Zavedení léčby deficience limbálních kmenových buněk pomocí přípravků moderní terapie v České republice
ID projektu: TO01000099
Akronym: EYEFORTX-2
Doba trvání: 01/2021 – 04/2024
Financování: Projekt byl podpořen částkou 7 819 € Norskými fondy a Technologickou agenturou ČR v rámci Programu KAPPA.
Hlavní cíle a představení problematiky:
Hlavním cílem projektu je co urychlit vývoj buněčné terapie (BT) pro pacienty s deficiencí limbálních kmenových buněk (DLKB) a začít s unilaterální a bilaterální léčbou DLKB. To zahrnuje navrhnout a laboratorně ověřit postup přípravy a kultivace těchto buněk. Následovat budou klinické studie, během kterých by měla být ověřena účinnost BT na pacientech s DLKB.
Deficience limbálních kmenových buněk (DLKB) je relativně vzácné onemocnění, které často vede k úplné slepotě. Mechanismus onemocnění, které může vzniknout v souvislosti s úrazem, např. chemickým poleptáním, či může mít genetickou etiologii, je znázorněn na Obr. 1.
Obrázek 1. Deficience limbálních kmenových buněk: Epitel spojivky přerůstá povrch rohovky (červené šipky). Takový stav vzniká v důsledku dysfunkce / absence limbálních kmenových buněk a vede k významné ztrátě zraku nebo slepotě.
Naším cílem je obnovit zrak pacientům s jednostrannou i oboustrannou formou onemocnění. Léčba spočívá v nahrazení limbální tkáně kmenovými buňkami pro epitel rohovky. Pouze přítomnost kmenových buněk v limbu může trvale zajistit průhlednost a funkčnost rohovky. Vývoj léčivých přípravků pro moderní terapii, resp. buněčnou terapii (BT), s využitím kmenových buněk, vyžaduje značné finanční prostředky, zkušený špičkový tým, zázemí jako je tkáňové zařízení a čisté prostory, špičkové klinické vybavení a rychlý přenos nových technologií do praxe. Princip léčby je schematicky znázorněn na Obr. 2.
Obrázek 2. Možnosti léčby jednostranné a oboustranné deficience limbálních kmenových buněk (DLKB). U jednostranné DLKB (vlevo) existuje možnost přímé transplantace limbální tkáně, získané ze zdravého oka pacienta, nebo od žijícího dárce (potřeba imunosuprese). Další možností je transplantace kultivovaných limbálních buněk získaných z velmi malého kousku z povrchu limbu ze zdravého oka pacienta. U oboustranné DLKB chybí zdroj oční tkáně a jedním z náhradních řešení je získat, kultivovat a poté transplantovat buňky z ústní sliznice (vpravo). Alternativně mohou být použity jiné autologní kmenové buňky, např. buňky získané z vlasového folikulu.
Zavedenı́ léčby deficience limbálnı́ch kmenových buněk pomocı́ přı́pravků modernı́ terapie v České republice
Publikace
Článek 1::
Smeringaiova I, Utheim TP, Jirsova K. Ex vivo expansion and characterization of human corneal endothelium for transplantation: a review. Stem Cell Res Ther. 2021 Oct 30;12(1):554. doi: 10.1186/s13287-021-02611-3. PMID: 34717745; PMCID: PMC8556978. IF(2021): 8.088, Q1, number of citations: 11 (.Result-TO01000099-V4)
Link: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8556978/
Jedná se o souhrnnou publikaci, která popisuje možnosti přípravy/kultivace buněk rohovky pro transplantační účely.
Buňky endotelu rohovky kultivované 22 (A) a 25 dní (B). A: vyhovující morfologie, B: známky přítomnosti fibroblastů – nevyhovující morfologie.
Článek 2:
Trosan, P., Cabral JV, Smeringaiova I, Studeny P, Jirsova K. Interleukin-13 increases the stemness of limbal epithelial stem cells cultures. PLoS One. 2022 Aug 2;17(8):e0272081. doi: 10.1371/journal.pone.0272081. PMID: 35917378; PMCID: PMC9345474. IF(2022): 3.7, Q2, number of citations: 1 (Result-TO01000099-V8)
Link: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9345474/
Článek popisuje kultivaci limbálních buněk s použitím interleukinu-13.
Kultivace limbálních buněk zvyšuje kmenovost, zejména po první pasáži buněk. Naopak dochází k posunu fenotypu buněk směrem ke spojivkovému fenotypu.
Článek 3
El Yamani, N., Rundén-Pran, E., Collins AR, Longhin EM, Elje E, Hoet P, Vinković Vrček I, Doak SH, Fessard V, Dusinska, M. (2022). The miniaturized enzyme-modified comet assay for genotoxicity testing of nanomaterials. FRONTIERS IN TOXICOLOGY, 4. doi:10.3389/ftox.2022.986318. IF(2023): 3.6, Q2, number of citations: 4 (Result-TO01000099-V10)
Vývoj miniaturizovaného kometového testu (metoda detekce poškození DNA) pro hodnocení stability a životaschopnosti DNA epitelových buněk limbální a ústní sliznice.
Článek 4
Jeliazkova, N., E. Longhin, N. El Yamani, E. Runden-Pran, Moschini E, Serchi T, Vrček IV, Burgum MJ, Doak SH, Cimpan MR, Rios-Mondragon I, Cimpan E, Battistelli CL, Bossa C, Tsekovska R, Drobne D, Novak S, Repar N, Ammar A, Nymark P, Di Battista V, Sosnowska A, Puzyn T, Kochev N, Iliev L, Jeliazkov V, Reilly K, Lynch I, Bakker M, Delpivo C, Sánchez Jiménez A, Fonseca AS, Manier N, Fernandez-Cruz ML, Rashid S, Willighagen E, D Apostolova M, and M. Dusinska (2024). "A template wizard for the cocreation of machine-readable data-reporting to harmonize the evaluation of (nano)materials.". NATURE PROTOCOLS. doi:10.1038/s41596-024-00993. IF(2023): 13.1, Q1, number of citations: 0; (Result-Others TO01000099-V11)
Link: https://www.nature.com/articles/s41596-024-00993-1
Byla vypracována šablona pro zaznamenávání údajů z comet assaye. Tato šablona je vhodná pro použití vědeckou komunitou pro vykazování vědeckých údajů, jakož i pro předklinické studie, včetně těch, které se týkají pokročilé buněčné terapie. Šablona byla použita pro studie genotoxicity na epitelu buněk limbální i ústní sliznice.
Článek 5
Trousil, J., Cabral JV, Voukali E, Nováčková J, Pop-Georgievski O, Vacík T, Studený P, Studenovska H, Jirsova K. Electrospun poly(l-lactide-co-dl-lactide) nanofibrous scaffold as substrate for ex vivo limbal epithelial cell cultivation. Heliyon. 2024 May 10;10(10):e30970. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e30970. PMID: 38803982; PMCID: PMC11128869, IF3.4, Q1:, number of citations: (Result-TO01000099-V7)
Link: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC11128869/
Článek popisuje kultivaci limbálních buněk na nanovlákenném (poly(l-laktid-co-dl-laktid) nosiči.
A: průhlednost suchého a zvlhčeného poly(l-laktidu-co-dl-laktidu) a fibrinového gelu, které slouží jako podklady pro kultivaci buněk, B: kultivace limbálních buněk na poly(l-laktidu-co-dl-laktidu), kultivace limbálních buněk na fibrinovém lepidle.
Those involved in TACR the project are highlighted in bold.
The total IF of the articles published so far in the project reaches 31.9.
Submitted manuscripts:
• DNA damage in oral mucosal epithelial cells cultured in complex and xenobiotic-free media: A comparison study. V. Cabral, S. Vodenkova, K. Tomasova, N. El Yamani, N., E. R. Pran, M. Nekutova, A. Safanda, M. Dusinska, L. Vodickova, K. Jirsova, submitted to Mutagenesis, Result-TO01000099-V2
• Effect of Cryoprotectants on Long-Term Storage of Oral Mucosal Epithelial Cells: Implications for Stem Cell Preservation and Proliferation Status. Joao Victor Cabral, Natalia Smorodinova, Eleni Voukali, Pavel Studeny, Vojtěch Kolín, Katerina Jirsova, submitted to Acta Biologica, Result-TO01000099-V3
• Cultivation and characterization of oral mucosal epithelial cells on fibrin gel in a xeno-free medium for the treatment of Limbal Stem, J. V. Cabral, E. Voukali, N. Smorodinova, L.Balogh, V. Kolín, M. Netuková, P. Studeny, K. Jirsova submitted to Experimental Eye Research, Result-O01000099-V5
• Eleni Voukali, Joao Victor Cabral, Natalia Smorodinova, Tomáš Vacík, V. Kolín, Katerina Jirsova: Comparison of angiogenic and inflammatory factor gene expression between limbal and oral mucosal epithelial cells in vitro, submitted to International Journal of Molecular Sciences Manuscript ID: ijms-3083608, type of manuscript: Article Results-Others-TO01000099-V12
OTHER RESULTS
Methods:
Result-TO01000099-V1: LECs: set of protocols
Result-TO01000099-V6: OMECs: set of protocols
EYEFORTX-2 Project News
2023:
09.10.2023: João Victor de Sousa Cabral, MD. Úspěšná obhajoba doktorské disertační práce, studijní program: Biologie a Patologie buňky
Název práce: Regenerativní medicína v rekonstrukci povrchu oka: Pokrok v buněčných terapiích při nedostatku limbálních kmenových buněk
Fotografie z doktorské promoce květen 2024 Karolinum, Univerzita Karlova.
2024:
19.04.2024 - 20.04.2024, Rostoc
6. Baltic Sea Eye Conference
Této vědecké oftalmologické konference se na pozvání hlavního organizátora, prof. Thomase A. Fuchslugera, zúčastnili s přednáškami k dva členové projektového týmu, prof. K. Jirsová, PhD., a Dr. Eleni Voukali, PhD.
Naše přednášky:
• The cultivation of oral mucosal epithelial cells for consequent clinical use, authors: Katerina Jirsova, Victor Cabral, Eleni Voukali, Natalia Smorodinova
• Comparison of angiogeneic factors gene expression between oral mucosal epithelial cells and limbal epithelial cells, autors: Eleni Voukali, Victor Cabral, Natalia Smorodinova, Tomas Vacik a Katerina Jirsova
Velkým úspěchem Dr. Eleni Voukali, PhD. a celého týmu našeho projektu bylo získání hlavní ceny v sekci mladých výzkumníků
Testimonials
Vestibulum sem purus, interdum sit amet varius id, porta sit amet sem. Mauris nec dui ut sapien finibus bibendum eget sit amet nulla. Proin condimentum urna quis tincidunt euismod. Vivamus eget sem at lorem varius pretium. Sed nisl lacus, sollicitudin sed elit et, convallis convallis arcu.
Nulla ut consequat felis, et euismod enim. Etiam at tellus eget dui tristique eleifend pretium eu tellus. Integer eu facilisis velit. Proin in mollis metus, id vestibulum enim.
Partneři:
Prof. Kateřina Jirsová, Ph.D., Laboratoř biologie a patologie oka, Ústav biologie a lékařské genetiky, 1. lékařská fakulta Univerzity Karlovy (UK) a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze
Doc. MUDr. Pavel Studený, Ph.D., MHA, Oftalmologická klinika, Fakultní nemocnice Královské Vinohrady (FNKV)
Ing. Hana Studenovská Ph.D. Ústav makromolekulární chemie Akademie věd ČR
Prof. Dr. Mária Dušinská, Ph.D., The Norwegian Institute of Air Research, Norsko
Catherine Jackson Ph.D., Oslo University, Norsko
Tým:
Náš tým tvoří:
1) Vědci (buněční a molekulární biologové z UK (K. Jirsová, V. Cabral) a z University Oslo (C.J. Jackson), vědci zodpovědní za vitrifikaci a dlouhodobé skladování buněk (J. Bednar, UK); vědci zodpovědní za testování stability genomu – NILU (M. Dušinská, N. El Yamani, H. Fjeldstad), vědci zodpovědní za přípravu materiálu pro kultivaci buněk a jejich přenos do nemocného oka (H. Studenovská).
2) Tkáňoví a buněční bankéři, K. Jirsová, M. Netuková
3) Lékaři (M. Netuková a P. Studený) z FNKV se spolu s vědci podílejí na vývoji postupu a aplikace kultivovaných buněk na povrch oka, odpovídají za výběr pacientů k léčbě, transplantaci sledování pacientů. Součástí týmu jsou i další zkušení vědci, laboratorní technici a administrátoři.
Kontakty:
Hlavní řešitel: prof. Kateřina Jirsová, PhD.,
Laboratoř biologie a patologie oka, Ústav biologie a lékařské genetiky, 1. LF UK a VFN Albertov 4 Praha 2, 128 01, tel.: +420 224 96 80 06,
e-mail: katerina.jirsova@lf1.cuni.cz
Administrátor: Kristýna Matějková, DiS.
kristyna.matejkova@lf1.cuni.cz, 0022496 4264
Související weby:
KAPPA program: https://www.tacr.cz/en/kappa-programme
Řešitel: www.cuni.cz
Informace o projektu: https://starfos.tacr.cz/en/project/TO01000099#project-main
Albertov 4, 128 00 Prague, Czech Republic