Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Tkanka tłuszczowa jako cenne źródło komórek macierzystych
Tkanka tłuszczowa jako cenne źródło komórek macierzystych
Tkanka tłuszczowa pełni w organizmie człowieka szereg bardzo ważnych funkcji. Stanowi mechaniczną podporę i amortyzację narządów wewnętrznych, izolację termiczną organizmu, pełni funkcje termoregulacyjne, metaboliczne oraz immunologiczne. Usuwana podczas różnego rodzaju zabiegów, traktowana była przez wiele lat jako odpad medyczny. Ostatnie lata pokazały jednak, że tkanka ta stanowi cenne i obfite źródło komórek macierzystych (ang. Adipose-derived stem cells, ASCs). Ocenia się, że 1 gram tkanki tłuszczowej zawiera do 5 tysięcy komórek macierzystych. Komórki te należą do mezenchymalnych komórek macierzystych, które znajdują się również w szpiku kostnym, łożysku i w mniejszych ilościach w innych tkankach.

Komórki ASCs można pozyskiwać z tkanki tłuszczowej podskórnej i trzewnej (otaczającej narządy wewnętrzne), usuwanej podczas różnego rodzaju zabiegów chirurgicznych. Komórki ASCs izoluje się m.in. z lipoaspiratów otrzymywanych po zabiegach liposukcji z powodów estetycznych lub ze wskazań medycznych. Ważne jest, by te zabiegi, jak również pobieranie i transport tkanki tłuszczowej, odbywały się z zachowaniem pełnej sterylności. Celem uzyskania komórek macierzystych, tkanka tłuszczowa musi być bowiem, w dalszej kolejności, odpowiednio przygotowana w laboratorium i poddana m.in. trawieniu enzymami. Proces ten jest konieczny, ponieważ komórki macierzyste są ściśle połączone z macierzą zewnątrzkomórkową poprzez specjalne rodzaje molekuł adhezyjnych. Następnie komórki tkanki tłuszczowej poddawane są jeszcze seriom płukań i wirowań, a uzyskane wreszcie komórki macierzyste przenoszone są do pożywek hodowlanych, dzięki którym mogą być namnażane (podziały mitotyczne). Hodowla (zdjęcie poniżej) ma na celu przede wszystkim zwiększenie liczby komórek macierzystych, które potem mogą być wykorzystane klinicznie. Co istotne, komórki macierzyste bardzo silnie i szybko przywierają do naczyń hodowlanych, dzięki czemu pozostałe elementy (włókna) lub inne komórki (erytrocyty, limfocyty) są usuwane z hodowli. Komórki macierzyste, w odpowiednich warunkach, mogą być hodowane przez wiele tygodni do osiągnięcia odpowiedniej liczby. Co ciekawe, w zależności od miejsca pobrania tkanki tłuszczowej może ona mieć różne właściwości a uzyskanie komórki macierzyste różny potencjał terapeutyczny (np. zdolność do podziałów, różnicowania).

Zdjęcie przedstawia hodowlę in vitro komórek ASCc (mikroskopia holograficzna, kolory naniesione cyfrowo odpowiadają wysokości komórek). Wyniki własne Autora (dr M. Pikuła)

Komórki ASCs wyróżniają się bardzo wysoką aktywnością biologiczną, przez co znajdują wiele różnych potencjalnych zastosowań klinicznych. Komórki te przede wszystkim mają zdolność do różnicowania się („specjalizacji”) w inne rodzaje komórek np. chondrocyty lub osteocyty, mogąc tworzyć in vitro odpowiednio tkanką chrzęstną lub kostną. Komórki ASCs wytwarzają również szereg bardzo ważnych związków aktywnych biologicznie (cytokiny, czynniki wzrostu), mających m.in. właściwości pro-regeneracyjne oraz immunomodulujące. Komórki ASCs mogą też oddziaływać bezpośrednio z innymi komórkami, szczególnie układu immunologicznego, np. limfocytami. Wszystkie te właściwości powodują, iż ASCc mogą silnie wpływać na pozostałe komórki ludzkiego organizmu, pobudzając procesy naprawy i regeneracji tkanek, jak również działając przeciwzapalnie i immunosupresyjnie. Stąd prowadzi się na świecie szereg intensywnych badań klinicznych z użyciem komórek ASCs. Wykaz tych badań można znaleźć w powszechnie dostępnych bazach międzynarodowych. Wykorzystywane są zarówno komórki autologiczne, czyli takie, które pochodzą od tego samego pacjenta/dawcy, jak i komórki allogeniczne pochodzące od innej osoby. Uważa się, że komórki ASCs należą do komórek immunologicznie uprzywilejowanych, przez co mogą być podawane różnym osobom bez ryzyka odrzucenia. Nie jest to jednak jeszcze w pełni potwierdzone i w wielu ośrodkach klinicznych na świecie preferuje się przeszczepianie tych komórek w systemie autologicznym. Komórki ASCs stosowne są w terapiach ran przewlekłych, rekonstrukcji tkanek (skóry, chrząstki, kości), chorobach zapalnych (np. stwardnienie rozsiane, choroba Leśniowskiego-Crohna), a także w chorobach sercowo-naczyniowych i neurologicznych.

Warto podkreślić, że komórki te są często podawane łącznie z różnego rodzaju biomateriałami np. żelami lub związkami aktywnymi biologicznie (czynniki wzrostu, peptydy) w celu zwiększenia efektywności terapii.

Aktualnie trwają na świecie liczne badania, które mają na celu dokładne poznanie mechanizmów działania komórek macierzystych tkanki tłuszczowej, jak również ich profilu bezpieczeństwa. Dziś przeważa pogląd, iż komórki ASCs działają w dużej mierze poprzez mechanizmy pośrednie, czyli różnego rodzaju oddziaływania na inne komórki naszego organizmu. Dyskutowana jest m.in. kwestia bezpieczeństwa onkologicznego terapii z użyciem tych komórek. Z uwagi bowiem na pobudzanie przez ASCs innych komórek do podziałów/aktywacji i jednocześnie częściowe hamowanie przez nie układu immunologicznego, część naukowców nie zaleca ich stosowania u pacjentów z wywiadem onkologicznym.

Podsumowując, tkanka tłuszczowa może stać się bardzo ważnym materiałem, służącym nie tylko badaniom naukowym, ale również aplikacjom klinicznym, farmaceutycznym. W niedługiej przyszłości możemy stać się świadkami wielu przełomowych terapii z użyciem komórek macierzystych pozyskanych z tkanki tłuszczowej. Pozostaje nam tylko sobie życzyć, żeby regulacje prawne i aspekty ekonomiczne umożliwiały efektywne i bezpieczne stosowanie tych komórek w Polsce i na świecie.

--

Dr hab. Michał Pikuła

Mgr biologii molekularnej, mgr farmacji, dr habilitowany nauk medycznych, pracownik naukowy zajmujący sią tematyką medycyny regeneracyjnej i komórkami macierzystymi. Jest autorem wielu publikacji naukowych o zasięgu międzynarodowym z dziedziny medycyny regeneracyjnej, immunologii oraz dermatologii eksperymentalnej. Autor jest także członkiem wielu Towarzystw Naukowych oraz bierze udział w realizacji interdyscyplinarnych projektów badawczych.   

Pracownia Inżynierii Tkankowej i Medycyny Regeneracyjnej, Zakład Embriologii, Wydział Lekarski, Gdański Uniwersytet Medyczny, ul. Dębinki 1, budynek Collegium Biomedicum, 80-211 Gdańsk, e-mail: pikula@gumed.edu.pl.

https://orcid.org/0000-0001-7751-9781 

Źródła

Literatura:

Brzezicka A., Kondej K., Błażyńska-Spychalska A., Spychalski P., Jankau J., Pikuła M. Zastosowanie komórek macierzystych tkanki tłuszczowej w medycynie – najnowsze trendy. Chirurgia Plastyczna i Oparzenia. 2018;6(3): 79-85.

Dai R., Wang Z., Samanipour R., Koo K.I., Kim K.: Adipose-derived stem cells for tissue engineering and regenerative medicine applications. Stem Cells Int.; 2016: 6737345.

Deptuła M., Zieliński J., Wardowska A., Pikuła M. Wound healing complications in oncological patients: perspectives for cellular therapy. Adv Dermatol Allergol. 2018; doi: https://doi.org/10.5114/ada.2018.72585.

Mieczkowska A., Schumacher A., Filipowicz N., i inni. Immunophenotyping and transcriptional profiling of in vitro cultured human adipose tissue derived stem cells. Sci Rep. 2018; 27,8(1):11339.

Pikuła M., Langa P., Kosikowska P., Trzonkowski P. Komórki macierzyste i czynniki wzrostu w gojeniu ran. Stem cells and growth factors in wound healing. Post. Hig. Med. Dośw., 2015; 69: 874-88.

Pikuła M., Marek-Trzonkowska N., Wardowska A., Renkielska A., Trzonkowski P. Adipose tissue-derived stem cells in clinical applications. Expert Opin Biol Ther. 2013; 13(10): 1357-1370.

Schumacher A., Cichorek M., Pikuła M. Komórki macierzyste tkanki tłuszczowej w inżynierii tkankowej i terapii trudno gojących się ran. Postepy Hig i Med. Dośw. 2018; 72: 806-821.

Zuk P.A., Zhu M., Mizuno H. i inni. Multilineage cells from human adipose tissue: implications for cell-based therapies. Tissue Eng., 2001; 7: 211-22.

KOMENTARZE
news

<Maj 2019>

pnwtśrczptsbnd
29
30
1
2
3
4
5
6
7
8
11
12
15
19. Central European BioForum
2019-05-15 do 2019-05-16
16
18
19
20
23
Chemia dla urody
2019-05-23 do 2019-05-23
25
26
28
31
1
2
Newsletter