Cursant,

Creţu Mihaela

Specializarea:Asistent Medical Generalist

Anul I

Celulele stem- direcţii inedite de utilizare: diagnostic şi tratament

Iaşi 2015

Celulele stem.Primele menţionări ştiinţifice

1868- Ernst Haeckel - “Stammzelle”1885- August Weismann “germ plasm” 1905- Diagrama Pappenheim1908- Alexander Maksimov- celulele stem= model pentru hematopoieză1932-1936- Dr. Sabin- „există o celula care deşi seamănă cu un limfocit, îi lipsesc semnele de diferenţiere‟1946- MS Arrick- “Stem cell lymphoma of the newborn”. (Limfomul celulelor stem ale nou-născutului)1963- Till şi McCulloch – Nature - primul articol care demonstrează multipotenţa acestor celule.

Diagrama Pappenheim

http://www.ipscell.com/2012/04/who-really-discovered-stem-cells-the-history-you-need-to-know/

Ce sunt celulele stem?

Celulele stem sau celulele suşă se diferenţiază de restul celulelor prin două mari importante caracteristici. Sunt celule nespecializate care se pot înmulţi prin diviziune celulară după o perioadă lungă de conservare şi se pot transforma şi cultiva, în condiţii controlate, astfel încât să formeze ţesuturi.

Prin diviziune mitotică, celula stem produce două celule ce au capacitatea de a rămâne în stadiul de celulă sușă (păstrând astfel caracterul nediferențiat) sau de a se diferenția în urma unor diviziuni succesive.

Alexander, A.J., Lewis,J., Martin, R., Roberts,K., Walter, P. Molecular Biology of the Cell, ed. 4, Garland Science, New York & London (2002)

Clasificareîn funcţie de

capacitatea de diferenţiere

1. Celule stem totipotente :pot deveni orice tip de celula care intra in compozitia organismului (Liniile de celule stem embrionare  sunt derivate  dintr-un embrion uman creat prin fertilizare  in-vitro sau clonare. )

2. Celulele stem pluripotente: Acest tip de celule stem pot deveni aproape orice tip de celula, apar efectiv dupa ce celulele stem totipotente sufera primele diviziuni.

3. Celulele stem multipotente: pot da nastere unui numar limitat de celule, actioneaza ca un sistem reparator al tesuturilor bolnave.

4. Celulele unipotente -sunt celulele care dau nastere unui singur tip de celule dintr-un tesut

Clasificareîn funcţie de

vârstă

1. Celulele stem embrionare pot da nastere oricărui alt tip de celule (pluripotentialitate).

2. Celulele stem din tesuturile adulte au o capacitate de diferentiere limitată (mono, bi sau multipotentialitate), putand da nastere doar unor celule caracteristice tesutului din care provin. (Exista doua tipuri principale de celule stem adulte: celule hematopoietice si celule mezenchimale)

Hui, H.,Tang, Y., Hu, M., Zhao, X., Stem Cells in Clinic and Research, vol 1, (2011) p 4-20.

Modalități de prelevare și păstrareModalități noninvazive. O sursă bogată de celule stem este sângele din cordonul ombilical recoltat după naşterea unui nou născut. Colectarea sângelui este o procedură simplă şi scurtă, care oferă deplină siguranţă pentru sănătatea mamei şi a copilului. Sângele astfel recoltat se transportă la laborator pentru a fi analizat în vederea validării  pentru stocare. Probele obţinute vor fi înregistrate şi ulterior supuse procesului de criogenare treptată. Stocarea celulelor stem se face în criotancuri la -196 grade Celsius în vapori de azot lichid. Astfel, celulele stem, obţinute fără niciun risc pentru copil şi mamă, fără probleme de ordin etic şi disponibile la cerere pentru tratamente medicale pot fi păstrate pe termen teoretic nelimitat.

. Schlatt, S., Molecular and Cellular Endocrinology, 187, 1-2, p107-111

Modalități invazive: Lichidul amniotic este o sursă bogată de celule mezenchimale, iar celulele stem derivate sunt similare atât celulelor stem embrionare cât şi celulelor stem adulte, putându-se diferenţia în mai multe tipuri de celule.

Schlatt, S., Molecular and Cellular Endocrinology, 187, 1-2, p107-111

Direcţii de utilizare a celulelor stem

Toate celulele organismelor pluricelulare funcţionează într-o strânsă interdependenţă. Organismul uman conţine sute de tipuri diferite de celule care sunt importante pentru sănătatea lui de zi cu zi, pentru a păstra funcţia normală a corpului. Exemple includ capacitatea de a face inimile sa bată, creierul să creadă, rinichi să curaţe sîngele , celulele pielii să înlocuiască pielea care e bătrînă etc..

http://www.stemsure.ro/ce-sunt-celulele-stem/ce-boli-vindeca

Oamenii de ştiinţă au dovedit că fiecare organ din corpul nostru are un tip propriu şi specific de celule stem. Celulele stem sunt prezente, de asemenea, din primele etape ale dezvoltării umane, denumite “celule stem embrionare”. Aceste celule sunt importante pentru că munca lor naturală este de a construi fiecare organ şi ţesut în corp în timpul dezvoltării umane. Asta înseamnă că celulele stem embrionare, spre deosebire de celulele stem adulte, pot fi încurajate să devină celule care fac aproape orice alte sute de tipuri de celule umane.

http://www.stemsure.ro/ce-sunt-celulele-stem/ce-boli-vindeca

La aceasta ora celulele stem sunt folosite in practica medicala in 3 tipuri de tratamente: 1. TERAPII STANDARD 2. TERAPII IN STUDII CLINICE 3. TRATAMENTE EXPERIMENTALE  Este de asemenea important sa facem distinctia dintre cele 2 modalitati de tratament: -Transplant Alogenic - pacientii primesc transplant cu celule stem recoltate de la un donator compatibil, inrudit sau neinrudit cu el - Transplant Autolog - pacientii primesc transplant cu propriile celule stem

http://www.medicinenet.com/stem_cells/article.htm

Boli tratate cu ajutorul celulelor stemTerapii standard

Numărul bolilor ce pot fi tratate cu ajutorul celulelor stem, fie proprii fie de la donatori compatibili a crescut 2013 de la 15 la 75

LEUCEMII ACUTE LEUCEMII CRONICEBOLI LIMFOPROLIFERATIVE(Boala Hodgkin, Limfom non Hodgkin, Limfomul Burkitt)SINDROAME MIELODISPLAZICE (Anemia refractara)BOLI MIELOPROLIFERATIVE (Mielofibroza acuta)GAMOPATII MONOCLONALE (Mielom multiplu)ANOMALII DE SINTEZA A GLOBINEI(Beta talasemia majora (Anemia Cooley)) doar cu celule stem de la donatoriBOLI FAGOCITARE (Granulomatoza cronica) doar cu celule stem de la donatoriBOLI LIPOSOMALE (Boala Wolman) doar cu celule stem de la donatoriBOLI HISTIOCITARE (Histiocitoza) doar cu celule stem de la donatoriBOLI ALE SISTEMULUI IMUN, CONGENITALE(Absenta limfocitelor T sau B) doar cu celule stem de la donatoriBOLI AUTOIMUNE

http://www.cordcenter.ro/lista-afectiunilor-tratate-cu-celule-stem.html

În România există deja numeroase cazuri de leucemie tratate cu ajutorul celulelor stem. Deşi până acum caţiva ani se foloseau doar celulele stem prelevate de la donatori (transplant alogenic) acum cercetătorii au reusit implementarea unei tehnici prin care celule proprii ale bolnavului sunt modificate si apoi transplantate (transplant autolog). Rezultatele sunt remarcabile.

TRATAREA LEUCEMIEI

http://www.aril.ro/2011/12/769/transplantul-de-celule-stem-hematopoietice/

TERAPII ÎN STUDII CLINICE

 Se refera la bolile pentru care transplantul celulelor stem s-a dovedit a fi benefic, dar inca nu a fost adoptat ca şi terapie standard. Este vorba despre:  BOLI AUTOIMUNE (Diabet de Tip I, Lupus)BOLI ALE SISTEMULUI NERVOS CENTRAL Leziuni ale creierului la copii:TULBURARI ALE PROLIFERARII CELULARE IMUNODEFICIENTE CONGENITALE (TERAPIE GENICA) CARDIOMIOPLASTIE CELULARA TUMORI CANCEROASE

http://www.medicinenet.com/stem_cells/article.htm

„Repararea inimii cu ajutorul celulelor stem‟

Persoanele care au suferit un atac de cord trebuie sa faca faţă unei vieţi pline de restricţii cauzate de terapia de mentinere- medicamente şi alte tratamente pentru prevenirea unui alt atac de cord şi ajutarea inimii pentru o funcţionare cat mai eficientă.

Un nou tratament ce utilizează celulele stem ar putea regenera ţesutul cardiac afectat. Intr-un studiu publicat în anul 2012, Dr. Richard Lee şi colab. au prezentat rezultatele uni studiu prin care au tratat 17 pacienţi cu celule stem prelevate din propriile inimi. La un an dupa procedură s-a constatat că ţesutul afectat era redus cu 50%.

Stamm, C., Nasseri, B., Hetzer, R., The Lancet, 379, (3), 2012, p 981.

TRATAMENTE EXPERIMENTALE

Se refera la bolile pentru care celulele Stem sunt folosite ca terapii experimentale. BOLI AUTOIMUNE (Poliartrita juvenila, Poliartrita reumatoida, Sclerodermia) TERAPIE GENICA (Boala Parkinson) TERAPIE REPARATORIE NEURONALA A. BOLI ALE SISTEMULUI NERVOS CENTRAL (Boala Alzheimer, Boala Parkinson) B. LEZIUNI TRAUMATICE (Leziuni ale maduvei spinarii) Recuperare in urma unui accident vascular cerebral TERAPIE REGENERATIVA ORGANICA A. LA NIVELUL RINICHIULUI Transplant combinat renal si de celule Stem B. LA NIVELUL FICATULUI Regenerarea celulelor hepatice

http://www.medicinenet.com/stem_cells/article.htm

Celulele stem şi insuficienţa renală

Anual sunt diagnosticaţi cu insuficienţă renala milioane de persoane, in Canada aproximativ 200.000. 5% dintre acestia sunt spitalizaţi pe termen lung, rata mortalităţii este de 50%.

Cercetătorii de la St. Michael’s Hospital, Toronto, Canada,au demonstrat capacitatea celuleloir stem, prelevate din maduva poprie a pacienţilor, de a regenera ţesutul relal, nu prin injectarea lor ci prin utilizarea lor in vitro pentru sinteza unor substante care sunt ulterior injectate pacienţilor.

Yuen, A., Connelly, K.A., Smith, C., Gilbert, R., Stem Cells, 31(11), 2013, p 2408-2419

Insuficienţa hepatică şi ciroza

Zhang, Z.,Wang, F.U.,Journal of Hepatology, 59(1), 2013, p183–185

Există o permanentă contradicție între nevoia urgentă de transplanturi de ficat și o lipsă severă a donatorilor. Acest fapt reliefează necesitatea dezvoltării de noi terapii. Studii recente au demonstrat că terapiile bazate pe celule stem pot reduce inflamaţiile ficatului şi in acelaşi timp să imbunătăţească cicatrizatea şi inlocuirea hepatocitelor. Acest lucru este promiţător pentru pacienţii aflaţi in dificultate.

OBŢINEREA DE ORGANE PORNIND DE LA CELULE STEM

Într-un spital din nordul Londrei, oamenii de ştiinţa cresc, în laborator, nasuri, urechi, vase de sange folosind celule stem din dorinţa de a obţine părţi ale corpului

Puţine laboratoare din lume, încluzând şi S.U.A. lucrează la realizarea de organe „la comandă‟

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2599568/UK-scientists-make-body-parts-lab.html

În Australia s-a reusit obţinerea unui rinichi de dimensiuni foarte mici

http://www.telegraph.co.uk/news/worldnews/australiaandthepacific/australia/10520058/Kidney-grown-from-stem-cells-by-Australian-scientists.html

Au mai fost obţinute si alte organe : timus, trahee, ficat s.a..

http://www.theguardian.com/science/2014/aug/24/lab-grown-cells-create-functioning-organ

http://healthland.time.com/2013/06/06/5-discoveries-that-will-change-the-future-of-organ-transplants/slide/stem-cells/

http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/36321/title/Livers-Created-from-Stem-Cells/

DIAGNOSTIC

Celulele stem sunt utilizate pentru diagnosticul unor boli deoarece ele sunt celulele care ar putea acumula mutatii genetice care ar genera aparitia canceruluiIzolarea unor celule stem din prostata este calea de a determina care este legatura dintre celulele stem prostatice şi doua boli obişnuite: hipertrofia benigna a prostatei şi carcinomul de prostată, ambele boli ar putea fi cauzate de modificari ale celulelor stem prostatice.

http://www.med.nyu.edu/oil/industry/technologies-licensing/therapeutics/isolating-prostatic-stem-cells-use-diagnosis-and-treatm

Exstă cercetări în curs, care presupun diagnosticul tumorilor cerebrale şi a cancerului testicular

http://www.ifmsa.org/About-Us/Our-Members/Europe/FASMR/Projects/The-use-of-stem-cells-in-diagnostic-and-therapy-of-brain-tumours-a-role-of-growth-factor-receptors

Santagata, MD and all. , American Journal of Surgical Pathology: 31 (6), 2007, p 836-845.

Au fost numite „kit-urile proprii de reparare a organismului‟ şi se susţine cercetarea folosind celulele stem. Prin cultivarea liniilor celulare pluripotente s-au creat zone de testare care ar putea accelera cercetarea pentru vindecarea unor boli şi poate ar conduce la tratament individualizat care va ţinti nu doar o anumită boala ci o anumită persoana

http://www.ted.com/talks/susan_solomon_the_promise_of_research_with_stem_cells

Vă mulţumesc pentru atenţie !