Kultury in vitro.doc

(127 KB) Pobierz

1.       Komórki macierzyste – typy i rozwój:

 

Komórki macierzyste to inaczej komórki pnia. Komórki które wykazują jednocześnie dwie charakterystyczne cechy:

§         Zdolność do potencjalnie nieograniczonej liczby podziałów,

§         Możliwość różnicowania się do innych typów komórek.

Dzięki tym dwóm cechom komórki macierzyste zdolne są, w warunkach in vivo, do rekonstrukcji określonej tkanki – nawet w sytuacji, gdy stan końcowego zróżnicowania tkanki uniemożliwia dalszy podział jej komórek.

Wyróżniamy cztery główne rodzaje komórek macierzystych: zarodkowe (pobrane z ludzkich zarodków), płodowe (z płodów poaborcyjnych), pępowinowe (z krwi pępowinowej) oraz dojrzałe (pobrane z dojrzałej tkanki).

Rozwój komórek macierzystych zachodzi po ich ekspozycji na działanie morfogenu (substancji, która wpływa na przyszły los komórki oraz wywiera na nią różny skutek w zależności od swego stężenia). Dopiero wówczas można określi, w którą z czterech podstawowych typów tkanek przemienią się komórki macierzyste – w nabłonkową, nerwową, łączną czy mięśniową.

 

2.       Fibroblast:

 

Jest to rodzaj komórki macierzystej występującej u zwierząt, pochodzącej z mezodermy, wydzielającej włókna i macierz tkanki łącznej (ECM – patrz punkt 5, 6). Posiada zwykle rozgałęzioną cytoplazmę oplatającą eliptyczne jądro komórkowe. Aktywne fibroblasty mogą być rozpoznawane dzięki obecności szorstkiego retikulum endoplazmatycznego. Nieaktywne fibroblasty, zwane fibrocytami, są mniejsze i wrzecionowate, ze zredukowanym retikulum.

Fibroblasty maja zastosowanie w produkcji takich związków jak kolagen, elastyna, glikozaminy, glikoproteiny oraz w procesie otrzymywania ECM.

 

3.       Komórki mięśniowe:

 

Są to komórki tworzące zespoły, tzw. miocyty – posiadające zdolność do aktywnego kurczenia się, które są z kolei głównym składnikiem tkanki mięśniowej. Wyróżniamy trzy rodzaje tkanki mięśniowej:

§         Gładka – działająca niezależnie od woli i świadomości człowieka, mająca zdolność do ciągłego lecz bardzo powolnego kurczenia się.

§         Poprzecznie prążkowana szkieletowa – zbudowana z wielojądrzastych komórek nazywanych włóknami mięśniowymi, mających charakter syncytium. Tkanka ta posiada niezwykle dużą liczbę mitochondriów i charakterystyczne prążki wywołane obecnością miofilamentów aktynowo-miozynowych (biorących udział w zależnym od naszej woli skurczu włókien mięśniowych).

§         Poprzecznie prążkowana serca – będąca swego rodzaju połączeniem dwóch poprzednich rodzajów. Budową przypomina mięsień poprzecznie prążkowany lecz niewielkie różnice w budowie komórek pozwalają na prowadzenie ciągłej aktywności (ciągłej pracy mięśnia). Mięśnie te działają niezależnie od naszej woli.

 

4.       Zamrażanie komórek:

 

...

 

5.       Liza komórek, powody uzyskiwania lizatów:

 

Liza jest to proces rozpadu komórek; lizat natomiast produkt lizy komórkowej. Do lizy komórki może doprowadzić działanie takich czynników jak detergenty, enzymy lityczne czy wirusy.

Po otrzymaniu lizat należy ultrawirować, co spowoduje jego rozdział na frakcje – w zależności od ciężaru poszczególnych substancji składowych komórki. Na dnie probówki znajdą się białka, następnie kwasy nukleinowe i kolejno sacharydy. Fragmenty lipidowe znajdą się w górnej części odwirowanego lizatu.

 

6.       Badania z wykorzystaniem lizatów, elektroforeza w żelu poliakrylamidowym z detergentem (SDS PAGE):

 

Badania te wykorzystują zjawisko przemieszczania się cząstek obdarzonych ładunkiem w polu elektrycznym, w którym nośnikiem jest żel (agaroza, poliakrylamid). SDS (dodecylosiarczan VI sodu) jest detergentem anionowym, który powoduje denaturację i przekształcenie białka w anion, w efekcie wszystkie białka mają liniowy kształt oraz ładunek ujemny, a szybkość ich migracji w żelu zależy wyłącznie od ich wielkości (im większy jon tym wolniej porusza się w polu elektrycznym). Białka są bezbarwne, dlatego stosuje się barwienie błękitem kumasyny lub związkami srebra.

 

Cztery typy komórek macierzystych

                    Zarodkowe - Pobrane z ludzkich zarodków

                    Płodowe- Pobrane z tkanek po aborcji

                    Pępowinowe - Pobrane z krwi pępowinowej

                    Dojrzałe (dojrzałego organizmu) - Pobrane z dojrzałej tkanki

Cechy kom. macierzystych

                    Zdolne do samoodnawiania

                    Zdolne do wieloliniowego różnicowania

                    In vivo, zdolne do funkcjonalnej rekonstytucji (odtworzenia) określonej tkanki

                    W tkankach wykorzystujących kom. macierzyste, jeśli kom. tracą zdolność do regeneracji i wytwarzania potomnej puli kom. macierzystych, tkanka ulegnie degeneracji.

Komórki macierzyste

                     Organizm używa kom. macierzystych gdy stan końcowego zróżnicowania  ( nie umożliwia) jest niezgodny z podziałem komórek

 

 

                    Kom. macierzyste są wykorzystywane tam gdzie (wymiana, obrót) turnover zachodzi szybko

       Wyściółka jelita, ust, przełyku

       Warstwa naskórka

       Tkanki krwiotwórcze

Rozwój kom. macierzystych

                    Rozwój kom. macierzystych rozpoczyna się po ekspozycji na morfogen:

       Substancji mającej wpływ na przebieg formowania

                    Gdy rozpoczną się zmiany, można określić w którą z 4 podstawowych typów tkanki się przekształcą.

                    Nabłonkową, nerwową, mięśniową, czy łączną

 

Potencjał kom. macierzystych

                     Unipotentne

        Dają początek jednemu typowi komórek

        Gonocyty

                     Plemniki i oocyty

                     Oligopotentne

        Dają początek kilku typom komórek

        Komórki epidermalne

                     Multipotentne

        Dają początek wielu typom komórek

        Kom. macierzyste jelit

                     Pluripotentne

        Dają początek większości komórek ciała

        Komórki mesenchymal Totipotentne

        Mogą wytwarzać wszystkie typy komórek ciała

        Wykorzystanie ograniczone do zapłodnionego jaja i  blastomerów wczesnego zarodka

Dojrzałe komórki macierzyste

                    Hematopoetyczne kom. pnia (HSC)

       Krew i szpik kostny

                    Kom. macierzyste tkanki łącznej

       Tłuszcz, kości, chrząstka--fibroblasty

                    Niektóre epitelialne kom. macierzyste

       Skóra, receptory czuciowe

                    Neuronalne kom. pnia (NSC)

                    Mięśniowe kom. pnia (MSC)

 

Część 2

Fibroblasty są komórkami macierzystymi, ich różnicowanie do adipocytów i potencjalne zastosowanie kliniczne

Fibroblasty są unikatowe

                    W skład rodziny komórek tkanki łącznej wchodzą:

       Fibroblasty

       Komórki chrząstki (chondrocyty)

       Komórki kościotwórcze (osteocyty)

       Komórki tłuszczowe (adipocyty)

       Komórki mięśni gładkich

                    Fibroblasty są zdolne do transformacji w każde z wymienionych komórek, czasem nawet odwracalnie

 

                    Transformacje są regulowane przez skład ECM, kształt komórki, hormony iczynniki wzrostu

Fibroblasty

 

                    Funkcja:

       Niewątpliwie, najpowszechniejsze komórki

       Komórki aktywne

       Tworzą kolagen, kolagenazy, elastynę i inne włókna

       produkują substancje podstawy (ECM)

 

                    Wygląd (in vivo):

       Kształt wrzecionowaty. 

       Cytoplazma jest niebieskawa w typowym barwieniu histologicznym

       Jądro zawiera wyraźne jąderko

Białe adipocyty

                    Wygląd:

       triglicerydy zgromadzone w cytoplazmie

       nie połączone pęcherzyki

       jądra przesunięte na bok.

 

 

                    Funkcja:

       Pobieranie, synteza, przechowywanie mobilizacja neutralnych  lipidów

       używane jako źródło energii dla komórek, amortyzacja, izolacja

                    Lokalizacja:

       pod skórą

       wokół nerek

       w kościach (dorośli)

 

Tkanka tłuszczowa dorosłych jest źródłem komórek macierzystych

                     Białe  adipocyty pobrane z ciała

                     Hodowane w obecności czynników odróżnicowujących (szczególnie niska zawartość surowicy)

        rewersja komórek do fibroblastów

                     Komórkom podaje się różne czynniki dla stymulacji wytwarzania innych typów komórek

                     Nowe komórki zastępują uszkodzone obszary in vivo

                     Ciągle daleko do powszechnego stosowania.

 

 

Tłuszcz wykorzystany do naprawy czaszki

                    Grudzień 2004 w Niemczech u 7 letniej dziewczynki

                    Niewielki fragment kości można pobrać z grzebienia biodrowego

                    Uzyskane z tłuszczu komórki macierzyste mogą odgrywać rolę w przyspieszaniu procesów regeneracyjnych

       Niepotwierdzone w podwójnie ślepej próbie dowody potencjalnego zastosowania

Różnicowanie

                     Różnicowanie jest procesem preprogramowania komórek macierzystych do przekształcenia się w komórki specyficzne.

                     Zarodkowe i płodowe kom. macierz. mają możliwość przekształcenia się w większą liczbę różnych komórek niż dojrzałe kom. macierzyste. Niewiele wiadomo o czynnikach koniecznych do przekształcania ES i FS w nowe kom.

        Problemy etyczn...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin