Magyar Tudomány, 2004/3 369. o.

Őssejtek

Kobolák Julianna

okleveles agrármérnök, PhD-hallgató Mezőgazdasági Biotechnológiai Kutatóközpont, Állatbiológiai Intézet, Gödöllő

Izomszövet őssejtek és alkalmazási Lehetőségeik a transzplantációs terápiában


Hosszú időn keresztül tartotta magát az a nézet, hogy az egyes szövetek kialakulása során a szövetet alkotó sejtek egyre veszítenek differenciálódási képességükből. Ha egy sejt egy bizonyos irányba differenciálódásnak indul, akkor nincs mód az átalakulásra, a sejt sorsa eldőlt. A szöveti őssejtek felfedezése és fejlődési képességeik feltárása azonban megdöntötte ezt a tézist.

Ma úgy gondoljuk, hogy minden egyes szervben, szövetben megtalálhatók a szöveti őssejtek, azok sejtjeinek pótlásában, regenerálásában vesznek részt. Például ha megvágjuk magunkat, akkor a bőrben található szöveti őssejtek osztódása révén regenerálódik a bőrszövet, míg az izomszövetben lévő őssejtek révén az izomszövet.

Az elmúlt néhány év kísérletei azt mutatták, hogy az egyes szövetekben található és izolálható őssejtek a szervezetbe visszajuttatva különböző sejtekké, szövetekké képesek differenciálódni. Ez az ún. transzdifferenciáció. Így nemcsak a saját szövet növekedésében és regenerációjában vesznek részt, hanem számos, vagy minden szövetspecifikus őssejt-izolátum tartalmazhat olyan pluripotens őssejt populációt, amely a befogadó szövetek által kibocsátott növekedési faktorok és jelek hatására a megfelelő módon képes differenciálódni (transzdifferenciálódni).

A szöveti őssejtek, vagy angol nevükön stem sejtek (stem cells - SC) olyan sejtek, amelyek osztódásuk során önmegújításra és differenciált utódsejtek létrehozására egyaránt képesek. Az embrionális fejlődés során szerveink a sejtek osztódása (proliferáció) és különböző feladatok ellátására való specializálódása (differenciáció) révén jönnek létre. A két folyamat egymással párhuzamosan, egész életünkben zajlik. Az őssejtek esetében tehát olyan sejtekről van szó, amelyek egyszerre mindkét folyamatra képesek: mind önmegújulásra, azaz proliferációra, mind pedig differenciálódott utódsejtek létrehozására. Itt kell megjegyeznünk, hogy nem végdifferenciálódott sejteket kell az utódsejteken érteni (mint például egy májsejt), hanem ún. prekurzor sejteket. Ezek egy bizonyos fejlődési útvonal irányába elkötelezett sejtek, amelyekből azonban még több sejttípus is kialakulhat.

Az izomszövet eredetű (izomszövetből izolálható) szöveti őssejtek olyan, önmegújulásra képes sejtpopulációt képviselnek, amelyek a születés utáni izomnövekedés és izomzatregenerációban részt vevő utódsejteket képesek létrehozni. Azonban - ahogy azt a tudományos közlemények egyre növekvő száma is bizonyítja -, az izomszövet több, egymástól jelentősen eltérő karakterisztikájú, így eltérő differenciálódási képességgel rendelkező őssejtpopulációt tartalmaz.

Az ún. miogén (izmot létrehozó) szatellita sejtek a kifejlett vázizom bazális laminája alatt találhatók, az izomrost mellett. A szatellita sejtek normális esetben mitotikusan inaktívak, de a születés utáni növekedés és izomregenerálódás igényének megfelelően osztódást indítanak el, és prekurzor sejteket hoznak létre. Ezek a miogén prekurzor sejtek a terminális differenciáció előtt többszöri sejtosztódáson mennek keresztül. Az inaktív szatellita sejtek száma a kifejlett izomban a regeneráció és a degeneráció többszöri ciklusa során viszonylag állandó, ami a szatellita sejtek önmegújító képességét sugallja. A szatellita sejteket régóta unipotens őssejteknek tartják, amelyek csak a miogén sejtek előállítására képesek. Valóban, az inaktív szatellita sejtek a miogén sejtekre jellemző markereket, például M-cadherin, Pax7 és Myf5 fehérjéket termelnek. Mindazonáltal a legújabb vizsgálatok szerint a szatellita sejtek in vitro körülmények között képesek zsírsejtté (adipocita) és csontsejtté (osteocita) is fejlődni. Így továbbra sem egyértelmű, hogy a szatellita sejtek "igazi" őssejteknek tekinthetők-e? (Egyébként az "izomőssejtan" nevezéktana és a fogalmak meghatározása körül nincs egyetértés a kutatók között. Az egyéb sejtvonalakra alkalmazott őssejt/átmeneti forma/differenciálódott sejt kifejezések és osztályok alkalmazhatók-e egyáltalán a vázizom esetében? Amennyiben igen, akkor az embrionális és magzati mioblaszt sejtek az átmeneti formákhoz tartoznak, míg a szatellita sejteket - vagy legalábbis egy részüket - tulajdonságaik alapján az őssejtekhez kell sorolnunk.)

Az elképzelést, hogy kizárólag a szatellita sejtek vesznek részt a felnőtt izomsejtek regenerálódásában, az újabb kutatások megcáfolták. Ezek azt mutatják, hogy a felnőttkori izomzat multipotens őssejtpopulációt is tartalmaz. A felnőtt izom őssejtjei, szubletális mértékben besugárzott egérbe intravénásan bejuttatva képesek az egész vérképző (hematopoetikus) rendszer újraépítésére. Mindemellett természetesen izomsejtekké is képesek differenciálódni.

Margaret A. Goodell és munkatársai (1996) voltak az elsők, akik bebizonyították, hogy több faj csontvelői őssejtje elkülöníthető fluoreszcens sejtválogatással (Fluorescence Activated Cell Sorting - FACS) az SP sejtektől (Side Population - SP). (Az ún. SP sejtpopuláció azon sejteket jelenti, amelyek Hoechst 33342 fluoreszcens festés során a festéket aktívan "kipumpálják" a sejtből, ennélfogva a FACS szelekció során negatív populációt képeznek.) Emanuela Gussoni és munkatársai kimutatták, hogy szubletálisan besugárzott egérbe történő intravénás beinjektálást követő regeneráció során a csontvelőből szelektált SP sejtek vázizom létrehozására képesek. Ugyanez a csoport azt is kimutatta, hogy a felnőtt vázizom is tartalmaz SP populációt, amely képes vérképző sejtek létrehozására, illetve besugárzott egérbe történő intravénás injektálását követően izomrostok regenerációjára is. Ez azt mutatja, hogy az izom SP frakciója izomeredetű vérképző sejteket (Muscle hematopoietic potential cells - MHPC) is tartalmaz. Számos kísérlet azt mutatta, hogy izomból származó tenyésztett sejt intravénásan besugárzott egérbe juttatva képes az egész vérképző szervrendszer újraépítésére, ami azt jelenti, hogy az MHPC sejtek tenyészetben is megtartják a vérképző rendszert újraépítő képességüket. Ráadásul, in vitro vizsgálatok szerint az izom figyelemreméltóan nagy mennyiségben tartalmaz vérképző progenitorokat, amelyek többféle vérképző kolóniát hoznak létre (Asakura - Rudnicki, 2002). Ezek a vérképző progenitor sejtek magas számban találhatók az izom SP populációban, mint ahogy a csontvelői SP sejtek között is.

Az a megfigyelés, hogy az izom SP sejtek intravénásan bejuttatva új izomrostok létrehozásában vesznek részt, és szatellita sejteket hozhatnak létre, felvetette annak a lehetőségét, hogy az MHPC sejtek valójában szatellita sejtek. Azonban újabb adatok megcáfolták ezt a feltevést, és bebizonyították, hogy a szatellita sejtek és MHPC sejtek különböző sejttípusok, külön populációt alkotnak az izomszövetből izolálható őssejtek között (Asakura et al., 2002). Így például az izom SP sejtek a Sca-1 vérképző őssejtmarkerre pozitívak, de szatellita sejtmarkerekre nem, továbbá in vitro körülmények között soha nem képesek izomsejteket létrehozni. Ezzel szemben a szatellita sejtek Sca-1 fehérjére negatívak, és in vitro körülmények között nem képesek hematopoetikus kolóniákat létrehozni. Ráadásul ezek a populációk nem izolálhatók együtt FACS/Hoechst szelekcióval. A Pax7-hiányos mutáns egerek szatellita sejtjei teljesen hiányoznak, bár izmaikban találunk vérképző potenciállal rendelkező sejteket, és normális arányban tartalmaznak SP sejteket (Seale et al., 2000). Továbbá, csak a CD45+ izomeredetű sejteknek van az egész vérképző rendszert újraépítő képességük (McKinney-Freeman et al., 2002). A szatellita sejtek nem expresszálnak CD45 fehérjét, míg azok az izomsejtek, amelyek in vitro körülmények között vérképző kolóniákat képesek létrehozni, CD45+ eredetűek. Mindezeket egybevéve, az adatok azt sugallják, hogy az MHPC sejtek képesek hematopoetikus sejtvonaldifferenciációra, és elkülönült populációt alkotnak a szatellita sejtektől.

Az ok, amiért az izmok ilyen figyelemre méltó vérképzőrendszeri rekonstrukciós képességgel rendelkező sejteket tartalmaznak, izgalmas kérdés. Az újabb kutatások rávilágítottak, hogy az izom és több más felnőtt szövet - mint például az agy, a szív, a tüdő, a lép, a vese és a vékonybél - CD45+ vérképző progenitorokat tartalmaznak, amelyek nagy számban találhatók az SP-frakcióban. Számos kísérlet zárta ki annak a lehetőségét, hogy ezek a szöveti eredetű, hematopoetikus differenciációs képességgel bíró sejtek kontamináció útján kerültek volna a preparátumba, és valójában csak perifériális hematopoetikus sejtekről lenne szó (Asakura - Rudnicki, 2002). Ez azt jelenti, hogy a hematopoetikus fejlődési potenciállal rendelkező őssejtek normális "lakói" az egyes szöveteknek. Mindazonáltal a besugárzott egér vérképző rendszerének felnőtt szöveti sejtekből történő újjáépítéséről - a máj kivételével, melynek sejtjeiben valóban kimutattak hematopoetikus őssejteket (Hematopoietic Stem Cells - HSC) - még nem számoltak be.

Fontos kérdés, hogy vajon az izom SP sejtek között vannak-e sejtek, amelyek hozzájárulnak az izomregenerálódáshoz és szatellita sejtek létrejöttéhez. Tisztított, izomeredetű SP sejtek önmagukban képtelenek izomsejtekké differenciálódni, jelezve, hogy az izom SP sejtek alapvető differenciációs útja nem miogén (Asakura et al., 2002). Azonban intravénás és intramuszkuláris transzplantációs kísérletek világosan megmutatták, hogy az izom SP sejtek között vannak olyanok, melyek képesek regenerálódott rostokká differenciálódni. Az újabb kutatások minden kétséget kizáróan megmutatták, hogy transzplantációt követően az izom SP sejtek szatellita sejteket képesek létrehozni regenerálódó izomban (Asakura et al., 2002; Gussoni et al., 1999). Így az izom felnőtt őssejtjeinek megvan a kapacitásuk, hogy az izomregenerációban részt vegyenek, és szatellita sejteket hozzanak létre. Ezek az eredmények azt a hipotézist sugallják, hogy a felnőtt őssejtek a fejlődés és regeneráció során valójában a szatellita sejtek normál progenitorai.

A beültetett őssejtpopulációk az izomzat környezeti hatására miogén differenciáción mennek keresztül. Érdekes módon, az izom SP sejtek miogén specifikációja és az izomsejtek kialakulása (az egysejtmagvú mioblasztokat is beleértve) volt megfigyelhető in vitro körülmények között, elsődlegesen mioblasztokkal történő kokultivációt követően (Asakura et al., 2002). Így az, hogy az izom SP sejtek csak a miogén sejtek jelenlétében képesek miogén differenciálódásra, azt sugallja, hogy a folyamatot egy izomsejt-közvetített induktív interakciót is magában foglaló mechanizmus szabályozza.

A Pax7-deficiens izomból teljes mértékben hiányoznak a miogén szatellita sejtek, ami a Pax7-nek a szatellita sejtek fejlődésében játszott nélkülözhetetlen szerepére utal (Seale et al., 2000). Érdekes módon a Pax7-/- egérből nyert izom SP sejtek primer mioblasztokkal történő kokultiváció során többmagvú izomsejtet hoznak létre (Asakura et al., 2002). A MyoD - egy miogenezisért felelős fő szabályozó transzkripciós faktor is képes a Pax7-/- izom SP sejtjeinek miogén differenciációjára. Sőt, mi több, vad-típusú izom SP sejtekből származó mioblasztokban a Pax7 nem indukálható MyoD által. Ezek az adatok azt sugallják, hogy az izom SP sejtek terminális miogén differenciációja független a Pax7-től.

Az idegi őssejtek (Neural Stem Cells - NSC) hasonló módon képesek miogén differenciációra, akár mioblaszttal történő kokultiváció során, akár intramuszkuláris injektálást követően. Ráadásul, a csontvelő-eredetű sejtek (Bone Marrow-Derived Cells - BMDC) képesek in vivo miogén differenciációra, ha intramuszkulárisan vagy intravénásan a szervezetbe juttatjuk őket (Gussoni et al., 1999). Tehát a miogén differenciáció, amely minden felnőtt őssejt számára lehetséges, a sejt-sejt közötti adhézió, különböző szekretált faktorok vagy az extracelluláris mátrix közvetítette szignálok hatására váltódik ki. Ennek tényleges mechanizmusa azonban még nem tisztázott. Az embrióban a vázizomzat a miotomból származik, ahol a differenciációt olyan, a szervezet által kiválasztott molekulák indítják be, mint a Sonic hedgehog (Shh) vagy a Wnts. Ráadásul úgy tűnik, hogy az embriógenezis alatt a Notch szignálutak biztosítják az egyensúlyt az izom prekurzor sejtek expanziója, valamint a terminális differenciáció között. Elképzelhető, hogy az embrionális izomfejlődés útjai hasonlóképpen vehetnek részt az izom SP sejtek specifikációjában.

A legfrissebb eredmények szerint különböző sejtpopulációk izolálhatók a nyugalomban lévő és az éppen regenerálódó izomból. Míg a nyugalomban lévő izomból izolált CD45+/Sca1+ sejtek in vitro alig mutatnak miogén differenciációt, addig a regenerálódó izomból tisztított CD45+/Sca1+ sejtpopuláció erőteljes miogén differenciációt mutat. Ráadásul a regenerálódó izomból mintegy tízszer több CD45+ sejt tisztítható, összehasonlítva a nyugalomban lévő szövettel. Mindez azt jelenti, hogy a CD45+ sejteknek fiziológiás szerepük van az izomzatban, nem "véletlenül kerültek oda". Érdekes kérdés, hogy hogyan történik ezen sejtek aktivációja a sérülés/regeneráció során. In vitro kísérletek során lítium adagolása, vagy Wnt fehérjéket ektopikusan expresszáló sejtekkel történő kokultiváció egyaránt képes volt kiváltani a Wnt szignál útvonal aktivációját, és így a miogén differenciációt. Az in vivo szerep bizonyítására Wnt antagonista fehérjét (sFRP2) injektáltak egerek regenerálódó lábizmába, kardiotoxin injekciót követően. A Wnt blokkolót nem kapott, de kardiotoxin injekción átesett csoporthoz képest a kezelt egyedek izmaiból csökkent mennyiségű aktivált CD45+/Sca1+ sejtet lehetett izolálni. Mindez egyértelmű bizonyítékot szolgáltat a Wnt útvonalon keresztül történő aktiváció szerepére.

A csontvelő és a csontvelői SP sejtek transzplantációja szintén vázizomrostok képződését eredményezte. Jóllehet, a csontvelői SP-származású szatellita sejtek nem mutathatók ki intravénás transzplantációt követően (Gussoni et al., 1999), újabb kísérletek azonban megmutatták, hogy a csontvelő-eredetű sejtek (BMDC) transzplantáció után képesek szatellita sejtekké differenciálódni. Az is bebizonyosodott, hogy az izomeredetű CD45+ SP alpopuláció képes miogén sejtekké válni elsődleges mioblasztokkal végzett kokultivációt követően. Amennyiben ezeket a sejteket intramuszkulárisan injektálták, azok beépültek a regenerálódó izomrostokba (McKinney-Freeman et al., 2002). Mindent összevetve, úgy tűnik, hogy az izomszövetből izolált hematopoetikus sejtek (MHPC), a csontvelő-eredetű sejtek (BMDC) - és talán a hematopoetikus őssejtek (HSC) - hasonló biológiai tulajdonságokkal bírnak, míg a csontvelő-átültetési kísérletek azt sejtetik, hogy az MHPC sejtek valóban a csontvelőből származhatnak.

Egy fontos kérdés az MHPC sejtek vázizmon belüli elhelyezkedése. A Sca-1+ sejtek az izomrostok között helyezkednek el, különösen a vérerekhez kapcsolódva. A megfigyelések azt sugallják, hogy az MHCP sejtek, mint az erekhez kívülről szorosan kötődő, azzal kapcsolatban álló sejtek az izomban, a szatellita sejtek progenitor sejtjei vagy izom-prekurzor sejtek.

Ezeket a sejteket izolálva és besugárzott egerekbe ültetve szintén kimutatták, hogy hematopoetikus rekonstrukciós aktivitással rendelkeznek (Howell et al., 2002). Ezek a potenciálisan hematopoetikus sejtek in vitro körülmények között jól felszaporíthatók, anélkül, hogy hematopoetikus újraépítő képességüket elvesztenék. A CD45- és a CD45+ hematopoetikus potenciálú sejtek közötti rokonsági viszony még tisztázatlan.

Elképzelhető, hogy a miogén szatellita sejtek érrendszerrel kapcsolatban levő progenitorjai, amelyeket embriókban mesoangioblastoknak neveznek, felnőtt izomszöveti őssejtként továbbra is szoros kapcsolatban maradnak az érrendszerrel. Ráadásul bizonyítást nyert, hogy a vázizom kötőszöveti elemei tartalmaznak mezenhimális progenitor sejteket (Young et al., 2001).

Yvan Torrente és munkatársai (2001) izomeredetű őssejteknek (Muscle Derived Stem Cells - MDSC) nevezett őssejtpopulációt különítettek el újszülött izomból. Az MDSC sejtek mind a Sca-1, mind a CD34-et expresszálják, de a vázizom jellegzetes markerét, a dezmint nem. Ez a populáció olyan sejteket tartalmaz, melyekből hematopoetikus sejtkolóniák jöhetnek létre in vitro. Amikor ezeket a sejteket artérián keresztül izomba injektálták, a sejtek először az endotéliumhoz kötődtek, majd a befogadó izomszövetbe vándoroltak, hogy ott részt vegyenek az izomrostok regenerációjában. Mások hasonló eljárással az izolált embrionális MDSC sejtek transzplantációt követő transzdifferenciációjáról számoltak be: a transzplantált sejtek vázizomsejtekké, gliasejtekké és endoteliális sejtekké fejlődtek.

Hasonlóképpen, FACS eljárás alkalmazásával felnőtt izomból CD34+/CD45- frakciót tartalmazó miogén-endotél progenitor sejteket izoláltak. A sejtek Sca-1, c-met és BCRP1/ABCG2 pozitívak voltak, de endoteliális vagy miogén markerre (mint például CD31, Flk-1, MyoD vagy Myf5) negatívnak mutatkoztak. Kísérletekkel kimutatták, hogy e sejtek három sejtvonallá képesek differenciálódni: adipocitákká, endotél sejtekké, valamint miogén sejtekké. Ezek a sejtek a vázizom intersticiális üregeiben találhatók, és izomba ültetve endoteliális sejtekké és izomrostokká differenciálódnak. Mivel ezek a sejtek SP sejtmarkereket (BCP1/ABCG2) és Sca-1-et expresszálnak, az SP sejtektől Hoechst-festéssel és FACS analízissel különböztethetők meg. Érdekes módon, felnőtt vázizomból izolált Sca-1+/C45- SP sejtek képesek adipociták, osteociták és miociták létrehozására. Yuehua Jiang és munkatársai (2002) nemrég adtak hírt mezenhimális felnőtt progenitor sejteknek (Mesenchymal Adult Progenitor Cell - MAPC) nevezett pluripotens őssejtek felnőtt csontvelőből való elkülönítéséről. A MAPC sejtek számos markert hordoznak, azonban nem expresszálnak hematopoetikus vagy enoteliális markert, mint például a CD45 vagy CD31. A MAPC sejtek sokféle sejtté képesek differenciálódni in vitro és in vivo. Ugyanez a csoport azonosított felnőtt izomban MAPC-szerű sejteket, melyek endotéliummá, idegsejtekké, gliasejtekké és májsejtekké képesek differenciálódni (Jiang et al., 2002). Marina Romero-Ramos és munkatársai (2002) érdekes, pluripotens őssejtnek (Pluripotent Stem Cell - PPSC) nevezett őssejtszerű sejteket különítettek el felnőtt vázizomból, és kimutatták, hogy a sejtek vimentinre pozitívak, de CD45-re negatívak voltak, és neurális őssejt-marker nestin-pozitív szigeteket alkotnak. Ezek a PPSC-eredetű "szigetek" idegsejtekké, asztrocitákká és oligodendrocitákká képesek fejlődni.

Így a szatellitasejteken és hematopoetikus képességgel rendelkező CD45+ sejteken kívül az izom számos más őssejtpopulációja képes részt venni az izomregeneráció folyamatában, bár az e sejtpopulációk közötti rokonsági viszony még tisztázásra vár. Az izom újabb őssejtpopulációi - mint például a CD45+ MHPC sejtek és a CD45- mezenhimális típusú sejtek - más felnőtt szövetben is gyakran előfordulnak (Asakura - Rudnicki, 2002; Jiang et al., 2002). Ennélfogva megengedhetjük azt a hipotézist, hogy minden felnőtt szövetnek van egy általános típusú őssejtje, mint például hematopoetikus és a mezenhimális szerű őssejtek, valamint progenitor-típusú őssejtek, mint például a vázizom szatellita sejtjei és a központi idegrendszer idegi őssejtjei (NSC). Az ilyen pluripotens őssejtek a progenitor típusú őssejtekkel együtt felelősek a szövetgyógyulásért.

Számos szívbetegség esetében a gyógyszeres terápia nem sokat segít, és az egyedüli javulást a szervátültetés jelentheti. A donorok elégtelen száma azonban szükségessé teszi a kutatást új módszerek után. Bár szívizomból eleddig nem sikerült őssejteket elkülöníteni, máshonnan származó őssejtek szívbe történő beültetése ígéretesnek tűnik. Az MDSC sejtek szívbe injektálva képesek szívizomsejtté differenciálódni. Vonzó őssejtforrássá válhatnak: amellett, hogy multipotensek, in vitro könnyen tenyészthetők, ellenállnak az ischémiának, és a beteg saját izomzatából könnyen elkülöníthetők. Számos sikeres állatkísérlet után, 2001-ben emberben is sikerrel alkalmazták ezt a megoldást. Philippe Menasché és munkatársai (2001) egy ischémiás szívbetegségben szenvedő 72 éves beteg alsó végtagjából vettek izombiopsziát, amelyből kéthetes kultiváció után izoláltak őssejteket. A betegen végzett bypass műtét során 800.106 sejtet (melyek 65 %-a mioblast volt) juttattak a bal kamra megvastagodott hátsó falába. Öt hónappal a műtét után elvégzett PET vizsgálat metabolikus aktivitást mutatott a korábban elhalt területen, s az ultrahangos képeken aktív összehúzódások voltak láthatók.

Bár a miogén sejttípusok jobb donorsejtnek bizonyulnak, mint például a dermális fibroblasztok (ez utóbbiak nem húzódnak össze), a nagy kérdés annak meghatározása, hogy sejtátültetés céljára mely sejttípus felel meg a leginkább. (Meg kell jegyezni, hogy a befogadó szövetek (izmok) is nagy szórást mutatnak azt illetően, hogy a bejuttatott sejtek mennyire képesek integrálódni a szövetbe. Az egyes izmok befogadóképessége között ezerszeres (!) különbséget tapasztaltak a kísérletek során.)

A miogén sejtek közül legelőször magzati szívizomsejtekkel értek el jó eredményeket. Ezek mind in vitro, mind in vivo körülmények között termelnek kontraktilis fehérjéket, amik biztosítják az állandó pulzálást, valamint gap junction fehérjéket, amik lehetővé teszik a beültetett sejteknek a szívizomhoz való kapcsolódását és szinkron működését. Állatkísérletekben jelentősen javították a szívműködést. Azonban a humán embrionális őssejtekhez hasonlóan a magzati szívizomsejtek használatának is komoly etikai akadálya van (immortalizált sejtvonalak pedig nem használhatók a kontrollálhatatlan növekedés miatt). Klinikai szempontból a beteg saját szövetéből származó sejtek a legelfogadhatóbbak. Ilyen sejtek a vázizom-eredetű szatellita sejtek és mioblasztok, a csontvelő-eredetű sejtek, a bal pitvarból izolált szívizomsejtek, simaizomsejtek a ductus deferensből, érfalból, bélből vagy húgyhólyagból (bár ezen utóbbiak izolálása meglehetősen invazív beavatkozás). A felnőtt szívizomsejtek (a magzatival ellentétben) ugyanakkor kifejezett dedifferenciáción mennek keresztül az in vitro kultiváció során. A klinikai sejttranszplantációs kutatások ezért elsősorban két sejttípusra: az izomeredetű sejtekre és csontvelő-eredetű sejtekre irányulnak.

Egy másik kísérlet eredményei ugyanakkor arra hívják fel a figyelmet, hogy nem csak sejtek közvetlenül a gyógyítandó szövetbe való bejuttatására gondolhatunk. Izomeredetű őssejteket (MDSC) sejtmentes submucosa matrixba ültettek, amit a sejtek hamarosan benépesítettek, és az in vitro rendszerben izomkontrakció volt mérhető.

Végigkövetve az izomszövetben található számos őssejtpopulációt és az eddig velük végzett kísérletek eredményeit, világosan látszik, hogy sok még a tennivaló. Tisztázásra vár, hogy a különböző protokolokkal, különböző eredményességgel izolált populációk - amelyeket szinte minden kutatócsoport más és más névvel illetett - valójában milyen származási kapcsolatban is állnak egymással. Szükséges, hogy világosan lássuk, mikor, milyen stádiumban, milyen eljárással és milyen hatékonysággal izolálhatók őssejtek a vázizomzatból. Ahogy az előzetes eredmények sejtetik, arra is szükség van, hogy a különböző izmok eltérő regenerációs kapacitását is megvizsgáljuk, és ennek figyelembevételével határozzuk meg, mely izmok, izomtípusok szolgálhatnak megfelelő őssejtforrásul. Mindezeket egybevetve, hosszú út vár még ránk a terápiás céllal történő izomszöve- eredetű őssejtek klinikai alkalmazásáig.

A közeljövőben az újabb őssejtek további felnőtt szövetekből (például szívizom) való elkülönítése elősegítheti a regeneráció mechanizmusának megértését, és segítségünkre lehet a őssejtátültetés új módszereinek terápiás célból történő alkalmazásában.


Kulcsszavak: izomszövet őssejt, szatellita sejt, transzplantációs terápia


Irodalom

Asakura, Atsushi - Rudnicki, Michael A. (2002): Side Population Cells from Diverse Adult Tissues Are Capable of in Vitro Hematopoietic Differentiation. Experimental Hematology. 30, 1339-1345

Asakura, Atsushi - Seale, P. - Girgis-Gabardo, A. - Rudnicki, M. A. (2002): Miogenic Specification of Side Population Cells in Skeletal Muscle. Journal of Cell Biology. 159, 123-134

Goodell, Margaret A. - Brose, K. - Paradis, G. - Conner, A. S. - Mulligan, R. C. (1996): Isolation and Functional Properties of Murine Hematopoietic Stem Cells that Are Replicating in Vivo. Journal of Experimental Medicine. 183, 1797-1806

Gussoni, Emanuela - Soneoka, Y. - Strickland, C. D. - Buzney, E. A. - Khan, M. K. - Flint, A. F. - Kunkel, L. M. - Mulligan, R. C. (1999): Dystrophin Expression in the Mdx Mouse Restored by Stem Cell Transplantation. Nature. 401, 390-394

Howell, Jonathan C. - Yoder, Merv C. - Srour, Edward F. (2002): Hematopoietic Potential Of Murine Skeletal Muscle-Derived CD45(-)Sca-1(+)C-Kit(-) Cells. Exp. Hematol. 30, 915-924

Jiang, Yuehua - Vaessen, B. - Lenvik, T. - Blackstad, M. - Reyes, M. - Verfaillie, C. M. (2002): Multipotent Progenitor Cells Can Be Isolated from Postnatal Murine Bone Marrow, Muscle, and Brain. Experimental Hematology. 30, 896-904

McKinney-Freeman, Shannon L. - Kathyjo, J. A. - Fernando D. C. - Ferrari, G. - Fulvio, M. - Goodell, M. A. (2002): Muscle-Derived Hematopoietic Stem Cells Are Hematopoietic in Origin. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 99, 1341-1346

Menasché, Philippe - Hagčge, A. A. - Scorsin, M. - Pouzet, B. - Desnos, M. - Duboc, D. - Schwartz, K. - Vilquin, J. T. - Marolleau J. P. (2001): Myoblast Transplantation for Heart Failure. The Lancet. 357, 279-280

Polesskaya, Anna - Seale, Patrick - Rudnicki, Michael A. (2003) Wnt Signaling Induces the Myogenic Specification of Resident CD45+ Adult Stem Cells during Muscle Regeneration. Cell. 113, 841-852

Romero-Ramos, Marina - Vourc'h, P. - Young, H. E. - Lucas, P. A. - Wu, Y. - Chivatakarn, O. - Zaman, R. - Dunkelman, N. - El-Kalay, M. A. - Chesselet, M. F. (2002): Neuronal Differentiation of Stem Cells Isolated from Adult Muscle. Journal of Neuroscience Research. 69, 894-907

Seale, Patrick - Sabourin, L. A. - Girgis-Gabardo, A. - Mansouri, A. - Gruss, P. - Rudnicki, M. A. (2000): Pax7 Is Required For The Specification Of Miogénic Satellite Cells. Cell 102, 777-786

Torrente, Yvan - Tremblay, J. P. - Pisati, F. - Belicchi, M. - Rossi, B. - Sironi, M. - Fortunato, F. - El Fahime, M. - D'Angelo, M. G. - Caron, N. J. - Constantin, G. - Paulin, D. - Scarlato, G. - Bresolin, N. (2001): Intraarterial Injection of Muscle-Derived CD34(+)Sca-1(+) Stem Cells Restores Dystrophin in Mdx Mice. European Journal of Cell Biology. 152, 335-348

Young, Henry E. - Steele, T. A. - Bray, R. A. - Hudson, J. - Floyd, J. A. - Hawkins, K. - Thomas, K. - Austin, T. - Edwards, C. - Cuzzourt, J. - Duenzl, M. - Lucas, P. A. - Black, A. C. Jr. (2001): Human Reserve Pluripotent Mesenchymal Stem Cells Are Present in the Connective Tissues of Skeletal Muscle and Dermis Derived from Fetal, Adult, and Geriatric Donors. The Anatomical Record. 264, 1, 51 62


<-- Vissza a 2004/3 szám tartalomjegyzékére
<-- Vissza a Magyar Tudomány honlapra
[Információk] [Tartalom] [Akaprint Kft.]