ŐSSEJTEK
http://www.geneticliteracyproject.org
2015. május 6. Nagy Krisztina Semmelweis Egyetem, Orálbiológiai Tanszék
Az őssejt definíciója korlátlan önmegújító képesség differenciált utódsejtek létrehozása
Differenciáció embrionális sejtek specializálódása a sejttípusra jellemző morfológia és funkció kialakulása osztódási képesség csökken többlépéses folyamat hátterében a génexpressziós mintázat változása áll
http://www.ib.bioninja.com.au/_Media/differentiation_med.jpeg
Embrionális fejlődés I.
szedercsíra
hólyagcsíra Rasmussen 2003 Reprod Biol Endocrinol
Embrionális fejlődés II.
bélcsíra hólyagcsíra
embryology.med.unsw.edu.au
Az őssejtek csoportosítása eredet szerint Embrionális őssejt
Felnőtt/szöveti őssejt
(embryonic stem cell, ESC)
(adult stem cell, ASC)
• forrás hólyagcsíra állapotú embrió (mesterséges megtermékenyítés!)
• funkció magzat összes szövetének létrehozása
• forrás kifejlett szervek (pl. csontvelő, bőr, izom, fog, agy)
• funkció - javító mechanizmus (pl. sérülés esetén)
- megújuló szöveteink sejtjeinek pótlása (pl. vér, bőr hámrétege)
Az őssejtek csoportosítása differenciálódási képesség szerint Sejttípus
Mit képes létrehozni?
Példa
totipotens
minden extraembrionális és embrionális szövet embrió minden szövete (3 csíralemez + ivarsejtek) ivarsejteken kívül bármilyen más sejttípus egyetlen sejttípus
zigóta
pluripotens multipotens unipotens
embrionális őssejtek felnőtt/szöveti őssejtek izom őssejt
Embrionális fejlődés I.
pluripotens szedercsíra
hólyagcsíra Rasmussen 2003 Reprod Biol Endocrinol
Embrionális fejlődés II.
pluripotens bélcsíra
multipotens totipotens
hólyagcsíra
embryology.med.unsw.edu.au
Differenciációs potenciál és plaszticitás
www.fastbleep.com/biology-notes/32/158/852
Embrionális őssejtőssejt-vonalak 1981
1. sejtvonal egér embrióból Martin Evans és Gail Martin kutatócsoportja
1998
1. sejtvonal humán embrióból James Thomson és munkatársai
2007
Orvosi-élettani Nobel-díj Mario Capecchi, Oliver Smithies és Martin Evans
„knock-out” (génkiütött) egerek létrehozása embrionális őssejtek segítségével
Az őssejtek terápiás felhasználásának korlátai embrionális őssejtek etikai problémák daganatképzés kockázata magas kilökődés veszélye nagy felnőtt/szöveti őssejtek izolálás és tenyésztés nehézsége kisebb plaszticitás
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):663-76. Epub 2006 Aug 10.
http://www.umassmed.edu/iscr/stemcellfacts.aspx
Az indukált pluripotens őssejtek (iPS) orvosi alkalmazásának lehetőségei
Shinya Yamanaka Nobel-díj 2012
Robinton and Daley 2012 Nature
Csontvelő eredetű őssejtek vérképző őssejtek csontvelői sztróma őssejtek
Becker et al. 1963 Friedenstein et al. 1966
Vérképző őssejtek (HSC)
Csontvelői sztróma őssejtek (BMSC) http://stemcells.nih.gov/info/scireport/pages/chapter4.aspx
Csontvelői őssejtek alkalmazása
http://www.biologyjunction.com/images/maturestemcelltreatment.jpg
Fogfejlődés és a kifejlett fog szerkezete
• Mezenhimális eredet • Multipotens differenciációs képesség
Bluteau et al. 2008 Eur Cell Mater
biology-forums.com/index.php?action=gallery; sa=view;id=8470
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. 2012 J Prosthodont
Fogeredetű őssejtek differenciációs képessége
• Mezenhimális eredet • Multipotens differenciációs képesség
(Huang et al. 2009 J Dent Res
www.bioscience.org/2012/v17/af/3963/ fig2.jpg
Fogeredetű őssejtekre jellemző fehérjemarkerek Immuncitokémia PDLSC kultúrán
STRO-1
CD90
CD105
Huang et al. 2009 J Dent Res
Nagy K. SE Orálbiológia
Fogpulpa és foggyökérhártya eredetű őssejtek I. klonogenitás
fibroblaszt--szerű morfológia fibroblaszt
Pulpa DPSC Molnár B. és mtsai. 2008
Nagy K. SE Orálbiológia
Kádár K. és mtsai. 2009
Nagy K. SE Orálbiológia
Gyökérhártya PDLSC
Fogpulpa és foggyökérhártya eredetű őssejtek II. eredet:: eredet
ectomesenchymalis
differenciációs képesség:
multipotens
DPSC
PDLSC
Gronthos S. et al 2000
Seo B.M. et al 2004
Gronthos S. et al 2000
Seo B.M. et al. 2004
Wei X. et al. 2007
Gay I.C. et al 2007
miogén
Zhang W. et al. 2008
Huang C.Y. et al 2009
neurogén
Király M. et al. 2009
Huang C.Y. et al 2009
oszteogén adipogén chondrogén
Fogpulpa eredetű őssejtek idegi differenciációja
Kádár et al. 2009 J Physiol Pharmacol
Király et al. 2011 Neurochem Int.
A fogbél és a kemény fogszövet, a dentin újraképzése Vivőanyagba ágyazás Fogbél kinyerése
Őssejtek tenyészete
Dentin regeneráció
Varga G. SE Orálbiológia
A fogágy megújítása Vivőanyagba ágyazás Parodontális őssejtek kinyerése
Őssejtek tenyészete
A fogtartó szövetek megújítása Varga G. SE Orálbiológia
Fogcsíra létrehozásának elvi vázlata
Bluteau et al. 2008 Eur Cell Mat
Mesterséges pótfog előállítása (2009)
A regeneratív fogászat triádja triádja:: őssejtek, nanoegységekből felépülő szerkezeti elemek és bioaktív szignálok Nanoszerkezet
Sejtek
Felnőtt Embrionális Csontvelői Foggyökérhártya őssejt Fogbél őssejt
SE FOK MOLOR
Kollagén Fibronektin Fibrin Proteoglikán Habok és rostok Gélek és membránok Nanostruktúrák
Szignálok
Regeneráció Alveoláris csont Paradontális ligamentum Cement Dentin Pulpa Zománc
TGFß / BMP FGF WNT Hedgehog VEGF
Varga G. SE Orálbiológia
Fogeredetű őssejtek felhasználási lehetőségei más szervek regenerálására
(stemsaveblog.com/wp-content/uploads/2012/03/dental-cells-to-liver-cells.jpg
Őssejtek néhány lehetséges alkalmazása Alapkutatás Az embrionális fejlődés és a szöveti differenciálódás vizsgálata
Őssejttenyészet
Gyógyszerfejlesztés Hatásmechanizmus vizsgálatok
Sejtek transzplantációja terápiás célból Vérképzés
Idegszövet
Szívizomszövet Inzulintermelés
Fog és csont
Varga G. SE Orálbiológia
http://www.efpia.eu/topics/innovation/stem-cells
