Projekti / Programi
Uporaba humane matične celice za zdravljenje
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 3.01.00 |
Medicina |
Mikrobiologija in imunologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B500 |
Biomedicinske vede |
Imunologija, serologija, transplantacija |
| B490 |
Biomedicinske vede |
Hematologija, zunajcelične tekočine |
- matična celica, embrionalna matična celica, krvotvorna matična celica
Raziskovalci (22)
Organizacije (2)
Povzetek
Terapija z uporabo matičnih celic je logično nadaljevanje današnjega transfuzijskega zdravljenja s krvjo, ki ga bodo v veliki meri nadomestile celične terapije. Raziskave različnih matičnih celic v kostnem mozgu, t.j. krvotvorne matične celice, mezenhimske matične celice, hemangioblasta in multipotentne celice prednice odraslega (MAPC) so pokazale, da jih lahko razvijamo v skoraj vse somatske celice ekto-, endo- in mezodermalnega porekla. Ker so metode izolacije in karakterizacije vseh omenjenih celičnih vrst nezanesljive, drage in zamudne, je potrebno poiskati boljše izhodne matične celice za diferenciacijo v dolčene celične linije in ena od možnih celičnih linij je embrionalnim celicam podobna linija, pridobljena iz popkovnične krvi. Za te vrste celic je značilno, da jih lahko usmerimo v različne celične vrste, ni pa še jasno, ali jih lahko spremenimo v krvotvorne prednice oz. v mieloične in limfatične krvne celične linije. Namen raziskave je ugotoviti, ali lahko z dosedaj objavljenimi metodami to celično vrsto diferenciramo in namnožimo v megakarioblastno in eritroblastno linijo. S tem bomo poizkusili tudi ugotoviti ali je tak način gojenja krvnih celic in vitro možna alternativa današnjim metodam pridobivanja krvnih pripravkov.
Pomen za razvoj znanosti
Celične terapije, študije diferenciacije celic in raziskave MC so ena temeljnih razvojno-raziskovalnih usmeritev biomedicine v zadnjem desetletju. Potencial, ki ga nudijo različne MC je ogromen in z uporabo novih postgenomskih tehnologij in sitemske biologije dajejo tudi odgovore na nekatera temeljna vprasanja biomedicine, kot je zdravljenje raka, genskih bolezni, itd. Osrednja vprašanja se danes dotikajo tudi uporabe EMC, ki pa je etično nezaželena. Zaradi tega so zelo pomembni alternativni pristopi, ki uporabljajo embrionalnim celicam podobne MC, ki jih lahko dobimo iz porodnih tkiv, npr, iz popkovnične krvi. Uspešen razvoj teh celic bi nam omogočil razumevanje in nadzor razvoja MC, s katerimi bi lahko nadomestili uporabo EMC, kar bi bil velik korak v svetovnem merilu.
Osrednje probleme izolacije in karakterizacije primitivnih MC iz popkovnične krvi in nadaljno diferenciacijo v živčne celice smo najprej dokumentirali v objavi v Nature Protocols (McGuckin in sod. Culture of embryonic-like stem cells from human umbilical cord blood and onward differentiation to neural cells in vitro. Nat Protoc 2008; 3(6): 1046-1055). Te celice smo nato razvili tudi v endodermalno celično linjo (jetra in beta-celice pankreasa (Strbad M, Doktorska disertacija, v pripravi). Vzporedno smo prišli do nepričakovanih spoznanj, da so podobne celice prisotne tudi pri odraslih osebah, na začetku v ovariju (objava Virant-Klun in sod. Putative stem cells with an embryonic character isolated from the ovarian surface epithelium of women with no naturally present follicles and oocytes. Differentiation (Lond.), 2008. Oct;76(8):843-56). Te celice smo uspeli razviti v spolne celice in celo partenogenetsko blastocisti podobno obliko, kar potrjuje našo domnevo da gre za celice z visokim pluripotentnim značajem (objava Virant-Klun in sod. Parthenogenetic embryo-like structures in the human ovarian surface epithelium cell culture in postmenopausal women with no naturally present follicles and oocytes. Stem cells dev., 2009, vol. 18, no. 1, str. 137-149). Nato smo preverjali, ali se take celice nahajajo tudi v kostnem mozgu in uspelo nam je priti do pozitivnih rezultatov (objava JEŽ, Mojca. Identifikacija celic z embrionalnimi lastnostmi v kostnem mozgu odraslega človeka : diplomsko delo, Univerza v Ljubljani, 2008). Vzporedno smo matične celice osamili tudi iz maščobnega tkiva in nakazali njihovo potencialno uporabnost za regeneracijo kosti (objava Fröhlich Mirjam in sod.. Bone grafts engineered from human adipose-derived stem cells in perfusion bioreactor culture. Tissue eng. part A, 2010, letn. 16, št. 1, str. 179-189).
Potek raziskave je pokazal, da smo uspeli zastaviti relevantna vprašanja in da smo rešili večino tehnoloških ovir. Osvojili smo potrebno znanje za kultiviranje, izolacijo in karakterizacijo matičnih celic iz popkovnične krvi in drugih tkiv ter z temi dosežki relevantno nastopili v mednarodnem okolju, kar dokazujejo tudi naše objave. Od naših rezultatov pričakujemo določena nova odkritja in izboljšave pri novih načinih izolacije matične celice iz kostnega mozga in periferne krvi, razširitev metodološkega instrumentarija za karakterizacijo matičnih celic in usmerjenih celic prednic, nadaljni razvoj metod za diferenciacijo humane MC v krvne celične linije ter osvojitev tehnologij za pridobivanje in prečiščevanje različnih vrst matičnih celic za klinično uporabo.
Pomen za razvoj Slovenije
Dobri rezultati raziskave so omogočili možnost izkoriščanja linij matičnih celic v klinični medicini, izboljšavo izolacij matične celice iz kostnega mozga in periferne krvi, razširitev metodološkega instrumentarija za karakterizacijo matičnih celic in usmerjenih celic prednic, nadaljni razvoj metod za diferenciacijo humane matične celice ter osvojitev tehnologij za pridobivanje in prečiščevanje različnih vrst matičnih celic. Rezultati naše raziskave bodo služili predvsem razvoju transfuzijske medicine, dolgoročno pa še bolj raziskovalnim skupinam v drugih kliničnih vejah medicine, ki bodo lahko našo razvito metodologijo uporabile za praktično terapijo določenih bolezni. V našem primeru se kaže najhitrejša aplikacija razvoj matičnih celic iz popkovnice v beta celice pankreasa ter potencialni razvoj v umetno kri. Pri tem so naše ciljne skupine klinični oddelki za hematologijo in transplantacijo kostnega mozga, oddelki za kirurgijo jeter in pankreasa, oddelki za kardiologijo, urologijo, plastično kirurgijo, kirurgijo lokomotoričnega aparata, ortopedski oddelki ter stomatološka klinika; po drugi strani pa lahko rezultae uporabijo tudi mala oz. nastajajoča medicinska biotehnološka podjetja ter večje farmacevtske korporacije.
Naše delo bo omogočilo vrhunske storitve v medicini, ki bodo omogočale državljanom zdravljenje, ki jim zagotavlja visok nivo kvalitete življenja. Nadomeščanje okvarjenih ali obolelih tkiv že danes veliko pripomore k uspesnemu zdravljenju in hitri rehabilitaciji. Tako lahko dosežemo odlične direktne in posredne učinke za bolnike in celotno družbo. V zadnjih 10 letih smo prijavitelji uspeli ustvariti solidno infrastrukturo, kadre in dosežke na področju medicinske biotehnologije. Sistematično delo naše skupine na tem področju je že pomagalo že več stotim bolnikom, ki jih pred desetletji sploh ne bi mogli zdraviti. Področje celičnih terapij lahko v Sloveniji postane eno od prepoznavnih dejavnosti. Ta panoga medicine bo zelo propulzivna tudi kot proizvodna panoga, ki je okolju prijazna in omogoča trajen razvoj tako gospodarstva, medicine kot tudi zdravstvenega turizma ter sistema Univerze – visokega šolstva in seveda znanosti v našem okolju.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
