Kok hucre tedavi yontemleri ile yeni damar olusumu gerceklestirilebilir mi

1. Kök hücre tedavi yöntemleri ile yeni damar
oluşumu gerçekleştirilebilir mi?
3/5/2015 1

2. ICA, interkarotid arter
BA, brankial arterler
DA, dorsal aort
OFT, outflow tract
RV, sağ ventrikül
ISV, intersomitik damarlar
PCV, posterior kardinal ven
L. Davidson,
Mouse Imaging Centre,
Hospital for Sick Children,Toronto, Canada.)
NATURE 2005
Organogenezis sürecinde ilk
oluşan sistemlerden biri
vasküler sistem
vaskulogenezis

3. 3
Vaskulogenezis için
migrasyodaki anjioblastlar
Endoteliyal bileşkeler
Circ Res. 2007;101:125-136

4. P
Dolaşan endoteliyal öncül hücreler (VEGFR2+)
Vasküler endoteliyal hücreler
Hasarlı endoteliyal hücreler
Vasküler düz kas hücresi
Ekstraselüler matriks
Kemik iliği ve
kök hücre nişi
KH
SH
VEGF/ VEGFR2
HGF
Ang-1
eNOS
IGF-1
GCSF
SDF-1α

5. 3/5/2015 5Adams and Alitalo, Nature 2007
Angiojenik tomurcuklanma: Pro-ananjiojenik sinyaller (VEGF) aracılığı ile apikal-bazal
polarite değişimi, motil aktivite, hücre-hücre etkileşimi modülasyonu

6. 3/5/2015 6

7. 3/5/2015 7

8. 3/5/2015 8

9. Kinnaird et al. Circ Res. 2004;95:354-363.

10. Kemik iliği
Periferik sirkülasyon
Stromal hücreler: fibroblastlar, osteoblastlar ve adipositler
Vasküler
travma
Kök hücre mobilizasyonunda adezyon molekülleri
Erken temas: E-selektin,
Sıkı adezyon: VCAM1- VLA4, ICAM1- LFA1 ligand çiftleri
Rabbany SY et al. Trends in Molecular Medicine

11. J. of Cardiovasc. Trans. Res. (2010)
Amfibihayvanlar Rejenerasyon
Skar formasyonu
Memeliler
Amputasyon
Yara iyileşmesi
Mezankimal hücrelerden MMP sekresyonu
Öncül hücre aracılı dedifferansiasyon
Proliferasyon ve Blastema formasyonu
Redifferansiasyon

12. Hangi hücreler?
3/5/2015 12

13. Vasküler Rejenerasyonda Kök Hücre Kaynakları
Allojeneik Otolog
Embriyonik KH İskelet kası miyoblastları
Fetal kardiyomiyositler Kemik iliği kökenli KH
İnsan umblikal kordon kökenli KH Mono-nukleer hücreler
Mezankimal hücreler
Endoteliyal öncül hücreler (EPC)
Multipotent erişkin öncül hücreler
Kardiyak kök hücreler
Yağ dokusu kökenli KH
İndüklenmiş pluripotent KH (iPS)
13

14. İnsan Embriyonik Kök Hücreler
• Yaklaşık 150 hücre barındıran blastosist
aşamasındaki 5-8 günlük embryodan
elde edilir.
• Pluripotent (3 embriyonik germ
tabakasını da oluşturma yeteneğindeki
hücreler) sınırsız hücre kaynağı
3/5/2015 14
Fonksiyonel kardiyomiyositlere farklılaşma 2002’de başarıldı.
Xu C et al. Circ Res (2002);91:501–8
Elektomekanik entegrasyon
I. Kehat, et al. Nat. Biotechnol (2004);22:1282–89
Hayvan deneylerinde teratom formasyonu
Lee AS et al. Cell Cycle (2009);8:2608–12
Dezavantajları: Etik ve legal konular
Fare embriyonel
miyokard myoblastları
Aktin: yeşil;
Büyütme: 40X
Alp Can Lab; Can &
Balcı. Ankara
Üniversitesi, 2009

15. Fetal Kardiyomiyositler
• Kardiyak onarımda kullanılan ilk
hücrelerdendir.
• Deneysel iskemik
kardiyomiyopatide LVEF’de artış
saptanmış
Li RK et al. Ann Thorac Surg
1996;62:654–60.
Scorsin M. Circulation 1997;96(9
Suppl):II–93.
• Dezavantajları: Etik, bulunabilirlik,
immunogenesite
3/5/2015 15
Ankara Üniversitesi, 2009.

16. İnsan Umblikal Kordon KH
• Günümüzde akut lösemi gibi kemik iliği
hastalıklarında kullanılmakta
• Kordon kanı, önemli miktarlarda HLA
klas II antijenlerini içermeyen non-
hematopoietik kök hücreler
barındırmakta (rejeksiyon riski zayıf)
• İntramiyokardiyal olarak verildiğinde
infarkt alanını azalttığı gösterildi.
Henning RJ et al. Cell Transplant
2007;16:907–17.
• DKM ve refrakter anjinada faz 1 klinik
çalışmalar sürmekte
3/5/2015 16
Insan göbek kordonu stromal mezenkimal kök hücreleri
Aktin: kırmızı, Çekirdek: yeşil; Büyütme: 40X
Alp Can Lab; Can & Balcı, Ankara Üniversitesi, 2010.

17. İskelet kası miyoblastları
• Avantaj: Kas biyosisi ile kolay elde edilebilirlik ve otolog
• Miyotubul oluşumu ve kardiyak fonksiyonlarda düzelme
Taylor DA et al. Nat Med 1998;4:929–33.
• Dezavantaj: İskelet kası davranışları göstererek aritmi
Menasche P, Circulation 2008;117:1189–200.
3/5/2015 17

18. Kemik İliği Kökenli Mono-nukleer Hücreler
• Hücre popülasyonu- Heterojen, > 99% farklılaşmış hücreler
• Kök hücre popülasyonu (HSCs, MSCs, EPCs)
• Aspirasyon biyopsisi veya periferik kandan kolaylıkla elde
edilebilme
• Otolog
• Kİ-MNH ile kardiyomiyosit trandifferansiasyonu ve deneysel MI
modelinde ciddi LVEF artışları
Orlic D et al. Nature 2001;410:701–5
• Klinik uygulamalar- In vivo kültür yapılarak / fresh
3/5/2015 18

19. Journal of Vascular Surgery 2006; 44; 732-9
Eur J Vasc Endovasc Surg 2006; 32; 347 Reciprocal Publication

21. ABMMNC implante edilen ekstremite, † saline injeksiyonu yapılan kontrol bacak
%82 +2/+3 yeni kollateral formasyonu
IA-DSA

23. 3/5/2015 23Proangiojenik ve kardiyak koruyucu etkileri: Parakrin (VEGF, IGF) etki aracılı

24. 24

25. İnsan kemik iliği kökenli mezankimal kök hücre
(63X)

26. 3/5/2015 26
Kemik iliği kökenli mezankimal kök hücre
MKH Adipojenik
farklılaşma
Kondrojenik
farklılaşma
Osteojenik
farklılaşma
Hemapoietik
KH için feeder
tabakası
Süren Klinik çalışma: NCT00587990

27. 27%0.08 infarkt sınır zonu
%0.03 infarkttan uzak bölgelerde
Yüzey marker:
c-KIT veya SCA-1 pozitif hücreler
(CD34-)
(CD31-)
Kardiyak Kök/Öncül Hücreler

28. 28
Kardiyak Kök Hücre Nişi

29. Kardiyak Kök/Öncül Hücreler
• İzolasyon ve ekspansiyonu sonrası kardiyomiyosit, düz kas hücreleri ve
endoteliyal hücrelere farklılaşma farklı gruplarca başarıldı.
Beltrami AP et al. Cell 2003;114:763–76
Messina E et al. Circ Res 2004;95:911–21.
• Deneysel MI modelinde infarkt alanını sınırladığı ve LVEF’nunda artışlar
gösterildi.
Oh H et al. Proc Natl Acad Sci USA 2003;100:12313–8.
• C-kit pos hücreler ve KABG
ClinicalTrials.gov identifier NCT00474461
• CArdiosphere-Derived aUtologous Stem CElls to Reverse ventricUlar
dySfunction (CADUCEUS) çalışması, Faz 1, 30 hasta
ClinicalTrials.gov Identifier: NCT00893360
3/5/2015 29

30. 30

31. Yağ Dokusu Kökenli Kök Hücreler
• Liposuction sırasında kolaylıkla elde edilebilen endotheliyal,
hematopoietik ve mesanşimal hücre gruplarını içerir.
• Deneysel MI modelinde parakrin etki ile anjiogenesis ve LVEF artış
Valina C. Eur Heart J 2007;28:2667–77
Wang L et al. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2009;297:H1020–31.
• Klinik çalışmalar
APOLLO çalışması (ClinicalTrials.gov Identifier: NCT00442806)
PRECISE çalışması (ClinicalTrials.gov Identifier: NCT00426868)
31

32. İndüklenmiş pluripotent KH (iPS)
• Fare veya insan fibroblastlarından kök hücre özelliklerine yeniden re-
programlanma ile geri dönüş
• Oct4, Sox2, Klf4 ve c-Myc transkripsiyon faktörlerinin retrovirus aracılı
transdüksiyonu ile farklılaşmamış pluripotent özelliğe reprogramlama
• EKH gibi pluripotent ve expandable
• Embriyonik hücrelere benzer davranış özellikleri
• Fonksiyonel kardiyomiyositlere farklılaşma
G. Narazaki et al. Circulation (2008);118:498–506.
Zhang J et al. Circ Res (2009);104:e30–41.
• MI modelinde kardiyak rejenerasyon
Nelson TJ et al. Circulation 120 (2009) 408–416.
• iPS KH ile otolog hasta spesifik tedavi yöntemlerini gündemde !
3/5/2015 32

33. İndüklenmiş pluripotent KH (iPS)
3/5/2015 33
Zhang Y et al. PlosOne 2011: 6(4), 1-6
Choi et al. Cardiovascular
Therapeutics, 2011:29, 2-16
iPS uygulaması sonrası teratoma
formasyonu
iPS hücrelerinden elde edilmiş kardiyomiyositler

34. 34
Alp Can Lab; Can & Balcı. Ankara Üniversitesi,
2011

35. Kalp ve damar hastalıklarında hücresel tedavi hedefleri
• Akut miyokard infarktüsü*
• Kronik miyokard iskemisi*
• İskemik kardiyomiyopati*
• İnme
• Dilate kardiyomiyopati
• Akut miyokardit
• Biyolojik kardiyak pacemaker (sinoatrial veya
atrioventriküler düğüm fonksiyonu)
• Kalp kapakları
• Kritik bacak iskemisi
• Vasküler greftler (doku mühendisliği)
*Avrupa kalp cemiyetinin konsensus kararına göre önerdiği hedef
hastalıklar

36. 36
• Hücre embolizasyonuna bağlı miyokard infarktüsü
• Dokuda oluşan istenmeyen hücre kümelerinden nodül formasyonu (intra-
miyokardiyal kalsifikasyon, ossifikasyon, kallus gelişimi)
• Pulmoner emboli
• Elektrofizyolojik uyumsuzluk nedeniyle ciddi aritmiler
• İmmunolojik rejeksiyon
• Viral enfeksiyonlar
• Kontrol edilemeyen differansiasyon ve tümorogenezis
• Hızlanmış arteriosklerosis
• Retinopati
• Kardiyak skar dokusunda artış
• Kardiyak fonksiyonların bozulması
Kardiyovasküler hücresel tedavilerde potansiyel komplikasyonlar

37. -Güvenilirlik
-Yaygın yapılabilirlik
-Takip
-Standartlar
37
Kök hücre tedavilerinde aşılması gerekli handikaplar
TEDAVİ
Izolasyon
teknikleri
- Hücre saflığı
-Kardiyomiyosit
farklılaşması
- Yeterli hücre
sayısı
Uygulama yolu
- Güvenlik
-Hücre
retansiyonu
- Hücre
dağılımı
REGÜLASYON
HASTAYA
ULAŞTIRILMASI
Canlılığın
korunması
-Immun yanıt
- Inflamasyon
- Iskemik
mikroçevre
- Fibrozis
- Adhezyonlar
- Fonksiyonel
damar gelişimi
İletim
-Elektriksel
entegrasyon
- Mekanik
coupling
Stabilite
- Uzun süreli
engraftman
-
Aritmojenesite
Klavuz ve politikalar
-Kök hücre
tedavilerinde
uluslararası
klavuzların olmaması
- Devlet ve kurumlarca
denetleme
mekanizmalarını
çalıştırılması
-Sürekli eğitimin
sağlanması

38. Özet
• Hayvan deneylerinde gözlenen hematopoietik kök hücre plastisitesi klinik
çalışmalar sürecini başlattı.
• Sonraki çalışmalar hematopoietik hücrelerin farklılaşmasından çok hücre
füzyonu olduğunu gösterdi.
• Genel olarak kemik iliği kökenli kök hücrelerle yapılan çalışmalarda ise
istatiksel olarak anlamlı ancak orta derecede düzelmeler rapor edildi.
Klinik olarak kardiyomiyogenezis insanda gösterilemedi.
• Embryonik ve erişkin kardiyovasküler öncül hücreler (KKH, EPH, iPS)
çevrilebilir bilim (translational science) çerçevesinde yeni bir umut kapısı
oldu.
38

39. Kalp ve Damar Cerrahisi
Serkan DURDU *
Çağdaş BARAN *
Çağın ZAİM *
Arın DOĞAN *
Histoloji
Alp CAN
Esra ERDEMLİ
Deniz BALCI
Patoloji
Işınsu KUZU
Biyoteknoloji
Hilal ÖZDAĞ
Yeşim Doğan ALAKOÇ
Günseli ÇUBUKÇUOĞLU
Deniz *
Reza DOSTOURİ *
A.Ü. KALP VE DAMAR HASTALIKLARINDA KÖK HÜCRE ÇALIŞMA GRUBU
Multidisipliner yaklaşım
IIeart Center
Hematoloji
Günhan GÜRMAN
Mutlu ARAT
Önder ARSLAN
Klara DALVA
Nazlı KOZAN *
Doku Mühendisliği ve
Biyomateryal
Murat ELÇİN
Eser ELÇİN
Tıbbi Biyoloji
Asuman SUNGUROĞLU
Aynur KARADAĞ *
Biyofizik
Belma TURAN
Mehmet UĞUR
Farmakoloji
Hakan GÜRDAL
Nukleer Tıp
Ozlem Kucuk
Metin Kır
Radyoloji
Tanzer SANCAK
Suat AYTAÇ
Genetik (BİLKENT Universitesi)
Can AKÇALI
Zeynep TOKÇAER
Fatma AYALOĞLU
Kardiyoloji
Mustafa KILIÇKAP
Ömer AKYÜREK
Timuçin ALTUN
Tamer SAYIN