Molekuláris Medicina
Molekuláris Medicina Őssejt terápia Génterápia Tumor terápia Immunterápia Egyéb terápiák Vakcinák Genetikai diagnosztika Orvosi genomika
Terápiák
Diagnosztikák
1
Orvostudomány: régi vágy a sérült szövetek pótlása
2
3
- minden sejttípus kialakulhat belőle zigóta és 8 sejtes állapotú embrió
zigóta belső sejttömeg
- bármilyen sejttípus kialakulhat, kivéve az embrió táplálását végző (trofoblaszt) szövetek blasztociszta belső sejttömeg trofoblaszt sejtek
- csak néhány rokon sejttípus alakulhat ki felnőtt őssejtek progenitor sejtek
ES sejtek
szívizom progenitor sejtek
hámsejt
- képesek osztódni, de csak saját magukkal megegyező sejttípust képesek létrehozni Nem őssejtek! (1) statikus sejtek (pl. fibroblaszt); (2) megújuló sejtek (hám)
- idegsejt, vázizomsejt, szívizomsejt: nem őssejtek!
idegsejt
4
Zigóta Hólyagcsíra külső sejttömeg belső sejttömeg
(5-6 nap)
Bélcsíra (14-16 nap)
ES sejtek endoderma mezoderma ektoderma Máj, tüdő, Izom, vér- Bőr, idegpankreász erek, csont- rendszer velő
5 unipotens
zigóta: totipotens
nem-osztódó
hámsejt
neuron
pigment sejt
spermium
Csíravonal sejtek
ektoderma
zigóta
petesejt
hólyagcsíra
bélcsíra agy szem
belső sejttömeg
totipotens
pluripotens
multipotens
vér máj
mezoderma
endoderma
csontvelő bőr
szívizom-, vázizom sejt
vörösvértest
tubulus sejt
simaizom sejt
alveoláris sejt
pankreász sejt
pajzsmirigy sejt
izom
6 Agy
Köldökzsinór vér
Idegi őssejt
gliasejtek
idegsejtek
Hematopoetikus őssejt
vörösvértestek vérlemezkék
mezenchima fehér vérsejtek sejtek
7
8
Ő
Ő
Ő: felnőtt őssejt
Ő
Ő
P
P: progenitor sejt D: differenciált sejt
P D
P D
9
2007
Egér őssejtek (1981)
Martin Evans
Gail R. Martin
10
In vitro megtermékenyítés
sejtmag petesejt
Sejtmagátültetés magnélküli petesejt
donor mag
5 napos embrió Szöveti egyezőség! embrió csomó
Robert G. Edwards, Az in vitro megtermékenyítés kidolgozásáért (2010)
Es sejtek
11
Belső sejttömeg
hólyagcsíra
külső sejttömeg
ES sejtek
ektoderma
mezoderma
endoderma
12
zsírsejt
belső sejttömeg
idegsejt
makrofág
tenyésztett Hólyagcsíra ES sejtek (blasztociszta)
simaizom sejt
glia sejt 1. In vivo differenciálódás: közvetlenül a testbe ültetés 2. In vitro differenciálódás, majd a testbe ültetés
13
zigóta
14
Magi újraprogramozás (epigenetikai újraprogramozás: elkötelezettség elvesztése)
Szomatikus sejtmag transzfer Személyre-szabott őssejtek
15
Egyszerűbb az újraprogramozás, mert nem túlságosan elkötelezettek, de nehezebb izolálni, mint pl. a hámsejtet
Csíravonal sejtmag transzfer
Regeneratív Medicina
16
In vitro fertilizáció
sperma petesejt
zigóta morula
blasztula
ES sejtek
Pluripotens őssejtek Differenciált sejtek
Transzplantáció
17
petesejt
Sejtmag transzfer
Sejtmag a páciens egy sejtjéből
zigóta morula
blasztula
ES sejtek
Multipotens őssejtek
Differenciált sejtek
Transzplantáció
18
Hematopoetikus őssejt
Sejtkultúrában sokszorozott őssejtek Transzplantáció Leukémiás beteg
Mieloid progenitor sejt A beteg szervezetében
Vérsejtek
Multipotens sejtek (a potencia csökken)
Vérképző őssejt
19
Hematopoetikus őssejtek differenciálódása vérképző őssejtek
bazofil
eozinofil eritrocita
Mieloid progenitor sejt Hosszú-életű multipotens őssejt Megakariocita Sztrómális őssejt Rövid-életű multipotens őssejt
neutrofil vérlemezkék
? Dendritikus sejt T limfocita ? mesenchimális őssejt Oszteoblaszt MAPC
B limfocita
(multipotent adult progenitor cells)
Természetes ölősejt
Limfoid progenitor sejt
Hematopoetikus őssejtek használata a gyógyászatban (1) Csontvelő (1950-es évektől): az egyetlen bizonyítottan sikeres terápia - Betegségek gyógyítása: leukémia sarlósejtes vérszegénység immunhiányos betegségek csontvelő sérülések néhány anyagcsere rendellenesség - Kellemetlen beavatkozás - Sikeres terápia: ha a donor és recipiens genetikailag hasonló
(2) Köldökzsinór vér és (3) placenta vér (új felfedezés): - Használható: évtizedekkel később a donor személy vagy rokonok gyógyításához
(4) Felnőtt vér: kevés az őssejt benne
csontvelő
20
21
22
Genetikai módosítás Sima- és szívizomsejtek, endotél sejtek in vitro differenciálódás
Hólyagcsíra
TRANSZPLANTÁCIÓ
Szív progenitor sejtek
Szív (magzati vagy felnőtt)
TRANSZPLANTÁCIÓ, in vivo differenciálódás
Sima- és szívizomsejtek, endotél sejtek
23
Égési sérülések: Hagyományos kezelés – bőrátültetés nem sérült bőrfelületből. A siker titka: őssejtek találhatók közvetlenül az epidermisz alatt; de ha nem volt elegendő bőr, a páciens meghalhatott.
20 év óta – bőr őssejtek tenyésztése Új őssejtek felfedezése – bőr mélyebb rétegeiben és a szőrhagymákban
epidermisz dermisz
hipodermisz
Idegi őssejtek (NSC) neurogenezis a felnőtt agyban SVZ SVZ kisagy
NSC NSC hippocampus
kisagy
hippocampus
PATKÁNY AGY
EMBERI AGY
Anterio-laterális kamra subventrikuláris zónája
(SVZ)
Szagló hagyma
Új idegsejtek
24
25
Parkinson kór - Azok az idegsejtek, amelyek a szükségtelen mozgásokat kiiktatják, degenerálódnak a substantia nigra-ban őssejtek beültetése eddig nem bizonyult sikeresnek
26
Gerincvelő sérülés
Törött csont
Gerincvelő sérülés
27
Mezey Éva
Y kromoszóma
28
VÉRSEJTEK
ZSÍRSEJT EPITÉL SEJT SZÍVIZOM
NEURON GLIA SEJT
Sztrómális (mezenchimális) őssejtek a csontvelőben
29
Sztrómális sejtek
Mezenchimális őssejtek (MSC; sztrómális őssejtek): Csodavárás - Nem csupán szerkezeti funkció, hanem szerepet játszanak a szövetregenerációban is
Forrásai: - Csontvelő, köldökzsinór vér, zsírszövet
Kételyek: lehet, hogy a sztrómális sejtek csak fuzionálnak más sejtekkel és nem alakulnak át más sejttípusokká?
MSC: mesenchymal stem cells = marrow stromal
stem cells
30
a Sátán maga
5 napos embrió STOP
31
a Sátán maga Szingapur - Biopolis
32
Az első 24 órában hatályon kívül helyezte az „Őssejt Törvényt”
33
Alapkutatás:
Knock-out állatok előállítása, sejtdifferenciálódás megértése
Orvosi kutatás:
Hatóanyagok tesztelése
Orvostudomány:
Gyógyítás: - Beteg egyének sejtjeinek tesztelése különféle terápiákra - Leukémia, Parkinson- és Alzheimer-kór, idegi sérülések, agyvérzés, szív- és cukorbetegség
Tényleges alkalmazás: - Leukémia, bőrregeneráció, szívinfarktus
34
Egér iPS sejtek (2005) Fibroblaszt sejtek átvitele tápláló sejtekre Transzformált sejt
iPS faktorokat kódoló gének bevitele retrovírus vektorral iPS sejtek
Bőr fibroblaszt sejtek
Néhány sejt iPS sejtekké alakul
iPSC: induced Pluripotent Stem Cells
Shinya Yamanaka
35
(1) Elit sejt elmélet: a sejtek kis hányada képes az újraprogramozódásra (2) Sztochasztikus modell: minden sejt képes átprogramozódni, de ez a folyamat kis gyakoriságú és véletlen
36
Mit és hogyan bevinni? Nagy András
Testi sejtek
Újraprogramozó faktorok
Integrálódó Nem-integrálódó Kivágódó vírus vektor vektor
Fehérje
Kis molekulák
37
Transzkripciós faktorok
Pluripotens sejt
Multipotens sejt
Differenciált sejt
38
(genetikusan megegyező iPS sejtek)
39
Genetikai javítás (homológ rekombinációval)
40
Az őssejtek összehasonlítása Név
Felnőtt őssejtek
ES sejtek
ES sejtek
ES sejtek
ES sejtek
(in vitro fertilizáció, IVF)
(ősivarsejt)
(sejtmagtranszfer Donor: differenciált sejt)
(sejtmagtranszfer Donor: embrionális ősivarsejt)
Eredet
A felnőtt test különböző helyeiről + köldökzsinór vér
In vitro megtermékenyítés hólyagcsíra ICM sejtjeiből
Embrió ősivarsejtjeiből
Magnélküli petesejt + testi sejt magja
Magnélküli petesejt + ősivarsejt magja
Felnőtt testi sejtek transzformálása transzkripciós faktor génekkel
Sajátságok
Korlátozott differenciálódási potenciál. Sikeres kezelések néhány esetben
Minden sejttípust képes produkálni
Minden sejttípust képes produkálni
Minden sejttípust képes produkálni
Minden sejttípust képes produkálni
Minden sejttípust képes produkálni; Sejtek izolálása egyszerű
Korlátok
Nehéz izolálni
Politikai és társadalmi ellenállás
Politikai és társadalmi ellenállás
Politikai és társadalmi ellenállás
Politikai és társadalmi ellenállás
Kis hatékonyság jelenleg
Veszélyek
-
Tumor sejtekké alakulhat
Tumor sejtekké alakulhat
Tumor sejtekké alakulhat
Tumor sejtekké alakulhat
Retrovírus génjei kifejeződnek
iPS sejtek
(vannak nem-víruson alapuló technikák is)
