DESPRE CELULA STEM

CU DR. MANUELA RAVESCU

CLUJ, MARTIE 2015

DEFINIŢIE CELULE STEM

Celule proliferative nediferenţiate

Capacitate de a se divide de

numeroase ori şi de a da naştere

unor celule diferenţiate

Responsabile de înlocuirea

celulelor care mor în timpul vieţii

unui organism

Capacitatea de a regenera

ţesuturile (plasticitate)

CLASIFICARE CELULE STEM Totipotente:

Se pot transforma în orice altă celulă din organism

Pot supravieţui în culturi şi să recreeze întreg organismul

Pluripotente:

Capacitate de a se transforma în celule diferenţiate care pot forma diverse şi multiple ţesuturi

Multipotente:

Capacitate de a se diferenţia în mai multe tipuri celulare ale unui singur organ, deci pot reface mai multe ţesuturi

Oligopotente:

Se diferenţiază într-un numar mic de tipuri celulare

Unipotente:

Se diferenţiază într-un singur tip de celulă

PROPRIETÃŢI CELULE STEM

Activitate mitotică scăzută

Clonogenice: o mare capacitate de a se înmulţi şi forma colonii în culturi

Capabile de diviziune timp îndelungat

Flexibilitatea diviziunii: se pot mobiliza şi divide rapid pentru a repara ţesuturile

lezate

Influenţate de mediul înconjurător

Reţin cu fidelitate caracteristicile genomului celular – label retaining cell – LRC

Capacitate de a reface ţesuturile = plasticitate

LABEL RETAINING CELLS Principala caracteristică definitorie a celulelor stem = teoria fragmentului nemuritor

din ADN celular necesară pentru a minimaliza apariţia de mutaţii în genomul celular.

Când celula mamă se divide:

Celula stem adultă divide ADN-ul într-un mod asimetric, reţinând un fragment stabil

de ADN la fiecare diviziune (ADN parental) care va fi transmis celulei stem fiice.

STEM CELL NICHE Microclimat in care se gasesc celule stem si care interactioneaza cu acestea pentru a le

determina soarta.

In corpul uman, "nisa" mentine celulele stem intr-un stadiu de hibernare, dar dupa

lezarea tesuturilor transmite semnale catre celulele stem si le activeaza pentru a le

determina diviziunea sau diferentierea.

Factorii care interactioneaza cu celulele stem in interiorul nisei:

Interactiune celula stem:

Celula stem

Celule diferentiate invecinate

Molecule de adeziune

Componentii matricei extracelulare:

• concentratii oxygen

• prezenta factorilor de crestere

• concentratii electroliti

• concentratii metaboliti.

TIPURI CELULARE

CELULE STEM:

Embrionare - doar acestea sunt totipotente

Adulte - sunt multipotente, deci se pot transforma doar în celulele organului în care se află.

SURSE:

Măduva osoasă

Ficat

Plămâni

Tract gastro-intestinal

Ţesut adipos

Ţesut nervos Ţesut glial

Epiteliul tegumentar

MEDICINA MODERNĂ

Se concentrează în 2 direcţii:

1. Profilaxie

1. Prevenirea unor boli, mărind astfel speranţa de viaţă

2. Medicina regenerative

1. Încercarea de a vindeca boli pentru care medicina clasică nu are încă un tratament.

2. Creşterea calităţii vieţii prin menţinerea funcţionalităţii

1. Folosirea celulelor stem este integrată în medicina regenerativă de la descoperirea

lor, în aplicaţii actuale şi viitoare.

2. Descoperire celule stem:

1. În 1950 s-a realizat primul transplant de măduvă osoasă pentru boli hematologice.

2. S-a observat că există o celulă în măduva osoasă care se poate transforma în toate tipurile

celulare sangvine

3. Prima dată s-a emis conceptul de celulă primară care se poate transforma în alte tipuri celulare

4. Transformarea sa depinde de factori ambientali, poate fi diferită în funcţie de ţesutul originar

şi este atrasă în ţesuturile lezate.

CELULELE STEM ADULTE

Se clasifică în:

Celule stem hematopoetice

derivate din măduva osoasă care se pot transforma în orice celulă sangvină

sau hematopoetică

Celule stem mezenchimale

Se pot transforma în diferite linii celulare de origine mezodermică: osoase,

adipocite, din cartilaje şi articulaţii, ţesut conjunctiv.

Deşi sunt predeterminate pentru a forma un anumit tip celular se pot

transforma şi în alte celule: hepatice, musculare, neuronale,toate având

comună originea mezodermică.

Există peste 200 de studii clinice în care aceste celule se folosesc pentru

tratarea bolilor ca : diabet, lupus eritematos sistemic, cardiomiopatie

dilatativă, ciroză, leziuni ale măduvei spinale, artrită.

SURSE DE CELULE STEM

Cordonul ombilical

Măduva osoasă

Sânge din placentă

Ţesutul adipos mezenchimalemezenchimale

Derm

În prezent, doar celulele stem hematopoetice din măduva osoasă şi cordonul ombilical sunt autorizate

pentru uz medical:

Pentru boli:

Hematologice

Genetice

Dobândite

Tumori ale copiilor: neuroblastom, retinoblastom, osteosarcom, tumora wilms

hematopoetice hematopoetice

CELULELE STEM ÎN PIELE

Organul cutanat este bogat în celule stem fiind un organ cu turn-over

mare

Celule stem interfoliculare: în stratul germinativ în apropierea

membranei bazale. Au rolul de a repara epidermul lezat. Situate în

epiderm.

Celule stem sebacee : în glandele sebacee

Celule stem foliculare şi ale crestei neurale care coabitează la locul de

inserţie al muşchiului erector al firului de păr pe unitatea pilosebacee

(bulge).

CELULE STEM IN PIELE

Se găsesc în:

Epiderm

Derm

Hipoderm

Ţesut adipos

Celulele stem din derm:

Pot genera fibroblaşti şi miofibroblaşti.

Au acţiune paracrină asupra fibroblaştilor din derm

Coordonează repararea tisulară prin recrutarea altor celule, a factorilor de creştere şi a

proteinelor de sinteză a matricei extracelulare.

mezenchimale

CELULE STEM EPIDERMALE

5-10% din populaţia de keratinocite

Label Retaining Cells

Mare capacitate de a forma colonii în culturile in-vitro

Capacitate de proliferare pe termen lung

Capacitate de a repopula epidermul după ce au fost transplantate din culturi

Reprezintă centrul unităţii de proliferare epidermală

Işi măresc rata de diviziune când pielea este lezată.

IDENTIFICAREA CELULELOR STEM

EPIDERMALE Label Retaining Cells

Celule mici cu raport mare nucleo/citoplasmatic

Exprimă B1 integrina

Alţi markeri ai celulelor stem:

P63

Keratina 19

Exprimă α2β1 şi α3β1

Integrina 6

Slabă expresie a receptorului de transferină CD71

ROLUL CELULELOR STEM ÎN REGENERAREA ALTOR

ŢESUTURI Motive:

Organul cutanat – sursă extinsă de celule stem

Celule autologe

Evită reacţiile de respingere (graft-versus-host-disease)

Leziuni ale măduvei spinării (proximitatea dintre celulele tubului neural şi ale crestei

neurale foliculare)

Celule stem din derm: regenerarea oaselor şi muşchilor

Chiar fibroblaştii din derm demonstrează caracteristicile de pluripotenţă

Fibroblaştii din derm fiind manipulaţi genetic pot fi regresaţi la un stadiu imatur şi

nediferenţiat numit celulă pluripotentă indusă IPS (induced pluripotent cells).

IPS Din acest IPS s-au generat:

Celule cu diferite modele patologice care au mimat boli şi au fost folosite în studiile

medicamentelor

Celule sănătoase, cum ar fi miocite cardiace şi celule hepatice.

CELULE STEM ÎN BOLI CUTANATE

În tratarea bolilor cutanate terapia cu celule stem este experimentală.

Ex.: Transplantul de măduvă osoasă alogenă pentru epidermoliza distrofică buloasă

recesivă.

Alternativă terapeutică pentru: lupus eritematos sistemic sau mai ales, cel

rezistent la tratament convenţional.

CELULE STEM ÎN LEZIUNILE CRONICE

Leziuni cronice apărute în urma diabetului zaharat, IVC, traume majore, arsuri

extinse

Surse celule stem: măduva osoasă, piele, ţesut adipos, periost, tendon, muşchi

Intervin benefic în toate fazele vindecării rănii:

În faza inflamaţiei scad citokinele proinflamatorii şi stimulează citokinele anti-

inflamatorii

În faza proliferativă stimulează factorii de creştere, granulaţia şi epitelizarea

CONCLUZII

In prezent celulele stem hematopoetice tratează:

Boli hematologice ca leucemia şi limfomul

Tulburări metabolice şi imunologice

Majoritatea tumorilor solide la copil

Potenţial:

Tratarea bolilor care se bazează pe regenerarea ţesuturilor specializate

Boli sistemice cu exprimare cutanată

Vindecarea leziunilor

ROL IN VIATA ADULTA

În viaţa embrionară sunt totipotente, dar în viaţa adultă scade capacitatea de a se transforma în orice altă celulă, ceea ce este foarte bine astfel regenerându-se diferenţiat diverse ţesuturi, după necesităţi.

Se asigură supravieţuirea şi funcţionarea organismelor complexe, cum este cel uman.

EXEMPLE

Celulele stem hepatice → rămân hepatocite

Celulele stem renale → rămân celule renale

Celulele stem din piele → rămân celule tegumentare

Celulele stem diferenţiate şi specilizate pentru anumite organe rămân

aşa.

Această diferenţiere se face prin semnale epigenetice care inhibă

anumite secvenţe de gene care nu mai trebuiesc transcrise.

Dacă aceste gene rămân disponibile pentru transcriere poate

apărea cancerul.

CAPACITATEA DE REINNOIRE A

TEGUMENTULUI Scade cu vârsta:

La adultul tânăr turn-overul epidermic este de 20 zile.

La vârsta de 40 de ani este de 30 zile.

Scade dramatic după 50 de ani

Cel. Stem epidermale sunt responsabile cu:

Continua reînnoire a epidermului

Repararea tegumentului lezat

Vindecarea rănilor

DIVIZIUNEA CELULELOR STEM

sau

se divide de mai multe ori în str. bazal

la un moment dat această diviziune încetează şi începe să

urce spre straturile suprabazale

DIVIZIUNEA CELULELOR STEM

Ajunse la suprafaţă exprimă mai multe tipuri de keratină, nucleul degenerează şi

rezultă celule moarte care se exfoliază.

Celulele stem aflate la baza foliculului pilosebaceu (la locul de inserţie al m.

Erector al firului de păr) sunt în stare de hibernare. Ele sunt mobilizate de

semnalele primite de la celule din vecinătate când pielea este traumatizată.

Tegumentul este organizat în unităţi proliferative care au în centru o celulă stem.

Când o unitate işi pierde celula stem, este repede înlocuită de alta din vecinătate.

PIELEA MATURĂ

Capacitatea scăzută de reînnoire şi

vindecare a pielii mature se poate datora:

Mobilizării inadecvate a celulelor stem

Număr scăzut de celule stem capabile să

răspundă la semnale proliferative

La un moment dat numărul celulelor moarte

şi exfoliate va depăşi numărul celulelor

regenerate semnele îmbătrânirii

cutanate: riduri, pierderea tonusului şi

elasticităţii, pierderea de volum.

EFECTELE EXPUNERII LA RUV

Modificări numite photoaging: riduri,

defecte de pigmentare, elastoză,

deshidratare, fragilitate vasculară.

Cresc stresul oxidativ prin creşterea

producţiei de radicali liberi modificarea

ADN-ului celular

ADN-ul celular este lezat chiar şi prin

acţiunea directă a RUV.

EFECTELE EXPUNERII LA RUV

Epidermul conţine enzime anti-oxidante, dar expunerea la soare duce la

depăşirea capacităţii anti-oxidante.

RLO produc fosforilarea proteinkinazei printr-o serie de intermediari: mitogen

activated proteinkinaza(mapk), nuclear factor-kb (nf-kb), activator protein-1

Contribuie la:

Inflamaţie

Moarte celulară

Apoptoză celulară

Cancer cutanat

CELULELE STEM ŞI CANCERUL CUTANAT

În stadiul primodial de dezvoltare a unui cancer cutanat se constată

exprimarea excesivă a unor gene în urma primirii unor semnale

intracelulare.

Acesta este un stadiu complet reversibil al dezvoltării cancerului

cutanat, iar inversarea lui este un scop primordial.

Celulele stem se dovedesc a proteja pielea de acţiunea directă a

RUV şi a RLO.

CELULELE STEM ÎN PRODUSELE COSMETICE

Cercetările din ultimii ani au arătat că produsele cosmetice având în

compoziţie extracte de celule stem botanice au efecte benefice asupra

tegumentului:

Iniţiază o proliferare celulară sănătoasă

Protejează împotriva acţiunii nocive a RUV

Comparativ cu cellule stem epidermale cele din plante sunt totipotente, deci capabile să

regenereze planta în întregime.

Se poate folosi potenţialul celulelor stem evitând controversele legate de

recoltarea cel stem umane.

CELULELE STEM VEGETALE

Aceste celule totipotente sunt dependente de semnalele primite din mediul înconjurător şi sub control epigenetic

Se vor mobiliza, divide şi diferenţia în funcţie de semnalele primite din exterior şi de la celulele învecinate

TEHNICA DE CULTURĂ A CELULELOR STEM BOTANICE IN-

VITRO Poate avea drept rezultat:

Obţinerea plantei întregi

Obţinerea unor părţi din plante

Obţinerea unor colonii de cel stem din care să se extragă anumiţi ingredienţi şi metaboliţi.

Astfel se pot obţine materiale botanice în condiţii sterile şi standardizate. Aceste culturi se pot realiza din aproape orice parte a plantei. Ţesutul botanic folosit la realizarea culturilor se numeşte explant.

Pe suprafaţa explantului se face o tăietură în jurul căreia va apărea o reacţie de vindecare celulele se vor divide încet calus(masă organică necolorată formată din celule stem).

Acest calus este o masă formată din celule noi nediferenţiate → celule stem.

Aceste noi celule stem sunt recoltate, suspendate în mediu lichid la 25°c şi se produce o biomasă urmărită după parametrii bine determinaţi:

concentraţia de zaharide

Conductivitate

PH.

Densitate optică

Producţie de metaboliţi

Extractele din aceste celule stem se obţin prin liza celulară în urma

omogenizării la presiune înaltă.

Prin contactul dintre celulele stem vegetale şi cele umane se pot

observa următoarele efecte:

Creşterea proliferării celulare cu până la 80%

Celulele stem umane supuse iradierii cu UV mor în proporţie de 50%, dar

cele expuse intens la RUV dar protejate de extractele vegetale mor în

proporţie de sub 1%.

CELULA STEM ŞI SENESCENŢA CELULARĂ

Senescenţa celulară este normală după 50 de ani, dar poate apărea şi o senescenţă prematură, mai ales în

urma expunerii la soare.

Această îmbătrânire prematură este dramatică în cazul celulelor stem, ele fiind responsabile de

regenerarea celulară.

In vitro s-a realizat un studiu de senescenţă prematură a fibroblaştilor prin tratarea lor timp de 2 ore cu

H2O2 au apărut semne clare de îmbătrânire → inhibarea unor gene responsabile de creşterea şi

înmulţirea celulară.

Aceşti fibroblaşti astfel îmbătrâniţi au fost trataţi cu extrase de celule stem vegetale. Rezultatele au fost:

Anularea genelor activate de senescenţă

În timp, re-stimularea genelor responsabile de creşterea şi înmulţirea celulară

Creşterea importantă a unei enzime antioxidantă heme-oxigenaza 1

EFECTELE EXTRASELOR DE CELULE STEM VEGETALE ASUPRA

CELULELOR UMANE Anti-inflamatorii

Anti-tumoral prin inhibarea căii MAPK si NF-KB

Anti-oxidant neutralizând astfel degenerarea indusă de RUV asupra adn-ului, lipidelor, proteinelor şi macroproteinelor. Acest efect se realizează prin:

stimularea şi protejarea sistemului antioxidant endogen capacitatea anumitor ingredienţi de a neutraliza RL

Creşte proliferarea celulară cu până la 80 % (depinde de concentraţia extraselor stem în produs)

Favorizează creşterea celulară

Iniţiază şi susţin vindecarea leziunilor de la nivelul pielii

Susţin activitatea şi proliferarea fibroblaştilor → cresc sinteza de colagen şi elastină, componenţi ai matricei extracelulare, în special acid hialuronic.

Protejează microcirculaţia cutanată

Stimulează formarea de noi vase.

VA MULTUMESC!DATE DE CONTACT:

MANUELA RAVESCU | SCOALA DE COSMETICA SI MACHIAJ PROFESSIONAL BEAUTY ONE

CONTACT@SCOALADECOSMETICA.RO

HTTP://WWW.SCOALADECOSMETICA.RO/

URMARITI-NE SI PE FACEBOOK LA:

HTTPS://WWW.FACEBOOK.COM/BEAUTYONE.SCOALACOSMETICASIMACHIAJPROFESIONAL