Nagy Krisztina Semmelweis Egyetem, Orálbiológiai Tanszék

Átírás

1 ŐSSEJTEK május 6. Nagy Krisztina Semmelweis Egyetem, Orálbiológiai Tanszék

2 Az őssejt definíciója korlátlan önmegújító képesség differenciált utódsejtek létrehozása

3 Differenciáció embrionális sejtek specializálódása a sejttípusra jellemző morfológia és funkció kialakulása osztódási képesség csökken többlépéses folyamat hátterében a génexpressziós mintázat változása áll

4 Embrionális fejlődés I. szedercsíra hólyagcsíra Rasmussen 2003 Reprod Biol Endocrinol

5 Embrionális fejlődés II. hólyagcsíra bélcsíra embryology.med.unsw.edu.au

6 Az őssejtek csoportosítása eredet szerint Embrionális őssejt (embryonic stem cell, ESC) forrás hólyagcsíra állapotú embrió (mesterséges megtermékenyítés!) funkció magzat összes szövetének létrehozása Felnőtt/szöveti őssejt (adult stem cell, ASC) forrás kifejlett szervek (pl. csontvelő, bőr, izom, fog, agy) funkció - javító mechanizmus (pl. sérülés esetén) - megújuló szöveteink sejtjeinek pótlása (pl. vér, bőr hámrétege)

7 Az őssejtek csoportosítása differenciálódási képesség szerint Sejttípus Mit képes létrehozni? Példa totipotens pluripotens multipotens minden extraembrionális és embrionális szövet embrió minden szövete (3 csíralemez + ivarsejtek) ivarsejteken kívül bármilyen más sejttípus zigóta embrionális őssejtek felnőtt/szöveti őssejtek unipotens egyetlen sejttípus izom őssejt

8 Embrionális fejlődés I. pluripotens szedercsíra hólyagcsíra Rasmussen 2003 Reprod Biol Endocrinol

9 Embrionális fejlődés II. pluripotens totipotens hólyagcsíra bélcsíra multipotens embryology.med.unsw.edu.au

10 Differenciációs potenciál és plaszticitás

11 2007 Embrionális őssejt-vonalak sejtvonal egér embrióból Martin Evans és Gail Martin kutatócsoportja sejtvonal humán embrióból James Thomson és munkatársai Orvosi-élettani Nobel-díj Mario Capecchi, Oliver Smithies és Martin Evans knock-out (génkiütött) egerek létrehozása embrionális őssejtek segítségével

12 Az őssejtek terápiás felhasználásának korlátai embrionális őssejtek etikai problémák daganatképzés kockázata magas kilökődés veszélye nagy felnőtt/szöveti őssejtek izolálás és tenyésztés nehézsége kisebb plaszticitás

13 Indukált pluripotens őssejtek (ips): a sejtek visszaprogramozása (reprogramming) Takahashi K, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell 2006 Aug 25;126(4): Epub 2006 Aug 10.

14 Az indukált pluripotens őssejtek (ips) orvosi alkalmazásának lehetőségei Shinya Yamanaka Nobel-díj 2012 Robinton and Daley 2012 Nature

15 Csontvelő eredetű őssejtek vérképző őssejtek Becker et al csontvelői sztróma őssejtek Friedenstein et al Vérképző őssejtek (HSC) Csontvelői sztróma őssejtek (BMSC)

16 Csontvelői őssejtek alkalmazása

17

18 Fogfejlődés és a kifejlett fog szerkezete Mezenhimális eredet Multipotens differenciációs képesség biology-forums.com/index.php?action=gallery; sa=view;id=8470 Bluteau et al Eur Cell Mater

19 Fogeredetű őssejtek forrásai Maradó fogak pulpája: DPSC dental pulp stem cell (2000) Tejfogak pulpája: SHED stem cell from exfoliated deciduous teeth (2003) Foggyökérhártya: PDLSC periodontal ligament stem cell (2004) Fogzacskó: DFSC dental folicle stem cell (2005) Foggyökér apikális papillája: SCAP stem cells from apical papilla (2006) (Egusa et al J Prosthodont

20 Fogeredetű őssejtek differenciációs képessége Mezenhimális eredet Multipotens differenciációs képesség fig2.jpg (Huang et al J Dent Res

21 Fogeredetű őssejtekre jellemző fehérjemarkerek Immuncitokémia PDLSC kultúrán STRO-1 CD90 CD105 Huang et al J Dent Res Nagy K. SE Orálbiológia

22 Fogpulpa és foggyökérhártya eredetű őssejtek I. klonogenitás fibroblaszt-szerű szerű morfológia Pulpa DPSC Molnár B. és mtsai Nagy K. SE Orálbiológia Gyökérhártya PDLSC Kádár K. és mtsai Nagy K. SE Orálbiológia

23 Fogpulpa és foggyökérhártya eredetű őssejtek II. eredet: differenciációs képesség: ectomesenchymalis multipotens DPSC PDLSC oszteogén Gronthos S. et al 2000 Seo B.M. et al 2004 adipogén Gronthos S. et al 2000 Seo B.M. et al chondrogén Wei X. et al Gay I.C. et al 2007 miogén Zhang W. et al Huang C.Y. et al 2009 neurogén Király M. et al Huang C.Y. et al 2009

24 Fogpulpa eredetű őssejtek idegi differenciációja Kádár et al J Physiol Pharmacol Király et al Neurochem Int.

25 A fogbél és a kemény fogszövet, a dentin újraképzése Vivőanyagba ágyazás Fogbél kinyerése Őssejtek tenyészete Dentin regeneráció Varga G. SE Orálbiológia

26 A fogágy megújítása Vivőanyagba ágyazás Parodontális őssejtek kinyerése Őssejtek tenyészete A fogtartó szövetek megújítása Varga G. SE Orálbiológia

27 Fogcsíra létrehozásának elvi vázlata Bluteau et al Eur Cell Mat

28 Mesterséges pótfog előállítása (2009)

29 A regeneratív fogászat triádja: őssejtek, nanoegységekből felépülő szerkezeti elemek és bioaktív szignálok Nanoszerkezet Kollagén Fibronektin Fibrin Proteoglikán Habok és rostok Gélek és membránok Nanostruktúrák Sejtek Szignálok Felnőtt Embrionális Csontvelői Foggyökérhártya őssejt Fogbél őssejt SE FOK MOLOR Regeneráció Alveoláris csont Paradontális ligamentum Cement Dentin Pulpa Zománc TGFß / BMP FGF WNT Hedgehog VEGF Varga G. SE Orálbiológia

30 Fogeredetű őssejtek felhasználási lehetőségei más szervek regenerálására (stemsaveblog.com/wp-content/uploads/2012/03/dental-cells-to-liver-cells.jpg

31 Őssejtek néhány lehetséges alkalmazása Őssejttenyészet Alapkutatás Az embrionális fejlődés és a szöveti differenciálódás vizsgálata Gyógyszerfejlesztés Hatásmechanizmus vizsgálatok Sejtek transzplantációja terápiás célból Vérképzés Idegszövet Szívizomszövet Inzulintermelés Fog és csont Varga G. SE Orálbiológia

32