Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen"

Benedek Deák
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP /1/A

Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011 Dr.

2 Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP /1/A Dr. Pongrácz Judit Háromdimenziós szövettenyésztés és tissue engineering 1. Előadás ALAPISMERETEK

3 A kurzus célja Elméleti háttérismeretek komplex szövetkultúrák előállításához

4 A kurzus tartalma Hét Előadás Cím 1 1 Alapismeretek 2 Őssejtek (1) 2 3 Őssejtek (2) 4 Őssejtek (3) 3 5 Bioreaktorok (1) 6 Bioreaktorok (2) 4 7 Bioanyagok (1) 8 Bioanyagok (2) 5 9 Scaffold előállítás 10 Biokompatibilitás 6 11 Sejt-Scaffold kölcsönhatások 12 Biofaktorok 7 13 Szabályozott hatóanyag leadás 14 Bioszenzorok Hét Előadás Cím 8 15 Aggregációs kultúrák 16 Szövetnyomtatás - Tissue printing 9 17 Tissue repair (1) 18 Tissue repair (2) Tissue repair (3) 20 Tissue repair (4) Kereskedelmi forgalomban lévő termékek (1) 22 Kereskedelmi forgalomban lévő termékek (2) Klinikai kipróbálás (1) 24 Klinikai kipróbálás (2) Klinikai kipróbálás (3) 26 Kutatási felhasználás és drogteszetelés Etikai kérdések 28 Gazdasági jelentőség

5 Mi a tissue engineering? Tissue engineering eredetileg a biológiai anyagtudományok és a mérnöki tudományok egyik mellékágaként jött létre, de mivel az utóbbi időben mind jelentősége, mind művelőinek száma megnőtt, ma már önálló tudományágnak számít. A tissue engineering célja specifikus szövetek, illetve akár teljes szervek regenerálása valamint újra-előállítása, a biológiai funkciók megtartása vagy helyreállítása (csont, porc, ér, lép, bőr, stb.) mellett. Ennek érdekében különböző technikák kombinációit használja: sejttenyésztés, bioanyagok szintézise, biokémiai és biofizikai módszerek.

6 A tissue engineering alapjai Beültetés Biopszia Biopszia vagy reszekció útján nyert sejtek Graft előállítása 3D tenyésztés ( scaffold -on vagy anélkül) Felszaporodott sejtkultúra Monolayer sejtkultúra

7 2D szövetkultúra Adherens Nem adherens Tripszin Tripszin nélkül Szuszpendálás Pelleting Reszuszpendálás Sejtek kirakása

8 3D szövetkultúrák Elégtelen diffúzió Apoptotikus sejthalál Tápanyagok és oxigén diffúziója Másodlagos nekrózis Egészséges szövet Nekrotikus szövet

9 Szövetek előállítása In vitro Szöveti regeneráció (szövet proliferáció és regeneráció mesterséges scaffold -on) Bio-mesterséges szervek (máj, bőr, hasnyálmirigy) In vivo Vérsejt regeneráció (őssejt proliferáció és differenciáció stimulálása) Sejtinjektálás sérült szövetekbe (szívizomsejtek) Nagy sérülések regenerációja (biológiailag abszorbeálható scaffold -ok növekedési faktorokkal illetve nélkül)

10 Bioreaktor Nekrózis elkerülésére Kevertetett bioreaktor Ipari bioreaktor Sav Habzás- Bázis Szubsztrát gátló Perisztaltikus pumpák Hab Bemenő víz Fűtőszál Ellennyomás szelep Pumpa T ph po 2 Szabályozó egység Biztonsági szelep Kimenő víz Elektromágneses szelep hűtéshez Q szelep Levegő Motor Q

11 Sejt- és szövetpótló terápia fő alkalmazási lehetőségei TÁMOP /1/A Stroke Traumás agysérülés Alzheimer kór Parkinson kór Foghiány Sebgyógyulás Csontvelő transzplantáció Gerincvelő sérülés Oszteoarthritis Rheumatoid arthritis Kopaszság Vakság Süketség Miokardiális infarktus Muszkuláris disztrófia Diabétesz Multisite daganat Amiotrófiás laterális szklerózis

12 A tissue engineering során használt sejtek TÁMOP /1/A Őssejtek Embrionális Köldökzsinórvér Csontvelő- vagy zsírszövet-eredetű Felnőtt, szövetspecifikus Érett, differenciálódott sejtek Szövetspecifikus

13 Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP /1/A Dr. Pongrácz Judit Háromdimenziós szövettenyésztés és tissue engineering 2. Előadás ŐSSEJTEK (1)

14 Őssejtek Totipotens Pluripotens Multipotens

15 Őssejt típusok Megtermékenyített petesejt 8 sejtes embrió Blasztociszta Tenyésztett őssejtek Idegsejtek Vérsejtek Totipotens Pluripotens Agy Idegsejtek Csontvelő Vérsejtek Multipotens Multipotens

16 Az őssejt osztódásának típusai I. Őssejt Önmegújítás Aszimmetrikus osztódás, differenciáció Önmegújító leánysejt Szimmetrikus osztódás Leánysejt Szimmetrikus, osztódás, differenciáció

Véglegesen differenciálódott sejtek TÁMOP-4.1.

Proliferációs képesség Differenciációs képesség Őssejt

17 Véglegesen differenciálódott sejtek TÁMOP /1/A Az őssejt osztódásának típusai II. Proliferációs képesség Differenciációs képesség Őssejt Aszimmetrikus osztódás Sejtszám megsokszorozódás Progenitor sejteken át történő differenciáció Proliferálódó szakasz

18 Őssejt források Felnőtt (szomatikus) őssejtek (Adult Stem Cells, ASC) Felnőtt multipotens őssejtek Embrionális őssejtek (ESC)

19 Epiblaszt őssejtek (EpiSC) I. Az epiblaszt olyan szövet, amely az embrionális őssejtek kialakulását követő későbbi fejlődési szakasz során jön létre. Kialakulása az embrió beágyazódása után történik.

20 Epiblaszt őssejtek (EpiSC) II. Embrionális ivarsejtek (EG) Extraembrionális endoderma (XEN) sejtek Trofoblaszt őssejtek (TS) Embrionális őssejtek (ESC) Epiblaszt őssejtek (EpiSC) IPS sejtek Primitív endoderma Trofektoderma (TE) Epiblaszt Szomatikus sejtvonalak Endoderma Mezoderma Ektoderma Dedifferenciáció Újraprogramozás Megtermékenyítés Primordiális ivarsejtek(gsc) Szedercsíra Késői blasztociszta

21 A multipotens felnőtt szomatikus őssejtek lokalizációja Korábban azonosított: Agy Bőr Csontvelő A közelmúltban gyakorlatilag minden szövetben mutattak ki őssejteket

22 Felnőtt (szomatikus) őssejtek (ASC) A mikrokörnyezetet, ahol az őssejtek elhelyezkednek, őssejt niche -nek nevezzük ASC: Zsírszöveteredetű őssejtek Perifériás vér Csontvelő Vázizomzat Méhlepény Szőrtüsző Porc Csontvelő Porc Harántcsíkolt izom Csontvelő Bőr Izom Ideg Ín Simaizom Ideg Agy Csont Vérsejtek Izom Szív Porc Simaizom Ideg Zsír Csont Ín Zsír Máj Zsír Vérsejtek Csontvelő Agy/Ideg Vér Szív Minden szövet Porc

23 A felnőtt őssejt niche Mikrokörnyezetként leírt őssejt niche-k: Gasztrointesztinális Agy Csontvelő Nyelőcső Agy Cornea Vékonybél Idegek Retina Vastagbél/colon Vérsejtek Hasnyálmirigy Gyomor Izom Máj Minden szövet Szív Tüdő Spermatogónium Amnion folyadék Köldökzsinór mátrix Köldökzsinór-vér Különböző szövetek

24 Csontvelői őssejtek (MSCs) Hemopoetikus őssejtek Mezenchimális őssejtek Csontvelői stróma őssejtek Endotél progenitor sejtek

25 Hemopoetikus őssejtek (HSC) I. Thy lo Lin - Sca-1 + CD4 és Mac-1 alapján 3 populáció különíthető el, és csak a Lin - Mac-1 - CD4 - populáció tartalmaz nagyszámú tartósan újraképződő hemopoetikus őssejtet c-kit + Sca-1 + Thy lo Flk-2: hosszú távú repopulációs képesség c-kit + Sca-1 + Thy lo Flk-2 + : rövid távú repopulációs képesség c-kit + Thy lo Lin - (Flk-2 - ) Sca-1 + : egérben hosszú távú repopulációs képesség

26 Hemopoetikus őssejtek (HSC) II. Humán mintákban a CD34 antigén (funkciója nem ismert) expresszálódik További markerek: CD38, CDE90 éscd133 Thy + CD34 + hosszú távú kultúrák mieloid és limfoid sejtvonalakat egyaránt generálnak Thy - CD34 + nincsenek mieloid és limfoid sejtvonalakat egyaránt generáló hosszú távú kultúrák

27 Hemopoetikus őssejtek (HSC) III. Humán hemopoézis Közös mieloid progenitor Multipotens hemopoetikus őssejt (Hemocitoblaszt) Közös limfoid progenitor Mieloblaszt Megakarioblaszt Proeritroblaszt (Pronormblaszt) Limfoblaszt Promegakarioblaszt Basofil eritroblaszt B. promielocita N. promielocita E. promielocita Monoblaszt Prolimfocita Polikromatikus eritroblaszt B. mielocita N. mielocita E. mielocita Promonocita Ortokromatikus eritroblaszt (Normoblaszt) B. metamielocita N. metamielocita E. metamielocita Megakariocita Polikromatikus eritrocita (Retikulocita) B. band N. band E. band T limfocita Kis limfocita B limfocita Természetes ölősejt Trombociták Eritrocita Basofil Neutrofil Eozinofil Monocita Hízósejt Makrofág Mieloid dendritikus sejt Plazmasejt Limfoid dendritikus sejt

28 Mezenchimális őssejtek (MSC) I. Nincsenek hemopoetikus markereik (CD2, CD3, CD4, CD8, Mac-1/CD11b, CD14, CD15, CD19, CD20, B220, CD45, Thy1 és mieloperoxidáz) Expresszió: LDL receptor, alkalikus foszfatáz, simaizom aktin, IV-es típusú kollagén, laminin, VIIes faktor, MUC18, CD29, CD44, CD49A-F, CD51, CD73, CD105, CD106, CD166 +

29 Mezenchimális őssejtek (MSC) II. MSC-k csontvelőből közvetlenül izolálhatóak NGFR (CD271), SSEA-1, SSEA-4, CD140b, CD340 (HER-2), CD349 (Frizzled-9) expresszió alapján Tisztítás: CD29 +, CD44 +, CD73 +, CD105 +, CD106 +, CD166 +, valamint a hemopoetikus receptorok hiánya alapján

30 Endotél progenitor sejtek (EPC) Felnőtt EPC-k CD34 + vagy Flk-1 + (VEFR-2) További markereik: CD31, Tie2 és E-szelektin, enos, LDLR, VEGFR-1,-2,

31 Csontvelői progenitor sejtek HSC és EPC sejtvonalak hasonló temporális és spatiális fejlődést követnek HSC és EPC közös markerei: VEGFR-2 (Flk-1), SCL/Tal1, Runx1 Hemangioblaszt fenntartása

32 Szövetvonalak ontogenezise a csontvelőben Hemangioblaszt (Flk-1 +, VEcadherin +, CD45 - ) Mezo-Angioblaszt HSC Oszteoblasztok MSC EPC Stróma sejtek Periciták SMC Limfoid progenitorok Mieloid progenitorok Monociták EC T-sejtvonal B-sejtvonal

33 A csontvelői őssejtek funkcionális egymásrautaltsága Mátrix proteinek, adhéziós molekulák, citokinek sorát expresszálja HSC MSC EPC

Hasonló dokumentumok

Háromdimenziós szövettenyésztés

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Háromdimenziós szövettenyésztés Dr. Bartis Domokos Dr.