Kloniranje izvornih celic. Matične celice in kloniranje

V bioetičnem kontekstu je še posebej zanimiv problem kloniranja.

Metode kloniranja

manipulacija z izvornimi celicami;

presaditev celičnega jedra.

Edinstvena stvar izvornih celic je, da ko dosežejo poškodovana mesta različne organe, potem se lahko spremenijo v celice točno tiste vrste, ki so potrebne za obnovo tkiva (mišice, kosti, živci, jetra itd.). To pomeni, da je s tehnologijo kloniranja mogoče gojiti potrebne človeške organe "po naročilu". Prava fantazija pa je, kje dobiti matične celice?

Viri biomateriala za kloniranje

abortivni material med naravno in umetno oploditvijo;

pridobivanje izvornih celic iz kotičkov in žlebov možganov, kostni mozeg in lasnih mešičkov odraslega organizma in drugih tkiv;

kri iz popkovine;

izčrpana maščoba;

izpadli otroški zobje.

Študija izvornih celic odraslih je vsekakor spodbudna in ne povzroča etični problemi, za razliko od embrionalnih izvornih celic. Splošno sprejeto je, da so najboljši vir matičnih celic za terapevtsko kloniranje (tj. pridobivanje embrionalnih matičnih celic) zarodki. Vendar si pri tem ne moremo zatiskati oči pred morebitnimi nevarnostmi. Evropski odbor za etiko je izpostavil vprašanje pravic žensk, ki bi lahko bile pod močnim pritiskom. Poleg tega strokovnjaki opažajo problem prostovoljne in informirane privolitve za darovalca (pa tudi anonimnost) in za prejemnika celic. Vprašanja o sprejemljivem tveganju, uporabi etičnih standardov pri raziskavah na ljudeh, varnosti in varnosti celičnih bank, zaupnosti in zaščiti zasebne narave genetskih informacij, problemu komercializacije, zaščiti informacij in genskega materiala pri čezmejnem gibanju, itd. ostajajo sporni.

Večina držav na svetu ima popolno ali začasno prepoved reproduktivnega kloniranja ljudi.

Unescova Splošna deklaracija o človeškem genomu in človekovih pravicah (1997) prepoveduje prakso kloniranja za namen razmnoževanja ljudi.

Druga metoda kloniranja je prenos celičnega jedra. Trenutno je na ta način pridobljenih veliko klonov različnih vrst živali: konj, mačk, miši, ovac, koz, prašičev, bikov itd. Znanstveniki ugotavljajo, da klonirane miši živijo krajše in so bolj dovzetne za različne bolezni. Raziskave kloniranja živih bitij se nadaljujejo.

Bioetični problemi tehnologij genskega inženiringa

Biotehnologijo so dolgo razumeli kot mikrobiološke procese. V širšem smislu izraz « biotehnologija» se nanašajo na uporabo živih organizmov za proizvodnjo hrane in energije. Zadnja leta dvajsetega stoletja so zaznamovali veliki dosežki molekularne biologije in genetike. Razvite so bile metode za izolacijo dednega materiala (DNK), ustvarjanje novih kombinacij le-teh z uporabo zunajceličnih manipulacij in prenos novih genetskih konstruktov v žive organizme. Tako je postalo mogoče pridobiti nove pasme živali, rastlinske sorte in seve mikroorganizmov z lastnostmi, ki jih ni mogoče selekcionirati s tradicionalno selekcijo.

Zgodovina uporabe gensko spremenjenih organizmov (GSO) v praksi je kratka. V zvezi s tem obstaja del negotovosti glede varnosti GSO za zdravje ljudi in okolje. Zato je zagotavljanje varnosti gensko inženirskega dela in transgenih izdelkov eden perečih problemov na tem področju.

Varnost dejavnosti genskega inženiringa, ali biološka varnost, zagotavlja sistem ukrepov, namenjenih preprečevanju ali zmanjšanju na varno raven škodljivih učinkov gensko spremenjenih organizmov na zdravje ljudi in okolju pri izvajanju dejavnosti genskega inženiringa. Biološka varnost kot novo področje znanja vključuje dve področji: razvoj, uporabo metod za ocenjevanje in preprečevanje tveganja škodljivih učinkov transgenih organizmov in sistem državne ureditve varnosti dejavnosti genskega inženiringa.

Genski inženiring je tehnologija pridobivanja novih kombinacij genskega materiala z manipulacijo molekul nukleinske kisline zunaj celice in prenosom ustvarjenih genskih konstruktov v živ organizem. Tehnologija za proizvodnjo gensko spremenjenih organizmov razširja zmožnosti tradicionalne reje.

Proizvodnjatransgenimedicinske potrebščine– obetavna smer dejavnosti genskega inženiringa. Če so prej na primer pogoste transfuzije veljale za učinkovito metodo zdravljenja anemije darovano kri(tvegan in drag postopek), se danes za proizvodnjo transgenih zdravil uporabljajo spremenjeni mikroorganizmi in živalske celične kulture. Učinkovitost uporabe transgenih organizmov v medicini lahko preverimo na več primerih reševanja zdravstvenih težav ljudi. Po podatkih WHO je na svetu približno 220 milijonov ljudi s sladkorno boleznijo. Pri 10% bolnikov je indicirana insulinska terapija. Živalskega inzulina je nemogoče zagotoviti vsem potrebnim (verjetnost prenosa virusov z živali na ljudi; draga zdravila). Zato je razvoj tehnologije za biološko sintezo hormonov v mikrobnih celicah optimalna rešitev problema. Inzulin, pridobljen v mikrobiološki tovarni, je identičen naravnemu humanemu inzulinu, je cenejši od živalskih inzulinskih pripravkov in ne povzroča zapletov.

Izrazita upočasnitev rasti otrok, ki vodi do pojava pritlikavcev in pritlikavcev, je še en zdravstveni problem ljudi, povezan z motnjami endokrinih žlez (pomanjkanje rastnega hormona somatotropina, ki ga proizvaja hipofiza). Prej so to bolezen zdravili z vbrizgavanjem rastnega hormona v kri bolnikov, izoliranega iz hipofize umrlih ljudi. Vendar pa je bilo nekaj tehničnih, zdravstvenih, finančnih in etičnih težav. Danes je ta problem odpravljen. Gen, ki kodira proizvodnjo človeškega rastnega hormona, se sintetizira in vstavi v genetski material E. coli.

Eno od ovir za kloniranje človeka so uspešno premagali znanstveniki, ki so uporabili kožo za ustvarjanje embrionalnih matičnih celic.

Glede na to, da so se izognili uporabi pravih človeških zarodkov, se na tej stopnji pričakuje, da bo kloniranje močno pomagalo pri terapijah, vključno z zdravljenjem z izvornimi celicami.

Ameriški raziskovalci trdijo, da jih samih kloniranje ljudi ne zanima in v to ne verjamejo nova tehnika se lahko uporablja v tej smeri. Čisto teoretična tehnika terapevtskega kloniranja, ki so jo uporabili, pa bi lahko privedla do začetka rekonstrukcije dvojnikov – zato na to temo ni razprave v znanstveni in verski svet ni mogoče izogniti. Znanstvenikom je prvič na ta način uspelo ustvariti človeški zarodek.

Kloniranje ovce Dolly, prvega sesalca odrasla celica umetno - na Inštitutu Roslin (Edinburgh) je prišlo na podlagi istega prenosa jeder somatskih celic.

Med tem procesom se jedro donorske celice prenese v jajčece, katerega lastna DNK se odstrani. Druga celica se razvije v zgodnji zarodek, ki je klon darovalca, ker vsebuje enake gene. Znanstveniki izvornim celicam, vzetim iz zarodka, pripisujejo ogromen potencial: s pravim pristopom se lahko razvijejo v katero koli tkivo v telesu – od možganov do kosti.

V novi študiji, objavljeni v reviji Cell, je skupina znanstvenikov prenesla jedro iz človeških kožnih celic v človeško jajčece. Nastale so tako imenovane "blastociste" - zgodnja faza embrio, ki vključuje skupek 150 celic, od koder so bile pridobljene matične celice in vzgojene v laboratoriju.

Pred tem je znanstvenikom že uspelo klonirati opičji zarodek in ga "preoblikovati" v matični zarodek. Vendar so bili poskusi ponovitve istega procesa s človeškimi celicami doslej neuspešni. Sprva se celice človeških zarodkov niso razvile dlje od osme stopnje, ki je veljala za prezgodaj, da bi postale matične celice. Ključna težava je bila, da je naša jajčna celica veliko bolj krhka struktura kot celica drugih vrst.

Vodja študije, profesor Shukhrat Mitalipov z Univerze za zdravje in znanost v Oregonu, trdi, da rezultat odpira nove načine za ustvarjanje izvornih celic za bolnike z disfunkcionalnimi tkivi in ​​organi. Te izvorne celice so sposobne samozdravljenja, nadomeščanja poškodovanih celic in tkiv ter tako neposredno pomagajo pri lajšanju poteka in posledic številnih bolezni. Še več, ker lahko reprogramirane celice vzame bolnik sam, tveganje, da bi jih telo zavrnilo, sploh ni upoštevano.

Na tej stopnji se matične celice lahko spremenijo v več različne vrste celice, vključno z živčnimi, jetrnimi in srčnimi celicami.

Starodavni so bili prepričani v obstoj ptice feniks, ki se za vedno znova rojeva iz pepela.

Staroegipčanski bog Horus je vedno znova zbiral koščke telesa svojega očeta Ozirisa, raztresene na vse strani, in ga oživljal s pomočjo njegove matere Izide. Ni presenetljivo, da so znanstveniki v naših rezervoarjih imenovali coelenterate hidra - njegova sposobnost regeneracije je preprosto čudovita. Regeneracijo tkiv opažamo tudi pri ljudeh: zlitje kosti, celjenje kože in mišic ter proces »ustvarjanja« krvi, ki se nenehno dogaja v našem telesu. Skrivnost hematopoeze je preganjala našega izjemnega znanstvenika Aleksandra Aleksandroviča Maksimova, ki je leta 1916 začel uporabljati metodo tkivne kulture. Naj vas spomnimo, kakšen razvoj ta metoda

Francoz A. Carrel, ki je dolgo delal v tujini, je bil odlikovan leta 1912.

Nobelova nagrada . Leta 1922 je Maksimov zapustil Rusijo in končal v Chicagu, kjer je opravljal raziskave na področju vnetja in hematopoeze. Leta 1908 je Nobelovo nagrado za raziskovanje procesa vnetja in odkritje makrofagov prejel I.I. Mečnikov. Znanstveniki so se na začetku stoletja ukvarjali z vprašanjem, od kod prihajajo številne celice vezivnega tkiva med vnetjem, ki povzroči nastanek otekline, žganja in abscesa?

Maksimov je domneval, da se v vezivnem tkivu (kri, kostni mozeg, ki je hematopoetski organ) za življenje ohranijo nediferencirane, tako imenovane mezenhimske ali kambialne celice, ki se lahko spremenijo v različne krvne celice, pa tudi kosti, kite, vezi itd. Imenoval jih je tudi "

Običajno ime nezrelih celic vsebuje besedo "blast", to je "krogla" (blastula je sferična stopnja razvoja zarodka, pri čemer je stena krogle predstavljena z eno plastjo celic). Prekurzorska celica kosti se imenuje osteoblast; predhodnik melanocita, ki sintetizira temni pigment melanin, zaradi katerega ob sončenju potemnimo, je melanoblastom, celice živčnega sistema pa nevroblasti. Te "primarne" celice res izgledajo kot kroglice: nevro- in melanoblasti nimajo procesov, značilnih za odrasle stopnje, ki se pojavijo šele med diferenciacijo.

Maksimov je videl nekaj podobnega v kulturah. Tako je menil, da je »skupni prednik hematopoeze« veliki limfocit, ki izvira iz primarne mezenhimske celice preko stopnje majhnega limfocita, ki je relativno majhna celica z velikim jedrom.

Beseda "mezenhim" je grškega izvora in pomeni "vmesnik". Maksimov, po embriologih 19. stoletja. menijo, da je mezenhim srednja (med ekto- in endodermo) zarodna plast, iz katere nato nastane vezivno tkivo in njegovi derivati ​​v obliki žil, krvi, hrustanca in kosti. Danes vemo, da so mezenhimske celice izrinjene iz zgornje dorzalne (dorzalne) polovice nevralne cevi, torej imajo tudi ektodermalni izvor. Zato imata nevron in limfocit toliko podobnih genov in lastnosti.

Zanimanje za matične celice se je ponovno obudilo v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, ko je J. Gurdon, embriolog z univerze v Oxfordu, navdušil svet s kloniranimi žabami. Gurdon se je domislil metode za prenos jedra ene celice v citoplazmo druge.

Za svoje poskuse je vzel s prostim očesom vidna jajčeca in iz njih odstranil jedra. Tako je dobil »enukleirano« citoplazmo, v katero je presadil diploidna jedra (z dvojnim nizom kromosomov) somatskih celic, ki so normalne razmere nenehno deleče (celice črevesne epitelne sluznice). Tako je Gurdon morda uporabil matične celice črevesnega epitelija za svoje poskuse kloniranja. A takrat nihče na problem ni gledal tako.

Skoraj sočasno z Gurdonovim delom so se začeli pojavljati članki, posvečeni opisu nevrogeneze v hipokampusu možganov. Sprva so nastajanje novih živčnih celic videli zgolj pod mikroskopom, nato pa so opazovanja začeli potrjevati z avtoradiografijo, ki je nakazovala sintezo novih molekul DNK. Na koncu je bil proces potrjen z uporabo elektronskega mikroskopa. Toda ljudje so še vedno prepričani, da "živčne celice

niso obnovljeni."

Gurdon se je spraševal, kako citoplazma jajčeca reprogramira somatsko jedro, tj. jedro diferencirane celice. Celica ne dozori takoj. Za to mora iti skozi več celičnih ciklov. Matične celice ne vstopi v proces zorenja. Prej je veljalo, da se ni delil, ker je bil v stanju "aretacije" celični cikel , tj. kot v "zamrznjenem" stanju. Vendar se je zdaj izkazalo, da je vse veliko bolj zapleteno, pravi vsaj

v celičnih kulturah. A več o tem v nadaljevanju. Na samem v zadnjem času eksperimentatorji, morda pod vplivom ekologov, so razvili koncept niše. Niša

- to je celično okolje, v katerem celica ne samo živi, ​​ampak tudi izstopi iz stanja zaustavitve, da začne razvoj.

Klasičen primer niše je Graafov vezikel jajčnika, v katerem lahko jajčece ostane v stanju celičnega zastoja skozi vse življenje samice. Mimogrede, ugotavljamo, da jajčece do trenutka oploditve vsebuje - za razliko od sperme - dvojni niz kromosomov (drugi niz se odstrani šele po vsaditvi sperme). Tako se čisto teoretično jajčna celica pred nastankom zigote po naboru kromosomov ne razlikuje od katere koli druge somatske celice. Druga niša je dno lasni mešiček , kjer »živijo« matične celice, iz katerih nastanejo melanociti. Niša nevrogeneze je poleg hipokampusa tudi subventrikularna cona. To je plast celic, ki obdaja možganski ventrikli

- votline v globinah hemisfer, napolnjene s tekočino, podobno limfi. V tem območju nenehno nastajajo nove živčne celice, ki se nato selijo proti nosu. To odkritje je bilo narejeno v zgodnjih devetdesetih letih. in eksperimentalno dokazano! Vohalni nevroni so v stalnem stiku z hlapne snovi ozračja. Za nas pomenijo arome in vonjave, za vohalne nevrone pa so strupeni, zlasti v visokih koncentracijah. Zato moramo nenehno ustvarjati nove živčne celice, da nadomestimo njihovo pomanjkanje.

Vendar ne gre samo za kemikalije. Vohalni nevroni se nahajajo bližje površini nosne sluznice kot vse ostale živčne celice. Od zunanje okolje loči jih nekaj mikronov sluzi, ki jo izloča mukozni epitelij. In nenehni virusni napadi predstavljajo veliko večjo nevarnost za vohalne nevrone, zlasti med epidemijami bolezni dihal

. Zato nazofaringealna sluznica predstavlja tretjo nišo potekajoče nevrogeneze. V prvi številki revije Znanost Leta 1995 je bil objavljen članek o izolaciji in določanju lastnosti človeških hematopoetskih matičnih celic. Pogostnost pojava izvornih celic je približno 1 na 105 celic kostnega mozga. Malo pred tem, sredi novembra 1994, je revija

Narava

objavil članek o izolaciji samoobnavljajočih se multipotentnih kortikalnih matičnih celic iz embrionalnih možganov podgan.

Toda vsi ti vplivi so bili neusmerjeni. Prednost sodobnega pristopa je jasno usmerjen učinek, ki vklopi želene gene in s tem omogoči nadzor nad razvojem celic.

Relativno dolgo nazaj so med onkološkimi raziskavami izolirali tako imenovani FIL, faktor zatiranja levkemije. Ta protein, ki je faktor transkripcije (aktivacije transkripcije), zavira razvoj mezodermalnih, zlasti mišičnih celic, in spodbuja začetek diferenciacije nevronov. Lahko rečemo, da reprogramira matične celice, da se razvijejo v živčne celice.

Upajmo, da bo FIL rešil pomemben problem kloniranja. Dejstvo je, da imajo embrionalne matične celice z vso svojo pluripotenco eno neprijetno lastnost - tvorijo teratome, to je grde izrastke. V zvezi s tem je veliko bolje uporabiti matične celice iz odraslega organizma, še posebej, ker so se znanstveniki že naučili "razširiti" meje tkivne specifičnosti, to je pridobiti potomce celic nekaterih tkiv z lastnostmi drugih. tkiva. Toda odrasli imajo svoje težave, ena od njih je njihov nizek proliferativni potencial (celice se precej hitro prenehajo deliti). Torej, dodatek FIL vodi do odstranitve te omejitve: mezenhimske izvorne celice, izolirane iz kostnega mozga odrasle miši, so bile podvržene več kot 80 delitvam v kulturi! Avtor: videz

celice so popolnoma enake Maksimovim: premera 8–10 mikronov, okrogle, z velikim sferičnim jedrom in tankim robom citoplazme. Zmožnost delitve potrjuje tudi ohranjenost telomer. Naj spomnimo, da so to terminalni deli kromosomov, ki imajo enoverižno DNA. Z vsako delitvijo se 200–300 nukleotidov te DNK »odreže«, kar povzroči skrajšano dolžino telomera. Ko je dosežena določena meja, celica izgubi sposobnost delitve in je podvržena apoptozi. Matične celice po prenosu na obsevano žival obnovijo hematopoezo, jetrni epitelij, pa tudi pljučne in črevesne celice. Nimajo imunoloških membranskih proteinov, značilnih za odrasle celice, ki običajno sprožijo zavrnitveno reakcijo. Poleg tega imajo visoko aktivnost telomeraze, encima, ki sintetizira telomerno DNA. Povprečna dolžina

Da bi usmerili razvoj celic kostnega mozga po poti nevronov, so znanstveniki v kulturo uvedli tako imenovani "Nurr" - "nuklearni (nuklearni) receptor", ki je transkripcijski faktor, specifičen za prekurzorje srednji možgani, "vodeni" po poti razvoja dopaminskih nevronov (katerih smrt vodi v razvoj parkinsonizma). Tako pridobljeni dopaminski nevroni imajo enake elektrofiziološke lastnosti kot normalni. Po presaditvi takšnih nevronov v podgano z modelom parkinsonizma se ponovno vzpostavijo normalni gibi šap.

Drugi poskusi so pokazali, da je proces reprogramiranja sestavljen iz vsaj petih stopenj. V prvem koraku je bil gen Nurr prenesen s pomočjo citomegalovirusa (naravno modificiranega tako, da se ni mogel razmnoževati v celicah), s čimer je bil stimuliran gen za tirozin hidroksilazo. Ta encim doda skupino –OH aminokislini tirozin, kar povzroči proizvodnjo dopamina. Poleg tega je Nurr »odkril« gen za tubulin, beljakovino, iz katere so zgrajeni tubuli in mikrotubuli, brez katerih si živčne celice ni mogoče predstavljati: mikrotubuli, kot je znano, prenašajo nevrotransmiterje, na primer dopamin, v sinapse, kjer se izpuščen.

Vklopljeno zgodnje faze embrionalne matične celice se lahko spremenijo tudi v celice, ki sintetizirajo insulin. To odpira pot do pomoči milijonom diabetikov, ki jo tako zelo potrebujejo beljakovinski hormon(samo v ZDA vsako leto s to diagnozo zboli 800 bolnikov).

Na eni stopnji je mogoče usmeriti razvoj matičnih celic po poti serotoninskih nevronov. Serotonin je tudi eden najpomembnejših nevrotransmiterjev, njegovo pomanjkanje vodi v različne duševne motnje, začenši z depresijo. Zanimivo je, da je razvoj nevronov odvisen od delovanja rastni faktor fibroblasti, tj. celice vezivnega (mezodermalnega) tkiva. to

še enkrat

Zdaj je naloga poskusiti čim hitreje prenesti poskuse z miši na ljudi. V mnogih pogledih je ta problem povezan s samo tehniko gojenja matičnih celic: te »nasadijo« na napajalne (hranilne) mišje celice in jim dodajo krvno plazmo (serum) telečjih celic. To je potencialno nevarno, saj se človeške celice lahko okužijo z živalskimi retrovirusi. Takih celic ni mogoče uporabiti za zdravljenje ljudi. To omogoča testiranje vseh izdelkov s standardnimi testi za AIDS, herpes, hepatitis itd.

Nedavno pa je bila patentirana metoda, pri kateri mišične celicečloveški in človeški krvni serum je dodan za spodbujanje rasti.

Zaenkrat poskuse izvajajo predvsem na živalih. Za rešitev številnih praktičnih in teoretičnih problemov je treba pridobiti genetsko čim bolj "čist" material.

1 – odstranitev jedra iz jajčeca; 2 – “uvedba” diploidnega jedra limfocita; 3 – stadij blastociste z embrionalnimi izvornimi celicami; 4 – kulture izvornih celic in zarodkov iz njih; 5 – nadomestna mati in miš; 6 – odvzem limfocita normalne miši

Tukaj bi morali narediti eno teoretično digresijo. Dejstvo je, da se v limfocitih nenehno pojavljajo tako imenovane genske preureditve ali preureditve, "mešanja" genskih regij, odgovornih za sintezo protiteles. Zahvaljujoč temu "mešanju" imunske celice pridobiti sposobnost odzivanja na različne beljakovine nenehno spreminjajočih se patogenov. Običajno v normalnih tkivih zunaj imunski sistem do takšnih dogovorov ne pride. S tem lahko vsaj delno rešimo problem reprogramiranja, ki je v veliki meri odvisno od citoplazme jajčeca.

Ustvarjeni sta bili dve vrsti miši: ena je bila potomec B-celic, druga pa potomec T-celic. Treba je opozoriti, da je limfocite precej težko reprogramirati. Miši z B-limfociti so imele preureditve gena imunoglobulina v vseh tkivih in so bile sposobne preživeti. Toda potomci T-limfocita so se izkazali za "nezdružljive" z življenjem - zarodki so umrli v maternici in edini rojen se je izkazal za mrtvega. Tako je poskus pridobitve monoklonskega potomstva pokazal drugačen potencial celic, njihovo sposobnost ali nezmožnost reprogramiranja, pa tudi prisotnost drugih težav. Še vedno se bomo torej morali vrniti k matičnim celicam kostnega mozga, o katerih je pisal Maksimov, čeprav je njihov potencial precej omejen, če govorimo o o organizmu in ne o kulturi, kjer se lahko na različnih stopnjah diferenciacije vnesejo različni geni.

V enem od poskusov so 2 tisoč celic kostnega mozga druge linije prenesli na obsevane miši ene linije (z ubitim kostnim mozgom). Slednje so nosile genetski marker, zaradi katerega so se ob izpostavitvi eni od snovi obarvale. modra. Po 12 tednih je bilo obarvanih od 80 do 95 % krvnih celic prejemnika. Po 4 mesecih so miši ubili. Znanstveniki niso mogli videti modro obarvanih živčnih celic v delih možganov. In tisti, ki so bili obarvani (manj kot 5 celic), so imeli okroglo obliko in niso nosili nobenih procesov. Tako v telesu ne pride do preoblikovanja celic kostnega mozga v možganske celice.

Ker matične celice ostanejo v telesu vse življenje, bi morali živeti dlje in ne zbolevati, saj bi morale matične celice nadomestiti odmrle in obolele v naših organih. Vendar, kot vsi vedo, temu ni tako.

Dandanes je večina pozornosti znanstvenikov usmerjena v telomere, kot glavne regulatorje celične delitve, brez katerih diferenciacija ne more priti. Ob okvarah telomer oziroma proteinov, ki so v kompleksu z njimi, pride do stanja pospešenega krajšanja njihove dolžine. Enega od proteinov so poimenovali Est, kar je okrajšava za angleški izraz"stalno krajšanje telomer" ( Vedno krajše telomere). To stanje hitro privede do prezgodnja smrt celice.

Est stimulira telomerazo, ki podaljšuje telomere DNK in s tem odloži doseganje meje življenjske dobe celice. Zdi se, zakaj vse te podrobnosti, če so se znanstveniki že naučili nadzorovati diferenciacijo izvornih celic v kulturi? Tukaj lahko kdo ugovarja.

Prvič, matične celice iz različnih sevov miši imajo različno odpornost na poškodbe DNK, na primer zaradi ultravijolične svetlobe.

S križanjem različnih linij smo razkrili lokus »popravljanja DNA« na kromosomu 11, ki je odgovoren za »popravilo« molekule življenja, če v njej po obsevanju ali delovanju prostih kisikovih radikalov nastanejo eno- in dvoverižne prekinitve. Isti lokus najdemo na človeškem kromosomu 11. Povsem mogoče je, da je vse to povezano s telomeri, saj imajo tudi dvo- in enoverižno DNK ...

Z vidika diferenciacije tako embrionalne kot odrasle izvorne celice predstavljajo vlak, ki je že odšel.

Veliko lažje bi bilo razumeti številna vprašanja celične biologije, če bi lahko analizirali procese od samega začetka, namreč iz gamet. Toda kulture gameta še ni bilo ...

In tukaj sta zadnji dve sporočili. Najprej je bilo mogoče ugotoviti diferenciacijo v kulturi spermatogonije - izvornih celic mod, iz katerih nastanejo sperme. To so dosegli s prenosom katalitične enote telomeraze v spermatogonij (to je drugi razlog, zakaj se znanstveniki toliko zanimajo za telomere).

Zdi se, da je veliko neuspehov, s katerimi so se doslej srečali znanstveniki, povezanih z... sproščanjem jajčeca iz folikla!

Dejstvo je, da je obdan s tremi plastmi hranilnih in zaščitnih celic, ki mu predvsem nalagajo zgoraj omenjeno "zadrževanje". Znanstveniki z Univerze v Connecticutu so se odločili izolirati celoten folikel in ga nato "stisniti" med dve pokrovni stekli.

Velikost folikla je 260–470 mikronov, zato je bolj priročno in lažje delati kot z "golim" jajcem.

Da bi razumeli, kaj povzroča zastoj, so znanstveniki z mikropipeto pod membrano oocita vbrizgali monoklonska protitelesa proti tako imenovani stimulacijski podenoti proteina G. G-proteini so encimi, ki proizvajajo energijo tako, da ne razgradijo ATP, ampak gvanozin trifosfat (GTP). To energijo porabijo za različne stvari, med drugim za spodbujanje membranskega encima adenilat ciklaze, ki iz ATP »naredi« ciklični adenozin monofosfat (cAMP). Celična membrana z različnimi receptorji, ionskimi kanalčki (Ca2+, Na+) in encimi Ciklični AMP je najpomembnejši regulator procesov v citoplazmi, vključno z povzročitvijo zaustavitve življenjski cikel jajca.

Uvod

Relativno dolgo je bilo predlagano, da se citoplazma jajčne celice "razdeli" na dve polovici - ena vsebuje jedro in druga brez njega.

Slednji se je imenoval "citoplast". Zdaj je Gabor Bayta s Kmetijskega inštituta v Köbenhavnu predlagal, da jedra somatske celice sploh ne odstranijo, ampak preprosto "spojijo" z enim ali dvema citoplastoma. Hkrati dragi manipulatorji in visokokvalificirani strokovnjaki niso potrebni - vse lahko naredijo dobesedno na terenu študenti ali laboratorijski pomočniki.

Metodo so že preizkusili avstralski znanstveniki, ki so z njeno pomočjo močno povečali "donos" kloniranih telet: od 7 blastocist - "kroglic" embrionalnih celic - prenesenih v maternico krave, jih je bilo šest vsajenih v sluznico. in privedla do brejosti, ki je povzročila rojstvo bikov in piščancev. Naj spomnimo, da se je ovčka Dolly rodila kot rezultat več kot 300 neuspešnih poskusov. Leta 1995 je bil objavljen članek o izolaciji in določanju lastnosti človeških hematopoetskih matičnih celic. Pogostnost pojava izvornih celic je približno 1 na 105 celic kostnega mozga. Na podlagi materialov iz revij V prvi številki revije.

in

Prvič kloniranje človeških matičnih celic. Pred skoraj dvema desetletjema je znanstvenikom uspelo klonirati ljubko ovčko Dolly. Zdaj isti postopek, ki jim omogoča, da prvič klonirajo embrionalne izvorne celice iz človeških plodov. Ta revolucionarni dosežek je naredil Shukrat Malipov na državni univerzi Oregon in uporablja tehniko, imenovano jedrski prenos. Preprosto povedano, gre za sprejem celic – v tem primeru se matične celice vbrizgajo v posebno jajčece, ki mu je bila odstranjena DNK.

Ta celica je nato stimulirana, da se začne deliti. Rezultat je naraščajoča masa izvornih celic, ki lahko, če začnejo rasti, postanejo klon. To je metoda, uporabljena za kloniranje ovce Dolly leta 1996. Zanimivo je, da ta metoda še ni delovala s človeško celico.

Po poročilu v reviji Cell je njegovi ekipi uspelo ponoviti postopek z uporabo človeških matičnih celic iz plodove kože, da bi "nahranili" jajčne celice. Uspeh eksperimenta bi lahko privedel do kloniranja cele osebe, čeprav so etični in moralni standardi v bistvu v nasprotju s podobno idejo. Prav zaradi tega Malipov in njegova ekipa ne nameravajo proizvajati klonov, klonirane izvorne celice pa bodo namenjene izključno v medicinske namene. Matične celice so zdravilo za sodobna medicina in se praktično uporablja za zdravljenje rakava obolenja , poškodovano živčno tkivo in.

bolezni srca in ožilja Malipov daje uspeh in določa dva dejavnika. Najprej se uporabijo kletke za jajca zdrave celice od darovalca, v prejšnjih poskusih pa so to storili z ostanki ginekološke klinike. Drugič, ima nekoliko drugačen pristop k prenosu jedra, z manjšimi izboljšavami tu in tam, vključno s trenutno uporabo kofeina.

Malipovo čakanje je vključevalo leta eksperimentiranja in poskusov optimizacije procesa kloniranja, tako da bi deloval s človeškimi celicami, a v prvem poskusu je njegova ekipa klonirala celične linije v le nekaj mesecih. To je res velik korak v medicini, ki bi lahko znatno znižal stroške zdravljenja z izvornimi celicami in pomagal številnim bolnikom z degenerativnimi in potencialno neozdravljive bolezni. Poleg tega daje upanje za pridobitev nesmrtnosti s trajnim kloniranjem tkiv in vitalnim pomembne organe. Ampak to je že znanstvena fantastika. Vsaj za zdaj.

Napis slike Med študijo so klonirane zarodke uporabili za pridobivanje matičnih celic

Uporaba znanja o kloniranju ljudi za ustvarjanje zarodkov je postala "pomemben mejnik" za medicino, so povedali ameriški znanstveniki.

Klonirani zarodki so bili uporabljeni za proizvodnjo izvornih celic, ki jih je nato mogoče uporabiti za ustvarjanje srčne mišice, kosti, možganskega tkiva in katere koli druge vrste celic v človeškem telesu.

Raziskovalci pa verjamejo, da je izvorne celice mogoče pridobiti iz drugih virov – cenejših, preprostejših in etično manj spornih.

Nasprotniki metode menijo, da je eksperimentiranje na človeških zarodkih neetično in pozivajo k prepovedi tega.

Matične celice so eno glavnih upov medicine. Sposobnost ustvarjanja novega tkiva bi lahko pomagala na primer pri zdravljenju posledic srčni infarkt ali poškodbe hrbtenjače.

Je kloniranje rešitev?

Raziskave že potekajo z uporabo matičnih celic, vzetih iz zarodkov, za obnovitev vida.

Toda takšne celice so bolniku tuje, zato jih telo preprosto zavrne. Kloniranje rešuje ta problem.

Postopek temelji na tehnologiji prenosa jedra v somatske celice, ki je dobro znana, odkar je ovca Dolly leta 1996 postala prvi klonirani sesalec.

Kožne celice so bile vzete odrasli osebi in vanje so bile pridobljene genetske informacije donorska jajčna celica, iz katerega je bila predhodno odstranjena njegova lastna DNK. Nato so z električnimi razelektritvami spodbudili razvoj jajčeca v zarodek.

Vendar pa raziskovalci tega niso mogli ponoviti s človeškim jajčecem, ki se je začelo deliti, vendar se ni razvilo dlje od stopnje 6-12 celic.

Južnokorejski znanstvenik Hwang Woo Seok je trdil, da mu je uspelo ustvariti izvorne celice iz kloniranih človeških zarodkov, a se je izkazalo, da je ponaredil dejstva.

Germinalni vezikel

V trenutni študiji je skupina znanstvenikov na Univerzi za zdravje in znanost v Oregonu uspela pripeljati razvoj zarodka do stopnje zarodnih veziklov (približno 150 celic). To je dovolj za pridobitev izvornih celic.

Vodja raziskovalne skupine, dr. različne vrste celice, vključno z živčnimi celicami, jetrnimi celicami in srčnimi celicami."

"Čeprav je treba narediti še veliko dela za ustvarjanje varnega in učinkovitega postopka zdravljenja z matičnimi celicami, smo prepričani, da smo naredili pomembne korake pri ustvarjanju celic, ki jih je mogoče uporabiti v regenerativni medicini," je dodal.

"Videti je verjetno"

Chris Mason, profesor regenerativne medicine na University College London, je dejal, da je raziskava verjetna. "Naredili so približno to, kar sta naredila brata Wright (za letala). Vzeli so najboljše, kar so druge raziskovalne skupine naredile prej, in vse združili," je dejal Masen.

Raziskave matičnih celic, pridobljenih iz zarodkov, sprožajo vprašanja o njihovi etiki znanstvena dela. Problem je tudi pomanjkanje donorskih jajčec.

Nova tehnologija uporablja tudi kožne celice, vendar jih s pomočjo beljakovin pretvori v inducirane pluripotentne matične celice.

Kritiki nove metode verjamejo, da se lahko vsi zarodki, umetni ali naravni, razvijejo v polnopravnega človeka, zato je nemoralno izvajati poskuse z njimi. Menijo, da je potrebno izvorne celice pridobiti iz tkiv odraslih.

Toda zagovorniki nove metode trdijo, da se zarodki, pridobljeni z njeno pomočjo, nikoli ne bodo mogli razviti v polnopravno osebo.

domov » Amatersko fotografiranje » Kloniranje izvornih celic. Matične celice in kloniranje