Komórki kostne pozyskiwane są w wyniku kontrolowanego różnicowania mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC) pobranych wcześniej z tkanki tłuszczowej.

Na UJ opracowano sposób szybkiego różnicowania komórek macierzystych (MSC) tkanki tłuszczowej w komórki tkanki kostnej. W opinii twórczyń wynalazku, wykorzystanie komórek tkanki tłuszczowej oraz opracowanej nowej metody ich naprowadzania na różnicowanie w komórki tkanki kostnej jest skuteczniejsze, szybsze i łatwiejsze w porównaniu do innych obecnie stosowanych metod w terapiach regeneracji tkanki kostnej z użyciem MSC szpiku kostnego lub tkanki tłuszczowej. Opracowana metoda to wynik wieloletniej pracy badawczej dr hab. Anny Marii Osyczki, prof. UJ z Instytutu Zoologii i Badań Biomedycznych Uniwersytetu Jagiellońskiego i jej doktorantki, Karoliny Truchan oraz współpracujących dr hab. Katarzyny Cholewy-Kowalskiej, prof. Akademii Górniczo-Hutniczej i jej doktorantki, mgr inż. Barbary Zagrajczuk.

MSC – komórki o regenerujących właściwościach

Mezenchymalne komórki macierzyste można pozyskać od dorosłych dawców, z wielu różnych tkanek, w tym szpiku kostnego i tkanki tłuszczowej. Mają unikatowe właściwości i w zależności od biochemicznych sygnałów, jakie otrzymają, mogą one przeobrażać się w komórki różnych tkanek, między innymi w komórki kostne, chrzęstne, mięśniowe, tłuszczowe, jak również regenerować stawy, ścięgna, a nawet tkankę nerwową. W organizmach zwierząt MSC pełnią funkcję naturalnego zasobu, który w razie potrzeby jest wykorzystany jako uniwersalny budulec nowej tkanki – na przykład po tym, gdy ulegnie ona uszkodzeniu.

– MSC to komórki, które w gotowości czekają na instrukcje. Gdy tylko je otrzymają, mogą przeobrażać się w tkanki o określonej funkcjonalności. Dla medycyny MSC są bardzo przydatne i pożądane, ponieważ dostęp do nich wraz z umiejętnością ich kontrolowanego różnicowania daje nam możliwość regeneracji chorych lub uszkodzonych tkanek. Właściwie zróżnicowane komórki mogą być wykorzystane do terapii regeneracyjnych, w tym również do przeszczepów. Nasz zespół opracował metodę, która pozwala bardzo szybko „poinstruować” wyizolowane wcześniej komórki MSC tkanki tłuszczowej, by te stały się komórkami tkanki kostnej. Idea jest taka, by przygotowane w ten sposób komórki w warunkach laboratoryjnych móc bezpiecznie podawać pacjentom. Sposób ich wykorzystania i podawania to kwestia otwarta, zależna od indywidualnie zaprojektowanej terapii komórkowej – mówi Anna M. Osyczka, prof. UJ z Instytutu Zoologii i Badań Biomedycznych Uniwersytetu Jagiellońskiego.

Proces pod kontrolą – komórki tkanki tłuszczowej zmieniają się w komórki tkanki kostnej

Obecnie nie ma żadnych technicznych przeszkód, by z tkanki tłuszczowej człowieka pozyskać MSC i w warunkach laboratoryjnych namnożyć te komórki do zastosowania terapeutycznego. Jest to ponadto łatwiejsze, wydajniejsze i mniej obciążające dla potencjalnego dawcy, niż pobór np. MSC ze szpiku kostnego. Wyzwaniem jest jednak skuteczne stymulowanie takich MSC tkanki tłuszczowej do różnicowania w komórki innej tkanki niż tej, z której zostały pobrane. To właśnie w tym obszarze zespół badaczek z UJ i AGH pod kierunkiem prof. Anny M. Osyczki dokonał przełomowego odkrycia.

3 metody w jednym wynalazku

Badaczki z UJ mogą pochwalić się aż trzema innowacjami w obszarze strategii hodowli i stymulacji MSC tkanki tłuszczowej do ich różnicowania w komórki kostne:

• innowacyjną pożywką (tj. koktajlem) dla MSC tkanki tłuszczowej, która wykazuje właściwości stymulujące różnicowanie ludzkich komórek macierzystych tkanki tłuszczowej w komórki kostne;
• sposobem prowadzenia statycznej hodowli komórkowej (bez poddawania hodowli fizycznemu mieszaniu) na zastosowanych podłożach i z zastosowaniem koktajlu chemicznego;
• sposobem prowadzenia dynamicznej hodowli komórkowej (hodowla jest poddawana fizycznemu mieszaniu, przez co przygotowanie komórek do przeszczepu jest jeszcze szybsze).