Transkrypt

1 POSTÊPY BIOLOGII KOMÓRKI KOMÓRKI MACIERZYSTE W REGENERACJI MIÊŒNIA TOM SERCOWEGO NR 1 ( ) PRÓBY PRZEDKLINICZNE I KLINICZNE ZASTOSOWANIA KOMÓREK MACIERZYSTYCH DO REGENERACJI MIÊŒNIA SERCOWEGO* STEM CELLS FOR HEART REGENERATION PRECLINICAL AND CLINICAL TRIALS Maciej KURPISZ Instytut Genetyki Cz³owieka PAN w Poznaniu Streszczenie: W pracy pogl¹dowej przedstawiono obecn¹ klasyfikacjê i hierarchiê komórek macierzystych, wskazano na Ÿród³a komórek macierzystych oraz ich poszczególne podtypy, które wykorzystywane s¹ w próbach klinicznych, jak i przedklinicznych dla regeneracji miêœnia sercowego. Dokonano szczegó³owej analizy sposobu podawania komórek do miêœnia sercowego, tj. a) intramiokardialnie, b) przezskórnie, c) systemowo oraz wp³ywu drogi podania komórek na stopieñ zasiedlenia w miokardium. Przy pomocy publikowanych meta-analiz dokonano syntezy poszczególnych prób w zakresie naprawy: a) pozawa³owego miêœnia sercowego, b) serca w stanie przewlek³ego niedotlenienia, c) miêœnia sercowego w stanie zastoinowej niewydolnoœci. Wskazano te na nowe podejœcia naukowo-badawcze d¹ ¹ce do optymalizacji protoko³ów klinicznych zmierzaj¹cych do regeneracji miokardium. S³owa kluczowe: regeneracja miêœnia sercowego, komórki macierzyste, próby kliniczne. Summary: In this review it has been presented current classification of stem cells indicating novel sources (tissues) of stem cells subtypes that can be used in clinical and pre-clinical attempts of heart regeneration. In the article an analysis of delivery of stem cells to myocardium has been provided dividing stem cells administration into: a) intramyocardial, b) percutaneous, c) systemic ones and its influence on stem cell homing. Quoting the so far published meta-analysis it was outlined the updated view for therapy of particular heart disease by using cell engineering that is for: a) post-infarction heart, b) chronic ischaemia, c) congestive heart failure. Novel approaches were indicated that may optimize clinical protocols of stem cell application for heart regeneration. Key words: heart regeneration, stem cells, clinical trials. *Praca dofinansowana z projektów Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wy szego: nr N /3011 oraz projektu rozwojowego nr N R

2 210 M. KURPISZ 1. WSTÊP Badania przedkliniczne powziête na prze³omie wieków przynios³y niezwyk³¹ obietnicê wykorzystania komórek macierzystych o wszechstronnym potencjale ró nicowania i zastêpowania wszystkich typów komórek w dotkniêtych procesem patologicznym narz¹dach. St¹d odkrycie totipotencjalnej komórki macierzystej o wielofunkcjonalnych mo liwoœciach przyrównano do identyfikacji DNA w zesz³ym stuleciu, z podobnymi wszechstronnymi implikacjami dla wspó³czesnej medycyny. Zanim uœwiadomiono sobie, e komórki macierzyste stanowi¹ nieodzowny element prawie ka dej tkanki/narz¹du, na pocz¹tku stulecia zdecydowano siê na ich aplikacjê (próby kliniczne), szczególnie w stosunku do narz¹dów o ma³ym zasobie odnawialnych komórek, co wystêpuje w przypadku miêœnia sercowego, oœrodkowego uk³adu nerwowego czy wysepek trzustki. W ten sposób ukuto pojêcie medycyny regeneracyjnej. 2. RÓD A KOMÓREK MACIERZYSTYCH I ICH DEFINICJE Od pierwszych nieœmia³ych prób klinicznych z pocz¹tku obecnego stulecia z u yciem tylko 2 lub 3 typów komórek macierzystych organizmu doros³ego ASC (ang. Adult Stem Cells), obecnie próbuje siê œmielej wykorzystywaæ coraz to nowsze populacje komórek macierzystych, poznaj¹c lepiej ich hierarchiê, plastycznoœæ czy skutki uboczne ich stosowania. Stosunkowo najwiêkszym szacunkiem wœród badaczy ciesz¹ siê komórki okreœlane jako: totipotencjalne, to jest daj¹ce pocz¹tek wszystkim bez wyj¹tku komórkom organizmu doros³ego, trzem jego podstawowym listkom zarodkowym, tj. ekto-, endoi mezodermie, a tak e tkankom pozazarodkowym. Inne, dot¹d zidentyfikowane linie komórek macierzystych, musia³y byæ uzyskiwane z zarodków na wczesnych etapach rozwoju, aby zachowaæ swoj¹ totipotencjalnoœæ. Obecnie rozró nia siê nastêpuj¹ce populacje komórek macierzystych: komórki ips (indukowane komórki pluripotencjalne) naœladuj¹ce komórki o mo liwoœci ró nicowania w kierunku wszystkich narz¹dów i tkanek organizmu doros³ego (ale nie pozazarodkowych), poprzez genetyczne przeprogramowanie komórek somatycznych powoduj¹ce nadekspresjê kluczowych dla zarodkowych komórek macierzystych genów koduj¹cych czynniki transkrypcyjne: Oct3/4, Sox 2, Klf4 i c-myc. komórki pluripotencjalne, nastêpne w hierarchii plastycznoœci komórki macierzyste mog¹ siê kierunkowaæ w tkanki wszystkich trzech listków zarodkowych, jednak bez mo liwoœci zró nicowania siê w tkanki pozazarodkowe i jednoczeœnie mog¹ nie wykazywaæ pochodzenia zarodkowego, ale przynale eæ do puli komórek ASC. Te ostatnie zaœ obejmuj¹ swoim synonimicznym okreœleniem zarówno pulê komórek pluripotencjalnych, jak i multipotencjalnych.

3 KOMÓRKI MACIERZYSTE W REGENERACJI MIÊŒNIA SERCOWEGO 211 MASC (ang. Multipotential Adult Stem Cells), komórki te ze swojej definicji winny mieæ ograniczon¹ (w stosunku do pluripotencjalnych) plastycznoœæ, wyra aj¹c¹ siê mo liwoœci¹ do ró nicowania w typy komórek przynale ne jedynie do danego listka zarodkowego. St¹d te najbardziej rozpoznawalne w terapii miêœnia sercowego komórki szpiku kostnego BMSC (ang. Bone Marrow Stem Cells) nale ¹ do tej grupy. Komórki uprzednio opisane, nie sta³y siê jak dot¹d kandydatami prób klinicznych, a jedynie badañ przedklinicznych i/lub w modelu in vitro. BMSC nie s¹ grup¹ jednorodn¹ i w pewnym sensie nale y uznaæ je za mieszaninê komórek progenitorowych w stosunku do innych typów komórkowych, jak np. HSC (ang. Hematopoietic Stem Cells) lub EPC (ang. Endothelial Progenitor Cells) lub BMSSC (ang. Bone Marrow Stromal Stem Cells), bêd¹cych synonimem dla MSC (ang. Mesenchymal Stem Cells), które mog¹ ró nicowaæ siê w osteoblasty, adipocyty czy te komórki zrêbu/fibroblasty. Adipocyty mog¹ wywodziæ siê w³aœnie z takiej trójprogenitorowej puli komórek macierzystych. Progenitorowe komórki macierzyste PCS (ang. Progenitor Stem Cells) nale ¹ zwykle do rezerwy tkankowej i mog¹ stanowiæ pocz¹tek dla trzech ró nych typów komórek (jak opisano powy ej), dwóch typów lub byæ unipotencjalne (np. mioblasty jako prekursorowe komórki w stosunku do miêœniowych), jakkolwiek maj¹ one swoj¹ pulê samoodnawialn¹. Komórki progenitorowe o ró nych fenotypach sta³y siê prawdziwymi bohaterami prób klinicznych w regeneracji miêœnia sercowego. 3. KOMÓRKI MACIERZYSTE STOSOWANE W REGENERACJI MIÊŒNIA SERCOWEGO 3.1. Komórki ips Komórki te, przeprogramowane genetycznie (transfekcja genów Oct3/4, Sox2, Klf4, cmyc), uzyskane zosta³y ze zwyk³ej komórki somatycznej. Jednoczeœnie przypominaj¹ one pluripotencjalne zarodkowe komórki macierzyste ESC (ang. Embryonal Stem Cells) swoj¹ morfologi¹, markerami powierzchniowymi, profilem ekspresji genów i aktywnoœci¹ telomerazy. Maj¹ tak e podobn¹ plastycznoœæ i zdolnoœæ do samoodnawiania. ips mog¹ ró nicowaæ siê w dojrza³e kardiomiocyty zachowuj¹c podobn¹ charakterystykê jak kardiomiocyt pozyskany z pluripotencjalnych ESC [13]. Poniewa s¹ przeprogramowanymi komórkami somatycznymi, ips mog¹ byæ generowane z autologicznych somatycznych komórek doros³ego gospodarza, bêd¹cego docelowo biorc¹, tak wiêc autoimplantacja zabezpiecza je przed atakiem ze strony uk³adu odpornoœciowego. Jest to ich istotnie ró na cecha w porównaniu z ESC, które w normalnych warunkach s¹ komórkami allogenicznymi (o ile oczywiœcie nie s¹ pozyskane z w³asnego zarodka, np. uzyskanego drog¹ klonowania przez transfer diploidalnego j¹dra komórkowego). Jak dot¹d ips, podobnie do ESC, kwalifikowane s¹ do badañ przedklinicznych w modelach zwierzêcych, poniewa

4 212 M. KURPISZ ró nicowane in vitro kardiomiocyty powstaj¹ w ma³ych iloœciach, maj¹ tak e czêsto heterogenny fenotyp, przez co stanowi¹ niejednolit¹ mieszaninê komórkow¹. Ponadto ips, ze wzglêdu na u ycie wirusowych wektorów (dla nadekspresji wybranych genów), mog¹ ulegaæ niekontrolowanej proliferacji, a nawet onkogenezie czy anomaliom rozwojowym [18] Pluripotencjalne komórki ESC W porównaniu do pluripotentnych komórek doros³ych organizmów (ASC lub MASC), ESC (ang. Embryonal Stem Cells) maj¹ lepszy potencja³ proliferacyjny (praktycznie nieograniczona samoodnowa) bez zmian w kariotypie i przy zachowaniu niezachwianej pluripotencji. Zasadniczo z komórek ESC uzyskuje siê kardiomiocyty zarówno z zachowan¹ charakterystyk¹ strukturaln¹, jak i funkcj¹ [9]. Tak wiêc uzyskuje siê ró ne podtypy kardiomiocytów, tj. uczestnicz¹ce w uk³adzie bodÿcowoprzewodz¹cym serca, a tak e zró nicowane na przedsionkowe i komorowe [7]. Zatem ESC mog¹ byæ postrzegane jako potencjalnie nieograniczone Ÿród³o kardiomiocytów dla terapii komórkowych. Opisano liczne próby przedkliniczne z u yciem komórek ESC, jak i zró nicowanych z nich kardiomiocytów, które podawano do pozawa³owego miokardium. Transplantacje zarówno ESC, jak i zró nicowanych z nich kardiomiocytów, polepsza³y funkcjê lewej komory (po wczeœniej zaindukowanym zawale) [6]. Pomimo to istniej¹ powa ne przyczyny zniechêcaj¹ce do klinicznych aplikacji ESC (i ich pochodnych). Po pierwsze, wydajnoœæ ró nicowania kardiomiocytów in vitro nie przekracza 1%, co istotnie ogranicza uzyskanie adekwatnych dla implantacji liczebnoœci. Po drugie, uzyskanie zró nicowanych kardiomiocytów z ESC objawia siê powstaniem heterogennej populacji sk³adaj¹cej siê z komórek bodÿcowo-przewodz¹cych, przedsionkowych czy komorowych, co powoduje potencjalne niebezpieczeñstwo arytmii, jeœli komórki te w losowy sposób bêd¹ uk³ada³y siê wobec kardiomiocytów narz¹du biorczego. Po trzecie, kardiomiocyty uzyskiwane z ESC s¹ zarówno strukturalnie, jak i funkcjonalnie niedojrza³e wobec swoich doros³ych odpowiedników, a zatem taka niedojrza³oœæ, np. w aspekcie przekazywania bodÿców elektrofizjologicznych, mo e równie oddzia³ywaæ pro-arytmicznie [35]. Wreszcie ESC, ze wzglêdu na swoj¹ (nadmiern¹) plastycznoœæ, mog¹ daæ pocz¹tek potworniakom, wzglêdnie mog¹ spowodowaæ swoj¹ immunogennoœci¹ (allogenicznoœæ) zaindukowanie odpowiedzi immunologicznej u biorcy Komórki macierzyste szpiku kostnego BMDC Jak wspomniano powy ej, komórki macierzyste szpiku kostnego BMDC (ang. Bone Marrow-Derived Cells) s¹ mieszanin¹ (ok. 2%) macierzystych komórek multipotencjalnych (MASC) i progenitorowych (ok. 98%) o ró nym zakresie plastycznoœci oraz (jeœli w ogóle) w olbrzymiej mniejszoœci komórek pluripotencjalnych. Spoœród mieszaniny komórek progenitorowych, szczególne powodzenie w terapii ostrego zawa³u zdoby³y komórki hematopoetyczne (HSC), œródb³onkowe (EPC), a ostatnio komórki mezenchymalne (MSC). W fazie pocz¹tkowej prób

5 KOMÓRKI MACIERZYSTE W REGENERACJI MIÊŒNIA SERCOWEGO 213 klinicznych nie rozró niano dobrze poszczególnych fenotypów tych komórek, tak wiêc bardzo czêsto u ywano mieszanin tych populacji, przez co uzyskane wyniki nale y traktowaæ z du ¹ ostro noœci¹. Do dzisiaj jednak istniej¹ grupy badawczo-kliniczne preferuj¹ce np. przetaczanie ca³kowitej mieszaniny komórek szpikowych bez ich frakcjonowania. Olbrzymi¹ zalet¹ komórek macierzystych/progenitorowych pochodzenia szpikowego jest ich dostêpnoœæ i ³atwoœæ ewentualnej propagacji in vitro, ponadto pochodz¹ one i wracaj¹ do tego samego osobnika, przez co unika siê uaktywnienia odpowiedzi immunologicznej. Pocz¹tkowo s¹dzono (a wynika³o to z badañ przedklinicznych), e komórki pochodzenia szpikowego transplantowane do obszaru granicz¹cego z zawa³em, transró nicuj¹ siê na zasadzie zainicjowania miogenezy in vivo czy te neoangiogenezy [19], jednak póÿniej stwierdzono, e fenomen transró nicowania komórek szpikowych (jeœli w ogóle przebiega u ludzi), jest nader rzadkim zjawiskiem [17]. Obecnie przyjmuje siê, e za poprawê parametrów funkcjonalnych (hemodynamicznych) serca w wyniku implantacji BMSC odpowiedzialne s¹ raczej inicjowane przez nie mechanizmy parakrynowe (ryc. 1). Ogólnie rzecz ujmuj¹c obecnoœæ antygenu powierzchniowego CD34 + sta³a siê wyró nikiem dla podzia³u na dwie podstawowe subpopulacje komórek. Komórki maj¹ce ten marker nale ¹ do grupy hematopoetycznych i endotelialnych, dodatkowo marker CD 133 identyfikuje progenitorowe komórki endotelialne [31], zaœ nieobec- RYCINA 1. Mechanizmy terapii komórkami macierzystymi FIGURE 1. Therapeutic mechanism with stem cells

6 214 M. KURPISZ noœæ antygenu CD 34 definiuje komórki MSC oraz multipotencjalne (MASC) [22]. Dodatkowo, pozyskane dane wskazuj¹, e progenitorowe komórki œródb³onkowe (jak i HSC) mog¹ byæ dodatkowo mobilizowane (ze szpiku) do kr¹ enia (a st¹d do miokardium) i w ten sposób braæ udzia³ w neowaskularyzacji pozawa³owego miokardium [3, 27], czy regeneracji œródb³onka [32]. Komórki mezenchymalne (negatywne w stosunku do antygenu CD 34), jakkolwiek zdolne do ró nicowania w kardiomiocyty, s¹ nadal trudne do zdefiniowania genotypowego. Maj¹ one ca³y panel okreœlaj¹cych ich markerów, takich jak: CD 29, CD 90, CD 44 czy CD 73, ale nie maj¹ jednego selektywnego markera dla ich selekcji. Próby przedkliniczne, jak i ca³kiem niedawno przedsiêbrane próby kliniczne z implantowanymi MSC, wskazuj¹ na zwiêkszon¹ perfuzjê miokardium, redukcjê apoptozy (kardiomiocytów po zawale), jak i pomniejszenie pola zawa³u [2]. Pomimo e MSC maj¹ pewien potencja³ do transró nicowania (w kardiomiocyt), funkcjonalne kardiomiocyty w miejscu implantacji po œwie ym zawale, obserwowane s¹ raczej rzadko. Dyskutuj¹c ich pewn¹ przewagê nad BMSC, nale y zw³aszcza podnieœæ mo liwoœæ ich allogenicznego zastosowania, ze wzglêdu na ich uprzywilejowanie immunologiczne (brak indukcji odpowiedzi immunologicznej), ze wzglêdu na nietypow¹ ekspresjê antygenów zgodnoœci tkankowej i mo liwoœæ wydzielania immunosupresyjnych cytokin [23]. Oczywiœcie, komórki multipotencjalne szpiku (MASC) maj¹c zdolnoœæ do wielokierunkowego ró nicowania, równie mog¹ przekszta³caæ siê w kardiomiocyty i byæ aplikowane w sercu, te sytuacje utrudnia fakt braku swoistych markerów dla ich jednoznacznej identyfikacji [44]. Zachêcaj¹ce wyniki badañ przedklinicznych przy u yciu ró nych podtypów uzyskiwanych komórek szpikowych wywo³a³y seriê prób klinicznych (co najmniej kilkadziesi¹t), zw³aszcza w zawa³ach œwie ych i zw³aszcza u pacjentów ze schorzeniami naczyñ wieñcowych, a dotychczas uzyskane wyniki zostan¹ poddane interpretacji w podrozdziale poœwiêconym badaniom klinicznym [1, 12] Komórki macierzyste krwi pêpowinowej oraz ³o yska Osobna kategoria komórek to komórki macierzyste z tzw. narz¹dów przejœciowych. o ysko i/lub naczynia pêpowinowe s¹ obfitym Ÿród³em komórek macierzystych, jednak w obu przypadkach, co najwy ej stanowi¹ nie do koñca zidentyfikowan¹ ich mieszaninê. Na przyk³ad krew pêpowinowa jest w zasadzie mieszanin¹ podobn¹ do tej w przypadku opisywanych komórek szpikowych, w której znajduj¹ siê komórki o potencjale hematopoetycznym, mezenchymalnym, a tak e multipotencjalnym oraz (nie do koñca udowodnionej) puli komórek pluripotencjalnych. W przypadku komórek macierzystych pochodz¹cych z ³o yska, sprawê komplikuje fakt wieku (ci¹ owego) ³o yska oraz dualizm ich pochodzenia, tj. matczynego i p³odowego. Próby z u yciem tych komórek do regeneracji miêœnia sercowego s¹ do tej pory nieliczne i limitowane z podanych wzglêdów Progenitorowe komórki macierzyste tkanki t³uszczowej Tkanka t³uszczowa jest obfitym i ³atwo dostêpnym Ÿród³em komórek macierzystych organizmu doros³ego (ASC), które mog¹ zostaæ wykorzystane do regeneracji

7 KOMÓRKI MACIERZYSTE W REGENERACJI MIÊŒNIA SERCOWEGO 215 miêœnia sercowego. Oprócz komórek linii adipocytopochodnej, tkanka t³uszczowa zawiera komórki o charkterystyce mezenchymalnej (MSC) oraz progenitorowej endotelialnej (EPC). Podobnie jak w przypadku komórek pochodzenia szpikowego, komórki mezenchymalne tkanki t³uszczowej mog¹ ró nicowaæ siê w kardiomiocyty i komórki œródb³onka [24, 25]. Dane eksperymentalne sugeruj¹, e uzyskane z tkanki t³uszczowej MSC mog¹ implantowaæ do miokardium, nabywaæ fenotyp miêœnia sercowego w tkance pozawa³owej i polepszaæ funkcjê miêœnia sercowego [15], jednak ich potencja³ terapeutyczny w porównaniu z komórkami MSC z innych Ÿróde³ pozostaje nie do koñca okreœlony Progenitorowe komórki miêœnia sercowego CSC W miêœniu sercowym doros³ego organizmu ludzkiego (a tak e i innych ssaków) wyodrêbniono pulê komórek macierzystych [5], których pochodzenie nie do koñca jednak pozostaje wyjaœnione (rezerwa tkankowa?, kr¹ ¹ce komórki szpikowe?, pozosta³oœæ po okresie rozwojowym?). Szereg autorów wykazuje obecnoœæ CSC (ang. Cardiac Stem Cells) lub CPC (ang. Cardiac Progenitor Cells), które maj¹ zdolnoœæ do samoodnowy, daj¹ siê klonowaæ oraz ró nicowaæ w ró ne podtypy kardiomiocyta, miêœni g³adkich czy komórek œródb³onka [4]. Komórki te identyfikuje siê markerami c-kit (u ssaków) oraz sca-1 (u myszy) i podlegaj¹ one propagacji oraz ró nicowaniu w hodowli in vitro. Progenitorowe komórki serca izoluje siê zwykle po interwencji chirurgicznej lub te z biopsji endomiokardialnej, a nastêpnie dokonuje siê ich ekspansji ex vivo. W modelach eksperymentalnych (przedklinicznych) z zaindukowanym zawa³em, mobilizuje siê i implantuje CPC, które nastêpnie nabywaj¹ fenotyp dojrza³ego miêœnia sercowego lub te naczyniowy (œródb³onkowy) w pozawa³owym miokardium, polepszaj¹c jego funkcjê [8] Mioblasty szkieletowe lub komórki macierzyste pochodzenia miogennego MDSC Nazwa mioblasty szkieletowe jest obecnie sformu³owaniem myl¹cym, poniewa s¹ to w³aœciwie komórki satelitowe le ¹ce pomiêdzy blaszk¹ podstawow¹ a sarkolemm¹ miêœnia szkieletowego, s¹ wiêc faktyczn¹ rezerw¹ tkankow¹, natomiast komórki MDSC (ang. Muscle-Derived Stem Cells) lub mioblasty (aktywowane) stanowi¹ poszczególne stadia ró nicowania komórek satelitowych. Zwykle pozyskuje siê je drog¹ biopsji miêœniowej, a nastêpnie izoluje i poddaje propagacji ex vivo dla uzyskania wystarczaj¹cych liczebnoœci komórek, adekwatnych do celów implantacji [20], najczêœciej autologicznych. Mioblasty szkieletowe sta³y siê zw³aszcza atrakcyjnym modelem przeszczepowym dla regeneracji pozawa³owego miokardium, poniewa modele przedkliniczne wskazywa³y, e transplantowane komórki tworz¹ skuteczny przeszczep w miêœniu sercowym, ró nicuj¹ siê (in situ) w kierunku miotubul oraz poprawiaj¹ funkcjê (hemodynamikê) pozawa³owego miêœnia sercowego, dostarczaj¹c elementu kurczliwego w obszarze blizny pozawa³owej [16, 39]. Te pocz¹tkowe, zachêcaj¹ce dane wytyczy³y drogê dla pierwszych prób klinicznych, zainicjowanych na pocz¹tku stulecia w formule I fazy badañ klinicznych [14], które zosta³y podjête

8 216 M. KURPISZ tak e przez zespo³y badawczo-kliniczne w naszym kraju [33, 34]. Pocz¹tkowo mioblastom, stosowanym w próbach klinicznych towarzyszy³y zabiegi pomostowania aortalno-wieñcowego, przez co wp³yw samego mioblasta na regeneracjê miokardium by³ niejasny. Do tej pory wykonano ponad 25 ró nych prób klinicznych [30], a pocz¹tkowy entuzjazm, jaki wzbudza³o stosowanie autologicznych mioblastów, zosta³ wyt³umiony skutkami ubocznymi w postaci pojawiania siê uporczywych arytmii, w wyniku obni enia ekspresji genów, decyduj¹cych o po³¹czeniach szczelinowych (koneksyna 43) pomiêdzy kardiomiocytami narz¹du biorczego a przesiedlonymi autologicznymi mioblastami. Obecnie, próby modyfikacji genetycznej mioblastów przez nadekspresjê genu koneksyny 43 wykaza³y w sytuacjach modelowych (przedklinicznych), prawid³owoœæ tego toru myœlenia [28] i wydaje siê, e mioblasty po pewnych modyfikacjach stan¹ siê na powrót atrakcyjnymi kandydatami, które bez transró nicowania dostarczaj¹ naturalnych elementów kurczliwych w uleg³ej atrofii tkance pozawa³owego miokardium. 4. SPOSÓB PODAWANIA KOMÓREK MACIERZYSTYCH DO MIEJSCA DOCELOWEGO Sukces terapii komórkowej zale y od wytworzenia przeszczepu w miejscu œciœle okreœlonym i newralgicznym dla regeneracji danego narz¹du oraz od prze ycia jak najwiêkszej liczby zaimplantowanych komórek. Ponadto brak znajomoœci fizjologii komórek, skorelowany z nietrafionym sposobem podania, mo e wywo³aæ lub spotêgowaæ niekorzystne skutki uboczne (zarówno lokalne, jak i systemowe). Zatem, sposób podania zale y od charakterystyki wybranej populacji komórek macierzystych i œrodowiska danego narz¹du podlegaj¹cego naprawie. W pierwszej serii badañ przedklinicznych (ostry zawa³ serca) wydawa³o siê, e podwy szone sygna³y 'zasiedlania' komórek macierzystych wyp³ywaj¹ z uszkodzonego narz¹du przez czynnik 'kotwicz¹cy' komórki, tj. SDF-1 (ang. Stromal Derived Factor), rozpoznaj¹cy chemoatrakcyjne struktury receptorowe. Z kolei naczyniowoœródb³onkowy czynnik wzrostu (VEGF) umo liwia przenikanie komórek przez œcianê naczyniow¹, ich migracjê oraz retencjê w pozawa³owym miokardium [36]. St¹d pocz¹tkowo preferowano drogê do yln¹ podawania tych komórek. Wkrótce jednak okaza³o siê, e gradienty wytwarzane przez ligand SDF-1 oraz receptory dla chemokin, nie s¹ u cz³owieka wystarczaj¹co aktywne, aby wychwytywaæ w uszkodzonym narz¹dzie np. komórki ze szpiku, podane w odleg³ym punkcie organizmu drog¹ naczyniow¹. Stosuj¹c system cewników, u ywany pierwotnie dla celów koronarografii, zdecydowano siê na podawanie komórek drog¹ naczyñ wieñcowych, najchêtniej tych, które zaopatruj¹ miejsce pozawa³owe, przez co dla komórek mog¹cych przenikaæ naczynia (np. pochodzenia szpikowego BMSC lub MSC), sposób ten sta³ siê obowi¹zuj¹cy. Nadal otwart¹ spraw¹ pozostaje optymalizacja sposobu podawania komórek, które nie maj¹ zdolnoœci przenikania przez naczynia (np. mioblast). W tym przypadku

9 KOMÓRKI MACIERZYSTE W REGENERACJI MIÊŒNIA SERCOWEGO 217 komórki mo na podawaæ intramiokardialnie, albo pos³uguj¹c siê systemem nawigacji NOGA, wzglêdnie przy okazji pomostowania aortalno-wieñcowego (wstrzykniêcie bezpoœrednie) lub drog¹ minitorakotomii itp. Dla pacjentów z przewlek³ymi stanami niedokrwienia, sygna³y do zasiedlania mog¹ okazaæ siê zbyt s³abe, tak wiêc drogi systemowego podania do ylnego lub dowieñcowego zaopatrz¹ miokardium w komórki macierzyste, w nader ograniczonym zakresie (zaledwie do kilku procent z populacji wyjœciowej). W tym przypadku drogi bezpoœredniego podania intramiokardialnego, przy okazji interwencji chirurgicznej (pomostowanie), czy te endokardialne przy pomocy cewników, pozostaj¹ metodami z wyboru. Zw³aszcza system NOGA, z trójwymiarowym elektromechanicznym uk³adem mapuj¹cym, gwarantuje dotarcie cewnika wraz z komórkami do precyzyjnie wyznaczonego miejsca docelowego i ka dym typem komórki. Bezpoœrednie podawanie komórek w s¹siedztwo blizny pozawa³owej staje siê kwestionowan¹ procedur¹. Komórki nie maj¹ tu warunków dla ró nicowania (poprzez brak s¹siedztwa z kardiomiocytami), nieadekwatne jest zaopatrzenie naczyniowe, jak równie brakuje komórek docelowych dla czynników parakrynowych (kardiomiocyty czy te rezyduj¹ce CPC). Tak e implantuj¹c komórki w bliskoœci blizny, prowokujemy ryzyko arytmii [11]. Rozwa a siê przeto u ycie podejœæ bioin ynieryjnych, takich jak stosowanie ³at, wk³adek biologicznych czy te macierzy pozakomórkowych, by polepszyæ prze ywalnoœæ, zasiedlenie i ró nicowanie [38], jednak brakuje prób klinicznych potwierdzaj¹cych s³usznoœæ takiego podejœcia badawczego. 5. PRÓBY KLINICZNE Od pocz¹tku wieku przeprowadzono stosunkowo du ¹ liczbê prób klinicznych (faza I/II), czêsto randomizowanych, jednak na stosunkowo ma³¹ skalê (liczebnie) w zawa³ach œwie ych i odleg³ych. W przypadku wykorzystania komórek pochodzenia szpikowego, zarejestrowano ponad 75 opublikowanych prób z tego zakresu, a z u yciem mioblastów o ok. po³owê mniej. Przyjrzyjmy siê opracowaniom zbiorczym podsumowuj¹cym dotychczas wykonane próby kliniczne [1, 12, 30] Próby kliniczne w zawa³ach ostrych U takich pacjentów zwykle wykonuje siê randomizowane próby kliniczne z podaniem dowieñcowym autologicznych komórek szpikowych. Najczêœciej pacjenci ci przechodz¹ tzw. koronaroplastykê naczynia zaopatruj¹cego miejsce zawa³u z wszczepieniem stentu. Dotychczas wykonane próby (komórki szpikowe) dostarczaj¹ kontrowersyjnych danych pos³uguj¹c siê ma³ymi populacjami pacjentów (zwykle poni ej 200) i ró ni¹ siê dawk¹ i preparatyk¹ podawanych komórek, czasem implantacji (od dokonanego zawa³u) i ocen¹ funkcji miêœnia sercowego. Co najwa - niejsze, jak dot¹d przy podawaniu komórek pochodzenia szpikowego, nie wykryto powa niejszych skutków ubocznych.

10 218 M. KURPISZ W wyniku przeprowadzonych meta-analiz (z grup¹ randomizowanych pacjentów) stwierdzono potencjalne korzyœci dowieñcowego podawania komórek szpikowych (BMSC), poprawiaj¹cych w zawale ostrym frakcjê wyrzutow¹ lewej komory o ok. 3 4% (poprawa umiarkowana, ale statystycznie znamienna) oraz niewielkie pomniejszenie wielkoœci blizny pozawa³owej i wymiarów lewej komory (zmniejszenie remodelingu lewej komory) [1]. Poprawa ta jest porównywalna z polepszeniem frakcji wyrzutowej EF (ang. Ejection Fraction) stwierdzanym w badaniu REPAIR-AMI (Remodeling in Acute Myocardial Infarction) [29]. Korzyœci terapii z u yciem komórek macierzystych s¹ wiêksze w przypadkach powa niejszej dysfunkcji lewej komory, aczkolwiek podsumowuj¹c uzyskane wyniki, mo na pokusiæ siê o wniosek, e poprawa hemodynamiki serca w wyniku terapii za pomoc¹ komórek macierzystych jest ogólnie porównywalna z wynikami uzyskiwanymi przy u yciu innych procedur, jak np. reperfuzja, stosowanie inhibitorów enzymatycznych konwertuj¹cych angiotensynê, blokuj¹cych receptory angiotensynowe i inne [26]. Obecnie kontynuowane s¹ próby kliniczne (SWISS-AMI, BOOST-2) na wiêksz¹ skalê, które z pewnoœci¹ zweryfikuj¹ dotychczasowe meta-analizy i byæ mo e dostarcz¹ nowych danych na temat optymalnego czasu i dawki podawanych komórek Próby kliniczne w przewlek³ym niedokrwieniu miokardium Jak dot¹d, tylko kilka ma³ych, randomizowanych, kontrolowanych prób klinicznych, zarejestrowano z u yciem komórek macierzystych przy leczeniu dusznicy opornej na leczenie (w wyniku przewlek³ego niedotlenienia miokardium). W próbach tych wykorzystywano komórki szpikowe wprowadzaj¹c je bezpoœrednio do miokardium za pomoc¹ trójwymiarowego mapowania elektromechanicznego (NOGA), prowadz¹cego kateter [21, 41]. Losordo i wsp. testowali trzy dawki preparatu G-CSF mobilizuj¹cego ze szpiku komórki o fenotypie CD34 +. Demonstrowali oni trend obni aj¹cy czêstoœæ ataków dusznoœci oraz zwiêkszonej zdolnoœci do æwiczeñ, jakkolwiek bez adnych zmian w perfuzji badanej przy u yciu SPECT [10]. Inne dwie próby kliniczne z wykorzystaniem jednoj¹drzastych komórek szpikowych wykaza³y znamienne, ale umiarkowane polepszenie zdolnoœci do wysi³ku fizycznego, jak równie podwy szenie frakcji wyrzutowej lewej komory (LVEF) [42,43]. Tak e znamienne polepszenie wyników w perfuzji ocenianej metod¹ SPECT zaobserwowano w badaniach Ramshorsta i wsp. [43]. Przyczyny kontrowersji nie zosta³y wyjaœnione, byæ mo e zwi¹zane jest to z heterogennoœci¹ badanych grup, dawk¹ u ytych komórek czy ró nicy w podejœciu metodologicznym do wyników uzyskanych z badania SPECT. Najwa niejsze, e w tych próbach klinicznych nie wykazano skutków ubocznych, w tym arytmii, wykonuj¹c bezpoœrednie intramiokardialne podania komórek. W ostatnich dwóch badaniach z u yciem oceny miêœnia sercowego za pomoc¹ rezonansu magnetycznego wskazano na podobny wzrost frakcji wyrzutowej (3 5%) z zastosowaniem dwóch ró nych prób implantacji komórek pochodzenia szpikowego [42, 43].

11 KOMÓRKI MACIERZYSTE W REGENERACJI MIÊŒNIA SERCOWEGO Próby kliniczne w kardiomiopatii niedokrwiennej podsumowanie Ukazuj¹ce siê ostatnio meta-analizy dotycz¹ce zastosowania komórek macierzystych w regeneracji miêœnia sercowego na tle choroby niedokrwiennej (zawa³ ostry lub odleg³y) wskazuj¹ na kilka interesuj¹cych faktów dotycz¹cych obserwacji frakcji wyrzutowej serca (EF), pomniejszenia pola zawa³u oraz zahamowania deformacji miêœnia sercowego. W istocie donosz¹ one o podobnych parametrach poprawy (>3% wzrasta frakcja wyrzutowa lewej komory i o ponad 3% zmniejsza siê obszar pozawa³owy) niezale nie od zastosowanych komórek szpikowych [1, 12]. Potwierdzaj¹ to tak e wyniki polskich autorów przedstawione w badaniach REGENT [40], którzy selekcjonowali macierzyste komórki szpikowe stosuj¹c marker CD34 + b¹dÿ te ca³¹ populacjê komórek jednoj¹drzastych szpiku, nie wykazali pomiêdzy ich dzia³aniem adnych ró nic. W meta-analizie przedstawionej przez Abel-Latif i wsp. [1] stosowano komórki szpikowe zarówno obejmuj¹ce jednoj¹drzaste komórki szpiku, jak i komórki mezenchymalne (tak e wystêpuj¹ce razem w mieszaninie) oraz pulê macierzystych komórek szpikowych pozyskanych z krwi obwodowej. W pracy tej dokonywano podania komórek szpikowych od 1 doby po zawale a do 80 miesiêcy po zawale. Wykazano pozytywny wp³yw implantowanych komórek szpikowych powy ej 5 dni od wyst¹pienia zawa³u, przy czym liczba komórek nie wp³ywa³a na polepszenie siê parametrów hemodynamicznych, podobnie jak droga podawania tych komórek. W zasadzie jednak w ponad 90% komórki szpikowe podaje siê do têtnicy wieñcowej, przez co analiza ró nic z podanymi intramiokardialnie komórkami szpikowymi nie mo e byæ w³aœciwie dokonana. Pozytywny efekt podawania macierzystych komórek szpikowych nie jest obserwowany natychmiast, ale narasta w 3 6 miesiêcy po podaniu, utrzymuj¹c siê zwykle przez 1 rok i zanikaj¹c po oko³o 18 miesi¹cach (ocena EF). Podawanie komórek szpikowych o charakterystyce CD133 + (hematopoetycznych szpiku) czy te tzw. mezenchymalnych komórek szpikowych, ze wzglêdu na ograniczon¹ liczbê prób klinicznych nie mo e stanowiæ jeszcze podstawy do wykonywania meta-analiz. W innej analizie statystycznej oceniano podawanie jednoj¹drzastych macierzystych komórek szpikowych (BMSC) [12]. Zwraca uwagê pozytywny efekt implantacji komórek (zawa³ œwie y) co najmniej po 7 dniach od dokonanego zawa³u. Poprawa parametrów hemodynamicznych serca w tej analizie wykaza³a zale noœæ od zastosowanej liczby komórek (>100x10 6 /podanie). Mierzona EF wzrasta³a w przedziale od 3 6 miesiêcy od podania, jakkolwiek punkt koñcowy poprawy nie zosta³ jeszcze wyznaczony w omawianych próbach. Przeprowadzone obie meta-analizy utrudnia fakt, e frakcja wyrzutowa (g³ówny oceniany parametr hemodynamiczny serca) by³a ustalana na podstawie badania echokardiograficznego, jak i rezonansu magnetycznego, jakkolwiek wiadomo, e badania te nie mo na uwa aæ za równie precyzyjne i sobie równowa ne Próby kliniczne w zastoinowej niewydolnoœci serca Do tej pory dwa randomizowane badania kliniczne wykonano w tej jednostce chorobowej (u ywaj¹c autologicznych komórek pochodzenia szpikowego lub mioblastów). W próbie klinicznej TOPCARE-CHD, pacjenci z zawa³em odleg³ym

12 220 M. KURPISZ (ponad 3 miesi¹ce) otrzymywali dowieñcowo komórki szpikowe lub kr¹ ¹ce (we krwi) macierzyste komórki progenitorowe. U pacjentów po implantacji komórek szpikowych (ale nie kr¹ ¹cych progenitorowych), wykazano umiarkowane aczkolwiek statystycznie znamienne podwy szenie (2,9%) frakcji EF [21], w 3 miesi¹ce po podaniu komórek i nie zaobserwowano istotnych zmian w rozmiarach lewej komory. U pacjentów z zastoinow¹ niewydolnoœci¹ serca, w wyniku ubytku kardiomiocytów po przebytym zawale, mo na oczekiwaæ, e implantacja komórek z zachowanymi w³aœciwoœciami kurczliwymi mo e doprowadziæ do repopulacji akinetycznego, uleg³ego atrofii miokardium, przywracaj¹c funkcjê mechaniczn¹ w tym regionie. Próby klinicznej z u yciem mioblastów szkieletowych dokonano na pacjentach z kardiomiopati¹ niedokrwienn¹ przy okazji zabiegu pomostowania aortalno-wieñcowego (bezpoœrednie wstrzykiwanie mioblastów na otwartym sercu). W tej próbie pod nazw¹ MAGIC (ang. Myoblast Autologous Grafting in Ischaemic Cardiomyopathy) dokonano oceny bezpieczeñstwa i efektywnoœci procedury podaj¹c 4x10 8 oraz 8x10 8 komórek versus placebo [37]. Z powodu niebezpieczeñstwa arytmogennego, u wszystkich pacjentów implantowano defibrylator-kardiowerter przed zabiegiem. Po 6 miesi¹cach nie wykryto jednak znamiennych ró nic w regionalnej b¹dÿ globalnej funkcji lewej komory, pos³uguj¹c siê metod¹ echokardio-graficzn¹, nie wykryto te znacz¹cych ró nic w indukowaniu arytmii w badanych 3 podgrupach. Jednak e u pacjentów otrzymuj¹cych wy sz¹ dawkê komórek macierzystych wykryto znacz¹cy (znamienny) spadek koñcowo-diastolicznej oraz koñcowosystolicznej objêtoœci serca, co sugeruje odwrócenie trendu niekorzystnego remodelingu miêœnia sercowego. 6. PODSUMOWANIE Stosowanie komórek macierzystych nadal uwa ane jest za atrakcyjn¹ metodê w medycynie regeneracyjnej. Obecne trudnoœci spowodowane s¹ brakiem mo liwoœci precyzyjnego ich fenotypowania, przez co du a liczba wykonywanych prób klinicznych staje siê nieporównywalna z prowadzonymi meta-analizami. Z drugiej strony trwaj¹ prace nad dramatyczn¹ popraw¹ odsetka osiedlania tych komórek w miejscu docelowym, obecnie niewielkie ich odsetki, które 'kotwiczone' s¹ w narz¹dach, co najwy ej 'skazane s¹' na czynnoœæ parakrynow¹, a nie zastêpcz¹ wobec zu ytych komórek czy patologicznych struktur. Modyfikacje genetyczne komórek macierzystych staj¹ siê nastêpn¹ modn¹ dziedzin¹ w d¹ eniu do poprawienia efektywnoœci komórek macierzystych, jak i prób¹ wykorzystania ich tropizmu w transportowaniu innych substancji. Liczba mo liwych wariantów implantacji komórek macierzystych zwiêksza siê wraz z nastêpnymi odkryciami i byæ mo e, tak jak w przypadku ustalenia optymalnego sk³adu dla leków chemioterapeutycznych w ubieg³ym stuleciu, musz¹ min¹æ dwie/trzy dekady upartych badañ w celu optymalizacji schematów leczniczych, wynikaj¹cych z prowadzonych terapii komórkowych u cz³owieka.

13 KOMÓRKI MACIERZYSTE W REGENERACJI MIÊŒNIA SERCOWEGO 221 LITERATURA [1] ABDEL-LATIF A, BOLLI R, TLEYJEH IM, MONTORI VM, PERIN EC, HORNUNG CA, ZUBA- SURMA EK, AL-MALLAH M, DAWN B. Adult bone marrow-derived cells for cardiac repair: a systematic review and meta-analysis. Arch Intern Med 2007; 167: [2] AMADO LC, SALIARIS AP, SCHULERI KH, ST JOHN M, XIE JS, CATTANEO S, DURAND DJ, FITTON T, KUANG JQ, STEWART G, LEHRKE S, BAUMGARTNER WW, MARTIN BJ, HELDMAN AW, HARE JM. Cardiac repair with intramyocardial injection of allogeneic mesenchymal stem cells after myocardial infarction. Proc Natl Acad Sci USA 2005; 102: [3] ASAHARA T, MUROHARA T, SULLIVAN A, SILVER M, VAN DER ZEE R, LI T, WITZENBICHLER B, SCHATTEMAN G, ISNER JM. Isolation of putative progenitor endothelial cells for angiogenesis. Science 1997; 275: [4] BELTRAMI AP, BARLUCCHI L, TORELLA D, BAKER M, LIMANA F, CHIMENTI S, KASAHARA H, ROTA M, MUSSO E, URBANEK K, LERI A, KAJSTURA J, NADAL-GINARD B, ANVERSA P. Adult cardiac stem cells are multipotent and support myocardial regeneration. Cell 2003; 114: [5] BERGMANN O, BHARDWAJ RD, BERNARD S, ZDUNEK S, BARNABÉ-HEIDER F, WALSH S, ZUPI- CICH J, ALKASS K, BUCHHOLZ BA, DRUID H, JOVINGE S, FRISÉN J. Evidence for cardiomyocyte renewal in humans. Science 2009; 324: [6] HABIB M, CASPI O, GEPSTEIN L. Human embryonic stem cells for cardiomyogenesis. J Mol Cell Cardiol 2008; 45: [7] HE JQ, MA Y, LEE Y, THOMSON JA, KAMP TJ. Human embryonic stem cells develop into multiple types of cardiac myocytes: action potential characterization. Circ Res 2003; 93: [8] KAJSTURA J, URBANEK K, ROTA M, BEARZI C, HOSODA T, BOLLI R, ANVERSA P, LERI A. Cardiac stem cells and myocardial disease. J Mol Cell Cardiol 2008; 45: [9] KEHAT I, KENYAGIN-KARSENTI D, SNIR M, SEGEV H, AMIT M, GEPSTEIN A, LIVNE E, BINAH O, ITSKOVITZ-ELDOR J, GEPSTEIN L. Human embryonic stem cells can differentiate into myocytes with structural and functional properties of cardiomyocytes. J Clin Invest 2001; 108: [10] LOSORDO DW, SCHATZ RA, WHITE CJ, UDELSON JE, VEERESHWARAYYA V, DURGIN M, POH KK, WEINSTEIN R, KEARNEY M, CHAUDHRY M, BURG A, EATON L, HEYD L, THORNE T, SHTURMAN L, HOFFMEISTER P, STORY K, ZAK V, DOWLING D, TRAVERSE JH, OLSON RE, FLANAGAN J, SODANO D, MURAYAMA T, KAWAMOTO A, KUSANO KF, WOLLINS J, WELT F, SHAH P, SOUKAS P, ASAHARA T, HENRY TD. Intramyocardial transplantation of autologous CD34 + stem cells for intractable angina: a phase I/IIa double-blind, randomized controlled trial. Circulation 2007; 115: [11] MACIA E, BOYDEN PA. Stem cell therapy is proarrhythmic. Circulation 2009; 119: [12] MARTIN-RENDON E, BRUNSKILL SJ, HYDE CJ, STANWORTH SJ, MATHUR A, WATT SM. Autologous bone marrow stem cells to treat acute myocardial infarction: a systematic review. Eur Heart J 2008; 29: [13] MAURITZ C, SCHWANKE K, REPPEL M, NEEF S, KATSIRNTAKI K, MAIER LS, NGUEMO F, MENKE S, HAUSTEIN M, HESCHELER J, HASENFUSS G, MARTIN U. Generation of functional murine cardiac myocytes from induced pluripotent stem cells. Circulation 2008; 118: [14] MENASCHÉ P, HAGÉGE AA, SCORSIN M, POUZET B, DESNOS M, DUBOC D, SCHWARTZ K, VILQUIN JT, MAROLLEAU JP. Myoblast transplantation for heart failure. Lancet 2001; 357: [15] MIYAHARA Y, NAGAYA N, KATAOKA M, YANAGAWA B, TANAKA K, HAO H, ISHINO K, ISHIDA H, SHIMIZU T, KANGAWA K, SANO S, OKANO T, KITAMURA S, MORI H. Monolayered mesenchymal stem cells repair scarred myocardium after myocardial infarction. Nat Med 2006; 12: [16] MURRY CE, WISEMAN RW, SCHWARTZ SM, HAUSCHKA SD. Skeletal myoblast transplantation for repair of myocardial necrosis. J Clin Invest 1996; 98: [17] NYGREN JM, JOVINGE S, BREITBACH M, SÄWÉN P, RÖLL W, HESCHELER J, TANEERA J, FLEISCHMANN BK, JACOBSEN SE. Bone marrow-derived hematopoietic cells generate cardiomyocytes at a low frequency through cell fusion, but not transdifferentiation. Nat Med 2004; 10: [18] OKITA K, ICHISAKA T, YAMANAKA S. Generation of germline-competent induced pluripotent stem cells. Nature 2007; 448:

14 222 M. KURPISZ [19] ORLIC D, KAJSTURA J, CHIMENTI S, BODINE DM, LERI A, ANVERSA P. Bone marrow stem cells regenerate infarcted myocardium. Nature 2001; 410: [20] PAGANI FD, DERSIMONIAN H, ZAWADZKA A, WETZEL K, EDGE AS, JACOBY DB, DINSMORE JH, WRIGHT S, ARETZ TH, EISEN HJ, AARONSON KD. Autologous skeletal myoblasts transplanted to ischemia-damaged myocardium in humans. Histological analysis of cell survival and differentiation. Am Coll Cardiol 2003; 41: [21] PERIN EC, DOHMANN HF, BOROJEVIC R, SILVA SA, SOUSA AL, MESQUITA CT, ROSSI MI, CARVALHO AC, DUTRA HS, DOHMANN HJ, SILVA GV, BELÉM L, VIVACQUA R, RANGEL FO, ESPORCATTE R, GENG YJ, VAUGHN WK, ASSAD JA, MESQUITA ET, WILLERSON JT. Transendocardial, autologous bone marrow cell transplantation for severe, chronic ischemic heart failure. Circulation 2003; 107: [22] PITTENGER MF, MACKAY AM, BECK SC, JAISWAL RK, DOUGLAS R, MOSCA JD, MOORMAN MA, SIMONETTI DW, CRAIG S, MARSHAK DR. Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science 1999; 284: [23] PITTENGER MF, MARTIN BJ. Mesenchymal stem cells and their potential as cardiac therapeutics. Circ Res 2004; 95: [24] PLANAT-BÉNARD V, MENARD C, ANDRÉ M, PUCEAT M, PEREZ A, GARCIA-VERDUGO JM, PÉNICAUD L, CASTEILLA L. Spontaneous cardiomyocyte differentiation from adipose tissue stroma cells. Circ Res 2004; 94: [25] PLANAT-BENARD V, SILVESTRE JS, COUSIN B, ANDRÉ M, NIBBELINK M, TAMARAT R, CLER- GUE M, MANNEVILLE C, SAILLAN-BARREAU C, DURIEZ M, TEDGUI A, LEVY B, PÉNICAUD L, CASTEILLA L. Plasticity of human adipose lineage cells toward endothelial cells: physiological and therapeutic perspectives. Circulation 2004; 109: [26] REFFELMANN T, KÖNEMANN S, KLONER RA. Promise of blood- and bone marrow-derived stem cell transplantation for functional cardiac repair: putting it in perspective with existing therapy. J Am Coll Cardiol 2009; 53: [27] REYES M, DUDEK A, JAHAGIRDAR B, KOODIE L, MARKER PH, VERFAILLIE CM. Origin of endothelial progenitors in human postnatal bone marrow. J Clin Invest 2002; 109: [28] ROELL W, LEWALTER T, SASSE P, TALLINI YN, CHOI BR, BREITBACH M, DORAN R, BECHER UM, HWANG SM, BOSTANI T, VON MALTZAHN J, HOFMANN A, REINING S, EIBERGER B, GABRIS B, PFEIFER A, WELZ A, WILLECKE K, SALAMA G, SCHRICKEL JW, KOTLIKOFF MI, FLEISCHMANN BK. Engraftment of connexin 43-expressing cells prevents post-infarct arrhythmia. Nature 2007; 450: [29] SCHÄCHINGER V, ERBS S, ELSÄSSER A, HABERBOSCH W, HAMBRECHT R, HÖLSCHERMANN H, YU J, CORTI R, MATHEY DG, HAMM CW, SÜSELBECK T, ASSMUS B, TONN T, DIMMELER S, ZEIHER AM; REPAIR-AMI INVESTIGATORS. Intracoronary bone marrow-derived progenitor cells in acute myocardial infarction. N Engl J Med 2006; 355: [30] SEIDEL M, BORCZYÑSKA A, ROZWADOWSKA N, KURPISZ M. Cell-based therapy for heart failure: skeletal myoblasts. Cell Transplant 2009; Apr 6. pii: CT [Epub ahead of print] [31] SHANTSILA E, WATSON T, TSE HF, LIP GY. New insights on endothelial progenitor cell subpopulations and their angiogenic properties. J Am Coll Cardiol 2008; 51: [32] SHI Q, RAFII S, WU MH, WIJELATH ES, YU C, ISHIDA A, FUJITA Y, KOTHARI S, MOHLE R, SAUVAGE LR, MOORE MA, STORB RF, HAMMOND WP. Evidence for circulating bone marrowderived endothelial cells. Blood 1998; 92: [33] SIMINIAK T, FISZER D, JERZYKOWSKA O, GRYGIELSKA B, ROZWADOWSKA N, KA MUCKI P, KURPISZ M. Percutaneous trans-coronary-venous transplantation of autologous skeletal myoblasts in the treatment of post-infarction myocardial contractility impairment: the POZNAN trial. Eur Heart J 2005; 26: [34] SIMINIAK T, KALAWSKI R, FISZER D, JERZYKOWSKA O, RZEZNICZAK J, ROZWADOWSKA N, KURPISZ M. Autologous skeletal myoblast transplantation for the treatment of postinfarction myocardial injury: phase I clinical study with 12 months of follow-up. Am Heart J 2004; 148: [35] SIU CW, MOORE JC, LI RA. Human embryonic stem cell-derived cardiomyocytes for heart therapies. Cardiovasc Hematol Disord Drug Targets 2007; 7: [36] SMART N, RILEY PR. The stem cell movement. Circ Res 2008; 102:

15 KOMÓRKI MACIERZYSTE W REGENERACJI MIÊŒNIA SERCOWEGO 223 [37] SORRENTINO SA, BAHLMANN FH, BESLER C, MÜLLER M, SCHULZ S, KIRCHHOFF N, DOER- RIES C, HORVÁTH T, LIMBOURG A, LIMBOURG F, FLISER D, HALLER H, DREXLER H, LAND- MESSER U. Oxidant stress impairs in vivo reendothelialization capacity of endothelial progenitor cells from patients with type 2 diabetes mellitus: restoration by the peroxisome proliferator-activated receptor-gamma agonist rosiglitazone. Circulation 2007; 116: [38] SUURONEN EJ, KURAITIS D, RUEL M. Improving cell engraftment with tissue engineering. Semin Thorac Cardiovasc Surg 2008; 20: [39] TAYLOR DA, ATKINS BZ, HUNGSPREUGS P, JONES TR, REEDY MC, HUTCHESON KA, GLOWER DD, KRAUS WE. Regenerating functional myocardium: improved performance after skeletal myoblast transplantation. Nat Med 1998; 4: [40] TENDERA M, WOJAKOWSKI W, RUZY O W, CHOJNOWSKA L, KEPKA C, TRACZ W, MUSIA- EK P, PIWOWARSKA W, NESSLER J, BUSZMAN P, GRAJEK S, BREBOROWICZ P, MAJKA M, RATAJCZAK MZ; REGENT INVESTIGATORS. Eur Heart J 2009; 30: [41] TSE HF, KWONG YL, CHAN JK, LO G, HO CL, LAU CP. Angiogenesis in ischaemic myocardium by intramyocardial autologous bone marrow mononuclear cell implantation. Lancet 2003; 361: [42] TSE HF, THAMBAR S, KWONG YL, ROWLINGS P, BELLAMY G, MCCROHON J, THOMAS P, BASTIAN B, CHAN JK, LO G, HO CL, CHAN WS, KWONG RY, PARKER A, HAUSER TH, CHAN J, FONG DY, LAU CP. Prospective randomized trial of direct endomyocardial implantation of bone marrow cells for treatment of severe coronary artery diseases (PROTECT-CAD trial). Eur Heart J 2007; 28: [43] VAN RAMSHORST J, BAX JJ, BEERES SL, DIBBETS-SCHNEIDER P, ROES SD, STOKKEL MP, DE ROOS A, FIBBE WE, ZWAGINGA JJ, BOERSMA E, SCHALIJ MJ, ATSMA DE. Intramyocardial bone marrow cell injection for chronic myocardial ischemia: a randomized controlled trial. JAMA 2009; 301: [44] YOON YS, WECKER A, HEYD L, PARK JS, TKEBUCHAVA T, KUSANO K, HANLEY A, SCADOVA H, QIN G, CHA DH, JOHNSON KL, AIKAWA R, ASAHARA T, LOSORDO DW. Clonally expanded novel multipotent stem cells from human bone marrow regenerate myocardium after myocardial infarction. J Clin Invest 2005; 115: Prof. dr hab. Maciej Kurpisz Instytut Genetyki Cz³owieka PAN ul. Strzeszyñska 32, Poznañ kurpimac@man.poznan.pl