PRIMENA MEZENHIMALNIH MATINIH ELIJA U ORTOPEDIJI PRVA ISKUSTVA

PRIMENA MEZENHIMALNIH MATIČNIH ĆELIJA U ORTOPEDIJI PRVA ISKUSTVA PROF. DR DUŠAN MARIĆ INSTITUT ZA ZDRAVSTVENU ZAŠTITU MAJKE I DETETA VOJVODINE, UNIVERZITETSKA KLINIKA ZA DEČJU HIRURGIJU RUKOVODILAC IZBORNOG PREDMETA REGENERATIVNA MEDICINA, MEDICINSKI FAKULTET NOVI SAD PREDSEDNIK UDRUŽENJA ZA REGENERATIVNU ORTOPEDIJU ORTO CELL

Definicija stem ćelije Ćelija koja ima sposobnost da se kontinuirano deli i diferencira u različite vrste organa i tkiva

Matične ćelije karakteristike Ø “Prazne –neinformisane, nespecijalizovane” ćelije Ø Imaju sposobnost deljenja, proliferacije, samoobnavljanja dug period vremena Ø Imaju sposobnost da se podele u druge tipove ćelija određnog specijalizovanog tkiva

Samoobnavljanje je sposobnost kontinuirane podele Pluripotentnost da se razvije u više različitih vrsta ćelija i tkiva Obnova sposobnost da se vrati funkcija oštećenim ćelijama u živom organizmu

VRSTE STEM ĆELIJA Totipotent Svaka ćelija može da se podeli u novu pojedinačnu ćeliju Ćelije u ranom embrionu (1 -3 dana) Pluripotent Ćelije koju mogu da formiraju više vrsta ćelija (preko 200) Neke ćelije blastociste (5 -14 dan) Multipotent Diferentovane ćelije koje mogu dase podele u druga tkiva (fetalno tkivo, pupčana vrpca, adultne matične ćelije)

EMBRIONALNE MATIČNE ĆELIJE Moraju biti potsticane da bi formirale stabilnije progenitorne novie pre kliničke upotrebe da bi se izbeglo stvaranje teratoma. Određene ćelijske linije kao H 7. S 6 H 14. S 9 pokazuju kariotipske promene prilikom ekstenzije kultura nakon 20 -60 pasaža.

ADULTNE MATIČNE ĆELIJE Niže u hijerahiji u odnosu naembrionalne matične ćelije Autologna primena smanjuje problem imunogenosti Mogućnost stvaranja maligniteta daleko manja

Dva osnovna oblika sa velikim kliničkim potencijalom Hematopoezne mtične ćelije Mezenhimalne matične ćelije

Hematopoezne matične ćelije U tretmanu Leukemijeloma limfoma Thalasemia Imunodeficijentih stanja

Mezenhimalne matične ćelije Nalaze u nehamatopoeznoj stromi kostne srži, periostu, masnom tkivu i koži (obuhvata retikularne ćelije, adipocite, osteogene ćelije, ćelije glatkih mišića, endotelijalne ćelije, makrofage) U literaturi mogu da se nazovu i MSF (mezenhimalna stromalna frakcija) ili ADSC (adipose derived stem cell)

Mezenhimalne matične ćelije Multipotentne matične ćelije sposobne u pretvaranje u hrskavicu, kost, mišić, tetive, ligamente i masno tkivo Pittenger MF, Flake AM, Deans RJ. Stem cell culture: mesenchymal stem cells from bone marrow. In: Atala A, Lanza RP, eds. Methods of tissue engineering. San Diego: Academic Press, 2002: 461– 9.

Mezenhimalne matične ćelije karakteristike Ne pokazuju ekspresiju ćelijskih markera kao HSC kao CD 34 i CD 14 Ekspresija matrix receptora kao što su CD 44, CD 29 i CD 71 Ekspresija MSC markera SH 2 (CD 105) SH 3 (CD 71) Poseduje komponente ekstracelularnog matriksa: kolagen, proteglikan, fibronektin Poseduje receptore za faktore rasta i citokine TGF beta grupe Foster LJ, Zeemann PA, Li C, et al. Differential expression profiling of membrane proteins by quantitative proteomics in a human mesenchymal stem cell line undergoing osteoblast differentiation. Stem Cells 2005; 23: 1367– 77

Mezenhimalne matične ćelije istraživanja i primena u ortopediji Zglobna hrskavica Autologna transplantacija MSC Periostal graft sa ADSC

Mezenhimalne matične ćelije istraživanja i primena u ortopediji KOST Osteoprodukcija (ADSC transplant, MDSC transplant osteoindukcija (faktori rasta koji privlače osteogene ćelije na mesto defekta kao TGF beta 3, Bmp 2 i Bmp 7 osteokondukcija (polimerne nano konstrukcije) mehanička stimulacija i druga biofizička stimulacija proliferacije matičnih ćelija

Mezenhimalne matične ćelije istraživanja i primena u ortopediji TETIVE I LIGAMENTI, MIŠIĆI MENISKUS KIČMA ( INTERVERTEBRALNI DISK, SPINALNA FUZIJA, OŠTEĆENJE KIČMENE MOŽDINE)

Mezenhimalne matične ćelije istraživanja i primena u dečjoj ortopediji Oštećenje epifizne hrskavice rasta Mišićne distrofije Osteogenesis imperfecta JRA Cerebralna paraliza . Barron KS, Wallace C, Woolfrey CEA, et al. Autologous stem cell transplantation for pediatric rheumatic diseases J Rheumatol 2001; 28: 2337– 58.

ADSC Mogu se dobiti u ogromnom broju u jednoj žetvi Lako se dobijaju minimalno invazivnom hirurškom procedurom Sigurne za autologni transfer Mogućnosti diferencijacije u različite ćelijske linije Bezbedan rad u okviru pravinika dobre kliničke prakse

Prikupljanje matičnih ćelija afereza Koristi i nedostaci mogu biti procenjeni na osnovu Kinetike rekonstrukcije hematopoeze Dužine funkcionisanja transplantata Pojava i težine komplikacija transplantacije Rizika udruženih sa izvođenjem postupaka prikupljanja matičnih ćelija

Prikupljanje matičnih ćelija afereza Skarćuje se period pancitopenije i smanjuju se zahtevi suportivne transfuzije trombocita i granulocita zbog brže rekonstrukcije hematopoeze Mobilizacija matičnih ćelija u perifernu krv postiže se primenom citostatika (ciklofosfmid) b)ubrizgavanjem rekombinantog humanog faktora rasasta granulocito poeze (r. Hu. G-CSF) u dozi od 5 -10 ug/kgtm odnosno 10 -16 ug/kgtm kod autologne transplantacije Najpogodnijitermin za aferezu je peti dan od davanja r. Hu. GSCF Optimalni termin prve afereze treba odrediti na osnovu broja leukocita(5 -10 x 109/l, odnosno broja CD 34+ ćelija (oko 30 -50 ul/ u perifernoj krvi bolesnika

Prikupljanje matičnih ćelija lipoaspiracija mehanički metod izolacije Masno tkivo se prikupi u epruvete oko 20 ml zapremine gde se stavi jednaka količina masnog tkiva i rastvora za lizu eritrocita Mehaničko mešanje u šejkeru (vortex oprema) jedan minut najmanje tri puta Inkubacija 15 minuta na 37 stepeni Centrifugiranje 15 minut mna 5000 obrtaja 8 oko 900 g) Izolovani materijal se prebacije u ciljanu posudu za aplikaciju

Prikupljanje matičnih ćelija lipoaspiracija enzimski metod izolacije Masno tkivo se prikupi u epruvete oko 20 ml zapremine gde se stavi jednak volumen masnog tkiva i kolagenaze Inkubacija 30 minuta na 37 stepeni uz mešanje Filtracija kroz filter od 150 mikrona Centrifugiranje 10 minuta na 5000 obrtaja Izvodi je sediment (pelet) uz rastvor za lizu eritrocita 15 minuta- washing Centrifugiranje 10 minuta na 300 obrtaja Sedimet se izoluje ponvo Izolovani materijal se prebacije u ciljanu posudu za aplikaciju

UTCAJ MORFOGENETSKOG POLJA NA METAPLAZIJU ĆELIJA

EKSPERIMENTALNA ORTOPEDIJA

Tretman lečenja oštećenja ACL sa ADSC Nakon povrede neposredno posle aplikacije 4 meseca nakon aplikacije

Matične ćelije kostne srži u lečenju koštanih defekata uz primenu skafold nano polimera

Hondralna lezija talusa

III SIMPOZIJUM REGENERATIVNE ORTOPEDIJE Novi Sad 02 -03. 04. 2016. Predavači 1. Stefano Zanassi Italia Stem cell transplant in cartilage reconstruction 2. Matej Drobnič Slovenia MACI procedura long term results 3. Džihan Abazović 4. Katarina Andjelkov 5. Dušan Marić