HC Cardiac cell therapie Flashcards
Waarom Cardiac cell therapie
- De hoeveelheid hart spiercellen heeft zijn maximum bereikt na de geboorte. In de verdere levensfase is de groei van het hart bepaald door de vergroting van de bestaande hart spiercellen en de vermeerdering van de niet hart spiercellen. De turnover van hart cellen is erg beperkt. Bij hart infarcten kunnen hart cellen verminderd zijn. een manier om cellen te vermeerderen is met cel therapie.
Cardiac cell therapie uitdagingen
Lichaamsvreemde cellen gebruiken
Juiste en voldoende cellen gebruiken
Toedieningsroute naar het hart: het hart infarct is niet goed doorbloed en hebben veel macrofagen. De cellen moeten op de weg naar het hart dus wel overleven
Bronnen van somatische cellen
o Beenmerg
▪ Dit zijn hematopoietische stamcellen en
mesenchymale stamcellen.
o Vetweefsel
▪ Hier zijn ook mesenchymale stamcellen uit te
halen.
o Skeletspieren
▪ Skeletspier en hartspier verschilt namelijk niet
zo heel veel, dus dan kun je dat ook gebruiken.
Stamcellen potency
o Totipotent: kan alle celtypes vormen (zowel embryonaal als extra-embryonaal) (zygote)
o Pluripotent: kan alle celtypes vormen maar niet de extra-embryonale cellen (embryonale stam cel)
o Multipotent: kan verschillende cellen binnen 1 kiemlaag maken
o Oligopotent: kan een paar cel types maken
o Bipotent: kan 2 cel types maken
o Unipotent: kan 1 cel type maken (zoals de satelliet cel)
Genoom editing
- genetische modificatie om het probleem op te lossen
o NHEJ: non-homologous end joining
Gene knockout: DNA insertie of deletie waardoor de cel inactief wordt
Gene insertie
o HR: homologous recombination
Gene modification: DNA aanbieden dat homoloog is aan beide breuken
Gene insertie
Cardiac cell therapy doelen
- vermindering LV remodeling
- Verbeterde perfusie
- Verbeterde cardiac functie
- Verbeterde functionele capaciteit
soorten celtherapie bij harten en infarcten
o Bij een infarct is een bloedvat dus tijdelijk dicht geweest, waardoor er weefselschade
is.
o Direct replacement
▪ Het mooiste zou natuurlijk zijn om daar cellen te plaatsen die de
cardiomyocyten die verloren zijn gegaan perfect vervangen.
o Structural reinforcement
▪ Het zou ook kunnen dat je alleen maar cellen daar wilt plaatsen zodat het
hart niet openscheurt.
▪ Hierbij hoeven dus niet per se cardiomyocyten ingebracht te worden.
o Salvaging hibernating tissue
▪ Het kan zijn dat cellen na een infarct in een soort van slaapstand gaan.
▪ Met deze therapie wil je ze dan weer een beetje “wakker maken”.
o Regeneration from endogenous cells
▪ Hierbij wil je cellen die al in het hart zijn, met celtherapie aanzetten om zich
te delen.
o Limiting scar formation
▪ Je probeert de border zone in leven te houden zodat het littekenweefsel zo
klein mogelijk is.
Genome editing technology
o Meganucleases
▪ Deze herkent grote delen DNA (dat moet ook, want als de sequentie te kort
is gaat hij overal knippen).
▪ Als hij de plek herkend heeft, kun je NHEJ of HR doen.
▪ Dit is wel vrij lastig, vandaar dat het door is ontwikkeld naar andere
technologieën.
o ZFN (zinc finger nucleases)
▪ Dit zijn eiwitten waarbij elke vinger 3 nucleotiden herkent.
▪ Als je dan een eiwit hebt met 3 (of 4) vingers, kun je 2x een enkelstrengs
breuk maken, en heb je daarmee ook een dubbelstrengs breuk gemaakt.
▪ Ze zijn echter niet helemaal specifiek.
o TALEN
▪ Elke vinger herkent hierbij 1 nucleotide, maar deze is dus wel heel specifiek.
o CRISPR/Cas9
▪ Het nadeel van de andere systemen is dat je voor elke knipplek een nieuw
eiwit moet bouwen.
▪ Bij CRISPR/Cas9 hoeft dat niet, want het enzym Cas9 wordt niet naar de
juiste plek gestuurd door de DNA sequentie, maar door de single guide
RNA.
▪ Deze technologie is dus veel sneller, en je kunt hiermee dubbelstrengs
breuken maken, enkelstrengs breuken maken, genen activeren of
inactiveren, van alles dus.
Directed differtiation of non-embryonic cells
o Hierbij zijn dus somatische cellen genomen en die hebben ze omgebouwd tot
cardiomyocyten, door ze samen te kweken met cardiomyocyten van de rat.
o Hierbij zijn ook groeifactoren toegevoegd om ze te beïnvloeden.
o Induced pluripotent stem cells (iPSs)
▪ Dit zijn fibroblasten waar genen zijn ingebracht zodat ze rechtstreeks in een
cardiomyocyt veranderen.
* Hierbij ontstaan wel ook vaak bijproducten die je niet wilt hebben.
Met selectieprocedures kun je die eruit vissen.
* Bijvoorbeeld met kleurtjes, of ijzerbolletjes eraan doen zodat je ze
met een magneet eruit kunt vissen.
Co-culture approach
- lentivirus en cardiomyocyten combineren om nieuwe cellen te kweken
iPS approach
▪ Hierbij heb je dus een niet-embryonale cel, en daar doe je vectoren bij die
het programma aanzetten waardoor een cel een cardiomyocyt wordt.
▪ Dit werkt ook, en het is in vivo toe te passen.
▪ De dosering van die vectoren is echter nog niet zo goed en de efficiëntie is
ook laag
cardiac anisrope
- In de atria liggen de spiervezels in cirkels, terwijl ze
in de ventrikels liggen als rare gekrulde structuren.
▪ Dit is zo omdat de atria hulp krijgen van de
zwaartekracht, terwijl ze beneden echt
moeten wrikken.
Cardiac tissue engineering
o Stamcellen gaan hem dus voorlopig niet worden, maar mensen zijn ook
geïnteresseerd in tissue engineering.
o Dat is als je het littekenweefsel eruit snijdt en een nieuw stuk hart erin naait,
eigenlijk.
o Maar dat weefsel bestaat uit fibroblasten, uit bloedvaten, uit cardiomyocyten
natuurlijk. Dus dat gaat niet zomaar.
o 3D-printing is nog niet ver genoeg om een stuk hart er zo uit te pompen, en dan
denk je nog niet eens na over alle kransslagaders goed aansluiten e.d.
