Αρχικά αδιαφοροποίητα κύτταρα που έχουν την ικανότητα να διαφοροποιούνται σε ιστικά εξειδικευμένους κυτταρικούς τύπους.

Transcript

1 Τι είναι τα βλαστικά κύτταρα? Αρχικά αδιαφοροποίητα κύτταρα που έχουν την ικανότητα να διαφοροποιούνται σε ιστικά εξειδικευμένους κυτταρικούς τύπους. Είναι σε θέση να δρουν επισκευαστικά, αναδημιουργώντας κύτταρα των οργάνων κατά την διάρκεια της ζωής ενός οργανισμού

2 Βλαστικό κύτταρο: Έχει την ικανότητα να αναπαράγει τον εαυτό του ή άλλα βλαστικά κύτταρα (Αυτοανανέωση) καθώς και διάφορους κυτταρικούς τύπους (Διαφοροποίηση) Αυτοανανέωση Αυτοανανέωση Διαφοροποίηση Διαφοροποίηση

3 Ο όρος Βλαστικά κύτταρα περιλαμβάνει κυτταρα με διαφορετικές ιδιότητες: Πολυδύναμα (Pluripotent)Pluripotent) Embryonic Stem Cells (Εμβρυονικά Βλαστικά κύτταρα), ips Ολιγοδύναμα/ Πλειοδύναμα (Multipotent) Βλαστικά κύτταρα (ώριμων/εμβρυικών) Ιστών Adult Stem Cells Totipotent Ολοδύναμα/Παντοδύναμα Ζυγωτό Βλαστομερή μέχρι και το στάδιο των τεσσάρων κυττάρων

4 Υπάρχουν Βλαστικά κύτταρα με διαφορετικές ιδιότητες: Τα Πολυδύναμα - Pluripotent Εμβρυονικά Βλαστικά κύτταρα - Embryonic Stem Cells ΑΠΑΝΤΩΝΤΑΙ: ΣΤΗ ΒΛΑΣΤΟΚΥΣΤΗ Τα Πλειοδύναμα ή Ολιγοδύναμα - Multipotent Stem Cells Βλαστικά κύτταρα (ώριμων/εμβρυικών) Ιστών Adult Stem Cells ΑΠΑΝΤΩΝΤΑΙ: ΣΕ ΟΛΟΥΣ ΤΟΥΣ ΙΣΤΟΥΣ VID1-1-PLuripotent Cell

5 Τι υπόσχονται οι κυτταρικές θεραπείες? Αντικατάσταση των ενδογενών βλαστικών κυττάρων Θεραπεία σε ασθένειες και τραύματα που δεν έχουν αντιμετωπισθεί: Alzheimer s, Huntigton s, Parkinson, καρδιομυοπάθειες, Τραυματισμός νωτιαίου μυελού, Αυτισμός, Αμυοτροφική Πλάγια Σκλήρυνση (ALS).. κλπ

6 Τα τέσσερα διαφορετικά είδη βλαστικών κυττάρων για θεραπείες

7 Πολυδύναμα εμβρυονικά βλαστικά κύτταρα (Pluripotent)Embryonic Stem Cells - ESCs) Προέλευση Απομόνωση των κυττάρων Τεχνικές καλλιέργειας Η χρησιμότητά τους στην Αναγεννητική Ιατρική

8 Προέλευση των ES κυττάρων Προέρχονται από το στάδιο της βλαστοκύστης που σχηματίζεται κατά την πρώιμη εμβρυογέννεση VIDEO 1 : EMBRYO DEVELOPMENT

9 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΠΛΑΝΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ ΤΩΝ ΕΜΒΡΥΟΝΙΚΩΝ ΒΛΑΣΤΙΚΩΝ ΚΥΤΤΆΡΩΝ (ανθρώπου και ποντικού) Α) ΒΛΑΣΤΟΚΥΣΤΗ - ΑΝΟΙΓΜΑ Β) ΤΑ ΚΥΤΤΑΡΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΑΖΑΣ ΕΛΕΥΘΕΡΩΝΟΝΤΑΙ Γ) ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΣΕ ΤΡΟΦΙΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ ΕΙΔΙΚΑ ΘΡΕΠΤΙΚΑ ΜΕΣΑ επιζούν πολύ λίγα Δ) ΕΠΑΝΑΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ (όσων επιζούν) ΣΕ ΤΡΟΦΙΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ Όσα επιζούν σχηματίζουν ταχύτατα αναπτυσσόμενες αποικίες

10 Πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα ανθρώπου (Pluripotent)human Pluripotent Stem Cells hpscs) Απομόνωση κυττάρικών σειρών έγινε απο βλαστοκύστεις δωρητών (Thomson et al. 1998). Η διαδικασία απομόνωσης έγινε παρόμοια με αυτήν που ακολουθήθηκε για την απομόνωση των ESC ποντικού ποντικού ανθρώπου

11 Η βλαστοκύστη αποτελεί την πηγή για την απομόνωση των πολυδύναμων εμβρυονικών κυττάρων Σχηματισμός βλαστοκύστης ανθρώπου in vitro 3 μέρες μετά την 04/15/13 απόψυξη από το στάδιο των 8 κυττάρων

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

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

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

15 3. Απομάκρυνση των κυττάρων του τροφοεξωδέρματος

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

17 Video 2- Human ES Isolation VIDEO 3: creating ES lines

18

19 ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΕΠΑΓΩΜΕΝΩΝ ΠΟΛΥΔΥΝΑΜΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ (Pluripotent)induced Pluripotend Stem Cells - ipsc) Σωματικά κύτταρα ενηλίκου μπορούν να μετατραπούν σε πολυδύναμα κύτταρα με μια διαδικασία μπορεί να γίνει σε συνθήκες in vitro. Η πολυδυναμία είναι μια ιδότητα που μπορεί να επαχθεί Τι είναι ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΣ ΕΠΑΝΑΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ? Vid4

20 Με την δημιουργία της Dolly καταδείχτηκε για πρώτη φορά ότι είναι δυνατή κλωνοποίηση θηλαστικού ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΠΥΡΗΝΑ ΣΩΜΑΤΙΚΟΥ ΠΥΡΗΝΑ (Pluripotent)Somatic Nuclear Transfer - SNT)

21 Κλωνοποίηση με μεταφορά πυρήνα σωματικού κυττάρου (Α) Ο πυρήνας ενός σωματικού κυττάρου από ένα ενήλικο άτομο μεταφέρεται σε ένα μη γονιμοποιημένο ωάριο από το οποίο έχουν αφαιρεθεί τα χρωμοσώματά του (εκπυρηνωμένο ωάριο). Στη συνέχεια, το «ωάριο» καλλιεργείται και το πρώιμο έμβρυο που προκύπτει εμφυτεύεται στη μήτρα μιας θετής μητέρας, η οποία θα γεννήσει έναν γενετικό κλώνο του δότη του κυτταρικού πυρήνα. (Β) Η Dolly (το ενήλικο πρόβατο στα αριστερά της εικόνας) ήταν το πρώτο κλωνοποιημένο θηλαστικό. Στη φωτογραφία εμφανίζεται μαζί με το αρνάκι της, την Bonnie, το οποίο προήλθε από φυσιολογική αναπαραγωγή.

22 Κλωνοποίηση βατράχου με SΝΤ (1960)

23 Η κλωνοποίηση οργανισμών Κατέδειξε ότι: Το περιβάλλον του ωοκυττάρου μπορεί να προσδώσει ιδιότητες Πολυδυναμίας στο γενετικό υλικό ενός ώριμου, πλήρως διαφοροποιημένου κυττάρου.

24 Somatic Nuclear Transfer - Technique 4 videos

25 ΚΑΤΆ ΤΟΝ ΕΠΑΝΑΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ ΑΝΑΙΡΟΥΝΤΑΙ ΟΙ ΕΠΙΓΕΝΕΤΙΚΕΣ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΕΙΣ Οι επιγενετικές τροποποιήσεις ρυθμίζουν τη γονιδιακή έκφραση Παραδείγματα: Μεθυλίωση του DNA Γονιδιακή/γενωμική αποτύπωση (genomic imprinting)genomic imprinting) Απενεργοποίηση του χρωμοσώματος X VID5. DNA in somatic cells

26 Μεθυλίωση του DNA ρυθμίζει τη μεταγραφική ενεργότητα

27 Μέθοδοι επαγωγής πολυδύναμων κυττάρων (Pluripotent)iPS) ips: Nobel Ιατρικής 2013

28 Μεταγραφικοί παράγοντες που καθορίζουν την πολυδυναμία των βλαστικών κυττάρων χρησιμοποιούνται για τον κυτταρικό επαναπρογραμματισμό ενήλικων σωματικών κυττάρων VID 7-4 factors Vid 8- reversible

29 Οι ιδιότητες της πολυδυναμίας οφείλεται στην ενεργοποίηση ενδογενών μεταγραφικών παραγόντων +Sox2

30 Παρασκευή κυττάρων ips- VIDEO9. ips generation -stemgent-jaenisch2

31 Κυτταρικές αλλαγές κατά τον επαναπρογραμματισμό σωματικών κυττάρων προς την κατάσταση πολυδυναμίας Μετασχηματισμός από τον μεσεγχυματικό στον επιθηλιακό φαινότυπο Αύξηση του πολλαπλασιασμού Επαγωγή τελομεράσης, αύξηση των τελομερών Αντοχή σε φαινόμενα απόπτωσης Από-μεθυλίωση στα γονίδια πολυδυναμίας Διατήρηση της πολυδύναμης κατάστασης με προσθήκη εξωγενών παραγόντων

32 Τα επαγώμενα βλαστικά κύτταρα παρουσιάζουν ομοιότητα σε μοριακό και φαινοτυπικό επίπεδο με τα εμβρυονικά βλαστικά κύτταρα.