Бағаналық жасушалар, медициналық маңызы

«Астана медициналық университеті»  АҚ

Кафедра: Молекулалық биология және медициналық генетика.

 

 

    Реферат

 

 

 

Реферат

 

 

 

Тақырыбы: Бағаналық жасушалар, медициналық маңызы.

 

 

 

 

 

Орындаған: Тургинбоева Г.Н.120 ЖМ

Қабылдаған: Алтаева Н.З.

 

 

 

 

 

Астана-2013.

Жоспар.

І) Кіріспе.

 Бағаналық жасушалардың зерттелу тарихы.  

ІІ) Негізгі бөлім:

 Бағаналы жасуша түсінігі.

 Бағаналы жасушаның негізгі сипаттамалары

 Бағаналық жасушалардың медицинадағы маңызы

ІІІ) Қорытынды.

ІV) Пайдаланылған әдебиеттер. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ең алғаш рет 1908 жылы ғылымға «бағаналы жасуша» терминін Санкт-Петербургтегі әскери-медициналық академиясының профессоры, гистолог Александр Максимов (1874—1928) енгізген болатын.

1978  жылы  ұрықжолдас қанының құрамында гемопоэтикалық бағаналы  жасушалардың бар екені анықталды.

Ал 1981 жылы американдық биолог Мартин Эванс ең алғаш болып тышқандардың бластоциттерін, яғни бағаналы жасушалардың дифференцацияланбаған плюрипотентті  тармағын алды.

1988 жылы ең бірінші  болып Элиан Глюкман анемиямен ауыратын науқасқа ұрықжолдас қанындағы гемопоэтикалық бағаналы жасушаны трансплантация операциясын жүргізген болатын. Осы арқылы Элиан Глюкман ұрықжолдас қаны өте нәтижелі әрі қауіпсіз екендігін дәлелдеді. Сол кезден бастап ұрықжолдас қаны трансплантология ғылымында кеңінен қолданылуда.

1997 жылы Ресейде қатерлі ісік ауруларымен ауыратын науқасқа ұрық жолдас қанының бағаналы жасушаларын тасымалдаудағы ең алғашқы операция өткізілді.

1998 жылы Батыс ғалымдары  Д. Томпсон мен Д. Герхарт ең бірінші болып эмбриондық бағаналы жасушаларды бөліп алды.

1999 жылы Science журналы эмбриондық бағаналы жасушалардың ашылуын биологиядағы ең ғажайып жаңалықтардың бірі деп жариялаған.

1996 жылдан 2004 жылға дейін аутологиялық бағаналы жасушаларды трансплантациялауда трансплантациялауда 392 операция жүргізілді.

                 Мартин Эванс

Діңгекті жасушалар (стволовые  клетки); (cytos trunci; лат. truncus — бағана, діңгек; грек, kytos — жасуша) - маманданбаған, сирек бөліну арқылы сан тұрақтылығы  өздігінен реттеліп отыратын жас  жасушалар популяциясы. Бұл жасушалардың ұрпақтары белгілі бір микроортада  әртүрлі бағытта жетіліп, бір-бірінен  құрылыс айырмашылықтары бойынша  ажырап, әртүрлі жасушаларға айналады. Жануарлар эмбриогенезінде діңгекті жасушалар сарыуыз қапшығының қабырғасындағы мезенхима жасушаларынан дамып  жетіліп, көпмүмкіндікті (полипотентті) жасушаларға айналады. Діңгекті жасушалар  — жануарлар организмінің жасына қарамастан, әр уақытта бөлінуге қабілеттілігін жоғалтпайды, яғни бөлінуге бейім; бірнеше бағытта жетіліп, ұрпақтары әр - түрлі жасушаларға айналады. Діңгекті жасушалардан сүйектің қызыл кемігінде қанның әртүрлі жасушалары дамиды. Лимфоциттер — сүйек кемігінен басқа қан жасау мүшелеріне өтіп, көбейіп, маманданып, эффекторлы жасушаларға айналады. Діңгекті жасушаларға қан капиллярларының (қылтамырлардың) адвентициальды жасушалары да жатады.

Бағаналы  жасушалар - таза  субстанция, ол өзінде  ешқандай  генетикалық  информацияны  сақтап тасымалдамайды. Бұл жасушалар  жүйке  жүйесіндегі зат алмасуды, қан  айналымды, жүрек, бүйрек қызметтерін  жақсартады. Иммунитеттің көтерілуін, қартаюдың алдын алуына мумкіндік туғызады. Олар  ешқандай  қатерлі зақымға ұшырамайды. 

Өмір  сүру  барысында біздің ағзамыздағы  жасушалар үнемі өліп,   қайта қалпына келіп отырады. Бас миында  35  жыл сайын 30-дан  50-ге дейін нейрондар өле алады.  Ал бір  бағаналы  жасуша  барлық  ағзадағы бірнеше  мың  жасушаларды іске  қоса  алады, тек жүйке жасушаларынан  басқасын.

Бағаналы  жасуша – ол  ағзаның арнайы жасушалары, ол өзін-өзі  жаңартуға және  дамытуға  қабілетті. Өсіп  келе  жатқан  ағзаның  (адам  немесе  жануар)    миллиардттаған   жасу-шалары  бір ғана  жасушадан, яғни  зиготадан дамиды. Бұл жалғыз жасуша;  өзге ағза  жайлы ақпаратпен қоса, оның  ары  қарайғы даму  механизімін сақтайды. Эмбригонез  барысында ұрықтанған  аналық  жасуша  бөлігін, келесі  ұрпаққа генетикалық материалды  береді. Бұл эмбриондық    бағаналық жасушалар, олардың геномы  «нольдік  нүктеде»  орналасқан,  яғни     мамандығын  анықтайтын  механизмдер  іске  қосылмаған, олардан кез келген  жасушалар   түзілуі мүмкін.

Дифференциялану  қабілетіне байланысты бағаналық  жасушалардың 3 негізгі түрі болады:

• Потипотентті бағаналық жасушалар - олар ағзаны түзетін тіңдер мен жасушалардың түрлі типтерін түзеді. Оған ұрықтанған жұмыртқа немесе зигота және екі кезектескен жасуша генерацияларын жатады.

• Плюрипотентті бағаналық  жасушалар – ағзаны құрайтын барлық клеткаларды құрамайды, тек көпшілігін жасап шығарады. Оған эмбриональды және фетальды бағаналық жасушаларды жатады.

• Мультипотентті бағаналық жасушалар – кейбір бағыттағы аз дифференцияланатын жасушалар типтерін жасайды. Мысалы: сүйек кемігінің гемопоэтикалық және мезенхимальды бағаналық жасушалары.

Бұл қатып калған жіктелу  емес. Шынында, плюрипотентті және мультипотентті бағаналық жасушалар өзгешілігі жөнінде көптеген мәліметтер анықталды. Бағаналық жасушалардың потенттілігі арнайы жасушалық типтің дифференциялануына бағытталған генетикалық бағдарламаның  қосылуына  микроайналымдары-ның  шарттарымен өзгереді.

Эмбриональды  бағаналық жасушалар - аналық жасушаның шартында өте тығыз бірлескен ұрықтануы нәтижесінде түзіледі. Олар эмбриональды бағаналық жасушалар ретінде бластула стадиясында эмбрионнан өндіретін ішкі қабатын түзеді. Қазіргі кезде әлемде бірнеше оңдаған эмбриональды бағаналық жасушалар түрлері алынған. Осы жасушалар арнайы шарттар бойынша түрлі жасуша типтерін береді.

Фетальды бағаналы жасушалар – аборт жасалған ұрықтан алынатын арнайы клетка типі болып табылады.  Ол ұрықтың дамуында дененің түрлі мүшесінде айналып кетуі мүмкін. Дегенмен фетальды бағаналық жасушалармен зерттеулер жүргізу осы кезге дейін бірнеше типтерімен шектеледі. Олар нейрон - бағаналық жасушалар, ұйқы безінің негізін салушы жасушалар мен гермальды жасушалар.

Ересек адамдардың бағаналық жасушалары - дифференцияланбаған жасушалар. Олар ағзаның бүкіл өмірінде денеде жаңарып отырады немесе өздері тұрған тіндер типіне маманданады.

Ересектердің бағаналық  жасушаларының көздері - сүйек кемігі, қан, көз, бас миы, қанқа бұлшықеттері, тіс, бауыр, тері, асқазан-ішек жолы, қабырғасының ішкі қабаты және ұйқы безі.

Зерттеулерге қарағанда  ересектер бағаналық жасушаларының  бір бөлігі ғана мультипотентті екені  анықталады.

Мысалы, сүйек миының стромалық  мезенхимальды бағаналы жасушалары   шартында бас миы жасушасының 3 негізгі  түрін ажыратады, олар:

• Эпителий жасушалары

• Қанқа бұлшықеттері

• Кардиомиоциттер

 

Медицина және физиолигия саласы бойынша Нобель сыйлығы жапондық ғалым Синья Яманака және британдық биолог Джон Гердонға табыс етілді.

 

Аталған қос зерттеушінің бірі діңгек жасушаларын (стволовые клетки) зерттесе, ал енді бірі жануарларды клонын жасаумен айналысыпты. Олардың ашқан жаңалықтары жаңа тіндер мен толық бір ағзаның көшірмесін жасауға негіз болады деп болжануда. 
Нобель сыйлығын беретін комитетінің хабарлауында «Олардың жаңалығы жасуша мен ағзалардың дамуы туралы ғылымда «төңкеріс» жасады» делінген. 
Екі ғалымның ашқан жаңалықтары түрлі қатерлі кеселден аман алып қана қоймай, ертең адамның клонын жасауға да жол ашуы мүмкін. Нобель лауреаттарының ашқан жаңалығының маңызы неде? 
1962 жылы Джон Гердон жасушалардың арнайы бағытқа бағындырылуы қайтымды деген болжамға келеді. Кейін ол класикаға айналған тәжірибеге өзгеріс жасай отырып жаңалық ашады. Құрбақаның аналық жасушасының жетілмеген ядросын ішек эпителиінің жетілген жасушасының ядросымен ауыстырды. Түрі өзгертілген аналық жасушадан қарапайым кішкене бақа пайда болды. Бұл жетілген жасуша ДНҚ-сында құрбақа ағзасының өзіне тән тіндердің дамуы үшін керекті барлық ақпарат бар екенін дәлелі болды. 
Ал Синья Яманака болса, жетілген жасушаны діңгекті жасушаға бағдарлауға болатынын дәлелдеді. Таң қаларлығы сол, ол жасушалық геномға бірнеше генді ғана енгізе отырып, арнайы бағытқа бағындырылған жасушаларды ағзаның барлық жасушалар типінде даму қабілеті бар плюрипотентті бағаналы жасушаларға бағдарлай алды. 
Бұл жаңалық жасушалардың даму және арнайы бағытқа бағындырылуына көзқарасты түгелдей өзгертті. Адамның жасушаларын кері «бағаналық» жағдайға басқаша бағдарлаудың арқасында ғалымдар ауруды зерттеу үшін жаңа мүмкіндіктер алады және алдын-алу мен емдеудің жаңа әдістерін әзірлейді.

 
Барлығымыз ұрықтандырылған жұмыртқа жасушасынан дамығанбыз. Эмбрион пайда болған алғашқы күндері ерекше жасушалардан құралады, ол жасушалардан кейін тіннің кез-келген типі дамып, жетілген ағза пайда болады. Бұл жасушаларды –плюрипотентті діңгекті жасушалар деп атайды. Эмбрионның әрі қарай даму нәтижесінде осы жасушалардан жүйке, бұлшықет, бауыр жасушалары және өзге типті жасушалар дамиды, әр жасушалардың ағзада бағытталған өз қызметі болады. Бастапқыда жасушалардың бағытталу қызметі қайта айналмайтын үрдіс саналған. Жасушалардың жетілу барысында оларды плюрипотентті күйге қайтару мүмкін емес деп тұжырымдалып келген. Джон Гердон бұл заңды өзгертті. Ол кез-келген жасушаның геномы кез-келген арнайы типке бағытталу туралы ақпаратты сақтайды деген тұжырымды ұсынды. Бұл тұжырымдамасын 1962 жылы ол жоғарыда айтылғандай құрбақаның аналық жасушасының жетілмеген ядросын ішек эпителиінің жетілген жасушасының ядросымен ауыстырады. Бұл аналық жасушаның жаңа толық жарамды кішкене бақаға дамуға кедергі болған жоқ. Ересек құрбақамен жасалған тәжірибеде де осы нәтиже қайталанды. Демек, жетілген жасуша ядросы ағзадағы басқа жасушалар туралы «ілімді» жоғалтпаған. Алайда Гердонның ашқан жаңалығына ғылыми әлем бастапқыда күмәнмен қарады. Кейіннен өзге зерттеулер, басқа ғылыми топтардың тәжірибелері британдық биологтың қортыныдысын дәлелдей түсті. Өз кезігінде осы сала дами түсіп, сүтқоректілердің клонын жасауға мүмкіндік берді. Дегенмен Джон Гердонның зерттеуі генетикалық материалды ауыстыруды қажет етті, содан бір сұрақ жауапсыз қалды.Бөлек бір жасушаны діңгекті жасушаға бағдарлауға бола ма? Міне, осы орайда 40 жыл өткеннен кейін жапондық Синья Яманака өзінің зерттеуі арқылы жауап қатты. Ол эмбриондық діңгекті жасушалармен (плюрипотентті діңгекті жасушалар) жұмыс істейді. Зертханалық жағдайда эмбрионан алынып, өсірілген жасушаға зерттеу жүргізеді. (Алғаш рет зертханалық жағдайда жасушалар 2007 жылы Нобель сыйлығын иеленген Мартин Эванс есімді азаматпен бөлініп алынған.)Яманака жасушалардың плюрипотенттігін анықтайтын гендерді табуға тырысып бақты. Бірнеше генді тауып, әрқайсын бөлек тестіледі. Генді модификациялау жетілген жасушаны плюрипотентті діңгектіге бағдарлау мүмкіндігін қарады. Яманака және оның әріптестері дәнекерлік тіндердің жетілген жасушасы геномын модифицирледі. Нәтижесінде жапондық ғылыми топ жасушаны қайта бағдарлайтын комбинацияны тапты, және бұл әдісі таңғаларлықтай жеңіл болып шықты. Модифицирленген 4 генді біріктіре отырып ғалымдар фибробластыны діңгекті жасушаға қайта бағдарлады. Яғни, «кәрі» жасушаны діңгекті iPS-жасушаға айналдырды. 
Соңғы жылдарда жасалған зерттеу iPS-жасушалардан барлық типтегі жасушаларды жасауға болатынын көрсетті. Бұл зерттеудің нәтижесі әлем ғалымдары қолданысқа енгізіп те үлгерген және медицинаның көптеген саласының ілгері дамуын тездетті. 
iPS-жасушаларды адам ағзасы жасушасынан «дайындауға» болады. Мысалы, түрлі ауруларға шалдыққан науқастар терісінің донорлық жасушасы қайта бағдарланады, ал алынған діңгекті жасуша сау адамнан алынған жасушаға сәйкес. Осылай дерттің даму механизмін түсініп қана қоймай, емдеудің жаңа әдістемесін жасауға болады. 
Адамның «көшірмесін» жасауға бола ма? Бұл сұрақ талай ғалымды мазалайды. Құжаттардың, суреттің көшірмесін жасағандай, адамның көшірмесін шығаруға бола ма? Адамның клонын жасау туралы қаншама ғылыми-фантастикалық шығармалар мен кинофильмдер жарық көрді. Ғылымның дамуы біздің өмірді өзгертеді. Адамның да «көшірмесін» жасауға бүгін бір қадам жақын болғандаймыз. Бұған 2012 жылы Нобель сыйлығы иегерлерінің ашқан жаңалықтары негіз болып отыр. 
Адам – кім? –деген сұраққа жауапты адамзат пайда болған сәттен бері іздеді. Адамның «көшірмесін» жасауға бірінші тырысып баққан Мәскеулік профессор Георгий Лопашев екенін бірі білсе, бірі біле бермейді. Бұл ғалым 1940 жылы құрбақаның эмбриондық жасушасы ядросын екінші бақаның жұмыртқа жасушасына алмастырған. Клоны жасалған бақалар туралы алғашқы ғылыми дерек 1948 жылы «Журнал общей биологии» деген басылымда жарық көру керек болған, алайда басылым жарық көрер алдында Ауылшаруашылық ғылымы академиясының трибунасынан Лысенко мырза өз баяндамасында «генетика жалған ғылым» деп дүрліктірген. Осыдан кейін ғылыми жаңалықты жариялаған журналдың саны ешкімнің қолына тимеді. 
Міне, осы жағдайдан 3 жылдан соң «клон жасауды» бірінші қолға алғандар болып тарихта американдық Роберт Уильям мен Томас Кинг қалды. Ал биылғы Нобель сыйлығының иегері атанған ағылшындық Джон Гердон болса олардың ізбасары саналды. Уақыт өте клондау технологиясы ілгері дамыды. Жаңа технологиялар бірталай жануарлардың клонын жасауға мүмкіндік ашты. «Көшірмесі» жасалған қойлардан кейін жылқы, егеуқұйықтар, иттің және маймылдың клонын жасағандар болды. Соңғы болып осыдан 3 апта бұрын испандық бұқаның клоны дүниеге келді. 
Алайда сүтқоектілердің клонын жасау тәжірибелер барысында ғалымдар бірнеше қиындықтарға тап болды. Біріншіден, бір-бірінен айнымайтын жануар жасау мүмкін емес. Қаншама жыл ғалымдар клондардың ұқсамай шығатынын салдарын таба алмай келді. Джон Гердонның зертханасында құрбақаларға жасалған алғашқы зерттеулерде-ақ 100 эмбрионнан тек 2-3 құрбақа шыққан. Бірақ оның өзін нағыз құрбақаға жатқызу қиын болды. Себебі, ол «көшірмелер» өзі тектестерге ұқсамады және ішкі мүшелерінің жұмысы тоқтағаннан өліп қалды. Атақты Долли қойдың толыққанды клонын жасау үшін ғалымдар 276 мүмкіндік қолданды. Ал италияндық жылқыны -328, Сиси есімді мысық - 80 мүмкіндіктен кейін бірақ туылған. Әдетте денесінің пропорциясы дұрыс емес, агрессияға бейім және имундық жүйесі төмен жануарлар туылып жатты. Сондықтан да олардың ағзасы қарапайым вирустар мен бактерияларға төтеп бере алмайды, нәтижесінде клон тез өліп қалатын болды. Аталған осы фактілердің барлығын ғалымдар донор жасушасының жасымен байланыстырды, жұмыртқа жасушаға енгізер алдында ол бірталай өмір сүрген. «Жасушадағы 40 мың генді жасы үлкен жануар емес, эмбрионның жасушасы екеніне сендіріп көріңіз » -деген сөзді Ролина университеті клондардың денсаулығын қадағалаушы ғалым Гарри Гриффин Долли қойдың клондары өліп қалған кезде айтқан еді. «Біз гендерді қалай қайта бағдарлау керек екенідігін білмейміз, сол себептен де ауытқуышылықтар пайда болады. Бұндай жағдайлар адам клонын жасау барысында да туындайды». 
Яғни, бірталай өмір сүрген жануардың жасушасын, былайша айтқанда «кәрі жасушасын» жаңа «жас» жасушаға айналдыру мүмкін болмады. Мүмкін емес болып көрінді. Ғылым аренасына жапондық Яманаканың жаңалығы белгілі болғанға дейін. Жоғарыда айтылғандай, Синья Яманака «кәрі» жасушаны «жас» жасушаға айналдыратын гендерді тапты. Енді жануарларды клондау барысында тап болған бастапқы қиындық шешілді. Бастапқыда Синья Яманака адамның «мәңгілік жастық шағы» үшін жауап беретін генін анықтамақшы болды. Нәтижесінде ол «мәңгілік жастыққа» жауап береді дейтін 24 генді анықтайды. Әрқайсын зерттей келе бірнеше жылдан соң бүкіл әлем «Яманаканың ғажайыбын» көрді. Яманака жасушаны қайта «жасартатын» 4 генді анықтады. Кейіннен ол 4 генді тек 2-імен алмастыруға болатынын көрсетті.

Ғалымдар қаннан діңгекті жасушаларды алудың жолын тапты

ҚазАқпарат - Кембридж университетінің  ғалымдары адам қаны компоненттерінен діңгекті жасушалар алудың жолын  тапты, деп хабарлады.

Жаңа әдіс ауру адамдарды  емдеу үшін өнімді жасушалар алудың неғұрлым тиімі тәсілі, деп санайды  биологтар.

Қазірде діңгекті жасушалардың көпшілігі адам терісінен жасалады. Алайда ғалымдар мұндай жасушылардың генетикалық кемшіліктері бар,  сондықтан да оларды ауыстырып салу адам өміріне қауіпті деген қорытындыға келді.

Ең бірінші бағаналы жасушалар  трансплантациясы сүйек кемігінің  гемопоетикалық жасушаларынан басталған. Ол осыдан 20 жыл бұрын жасарту  мақсатында жасалған, яғни косметологияда бастау алған. Қазір гемопоетикалық бағаналы жасушалар басқа да ауруларды  емдеуге қолданылады. Мысалы: қан  жүйесінің қатерлі ісіктері (балалардағы  лейкоздың кейбір формалары). Қазіргі  гематология жүзден аса ауруларды  гемопоетикалық бағаналы жасушалардың транплантациясысыз жасай алмайды. Ақырғы жылдары гемопоетикалық  бағаналы жасушалар аутоимунды ауруларды, бүйрек және сүт безі қатерлі ісіктерін, ревматоидты арттрит, Крон ауруы, жайылмалы  склероз, артрит ауруларын тұрақты  сауығуға дейін емдейді.

Сүйек кемігінің стромалық (мезенхималық) бағаналы  жасушалары  ортопедиялық клиникада қолданылады. Негізгі көрсеткіштері - сынған сүйек ақауларын, бұзылған буын шеміршегінің қалпына келуін қамтамасыз етеді. 

Мезенхимальді бағаналы жасушалар  кардиохирургиялық клиникада белсенді орын алады. Инфарктан кейін бұзылған кардиомиоциттерді қалпына келтіреді.        

Ересек бағаналық  жасушаларды  болашақта терапиялық қолданудың оптимистік болжамдары сүйек миының трансплантациясның тарихи жетістіктеріне байланысты. Сүйек миының трансплантациясы қолдану лейкемиямен ауыратындардың тірі қалуын арттыру, туа біткен қан  бұзылыстары иммундық жүйе ауруларында  үлкен маңызы бар.Гемопоэтикалық бағаналық  жасушалардың сүйек миының қалыпты  қызметін қалпына келтірудегі рөлін  алғаш рет 40 жылдай бұрын Тилл мен  Мак Кулох дәлелдеді.

Гемопоэтикалық  бағаналық жасушалардың екі сипаттамасы  бар:

• Бағаналық жасушалардың қосымша өздігінен жаңару арқылы өндіреді.

• Негізін салушы жасушалардың құрылуымен диффференциялауға «міндетті».

Соңғы қасиеті сүйек миының трансплантациясының негізгі идеологиясын құрайды.

Жүрек ауруларын емдеудің қазіргі кездегі әдістері қауіп-қатер  факторынан сақтандыру, ұзақ медикаментозды терапиядан (антиагреганттар, в-блокаторлар, АПТ ингиторлары және т.б) хирургиялық  емдеуден  (баллонды дилатация, тарылту, жасанды жел айдағыш және жүрек  трансплантациясы) тұрады.