Celula stem- tipuri, caracteristici, aplicatii -

Generalitati• Celulele stem sunt celule nediferentiate care

posedă capacitatea de a se transforma in celule înalt specializate

• Termenul de celula stem este utilizat in sensul de celula “suşă”, tulpină progenitoare

• Considerata celulă de origine(precursoare) pentru diferite populaţii

• Se pot dezvolta in orice tip de celulă din organism formând ţesuturi şi organe

Slide 002

Department of Cell and Molecular Biology, Karolinska Institute

• provin din celulele mezenchimale • aspect limfoid• celula mononucleară• au diametrul de 8-10μm

Slide 003

• suprafaţă netedă, citoplasmă puţină, nucleu mare situat central

• organitele comune slab reprezentate prin mitocondrii mici, RER si aparat Golgi

Slide 004

• capacitatea de diviziune este nelimitata – cea mai importanta funcţie pe care o au şi pentru care sunt atât de folosite

• acţionează ca si un sistem de refacere şi reparare a oricărei părţi constituente a organismului

• la fiecare diviziune a celulei mame, apar celule fiice cu capacitatea de a ramane in stadiu de celula stem

Slide 005

Diviziunea şi diferenţierea celulelor stem

• nu toate celulele stem posedă aceeaşi capacitate de replicare sau acelaşi potential de diferentiere

Slide 006

Celule stem TOTIPOTENTE• sunt produse prin fuziunea unui ovocit

cu un spermatozoid• sunt cele aparute dupa primele

diviziuni ale ovocitului fecundat• se pot diferenţia in orice tip de celula• sunt capabile sa formeze o placenta si

un embrion intreg

Slide 007

Celule stem PLURIPOTENTE• sunt descendente ale celulelor

totipotente• sunt capabile sa formeze tesuturi

derivate din toate cele trei foiţe embrionare :

Slide 008

- Endoderm - Mezoderm - Ectoderm

Slide 009

Celule stem MULTIPOTENTE• au proprietatea de regenerare a unor

ţesuturi specifice, cum ar fi :

Slide 010

- pielea - ficatul - tractul intestinal

• au un potential regenerativ imens şi işi reînnoiesc continuu populatiile celulare

Slide 011

Celule stem UNIPOTENTE• pot produce un singur tip de celule• au proprietatea de a se reînnoi, ceea ce le

diferenţiaza de celulele non-stem• este considerata o celula stem deja orientata

spre o anumita evoluţie• o celula de tranzitie, intermediară între celula

stem multipotente si celula cap de serie, a unei linii celulare sanguine

• este ceva mai mare 15-18μm

Slide 012

Surse de celule stem :• organismul adult• celulele embrionare• celule de la nivelul cordonului ombilical

Slide 013

Celulele stem embrionare• provin din embrioni cu varsta de maxim

7 zile, care pot fi, la randul lor, donaţi sau produşi in exces in timpul proceselor de fertilizare in vitro

• sunt capabile de a-şi menţine abilitatea de a forma orice alt tip de celulă chiar si dupa luni sau ani de utilizare si crestere in laborator

Slide 014

Slide 015

Celulele stem adulte• sunt prelevate din organismul adult sau din

cordonul ombilical• rolul esential in organismul viu este acela de

a menţine integritatea si de a repara ţesuturile in care se găsesc

• se gasesc in : creier, piele, ficat

Slide 016

Celulele stem adulte prezinta, comparativ cu celulele stem embrionare , anumite avantaje si dezavantaje care le indica sau nu in utilizarea terapeutica

Slide 017

Avantaje :• la celulele stem adulte nu exista probleme de

ordin etic in ceea ce priveste utilizarea lor• In cazurile in care donorul si primitorul sunt

aceeasi persoană, nu există riscul respingeii transplantului celular prin intervenţia sistemului imun

• dacă însa, donorul e diferit de acceptor, poate apare reacţia imună din partea organismului gazdă care să ducă la respingerea transplantului

Slide 018

Dezavantaje :• celulele stem adulte sunt celule mature

si nu au capacitate mare de proliferare, pot genera doar anumite tipuri de celule, in număr limitat

• pot fi utilizate intr-un spectru restrans de boli

• sunt greu de identificat• se dezoltă greu, de ordinul lunilor

Slide 019

Celulele stem din cordonul ombilical

• sunt celule multipotente • se pot diferenţia intr-un numar limitat de

celule specializate• pot fi prezervate si conservate dupa naşterea

fătului pentru un timp nedeterminat• la cererea părinţilor si contra cost, acest

cordon ombilical poate fi prezervat în condiţii speciale în ideea ca daca fătul sau un membru al familiei au nevoie de un transplant de celule stem la o data ulterioara, se poate incerca folosirea lui

Slide 020

Aplicatii ale celulelor stem• experimentele si cercetările efectuate pe celule stem

embrionare au început efectiv de-abia din anul 1998 • un grup de oameni condusi de dr. James Thomson

de la Universitatea din Wisconsis, SUA, a pus bazele unei metode de izolare si cultivare a celulelor

Slide 021

Department of Genetics, Stanford UniversitySlide 022

• studiile si experimentele au demonstrat ca aceste celule au capacitatea de a influenţa decisiv numeroase domenii ale medicinii

• celulele stem au abilitatea de formare a celulelor de tipul :

Slide 023

- Neuronilor- Hepatocitelor- Cardiomiocitelor- Celulelor pancreatice - Celulelor endoteliale

• au posibilitatea sa interactioneze in mod direct cu aceste celule modificandu-le materialul genetic

• Fotografie furnizata de Institutul de Cercetari in Celule Stem, infatiseaza o singura celula stem, care poate "produce" toate tipurile de celule

ale sistemului nervos. (Institute for Stem Cell Research via Getty Images)

Slide 024

Între bolile pentru care se studiază intensiv tratamentul cu celule stem sunt incluse :

• DIABETUL : cercetatorii incearca sa influenteze transformarea celulelor stem in celule producatoare de insulină, acestea urmand a fi transplantate persoanelor diagnosticate cu o asemenea afectiune

• BOALA PARKINSON : se caracterizează prin pierderea capacitatii de control a miscarilor voluntare asociind si un tremofor fin al extremitatilor. Daca se reuseste obtinerea de celule nervoase viabile si functionale se incearca transplantarea acestora si inlocuirea celor bolnave

• BOLI CARDIACE : in cazul infarctului miocardic, inlocuirea regiunii de muschi cardiac afectat de procesul ischemic

Slide 025

• CANCER : prin intermediul celulelor stem se poate reface maduva osoasa. Celulele stem pot fi folosite si in vederea formarii de celule cu actiune specifică anticanceroasă, contribuind astfel la lupta împotriva cancerului initiată de organism

• TRAUMATISME MEDULO-SPINALE : celulele stem sunt folosite pentru formarea celulelor nervoase ce intră in componenta măduvei spinale

Slide 026

Slide 027

• LEUCEMIA : este o afectiune maligna progresiva manifestata prin proliferarea excesiva si haotica a precursorilor celulelor sangvine

• OSTEOPOROZA este o boală, caracterizată prin reducerea densităţii minerale osoase, asociată cu compromiterea structurii osoase trabeculare, ceea ce predispune osul la fractură în urma unui traumatism de mică intensitate sau chiar în lipsa acestuia

Slide 028

• INSUFICIENTA HEPATICA• SCLEROZA MULTIPLĂ • ANEMIA FALCIFORMĂ• FIBROZA CISTICĂ• BOLI NEUROMUSCULARE• ARSURI DE GRADUL 3 SI 4

BIBLIOGRAFIE :

• Borda, A.,Rosca A., Rosca S.Curs de histologie, Vol.I, Ed.II, 2002,

• Bădescu, A., Curuntu, I., Amălinei, C., Floarea, A., Adomicăi, M. - Tesuturi normale. Curs de histologie Ed.Graphix, Iasi Badescu 1994

• Harrison - Principii de medicina interna, Editia 16, Traducere selectiva efectuata de Ed. Medicala, 2005

• Pan G, Thomson JA.(2007). Nanog and transcriptional networks in embryonic stem cell pluripotency. Cell Res. 2007 Jan;17(1):42-9. Review

• Stingl J., Caldas C. (2007). Molecular heterogeneity of breast carcinomas and the cancer stem cell hypothesis. Nat Rev Cancer. 2007 Oct;7(10):791-9. Review.

Slide 029

• Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2002).Molecular Biology of the Cell 4th ed., New York and London: Garland Science.

• www.pubmed.com http://www.hematologie.ro/documentatie/Capitolul01/

Capitolu01.htm• Department of Cell and Molecular Biology, Karolinska Institute• Department of Genetik, Stanford University• Institute for Stem Cell Research via Getty Images

Slide 030