Kultury Tkankowe
Zwierzęce i Roślinne
Wykład 7
Hodowle komórkowe wybranych
organów i tkanek
Inżynieria tkankowa/Medycyna
regeneracyjna
[e-mail]
Transplantacja organów a Inżynieria tkankowa
Cel (w obydwu przypadkach): rekonstytucja organu utraconego
(wypadki, nowotwory, martwica pocukrzcowa, wady wrodzone),
lub poważnie uszkodzonego niezdolnego do pełnienia swojej
funkcji kiedy zawodzi leczenie farmakologiczne
" Transplantacja  zabieg chirurgiczny wszczepienia organu
pobranego od dawcy
" Inżynieria tkankowa  działania zmierzające do regeneracji
własnych tkanek lub narządów (także transplantacja komórek)
Transplantacja - ograniczenia:
" Brak organów (dawców)
" Odrzucanie przeszczepów (przeszczepy
autologiczne, syngeniczne, allogeniczne)
(konieczne stosowanie immunosupresji)
Inżynieria tkankowa - medycyna regeneracyjna:
regeneracja własnych tkanek lub narządów z pomocą
produktów sztucznych
" biokompatybilność
" biofunkcjonalność
" brak ostrych reakcji immunologicznych (odrzucania)
Medycyna regeneracyjna
" Bez struktury podtrzymujÄ…cej (macierzy) - terapia
komórkowa (medycyna wewnętrzna)
" Z macierzą (scaffold) inżynieria tkankowa (chirurgia !)
Regeneracja tkanek wymaga:
" 1. Odpowiednich komórek
" 2. Macierzy (szkieletu, matrycy)- scaffold
" 3. Czynników wzrostowych (growth facttors)
" Nie zawsze sÄ… wymagane wszystkie trzy elementy,
- może wystarczyć sama warstwa porowatego kolagenu
(inżynieria tkankowa);
(n.p. regeneracja skóry komórki migrują ze zdrowych
tkanek, są to fibroblasty, które produkują białka i
glikozaminoglikany tworząc tkankę skórną, scaffold ulega
absorpcji)
- lub same komórki (terapia komórkowa, cell therapy).
Pierwsze rekonstrukcje skóry z użyciem matrycy lub
komórek keratynocytów, fibroblastów zaczęto
przeprowadzać w roku 1980 r.
Medycyna regeneracyjna  ograniczenia
" y
ródło komórek, trudna hodowla komórek, dobór podłóż
hodowlanych
" Wytwarzanie matrycy o odpowiednich właściwościach,
biologicznych i mechanicznych
" Brak odpowiednich modeli zwierzęcych
y
ródła komórek:
" Autologiczne (własne); zwykle niedostateczna ilość, można
namnażać w hodowli; niebezpieczeństwo infekcji (FBS)
" Allogeniczne (od innego osobnika); immunogenne
" Ksenogeniczne (pochodzenie zwierzęce, n.p. świńskie);
immunogene, niebezpieczeństwo zakażenia retrowirusami
Komórki można podzielić pod względem stopnia
zróżnicowania (komórki macierzyste, stem cells)
Wielopotencjalne (Pluripotencjalne) : EC (embrionic stem cells),
EG (embrionic germ cells)
Wielopotencjalne ukierunkowane: MSC (mesenchymal stem cells),
HSC (hematopoietic stem cells),
Komórki progenitorowe w dojrzałych tkankach: keratynocyty,
hepatocyty, osteoblasty
Komórki szpiku kostnego mogą różnicować się we wszystkie typy
komórek, zależnie w jakie miejsce zostaną wszczepione ( universal
stem cells ). Nie wykluczone, że transdyferencjacja jest wynikiem
fuzji komórek somatycznych gospodarza i komórek macierzystych.
" Adult stem cells  występują w tkankach w b. niewielkiej ilości,
niełatwo dzielą się w hodowli
" Lepiej rosną w hodowli typu 2D (monolayer) niż w 3D
(przestrzennej)
" W hodowli 2D ulegają jednak różnicowaniu
" W hodowli 3D nie ulegają różnicowaniu ale namnażają się
wolniej
" Hodowle wymagajÄ… surowicy FCS
" Potrzebne są sposoby pozwalające na odróżnicowanie
tkankowych komórek dojrzałych
" Funkcja matrycy (scaffold) podobna do funkcji
naturalnej ECM:
" Podporowa; stanowi rusztowanie dla komórek
" Stymuluje proliferacjÄ™
" Stymuluje różnicowanie
" Stymuluje biosyntezę w komórce
" Chroni uszkodzone miejsce przed infekcjÄ… i dalszymi
uszkodzeniami
Biomateriały  szkielety polimerowe do adhezji,
namanażania i różnicowania komórek
(biodegradowalne polimery)
Polimery naturalne:
Kollagen, żelatyna, kwas hialuronowy, chityna
Polimery syntetyczne:
Organiczne: np. Poli-að-hydroksyester, PGA (polyglycolic acid),
PLA (polylactic acid), PLLA (poly-L-lactic acid), PLGA (poly-lactic-
co-glycolic- acid), PVA (polimer alkoholu winylowego)
Nieorganiczne: hydroksyapatyt, fosforan wapnia (bð tricalcium
phosphate)
Wspólną cechą jest porowatość umożliwiająca osiedlenie się
znacznej ilości komórek (porowata gąbka)
" Scaffold ulega degradacji i absorpcji w tkankach
" Naturane biopolimery (kolagen, kwas hialuronowy, chityna)
rozkładane są na drodze hydrolizy enzymatycznej.
Z wyjÄ…tkiem chityny sÄ… to zwiÄ…zki hydrofilowe  niska
wytrzymałość mechaniczna w porównaniu do poli-alfa-
hydroksykwasów
" Poli-að-hydroksykwasy rozkÅ‚adane sÄ… w procesie hydrolizy
nieenzymatycznej
" PVA- nie degraduje siÄ™
Kinetyka degradacji i absorpcji macierzy (scaffold) w tkankach
zależy od rodzaju użytego materiału
" Polimer kwasu glikolowego(PGA) i kopolimer kw. mlekowego i glikolowego
(PLGA) wchłaniane są w ciągu miesiąca.
" Polimery kw. mlekowego (PLLA) i polimer [-kaprolaktonu (PCL) utrzymujÄ… siÄ™
od 2-5 lat.
" Kopolimer [-kaprolaktonu z kwasem mlekowym (P(CL/LA) utrzymuje siÄ™ do 6
miesięcy
Czas degradacji powinien odpowiadać potrzebom danej
tkanki:
Regeneracja elementów ukł. szkieletowego  czas bardzo
długi (lata)
Regeneracja skóry  czas musi być krótki (do 1 miesiąca).
Dłuższe pozostawanie niezdegradowanej matrycy może
działać wręcz uszkadzająco zamiast promować regenerację
Techniki regeneracji tkanki z użyciem macierzy;
" In vitro (ex vivo tissue engineering); wytwarza siÄ™ tkankÄ™ z
wyjściowych komórek w bioreaktorach lub w mniejszej
hodowli.
" In vivo (in situ tissue engineering); technika skierowana
wybiórczo na danego pacjenta z wykorzystaniem jego
własnych komórek
Inżynieria tkankowa ex vivo z wykorzystaniem autologicznych
komórek  self-cell therapy (wg. Ikada Y, 2006)
Namnożenie
in vitro
Inżynieria tkankowa ex vivo versus in situ (Ikada Y, 2006)
Brak naczyń
W warunkach in situ
krwionośnych nie
(in vivo) konstrukt
upośledza
złożony z komórek i
odżywiania i
macierzy nakłada się
utlenowania tylko w
na uszkodzone
bardzo cienkich
miejsce.
hodowlach (skóra),
lub w hodowlach
awaskularnych jak
Komórki są
chrzÄ…stka
zaopatrywane przez
naczynia włosowate
biorcy.
Komórki wytwarzają
ECM, która ułatwia
namnażanie.
TworzÄ… siÄ™ nowe
Przy grubszych
naczynia, nie
hodowlach jednak
obserwuje siÄ™
powstaje nekroza
nekrozy
Pożądane cechy matrycy :
" Obecność poÅ‚Ä…czonych mikroporów (100-500 µm) poziomych
i pionowych; rozprzestrzenianie podczas siania, migracja
wewnątrz porów, przenikanie składników medium
" Zastosowana na ranę powinna pozwalać na formowanie naczyń
i migrację do jej wnętrza komórek i odprowadzanie produktów
przemiany materii
" Odpowiednia wytrzymałość mechaniczna przy dużej
powierzchni porów (możliwość połączenia szwami z tkanką,
odporna na rozciÄ…ganie)
Różne rodzaje i struktura matryc polimerowych
Matryca z PLGA (poly- Matryca z PGA
glycolide-co-lactide) (polyglycolide)
Matryca 3D z fosforanu wapnia  hodowla kości i chrząstki
Metody formowania macierzy: Freeze-drying, Gas foaming,
porogen leaching (Å‚ugowanie), 3D printing, Fiber bonding
(fiber mesh)
Porowata struktura uzyskana przez połączenie różnych objętości wody
z prepolimerem (ester etylowy di-izotiocyjanku lizyny, glicerol i PEG w
stosunku 4:1:2, i dodatku kwasu askorbinowego (Ikada Y, 2006)
1ml H20/10g polimeru
1,25 ml H20/10g
polimeru
1, 5 ml H20/10g
polimeru
" W warunkach in vivo czynniki wzrostowe (growth factors)
wydzielane są przez komórki na własne potrzeby (sekrecja
autokrynna), lub w odpowiedzi na sygnały nadchodzące od
innych komórek (sekrecja parakrynna)
" W procesie regeneracji tkanek czynniki wzrostowe sÄ…
wydzielane przez komórki użyte do inżynierii tkankowej;
" Nawet allogeniczna tkanka skórna uzyskana tą drogą wydziela
czynniki wzrostowe do miejsca uszkodzonej tkanki, w której
została ulokowana
Najczęściej używane czynniki wzrostowe:
" Bone morfogenetic proteins (BMPs), białka morfogenetyczne
koÅ›ci (rodzina transformujÄ…cych czynników wzrostu typu bð)
" Zasadowy czynnik wzrostu fibroblastów (bFGF, FGF-2)
" Naczyniowy śródbłonkowy czynnik wzrostu, VEGF
" TransformujÄ…cy czynnik wzrostu nowotworów, TGFbð
" Czynnik wzrostu hepatocytów
" BMP i bFGF są w stanie same stymulować regenerację kości
i naczyń odpowiednio (czynniki różnicujące)
Sposoby dostarczania czynników wzrostowych
do regenerujÄ…cej tkanki:
" Bezpośrednie wstrzykiwanie DNA plazmidowego, które
zawiera gen kodujÄ…cy czynnik wzrostu
" Transfekcja genu danego czynnika wzrostu do komórek,
które będą przeszczepiane i transplantacja tych komórek
do tkanki, która ma być regenerowana
" Bezpośrednie związanie czynników wzrostowych z
matrycÄ… (GF zwiÄ…zany najpierw z odpowiednim
nośnikiem)
" Żelatyna kwaśna lub zasadowa mogą być nośnikami czynników
wzrostowych. Żelatyna kwaśna (anionowa) tworzy kompleksy
jonowe z białkiem czynnika wzrostowego naładowanego
dodatnio np. bFGF.
" Oligopeptydy RGD, Arginina-Glicyna-Asparagina sÄ…
czÄ…steczkami adhezyjnymi.
Różne możliwości kontrolowanego uwalniania czynników
wzrostu do rozwijajÄ…cej siÄ™ tkanki tkanki
Uwolnienie z matrycy polimerowej Uwolnienie z implantu i mikroczÄ…stki
Innym sposobem użycie pompy osmotycznej
Schemat hodowli  sztucznej kości (Ikada Y, 2006)
Rekonstrukcja żuchwy z użyciem sztucznych macierzy
i przeszczepu komórek szpiku (Ikada, 2006)
Uformowana na kształt Siatka PLLA połączona stalowymi szwami
żuchwy siatka z PLLA z kością i wypełniona komórkami szpiku
pobranymi z talerza kości biodrowej
Koncepcja naprawiania uszkodzonej chrzÄ…stki
Sztuczny konstrukt pokryty macierzą na której namnożono zarówno
chondrocyty jak i osteoblasty, które mają wytworzyć chrząstkę. Taki
element wszczepiałoby się w kość (w otwór wywiercony w kości)
Implant stawowy z PLA96 (Ikada Y, 2006)
(artroplastyka)
Wszczepiony do stawów wypełnia się
tkankÄ… Å‚Ä…cznÄ… i resorbuje po pewnym
czasie (np. zesztywniajace zapalenie
stawów)
70-80 µm
Kokultywacja komórek z użyciem fibronektyny, poli-L-lizyny i
hydroxyapatytu (HAC-PLL layering approach)
Odpowiedni system np. do hodowli hepatocytów z fibroblastami
(hepatocyty do terapii komórkowej-cell therapy)
Hodowle komórek układu krwionośnego
i komórek osteogenezy
Komórki szpiku  dwa niezależne układy komórkowe:
- Komórki podścieliska (zrębu szpikowego, stromal cells)
- Komórki układu hemopetycznego (hematopoetycznego)
Obie linie komórek szpikowych nie mogą bez siebie istnieć:
podścielisko - podpora mechaniczna (ECM) i stymulator komórek
hematopoetycznych (wydzielanie cytokin);
k. hematopoetyczne - wydzielanie erytropoetynopodobnego
czynnika wzrostu który stymuluje wytwarzanie kolonii
stromalnych
Komórki podścieliska są komórkami macierzystymi
(1:100 000 komórek jądrzastych szpiku, MHC kl.I)
Zespół prekursorów
fibroblasty
komórki śródbłonka
(endotelialne)
komórki osteogenne
(wytwarz.hydroksyapatytu
i osteokalcyny)
adipocyty
komórki siateczki
(k.retikularne)
Komórki podścieliska wydzielone ze szpiku tworzą w hodowli in vitro kość,
a wszczepione do miejsc trudno gojących się złamań przyspieszają proces
osteogenezy; wewnÄ…trz szpiku produkujÄ… ECM (kolageny I, III, IV)
Podścielisko szpiku w hodowli tkankowej
Cele praktyczne:
" hodowla (ukierunkowana) sztucznych tkanek do przeszczepów
" testowanie materiałów wszczepialnych
Cele poznawcze:
" Izolacja poszczególnych linii komórkowych
" Rozdzielenie linii na czynnościowo zróżnicowane subpopulacje
" Dobranie czynników wzrostowych dla poszczególnych linii
" Analiza interakcji podścieliska z komórkami hematopoetycznymi
" Badanie roli substancji międzykomórkowej podścieliska w
hematopoezie
" Opracowanie przestrzennego modelu hodowli podścieliska szpiku
kostnego
" Testowanie materiałów wszczepialnych
" Komórki podścieliska
" Pobiera się z talerza kości biodrowej (mostka, jam szpikowych
kości długich)
materiał heterogenny: retikularne, preadipocyty i adipocyty,
k.endotelialne oraz makrofagi linii hemopoetycznej
" Po kilku dniach w hodowli pojawiajÄ… siÄ™ kolonie (colony forming
units, CFU)
" Izolacja poszczególnych linii po zastosowaniu mediów
różnicujących, np: bFGF i IGF-1 dla reticularnych, GM-CSF dla
epitelialnych, hormony steroidowe dla adipocytów.
" Hodowla osteoblastów
" Dla odtworzenia ubytków kości po: wieloodłamkowych
złamaniach, stanach zapalnych kości, resekcji kości w
przypadku nowotworów
" Najczęściej wykonuje się przeszczepy autologicznych,
rzadziej allogenicznych komórek
" Wymagana jest struktura podporowa (matryca)
" Procedura hodowli osteocytów (zróżnicowanych i uwięzionych
w beleczkach kostnych komórek kościotwórczych)
" Procedura hodowli osteoblastów (komórek kościotwórczych) ze
szpiku kostnego
" Procedura hodowli osteoklastów (komórek kościogubnych)
" Procedura hodowli chondrocytów i chondroblastów
Zostały przedstawione w podręczniku  Hodowla komórek i
tkanek , S. Stokłosowej (proszę się zapoznać).
Generalnie: wszystkie te linie można wyprowadzić z komórek
macierzystych szpiku. Należy usunąć erytrocyty. Do pożywki
dodaje siÄ™ deksametazon, ²-glicerofosforan, wit.D3, kwas L-
askorbinowy i czynniki wzrostu dla odpowiednich linii.
Naczyńko do hodowli skóry
(insert); średnica porów 0,4
µm pozwala na swobodne
wnikanie medium do warstwy
ECM. Dermatocyty mogą też
rosnąć na dnie studzienki
Warstwa skóry wyhodowana bez
dermatocytów w podłożu
(cienka, mniej typowa budowa).
Skóra wyhodowana na podłożu
ECM z dermatocytami, które
tworzÄ… warstwowÄ… strukturÄ™
typową dla skóry.
Human dermal equivalent  fragmenty sztucznie
wyhodowanej skóry ludzkiej (z keratynocytów)
Fragmenty skóry można
hodować też na warstwie
bawełnianej lub nylonowej
tkaniny i na macierzy z
poliuretanu
W1997 opracowano syntetyczne
produkty tzw. Dermagraft-TC, Integra
Artificial i BioBraneSkin zawierajÄ…ce
żywe ludzkie komórki skóry na materiale
z nylonu powleczonego żelatyną lub
kolagenem.
FDA (Food &Drug Agency) zatwierdziła te
produkty do stosowania w oparzeniach III
stopnia. Materiał lepiej chroni rany niż
zwykłe opatrunki. Warstwa kolagenu lub
żelatyny przylegająca do rany stanowi
podłoże do namnażania się komórek
skóry pacjenta
Do produkcji ekwiwalentów skóry matryca żelatynowa łączona
bywa z chitosanem* (Cs) i z kwasem hialuronowym (HA). Kwas
hialuronowy poprawia wchłanialność wody, elastyczność i
biokompatybilność.
Na takiej matrycy inkubuje siÄ™ keratynocyty i fibroblasty. Po 2
tygodniach można zaobserwować tworzące się warstwy nabłonka
walcowatego i płaskiego, a badania immunohistochemiczne
wykazują obecność lamininy i kolagenu (składników błony
podstawnej).
Chitosan*- izolowany z pancerzy morskich skorupiaków, wiążąc
wiele cząsteczek wody, tworzy trwały żel absorpcyjny dla
cząsteczek tłuszczów, węglowodanów, białek, cholesterolu,
metali szkodliwych, czynników wzrostowych
Hodowle komórkowe skóry w kosmetologii
W kosmetologii badania na hodowlach komórkowych służą
poznaniu mechanizmów działania substancji czynnych na
komórki skóry. Już na etapie badań in vitro jesteśmy w stanie
ocenić bezpieczeństwo stosowania substancji aktywnej, czyli
wyeliminować stężenia, które będą działać toksycznie dla
komórek skóry.
Badania surowców kosmetycznych z wykorzystaniem modeli
komórkowych czy ekwiwalentów skóry, są prowadzone od lat
przez światowe koncerny kosmetyczne (w Polsce, jak dotąd,
Laboratorium Kosmetyczne Dr Irena Eris).
Zgodnie z 7 poprawkÄ… do Dyrektywy Kosmetycznej UE od roku 2004
obwiązuje zakaz przeprowadzania testów gotowych produktów
kosmetycznych na zwierzętach.
Natomiast do roku 2009 ( w przypadku pewnych obszarów badań do
roku 2011) musiały ustać wszelkie testy substancji kosmetycznych na
zwierzętach, nawet jeśli do tej pory nie ma dostępnych testów
alternatywnych.
Metody alternatywne muszą być ocenione przez Europejskie Centrum
Walidacji Metod Alternatywnych (ang.ECVAM - European Centre for the
Validation of Alternative Methods).
Niektóre z testów na hodowlach komórkowych uzyskały już aprobatę
ECVAM - za pomocą badań in vitro można oceniać takie parametry jak:
wchłanianie, przez skórę, działanie żrące na skórę oraz ostrą
fototoksyczność (na modelach komórek skóry lub ekwiwalentów
skóry). Trwa walidacja alternatywnych testów na podrażnienia skóry
oraz oczu.
Inżynieria tkankowa w chirurgii stomatologicznej
(Andrzej Wojtowicz, Nowa Stomatologia 1/2002)
Podjęto próby stymulowania procesów embriogenetycznych
w periodontologii, tj. gojenia tkanek miękkich i tworzenia
kości (w miejsce ubytków stomatologicznych)
Niezbędne są 3 czynniki warunkujące regenerację tkanek:
1. Rusztowanie (nośnik, matryca, ang. scaffold))
1. Komórki
3. Składniki zewnątrzkomórkowej macierzy (ECM)
1. Rusztowanie (nośnik) :
 kolageny: kolagen naturalny typ I:
ścięgna (ACS, Helistat Integra Life Sciences),
procesowana skóra właściwa,
opona twarda,
kolagen przetworzony (uzyskany w wyniku kwaśnej hydrolizy kolagenu
naturalnego i ponownej polimeryzacji i sieciowania), w postaci cienkiej
błony lub gąbki;
kopolimer kolagenowo-glikozaminoglikanowy;
 minerały kostne:
bio-obojętny hydroksyapatyt; bruszyt (brushite)  krystaliczny minerał
ulegajÄ…cy degradacji tkankowej;
dalit (dehlitte)  jon fosforowy w syntetyzowanym hydroksyapatycie
zamieniono węglanowym  całkowicie obojętny;
siarczan wapniowy,
fosforan trójwapniowy (TCP),
węglany i fosforany
1. Rusztowanie (nośnik):
 syntetyczne resorbowalne: granulki kwasu poliaktowego,
6% karboksy-metylo-celuloza,
 syntetyczne nieresorbowalne: politetrafluoroetylen (PTFE),
 naturalne: zdemineralizowana odwapniona/nieodwapniona kość
allogeniczna, lub wołowa/wieprzowa, określana jako macierz
kostna: konserwowana mrożeniem lub liofilizowana; najlepszym
materiałem wszczepialnym jest świeża kość autogenna, tzw.
 złoty standard ( golden standard ),
 koral naturalny, chitosan
Komórki w ujęciu inżynierii tkankowej klasyfikuje się na
labilne (czasowe) i trwałe (stałe) w zależności od zdolności
do podziałów.
Komórki czasowe (labilne) podlegają stałym procesom
podziałowym, podczas gdy komórki trwałe mogą być
stymulowane do wejścia w cykl komórkowy ale nie dzielą
siÄ™.
U dorosłych tkanki złożone z komórek czasowych (np.
tkanka łączna, nabłonkowa) i trwałych (np. kość) mogą się
regenerować, podczas gdy inne komórki trwałe, np. tkanki
nerwowej, mięśnia sercowego nie.
Wszystkie komórki mają zdolność do produkcji składników
macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM, extracellular matrix),
czyli kolagenowego zrębu tkankowego i czynników
polipeptydowych, glikozaminoglikanów, proteoglikanów
związanych z tą macierzą na tyle trwale, że mogą być
stopniowo uwalniane w przypadku jej fizjologicznej
degradacji i metabolizmu.
Uwolnione czynniki stymulują komórki czasowe do
podziałów i różnicowania w określonym kierunku
zwiÄ…zanym z regeneracjÄ… oraz miejscowymi potrzebami
tkankowymi.
3. Składniki zewnątrzkomórkowej macierzy (ECM):
cząsteczki sygnalizacyjne przenoszące sygnał do
komórek:
 Czynniki wzrostowe np. IGFs, PDGF (mitogeny
polipeptydowe),
 Morfogeny np. BMPs, TGFs, amelogen polipeptyd r[A-
4] (czynniki różnicujące),
 Adhezyny: np. czynniki wiążące heparynę,
fibronektyna (stała sekwencja aminokwasów ),
integryny, laminina (RGD  motyw sekwencji
aminokwasów białek adhezyjnych),
 hormony, witaminy.
Główne założenia inżynierii tkankowej w tzw. inicjacji
sterowanej regeneracji tkanek (guided tissue regeneration,
GTR) i/lub sterowanej regeneracji kości (bone tissue
regeneration, BTR) przyjmują, że wszczepione rusztowanie
(nośnik) jest wzbogacone w czynniki wzrostowe, cytokiny,
rzadziej w komórki autogenne.
Tak przygotowany złożony przeszczep umieszcza się w
przygotowanym uprzednio miejscu, zwanym łożem
tkankowym (wczesniej odpowiednie przygotowanie
pacjenta).
Leczenie chorób przyzębia, prowadzić powinno do
odtworzenia łącznotkankowego i nabłonkowego oraz
uzupełnienia nowopowstającą kością ubytków tkanki
kostnej, powstałych w przebiegu chorób przyzębia
(periodontopatii)
W początkowym okresie regeneracji istotnym i największym
z
ródłem czynników wzrostowych, takich jak:
epidermalny czynnik wzrostu (EGF),
fibroblastyczny czynnik wzrostu (FGF),
płytkowy czynnik wzrostu (PDGF),
transformujÄ…cy czynnik wzrostu (TGFb)
są płytki krwi oraz różnicujące się komórki nowopowstającej
tkanki Å‚Ä…cznej.
Cell therapy - Terapia komórkowa
Hodowla hepatocytów (komórek wątroby)
" Cel: transplantacja komórek wątrobowych (próby kliniczne w terapii
genowej - transfer genów)
" Cele badawcze
" Hepatocyty b. trudno hodują się in vitro w zwykłych warunkach
" RosnÄ… lepiej na matrycy biopolimerowej (polimer kwasu glikolowego,
PGA, lub kwasu mlekowego, PLLA)
" Czynniki wzrostowe HGF (hepatocyte growth factor)
" Kokultywacja z innymi komórkami (kk. nabłonka przewodów
żółciowych, kk. wysepkowe trzustki)
" Dodatek innych czynników: DMSO, nikotynamid
" Namnożone hepatocyty wykorzystywać można do przeszczepów w
leczeniu chorób metabolicznych, marskości wątroby i in.
" Świetnie też nadają się do badań biologicznych , np. metabolizmu
kwasów tłuszczowych, transportu aminokwasów, wiązania ligandów z
receptorami i.t.p.
Cell therapy  hodowla kardiomiocytów
" Hodowla komórek mięśnia sercowego (komórek macierzystych)
w leczeniu zawałów i ciężkiej niewydolności krążeniowej
(congestive heart failure, CHF)
" CHF może wystąpić nagle po rozległym zawale, po radioterapii,
po leczeniu adriamycyną i niektórymi cytostatykami
" Komórki macierzyste hodowane samodzielnie namnażają się
bardzo słabo, rosną w sposób chaotyczny, nie mogąc się
synchronicznie kurczyć.
Wykazano jednak, że w środowisku maksymalnie zbliżonym do
panującego w naturalnych tkankach (komórki zostały zamknięte
w kapsułkach żelu fibrynowego, zapewniającym podporę
strukturalną i mechaniczną i jednocześnie pozwalające im
przybrać odpowiednią trójwymiarową strukturę)
i w obecności fibroblastów,
kardiomiocyty namnażały się w sposób uporządkowany, tworząc
struktury przypominające mięsień sercowy. Komórki te kurczyły
się rytmicznie (badania na komórkach mysich w Duke
University).
Schemat budowy komórki
mięśniowej (miocyta) mięśnia
poprzecznie prążkowanego.
przekrój podłużny
Badania na zwierzętach
wykazały, że komórki
satelitarne (satelitowe)
przeszczepione do mięśnia
sercowego ze sztucznie
wywołanym zawałem (króliki,
szczury, myszy) różnicowały
siÄ™ w kardiomiocyty i
poprawiały funkcję serca
1-jądro komórkowe, 2-włókienko
mięśniowe, 3-sarkolema, 4-błona
podstawna, 6-aparat Golgiego,
7-komórka satelitowa
8-mitochondrium
" Pierwsza transplantacja komórek satelitarnych w klinice 
(Menashe 2002) u 72 l. mężczyzny cierpiącego na CHF po
rozległym zawale
" Komórki pobrano z biopsji mięśnia czworobocznego;
izolowano komórki satelitowe i namnożono in vitro do
800x106 (2 tygodnie), 65 % stanowiły mioblasty.
" Dokonanao 30 iniekcji do mięśnia sercowego, w miejscu
zawału; jednocześnie wszczepiono  bypasy ale w odległym
miejscu.
" Wyleczenie potwierdzone przez echokardiografiÄ™ (UKG) i PET
(18F-deoksyglukozÄ…)
Wymagania wobec gotowych matryc z komórkami
(Przemysł produkcji tkanek i handel gotowymi materiałami ?)
Standaryzacja konstruktów:
" pod względem bezpieczeństwa; trudna, komórki ludzkie-
immunogenność
" pod względem biodegradowalności
" pod względem wytrzymałości mechanicznej
Komórki musiałyby być allogeniczne, od zdrowych dawców
(dorosłych, dzieci), zatem użycie byłoby ograniczone do
nielicznych przypadków.