1 / 26

Kantasolut ja Soluterapia

Kantasolut ja Soluterapia. Mika Pietilä Luentosarja TKK, 11-26.02.2010. Luentosarjan Sisältö. 1. Luentokerta (11.02.2010) Käsitteiden selitys Kantasolut 2. Luentokerta (12.02.2010) In vitro soluviljely 3. Luentokerta (18.02.2010) In vitro soluviljely 4. Luentokerta (19.02.2010)

peta
Download Presentation

Kantasolut ja Soluterapia

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Kantasolut ja Soluterapia Mika Pietilä Luentosarja TKK, 11-26.02.2010

  2. Luentosarjan Sisältö • 1. Luentokerta (11.02.2010) • Käsitteiden selitys • Kantasolut • 2. Luentokerta (12.02.2010) • In vitro soluviljely • 3. Luentokerta (18.02.2010) • In vitro soluviljely • 4. Luentokerta (19.02.2010) • Soluterapia • 5. Luentokerta (26.02.2010) • Solutuotteiden karakterisointi (laatu) • 6. Luentokerta (27.02.2010) • Kantasolut in vitro toksikolgisuustesteissä

  3. Käsitteiden selitys • Tissue Engineering (Langer & Vacanti 1993) • "an interdisciplinary field that applies the principles of engineering and life sciences toward the development of biological substitutes that restore, maintain, or improve tissue function” • Regenerative Medicine (Viola et al. 2003) • employs a wide variety of tools (such as stem cells and growth factors) and methods to induce tissue regeneration

  4. Käsitteiden selitys • Cell Therapy (FDA) • “The prevention, treatment, cure or mitigation of diseaseor injuries in humans by the administration of autologous, allogeneic or xenogeneic cells that have been manipulated or altered ex vivo.” • Advanced Therapy Products (Annex I, Directive 2001/83/EC) • ”....properties for treating or preventing diseases in human beings, or that they may be used in or administered to human beings with a view to restoring, correcting or modifying physiological functions by exerting principally a pharmacological, immunological or metabolic action, they are biological medicinal products”

  5. Käsitteiden selitys • Biomedicine • a family of sciences interested in physiological and biological function of cells and molecules, and their relation to clinical medicine • Autologinen (Autologous) • Käytetään potilaan omia soluja • Allogeeninen (Allogenic) • Solut siirretään toisesta potilaasta toiselle potilaalle • Xenogeneous • Eläinperäinen materiaali (solu, proteiini etc.)

  6. Käsitteiden selitys • Graft • Siirre joka voi olla esim. Elin tai elimen osa joka siirretään toiselle potilaalle • Host • Henkilö jolle siirre siirretään • Immunomodulation • Immunijärjestelmän muokkaaminen (Immunosuppression) • Scaffolds • Kolmiuloitteinen ”rakennelma” joka pääsääntöisesti koostuu ECM komponenteista joka tarjoaa soluille kasvualustan. Siirretään solujen mukana kehoon.

  7. Soluterapian/kantasolujen Historia Mesenkymaalisten kantasolujen (hMSC) eristys ja kasvatus - Friedenstein et al Ensimmäinen todellinen verensiirto - verta lampaasta pojalle Alkion kantasolujen eristys ja kasvatus - Thomson et al. Soluterapian 2. tuleminen - hMSCs (Osiris) 1400 1667 1901 1976 1978 1998 2000 2007 2009 Ensimmäinen verensiirto? Veriryhmät keksittiin  turvallinen verensiirto Ensimmäinen luuydinsiirto - Kersey et al. Soluterapian 1. tuleminen - Iho- ja rustotuotteet (DermaGraft, Carticel) - Regenerative medicine Human Induced Pluripotent stem cells - Takahashi et al.

  8. Kantasolut www.nationalacademies.org/stemcells

  9. Kantasolut • Mikä kantasolu on? • Solu joka voi: • kopioida itseään (self-renew) • Erilaistua • Mistä niitä löytyy? • Uskotaan löytyvän kaikkialta kehosta ja myös alkiosta • Kaikki kehon erilaistuneet solut ovat peräisin kantasoluista • Esiintyvyys kudoksissa matala • Luuydin 1/100000 • Mikä niiden tehtävä on? • Kudosten uusiminen • Verensolut uusiutuu 2,5 päivässä • Ohutsuolenpinta 4-6 päivässä • Iho 7-100 päivässä • Maksa 400-500 päivää • Sydän harvoin/ei ollenkaan • Vaurioutuneen kudoksen korjaus

  10. Kantasolut • Luokittelu • Erilaistumiskyvyn mukaan: • Totipotent (hedelmöityksessä ensimmäiset jakautuvat solut) • Pluripotent (alkion kantasolut) • Multipotent (mesenkymaaliset kantasolut) • Unipotent (lihaksen sateliittisolut) • Alkuperän mukaan: • Aikuisen kantasolut • Esiintyy useina erilaistumisasteina (progenitor cells) • Alkion kantasolut • Induced Pluripotent Stem cells (iPS)

  11. Alkion Kantasolut

  12. Alkion kantasolut • Eristetään blastokystivaiheessa olevan alkion sisäsolumassasta • Thomson et al. 1998 • Pluripotentteja  kykenee erilaistumaan kehon kaikiksi soluiksi • Saadaan yleensä keinohedelmöityshoidon yhteydessä • Hoitoihin kelpaamattomat alkiot • Suomessa suurin alkion kantasolututkimusta tekevä taho on REGEA Tampereella

  13. Alkion kantasolut http://www.hyscience.com/archives/PluripotentStemCells.jpeg

  14. Alkion kantasolut • Tutkimuksen tilanne: • 1998 lähtien ollut suuren mielenkiinnon alla • Tutkittu erityisesti mahdollisena ratkaisuna sydän- ja hermostosairauksien hoitoon • Huonosti uusiutuvien kudosvaurioiden hoito • Sydäninfarkti • Alzheimerin tauti, halvaantumiset jne. • Ongelmana erilaistumisprosessin kontrollointi • Teratomat • Heikko erilaistumistehokkuus • Erilaistumisen ohjaaminen • Muita ongelmia • Eettiset kysymykset • Hyljintä reaktiot • FDA:lta ensimmäinen lupa alkion kantasoluille kliiniseen kokeeseen kesällä 2009 http://i.livescience.com/images/freakyanimals_mouse_ears_02.jpg

  15. Alkion kantasolut • Käyttöä tutkimuksessa rajoittaa eettiset ja lainsäädännölliset tekijät • Tiukka tieteellinen ja eettinen arviointi ennen hyväksyntää Vojnits and Breme. Toxicology 2010, DOI:10.1016/j.tox.2009.12.003

  16. Induced pluripotent stem cells • Uutena käsitteenä iPS (Induced Pluripotent Stem cells) solut • Kehitys lähti liikkeelle alkion kantasolujen ja somaattisten solujen fuusiosta • Cowan et al. 2005;Science 309: 1369-1373 • Yu et al. 2007;Science 318: 1917-1920 • Pluripotenssi markkereiden transfektio hiiren fibroblasteihin • Oct4, Sox2, c-Myc, Klf4 • Takahashi and Yamanaka 2006;Cell 126: 663-673 • Ei kuitenkaan täysin samankaltaisia alkion kantasolujen kanssa • Global gene-expression pattern and DNA metylaatio poikkesi hiiren alkion kantasoluihin verrattuna

  17. Induced pluripotent stem cells • Wernig et al. 2007;Nature 448:318-324 • Onnistui tuottaan hiiren alkion kantasolujen kaltaisia iPS-soluja • Takahashi et al. 2007;Cell 131:861-872, Takahashi et al. 2007;Nat Protoc. 2:3081-3089 • Ensimmäiset ihmisen iPS-solut ihon fibroblasteista • Etuna alkion kantasoluihin hylkimisreaktioiden välttäminen ja eettisyys • Potilaan omat solut lähtömateriaalina

  18. Induced Pluripotent Stem Cells (iPS) Somaattinen solu (esim ihon fibroblastit) Lisätään Oct3/4, Sox2, Klf4 ja C-Myc tranksriptiotekijät Uudelleen ohjelmoituja soluja, jotka alkion kantasolun kaltaisia Nagakawa et al. 2008. Nat. Biotec. Vol26(1): 101 In vitro solujen kasvatus

  19. Aikuisen Kantasolut

  20. Aikuisen Kantasolut • Löytyy todennäköisesti kaikista kudoksista • Sijaitsee erityisessä mikroympäristössä eli niche:ssä • Tärkein tehtävä kehossa on kudosten uusiminen ja korjaus • Erilaistumiskyvyltään rajoittuneempia • Tunnetuimpia ovat mesenkymaaliset ja hematopoieettiset kantasolut • Kantasolusysteemejä mm: • Suolistossa • Hermokudoksissa • Maksassa • ihossa

  21. Aikuisen Kantasolut http://arthritis-research.com/content/figures/ar2514-1.gif

  22. Aikuisen Kantasolut http://www.lifeethics.org/www.lifeethics.org/uploaded_images/Hematopoietic-Stem-Cells-10-07-779860.JPG

  23. Aikuisen Kantasolut • Niche tarjoaa oikean mikroympäristön alkukantaisille kantasoluille • Solut ”hiljaisessa” tilassa • Tietyn ärsykkeen saatuaan asymmetrinen jakautuminen • Toinen tytärsolu esiastesolu joka aloittaa jakautumisen • Solut aktiivisessa jakautumisvaiheessa • Esiastesolut muuttuvat kypsemmiksi erilaistuneiksi soluiksi http://www.brh.co.jp/en/experience/journal/38/img/04ill_1.gif

  24. Aikuisen Kantasolut • Mesenkymaaliset kantasolut • erilaistumiskyky • Varmasti: Rasva, luu ja rusto • Ristiriitaisia tuloksia: Hermosolut, lihassolut ja sydänlihassolut • Erilaisia kriteereitä hMSC tunnistukseen • Pintarakenteet, erilaistumiskyky, morfologia • Kuitenkaan ei vielä tiedetä varmasti mitä soluja ne on (heterogeeninen populaatio in vitro viljelyissä) • Immunomodulaatio • Eivät exprssoi MHC luokan II proteiineja  ei hyljintä ongelmaa • Omaavat immunosuppressiivisia ominaisuuksia • Soluterapiasovellutuksia • Immunomodulaatio • GVHD, Crohn’s disease, Sydäninfarkti • Luu- ja rustovauriot

  25. Aikuisen Kantasolut • Mesenkymaaliset kantasolut • Transformaatio • Ristiriitaisia julkaisuja mesenkymaalisten kantasolujen transformaatiosta • Puolesta: Rubio et al. 2008, • Vastaan: Bernando et al. 2007 • Ei samanlaista riskiä kuin alkion kantasoluilla (vrt. Teratoomat)

  26. Aikuisen Kantasolut • Tutkimuksen tilanne: • Mesenkymaaliset kantasolut yhdessä hematopoieettisten kanssa eniten tutkittu kantasoluryhmä • Kantasolusiirtoja tehty jo pitkän aikaa • Luuydin siirtoja vuodesta 1978 • Hematopoieettiset kantasolut leukemian hoidossa • Lukuisia kliinisiäkokeita tehty meseillä • Sydäninfarktit • Luu- ja rustovauriot • GVHD

More Related