Kmenové buňky a tkáňové náhrady naděje moderní medicíny.

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Kmenové buňky a tkáňové náhrady naděje moderní medicíny."

Radek Mašek
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Kmenové buňky a tkáňové náhrady naděje moderní medicíny. RNDr. Pavla Jendelová PhD. Ústav experimentální medicíny AVČR Ústav neurověd, UK 2. lékařská fakulta Centrum buněčné terapie a tkáňových náhrad

2 Mozek Leonardo da Vinci

4 Kmenové buňky a regenerativní medicína náhrada buněk farmaka Kmenové buňky podpůrný a antiapoptotický účinek orgánová výměna Regenerativní medicína umělé biomateriály tkáňové náhrady nanotechnologie zvýšení regenerace (růstové faktory)

5 Kmenové buňky - definice sebeobnovující se primitivní buňky, které se mohou vyvinout v plně funkční diferencované buňky Dvě hlavní kategorie kmenových buněk embryonální neembryonální čili dospělé nebo somatické kmenové buňky Dvě vlastnosti, které jsou esenciální pro obě kategorie: schopnost sebeobnovy (schopnost generovat identické kopie sebe sama) schopnost diferencovat se (schopnost dát vznik různým diferencovaným buněčným typům - pluripotence)

6 Mechanismy účinku buněčné terapie Aktivace endogenních kmenových buněk Náhrada buněk Záchrana poškozených buněk Mobilizace endogeních kmenových buněk

7 Neurogeneze v mozku

8 Brain Facts

9 Zdroje buněk

10 Je experimentování s lidskými embryonálními kmenovými buňkami v České Republice legální? ANO Zákon o výzkumu na lidských embryonálních kmenových buňkách a souvisejících činnostech a o změně některých souvisejících zákonů Schválen Poslaneckou sněmovnou dne 26. dubna 2006 Platný od 1. června 2006 jako zákon č. 227/2006 Sb. Povolení pro práci s lidskými embryonálními kmenovými buňkami Registr linií lidských embryonálních kmenových buněk

13 Ustavení linií hes buněk nemá 100% úspěšnost Sanatorium HELIOS 10 morul 100% 88 blastocyst 100% 83 izolovaných ICM (?) 94% 1 adherovaná morula 10% 57 adherovaných ICM 69% Žádná linie hes buněk 0% 14 linií hes buněk 24.6%

14 Státy, ve kterých byly ustanoveny linie lidských embryonálních kmenových buněk zahrnutých v International Stem Cell Initiative (ISCI). Čísla představují počet hesc linií, jimiž jednotlivé státy přispívají do této mezinárodní aktivity. ÚEM AVČR a MU v České republice má v ISCI 3 linie hecs. (Nature Biotech, 2005)

15 Diferenciace embryonálních kmenových buněk

16 Lidské embryonální buňky diferenciace ve zkumavce

17 Integrace lidských embryonálních buněk do mozku také nemá 100% úspěšnost Cv HuNu

18 Kompatibilní embryonální kmenové buňky ipsc

19 Induced pluripotent cells (účinnost 0.1%) Selekce pomocí resistence na antibiotika pod specifickým promotorem typickým pro pluripotentní buňku (jako je Oct3/4, Nanog) Výhody: -lze je derivovat přímo z buněk pacienta (jsou imunologicky kompatibilní) -možnost derivace přímo od pacienta s určitou nemocí -možnost diferenciace na typ buněk, které nemoc postihuje -tím je dána možnost hledání vhodných terapií in vitro -eticky akceptovatelná metoda Výběr na základě morfologie Kolonie ips

20 Zdroje buněk

21 Somatické kmenové buňky z dospělých jedinců Mozek Kostní dřeň, periferní krev, cévy Tuková tkáň Kosterní svalstvo, Kožní epitel Trávicí trakt Rohovka, sítnice Dentální pulpa Játra Slinivka

22 Buněčné populace v kostní dřeni Výhody Dostupnost Autologní použití Snadná kultivace Geneticky modifikovatelné Nedělají tumory Podání i.v. Nevýhody limitované možnosti diferenciace fúze Tuková tkáň Další zdroje Zubní pulpa Placenta a pupečník

23 Migrace a funkce MKB v těle příjemce Modif. from Caplan & Dennis 2006.

24 Sledování buněk v těle příjemce Post mortem: histologie, immunohistologie (lipofilní barvičky, BrDU, GFP, Lac Z, xenotransplantace,) X In vivo: radioizotopy, kontrastní látky pro magnetickou rezonanci

25 Konstrukce nanočástic 5-30 nm jádro (odpovědné za změny magnetického pole) povrch (odpovídá za hlavní biochemické vlastnosti) ligandy (specifická cílová místa) nm Intracelulární Extracelulární 50 nm

26 Příprava a použití nanočástic k buněčnému značení Buňky Nanočástice

27 Sledování značených buněk pomocí MR léze transplantát sledování buněk d: -1 d: 0 d: +14 d: +45 Jendelová P et al., MRM 50: , 2003

28 MSCs označené pomocí nanočástic železa implantované do mozku potkan s mozkovou lézí

29 Příklady využití kmenových buněk Různé exprimentální modely

30 Cévní uzávěr, krvácení do mozku, epilepsie, poranění

31 Využití MKB v modelu mozkové příhody MKB lze geneticky modifikovat Kontrola hmsc Max. rychlost na treadmilu hmsc + BDNF Nomura et al., 2005

32 Míšní poranění Podání mesenchymových kmenových buněk buněk 7 dní po poranění

33 Účinek implantovaných MKB na potkany s míšní lézí Syková a Jendelová, 2005

34 Míšní léze (po sedmi týdnech) Motorický test

35 Míšní léze (po implantaci MSCs) Motorický test

36 Úplná míšní léze u laboratorního potkana a výsledek léčby pomocí kmenových buněk kostní dřeně

37 Měření zachovalé míšní tkáně v místě poranění

38 Přemostění léze pomocí biomateriálů kavita HE 1 cm BRIDGING THE GAP Hydrogelový most

39 Umělé biomateriály - hydrogely HPMA-RGD HEMA Hydratované polymerní porézní materiály (gely) A B Vysoký obsah vody (EWC > 97%) Fyzikální vlastnosti podobné prostředí nervové tkáně. C 50 µ m nanovlákna 50 µ m vstřebatelné HEMA D Chemické vlastnosti široce měnitelné Vysoká biokompatibilita Mechanická podpora buňkám a axonům Umožňuje difuzi růstových faktorů 50 µ m 50 µ m V kombinaci s buňkami produkuje růstové faktory na podporu regenerace a vrůstání axonů

40 Míšní hemisekce 1 Míšní poran ění 2 most 3 Šití dury

41 Akutní míšní poranění - hemisekce HE HE CV CV Schwan. B. axony axony astrocyty p75 NF160 NF160 GFAP

42 Míšní poranění časový průběh úraz hod operace (dekomprese, stabilizace) hod Dny, týdny? Rekonstrukce míšního poranění Přijetí do nemocnice

43 Můžeme stále úspěšně opravit míchu i po delším časovém úseku?

44 Přemostění chronické léze Kompresní léze posttraumatická kavita 5 neděl po indukci léze Implantace hydrogelu Přemostění léze

45 Přemostění chronické léze HPMA hydrogely NF160 p75 45 p75 NF160-p75 *

46 Biomateriály jako nosiče buněk Buňky + Biomateriály HEMA

47 HPMA-RGD hydrogel v míšním poranění - 6 měsíců po Tx

48 Funkční testy na modelu chronické léze Motorický test Test senzitivity Hejčl, Syková a spol., in press Implantace Implantace Týdny po míšním poranění Týdny po míšním poranění Montpellier 9 January 2009 Poranění + Hydrogel + MSCs Poranění + Hydrogel Pouze poranění 48 p<0.05

49 KB v klinických studiích Revaskularizace ischemických dolních končetin Srdeční sval Chrupavka a kost Autoimunitní onemocnění Parkinsonova choroba Míšní poranění

50 Klinická aplikace KB u diabetické nohy Jehlou 26G, do hloubky 2-3 cm, vpichy á 1-2ml, celkem cca 40 vpichů Jirkovská, Syková et al. - 7 patientu IKEM

51 Léčba ischemické choroby srdeční pomocí KB - Revaskularizace - Nahrazení nefunkčních kardiomyocytů - Podpora regenerace - Autologní kosterní myoblasty - Autologní buňky kostní dřeně: a) Mononukleární buňky b) CD134 + progenitory c) Mesenchymální buňky nediferencované diferencované

52 Míšní poranění 33 pacienti po míšním poranění, Autologní buňky kostní dřeně, podáno intraarteriálně nebo intravenózně Zlepšení - 5 ze 6 intraarteriálních aplikací - 8 ze 17 akutních případů (do měsíce po úrazu) - 2 ze 16 chronických (2-17 měsíců po úrazu) Bez nežádoucích účinků Syková et al., 2006

53 Budoucnost KB v regenerativní medicíně Musíme vypěstovat vhodné buňky pro klinické užití a v dostatečném množství. Takové buňky musí zůstat tak stabilní, aby stále generovaly dostatečné množství požadovaných buněk, nebo aby produkovaly faktory podporující regeneraci, diferenciaci nebo neurogenesi. Buňky po přenosu nesmějí vytvářet nádory, nebo vést k přenosu jiných onemocnění. Tyto buňky musí mít i u člověka potenciál napravit anatomické a funkční defekty. Umělé biomateriály budou sloužit jako nosiče a mosty, nanotechnologie umožní sledovaní buněk i vnášet potřebné látky.

54 Děkuji Vám za pozornost!

Podobné dokumenty

Ústav Experimentální medicíny AV ČR, v.v.i.

Ústav Experimentální medicíny AV ČR, v.v.i. Základní výzkum a Inovační biomedicínské centrum Kmenové buňky a biomateriály v regenerativní medicíně Prof. MUDr. Eva Syková, DrSc. Kmenové buňky a regenerativní