Αρχικά αδιαφοροποίητο κύτταρο που έχει την ικανότητα να διαφοροποιείται σε ιστικά εξειδικευμένους κυτταρικούς τύπους.

Transcript

1 Βλαστικό κύτταρο Αρχικά αδιαφοροποίητο κύτταρο που έχει την ικανότητα να διαφοροποιείται σε ιστικά εξειδικευμένους κυτταρικούς τύπους. Έτσι είναι σε θέση να δρα επισκευαστικά, αναδημιουργώντας κύτταρα των οργάνων κατά την διάρκεια της ζωής ενός οργανισμού Πολυδυναμα Ολιγοδυναμα Βλαστικά κύτταρα

2 Πολυδύναμα εμβρυονικά βλαστικά κύτταρα (Embryonic Stem Cells - ESCs) Προέλευση Τεχνικές καλλιέργειας Η χρησιμότητά τους στην Αναγεννητική Ιατρική

3 Τα κίνητρα για την ανάπτυξη της τεχνολογίας: Α) ανθρώπινη εμβρυολογία: για να αναπαραχθούν in vitro στάδια της πρώιμης διαφοροποίησης που ειναι αδύνατον να μελετηθούν διαφορετικά Β) γονιδιακή λειτουργία (functional genomics): μελέτη και χειραγώγηση λειτουργιών ειδικών γονιδίων σε διπλοιδικά ανθρώπινα κύτταρα Γ) φαρμακολογικες αναλύσεις: Για την παραγωγή μεγάλου αριθμού φαινοτυπικά καθορισμένων κυττάρων για φαρμακολογική και τοξικολογική δοκιμασία Δ) αναπλαστική/αναγενητική ιατρική: δημιουργία απεριόριστης δεξαμενής κυττάρων για κυτταρική ανταλλαγή, επιδιόρθωση ιστών και παροχή γονιδιακής θεραπείας.

4 Προέλευση: Από τα πρώιμα στάδια τη διαφοροποίησης Η Εσωτερική κυτταρική μάζα (ICM) περιέχει πολυδύναμα ES κύτταρα

5 Τα ES κύτταρα προέρχονται απο την ICM της βλαστοκύστης (επιβλάστη)

6 Βλαστοκύστη ανθρώπου 3 μέρες μετά την απόψυξη από το στάδιο των 8 κυττάρων 04/15/13

7 Εμβρυονικά Bλαστικά Κύτταρα ποντικού ανθρώπου

8 Από τη Βλαστοκύστη στην απομόνωση και καλλιέργεια των πολυδύναμων Βλαστικών κυττάρων : 1. Απομάκρυνση της Zona Pellucida μετά απο επεξεργασία με διάλυμα Acid Tyrode 2. Λύση των κυττάρων του τροφοεξωδέρματος μετά από Ανοσο-χειρουργική αντίδραση (immunosergury) 3. Απομάκρυνση των κυττάρων του τροφοεξωδέρματος 4. Έκπτυξη των κυττάρων της Εσωτερικής κυτταρικής μάζας (ICM) σε στρώμα τροφικών κυττάρων

9 1. Απομάκρυνση της Zona Pellucida μετά απο επεξεργασία με διάλυμα Acid Tyrode

10 2. Λύση των κυττάρων του τροφοεξωδέρματος μετά από Ανοσο-χειρουργική αντίδραση (immunosergury)

11 3. Απομάκρυνση των κυττάρων του τροφοεξωδέρματος

12 4. Έκπτυξη των κυττάρων της Εσωτερικής κυτταρικής μάζας (ICM) σε στρώμα τροφικών κυττάρων

13 Απομόνωση εμβρυονικών βλαστικών κυττάρων ποντικού (Embryonic Stem ES cells) (1981) Απομόνωση πρωτογενών εμβρυικών κυττάρων απο την ICΜ Η σημασία των τροφικών κυττάρων (Feeder Cells) Οι παράγοντες LIF Leukemia Inhibitory Factor (mouse) ή FGF2 (human) O παράγοντας BMP4 (Bone Morphogenetic Protein 4) Συμπεριφορά ES πολυδύναμα ES διαφοροποιημένα

14 Video 1- Human ES Isolation -Video

15 Δυναμικό διαφοροποίησης προς πολλαπλές ιστικές κατευθύνσεις

16 Διαφοροποίηση των ES μπορουν να παραχθουν σπάνιοι κυτταρικοί τύποι σε μεγάλο αριθμό (πχ καρδιομυοκύτταρα ή νευρικά κύτταρα), για να χρησιμοποιηθούν στην Αναγενητική Ιατρική

17 Η ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΒΛΑΣΤΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ Πολυδύναμα, εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα που προέρχονται από μία εσωτερική κυτταρική μάζα μέσα σε βλαστοκύστη. Τα βλαστικά κύτταρα μπορούν να μετατραπούν σε οποιοδήποτε εμβρυικό ιστό. Τα κύτταρα του μοριδίου (morula) είναι ολοδύναμα, και σε θέση να μετατραπούν σε όλους τους ιστούς ακόμα και σε πλακούντα.

18 Μέθοδοι διαφοροποίησης in vitro Αφαίρεση LIF/feeder Δημιουργία εμβρυοιδικων σωματίων (embryoid bodies)

19 «Καθοδήγηση» προς συγκεκριμένες κατευθύνσεις είναι δυνατή με τη προσθήκη κυτοκινών, αυξητικών παραγόντων αλλά και με τη χειραγώγηση των μηχανικών ιδιοτήτων του κυτταρικού περιβάλλοντος Το ζητούμενο είναι: η εύρεση κατάλληλων συνθηκών για την μεγιστοποίηση περαιτέρω ανάπτυξη ενός συγκεκριμένου τύπου κυττάρων στο εργαστήριο. Απομόνωση συγκεκριμένων κυτταρικών πληθυσμών

20 Μεθοδολογίες για στοχευμένη διαφοροποίηση και απομόνωση ομοιογενών κυτταρικών πληθυσμών

21 Video 2 Διαφοροποίηση εμβρυονικών πολυδύναμων κυττάρων -Video

22 Επαγωγή πολυδύναμων κυττάρων (ips) στο εργαστήριο ips: Nobel Ιατρικής 2013

23 Χρήση ips κυττάρων στην αναγεννητική ιατρική

24

25 Τα ESC χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία γενετικά τροποποιημένων ζώων (κυρίως ποντικών) Επιτυγχάνεται απάλειψη γονιδίων με στοχευμένο τρόπο Μπορεί να μελετηθεί ο ρόλος που έχουν σε γενετικά νοσήματα

26 ES: Μετα απο μακροχρόνια χρηση στην κυτταροκαλλιέργεια παραμένουν ικανά να ξαναγυρίσουν στην εμβρυονική κατάσταση Είναι ικανά απο μόνα τους για τη δημιουργία εμβρύου;

27 Απάλειψη ενός συγκεκριμένου γονιδίου μπορεί να επιτευχθεί με γενετική χειραγώγιση των ES κυττάρων