Mezenkimal ve Kan Kök Hücreleri. Prof.Dr.Ercüment Ovalı

Transkript

1 Mezenkimal ve Kan Kök Hücreleri Prof.Dr.Ercüment Ovalı

2 Tıbbi Sağaltımın Klasik Elemanları Kimyasal-farmakolojik ajanlar Fiziksel ajanlar Cerrahi İşlemler

3 Bugünün Yeni(?) Elemanı Hücre Tedavileri

4 Yaklaşık 5000 yıl Önce Ve Rab Tanrı Adam ın üzerine derin bir uyku getirdi Ve o uyudu Ve onun kaburga kemiklerinden birini aldı Ve yerini etle kapladı Ve Rab Tanrı, Adamdan aldığı kaburga kemiğinin içindeki etten bir kadın yaptı Ve onu adama getirdi. Ve adam dedi: Şimdi bu benim kemiklerimden kemik ve etimden ettir. Genezis-Tevrat

5 Oil painting on panel 168 x 133 cm., attributed to the Master of Los Balbases, Burgos, Spain, c. 1495

6 Hücre tedavilerinin bilimsel kayıtlardaki ilk örnekleri Çiçek Aşısı- Dr Timonius 1713/İstanbul İlk Başarılı Kan Nakli- Dr Blundell 1818 Dr Alexis Carrell ve Charles Lindenberg 1938 de ilk Organ kültürü kitabının yazılması

7 İlk Başarılı Kök Hücre Nakli Dr Donald Thomas 1955

8 Ülkemizde İlk Hücre Tedavisinin Uygulanması Dr.Süreyya Tahsin Aygün. 1973

9 Dünyadaki ilk kuru(liyoflize) sığır vebası ve antrax aşısını geliştirdi, Dünyadaki ilk virus kültürü kitabını yazanlardan biriydi, ABD ve Almanya da dersler verdi Tüm dünyada Children of thalidomid şarkısı bir dönem yankılanırken o Thalidomidi ülkemize sokmamıştı. Amniyotik sıvıda ilk kök hücreyi 1957 de tanımladığında dünyada kimse değil amniyotik, puluripotent kök hücre kavramını bilmiyordu, Oysa bizler bu hücreyi 2002 yılında Nature daki bir yayından öğrendik Genetik hastalıkların chimera yaratarak tedavi edilebileceğini iddia ediyordu 1972 de yakında organ naklinin yerini hücre nakli alacak dediğinde, kök hücrelerle nöronal hasarların onarılabileceğini söylediğinde kimse ona inanmamıştı

10 13 Temmuz 2011, Çarşamba Peki Ord. Prof. Dr. Süreyya Tahsin Aygün adını bilen var mı içinizde?. Dünya üzerinde kök hücre üzerine ilk çalışmaya başlayan bilim adamıdır. Bu yönde müthiş adımlar attı. Türkiye'de bir tutuklanmadığı kaldı. Veteriner Okulu mezunu olduğu için bütün tıp ve eczacı camiası, hocaya müthiş cephe aldı. Çalışmalarını yasakladılar.. Amerika ve İsviçre "Bize gel. Sana istediğin laboratuvarı açalım" dediler. Hoca, kabul etmedi. "Ben Türküm, ülkeme hizmet ederim" dedi. Gitmedi. Yaşam boyu izin almak için savaştı. Ama kabul etmediler., Amerika da Dr Chelsy Thalidomit faciasını önlediği için kahraman ilan edilirken Aygün şarlatan ilan edildi. Dünyada kök hücre devrimini başlatan adam, terkedilmişlik ve itilmiş, kakılmışlık içinde öldü.

11 Ülkemizde İlk MKH üretimi Ocak 2003 Temel hücre teknikleri Kursu/Trabzon

12 Ülkemizde İlk MKH den nöron benzeri yapıların oluşturulması Trabzon Yomra Fen lisesinden Sancar Alp Ovalı ve 2 ark

13 Ülkemizde İlk Hücresel tedavi ürünleri merkezinin Kurulması Ülkemizde ikinci Hücresel tedavi merkezinin kurulması ATİ Teknoloj-Trabzon Acıbadem Labcell-İstanbul

14

15 Mucize Nasıl Başladı?

16 Left ventricular ejection fraction Percentage (%) * * * 0 SO MI MI-C 9 days Dr. Donald Orlich * * * SO MI MI-C 16 days SO MI MI-C 26 days

17 Dr. Evan Snyder (1998) İnsan fetal doku örneği Sinir Kök Hücresi Kültüre Fare beynine nakil

18 MKH nedir? İlk kez Friedenstein ve ark. tarafından 1974 de izole edildiler. Fibroblastoid görünümlü bir grup Plastiğe yapışma özellikleri mevcut Yüksek çoğalma kapasitesine sahip (40 kez ikiye katlanabilirler) Kemik iliği,yağ dokusu,tendonlar, sinovyal sıvı,karaciğer, plasenta,kordon kanı,diş vb den elde edilebilmektedirler Bu gün için nonhomojen bir topluluk oldukları ve değişik alt grupları olduğu bilinmektedir. MAPC MİAMİ VSEL Giordino A,et al. J Cell Physiol. 211:27-35:2007

19

20 Yapılan araştırmalar fötal MKH lerin sadece sayısal açıdan değil erişkin kök hücrelerden doku gelişiminde, hücre bölünmesinde ve immünolojik antijen sunumunda rol oynayan genler açısından da önemli farklılıklar taşıdığını göstermektedir. Ancak MKH laboratuarda farklılaştırılmasıyeniden programlanması ile bu farklıklar kaldırabilmektedir. Hatta embriyonel karakter kazandırılabilmektedir Gotherstrom C,et al. Haematologica. 90: :2005. Bobis S, et al.fol Histochemica Cytobiologica. 44: :2006.

21 KİA 800g 20 Dak Ficol Santrifüj Plazma MNH tabakası Ficol DMEM+%15PRP İçeren hücre süspansiyonu Eritrosit saat inkübasyon Yıkama Taze medium Çöp Tripsinizasyon ile hücre kaldırma 14 gün inkübasyon Nonadheren hücrelerin atılması Üretilen hücrelerin kullanımı veya dondurularak saklanması Tripsin blokajı ve yıkama Tekrar kültür ve tripsinizasyon işlemleri ile 2-6 pasaj

22 MKH lerin immün fenotipik özellikleri-1 Molekül Diğer isimleri/özellikleri Pozitif Moleküller CD13 Aminopeptidaz CD29 İntegrin CD44 H-CAM hyaluronik asit bağlayıcı CD54 ICAM-1 CD11a ve b ile bağlanır CD58 LFA CD59 Protectin membr. atak kompleks inhibitörü CD61 GPIIb/IIIa CD71 Transferin reseptörü CD73 SH3 ve SH4 reseptörü C90 Thy-1 CD102 ICAM-2 CD105 SH-2 /endogilin TGF-beta reseptörü CD106 VCAM-1 CD109 PAF CD140b PDGF reseptör b CD164 MUC-24 CD166 ALCAM CD172a SIRP-alfa STRO-1 Fibroblast rsp BMP-R1 Bone morfojenik protein reseptörü MHC klas-i HLA-A,B,C CD271 Düşük afiniteli NGF reseptörü

23 MKH lerin immün fenotipik özellikleri-2 Negatif Moleküller CD3 LFA-1 CD11a CD14 Endotoksin-lipopolisakkarit reseptörü CD15 LPS bağlama CD28 CD80 ligandı CD31 CD38 bağlar CD33 CD34 Siyaloadezin CD62(L selectin) ligandı CD40 B hücre isotip çevirici CD45 LCA CD80 B7-1 CD 28 ve CTLA-4 ligandı CD86 B7-2 CD 28 ve CTLA-4 ligandı CD117 c-kit stem cell faktör CD133 AC133 CD144 Cadherin-5 MHC klas-ii

24 MKH temel biyolojisi ve fonksiyonları Mekanizma A- Diferansiasyon TGB-beta ve HGF sekresyonu B- Rejenerasyon desteği Model IDO sekresyonu(indolamin 2,3deoksijenaz) İnsan MLR çalışması İnsan mixt lenfosit reaksiyon (MLR) çalışması Matrix yapımı PGE2 sekresyonu İnsan lenfositlerinin Mitojen(PHA) ile stimülasyonu Sitokin desteği Anerji indüksiyonu Murine mitojen stimülasyonu Apoptozisin kontrolü, Proliferasyonun uyarılması İmmün sistem hücrelerinde G1 hücre siklüs inhibisyonu Mürine Antijenik peptide ile uyarılmış lenfosit uyarımı İmmün sistem hücre apoptozisi İnsan MLR NO sekresyonunda azalma Murine Neovaskülarizasyon C- İmmünmodülasyon-antinflamasyon Tyndalland Walker,UA Artritis Research Therapy 9: :2007

25 Rejenerasyonun Desteklenmesi ve Mezenkimal Kök Hücreler

26 Fetal Mezenkimal Kök Hücreler: Fetal kök hücreler embriyonel kök hücrelere göre daha organ spesifik olarak elde edilebilirler Bu nedenle de bu hücrelerin teratom yapma riskleri yoktur. Bu hücrelerin 12 haftadan önce elde edilmeleri halinde doku rejeksiyon olasılıkları düşük olup İntravenöz verlldiğinde kan beyin bariyerini geçebilmektedirler. Bugün için bir çok klinik aplikasyona gidebilecek önemli çalışmalara sahip hücrelerdir. Ancak etik sorunları vardır.

27 Kordon Kanı Mezenkimal Kök Hücreleri: Kordon kanı kök hücreleri nonembriyonik kök hücreler için etik sorun taşımayan en zengin kaynaklardan biridir. Bu güne kadar yapılan hayvan çalışmalarında, ratlarda kordon kanı CD34 pozitif kök hücrelerinin erişkin kemik iliği hücrelerinden yapılan spinal kord hasar modelinde daha efektif sonuç verdiğini göstermiştir (Stem Cell Res 2003;12:271-8, Cell Transplant 2004;13:113-22) Özellikle iskemi modellerinde yapılan çalışmalarda etkili sonuçlar görülmesi(faseb J 2008;22: ), Nöral differansisayonun indüklendiği kordon kanı kök hücrelerinin spinal kord yaralanma modellerinde özellikle daha etki sonuçlar vermesi(.neuroreport 2008;19: ). bu grup hücrelerin önemini artırmıştır. Kordon kanı mezenkimal hücrelerinin otoimmün hastalıkların tedavisinde henüz klinikte girmemiş olsada diğer mezenkimal hücrelerle aynı etkinlikte olması beklenmektedir

28 Wharton Jeli Mezenkimal Kök Hücreleri: Kordon kanı kök hücreleri gibi önemli bir kök hücre kaynağıdır. Bu grup hücrelerin en önemli özelliği embriyonik kök hücrelere benzer telomer enzim aktivitesi taşımalarıdır (Neurol India. 2011:59:558-65).

29 Amniyotik Sıvı Mezenkimal Kök Hücreleri: Heterojen bir popülasyon olup, fetal cilt, respiratuar, üriner ve gastrointestinal ve placental hücrleri içermektedir. Bu anlamda fetal hücrelere rakip gibi durmaktadır.

30 Kemik İliği Mezenkimal Kök Hücreleri: Kemik iliği mezenkimal kök hücreleri(mkh) bu alanda klinikte en çok çalışılan hücre grubundan biridir Özellikle bu hücrelerin self reaktiviteyi engelleyici özellikleri nedeniyle, transplant immünolojisinde gelecekte önemli kullanım alanları bulmaları mümkün gibi görünmektedir.

31 Ortopedide Kök Hücre Uygulamaları Qarto et al.2001

32 Centeno CJ ve arkadaşları MKH infüzyonunun eklem kartilaj volümünü artırdığını rapor ettiler. Pain Physician May-Jun;11(3): Qarto et al.2001

33 MKH ile revitalize Biyokemik Bezmialem ve Acıbadem Üniv plastik cerrahi- Balta Limanı Kemik hastalıkları Araştırma hastanesi ve Acıbadem Labcell ortak projesi

34 Bezmialem ve Acıbadem Üniv plastik cerrahi- Balta Limanı Kemik hastalıkları Araştırma hastanesi ve Acıbadem Labcell ortak projesi

35 Bezmialem ve Acıbadem Üniv plastik cerrahi- Balta Limanı Kemik Hastalıkları Hastanesi ve Acıbadem Labcell ortak projesi

36 Bezmialem ve Acıbadem Üniv plastik cerrahi- Balta Limanı Kemik Hastalıkları Hastanesi ve Acıbadem Labcell ortak projesi

37 Bezmialem ve Acıbadem Üniv plastik cerrahi- Balta Limanı Kemil Hastalıkları hastanesi ve Acıbadem Labcell ortak projesi

38 Nörolojik hastalıklarda Kök Hücre, İlk insan çalışması Mazzini ve ark 2003de yayınladığı ALS çalışmasıdır. (1) Kumar AA ve ark 297 spinal kord injurili hastada %32 lik bir düzelme rapor ettiler(2) Karussis D ve ark. 19 ALS li hastada İT ve İV, MKH infüzyonları ile önemli düzelme rapor etmişlerdir. Çok yeni olarak Otoimmün nörolojik hastalıklarda (MS/Progresif nöropatiler) de tam yanıt gösteren Faz II çalışmalar yayınlanmıştır. Mazzini L, Neuron Disord 4: : Kumar AA, et al.exp Clin Transplant. 2009:7: Arch Neurol Oct;67(10): Kök hücre araştırmaları kongresi Sapanca 2011

39

40

41

42 Pulmoner Hastalıklarda Kök Hücre Ribeiro-Paes JT ve ark henüz yayınladıkları küçük ölçekli bir çalışmada kök hücre infüzyonlarının belirgin düzelme yarattığını rapor etmişleridir. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis Jan 1;6:63-71

43 Tam kat deri defektlerinin MKH kaynaklı -DermoTürk.1.01 ile onarımı

44

45 Yağ dokusu Dermis Önce sonra Epidermis Dermis Ter bezleri sonra Kıl follükülü sonra

46 İmmünite Kontrolü ve Mezenkimal Kök Hücreler

47 VERİCİ ALICI

48 Kök Hücre Nakli Esnasında Bir Kez Oluştuğunda % 90 Ölümcül Olan Bir tablo Grade IV GVHD

49 MKH ile AKUT ve KRONİK GVHD KONTROLÜ GVHD tedavisinde MKH ikinci basamak uygulama verilerinin etkinliği(32 hastalık Osiris grubuna ait araştırmada %94 GVHD cevabı ve %91 oranında 120 günlük sağ kalım saptanmıştır) sonucunda araştırmalar da GVHD kontrolünde MKH birinci basamak tedavi aşamasına kadar yükselen bir seyir izlemektedir. Le Blanc K ve ark steroide dirençli AGVD li 55 hastada MKH infüzyonlarının 2 yıllık %16lık sağ kalımına karşılık %50 lik sağ kalım rapor etmişlerdir Lancet :371 :

50 GVHD Tedavisinde MKH Uygulaması % 87.5 oranında başarı

51 Sonuç: 100 hastada gelişecek steroide dirençli 25 hastandaki AGVHD tablosunun klasik usulle tedavi maliyeti TL 100 hastada gelişecek steroide dirençli 25 hastandaki AGVHD tablosunun klasik usulle tedavi ile kurtarılacak hasta sayısı 3 hasta 100 hasta için steroide dirençli GVHD için ön MKH üretimi yapılarak 25 hastada tedavide kullanıldığında toplam tedavi maliyeti TL Klasik tedaviye göre geri kazanılacak hasta 9 hasta Fiyat avantajı TL Üstelik tüm tedavi için harcanan para yine ülke sınırları içinde döngüye girmektedir.

52 Crohn Hastalığı ve Mezenkimal Kök Hücreler

53 Diğer Otoimmün Hastalıklarda MKH Khodadi L ve arkadaşları 2010 da 9 vitiligolu hastada %80 düzelme rapor ettiler Tissue Eng Part C Methods Dec;16: Systemic sclerosis, Systemic lupus erythematosus and as well as, multiple sclerosis, are major disease targets for multinational randomized clinical trials.

54 With more than 400 patients treated in Phase I/II trials there is benefit seen in inflammatory parameters and disease progression, particularly in rapidly evolving severe multiple sclerosis The potential use of MSCs in resetting immune homeostasis as a therapeutic approach is being explored because of their ability for cytoprotection and immunosuppression. However, their long-term usefulness and exact role in the treatment of autoimmune diseases remains to be determined. Autologous mesenchymal stem cells for the treatment of secondary progressive multiple sclerosis: an open-label phase 2a proof-of-concept study Peter Connick, a Madhan Kolappan, g Charles Crawley,h Lancet Neurol February; 11(2):

55 Astım Hastalığının MKH ile Kontrolü

56

57

58

59

60 Yağ Dokusu Mezenkimal Kök Hücreleri: Stromal vasküler fraksiyon olarak tanımlanan lipoaspirattan elde edilen yağ MKH leri kemik iliği MKH ne çok benzemekle birlikte Daha kolay ve çok üretilebiliyor olmalarına karşılık GVHD tedavisinde kemik iliği kaynaklı mezenkimal kök hücrelerle eşdeğer etkinliğe sahip oldukarı görülmektedir.

61 Önce Cha grup Sonra

62 Önce Cha grup Sonra

63 Rejenerasyonun Desteklenmesi ve Kan kök Hücreleri

64

65

66

67

68

69 Kan Kök Hücrelerinden Kan üretimi Ovalı ve Ark. Hematopoetik Kök Hücreden Eritrosit üretimi

70 Kanser tedavisinde Kök Hücreler

71 Kanser Tedavisinde Kullanılan Kök Hücreler Kan kök hücreleri,(periferik kök hücre, Kemik iliği kan kök hücreleri) Yağ veya Kemik iliği kaynaklı mezenkimal kök hücreler.

72 Günümüzde kanser tedavisinde küratif yaklaşımların başında kemik iliği nakli olarak bilinen kök hücre nakilleri gelmektedir.

73 Burada kullanılan kök hücrelerin etken olmasının altında yatan mekanizmalar: 1. Kan kök hücreleri nakledildikten ortalama 9-15 gün içinde tüm kan hücrelerinin yeniden yapılandırabilmektedir. Bu özellikleri ile yüksek doz kemoterapinin yaratacağı kemik iliği hasarını düzeltilebilmekte ve kemik iliği kurtarılabilmektedir. Buda kanser tedavisinde çok daha yüksek doz tedavilere imkan sağlamaktadır.

74 2. Allogeneik kan kök hücreleri vücuda verildiklerinde tümöre karşı aktif bir savaş içine girebilmekte(graft versus tümör etkisi) buda kanserin kürabilitesinde önemli bir rol oynamaktadır. Hatta bu etki tek başına kemoterapinin etkisinden çok daha güçlü olabilmektedir. 3. Mezenkimal kök hücreler doku onarıcı etkileri ile kök hücre naklinin yan etkilerini azaltırken allogeneik kök hücrelerin daha kolay alıcıda yerleşmesini sağlar. Ancak dahada önemlisi verici hücrelerinin kanser dışındaki normal alıcı dokusuna saldırmalarını(graft versus host hastalığı) engelleyebilmektedirler. Hsu K C et al. Blood 2005;105:

75 MKH lerle Devam Eden Klinik Çalışmalar

76

77

78 Hangi Mezenkimal Hücre?

79 Hangi Mezenkimal Hücre? İmmün modülasyon için MKH Nonmyeloablatif KİN Rejenerasyon için MAPC/MİAMİ/VSEL/Sferoid Hücreler?

80 Yeniden Programlama Genetik programlama Kimyasal Yeniden programlama Ovalı E ve ark

81 Tüm bu ümit verici gelişmeler bizim nereye gittiğimizi görmemiz için yeterli mi?

82 in the 1980s Ogawa and co-workers93,95 studied pairs of cells derived from single haematopoietic progenitors ( paired progenitors ). They showed that if isolated and allowed to form separate colonies in vitro, paired progenitors show remarkably variable and seemingly uncorrelated patterns of differentiation. Nat Rev Mol Cell Biol. Author manuscript; available in PMC 2010 August 26.

83 Fakat! Önümüzdeki Engeller Sadece Bilimsel Bilinmezlikler değildir.

84

85

86 Obama Dan Kök Hücreye İzin Haberler.com :01 Abd Başkanı Barack Obama, Bush Yönetimi'nin Getirdiği Embriyonik Kök Hücre Çalışmalarına Yönelik Federal Maddi Yardım Yasağını Kaldırmaya Hazırlanıyor.

87 Senin o gani rabbin rahmet sahibidir. Dilerse sizi ortadan kaldırır, bir başka topluluğun soyundan vucuda getirdiği gibi, dilediğini sizin yerinize getirir. Size vaat edilen şeyler kesinlikle meydana gelecektir. Siz engel olamazsınız En am suresi 133 ve 134

88 HASAN AYDIN MERVE KONGUR UTKU SEYİS MUHAMMET YILANCI FERDA IŞIK AYBİKE BOSTANCI DR. NİL BANU PELİT FATMA EYÜBOĞLU SERDAR ÇELİK

89