VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

XXI век – это век биотехнологий.

Ученые всего мира применяют достижения биотехнологии для улучшения качества жизни людей.

Для того чтобы попытаться найти панацею от многих болезней, добиться улучшения состояния пациента через применение клеточных технологий, разработанных в странах, где эта отрасль более развита (Япония, Великобритания), наши врачи изучают опыт зарубежных коллег.

В институте медицинских клеточных технологий г. Екатеринбурга уральские ученые много лет занимаются изучением клетки, используя технологию получения монокультур фибробластов для пересадки, генно-модифицированные клетки для коррекции дефектов кожи. И все это в институте до недавнего времени делали вручную. А с 2014 года в институте установлена автоматизированная лаборатория клеточных культур, которая впервые в России начнет производить множество клеток без участия человека.

Развитие клеточныхтехнологий дает возможность создать биомедицинские продукты, которые решат проблему восстановления тканей организма. Чаще для этих целей используют стволовые клетки. Коллеги из института проблем старения в Ю.Калифорнии (США) уже предлагают совместную работу уральским ученым по применению стволовых клеток, выращенных в лаборатории города Екатеринбурга.

Стволовые клетки известны почти сто лет. И первыми учеными, изучающими развитие клетки, были российский гистолог, профессор Военно-медицинской академии Санкт-Петербурга Александр Максимов. Именно он в1908 году клетку-прародительницу всех клеток крови назвал Stamzelle, то есть стволовой.

А в 1960-70-е годы эту работу продолжили советские ученые Иосиф Чертков и Александр Фриденштейн.

Открытия советских ученых стали активно использовать в медицине только спустя много лет.

В 2009 году группа исследователей Института стволовых клеток человека под руководством профессора Сергея Киселева тоже создала стволовые клетки- iPS (эмбриональные плюропотентные стволовые клетки - ЭПСК) с использованием молекулы РНК (рибонуклеиновой кислоты).

Дальнейшую работу с индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (ИПСК) продолжили японский ученый Синья Яманака и английский биолог Джон Гердон и стали обладателями Нобелевской премии за 2012 год. Согласно проведенным исследованиям, они доказали, что клетки кожи можно «генетически перепрограммировать», и сделать из них iPS-клетки путем внедрения четырех генов, которые обычно работают в эмбриональных стволовых клетках. Эти гены перепрограммируют клеточный геном, возвращая клетку в эмбриональную стадию, когда перед ней было открыто множество путей развития.

Жизнь любого сложного организма начинается с одной такой клетки. После слияния мужской и женской клеток возникает одна единственная клетка, которая называется зигота. Затем она начинает делиться, то есть, воспроизводить сама себя.

Клеток становится сначала две, затем – четыре, восемь…, после ряда таких удвоений множество совершенно одинаковых клеток образуют бластоцисту - образование сферической формы.

Клетки, находящиеся ближе к поверхности этой сферы, образуют оболочку. А клетки, находящиеся в жидкости, наполняющей эту оболочку, превращаются в стволовые клетки. Стволовые клетки размножаются путем деления, как и все остальные клетки. Отличие стволовых клеток состоит в том, что они могут делиться неограниченно, а зрелые клетки обычно имеют ограниченное количество циклов деления. Особенность стволовых клеток заключается в том, что при их делении одна из дочерних клеток дифференцируется (изменяется), а вторая остается стволовой.

Стволовые клетки являются той основой (стволом), из которой развивается "древо" всего организма.Во взрослом организме стволовые клетки содержатся в небольших количествах в крови и костном мозге и еще меньше во всех органах и тканях. С возрастом количество стволовых клеток уменьшается.

Организм человека построен из клеток со своей определенной ролью — нервных клеток, клеток печени, мышечных клеток — и эта роль закреплена.

Последние исследования ученых доказали, что стволовые клетки могут стать любым другим типом клеток, имея потенциал для регенерации организма.

Японским ученым удалось «переродить» клетки взрослого организма в эмбриональные при помощи кислоты, в которую погружали клетки крови мыши , превращая их в стволовые.

Также удалось вырастить слезные и слюнные железы мышей. [1]

Слюна — защитница и спасительница зубов. Если слюнные железы вырабатывают мало слюны, то бактерии начинают размножаться, вызывая кариес. Кариес зубов возникает, когда бактерии или инфекция нарушает естественный процесс восстановления эмали зубов. Если разрушается внешняя жесткая оболочка зуба - эмаль и бактерии проникают внутрь зубной полости, то инфекция начинает разрушать пульпу зуба, что требует удаления корневого канала или всего зуба.

Поэтому научно-исследовательская работа японских коллег была направлена на проверку метода лечения зубов на основе стволовых клеток путем регенерации ткани пульпы и восстановлению здоровой ткани зуба. Испытания ученые начали с восстановления корневых каналов собак. Они выделили у животных стволовые клетки, которые отправили в лабораторию для восстановления фактора роста (G-CSF).

Когда ученые изучили полученные результаты, то обнаружили, что стволовые клетки действительно регенерировали ткань пульпы и полностью заполнили корневые каналы зубов у собак. Более того, обработанные фактором роста G-CSF, стволовые клетки регенерировали ткань пульпы. На основании этих доклинических испытаний эффективности и безопасности регенерации пульпы стволовыми клетками, Министерство здравоохранения Японии дало разрешение перейти к клиническим испытаниям у пациентов – добровольцев.

У стволовых клеток нового типа значительно больше перспектив использования. Открытие японских ученых позволяют применить полученные результаты исследований и в стоматологии, т.к. в городе Екатеринбурге появилась возможность выращивать стволовые клетки в новой лаборатории института клеточных технологий.

Литература.

1.Английский журнал «Journal of Molecular Cell Biology (JMCB) »

№5 October 2013г. (http:// www.nature.com.)

Код для цитирования: Скопировать