Современные достижения клеточной биотехнологии

Современные достижения
клеточной биотехнологии
Содержание.
1.
Введение.
2. Получение и применение культур клеток человека, животных, растений,
бактерий и грибов для производства противовирусных вакцин, сывороток и
диагностических препаратов.
3. Получение и культивирование культур клеток для производства
биологически активных веществ.
4.
6.
Заключение.
7.
Библиография
Культуры клеток подразделяют
•
•
•
•
•
по происхождению клеток их составляющих
•
•
•
•
•
по способу получения
•
•
•
•
по способу культивирования
- культуры клеток животного или человека
- культуры бактерий, грибов и дрожжей
- культуры клеток растений
- культуры клеток насекомых
- органные культуры
- первичные культуры клеток
- диплоидные культуры клеток
- перевиваемые культуры клеток
- монослойные культуры клеток
- суспензионные культуры клеток
- смешанные культуры клеток
факторы влияющие на культуру
клеток и изолированные клетки
1. Способы получения клеток, свободных от любых
чужеродных агентов.
2. Способы разработки сред, которые обеспечивают
размножение клеток в культурах или изолированных клеток.
3. Способы контроля за размножением и ростом
клеток в динамике.
4. Методами непрерывного культивирования
культур клеток животных in vitro и поддержания их
свободными от других биологических агентов.
Преимущества
иммобилизированных клеток
- отсутствие затрат на выделение и очистку
ферментов
- снижение затрат на выделение и очистку
продуктов реакции
- более высокая активность и стабильность
- возможность создания автоматизированных
процессов
- способность к длительному
функционированию полиферментных систем
без экзогенных кофакторов.
Методы иммобилизации клеток


химический метод
физические методы
Иммобилизованные клетки в биотехнологии
- биосинтез и трансформация аминокислот,
органических кислот, антибиотиков, стероидных
углеводов, углеводородов, нуклеотидов и
нуклеозидов;
- пивоварение и виноделие;
- очистка сточных и природных вод;
- извлечение металлов из сточных вод;
- ассимиляция солнечной энергии;
- изготовление водородных солнечных элементов;
- азотфиксация;
- аналитические цели - изготовление электродов.
Клеточные культуры, применяемые для производства противовирусных вакцин
Культуры
клеток
Вакцины
Живые
Инактивированные
Фибропласты
куриных
эмбрионов
Бешенство, болезнь Ауески, болезнь Ньюкасла,
болезнь Марека, энцефалит лошадей, чума
плотоядных, оспа птиц
Болезнь Ауески,
энцефалит лошадей
Почки свиньи
Классическая чума свиней, парвовирусная
инфекция свиней
Почки овцы
Катаральная лихорадка овец
Ящур
Почки крупного
рогатого скота
Чума, ринотрахеит и диарея крупного рогатого
скота
Ящур
Почки собаки
Гепатит собак, чума плотоядных
Почки кролика
Миксоматоз кроликов
Почки морской
свинки
Классическая чума свиней
Почки хомяка
Бешенство
Кожа эмбриона
овцы
Контагиозная пустулезная эктима, дерматит овец
(КПД)
Тестикулы ягнят
Классическая чума свиней
Постоянные
(перевиваемые)
линии клеток
Чума плотоядных, бешенство, трансмиссивный
гастроэнтерит свиней, ротавирусная болезнь
свиней.
Болезнь Ауески
Ящур, бешенство,
болезнь Ауески,
болезнь Тешена,
Классификация СК
а) СК эмбриона и тканей плода
- клетки эмбриональной карциномы
- эмбриональные герминальные клетки;
- эмбриональные стволовые клетки
б) СК взрослого организма (соматические):
- кроветворные СК;
- стромальные (мезинхимальные) СК
- мышечные СК
- проэндотелиальные СК
- эпидермальные СК
- нейральные СК.
функциональные характеристики СК
(в дополнение к понятию тотипопотентность как способность первичных эмбриональных
клеток давать целый организм)
Потентность
–
функциональный потенциал клеточной трансформации
а) ПЛЮРОПОТЕНТНОСТЬ- спобность СК внутренней клеточной массы
бластоцистов давать начало разным типам клеток – трёх зародышевых
листков
б) МУЛЬТИПОТЕНТНОСТЬ – способность дифференцироваться в разные
типы зрелых клеток одного вида; например, нервные стволовые клетки
производят три типа клеток: нейроны, астроциты и олигодендроциты.
В) ПРОЛИФЕРАЦИЯ – способность к самоподдержанию на всех
дифференцировочных стадиях в процессе онтогенеза.
г) ДИФФЕРЕНЦИРОВКА – созревание ( лучше « превращение ») в
клеточные элементы, характеризующие тканевую специфичность СК.
Пластичность.
способность соматических
стволовых клеток дифференцироваться в клетки не родственных
типов тканей
вопросы, без разрешения которых
затруднительно дальнейшее внедрение в
проблему:
а) каковы механизмы дифференцировки СК и каковы
механизмы, заставляющие СК оставаться недифференцированными?
б) является ли пластичность стволовых клеток взрослого
организма нормальным явлением in vivo или это лишь
технический феномен в условиях культивирования
клеток?
в) каковы стимулы , побуждающие миграцию стволовых
клеток в повреждённые ткани?
г) каковы механизмы включения СК в структуру ткани
или органа, и можно ли влиять на эти процессы?
Линии мышиной и человеческой
тератокарцином
линии тератокарциномы мышей
129/sv, F19, F8, JM-1, E14TG2a, Zin 40,
CGR 86, R1, CCE
линии тератокарциномы человека
NTERA-2, TERA-2, H-9 clone, линии ЭСК
Траунсона
недостатки линий ЭСК
тератокарцином




быстрая утрата тотальной потентности в
пассажах
ограниченное прминение в клинике
смешанная дифференцировка клеток в
культуре
трудность получения одной
специализированной линии клеток
Перспективы ЭСК в медицине
1) заместительные клеточные трансплантации
2) фармакогеномика и биология развития
3) биология репродукции человека
Эмбрион человека на стадии
бластоцисты, используемый для
получения стволовых клеток
Гибридомы-продуценты
моноклональных антител
Схема получения гибридом
МАТ для лечения иммунопатологических заболеваний
Муромомаб-CD3 (Muromomab-CD3, OKT3) используется для
предотвращения развития острой реакции отторжения
трансплантатов. Модифицированная версия OKT3 подает
надежды в ингибировании аутоиммунного разрушения бетаклеток поджелудочной железы при сахарном диабете I типа
Инфликсимаб (Infliximab, Remicade) связывается с фактором
некроза опухолей-альфа и оказывает положительный эффект
при некоторых воспалительных заболеваниях, в том числе при
ревматоидном артрите.
Омализумаб (Omalizumab, Xolair) связывается с
иммуноглобулином Е (IgE) и предотвращает его взаимодействие
с тучными клетками. Используется для лечения аллергической
астмы.
Даклизумаб (Daclizumab, Zenapax) специфичен к фрагменту
рецептора к интерлейкину-2 (IL-2) и применяется для
предотвращения острого отторжения почечных трансплантатов.
Кроме того, рассматривается его использование для лечения Тклеточной лимфомы.
МАТ для уничтожения и угнетения
злокачественных клеток
Ритуксимаб применяется в терапии В-клеточных
лимфом.
Ибритутомаб тиуксетан для лечения В-клеточных
лимфом.
Тозитумомаб для лечения лимфом.
Трастузумаб (Trastuzumab, Herceptin) для
лечения рака груди и лимфомах.
Цетуксимаб для лечения колоректального рака
(рака толстого кишечника и прямой кишки).
Джемтузумаб озогамицин первым
иммунотоксином, подающим надежды в борьбе с
раком.
Алемтузумаб хроническим лимфолейкозом.
Лим-1 лимфом.
Ингибиторы ангиогенеза (формирования
сосудов)
Бевацизумаб для лечения колоректального рака
Витаксин уменьшать размеры солидных опухолей
Другие препараты
Абциксимаб для предотвращения закупоривания
коронарных артерий у пациентов, перенесших
ангиопластику (пластическую операцию на
сосудах).