niehematologicznych-stan wiedzy w 2011 roku. układu chrzęstno-kostnego i narządów miąższowych.

Transkrypt

1 Andrzej Brzozowski Perspektywy leczniczego zastosowania komórek macierzystych szpiku w chorobach niehematologicznych-stan wiedzy w 2011 roku. Uniwerytet Medyczny w Lublinie,Klinika Hematoonkologii i Transplantacji Szpiku SPSK1 w Lublinie. Kierownik: Prof. dr hab. med. Anna Dmoszyńska Słowa kluczowe: krwiotwórcze komórki macierzyste szpiku, mezenchymalne komórki macierzyste, choroby serca, choroby neurologiczne, choroby mięśni szkieletowych, regeneracja układu chrzęstno-kostnego i narządów miąższowych. Key words: haematopoietic bone marrow stem cells, mesenchymal stem cells (MSCs), cardiac diseases, neurological diseases, muscle diseases, bone, cartilage and parenchymal organs regeneration. STRESZCZENIE: W ostatnich latach ukazało się wiele prac donoszących o udziale komórek macierzystych szpiku w odnowie tkanek niehematopoetycznych, takich jak kości, chrząstka, mięśnie, wątroba lub tkanka nerwowa. Uważa się, że komórki te są wielopotencjalne i mogą zarówno namnażać się jak i różnicować w rozmaite tkanki. Komórki macierzyste pochodzące ze szpiku mogą być zastosowane w terapii różnych chorób jako źródło nowych komórek potrzebnych dla regeneracji i poprawy funkcji uszkodzonych tkanek. SUMMARY: During the past few years numerous articles have reported that bone marrow contains stem cells which could participate in reneval of different non-haematopoietic tissues, including bone, cartilage, muscle, liver and neural tissue. These stem cells are thought to be multipotent cells that are able to self-reneval and differentiate into various tissues. Bone marrow derived stem cells could be used in therapy of many diseases as a source of new cells for replacing, repairing or enhancing function of damaged tissues. 1

2 Komórka macierzysta jest to komórka mająca zdolność różnicowania i dojrzewania w różne morfologicznie i czynnościowo komórki przez całe życie organizmu. W odpowiednich warunkach lub pod wpływem określonych bodźców komórka macierzysta ulega podziałom i różnicowaniu w wiele różnych typów komórek tworzących organizm. Unikalną cechą tej komórki jest jej zdolność do samoodnawiania się, czyli klonowania samej siebie. Komórki macierzyste można pozyskiwać z tkanek embrionalnych (40), krwi pępowinowej (10) lub tkanek dojrzałego organizmu (48).Wobec kontrowersji natury etycznej oraz prawnej dotyczących pobierania komórek macierzystych z embrionów (66), izolowanie tych komórek z tkanek ludzkich w okresie postnatalnym może stać się wkrótce alternatywnym źródłem komórek macierzystych dla celów badawczych i terapeutycznych (7, 30, 56). Wiele opublikowanych dotychczas prac badawczych podaje, iż komórki macierzyste pochodzące z dojrzałych tkanek zwierzęcych i ludzkich ( w literaturze anglojęzycznej określane jako adult stem cells ) są zdolne różnicować się w tkanki o odmiennym pochodzeniu embrionalnym (31, 34, 43). Ta właściwość komórek macierzystych nazywana jest plastycznością (ang. plasticity) (17, 18, 21). Możliwość wykorzystania komórek macierzystych pochodzących ze szpiku do regeneracji tkanek uszkodzonych lub zmienionych chorobowo stała się w ostatnich latach przedmiotem licznych badań na zwierzętach oraz pionierskich eksperymentów klinicznych. Komórki macierzyste szpiku kostnego w regeneracji układu sercowo-naczyniowego. Możliwe jest wyizolowanie linii komórek kardiomiogennych wywodzących się z komórek macierzystych szpiku kostnego. W warunkach hodowli z dodatkiem 5 - azacytydyny komórki macierzy szpiku kostnego różnicują się w komórki o morfologii 2

3 zbliżonej do fibroblasta, a w kolejnych pasażach różnicują się kardiomiocyty. Kardiomiocyty wywodzące się z tej linii komórkowej mają fenotyp i cechy elektrofizjologiczne właściwe dla kardiomiocytów płodowych (33, 36). Autologiczna transplantacja komórek macierzystych szpiku kostnego w miejsce blizny pozawałowej prowadzi do poprawy funkcji uszkodzonego wskutek niedokrwienia mięśnia sercowego. Badania na modelu zwierzęcym wykazały, iż mezenchymalne komórki macierzyste szpiku implantowane w strefę blizny pozawałowej różnicują się w kardiomiocyty oraz promują neoangiogenezę w strefie niedokrwienia (64). Jest wielce prawdopodobne, iż jednojądrzaste komórki CD34+ różnicują się w komórki śródbłonka biorące udział w neoangiogenezie (2,6, 54).Udział komórek macierzystych w formowaniu struktur naczyniowych może być efektywnie wykorzystany dla neowaskularyzacji niedokrwionych tkanek. Miejscowe podanie jednojądrzastych komórek izolowanych ze szpiku kostnego do mięśni niedokrwionej kończyny królika skutkowało nowotworzeniem naczyń i powstaniem funkcjonalnego krążenia obocznego(53). Po dosercowym podaniu progenitorowych komórek śródbłonka (EPCs-Endothelial Progenitor Cells) wyizolowanych z krwi obwodowej, a pierwotnie pochodzących ze szpiku, uzyskano znaczącą poprawę przepływu krwi i wzrost gęstości kapilarów w kończynach myszy z wrodzonym upośledzeniem procesu angiogenezy (25).Podane dożylnie EPCs różnicują się w dojrzałe komórki śródbłonka i uczestniczą w nowotworzeniu naczyń w strefie zawału mięśnia sercowego u szczurów (27).Mobilizacja progenitorowych komórek śródbłonkowych zachodzi pod wpływem bodźców endogennych jak i po egzogennym podaniu czynników wzrostowych, np.gm-csf, VEGF (59, 3). Neoangiogeneza w niedokrwionym obszarze mięśnia sercowego hamuje apoptozę kardiomiocytów i niekorzystną przebudowę strukturalną żywotnej tkanki sercowej oraz poprawia funkcje hemodynamiczne serca (28). Dla właściwego różnicowania transplantowanych komórek macierzystych szczególne znaczenie ma otaczające je mikrośrodowisko z szerokim spektrum molekularnych sygnałów 3

4 (26, 69). Ludzkie mezenchymalne komórki macierzyste transplantowane do mięśnia sercowego myszy różnicują się w kardiomiocyty fenotypowo odpowiadające kardiomiocytom biorcy (62).Podanie czynników stymulujących wzrost takich jak: SCF (Stem Cell Factor) i G-CSF(Granulocyte- Colony Stimulating Factor) prowadzi do mobilizacji ze szpiku do krwi znacznej liczby wielopotencjalnych komórek Lin-c-kit+, które uczestniczą w tworzeniu nowych kardiomiocytów w strefie zawału mięśnia sercowego u myszy (42). Wyniki badań klinicznych wskazują, że niedokrwienie tkanek wpływa na mobilizację śródbłonkowych komórek prekursorowych ze szpiku. U ludzi z ostrym epizodem niedokrwiennym mięśnia sercowego znamiennie statystycznie wzrasta liczba jednojądrzastych komórek CD34+ oraz osoczowy poziom naczyniowo-śródbłonkowego czynnika wzrostu (VEGF- Vascular Endothelial Growth Factor) we krwi obwodowej. Poziom osoczowy VEGF dodatnio koreluje z liczbą obecnych w krążeniu obwodowym komórek CD34+ (52). Badania przedkliniczne prowadzone przez Shake i wsp.(51) na zwierzęcym modelu zawału serca wykazały korzystny efekt implantacji komórek macierzystych szpiku w obręb tkanki serca objętej zawałem. Transplantacja MSCs zapobiegała niekorzystnej przebudowie miokardium i zmniejszała stopień pozawałowej dysfunkcji skurczowej mięśnia sercowego. Lecznicza neoangiogeneza z wykorzystaniem komórek macierzystych szpiku była przedmiotem badania pilotażowego oraz randomizowanego badania klinicznego, w którym uczestniczyli chorzy z niedokrwieniem kończyn dolnych spowodowanym chorobą tętnic obwodowych (60).Do badania pilotażowego zakwalifikowano 25 chorych z niedokrwieniem jednokończynowym. Chorzy z tej grupy otrzymali iniekcje autologicznych komórek jednojądrzastych szpiku (BMCs-Bone Marrow Mononuclear Cells) w obręb mięśnia brzuchatego łydki niedokrwionej kończyny. Do badania randomizowanego włączono 22 chorych z obustronnym niedokrwieniem kończyn dolnych. Chorzy ci otrzymali iniekcje autologicznych BMCs w jedną kończynę, zaś w drugą podano im, jako kontrolę, komórki jednojądrzaste wyizolowane z krwi obwodowej. W 4 tygodnie po podaniu tych komórek 4

5 wskaźnik kostkowo-ramienny (ABI -Ankle-Brachial Index) i mierzona przezskórnie prężność tlenu były istotnie lepsze w kończynach, w które wstrzyknięto BMCs, w porównaniu do grupy kontrolnej. Podobne rezultaty uzyskano u chorych z grupy pilotażowej badania klinicznego. Strauer i wsp.(58) po raz pierwszy przeprowadzili badania kliniczne nad wykorzystaniem komórek macierzystych w leczeniu zawału serca. Uprzednio wyizolowane ze szpiku kostnego chorych BMCs zostały wprowadzone do obszaru martwicy mięśnia sercowego metodą przezskórnej wewnątrznaczyniowej angioplastyki wieńcowej (PTCA- Pericutaneuous Transluminal Coronary Angioplasty) przez naczynie wieńcowe, którego zamknięcie spowodowało zawał mięśnia sercowego. Obserwacji poddano dwie 10 osobowe grupy chorych na zawał serca. Pierwsza grupa została poddana tylko PTCA, a druga grupa dodatkowo otrzymała BMCs. W dokonanej po 3 miesiącach ocenie w grupie która otrzymała BMCs w badaniu hemodynamicznym stwierdzono znaczącą poprawę dynamiki lewej komory, a także istotne zwiększenie perfuzji mięśnia sercowego potwierdzone scyntygrafią serca z użyciem izotopu talu (Tl 201 ). W badaniu klinicznym przeprowadzonym w Japonii uczestniczyło 5 chorych, którzy zostali poddani operacyjnemu pomostowaniu naczyń wieńcowych (CABG-Coronary Artery Bypass Graft), łącznie z autologiczną transplantacją komórek szpiku kostnego w obszar mięśnia sercowego nie objętego pomostowaniem. Pooperacyjna scyntygrafia wykazała wyraźną poprawę krążenia wieńcowego u 3 spośród 5 pacjentów poddanych tej metodzie leczenia. Zarówno badania obrazowe jak i laboratoryjne nie wykazały niekorzystnych następstw terapii u chorych uczestniczących w badaniu klinicznym (20). W badaniu obejmującym 20 chorych z ostrym zawałem serca Assmus i wsp.(4) wykazali, że dowieńcowe podanie autologicznych komórek progenitorowych izolowanych ze szpiku kostnego lub z krwi obwodowej wpływa korzystnie na procesy pozawałowej przebudowy (remodelingu)lewej komory, poprawia kurczliwość mięśnia sercowego i przepływ przez tętnicę wień- 5

6 cową dotkniętą zawałem. W badaniach kontrolnych nie stwierdzono znaczących różnic w ocenie funkcji serca pomiędzy grupą chorych, która otrzymała autologiczne komórki macierzyste wyizolowane ze szpiku a grupą poddaną dowieńcowej transplantacji komórek progenitorowych izolowanych z krwi obwodowej. Dotychczasowe wyniki badań klinicznych nie pozwalają ocenić czy w długoterminowej obserwacji nowa terapia regeneracyjna mięśnia sercowego z użyciem BMCs poprawi wyniki leczenia zawału serca. Obecnie można tylko stwierdzić, że ta metoda leczenia jest bezpieczna i możliwa do zastosowania u chorych na zawał mięśnia sercowego. Choroby mięśni szkieletowych. Wykorzystanie komórek macierzystych pochodzących ze szpiku kostnego w terapii przewlekłych chorób mięśni poprzecznie prążkowanych wydaje się być rozwojowe i osiągalne przez współczesną medycynę, jakkolwiek dotychczasowe badania na modelach zwierzęcych i doświadczenia kliniczne nie przyniosły w pełni zadowalających rezultatów. Próby leczenia wrodzonych dystrofii mięśniowych za pomocą transplantacji allogenicznych mioblastów okazały się mało skuteczne z uwagi na niewielką przeżywalność przeszczepionych komórek spowodowaną odpowiedzią immunologiczną biorcy na przeszczep. Procedura transplantacji mioblastów w obręb mięśni szkieletowych biorcy jest trudna technicznie i uciążliwa dla chorego, co dodatkowo ogranicza stosowanie tej metody w leczeniu miopatii (13, 19). Torrente i wsp. (65) badali możliwość leczenia dystrofii mięśniowej poprzez donaczyniowe podanie CD34+ Sca-1+ komórek macierzystych wyizolowanych z mięśni szkieletowych. U myszy z wrodzoną dystrofią mięśniową, które otrzymały iniekcje tych komórek macierzystych wykazano częściowe przywrócenie wytwarzania prawidłowej dystrofiny w mięśniach szkieletowych. Ferrari i wsp.(15) udowodnili istnienie wywodzących się ze szpiku kostnego komórek macierzystych dla mioblastów. Autorzy ci przeszczepiali szpik kostny myszom z genetycznie uwarunkowanym deficytem odpowie- 6

7 dzi immunologicznej. Jak wykazały badania cytologiczne i histochemiczne nowe mioblasty powstałe w mięśniach zwierząt poddanych transplantacji pochodziły z komórek przeszczepionego myszom szpiku kostnego. Transplantacja szpiku kostnego u myszy będących zwierzęcym modelem dystrofii mięśniowej Duchennne a nie daje jednak znaczącego zwiększenia liczby prawidłowych włókien mięśniowych (16). Dla poprawy skuteczności leczenia chorób mięśni szkieletowych z użyciem miogennych komórek macierzystych pochodzących ze szpiku kostnego niezbędne będzie opracowanie nowych technik izolowania tych komórek z organizmu, ich namnażania w warunkach in vitro oraz odpowiedniej modyfikacji genetycznej. Regeneracja układu chrzęstno-kostnego i leczenie wrodzonych zaburzeń biosyntezy kolagenu. Mezenchymalne komórki macierzyste szpiku mają potwierdzony badaniami in vitro potencjał chondro- i osteogenny (46). Wakitani i wsp.(67) uzyskane w hodowli mezenchymalne komórki macierzyste szpiku aplikowali królikom w miejsce sztucznie wytworzonego ubytku chrzęstno-kostnego na powierzchni nośnej stawu kolanowego. W miejscu podania zawiesiny komórek mezenchymalnych zaobserwowano stopniowe formowanie chrząstki szklistej i podchrzęstnej tkanki kostnej. Nowo formowana chrząstka uzyskała właściwości histologiczne i mechaniczne zbliżone do zdrowej chrząstki stawu kolanowego badanych zwierząt. Obiecujące wyniki uzyskano w badaniu klinicznym, w którym uczestniczyli chorzy z osteoarthritis (OA) poddani osteotomii leczniczej kości piszczelowej z powodu zaawansowanych zmian zwyrodnieniowych stawu kolanowego. Autologiczne mezenchymalne komórki macierzyste szpiku transplantowano w obręb ubytków chrzęstnych powierzchni stawowej kolana. W 42 tyg. po implantacji komórek mezenchymalnych ubytki 7

8 w chrząstce stawowej operowanych pacjentów wypełnione były częściowo tkanką zbliżoną histologicznie do chrząstki szklistej (68). Obecnie prowadzone są wieloośrodkowe badania nad opracowaniem odpowiednich procedur umożliwiających stworzenie kościozastępczych biomateriałów uzyskanych na bazie mezenchymalnych komórek macierzystych. Implanty kostne wytworzone laboratoryjnie miałyby zastosowanie kliniczne w ortopedii przy leczeniu trudno gojących się złamań i uzupełnianiu wszelkiego rodzaju ubytków kostnych (50). Opierając się na opublikowanych uprzednio pracach doświadczalnych prowadzonych na modelu zwierzęcym osteogenesis imperfecta (OI), mówiących o korzystnym wpływie transplantacji szpiku kostnego i izolowanych mezenchymalnych komórek macierzystych szpiku na zawartość prawidłowego kolagenu i składników mineralnych kości u myszy (44), Horwitz i wsp.(23) przeprowadzili allogeniczne przeszczepianie szpiku kostnego u trojga dzieci z ciężką postacią OI.W tym przypadku przeszczepiony szpik kostny był źródłem komórek macierzystych dających początek osteoblastom syntetyzującym prawidłowy kolagen i regulującym w sposób fizjologiczny metabolizm kości. U pacjentów poddanych transplantacji uzyskano małą, lecz znamienną statystycznie poprawę w zawartości składników mineralnych kości. Zaobserwowano również zwiększenie liczby osteoblastów przy spadku liczby osteoklastów i zmniejszeniu szybkości obrotu kostnego oraz normalizację struktury histologicznej kości. Klinicznie u dzieci z OI poddanych transplantacji szpiku podczas kilkumiesięcznej obserwacji po przeszczepie wykazano lepszy przyrost długości ciała oraz spadek liczby złamań patologicznych kości. Komentarze do pracy Horwitz a, które ukazały się w wiodących pismach medycznych podkreślają nowatorstwo metody leczniczej użytej do terapii dzieci z OI, jednak z dużą ostrożnością odnoszą się do odległych efektów transplantacji szpiku na strukturę histologiczną kości oraz stan kliniczny pacjentów (8, 37, 55). 8

9 Być może alternatywną metodą leczniczą okaże się terapia genowa ukierunkowana na modyfikację lub korekcję materiału genetycznego w komórkach macierzystych lub progenitorowych (38). Regeneracja narządów miąższowych. W prowadzonych w wielu ośrodkach badaniach nad zdolnościami regeneracyjnymi wątroby jednym z przełomowych osiągnięć było wykazanie istnienia prymitywnych komórek mogących w określonych warunkach różnicować się w hepatocyty. Komórki te, w wielu pracach określane jako komórki owalne (ang. oval cells), uczestniczą w regeneracji miąższu wątroby uszkodzonej w wyniku działania czynników hepatotoksycznych pochodzenia zewnątrzustrojowego lub przewlekłych procesów zapalnych wywołanych przez wirusy hepatotropowe (1, 57).W świetle dotychczasowych badań komórki macierzyste dla hepatocytów, uczestniczące w regeneracji wątroby w okresie postnatalnym, pochodzą ze szpiku kostnego (45, 49, 61). Dotychczas nie zdefiniowano w pełni warunków koniecznych do różnicowania komórek macierzystych szpiku w hepatocyty. Doświadczenia in vitro wykazały, iż w hodowlach komórek szpiku kostnego z dodatkiem czynnika wzrostu hepatocytów (HGF- Hepatocyte Growth Factor) powstają w pełni dojrzałe hepatocyty wykazujące aktywność fizjologiczną typową dla tych komórek (41). Nadal trwają badania nad określeniem linii komórek macierzystych szpiku kostnego różnicujących się w komórki owalne. Praca Lagasse i wsp.(32) jako źródło nowopowstających hepatocytów podaje komórki hematopoetycznej linii c-kit+lin-sca-1+ komórek szpiku kostnego. Podsumowując wyniki dotychczasowych badań można stwierdzić, iż komórki macierzyste dla hepatocytów izolowane ze szpiku kostnego mogą mieć w przyszłości zastosowanie w terapii chorób wątroby o podłożu wrodzonym (wrodzone,,bloki metaboliczne ), jak i nabytym (marskość wątroby o różnej etiologii). Przeszczepianie wyhodowanych pozaustrojowo ze szpiku kostnego autologicznych hepatocytów lub aktywacja do różnico- 9

10 wania in vivo komórek macierzystych do hepatocytów może stać się realną alternatywą dla zabiegów transplantacji wątroby. Uzyskane z hodowli hepatocyty mogą być również doskonałym narzędziem dla terapii genowej chorób metabolicznych wątroby jako nośniki skorygowanego laboratoryjnie materiału genetycznego kodującego enzymy, których deficyt odpowiada za wystąpienie choroby. Choroby neurologiczne. Praca Eglitis i Mezey(14) była jedną z pierwszych opisujących udział komórek szpiku kostnego w formowaniu komórek centralnego układu nerwowego(cun) w okresie postnatalnym. W doświadczeniu na zwierzętach autorzy ci zaobserwowali, iż komórki szpiku kostnego przeszczepionego myszom są dystrybuowane siecią naczyń krwionośnych do CUN, a część z nich nabywa markery antygenowe mikrogleju i astrogleju. W tejże pracy pojawia się również koncepcja wykorzystania komórek macierzystych szpiku dla transferu materiału genetycznego lub substancji farmakologicznych do CUN w celach terapeutycznych. Szczególna zdolność wielopotencjalnych komórek macierzystych szpiku do wykazywania ekspresji specyficznych dla komórek neuronalnych markerów antygenowych została potwierdzona w pracach doświadczalnych na myszach, u których wykonano autologiczną transplantację szpiku kostnego (9, 39). Azizi i wsp.(5) badając dystrybucję i cechy immunohistochemiczne ludzkich komórek macierzystych szpiku i szczurzych astrocytów podanych bezpośrednio do CUN szczurów, zauważyli analogie w szlakach migracji i miejscach osiedlania się komórek macierzystych pochodzących ze szpiku oraz astrocytów, powszechnie uważanych za zbliżone do neuronalnych komórek macierzystych. Różnicowanie się komórek szpiku kostnego w astrocyty potwierdziły badania Kopen i wsp.(29). W warunkach in vitro w obecności odpowiednio spreparowanego medium hodowlanego ludzkie i szczurze komórki macierzyste 10

11 szpiku kostnego różnicują się w neurony (70). Komórki macierzyste obecne w szpiku kostnym mogą in vivo różnicować się również w komórki Purkinjego (47) oraz w komórki nerwowe siatkówki oka (63). U zwierząt ze sztucznie wywołanym niedokrwiennym udarem mózgu komórki macierzyste szpiku kostnego są źródłem śródbłonkowych komórek naczyń mózgowych powstałych w procesie neoangiogenezy po zaistniałym udarze (22). Transplantacja mezenchymalnych komórek macierzystych szpiku myszom z uprzednio wywołanym niedokrwieniem CUN znacznie zmniejsza poudarowe deficyty neurologiczne w porównaniu z grupą nie poddaną transplantacji MSCs (11, 3). Chopp i wsp. (12) mezenchymalne komórki macierzyste szpiku transplantowali szczurom w obręb uszkodzonego odcinka rdzenia kręgowego uzyskując poprawę motoryki i stanu neurologicznego zwierząt. Szczególne właściwości mezenchymalnych komórek macierzystych szpiku mogą być z powodzeniem wykorzystane celem terapii wrodzonych defektów metabolicznych. Doświadczenia na zwierzęcym modelu choroby Niemanna-Picka udowodniły, że domózgowe podanie MSCs wydłuża przeżycie oraz opóźnia wystąpienie zaburzeń neurologicznych typowych dla tej choroby (24). Wiele danych laboratoryjnych wskazuje, że w szpiku kostnym człowieka istnieją komórki macierzyste przypominające komórki zarodkowe, które są zdolne przekształcać się w kardiomiocyty, komórki neuronalne, hepatocyty i wiele innych.najbliższe lata upłyną pod znakiem przełomu w leczeniu chorób uważanych dotychczas za nieuleczalne. Stworzone zostaną możliwości terapii komórkami macierzystymi pobranymi z innych narządów niż układ krwiotwórczy, np. z tkanki tłuszczowej. Wszystko przemawia za tym, że przyszłością transplantologii będzie wykorzystanie komórek macierzystych w leczeniu chorób neurologicznych, kardiologicznych czy tkanki łącznej. Metody te będą łączone z immunoterapią i genoterapią. Należy mieć nadzieję, że te niezwykłe odkrycia medycyny otworzą nową erę w transplantologii i zrewolucjonizują leczenie wielu chorób. 11

12 Piśmiennictwo: 1) Alison MR, Poulsom R, Jeffery R et al.: Hepatocytes from non-hepatic adult stem cells. Nature 2000;406: ) 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: ) Asahara T, Takahashi T, Masuda H, Kalka C, Chen D, Iwaguro H, Inai Y, Silver M and Isner JM: VEGF contributes to postnatal neovascularization by mobilizing bone marrow-derived endothelial progenitor cells. EMBO J 1999; 18: ) Assmus B, Schachinger V, Teupe C, Britten M., Lehmann R, Dobert Grunwald F, Aicher A, Urbich C, Martin H, Hoelzer D, Dimmeler S, Zeiher AM: Transplantation of progenitor cells and regeneration enhancement in acute myocardial infarction (TOPCARE-AMI). Circulation 2002; 106: ) Azizi AS, Stokes D,Augelli B et al.: Engraftment and migration of human bone marrow stromal cells implanted in the brains of albino rats-similarities to astrocyte grafts. Proc. Acad. Sci. USA 1998; 95: ) Bhattacharya V, McSweeney PA, Shi Q, Bruno B, Ishida A, Nash R, Storb RF, Sauvage LR, Hammond WP, and Hong-De Wu M: Enhanced endothelialization and microvessel formation in polyester grafts seeded with CD34+ bone marrow cells.blood 2000; 95: ) Bianco P, Riminucci M, Gronthos S et al.: Bone marrow stromal cells: nature, biology, and potential aplications. Stem Cells 2001; 19: ) Bishop NJ: Osteogenesis imperfecta calls for caution. Nat Med 1999; 5: ) Brazelton TR, Rossi FM, Keshet GI, Blau HM: From marrow to brain: expression of neuronal phenotypes in adult mice. Science 2000; 290:

13 10) Cairo MS, Wagner JE: Placental and/or umbilical cord blood: an alternative source of hematopoietic stem cells for transplantation. Blood 1997; 90: ) Chen J, Li Y, Wang L, Zhang Z, Lu D, Lu M,Chopp M: Therapeutic benefit of intravenous administration of bone marrow stromal cells after cerebral ischemia in rats. Stroke 2001; 32: ) Chopp M, Zhang XH, Li Y, Chen J, Lu D, Lu M and Rosenblum M: Spinal cord injury in rat: treatment with bone marrow stromal cell transplantation. Neuroreport 2000; 11: ) Cossu G, Mavilio F: Myogenic stem cells for the therapy of primary myopathies: wishful thinking or therapeutic perspective?; J Clin Invest 2000; 105: ) Eglitis MA, Mezey E: Hematopoietic cells differentiate into both microglia and macroglia in the brains of adult mice. Proc.Natl.Acad. Sci. USA 1997; 94: ) Ferrari G, Cusella -De Angelis G, Coletta M, Paolucci E, Stornaiuolo A, Cossu G, Mavilio F: Muscle regeneration by bone marrow-derived myogenic progenitors. Science 1998; 279: ) Ferrari G, Stornaiuolo A, Mavilio F: Failure to correct murine muscular dystrophy. Nature 2001; 411: ) Goodell MA, Jackson KA, Majka SM, Mi T, Wang H, Pocius J, Hartley C, Majesky MW, Entman ML, Michael LH and Hirschi K: Stem cell plasticity in muscle and bone marrow. Ann NY Acad Sci 2001; 938: ) Graf T: Differentiation plasticity of hematopoietic cells. Blood, 2002; 99: ) Grounds MD, White JD, Rosenthal N, and Bogoyevitch MA: The role of stem cells in skeletal and cardiac muscle repair. J Histochem Cytochem 2002 ;50: ) Hamano K, Nishida M, Hirata K, Mikamo A, Li T-S, Harada M, Miura T, Matsuzaki M, Esato K: Local implantation of autologous bone marrow cells for therapeutic angiogen- 13

14 esis in patient with ischemic heart disease: clinical trial and preliminary results. Jpn Circ J 2001; 65: ) Hawley RG, Sobieski DA: Somatic stem cell plasticity: to be or not to be...; Stem Cells 2002; 20: ) Hess DC, Hill WD, Martin-Studdard A, Carroll J, Brailer J, Carothers J: Bone marrow as a source of endothelial cells and NeuN-expressing cells after stroke. Stroke 2002; 33: ) Horwitz EM, Prockop DJ, Fitzpatrick LA, Koo WWK, Gordon PL, Neel M, Sussman M, Orchard P, Marx JC, Pyeritz RE and Brenner MK: Transplantability and therapeutic effects of bone marrow-derived mesenchymal cells in children with osteogenesis imperfecta. Nat Med. 1999; 5: ) Jin HK, Carter JE, Huntley GW and Schuchman EH: Intracerebral transplantation of mesenchymal stem cells into acid sphingomyelinase-deficient mice delays the onset of neurological abnormalities and extends their life span. J Clin Invest 2002; 109: ) Kalka C, Masuda H, Takahashi T, Kalka-Moll WM, Silver M, Kearney M, Li T, Isner JM, and Asahara T: Transplantation of ex vivo expanded endothelial progenitor cells for therapeutic neovascularization. Proc.Natl. Acad. Sci. USA 2000; 97: ) Kamihata H, Matsubara H, Nishiue T, Fujiyama S, Tsutsumi Y, Ozono R, Masaki H, Mori Y, Iba O, Tateishi E, Kosaki A, Shintani S, Murohara T, Imaizumi T, Iwasaka T: Implantation of bone marrow mononuclear cells into ischemic myocardium enhances collateral perfusion and regional function via side supply of angioblasts, angiogenic ligands, and cytokines. Circulation 2001; 104: ) Kawamoto A, Gwon H-C, Iwaguro H, Yamaguchi J-I, Uchida S, Masuda H, Silver M., Ma H, Kearney M., Isner JM, Asahara T: Therapeutic potential of ex vivo expanded endothelial progenitor cells for myocardial ischemia. Circulation 2001; 103:

15 28) Kocher AA, Schuster MD, Szabolcs MJ, Takuma S, Burkhoff D, Wang J, Homma S, Edwards NM and Itescu S: Neovascularization of ischemic myocardium by human bonemarrow-derived angioblasts prevents cardiomyocyte apoptosis, reduces remodeling and improves cardiac function. Nat Med 2001; 7: ) Kopen GC, Prockop DJ, and Phinney DG: Marrow stromal cells migrate throughout forebrain and cerebellum, and they differentiate into astrocytes after injection into neonatal mouse brains. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1999; 96: ) van der Kooy D, Weiss S: Why stem cells? Science 2000; 287: ) Krause DS., Theise ND, Collector MI, Hanegariu O, Hwang S, Gardner R, Neutzel S, and Sharkis SJ: Multi-organ, multi-lineage engraftment by a single bone marrow-derived stem cell. Cell 2001; 105: ) Lagasse E, Connors H, Al-Dhalimy M, Reitsma M, Dohse M, Osborne L, Wang X, Finegold M, Weissman IL and Grompe M: Purified hematopoietic stem cells can differentiate into hepatocytes in vivo. Nat Med 2000; 6: ) Leiden JM: Beating the odds: a cardiomyocyte cell line at last. J Clin Invest 1999; 103: ) Lemischka I: The power of stem cells reconsidered? Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1999; 96: ) Li Y, Chopp M, Chen J, Wang L, Gautam SC, Xu Y-X, and Zhang Z: Intrastriatal transplantation of bone marrow nonhematopoietic cells improves functional recovery after stroke in adult mice. J Cereb Blood Flow Metab 2000; 20: ) Makino S, Fukuda K, Miyoshi S, Konishi F, Kodama H, Pan J, Sano M, Takahashi T, Hori S, Abe H, Hata J, Umezawa A, and Ogawa S: Cardiomyocytes can be generated from marrow stromal cells in vitro. J Clin Invest 1999; 103: ) Marini JC: Osteogenesis imperfecta calls for caution. Nat Med. 1999; 5:

16 38) Marini JC, Gerber NL : Osteogenesis imperfecta: rehabilitation and prospects for gene therapy.jama 1997; 277: ) Mezey E, Chandross KJ, Harta G, Maki RA, McKercher SR:Turning blood into brain: cells bearing neuronal antigens generated in vivo from bone marrow. Science 2000; 290: ) Odorico JS, Kaufman DS., Thomson JA: Multilineage differentiation from human embryonic stem cell lines. Stem Cells 2001; 19: ) Oh SH, Miyazaki M, Kouchi H, Inoue Y, Sakaguchi M, Tsuji T, Shima N, Higashio K, and Namba M: Hepatocyte growth factor induces differentiation of adult rat bone marrow cells into a hepatocyte lineage in vitro. Biochem Biophys Res Commun 2000; 279: ) Orlic D, Kajstura J, Chimenti S, Limana F, Jakoniuk I, Quaini F, Nadal-Ginard B, Bodine DM, Leri A, and Anversa P: Mobilized bone marrow cells repair the infarcted heart, improving function and survival. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2001; 98: ) Pereira RF, Halford KW, O Hara MD, Leeper DB, Sokolov BP, Pollard MD, Bagasra O, and Prockop DJ: Cultured adherent cells from marrow can serve as long-lasting precursor cells for bone, cartilage, and lung in irradiated mice. Proc.Natl. Acad. Sci. USA 1995; 92: ) Pereira RF, O Hara MD, Laptev AV, Halford KW, Pollard MD, Class R, Simon D, Livezey K, and Prockop DJ: Marrow stromal cells as a source of progenitor cells for nonhematopoietic tissues in transgenic mice with a phenotype of osteogenesis imperfecta. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1998; 95: ) Petersen BE, Bowen WC, Patrene KD, Mars WM, Sullivan AK, Murase N, Boggs SS, Greenberger JS,Goff JP: Bone marrow as a potential source of hepatic oval cells. Science 1999; 284:

17 46) Pittenger MF, Mackay AM, Beck S.C., 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: ) Priller J, Persons DA, Klett FF, Kempermann G, Kreutzberg GW and Dirnagl U: Neogenesis of cerebellar Purkinje neurons from gene-marked bone marrow cells in vivo. J Cell Biol 2001; 155: ) Prockop DJ: Marrow stromal cells as stem cells for nonhematopoietic tissues. Science 1997; 276: ) Schwartz RE, Reyes M, Koodie L, Jiang Y, Blackstad M, Lund T, Lenvik T, Johnson S, Hu W-S and Verfaillie CM: Multipotent adult progenitor cells from bone marrow differentiate into functional hepatocyte-like cells. J Clin Invest 2002; 109: ) Service RF: Tissue engineers build new bone. Science 2000; 289: ) Shake JG, Gruber PJ, Baumgartner WA, Senechal G, Meyers J, Redmond MJ, Pittenger MF, and Martin BJ: Mesenchymal stem cell implantation in a swine myocardial infarct model: engraftment and functional effects. Ann Thorac Surg 2002; 73: ) Shintani S, Murohara T, Ikeda H, Ueno T, Honma T, Katoh A, Sasaki K, Shimada T, Oike Y, Imaizumi T: Mobilization of endothelial progenitor cells in patients with acute myocardial infarction. Circulation 2001; 103: ) Shintani S, Murohara T, Ikeda H, Ueno T, Sasaki K-I, Duan J, Imaizumi T: Augmentation of postnatal neovascularization with autologous bone marrow transplantation.circulation 2001; 103: ) Shi Q, Raffi S, Wu M, Wijelath E, Yu C, Ishida A, Fujita Y, Kothari S, Mohle R, Sauvage LR, Moore MA, Storb RF, and Hammond WP: Evidence for circulating bone marrow-derived endothelial cells. Blood 1998; 92: ) Smith R: Severe osteogenesis imperfecta: new therapeutic options? BMJ 2001; 322:

18 56) Springer ML, Brazelton TR and Blau HM: Not the usual suspects: the unexpected sources of tissue regeneration. J Clin Invest 2001; 107: ) Strain AJ, Crosby HA: Hepatic stem cells. Gut 2000; 46: ) Strauer BE, Brehm M, Zeus T, Kostering M., Hernandez A, Sorg RV, Kogler G, Wernet P: Repair of infarcted myocardium by autologous intracoronar mononuclear bone marrow cell transplantation in humans. Circulation 2002; 106: ) Takahashi T, Kalka C, Masuda H et al.: Ischemia-and cytokine-induced mobilizationn of bone marrow-derived endothelial progenitor cells for neovascularization. Nat Med. 1999; 5: ) Tateishi-Yuyama E, Matsubara H, Murohara T, Ikeda U, Shintani S, Masaki H, Amano K, Kishimoto Y, Yoshimoto K, Akashi H, Shimada K, Iwasaka T, Imaizumi T: Therapeutic angiogenesis for patients with limb ischaemia by autologous transplantation of bone-marrow cells: a pilot study and a randomised controlled trial. Lancet 2002; 360: ) Theise ND, Nimmakayalu M, Gardner R, Illei PB, Morgan G, Teperman L, Henegariu O, and Krause DS: Liver from bone marrow in humans. Hepatology 2000; 32: ) Toma C, Pittenger MF, Cahill KS, Byrne BJ, Kessler PD: Human mesenchymal stem cells differentiate to a cardiomiocyte phenotype in the adult murine heart. Circulation 2002; 105: ) Tomita M, Adachi Y, Yamada H, Takahashi K, Kiuchi K, Oyaizu, Ikebukuro K et al.: Bone marrow-derived stem cells can differentiate into retinal cells in injured rat retina. Stem Cells 2002; 20: ) Tomita S, Li R-K, Weisel RD, Mickle DA, Kim E-J, Sakai T, Jia Z-Q: Autologous transplantation of bone marrow cells improves damaged heart function. Circulation 1999; 100(19 Suppl): II

19 65) Torrente Y, Tremblay J-P, Pisati F, Bellicchi M et al: Intraarterial injection of musclederived CD34+ Sca-1+ stem cells restores dystrophin in mdx mice. J Cell Biol 2001; 152: ) Vogel G: Can adult stem cells suffice? Science 2001; 292: ) Wakitani S, Goto T, Pineda SJ, Young RG, Mansour JM, Caplan AI, and Goldberg VM: Mesenchymal cell-based repair of large, full-thickness defects of articular cartilage. J Bone Joint Surg Am 1994; 76: ) Wakitani S, Imoto K, Yamamoto T, Saito M, Murata N, Yoneda M: Human autologous culture expandad bone marrow mesenchymal cell transplantation for repair of cartilage defects in ostaoarthritic knees. Osteoarthritis Cartilage 2002; 10: (abstr.) 69) Wang J-S, Shum-Tim D, Galipeau J, Chedrawy E, Eliopoulos N, Chiu RC-J: Marrow stromal cells for cellular cardiomyoplasty: feasibility and potential clinical advantages. J Thorac Cardiovasc Surg 2000; 120: ) Woodbury D, Schwarz E, Prockop DJ et al.: Adult rat and human bone marrow stromal cells differentiate into neurons. J Neurosci Res 2000; 61; Adres Autorów: Katedra i Klinika Hematoonkologii AM ul. Jaczewskiego Lublin 19