Miodrag Stojkovic Nis 20032008 Struktura DNK Nis 20032008

Miodrag Stojkovic Nis, 20/03/2008

Struktura DNK Nis, 20/03/2008

Dr. Watson Nis, 20/03/2008

Organizacija genetskog materijala Nis, 20/03/2008

Microarray chip Nis, 20/03/2008

Molekularna karakterizacija Nis, 20/03/2008

Diferencija Nis, 20/03/2008

Terminologija • Oplodjena jajna celija je totipotentna, daje sve i razlicite tipove celija ljudskog organizma. • Pluripotentna maticna celija takodje daje sve tipove celija organizma osim onih koje su potrebne da se razviju u kompletni fetus. • Maticna celija koja daje ne sve ali vise vrsta celija je multipotentna. Nis, 20/03/2008

Istorija • 60 -tih proslog veka, naucnici otkrivaju da kostana srz sardzi najmanje dva tipa maticnih celija: i) hematopoetske, stvaraju sve tipove krvnih celija ii) kostana srz (stromalne celije) koje daju kosti, hrskavicu, masno i fibrozno vezivno tkivo. • 90 -tih naucnici prihvataju da i odrasli mozak sadrzi maticne celije koje imaju mogucnost da stvaraju tri celijska tipa: astrocite, oligodendrocite, i neurone. • Krv iz pupcane vrpce, celije iz placente, fetusa, tkiva I organa …adultne maticne celije • 1998 izolovane prve linije ljudskih embrionalnih maticnih celija Nis, 20/03/2008

Kljucni izvori maticnih celija su ljudsko telo i rani embrioni Nis, 20/03/2008

Adultne maticne celije Nis, 20/03/2008

Rani ljudski razvoj Nis, 20/03/2008

Preimplantaciona genetska diagnostika Nis, 20/03/2008

Derivacija ljudskih embrionalnih maticnih celija Nis, 20/03/2008

Embrioni koji su stali u razvoju… Nis, 20/03/2008

…kao izvor maticnih celija Nis, 20/03/2008

Karakterizacija ljudskih embrionalnih maticnih celija Nis, 20/03/2008

Slicnosti i razlike izmedju embrionalnih i adultnih maticnih celija • Embrionalne su pluripotentne. • Adultne su multipotentne. • Veliki broh embrionalnih maticnih celija je lako cuvati pod in vitro uslovima. • Adultne su retke u zrelom tkivu a metod za njihovo ekspandiranje je ogranicen. • Adultne koje poticu od bolesnika mogu se vratiti istom bolesniku bez imunosupresije. • Embrionalne bi bile odbacene bez imunosupresije. • Imaju razlicite markere. Nis, 20/03/2008

Osobine Sve maticne celije, bez obzira na njihovo poreklo imaju tri zajednicke osobine: 1. Dele se i daju maticne celije za vrlo dugi period (neke ne stare); 2. Nisu specijalizovane; 3. Daju specijalizovane celije. Nis, 20/03/2008

Zasto nam maticne celije trebaju? • Studiranje razvojne biologije i poremecaja vezanih za nju • Otkrivanje novih polipeptida, faktora rasta i diferencija • Model za ljudske bolesti pod in vitro uslovima koristeci: – Otrivanje novih lekova i putem toksikologije • Celijska terapija • Inzenjering tkiva i organa • Kraj upotrebe imunosupresije kod transplantacije? Nis, 20/03/2008

Mehanizmi koji drze misje i ljudske embrionalne maticne celije u pluripotentnom stanju Nis, 20/03/2008

Manipulacija gena putem RNK interferencije kod maticnih celija A NANOG Normalised Ratio (Target/GAPDH) 1 0. 8 A B 0. 6 0. 4 0. 2 0 h. ES-NCL 1 H 1 NT 2 -SP 12 Normalised Ratio (Target/GAPDH) EC NANOGP 1 0. 7 0. 6 0. 5 0. 4 0. 3 0. 2 0. 1 0 h. ES-NCL 1 B H 1 NT 2 -SP 12 h. ES-NCL N N G G NANOG C D ES GAPDH Nis, 20/03/2008

RNK interferencija Nis, 20/03/2008

RNK interferencija Nis, 20/03/2008

Regulacija NANOG-a TERT 6 5 4 3 2 1 0 h. ES-NCL 1 H 1 1 0. 5 0 h. ES-NCL 1 0. 25 0. 2 0. 15 0. 1 0. 05 GFP si. RNA GATA 6 0. 15 0. 1 0. 05 0 h. ES-NCL 1 H 1 h. ES-NCL 1 NT 2 -SP 12 AFP 0. 4 0. 3 0. 2 0. 1 H 1 NT 2 -SP 12 LAMININ B 1 0. 9 Normalised Ratio (Target/GAPDH) 0. 5 Normalised Ratio (Target/GAPDH) NT 2 -SP 12 0. 2 0 0. 7 NANOG si. RNA GATA 6 0. 5 0. 3 0. 1 0 0 h. ES-NCL 1 H 1 h. ES-NCL 1 NT 2 -SP 12 CDX 2 0. 35 0. 3 0. 25 0. 2 0. 15 0. 1 0. 05 0 H 1 NT 2 -SP 12 GATA 2 2. 5 Normalised Ratio (Target/GAPDH) H 1 0. 25 Normalised Ratio (Target/GAPDH) 0. 3 AFP 1. 5 NT 2 -SP 12 GATA 4 0. 35 NODAL 2 Normalised Ratio (Target/GAPDH) Normalised Ratio (Target/PBGD) 7 2 GFP si. RNA 1. 5 1 0. 5 0 h. ES-NCL 1 H 1 NT 2 -SP 12 h. ES-NCL 1 NT 2 -SP 12 N G H 1 NT 2 -SP 12 h. ES-NCL 1 N G NANOG si. RNA GATA 6 GAPDH Nis, 20/03/2008

Maticne celije i regenerativna medicina • Lista cekanja za transplantaciju organa je porasla triputa dok je u isto vreme lista davaoca organa vrlo kratka • Veliki broj degenerativnih oboljenja • Razvoj novih lekova • Resenje: adultne i embrionalne maticne celije Nis, 20/03/2008

Neuronalne celije Nis, 20/03/2008

Tretman Nis, 20/03/2008

Tretman Nis, 20/03/2008

Diferencirane embrionalne i celije sa neuronalnim karateristikama Tuj 1 A 2 B 5 Glia Neur. Tuj 1 Glut Nis, 20/03/2008

A B +30 m. V -60 m. V -40 m. V C D 20 p. A -20 m. V F Transmitter sensitivity VH E GABA (100 M) GABA/Bic (100 M) +4 -AP (2 m. M) +60 m. V VH Fig. 1. Functional characterization of an animal-free stem cell line (n=35). A: Voltage-gated currents evoked by a family of depolarizing steps in a neuron-like stem cell (5 -7 days old), showing an early inward current typical of voltage-gated Na+ channels and a delayed outward current of voltage-gated K+ channels, both necessary for obtain action potentials. B: Current-to-voltage plot of the currents showed in A for the inward and outward currents wich fits with the behaviour of the K+ and Na+ channels from an excitable cell (KCl in the pipette). C: Action potentials evoked by the injection of 20 p. A to the cell in the current-clamp configuration (KCl in the pipette). D: Na+ current (n=24) evoked by a depolarizing step to – 20 m. V (VH: -70 m. V). D: K+ current (n=35) evoked in a different neuron by a depolarizing step to +60 m. V. The current was blocked by 4 -AP by the 75 6% (n=10). E: Whole-cell currents evoked by GABA 100 M (n=28 from 35). Bicuculine (n=10) was Nis, employed at the same concentration to block the currents. 20/03/2008

Srcane misicne celije iz plasticne solje Nis, 20/03/2008

Srcane misicne celije iz embrionalnih maticnih celija Nis, 20/03/2008

Maticne celije Nis, 20/03/2008

Srcane celije i novi lekovi 12 10 8 Ve rti ca l dis pl ac e m en t μ m scanning ion conductance microscopy 6 4 2 0 12 10 sec 10 Ve rti ca l dis pl ac e m en t μ m 8 6 4 Contraction (vertical displacement) Calcium dynamics 2 10 sec 1 m. M bile acid Nis, 20/03/2008

Maticne celije diferencirane u celije krvi Nis, 20/03/2008

Roznjace iz embrionalnih maticnih celija Nis, 20/03/2008

Oplodnja, kloniranje, maticne celije, epigenetika Nis, 20/03/2008

Organi kloniranih zivotinja jetra srce bubreg kosti Nis, 20/03/2008

Derivacija maticnih celija iz kloniranih embriona Nis, 20/03/2008

Klonirani embrioni Nis, 20/03/2008

Derivation of patient-specific stem cells

Strategije za dobijanje pluripotentnih maticnih celija NT enucleated donor cell NT-zygot human oocyte NT-blastocyst pluripotent ESC Cell Fusion pluripotent ESC donor cell Genetic Manipulation pluripotent SC somatic cell c-MYC, KLF 4, OCT-3/4, SOX 2, NANOG, LIN 28 somatic cell defined factors i. PS Nis, 20/03/2008

Genome-Wide Scan for Seven Human Diseases

Buducnost vec pocela: Srcane celije iz celije koze Sve celije iz celije koze Nasledne bolesti u plasticnoj solji Celije po meri Nis, 20/03/2008

Med. fakultet Kragujevac