Őssejtek dr. Nagy Nándor Semmelweis Egyetem, Általános Orvostudományi Kar, Humánmorfológiai és Fejlődésbiológiai Intézet 1

Milyen betegségeket lehet kezelni? Egy sejttípus/sejtvonal funkcionális kieséséből adódó betegségek A csontvelő átültetés– évtizedes gyakorlat Parkinson-kór – dopamin előállításáért felelős sejtek, lehetséges embrionális és szöveti őssejtből is IDDM – inzulin dependens diabétesz – hasnyálmirigy vagy máj eredetű sejtek in vitro inzulintermelő sejtekké differenciálódnak --Az epidermisz őssejteket bőrsérülések javítására használják (átmeneti plasztik takaró véd, amíg az őssejteket kitenyésztik) - izomdisztrófiák, szívinfarktus (kardiomiociták) - Regeneráció! 3

MIK AZ ŐSSEJTEK? Olyan sejtek, amelyek más sejtek létrehozására képesek és korlátlan osztódó képességgel rendelkeznek = ez az önmegújulás Eredetük szerint lehetnek: embryonális vagy felnőtt őssejtek A felnőtt őssejtek szövetspecifikusak: pl. vérképző-, idegi-, izom-őssejtek . Az őssejtek kiválaszthatók, életképesen megőrizhetők és a későbbiekben bármikor felhasználhatók esetleges betegségek kezelése céljából Vannak tumor őssejtek is 4

Totipotens őssejtek Pluripotens (embrionális) őssejtek

Pluripotens őssejtek lehetséges forrásai (kezdeti próbálkozások: Teratómák (1:35.000), embryonális karcinómák

az őssejteket tenyészetben lehet tartani, szaporítani és genetikailag módosítani knock-out egér mutáns 7

Pluripotens embrionális eredetű őssejtvonalak létrehozása -Korai embryóból nyerhetők -mesterségesen tenyészedényben fenntarthatók -lefagyasztható hosszú évekre. Alkalmas különböző szövetek létrehozására. ICM csomó ICM Letapadt ICM csomó ICM trofektoderma tápláló sejt réteg (egér fibroblaszt) blastociszta tripszin mLIF, DMEM, 20%FCS tripszin ES sejt kolónia ES sejt kolónia ES sejt kolóniák ES sejt kolóniák 8 8 8

Az őssejtkutatás távlatai Őssejtek alkalmazása a klinikumban - sejttranszplantáció Az egyedfejlődés és a génszabályozás kutatása Gyógyszerkutatás és toxicitási vizsgálatok Tenyésztett pluripotens őssejtek (embrionális vagy szöveti) Az őssejtkutatás távlatai Sejtek/szövetek terápiás céllal Csontvelő Idegsejtek Szívizom Pancreas sejtek 9

A felnőtt (szöveti) őssejtek eredete Idegszövet - NSC ectoderma Bőr - bőr SC Csontvelő és vér - HSC és MSC mesoderma Izom és csont - szöveti SC Tüdő, máj, hasnyálmirigy - SC endoderma Nyelőcső, gyomor, vékonybél - ESC Pluripotens őssejt Primordialis csírasejtek szöveti (szomatikus) őssejt – a már kialakult, érett szövetben található, önmegújításra és az adott szövet sejtjeinek képzésére (differenciálódás) is alkalmas sejt (multipotens) 10

A csontvelői őssejtek plaszticitása vérképző őssejtek - csontvelőben találhatóak, felszíni markereik alapján megtalálhatóak és izolálhatóak multipotens vérképző őssejtek és mesenchymális őssejtek Máj Májelégtelenség, cirrózis Stroke Agy Harántcsíkolt izom Csontvelő A csontvelői őssejtek plaszticitása Csont Izomdisztrófia Vér- sejtek Leukaemia, lymphoma... Csontvelői stroma sejtek Érfal Epithelsejtek Zsírsejt Szívizom Idegsejt Neurodege- neratív betegségek Szívinfarktus Gliasejtek 11

Őssejtek izolálása terápiás célokra: lehetőségek Köldökzsinór vér: hemopoietikus és mesenchymális őssejteket tartalmaz

Roth A: Plastic repair of conjunctival defects with fetal membrane Roth A: Plastic repair of conjunctival defects with fetal membrane. Arch Ophthalmol 1940,23:522-

transzkripciós faktorok Indukált pluripotens őssejtek (orvosi Nobel-díj 2012) Oct4 és NANOG transzkripciós faktorok

indukált

Myc disrupts chormatin OCT4 and Sox2 restore the pluripotency ES cell transcription factor network and implications for reprogramming Yamanaka method: Myc disrupts chormatin OCT4 and Sox2 restore the pluripotency Klf4 cofactor and apoptosis inhibitor Zwaka, T.P. Nature. 2010;467:280 Hochedlinger, K. et al. Development 2009;136:509-523