Læknablaðið - 15.07.2001, Blaðsíða 31

FRÆÐIGREINAR / BANDVEFSSTOFNFRUMUR
Bandvefsstofnfrumur
Yfírlitsgrein
Ólafur E.
Sigurjónsson,
Kristbjörn Orri
Guðmundsson,
Sveinn
Guðmundsson
Blóöbankinn, Landspítala
Hringbraut. Fyrirspurnir,
bréfaskipti: Ólafur E.
Sigurjónsson Blóðbankanum,
Landspítala Hringbraut, 101
Reykjavík. Sími: 560 2038;
bréfasími: 562 3051. Netfang:
oes@landspitali.is
Lykilorö:
bcmdvefsstofnfrumur,
beinmergsumhverfið,
blóðmyndandi stofnfrumur,
genameðferð, ígrœðsla.
Ágrip
I beinmergnum er að finna ýmsar gerðir stofn-
frumna. Meðal þeirra eru blóðmyndandi stofn-
frumur (hematopoietic stem cells) og bandvefs-
stofnfrumur (mesenchymal stem cells). Rannsóknir á
líffræði bandvefsstofnfrumna benda til að þær hafi
hæfileika til að endurnýja sjálfar sig, fjölga sér og sér-
hæfast í margar mismunandi frumugerðir: bein-
frumur, fitufrumur, brjóskfrumur, frumur sina,
taugafrumur og stoðfrumur beinmergs (stromal
cells).
Mögulegt er að rækta þessar frumur in vitro þó
ekki sé til fullnustu þekkt hvernig sérhæfing þeirra á
sér stað. I fjölmörgum dýratilraunum hafa band-
vefsstofnfrumur verið græddar í dýrin með það fyrir
augum að laga mismunandi tegundir bandvefs
og/eða ýta undir blóðmyndun. Tilraunir í mönnum
hafa verið gerðar í svipuðum tilgangi. Bandvefsstofn-
frumur eru taldar geta eflt ígræðslur með blóðmynd-
andi stofnfrumum með því að byggja upp bein-
mergsumhverfið sem verður fyrir skemmdum við
geisla- og/eða lyfjameðferð.
Bandvefsstofnfrumur eru ákjósanlegar sem
markfrumur í genameðferð. Hægt er að setja inn í
þær gen sem skráir fyrir ákveðnu prótíni sem skortur
er á, til dæmis kollageni I í beinbrotasýki (osteo-
genesis imperfecta). Síðan eru frumurnar látnar
fjölga sér ex vivo og græddar í sjúkling þar sem þær
rata sjálfkrafa í beinmerginn, sérhæfast og mynda
það prótín sem vantar. Bandvefsstofnfrumur munu
væntanlega nýtast við meðhöndlun ýmissa sjúkdóma
í framtíðinni.
Inngangur
I beinmerg er að finna blóðmyndandi stofnfrumur
(hematopoietic stem cells) sem geta myndað allar
frumur blóðsins þar með talið blóðflögur, rauð-
frumur, einkjarna átfrumur (monocytes), lútfíkla
(basophiles), daufkyrninga (neutrophiles), NK-
frumur, B-frumur og T-frumur. í beinmerg er líka að
finna aðra tegund stofnfrumna sem geta sérhæfst í
beinmyndandi frumur (osteoblasts), fitufrumur,
brjóskfumur (chondrocytes), vöðvafrumur
(myocytes), ýmsar frumur taugakerfisins (astrocytes,
oligodendrocytes) og stoðfrumur beinmergs (stromal
cells) (1-3).
Þessar stofnfrumur hafa verið kallaðar ýmsum
nöfnum til dæmis merg-strómal frumur (4), mesen-
chymal forverafrumur (5), colony forming unit-
ENGLISH SUMMARY
Sigurjónsson ÓE, Guðmundsson KO, Guðmundsson S
Mesenchymal stem cells. A review
Laeknablaðið 2001; 87: 627-32
The bone marrow contains various types of stem cells.
Among them are hematopoietic stem cells, which are the
precursors of all blood cells, and mesenchymal stem cells.
Mesenchymal stem cells have recently received a lot of
attention in biological research because of their capability
to self renewal, to expand and transdifferentiate into many
different cell types; bone cells, adipocytes, chondrocytes,
tendocytes, neural cells and stromal cells of the bone
marrow.
Mesenchymal stem cells can be cultured in vitro although
their differentiation potential is not yet fully understood.
Several experiments have been conducted in animal
models where mesenchymal stem cells have been
transplanted in order to enhance hematopoiesis or to
facilitate the repair of mesenchymal tissue. Similar
experiments are being conducted in humans.
Mesenchymal stem cells are believed to be able to
enhance hematopoietic stem cells transplantation by
rebuilding the bone marrow microenvironment which is
damaged after radiation- and/or chemotherapy.
Mesenchymal stem cells are promising as vehicles for
gene transfer and therapy. It may prove possible to
tranduce them with a gene coding for a defective protein
i.e. collagen I in osteogenesis imperfecta. The cells could
then be expanded ex vivo and transplanted to the patients
where they home to the bone marrow, differentiate and
produce the intact protein. Future medicine will probably
involve mesenchymal stem cells in various treatment
settings.
Keywords: mesenchymai stem cells, bone marrow
microenviroment, hematopoietic stem cells, gene therapy,
transplantation.
Correspondence: Ólafur E. Sigurjónsson. E-mail:
oes@landspitali.is
fibroblast (CFU-F) (6), mesenchymal stofnfrumur
(7) og íslenska heitið, bandvefskímsstofnfrumur. í
þessari grein verður notað heitið bandvefsstofn-
fruma (mesenchymal stem cell) þó taugafrumur
teljist ekki til bandvefs.
Umhverfi beinmergs er myndað úr fitufrumum,
stoðfrumum beinmergs, beinforverum, grisjufrumum
(reticular cells), æðaþelsfrumum (endothel cells),
Læknablaðid 2001/87 627