témavezető: Suhajdáné Urbán Veronika
helyszín (magyar oldal): SE Egészségtudományi Kar Morfológiai és Fiziológiai Tanszék helyszín rövidítés: SE
A kutatási téma leírása:
A mesenchymális stromasejtek terápiás felhasználásának esélyei.
Szöveti eredet és terápiás hatékonyság.
A regeneratív orvoslás számára talán a legígéretesebb és a legkönnyebben elérhető szöveti őssejttípus a mesenchymális ős- vagy strómasejtek (Mesenchymal stem- or stromal cells = MSCs).
Szinte valamennyi szervünkben/szövetünkben (csontvelő, zsírszövet, köldökzsinór, stb.) előfordulnak és onnan viszonylag könnyen izolálhatóak műanyag felületekhez való letapadási hajlamuknak - plasztik adherenciájuknak - köszönhetően. In vitro kultúrában jól szaporíthatóak és rendkívül plasztikusak. Megfelelő tenyésztési körülmények között eldifferenciáltathatók nem csak oszteocita, chondrocita és adipocita irányokba, de akár inzulint termelő sejtek is kialakíthatóak belőlük. A terápiás célú preklinikai kísérletek egy jelentős része az MSC-k differenciációs potenciálját igyekszik kihasználni arra, hogy megfelelő sejteket nyerjen a beteg szervezet degenerálódott v. funkcióját vesztett sejtjeinek pótlására.
A kísérletek másik csoportja az MSC-knek talán még ígéretesebb egyéb tulajdonságaira koncentrál. Kiderült ugyanis, hogy ezek a sejtek olyan faktorokat termelnek, melyek elősegítik a sérült szövet saját (ős)sejtjeiből kiinduló regenerációját. Emellett más módon is hozzájárulnak a szövet funkcióképességének mielőbbi és mind teljesebb helyreállítódásához, a sikeres gyógyuláshoz. Így bizonyítottan elősegítik az érképzést és meggátolják az immunredszer „túlkapásait” a sérült területen. Az immunrendszerrel kommunikálva elősegítik a homeosztázist már nem szolgáló gyulladás és a túlzott hegképződés leállítását. Infúzióban adva is immunszuppresszív hatásúak és szinte egyáltalán nem immunogének. Az immunrendszer számára annyira láthatatlanok, hogy allogén- sőt még xenotranszplantációban sem váltanak ki immunválaszt. Ezáltal egy beteg ember kezeléséhez nincs szükség feltétlenül autológ MSC-kre, bármely egészséges ember, előzőleg lefagyasztott MSC-i azonnal alkalmazhatóak és a gyógyszeres immunszuppresszió is elmaradhat.
Nem meglepő tehát, hogy az MSC-ket számos állatmodellen és már több humán terápiában is kipróbálták. Porc- és csontsérülés, szívinfarktus, gerincsérülés, vagy akár az öregedés is szerepelnek a széles palettán. Az utóbbi időben került előtérbe számos autoimmun betegség (S.L.E., R.A., Crohn sy., autoimmun diabetes, stb.) MSC-terápiájának lehetősége is. Csontvelő transzplantációkor az egyidejűleg adott MSC-k elősegítik a graft megtapadását, de a későbbiekben a graft versus host reakció leállításában is sikerrel használták őket, sőt már emberi életet is mentettek ezzel.
Dollármilliókért adják-veszik standardizált gyártásuk szabadalmát, előállításuk jogát. Ennek ellenére alkalmazásuk még korántsem került be a mindennapi orvosi gyakorlatba. Ennek oka, a sikerek ellenére is felmerülő számos kérdés, melyek közül kettőnek a megválaszolását tűztük ki célul. Az egyik kérdésünk a humán terápiák eredményességét vizsgálja elsősorban szakirodalmi adatok alapján (I.), a másik pedig egy in vitro kísérletes megközelítése annak a kérdésnek, hogy vajon mennyire befolyásolhatja a terápiák eredményességét az alkalmazott MSC-k szöveti eredete (II.).
Részletesebben:
(I.) A preklinikai modellek ígéreteitől a klinikai alkalmazhatóság realitásáig.
Előzetes tájékozódásunk alapján az MSC-k klinikai kipróbálásának területeire az a jellemző, hogy többféle betegségtípusban, de típusonként relatíve kisszámú betegen végeznek MSC kezeléseket. A klinikai kipróbálások száma 220 körülire tehető a http://clinicaltrials.gov/ 2012 februári adatai alapján. Egyszer az egyik, egyszer a másik klinikailag előnyös, vagy legalább ígéretes jellemzőjükre építve igyekeznek a különböző kutatócsoportok eredményeket elérni.
Szükség van tehát e klinikai kipróbálások eredményeinek egy olyan összefoglalására és analízisére, mely kijelölheti azt a betegségcsoportot, melyben belátható időn belül valóban jelentős eredményeket várhatunk. A nemzetközi szakirodalom, és a hazai őssejt kutatás eredményeit felmérve szeretnénk következtetéseket levonni arra vonatkozóan, hogy milyen jövő vár ezekre a sejtekre.
(II.) Szöveti eredet és terápiás hatékonyság
Tisztázásra szorul, hogy az egyes betegségek kezelése során alkalmazott MSC-k szöveti eredete szerepet játszhat-e a terápia hatékonyságában. Az adott szerv regenerációját vajon az ugyanebből a szervből, izolált MSC-k segítik-e elő a legjobban, vagy a különböző anatómiai eredetű őssejtek egyformán hatékonyak lehetnek?
A csontvelői stroma alkotóiként az MSC-k egyik fontos feladata, hogy megfelelően kommunikáló niche-t biztosítsanak a haematopoetikus őssejteknek ill. a vérképző progenitoroknak és ezáltal támogassák a vérképzést. Noha csontvelőtranszplantáció alkalmával a stroma mindig recipiens eredetű marad, az egyidejűleg adott MSC-k bizonyítottan elősegítik a graft megtapadását és a csontvelő repopulációját. Kérdésünk, hogy vajon a különböző eredetű MSC-k azonos mértékben képesek a vérképzés támogatására, vagy pedig csak a csontvelői eredetűek képesek erre.
Az MSC-k in vitro is támogatják a vérképzést, lehetőséget teremtve, hogy a kérdést az alábbi kísérleti elrendezésben egérből származó sejteken megvizsgáljuk:
1. Fiatal (14 napos) és felnőtt (10-12 hetes) C57Bl/6 egerek csontvelejéből, thymusából, lépéből, tüdejéből, aorta falából és zsírszövetéből adherens stroma sejteket izolálálunk és in vitro felszaporítjuk a megfelelő szövettenyésztési technikák alkalmazásával.
2. Ezt követően áramlási citométerrel és fluorescens mikroszkóppal kívánjuk összehasonlítani az egyes sejtvonalakat a Sca-1, CD44, CD73, CD90 (Thy-1), CD105(endoglin), CD34, CD3, CD45R/B220, CD11b, Ly-6G, TER-119 és az MHC II. markerek expressziójának megléte, vagy hiánya alapján.
3. Majd meg kívánjuk vizsgálni, hogy a különböző eredetű sejtek milyen sikerrel differenciáltathatóak el adipogén, oszteogén és chondrogén irányokba a korábban leírt, induktív anyagokkal dúsított tápoldatok segítségével. (Az adipocitákat Oil Red O, az oszteoblasztokat Alizarin Red, a chondrocitákat metilénkék festéssel mutatjuk ki.)
4. Ezután következhet a különböző szervekből származó mesenchymalis őssejt populációk vérképzést támogató képességének vizsgálata az egér csontvelői mikrokörnyezetet modellező 3 dimenziós kultúrában.
A csontvelői mikrokörnyezet egy jellegzetes, őssejt és progenitor tartalmú területét, az ún. endothelialis niche-t Kirshner és mtsai által (Blood, 2008), előzőleg leírt módon in vitro rekonstruáljuk. Ennek lényege, hogy egy I. típusú kollagénből és fibronektinből készült keverékkel bevont felületre olyan fibronektin és Matrigel keveréket öntünk, amelybe előzőleg MSC-ket és frissen izolált, csontvelői eredetű, nem adherens és/vagy FACS-szal kiválogatott hematopoetikus sejteket keverünk. Ezekből a 3 dimenziós kokultúrákból 7 és 14 nap elteltével vérképző ős- és elődsejteket nyerünk. A sejteket megszámoljuk, majd életképességük, sejtfelszíni markereik (Sca-1, c-Kit, Lin), növekedési képességük és kolóniaképző tulajdonságaik alapján karakterizáljuk őket. Összehasonlítjuk, hogy a különböző eredetű MSC-kkel kialakított kokultúrák között találunk-e olyan szignifikáns eltéréseket, melyekből a vérképzés támogatásának egyértelmű különbözőségére következtethetünk.
felvehető hallgatók száma: 3
Jelentkezési határidő: 2018-06-30
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
