Beauty and the Beast: The Multifaceted Potential of Mesenchymal Stem Cells in Bone Health and Disease

Abstract

Mesenkymale stamceller: Biologi og terapeutisk potensiale: Skjelettet er det som holder kroppen vår oppe, beskytter organene våre og det er samtidig en viktig kilde for kalsium og fosfater. Humant beinvev består av en organisk og en uorganisk del. Det er 3 hoved celletyper i bein; Osteoblaster, osteocytter og osteoklaster. Osteoblaster er beindannende celler, osteocytter er celler som ligger inni beinvevet, mens osteoklaster er beinresorberende celler. I en normal situasjon vil beinvevet kontinuerlig bli fornyet, og faktisk vil hele skjelettsystemet vårt byttes ut i løpet av 10 år. Mesenkymale stamceller (MSC) finnes i beinmargen og er blant annet forløpere til osteoblaster og osteocytter. MSC har også andre viktige oppgaver i beinmargen; i tillegg til å bidra til opprettholdelse av andre type stamceller i beinmargen er de viktige for å regulere immunresponser. I en stressituasjon, når fremmedlegemer eller stressignaler kommer i kontakt med MSC, vil de påvirke omkringliggende immunceller slik at reparasjonsprosessen kan begynne. De vil bidra til denne prosessen både ved å være en kilde til forskjellige celletyper, slik som osteoblaster og bruskceller, og samtidig dempe inflammasjonen ved å påvirke immuncellene. Derfor har MSC et stort potensiale i terapi innen beinregenerering og som immunmodulerende celler. Det er en nøye regulert balanse mellom danning og nedbryting av bein, men ved en stressituasjon kan denne reguleringen påvirkes. Myelomatose, eller beinmargskreft, er en kreftform som vil påvirke beinkvaliteten. Myelomatose kjennetegnes ved at det er en overvekt av osteoklaster i forhold til osteoblaster. Dette kommer blant annet av at kreftcellene produserer faktorer som påvirker beincellene, men også av at MSC produserer slike faktorer. I tillegg kan MSC både direkte og indirekte være med på å øke proliferasjon og overlevelse av kreftcellene. I denne oppgaven har jeg studert forskjellige aspekter ved MSC hentet fra beinmarg. Jeg har sett på hvordan en vekstfaktor, GDF15, påvirker differensiering av osteoblaster og osteoklaster, og forskjeller i uttrykk av GDF15 hos pasienter med myelomatose med forskjellig grad av beinsykdom. Jeg har også sett på hvordan MSC responderer på stimuli i en inflammatorisk situasjon, og hvilke signalveier som kan være viktig for produksjon av inflammatoriske cytokiner. Til slutt har jeg sett på hvordan MSC kan brukes innen beinregenerering ved å kapsle inn disse cellene i et materiale som etterligner beinvev.