Technologie indukované pluripotence, která umožňuje přípravu prakticky jakéhokoliv buněčného modelu, potřebného pro výzkum vybraného onemocnění, se stává významným nástrojem v boji proti pandemii koronaviru SARS‐CoV-2 a případně i jiným formám pandemií, které se mohou s velkou pravděpodobností objevit v blízké, či vzdálené budoucnosti. Je výhodné, pokud lidstvo v předstihu disponuje arzenálem vhodných modelových systémů, které je možné v případě potřeby nasadit do boje a využít i pro vývoj nových terapeutických a diagnostických strategií. S ohledem na aktuální epidemickou situaci se tak významným způsobem může zkrátit čas, nezbytný pro nalezení vhodného léčebného postupu či zavedení spolehlivého diagnostického setu. Indukované pluripotentní kmenové buňky mají zároveň potenciál použití při regeneraci tkáně, poškozené samotnou infekcí. Jejich značnou výhodou na poli regenerativní medicíny je imunologicky atraktivní možnost využití tělu vlastních, tzv. autologních buněk, bez nutnosti nasazení imunosupresivní terapie po transplantaci.
Technology of induced pluripotency allows the preparation of any cell model for research of any selected disease and becomes the important tool also in the field of SARS‐CoV-2 coronavirus pandemic and other forms of pandemics that can appear in near or far future. It is beneficial for humankind to have an arsenal of useful model systems that can be immediately used in development of novel therapeutic or diagnostic strategies whenever needed. The possible use of newly developed therapy or diagnostic set can be greatly accelerated during pandemic situation. Induced pluripotent stem cells that can be prepared by technology of induced pluripotency also have great potential in tissue regeneration for tissues damaged by coronavirus infection. Immunologically very attractive is the fact that induced pluripotent stem cells can be applied (transplanted) without the use of aggressive immunosuppressive treatment.
- MeSH
- biologické modely MeSH
- COVID-19 terapie MeSH
- indukované pluripotentní kmenové buňky * MeSH
- lidé MeSH
- organoidy MeSH
- techniky in vitro * metody MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
- Publikační typ
- abstrakt z konference MeSH
Objev indukované pluripotence v roce 2006 umožnil revoluční způsob získávaní autologních terapeuticky aplikovatelných buněk, a mož‐ nost modelovat jakékoliv onemocnění v in vitro podmínkách. Možnost vrátit libovolnou, finálně diferencovanou buňku „v čase“ zpátky do stádia pluripotence je zajímavé i pro oblast onkologického výzkumu. Tato technologie umožnila studium procesů spojených s roz‐ vojem nádorového fenotypu buňky a taky s přechodem nádorové buňky do stádia s nižší mírou diferenciace. Reprogramování buněk do indukovaných pluripotentních kmenových buněk také pomáhá mnohem lépe studovat raritní populaci buněk, přítomných v nádo‐ rech – tzv. nádorové kmenové buňky. Indukovaná pluripotence některých typů nádorových buněk, spojená s jejich následnou řízenou diferenciací by se zároveň mohla stát jednou z možných terapeutických aplikací v onkologii.
Discovery of technology of induced pluripotency that allows the generation of autologous therapeutically applicable cells and generati‐ on of in vitro cell models for diseases with limited (or highly invasive) access to tested cells has also opened new horizons in the field of oncology research. The unique ability to reprogram the cancer cell into pluripotency with subsequent directed differentiation into cell with no malignant phenotype should be considered as a challenge in the field of new oncotherapy development. Although still conside‐ red to be realistic only on the level of experimental approach, the recent progress in the field of induced pluripotency gives the hope that dedifferentiation‐based therapies connected with the erase of malignant phenotype of original cancer cell will be more realistic in near future. By then, the most important role of induced pluripotency in oncology remains in the field of regenerative therapy as a source of autologous cells for regeneration of tissues or organs damaged by tumor growth or aggressive therapy
Úvod: Časnou diagnostikou komplikovaného hojení kolorektální anastomózy lze zvýšit šanci na její záchranu a snížit celkovou mortalitu. Konfokální laserová endomikroskopie (CLE) umožňuje hodnocení tkáňové perfuze bez narušení její integrity. Práce na experimentálním modelu hodnotí využitelnost CLE k pooperační monitoraci kolorektální anastomózy. Metody: Do studie bylo zařazeno 9 prasat, u kterých byla provedena ručně šitá kolorektální anastomóza. Zvířata byla následně rozdělena do skupin s normální (N=3) a ischemickou anastomózou (N=6). Pomocí CLE byly pooperačně v pravidelných intervalech hodnoceny mikroskopické známky hypoperfuze. Výsledky: Ve skupině s ischemickou anastomózou bylo patrné nerovnoměrné sycení obrazu, epitel měl nehomogenní okraje a bylo viditelné četnější větvení krypt. Při hodnocení edému (počet krypt na zorné pole) byly rozdíly mezi skupinami signifikantní již při prvním měření po vyvolání ischemie. Signifikantní rozdíl byl i mezi hodnotami naměřenými před a 10 minut po ischemizaci – 8,7±1,9 vs. 6,0±1,1 (p=0,013). Závěr: Pooperační monitorace kolorektální anastomózy pomocí CLE umožňuje rychlé zachycení poruchy perfuze.
Introduction: Early diagnosis of complicated healing of colorectal anastomosis can increase the chance for salvage surgery and thus reduce overall morbidity. Confocal laser endomicroscopy (CLE) enables in vivo assessment of tissue perfusion without disturbing its integrity. This experimental study evaluates the potential of CLE for postoperative monitoring of colorectal anastomosis. Methods: A hand-sewn colorectal anastomosis was performed in 9 pigs. The animals were subsequently divided into groups with normal (N=3) and ischemic anastomosis (N=6). Microscopic signs of hypoperfusion were evaluated postoperatively at regular intervals using CLE. Results: Uneven saturation of the images was evident in the group with ischemic anastomosis. The epithelium had inhomogeneous edges and more numerous crypt branching was visible. Tissue oedema quantified as the number of crypts per visual field was already more extensive at the first measurement after induction of ischemia. There was also a significant difference between the values measured before and 10 minutes after ischemia – 8.7±1.9 vs. 6.0±1.1 (p=0.013). Conclusion: Postoperative monitoring of the colorectal anastomosis using CLE enables prompt detection of perfusion disorders.
- Klíčová slova
- konfokální laserová endomikroskopie,
- MeSH
- anastomóza chirurgická * MeSH
- kolorektální chirurgie veterinární MeSH
- kolorektální nádory * chirurgie veterinární MeSH
- konfokální mikroskopie metody veterinární MeSH
- modely nemocí na zvířatech MeSH
- prasata MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
Pankreatický duktální adenokarcinom (PDAC) představuje jeden z nejagresivnějších typů lidských malignit. V současnosti je toto zhoubné onemocnění čtvrtou nejčastější příčinou úmrtí na rakovinu. Pětileté přežití pacientů s duktálním adenokarcinomem je méně než 8 %. Nové in vitro a in vivo modely jsou proto nutně potřebné pro vývoj nových terapií. S vlastní technologií pro derivaci nových, unikátních 3D nádorových buněčných linií izolovaných z lidských nádorů a ve spolupráci s Ústavem živočišné fyziologie a genetiky AV ČR v Liběchově představujeme plán vývoje velkého zvířecího modelu pro modelování lidského PDAC. S využitím tohoto modelu a nejmodernějších laboratorních technik provedeme profilovací analýzy (detekce a fenotypování cirkulujících rakovinných buněk, izolace a sekvenování cirkulující DNA, metabolomické profilování a analýzu onkoproteinů, a detekce cytokinů pomocí multiplexních protilátkových čipů za účelem nalezení biomarkerů nádoru pankreatu. Nově vyvinutý model zároveň poskytneme pro potřeby výzkumu spolupracujícím vědeckým pracovištím a farmaceutickým společnostem.
Pancreatic ductal adenocarcinoma represents one of the most aggressive type of human malignancy. Currently, this malignancy is the fourth most frequent cause of dead. 5-year survival of patients with ductal adenocarcinoma is less than 8 %. New in vitro and in vivo models are therefore desperately needed for new therapy development. With our own technology for derivation of new, unique 3D cancer cell lines from human tumors and in collaboration with Institute of Animal Physiology and Genetics, AS CR, in Libechov, we present here the plan for the development of large xenograft animal model (pig) bearing human pancreatic tumor. With the use of this model and state -of -the -art lab.techniques, we will perform multiple profiling analyses (circulating cancer cell detection and phenotyping, circulating DNA isolation and sequencing, metabolomic profiling and cancer -related proteins and cytokines detection with multiplex antibody array chips in order to find the hallmarks of pancreatic tumor.
Objev indukovaných pluripotentních kmenových buněk profesorem Shinya Yamanakem, který byl v roce 2012 oceněn Nobelovou cenou, otevřel nové horizonty v oblasti regenerativní medicíny, in vitro modelování nemocí nebo screeningu léčiv. Unikátní technologie, která umožňuje přípravu eticky přijatelných autologních kmenových buněk, činí reálnou oblast personalizované medicíny. Technologie iPSCs našla využití rovněž při in vitro modelování, kde umožnila přípravu buněk těžko dostupných tkání, např. neuronů nebo kardiocytů, z poměrně lehce dostupného zdroje, kterým jsou např. dermální fibroblasty. Takto připravené in vitro biomedicínské modely jsou aplikovatelné v preklinických studiích resp. při testování léčiv. Technologie iPSCs má široký potenciál využití v různých medicínských oblastech a rovněž již našla upotřebení také v boji proti nové pandemii koronaviru.
Discovery of induced pluripotent stem cells by Dr. Shinya Yamanaka, awarded by Nobel Prize in 2012 opened new horizonts in the field of regenerative medicine, in vitro disease modeling and drug screening. A unique technology that allows preparation of ethical issues-free, autologous therapeutic stem cells is revolutionizing the field of patient -tailored therapies. For in vitro modeling, iPSc technology represents a unique possibility for preparation of hard -to -get cells (neurons,cardiomyocytes etc) from patient skin fibroblasts for further studies and drug testing. iPSc technology has potential and is already used in world research effort in fight against new coronavirus pandemy.
Úvod: Existuje důkaz, že mezenchymální kmenové buňky (MSC) mohou trans-diferencovat do jaterních buněk in vitro a in vivo a mohou tak být použity jako spolehlivý zdroj pro terapii kmenovými buňkami jaterních nemocí. Kombinace MSC (s nebo bez trans-diferenciace v in vitro podmínkách) a miniinvazivních technik, jako je laparoskopie nebo NOTES, představuje šanci pro mnohé pacienty marně čekající na transplantaci jater. Metody: Více než 30 miliónů autologních MSC na 3. pasáži bylo transplantováno přes vena portae u osm měsíců starého miniprasete. Depozice transplantovaných buněk v jaterním parenchymu byla hodnocena histologicky. Trans-diferenciační potenciál CM-DiI značených buněk byl hodnocen pomocí exprese prasečího albuminu pomocí imunofluorescence. Výsledky: Tři týdny po transplantaci jsme detekovali značené buňky (jednotlivě, malé shluky) ve všech 10 vzorcích (2 vzorky z každého laloku). K difuzní distribuci ve vzorkách nedošlo. CM-DiI+ buňky byly pozorovány převážně v okolí portálních triád. Také jsme detekovali lokalizaci signálu pro albumin v CM-DiI značených buňkách. Závěr: Výsledky studie ukazují, že transplantace autologních MSC (bez dodatečné jaterní diferenciace in vitro) přes vena portae vedla k úspěšné infiltraci intaktního jaterního parenchymu miniprasete s detekovatelnou in vivo trans-diferenciací. NOTES, tak jako jiné nově vyvinuté chirurgické přístupy v kombinaci s buněčnou terapií, se zdají být velmi slibné pro léčbu jaterních nemocí v blízké budoucnosti.
Introduction: There is evidence that mesenchymal stem cells (MSCs) could trans-differentiate into the liver cells in vitro and in vivo and thus may be used as an unfailing source for stem cell therapy of liver disease. Combination of MSCs (with or without their differentiation in vitro) and minimally invasive procedures as laparoscopy or Natural Orifice Transluminal Endoscopic Surgery (NOTES) represents a chance for many patients waiting for liver transplantation in vain. Methods: Over 30 millions of autologous MSCs at passage 3 were transplanted via the portal vein in an eight months old miniature pig. The deposition of transplanted cells in liver parenchyma was evaluated histologically and the trans-differential potential of CM-DiI labeled cells was assessed by expression of pig albumin using immunofluorescence. Results: Three weeks after transplantation we detected the labeled cells (solitary, small clusters) in all 10 samples (2 samples from each lobe) but no diffuse distribution in the samples. The localization of CM-DiI+ cells was predominantly observed around the portal triads. We also detected the localization of albumin signal in CM-DiI labeled cells. Conclusion: The study results showed that the autologous MSCs (without additional hepatic differentiation in vitro) transplantation through the portal vein led to successful infiltration of intact miniature pig liver parenchyma with detectable in vivo trans-differentiation. NOTES as well as other newly developed surgical approaches in combination with cell therapy seem to be very promising for the treatment of hepatic diseases in near future.
Úvod: Kompletní cirkulární endoskopická disekce (CED) je často doprovázena vytvořením pooperačních jícnových striktur. Pro prevenci těchto striktur byly nedávno testované rozličné typy terapeutických přístupů, např. buněčná terapie nebo jícnové stenty. Metody: Pro studii byla použita miniaturní prasata Gottingen/Minnesota původu (n=10). Nejprve jsme ve středním jícnu provedli kompletní CED a poté byl defekt ponechán bez ošetření nebo pokryt suspenzí mezenchymálních kmenových buněk (MSCs) nebo kombinací MSCs a primárních orálních keratinocytů (pOKs) bez/s plně pokrývajícím samo-roztažným metalickým stentem (SEMS). Následně jsme provedli kontrolní endoskopii s extrakcí stentu a nekropsie byla provedena 17 až 36 dní po aplikaci buněk. Výsledky: Všechny CED výkony byly dokončeny úspěšně bez závažných komplikací. Přestože jsme byli schopni detekovat MSCs nebo pOKs v post-CED defektech až do 36. dne po transplantaci, kombinace MSCs nebo MSCs/pOKs s nebo bez aplikace SEMS nezabránila vzniku jícnových striktur způsobených kompletní CED. Smíchání MSCs a pOKs mělo za následek vznik buněčných agregátů, které byly pozorovány převážně v submukóze a post-CED defekt byl pokryt tenkým jizvovitým epitelem obsahujícím kolagenová vlákna doprovázen rozličným stupněm rekonstrukce a integrity. Závěr: Aplikace suspenze autologních MSCs samotných nebo v kombinaci s pOKs s nebo bez SEMS byla neefektivní v prevenci vzniku struktur po kompletní CED. Nicméně přítomnost MSCs nebo pOKs v defektu po CED byla potvrzena nejméně 5 týdnů po transplantaci.
Introduction: Complete circular endoscopic dissection (CED) is frequently accompanied with post-operative strictures formation in the esophagus. Various types of therapeutic approaches have recently been tested to prevent these strictures, e.g. cell therapy or stenting. Methods: Miniature pigs of Gottingen/Minnesota origin (n=10) were used in the study. First, we made the complete CED in the mid esophagus; next, the defect was left untreated or covered with mesenchymal stem cells (MSCs) or a mixture of MSCs and primary oral keratinocytes (pOKs) suspension without/with fully covered self-expandable metallic stent (SEMS). Consequently, we performed a control endoscopy with a stent removal, and necropsy was performed 17-36 days after cells application. Results: All CED procedures were completed successfully without serious complications. Although we were able to detect MSCs or pOKs in the post-CED defects up to the 36th day after transplantation, the combination of MSCs or MSCs/pOKs with or without SEMS application did not prevent post-CED strictures development. The mixture of MSCs and pOKs resulted in the formation of cellular aggregates, which were mainly observed in submucosa, and the post-CED defect was covered with collagen fibers containing a thin scarred epithelium, accompanied by various degrees of reconstruction and integrity. Conclusion: Suspension application of autologous MSCs alone or in combination with pOKs with or without SEMS was ineffective in the prevention of strictures formation after complete CED. Nevertheless, the presence of MSCs or pOKs in the post-CED defect was confirmed even 5 weeks after transplantation.
- Klíčová slova
- benigní striktura jícnu, cirkulární endoskopická disekce,
- MeSH
- endoskopická mukózní resekce * škodlivé účinky MeSH
- ezofágoskopie * škodlivé účinky MeSH
- ezofágus chirurgie MeSH
- keratinocyty MeSH
- mezenchymální kmenové buňky * MeSH
- miniaturní prasata MeSH
- modely nemocí na zvířatech MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
