Использование эмбриональных стволовых клеток в медицинской практике: проблемы и перспективы

1. Использование эмбриональных стволовых клеток в медицинской практике: проблемы и перспективы

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ЭМБРИОНАЛЬНЫХ
СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК В
МЕДИЦИНСКОЙ
ПРАКТИКЕ: ПРОБЛЕМЫ
И ПЕРСПЕКТИВЫ
Выполнила: студентка 2
курса
218 группы
Попова Анна

2. Введение

ВВЕДЕНИЕ
• Биоэтика – область междисциплинарных исследований
этических, философских и антропологических проблем,
возникающих в связи с прогрессом биомедицинской науки и
внедрением новейших технологий в практику здравоохранения.

3.

Развитие биоэтики обусловлено тем, что в
современном мире медицина претерпевает
процесс цивилизационных преобразований.
Она становится качественно иной, не только
более технологически оснащенной, но и
более чувствительной к правовым и
этическим аспектам врачевания. Этические
принципы для новой медицины хотя и не
отменяют полностью, но радикально
преобразуют основные положения «Клятвы
Гиппократа», которая была эталоном
врачебного морального сознания на
протяжении веков. Традиционные ценности
милосердия, благотворительности,
ненанесения вреда пациенту и другие
получают в новой культурной ситуации новое
значение и звучание. Именно это и
определяет содержание биоэтики.

4.

Конец ХХ-го века ознаменовался рядом крупнейших достижений
молекулярной и клеточной биологии, открывающих широкие
перспективы для создания принципиально новых и эффективных
биомедицинских технологий, которые дадут возможность решить
проблему лечения ряда тяжелейших заболеваний человека.

5.

Технология стволовых клеток - это своеобразный ящик Пандоры,
который скрывает многие тайны жизни, - но какова цена таких
открытий? В научном аспекте применение этой технологии
кажется безграничным, но этические соображения и нормы уже
сейчас ставят барьеры на пути ее развития.

6.

Отношение научного сообщества к
замене или регенерации вышедших из
строя органов с использованием
стволовых клеток весьма
неоднозначно: одни связывают с
новым направлением большие
надежды, другие относятся к нему с
подозрением. Прежде чем методы
терапии, основанные на применении
стволовых клеток, войдут в
медицинскую практику, придется
преодолеть множество преград, как
научных, так и общественнополитических. Необходимо
рассматривать стволовые клетки с
научной, этической и юридической
точек зрения. Выражение «неполное
знание хуже полного невежества» как
нельзя более уместна в биотехнологии,
где особенно необходимо досконально
разобраться в вопросе, прежде чем
высказываться «за» или «против».

7. Что такое стволовые клетки?

ЧТО ТАКОЕ СТВОЛОВЫЕ
КЛЕТКИ?
Стволовые клетки — это иерархия особых клеток
живых организмов, каждая из которых способна
впоследствии изменяться (дифференцироваться)
особым образом (то есть получать
специализацию и далее развиваться как обычная
клетка).[3]
Т.е. стволовыми называют клетки, не имеющие
специализации и способные делиться и
развиться в любой вид ткани. Это значит, что в
организме взрослого человека существуют
клетки, прошедшие все положенные этапы
эмбрионального развития, но сохранившие
способность при определенных условиях
превращаться практически во все виды взрослых
тканей - к примеру, в скелетные мышцы, костную
ткань, клетки нервной ткани - нейроны, ткань
печени, поджелудочной железы и так далее.
Сейчас уже стало ясно и практически доказано,
что такие клетки - это универсальные
«запасные» части, которые используются
организмом для восстановления или «починки»
разных тканей. «Центральным складом» этих
клеток является костный мозг

8.

Один из основных источников
получения стволовых клеток в
настоящее время - эмбриональные
ткани. Подавляющее большинство
публикаций последнего времени
посвящено именно эмбриональным
стволовым клеткам как наиболее
многообещающим для развития
клеточных технологий.
Отличительными особенностями
эмбриональных стволовых клеток
являются их способность к
бесконечной пролиферации
симметричным делением в
лабораторной культуре и
выраженная клоногенность, то есть
способность к образованию из одной
первоначальной стволовой клетки
целой линии генетически
идентичных ей.

9.

Как же получают эмбрионы для исследования стволовых клеток?
Для получения стволовых клеток необходимо разрушение
эмбрионов, источников получения которых четыре, и каждый
имеет свои этические «но». Наименее морально проблематичен
метод получения эмбрионов методом экстракорпорального
оплодотворения, однако многие группы исследователей
используют и другие способы получения эмбрионов:

10.

- клиники, практикующие экстракорпоральное оплодотворение,
во время оплодотворения in vitro обычно используют более одной
оплодотворенной яйцеклетки, так как часто первая имплантация
может оказаться безуспешной, и требуется еще несколько
процедур. В результате остаются тысячи невостребованных
яйцеклеток, которые можно использовать для получения
стволовых клеток;

11.

- абортивный материал;

12.

- эмбрионы - продукты клонирования;

13.

- эмбрионы, специально полученные для выделения стволовых
клеток, путем смешивания яйцеклеток и спермы.

14.

Кроме источника получения стволовых
клеток между ними множество других
различий. Наиболее важное - их
способность выживать в лаборатории без
дифференциации. Эмбриональные
стволовые клетки способны
реплицироваться, оставаясь
недифференцированными в течение года,
что для стволовых клеток из взрослых
организмов недостижимо. Стволовые
клетки из взрослых организмов
присутствуют во всех тканях и
активируются при заболевании или
повреждении ткани, они более
дифференцированы, чем эмбриональные.

15.

В то же время огромный интерес
представляют открытые свойства
пластичности стволовых кроветворных
клеток и соматических стволовых клеток.
Они дифференцируются в ограниченное
число клеточных типов, то есть имеют
потенциал мульти- или унипотентного
созревания и не обладают
плюрипотентностью - способностью
давать начало всем клеточным типам,
образующимся из трех зародышевых
листков.Однако пока неизвестно,
универсальны ли соматические стволовым
клетки в той же мере, что и
эмбриональные, особенно при лечении
болезни Паркинсона и диабета. Также
замечено, что наращивать большие
количества соматических стволовых
клеток гораздо сложнее, чем
эмбриональных, и есть опасение, что
соматические клетки со временем
утрачивают свой потенциал.

16.

Эмбриональные стволовые клетки и тканевые стволовые клетки –
это разные вещи, и это надо хорошо понимать. Тканевые стволовые
клетки находятся в очень большом количестве тканей нашего
организма. Они отвечают за то, что у нас обновляется кожа,
гематопоэтические стволовые клетки находятся в костном мозге,
делают кровь. Недавно обнаружили нейрональные стволовые
клетки.

17.

Все эти клетки имеют некое общее свойство с
эмбриональными стволовыми клетками - все
они находятся на некоторой стадии
недоразвития. Они недодифференцированы.
Эмбриональные клетки находятся в самом низу
этой пирамиды, а тканевые стволовые клетки
находятся уже повыше, поэтому их называют
«мультипотентными», то есть они имеют
потенциал к тому, чтобы превращаться в разные
клетки организма обычно в пределах одной
ткани. Поэтому их нельзя путать друг с другом.
Остальные свойства этих клеток тоже довольно
сильно отличаются.

18.

Эмбриональные стволовые клетки
получают из 5-дневного эмбриона
человека. Другими словами это
эмбрион, в котором, на самом деле,
находится порядка нескольких сотен
клеток. Это бластоциста – такой
шарик, заполненный
эмбриональными стволовыми
клетками. Их можно выделять в
культуру, они хорошо растут, они
делятся практически бесконечно. В
первый раз для человека их выделили
более чем 14 лет назад и линии,
которые тогда выделили до сих пор
культивируют лаборатории и они не
меняют своих свойств. Получается,
что мы умеем искусственно
поддерживать эти эмбриональные
клетки в «подвешенном» состоянии, в
состоянии, в котором они находятся в
эмбрионе.

19.

У них, в отличие от тканевых стволовых клеток, помимо
бессмертности и самовозобновления есть прекрасное свойство –
это те клетки, из которых строится весь организм. То есть они
могут дифференцироваться в любую взрослую клетку организма.
Это свойство называется плюрипотентностью. Это очень важное
свойство.

20.

Контролем судьбы клеток занимаются тысячи ученых, потому что
эта область открывает прекрасные перспективы, когда мы можем
взять эмбриональные стволовые клетки и искусственным путем
сделать из них сердце, легкое, печень, все что угодно. Во-первых,
это очень интересно, поскольку для биологов ЭСК это такое Lego,
они могут проходить пути дифференцировки, и с их помощью
можно проследить пути развития и пути превращения одной
ткани в другую

21.

Во-вторых, если нам нужно протестировать, как лекарства влияют
на эмбриональные клетки или на разные пути развития, мы можем
делать это изначально в пробирке, что тоже очень удобно. Плюс
мы можем вносить в эти эмбриональные клетки какие-то мутации,
например нокауты, то есть выключать какие-то гены, которые
важны, например, в эмбриональном развитии, и смотреть что
будет. Если мы говорим про эмбриональные стволовые клетки
мыши, мы даже можем наблюдать фенотип, то есть то как
проявляется включение тех или иных генов на разных стадиях
развития.

22.

Эмбриональные стволовые клетки
берут из эмбрионов, которые остались
после процедуры ЭКО. Обычно их
делают небольшое количество, часть
из которого подсаживают, часть нет. Ту
часть, которые не подсаживают, с
позволения пациентов, родителей,
отдают на нужды лаборатории. И в
этом нет никакого, живодерства,
потому что это пятидневные
зародыши, это бластоцисты, несколько
сотен клеток, в которых нет
разделения ни на нервную систему, ни
какую бы то ни было. И как мы знаем
уже из практики, это
неспециализированные клетки, из
которых может получиться все, что
угодно. Однако может не получиться,
поскольку никто не знает разовьется
этот конкретный эмбрион или нет.

23.

Сейчас эмбриональные стволовые клетки в практике, в
биомедицине кроме каких-то фундаментальных вещей
используются как универсальный поставщик всяких
разнообразных тканей. И, учитывая, что мы можем делать более
дифференцированные производные и научились их делать в
довольно большом количестве, то можно пытаться делать какую-то
заместительную тканевую терапию. То есть выращивать некую
ткань, которая будет приживаться на месте поврежденной.

24.

Сейчас есть несколько клинических
испытаний (проводятся на производных
эмбриональных стволовых клеток), и одни из
самых многообещающих тестов - это тесты на
олигодендроцитах, которые получены из
эмбриональных стволовых клеток. Эти
олигодендроциты, это эмбриональные
стволовые клетки, которые запущены в
сторону нейронального развития, но это не
конечная ветвь. Они еще могут развиваться
дальше. Идея теста заключается в том, что
когда происходит некая травма нервной
системы, когда нейроны восстанавливаются,
они не могут восстанавливать миелиновую
оболочку вокруг них, а без нее сигналы не
проходят. И олигодендроциты – это те клетки,
которые создают миелиновые оболочки.
Сейчас клинические тесты проводятся всего
на 10-20 пациентах, потому, что главный
вопрос в этих тестах сейчас состоит в том
безопасны или нет эти клетки.

25.

Сегодня все еще есть страхи насчет
того, что они, попадая в живой
организм, будут вести себя
непредсказуемо. Сейчас уже
сделаны успешные тесты на крысах
и на обезьянах. И пациенты, на
которых делаются эти тесты, это
пациенты довольно строгой
группы, у которых были травмы
позвоночника, в течение недели до
того как эти клетки им
подсаживают. Предполагается, что
на таких ранних стадиях
травматического восстановления
как раз эти олигодендроциты
помогают пациенту восстановиться
и восстановить связи в его спинном
мозге. На крысах и на обезьянах это
получается.

26.

Перспективы применения клеточных технологий во многих
областях медицины, включая трансплантацию органов, испытание
лекарственных препаратов, лечение и восстановление
поврежденных тканей и т.д., очень заманчивы и близки, но до
начала полного использования потенциала клеточных технологий
необходимо разрешить проблемы:

27.

стволовые клетки должны быть доступны в достаточных количествах;
- дифференциация стволовых клеток должна быть строго направленной и
специфичной;
- стволовые клетки должны быть жизнеспособны в организме реципиента;
- после трансплантации стволовые клетки должны быть способны
интегрироваться в ткани реципиента;
- трансплантант должен функционировать в течение всей жизни реципиента;
- трансплантация не должна наносить какого-либо вреда реципиенту
(включая иммунную реакцию отторжения).

28.

Проведение терапии стволовыми клетками стало настоящей сенсацией в
лечении многих тяжелейших заболеваний. Успехи современной терапии
злокачественных заболеваний во многом связаны и с этим быстро
развивающимся направлением. Стволовые клетки могут быть использованы
для получения или тканей или целых органов, специально адаптированных
под будущих реципиентов. Заместительная клеточная терапия при болезнях
Альцгеймера и Паркинсона, также как при многих формах паралича и ранее
неизлечимых аутоиммунных заболеваниях - это наиболее актуальные
направления исследований. Трансплантация стволовых клеток крови является
альтернативой трансплантации костного мозга и в ряде случаев имеет перед
ней преимущества (например, аутотрансплантация при химиотерапии или
радиационном поражении).

29.

Изолированные плюрипотентные клетки человека – очень ценный
материал для исследователей и клиницистов. 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.

30.

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.

31. Спасибо за Внимание

СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ