Čo nám skrýva podkožný tuk

Publikované: 04.08.2012
Ing. Roman Bohovič
Ústav experimentálnej onkológie SAV

Mezenchýmové kmeňové/stromálne bunky – známe a neznáme skutočnosti

Asi pred päťdesiatimi rokmi bol objavený nový typ buniek. Vedecké skupiny po celom svete sledovali správanie buniek v kultivačných podmienkach a z hľadiska účelu v organizme. Nasledovali informácie o pomerne ľahkej izolácii a kultivácii v laboratórnych podmienkach. Hlavným výsledkom z  pozorovania je dôkaz o ich nenahraditeľnom význame pri podpore opravy poškodených tkanív v tele a nahrádzaní mŕtvych buniek. Všimli si i schopnosť vyputovania do poškodených miest. Táto vlastnosť sa stala kľúčovou pri rozvíjaní nových liečebných postupov v regeneratívnej medicíne. Uvedené bunky dostali podľa ich miesta a funkcie v tele názov – mezenchýmové stromálne (kmeňové) bunky (MSB). Následne Medzinárodná spoločnosť pre bunkovú terapiu dohodla štandardné znaky podľa ktorých je dodnes určovaná pravosť  MSB. V súčasnosti vieme, že tieto bunky sa vyskytujú skoro vo všetkých tkanivách. Z experimentálneho a klinického významu poznáme dva najvýznamnejšie zdroje výskytu MSB, a to v kostnej dreni a tukovom tkanive. V kostnej dreni boli nájdené lokálne miesta výskytu no v tukovom tkanive to nie je dosiaľ presne definované. V tomto článku sa Vám pokúsim načrtnúť miesta výskytu MSB v tukovom tkanive a nájsť odpoveď na otázku, kde sa nachádzajú  a ako vyzerajú.

Na podkožný tuk som sa zameral z dôvodu prítomnosti v rôznych množstvách u väčšiny ľudí. Ten by v budúcnosti mohol slúžiť ako „nekonečný“ zdroj MSB a nástroj liečby. Pre porovnanie: z jedného gramu podkožného tuku môžeme získať až o 2.500 krát viac MSBuniek ako z rovnakého objemu kostnej drene.

Pri získavaní MSB z tukového tkaniva sú bunky enzymaticky uvoľnené a následne vysiate do kultivačných misiek s kultivačným roztokom. Časť buniek sa prichytí na dno kultivačnej misky. Táto skupina buniek po čase a vhodnej starostlivosti vytvorí štandardné znaky mezenchýmových stromálnych buniek. Otázkou je z akého typu/ov buniek pochádzajú?

Na túto otázku sa snažili dať odpoveď ako prvý Miranville a kolektív, pozorovaním počtu a typu povrchových bielkovín na bunkách získaných po enzymatickom oddelení. Hľadali časť štandardných kmeňových znakov buniek ako sú CD34, CD133, ABCG2. Zistili, že izolované bunky majú prevažne znak CD34. Populácia buniek však pozostávala z buniek s vysokou prítomnosťou CD34 a s nízkou prítomnosťou CD34. Yoshimura a kolektív zisťovali, čím sú rozdielne tieto dve podpopulácie. Sledovali ďalšie CD znaky a objavili štyri skupiny buniek: potenciálne MSB, predchodcov endotelových (vnútrocievnych) buniek, pericyty (bunky stabilizujúce povrch ciev) a bunky odvodené z krvotvorných buniek. Z práce vyplýva, že môže existovať viacero skupín buniek, ktoré sú pravdepodobný predchodcovia MSB.

Niekoľko štúdií sa pokúsilo identifikovať miesto MSB priamo v neporušenom tukovom tkanive. Nadviazali na hypotézu, podľa ktorej predchodcovia MSB by sa mohli vyskytovať v blízkosti drobných ciev. Zimmerlin a spolupracovníci ukázali, že na povrchu drobných ciev sa nachádzajú uchytené pericyty, tie obsahujú i štandardné znaky MSB ako CD34, CD90. Traktuev a kolektív v laboratórnych podmienkach (in vitro) potvrdili silnú spoluprácu týchto buniek s endotelovými bunkami na tvorbe, raste a stabilizácii ciev. Iné skupiny poukazujú na endotelové bunky ako bunky predchodcov MSB, pričom nenašli prítomnosť znaku CD34, ale vysoké množstvo CD146. Väčšina štúdií upozornila na perivaskulárne mikroprostredie ako pravdepodobné miesto prirodzeného výskytu predchodcov MSB. Pravdepodobne mikroprostredie vymedzuje nielen stav „kmeňovosti“, ich funkciu, no pravdepodobne i prítomnosť povrchových znakov. Výsledkom doterajšieho základného výskumu v in vitroin vivo (na modelových zvieratách) podmienkach je priblíženie sa skrytým miestam výskytu predchodcov mezenchýmových stromálnych buniek. Pochopenie komplexnej súhry viacerých typov buniek pre vytvorenie hniezda MSB a jej rovnováhy s telom napomôže porozumieť ako mikroprostredie dokáže dlhodobo udržiavať aktívne MSB i do vysokého veku.   

V súčasnosti výskum uviazol v sústavnom hľadaní jedinečných znakov umožňujúcich presnú izoláciu mezenchýmových stromálnych buniek získaných z tukového tkaniva. Pred použitím MSB z tuku na lekárske účely musí byť zodpovedaných množstvo otázok, týkajúcich sa ich bezpečnosti, schopnosti opakovane získať rovnaký výsledok a účinnosti transplantácie MSB. Každoročne rastúce množstvo prác poukazuje na to, že MSB získané z podkožného tuku ako pravdepodobne najvýznamnejšie kmeňové bunky získané od dospelých darcov. Stojíme na prahu novej éry kmeňovej bunkovej terapie.

Spracoval: Ing. Roman Bohovič

Zdroj: Adipose-derived mesenchymal stromal/stem cells: tissue localization, characterization, and heterogeneity. Stem Cells International 2012, doi:  10.1155/2012/812693

 

Kľúčové slová: Mezenchýmové stromálne bunky, podkožný tuk, mikroprostredie