, таким образом, сделанный выбор соответствует духу премии, если не букве. И в конце концов, альтернативное решение общественность едва ли приняла бы с симпатией.



  • Опустошительные пандемии и эпидемии чумы оставили разрушительный след в истории человечества. На протяжении последних двух столетий медики работали над созданием профилактической и лечебной вакцины от смертельно опасной инфекции. Иногда испытания новых препаратов стоили подвижникам жизни. Во второй половине ХХ века появились новые эффективные вакцины и антибактериальные препараты, которые дали людям надежду на полное избавление от «черной смерти». Но на самом деле почва для возникновения новых эпидемий чумы по-прежнему существует.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • В последние годы при изучении генома человека сделано несколько эпохальных открытий, касающихся связи молекулярных механизмов старения и злокачественного перерождения. Они свидетельствуют о том, что естественное старение «защищает» нас от рака.
    Будучи в Гонконге, я забрел на Голливудроуд в один из многочисленных в том районе антикварных магазинчиков — в витрине мое внимание привлекла удивительно тонкой резьбы ваза из слоновой кости. Табличка рядом с вазой, рассчитанная явно на туристов, гласила, что изображенная на ней луноликая красавица, богиня Запада Си-ванму, безраздельно правила в райском саду бессмертных у подножия горы Кунлунь. Греческие боги поддерживали свое бессмертие амброзией и нектаром, а Си-ванму дарила вечную молодость с помощью волшебного снадобья из персиков, росших в саду.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4