Индуцированные плюрипотентные клетки. Механизм получения и применение в клеточной терапии.

Комплекс Гольжди. Строение. Функция.

Комплекс Гольджи расположен около ядра и часто вблизи центриоли, образован стопкой из 3-10 уплощённых и слегка изогнутых цистерн с расширенными концами (рис. 2-18). а. Структура. Цистерны комплекса Гольджи образуют три основных компартмента: цис-сторона, транс-сторона, промежуточный компартмент. С комплексом Гольджи тесно связан и всегда рассматривается вместе ещё один клеточный компартмент — транс-сеть Гольджи.

(1) Цис-сторона (формирующаяся) более осмиофильная, включает цистерны, обра­щённые к расширенным элементам гранулярной эндоплазматической сети, а так­ же небольшие транспортные пузырьки.

(2) Транс-сторона (зрелая) образована цистернами, обращёнными к вакуолям и секреторным гранулам.

(3) Промежуточный компартмент включает небольшое количество цистерн меж­ ду цис- и транс-стороной.

(4) Транс-сеть Гольджи лежит на небольшом расстоянии от краевой цистерны транс-стороны и участвует в образовании лизосом и сортировке белков для различ­ных транспортных пузырьков.

Функции. (1) Модификация секреторного продукта. Ферменты комплекса Гольджи гликозилируют белки и липиды; образующиеся здесь гликопротеины, протеогликаны, гликолипиды и сульфатированные гликозаминогликаны предназначены для последующей секреции. (2) Концентрирование секреторных продуктов происходит в конденсирующих ваку­олях, расположенных на транс-стороне. (3) Упаковка секреторного продукта, образование участвующих в экзоцитозе секре­торных гранул.

Лизосомы. Происхождение, функция.

Лизосомы — округлые пузырьки, окружённые мембраной; их размеры и электронная плотность значительно варьируют.

Содержимое. Более 50 ферментов: рибонуклеазы, дезоксирибонуклеазы, катепсины, сульфатазы, р-глюкуронидазы, фосфолипазы, гликозидазы, липазы и другие. Лизосомные ферменты наиболее активны в кислой среде (pH—5,0), для поддержания кото­рой в мембрану лизосомы встроен протонный насос (Н+,К+-АТФаза).

Функция. Лизосомы участвуют во внутриклеточном пищеварении. Варианты учас­тия лизосом в переваривании материала внутриклеточных компонентов или частиц, различными путями попавших в клетку, представ­лены на рис. При нарушении функции лизосом развиваются лизосомные болезни накопления. Болезни накопления характеризуются неспособностью ферментов лизосом (вслед­ствие дефектов их синтеза или структуры) расщеплять метаболиты.

Роль протеасом в деградации белков.

Протеасома —очень крупная мультисубъединичная протеаза, присутствующая в клетках эукариот. В эукариотических клетках протеасомы содержатся и в ядре, и в цитоплазме. Основная функция протеасомы — протеолитическая деградация ненужных и повреждённых белков до коротких пептидов, которые затем могут быть расщеплены до отдельных аминокислот. Деградация 80—90 % внутриклеточных белков происходит при участии протеасомы. Для того чтобы белок-мишень расщепился протеасомой, он должен быть помечен путём присоединения к нему маленького белка убиквитина. Присоединение первой молекулы убиквитина к белку служит для лигаз сигналом для дальнейшего присоединения молекул убиквитина. В результате к белку оказывается присоединена полиубиквитиновая цепь, которая связывается с протеасомой и обеспечивает расщепление белка-мишени. В целом вся эта система получила название убиквитин-зависимой деградации белка.

Протеасомальная деградация белка важна для протекания многих клеточных процессов, включая клеточный цикл, регуляцию экспрессии генов и ответ на окислительный стресс.

Макромолекулярные комплексы цитоплазмы: протеосомы, апоптосомы.

Макромолекулярные комплексы цитоплазмы: протеосомы, апоптосомы.
Протеосомы - крупные белковые комплексы, которые гидролизуют белки, связанные с убиквитином (белок, который играет роль «ярлыка» для других молекул белков), регулируя концентрацию определенных белков в клетке.
Апоптосома — крупная четвертичная белковая структура, формирующаяся внутри клетки в процессе апоптоза. Сборка апоптосомы запускается высвобождением цитохрома c измитохондрий в ответ на внутренние либо внешние про-апоптозные стимулы. Апоптосома активирует инициаторные каспазы, запускающие каскад апоптозных реакций.

Апоптоз. Сигнальные механизмы апоптоза.

Апоптоз — запрограммированная гибель клеток — естественный процесс, предназначенный для элиминации поврежденных клеток либо клеток, «не нужных» по программе морфогенеза и индивидуального развития организма. Важной особенностью апоптоза, отличающей его от некроза, является отсутствие воспалительных реакций соседних клеток на продукты распада, так как деградирующая клетка сохраняет целостность мембраны до конечных стадий процесса, а затем подвергается фагоцитозу. Характерные признаки: утрата межклеточных контактов, разрушение цитоскелета, конденсация хроматина, фрагментация ядер, деградация ДНК. Инициация апоптоза может происходить по средством внеклеточных и внутриклеточных факторов. Внеклеточными сигналами могут быть молекулы смерти связывающиеся с рецепторами смерти. В результате собирается смерть-индуцирующий сигнальный комплекс, который контролирует каспазную реакцию и деградацию ДНК. Внутриклеточные сигналы часто происходят из ядра. Синтезируются проапоптозные белки, под действием которых из митохондрий выходят проапоптозные факторы, участвующие в сборке апоптосом и последующей активации каспазного каскада.
Несмотря на разнообразие инициирующих факторов, выделяются два основных пути трансдукции (передачи) сигнала апоптоза: рецептор-зависимый (рецепторный) сигнальный путь с участием рецепторов гибели клетки и митохондриальный путь.

Индуцированные плюрипотентные клетки. Механизм получения и применение в клеточной терапии.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки - вид плюрипотентных стволовых клеток, искусственно полученных из неплюрипотентных клеток, обычно из взрослых соматических клеток, путем "вынужденной" индукции (процесс запуска транскрипции гена или белка вследствие действия определенного фактора-индуктора) определенных генов. Этот процесс осуществляется путем трансфекции (процесс переноса генетического материала в клетку с помощью вирусных векторов) определенных генов стволовых клеток в неплюрипотентную клетку человека, такую как фибробласт, с помощью вирусных векторов (ретровирусов). Эта техника должна быть тщательно контролируемой и изученной перед ее применением у человека. В исследованиях на животных вирусы, которые применяются для введения факторов перепрограммирования, иногда вызывали раковые опухоли. В настоящее время ученые разрабатывают методы без использования вирусов. . Иными словами, ИПСК - это взрослые клетки, которые генетически перепрограммированы в эмбрионально-подобные клетки путем экспрессии генов и факторов, важных для определения свойств эмбриональных стволовых клеток.
Схема получения индуцированных плюлрипотентных клеток.
(1)изолирование и культивирование донорных клеток
(2) - перенос ассоциированных со стволовой клеткой генов в донорные клетки с помощью вирусных векторов. Красные клетки - те, в которых происходит экспрессия экзогенных генов.
(3) - сбор и культивирование клеток соответственно культуре эмбриональных стволовых клеток, используя митотически неактивированные фидерные клетки (светло-серые, клетки, используемые в культуре для опоры и питания ПСК, фидерные клетки обработаны таким образом, чтобы они не делились)
(4) - небольшое количество клеток становятся iPS-клетками (Induced Pluripotent Stem Cells) и генерируют подобные эмбриональным колонии стволовых клеток.
Применение:
1)Этот подход дает возможность использовать собственные ткани пациента и, таким образом, решает проблему отторжения пересаженных тканей, избавляя от необходимости принимать иммунодепрессанты. Это значит, что в скором времени можно будет заменить поврежденную или пораженную ткань человека на точно такую же ткань этого пациента, только здоровую. Это решит проблему терапии множества болезней.
2) При должном уровне диагностики будет не сложно выявлять возрастные нарушения работы органов и уже на самом начальном этапе исправлять эти нарушения с помощью клеточной терапии. Таким образом, можно поддерживать организм в "молодом" состоянии на протяжении очень длительного времени, что фактически отменияет старение.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: