Část 2

Tkáňové kultury
pro výzkumné a klinické
.
účely
Tkáňové kultury
Jako buněčné kultury jsou označovány
rostlinné, živočišné nebo lidské buňky
pěstované mimo tělo v laboratoři.
Tato technika je nazývána in vitro.
Tkáňové kultury
první pokusy – počátek 20. stol.
1943 – ustanovena 1. buněčná linie (lidská 1952)
80. léta –kultivace kožních štěpů
90. léta – průmyslová kultivace transfekovaných
buněk pro výrobu biofarmak
1998 – chrupavka připravená z kultivovaných
chondrocytů
1998 – kultivace lidských embryonálních buněk
po roce 2000 – mohutný rozvoj tkáňového
inženýrství
Tkáňové kultivace
Vědecké – biologický a lékařský výzkum
výzkum rakoviny, studium srdeční činnosti a příčin infarktu
Výroba vakcín a očkovacích látek
vakcína proti vzteklině, očkovací látka proti obrně
Testování léčiv či materiálů pro klinické využití
možnost částečného nahrazení pokusů na zvířatech
Diagnostické
Terapeutické
in vitro fertilizace
keratinocyty
chondrocyty
kmenové mesenchymové buňky
Testování léčiv či materiálů – MTT test
Human skin
the largest organ of
human body
1,7 m2 in average
two main layers –
epidermis and
dermis
the treatment of
severe skin loss
represents serious
medical problem
Anatomia del corpo humano Juan
Valverde de Amusco (Rome, 1560)
Function of human epidermis
Protective function
Metabolic function
mechanic injury
lost of water and crystaloids
pathogen‘s invasion
production of vitamin D3, growth factors,
cytokines and interleukines
thermoregulation
Aesthetic function
Severe burn injury
BURNS
I.Degree
II. Degree
III. degree
Léčba popálenin
Xenotransplantáty
Alotransplantáty
Autotransplantáty
Kultivovaný epitel
Epidermis - no vascularization
- subsisted by difusion through basal membrane
- only one cell type – keratinocytes is competent
for epidermis reconstruction
In vitro cultivation of keratinocytes
- first human organ prepared in laboratory (Rheinwald
and Green), in clinical practice used since 1981
- for severely burnt patients with lack of donor sites
Kultivace keratinocytů
autologní štěpy – jsou schopné vytvořit
trvalý kryt
léčba kožních ztrát v plné tloušťce
odběr - dermodermo-epidermální štěp 22-5 cm2
minimální doba přípravy cca 3 týdny
možno připravit tisíce cm2 epidermálních
štěpů
Kultivace keratinocytů
allogení štěpy – nejsou schopné vytvořit trvalý
kryt
využívá se jejich stimulační účinek na hojení:
popáleniny IIa stupně
odběrové plochy
trofické defekty
otestovaní dárci – zbytková kůže z plastických
operací
zásoba zmražených buněk v kapalném dusíku
minimální doba přípravy 1010-12 dní
Cultured keratinocyte grafts on textile
Very low fruitfulness of graft‘s take
Desiccation of the transplanted cells
Frequent microbial contamination of the
graft from the wound bed
Long-term cultivation
To evolve a new way of
preparation of cultured
keratinocyte grafts
The goals
Cultivation and direct transfer of
cultured cells on polymeric support cultivation support ought to make an
optimal cover of the transplanted cells
Exclusion of feeder cells from
cultivation system
Tissue engineering
Tkáňové inženýrství
- rozvoj v polovině 90. let
- příprava tkání a orgánů vhodných pro transplantaci
- postupy, které urychlují hojení a přestavbu tkání
Výběr vhodných
buněk
Vývoj materiálů
vhodných pro aplikaci
buněk
Podrobné studium
funkčních vlastností
Tkáňová náhrada
polyHEMA hydrogel support
poly(2-hydroxyethyl methacrylate)
-forms a hydrogel in water
-long-term use in medical practice
- used in soft contact lenses
The preincubation of the
hydrogel support in
bovine serum is
neccessary for the cell
adhesion.
Úspěšnost aplikace kultivovaných keratinocytů
Num ber of patients
(%)
Effect of keratinocyte transfer
10 0
90
80
70
60
50
B urns and donor site
Trophic defects
40
30
20
10
0
H ealed
P os itiv e effec t
N o effec t
Effect of therapy
C om plic ations
Kmenové buňky
termín z roku 1981
embryonální kmenové buňky
v průběhu embryonálního vývoje
dospělé kmenové buňky
primární nediferencované buňky, které mají
schopnost se přeměnit na jiný typ buněk.
Tato schopnost umožnuje tělu vytvořit nové
buňky a opravit tak poškozené části těla.
Kmenové buňky
pluripotentní - mohou produkovat jakékoliv jiné
buňky
multipotentní - mohou produkovat pouze buňky
příbuzné danému typu buňky
unipotentní (orgánově specifické) - mohou
produkovat pouze jediný typ buněk
cirkulující kmenové buňky – separace z krve
kostní dřeň
pupečníková krev
tkáň amniového vaku
tuková tkáň
Kmenové buňky
Nesmrtelnost a
schopnost
nekonečného dělení
Význam prostředí pro
udržení „kmenovosti“
buněk
Asymetrické dělení v
závislosti na
potřebách organismu
Mesenchymové kmenové buňky
Osteocyty - kost
Chondocyty - chrupavka
Adipocyty - tuk
United Press International 17.9.2007
Hladké svalové buňky sval
Kmenové buňky
léčba cukrovky - znovuvytvoření β-buněk
Langerhansových ostrůvků
léčba poškození míchy – poúrazové
ochrnutí
léčba srdce po infarktu myokardu
léčba Parkinsonovy choroby
léčba Alzheimerovy choroby ??