Mezenkimal Kök Hücreler: Laboratuardan, Kliniğe

Mezenkimal ve Kan Kök Hücreleri
Prof.Dr.Ercüment Ovalı
Tıbbi Sağaltımın Klasik
Elemanları
Kimyasal-farmakolojik ajanlar
Fiziksel ajanlar
Cerrahi İşlemler
Bugünün Yeni(?) Elemanı
Hücre Tedavileri
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
Oil painting on panel 168 x 133
cm., attributed to the Master of
Los Balbases, Burgos, Spain, c.
1495
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
İlk Başarılı Kök Hücre Nakli Dr Donald Thomas
1955
Ülkemizde İlk Hücre Tedavisinin Uygulanması
Dr.Süreyya Tahsin Aygün. 1973
• 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
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.
Ülkemizde İlk MKH üretimi
Ocak 2003 Temel hücre teknikleri
Kursu/Trabzon
Ülkemizde İlk MKH’den nöron benzeri yapıların
oluşturulması
Trabzon Yomra Fen lisesinden Sancar Alp Ovalı ve 2 ark. 2005.
Ülkemizde İlk Hücresel tedavi ürünleri
merkezinin Kurulması
Ülkemizde ikinci Hücresel tedavi merkezinin
kurulması
ATİ Teknoloj-Trabzon
Acıbadem Labcell-İstanbul
Mucize Nasıl Başladı?
Left ventricular ejection fraction
Percentage
(%)
90
45
*†
*†
*
0
SO MI MI-C
9 days
Dr. Donald Orlich
*†
*
*
SO MI MI-C
16 days
SO MI MI-C
26 days
Dr. Evan Snyder (1998)
İnsan fetal doku örneği 
Sinir Kök Hücresi  Kültüre 
Fare beynine nakil
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
•
•
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. 90:1017-1026:2005.
Bobis S, et al.Fol Histochemica Cytobiologica. 44:215-230:2006.
KİA
800g 20 Dak
Ficol
Santrifüj
Plazma
MNH tabakası
Ficol
DMEM+%15PRP
İçeren hücre süspansiyonu
Eritrosit
48-72 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
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
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
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 9:301-310:2007
Rejenerasyonun Desteklenmesi ve
Mezenkimal Kök Hücreler
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.
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;22:1275-86),
• Nöral differansisayonun indüklendiği kordon kanı kök hücrelerinin
spinal kord yaralanma modellerinde özellikle daha etki sonuçlar
vermesi(.Neuroreport 2008;19:1259-63). bu grup hücrelerin önemini artırmıştır.
• Kordon kanı mezenkimal hücrelerinin otoimmün hastalıkların
tedavisinde henüz klinikte girmemiş olsada diğer mezenkimal
hücrelerle aynı etkinlikte olması beklenmektedir
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).
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.
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.
Ortopedide Kök Hücre Uygulamaları
Qarto et al.2001
Centeno CJ ve arkadaşları MKH infüzyonunun eklem
kartilaj volümünü artırdığını rapor ettiler.
Pain Physician. 2008 May-Jun;11(3):343-53.
Qarto et al.2001
MKH’ile revitalize Biyokemik
Bezmialem ve Acıbadem Üniv plastik cerrahi- Balta Limanı Kemik
hastalıkları Araştırma hastanesi ve Acıbadem Labcell ortak projesi
Bezmialem ve Acıbadem Üniv plastik cerrahi- Balta
Limanı Kemik hastalıkları Araştırma hastanesi ve
Acıbadem Labcell ortak projesi
Bezmialem ve Acıbadem Üniv plastik cerrahi- Balta Limanı Kemik Hastalıkları
Hastanesi ve Acıbadem Labcell ortak projesi
Bezmialem ve Acıbadem Üniv plastik cerrahi- Balta Limanı Kemik Hastalıkları
Hastanesi ve Acıbadem Labcell ortak projesi
Bezmialem ve Acıbadem Üniv plastik cerrahi- Balta Limanı Kemil Hastalıkları
hastanesi ve Acıbadem Labcell ortak projesi
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 4:158–161: 2003.
Kumar AA, et al.Exp Clin Transplant. 2009:7:241-8.
Arch Neurol. 2010 Oct;67(10):1187-94
1. Kök hücre araştırmaları kongresi Sapanca 2011
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. 2011 Jan 1;6:63-71
Tam kat deri defektlerinin MKH
kaynaklı -DermoTürk.1.01 ile onarımı
Yağ dokusu
Dermis
Önce
sonra
Epidermis
Dermis
Ter bezleri
sonra
Kıl follükülü
sonra
İmmünite Kontrolü ve Mezenkimal Kök Hücreler
VERİCİ
ALICI
Kök Hücre Nakli Esnasında Bir Kez
Oluştuğunda % 90 Ölümcül Olan Bir
tablo
Grade IV GVHD
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. 2008 :371 :1579-86
GVHD
Tedavisinde
MKH
Uygulaması
% 87.5 oranında başarı
Sonuç:
100 hastada gelişecek steroide dirençli 25 hastandaki AGVHD tablosunun klasik usulle tedavi maliyeti
762.000 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
275.000 TL
Klasik tedaviye göre geri kazanılacak hasta
9 hasta
Fiyat avantajı
487.000TL
Üstelik tüm tedavi için harcanan para yine ülke sınırları içinde döngüye
girmektedir.
Crohn Hastalığı ve Mezenkimal Kök Hücreler
Diğer Otoimmün Hastalıklarda MKH
Khodadi L ve arkadaşları 2010’ da
9 vitiligolu hastada %80 düzelme rapor ettiler
Tissue Eng Part C Methods. 2010 Dec;16:1515-21
Systemic sclerosis,
Systemic lupus erythematosus and as well as,
multiple sclerosis, are major disease targets for
multinational randomized clinical trials.
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. 2012 February; 11(2): 150–156.
Astım Hastalığının MKH ile Kontrolü
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.
Önce
Cha grup
Sonra
Önce
Cha grup
Sonra
Rejenerasyonun Desteklenmesi ve Kan
kök Hücreleri
Kan Kök Hücrelerinden Kan üretimi
Ovalı ve Ark.
Hematopoetik Kök Hücreden Eritrosit üretimi
Kanser tedavisinde Kök Hücreler
Kanser Tedavisinde Kullanılan
Kök Hücreler
• Kan kök hücreleri,(Periferik kök hücre,
Kemik iliği kan kök hücreleri)
• Yağ veya Kemik iliği kaynaklı mezenkimal
kök hücreler.
• Günümüzde kanser tedavisinde küratif yaklaşımların
başında kemik iliği nakli olarak bilinen kök hücre nakilleri
gelmektedir.
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.
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;105:4878-4884
MKH’lerle Devam Eden Klinik Çalışmalar
Hangi Mezenkimal Hücre?
Hangi Mezenkimal Hücre?
• İmmün modülasyon için
– MKH
– Nonmyeloablatif KİN
• Rejenerasyon için
– MAPC/MİAMİ/VSEL/Sferoid Hücreler ?
Yeniden Programlama
Genetik programlama
Kimyasal Yeniden programlama
Ovalı E ve ark
Tüm bu ümit verici gelişmeler bizim nereye gittiğimizi görmemiz için yeterli mi?
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.
Fakat!
Önümüzdeki Engeller Sadece Bilimsel
Bilinmezlikler değildir.
• Obama Dan Kök Hücreye İzin
• Haberler.com - 08.03.2009 02:01
Abd Başkanı Barack Obama, Bush Yönetimi'nin
Getirdiği Embriyonik Kök Hücre Çalışmalarına
Yönelik Federal Maddi Yardım Yasağını
Kaldırmaya Hazırlanıyor.
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
HASAN AYDIN
MERVE
KONGUR
UTKU SEYİS
MUHAMMET
YILANCI
FERDA IŞIK
AYBİKE
BOSTANCI
DR. NİL BANU PELİT
FATMA
EYÜBOĞLU
SERDAR ÇELİK