12.06.2015 Views

Marit Orav

Marit Orav

Marit Orav

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

TARTU ÜLIKOOL<br />

LOODUS- JA TEHNOLOOGIATEADUSKOND<br />

MOLEKULAAR-JA RAKUBIOLOOGIA INSTITUUT<br />

MIKROBIOLOOGIA JA VIROLOOGIA ÕPPETOOL<br />

<strong>Marit</strong> <strong>Orav</strong><br />

Tüvirakkude kasutamise võimalusi inimese papilloomiviiruse<br />

uurimisel<br />

Bakalaureusetöö<br />

Juhendaja PhD Ene Ustav<br />

Tartu 2008


SISUKOKKUVÕTE<br />

Sisukokkuvõte...........................................................................................................................2<br />

Kasutatud lühendid ..................................................................................................................3<br />

Sissejuhatus ...............................................................................................................................5<br />

1. Inimese papilloomiviiruse ja raku interaktsioonid ...........................................................6<br />

1.1 Inimese papilloomiviirus ..................................................................................................6<br />

1.2 HPV ja haigused ...............................................................................................................6<br />

1.3 HPV nakatab naha- ja limasepiteeli keratinotsüüte..........................................................8<br />

1.3.1 Naha ehitus ja naharakkude diferentseerumisprotsess ..............................................8<br />

1.3.2 HPV replikatsiooni- ja elutsükli seos epiteelirakkude diferentseerumisprogrammiga<br />

............................................................................................................................................9<br />

2. Tüvirakud ja inimese papilloomiviirus ............................................................................13<br />

2.1 Tüvirakud .......................................................................................................................13<br />

2.1.1 Embrüonaalsed tüvirakud........................................................................................13<br />

2.1.2 Koespetsiifilised tüvirakud......................................................................................14<br />

2.1.3 Indutseeritud pluripotentsed rakud (iPS rakud).......................................................15<br />

2.1.4 Terapeutiline kloonimine.........................................................................................16<br />

2.2 Naha tüvirakud ...............................................................................................................16<br />

2.3 Tüvirakkude osa naha- ja limaskesta koevigastuste parandamises ................................20<br />

2.4 Koeparandamise ja HPV infektsiooni seos ....................................................................22<br />

2.5 Tüvirakkude osa papilloomiviiruste indutseeritud kartsinogeneesis..............................22<br />

3. Tüvirakkude diferentseerumise suunamine. Sissejuhatus .............................................24<br />

3.1 Embrüonaalsete tüvirakkude diferentseerimine .............................................................26<br />

3.2 Koespetsiifiliste tüvirakkude diferentseerimine .............................................................27<br />

3.3 Tüvirakkude kultiveerimise eeldused.............................................................................27<br />

3.4 Tüvirakkude diferentseerimise suunamise etapid...........................................................28<br />

4. Tüvirakkude diferentseerumise suunamise strateegiad .................................................28<br />

4.1 Keratinotsüüdideks diferentseerumisele pühendumise indutseerimine..........................28<br />

4.1.1 Kindla koostisega keskkonna kasutamine ...............................................................28<br />

4.1.2 Geneetiline modulatsioon........................................................................................29<br />

4.2 Pühendunud eellasrakkude selekteerimine ja sorteerimine............................................29<br />

4.3 Pühendunud eellasrakkude lõpliku diferentseerumise indutseerimine...........................30<br />

4.3.1 Kindla koostisega keskkonna kasutamine ...............................................................30<br />

4.3.2 Ekstratsellulaarse maatriksi kasutamine..................................................................31<br />

4.3.3 Ko-kultuuride kasutamine .......................................................................................32<br />

4.3.4 Gap-ühenduste moodustumise soodustamine..........................................................33<br />

4.3.5 Tsütoplasmaatiliste ekstraktide kasutamine ja cybridization ..................................34<br />

4.3.6 Muud diferentseerumist soodustavad tegurid..........................................................34<br />

Kokkuvõte ...............................................................................................................................35<br />

Résumé.....................................................................................................................................36<br />

Kirjanduse loetelu ..................................................................................................................37<br />

Kasutatud veebiaadressid ......................................................................................................42<br />

2


KASUTATUD LÜHENDID<br />

(h)ESC – (inimese) embrüonaalsed tüvirakud (human embryonic stem cells)<br />

2D – kahemõõtmeline (two-dimensional)<br />

3D – kolmemõõtmeline (three-dimensional)<br />

BMP – bone morphogenetic protein<br />

BMP-4 – bone morphogenetic protein-4<br />

E1-7 – papilloomiviiruse varajased valgud<br />

ECM – rakuväline maatriks (extracellular matrix)<br />

EGF – epidermaalne kasvufaktor (epidermal growth factor)<br />

FACS – fluorescence-activated cell sorting<br />

FGF – fibroblast growth factor<br />

GAG – glükoosaminoglükaan (glycosaminoglycan)<br />

GATA-3 - transkriptsioonifaktor<br />

GFP – green fluorescent protein<br />

HPV – inimese papilloomiviirus (human papillomavirus)<br />

HSP – heat shock protein<br />

ICM – sisemine rakumass (inner cell mass)<br />

IF – intermediaalsed filamendid<br />

IGF – insuliini-sarnane kasvufaktor (insuline-like growth factor)<br />

iPS rakud – indutseeritud pluripotentsed tüvirakud (induced pluripotent stem cells)<br />

K1, K5, K10, K14 – keratiini tüübid<br />

KFG – keratinocyte growth factor<br />

L1-2 – papilloomiviiruse hilised valgud<br />

Lef1 – lymphoid-enhancing factor 1<br />

MACS – magnetic affinity cell sorting<br />

PML kehad – viiruse arvatavad replikatsioonitsentrid<br />

PPAR – peroxisome proliferator-activated retseptor<br />

PV – papilloomiviirus (papillomavirus)<br />

Shh – Sonic hedgehog<br />

Tap63 – transkriptsioonifaktor p63<br />

Tcf3 – transcription factor 3<br />

TGF – transformeeriv kasvufaktori (transforming growth factor)<br />

TGFβ – transformeeriv kasvufaktor-β (transforming growth factor)<br />

URR – upstream regulatory region<br />

UV-B – B ultraviolettkiirgus<br />

3


Wnt – wingless<br />

4


SISSEJUHATUS<br />

Inimese papilloomiviirused (HPVd) on maailmas laialt levinud olulised patogeenid, mis<br />

nakatavad organismi epiteelkoe keratinotsüüte ja põhjustavad emakakaelvähi,<br />

genitaalpiirkonna soolatüügaste ja healoomuliste papilloomide teket.<br />

Seoses papilloomiviiruste elu- ja replikatsioonitsükli seotusega epiteelkoe rakkude<br />

diferentseerumisprogrammiga, on neid koekultuuri tingimustes keeruline uurida. Tänapäeval<br />

on HPV uurimisel enim levinud viiruspartiklite ekstraktis inkubeeritud epiteelkoe siirdamine<br />

immuunpuudulikele hiirtele või organotüüpsete parvkultuuride kasutamine.<br />

Kuna püsiva infektsiooni tekkimiseks peaks HPV nakatama nahas leiduvaid tüvirakke, oleks<br />

väga kasulik, kui papilloomiviirusi saaks uurida keratinotsüütide diferentseerumisrada läbima<br />

indutseeritud tüvirakkudes. Selline mudel järgiks ehk tõelähedasemalt in vivo<br />

papilloomiviiruse infektsiooniga kaasnevat olukorda ja oleks alternatiiviks juba<br />

olemasolevatele mudelitele.<br />

Tüvirakkude kasutamist papilloomiviiruste uurimisel koekultuuri tingimustes soodustab ka<br />

asjaolu, et tüvirakud on võimelised oma populatsiooni pidevalt uuendama, sel ajal kui<br />

organotüüpsetes parvkultuurides kasutatavad rakud tuleb eelnevalt immortaliseerida.<br />

Antud töö toob välja seosed inimese papilloomiviiruse infektsiooni ja naha tüvirakkude vahel<br />

ning tutvustab erinevaid meetodeid, mille abil saaks tüvirakke suunata keratinotsüütideks<br />

diferentseeruma.<br />

5


TÜVIRAKKUDE KASUTAMISE VÕIMALUSI INIMESE PAPILLOOMIVIIRUSTE<br />

UURIMISEL<br />

1. INIMESE PAPILLOOMIVIIRUSE JA RAKU INTERAKTSIOONID<br />

1.1 Inimese papilloomiviirus<br />

Papilloomiviirused (PV) on väikese kaheahelalise DNA genoomiga viirused, mis nakatavad<br />

peamiselt epiteelkudesid. PVd on mitmekesine viiruste rühm, neid on leitud enam kui<br />

kahekümnelt imetajate liigilt ning nad võivad nakatada ka linde ja roomajaid. Inimese<br />

papilloomiviirused (HPVd) jagatakse nukleotiidse järjestushomoloogia alusel kolme<br />

evolutsioonilisse rühma: A supergruppi kuuluvad sugulisel teel ülekantavad<br />

papilloomiviirused nagu HPV-16 ja HPV-18, mis võivad tekitada onkogeense potentsiaaliga<br />

limaskudede haavandeid, tavalisi soolatüükaid või healoomulisi papilloome. B supergrupi<br />

liikmed (nagu HPV-5) tekitavad tavaliselt asümptomaatilisi või latentseid infektsioone, kuid<br />

immuunpuudulikel või spetsiifilist pärilikku eelsoodumust omavatel indiviididel võivad<br />

tekitada nahavähki. Ülejäänud papilloomiviirused kuuluvad E supergruppi ning tekitavad<br />

naha papilloome ja soolatüükaid (Doorbar, 2004). Onkogeense potentsiaali järgi jagatakse<br />

papilloomiviirusi kõrge ja madala riski viirusteks. Kõige levinumad kõrge riski<br />

papilloomiviirused on HPV-16 ja -18. Madala riskigrupi viirustest on sagedasemad HPV-6 ja<br />

-11. Kokku on kirjeldatud üle 100 erineva HPV tüübi, millest ligikaudu 30 nakatavad<br />

genitaaltrakti (Klug S.J. , 2007).<br />

1.2 HPV ja haigused<br />

On tõestatud, et kõrgriski inimese papilloomiviirused põhjustavad emakakaelavähki. HPV<br />

DNAd on leitud 90-100%-st emakakaelavähi koeproovidest, sel ajal kui tervetelt patsientidelt<br />

võetud proovidest esineb seda vaid 5-20%-l. Kõige sagedamini tuvastatakse proovidest HPV-<br />

16 (50%) ja HPV-18 (10%) genoomset materjali, kuid ka tüüpe -31, -33, -35, -45, -51, -52, -<br />

58 ja -59 tuleks pidada inimesele kartsinogeenseks (Bosch F.X. jt, 2002). Need harvad<br />

emakakaelavähi juhud, kus ei ole tuvastatud HPV osalust, on seletatavad tavaliste vähitekke<br />

protsesside toimumisega epiteelkoes ning esinevad üldjuhul väga vanadel naistel.<br />

Emakakaelas esineb väikese sagedusega ka mitte-epiteelse vähi juhtumeid.<br />

6


Vähi arenemine on seotud HPV poolt ekspresseeritavate onkogeenide E6 ja E7 võimega<br />

interakteeruda ja modifitseerida või lagundada rakutsükli tähtsaid regulatoorseid komponente.<br />

E6 valk seob ning degradeerib peremeesraku p53 valku, takistades niiviisi viimase apoptoosi.<br />

p53 on seotud ka rakule oluliste kontrollmehhanismidega, mis aitavad vältida geneetilise<br />

materjali kahjustusi. Valgu inaktiveerimine võib viia mutatsioonide kuhjumiseni rakus ning<br />

aidata veelgi kaasa vähitekke protsessidele. Samuti aktiveerib E6 telomeraasi, mis osaleb<br />

peremeesraku immortaliseerumisel. E7 seob pRB valku, mille tagajärjel vabanevad E2F<br />

transkriptsioonifaktorid, mis on olulised peremehe ja viiruse genoomse DNA sünteesi<br />

regulatsioonil. Samuti seob ja aktiveerib E7 rakutsüklit kontrollivaid tsükliini komplekse.<br />

Emakakaelavähi koeproovidest ilmneb, et nakatatud rakus on viiruse genoomne DNA tihti<br />

raku kromosomaalsesse DNAsse integreerunud. Sageli on see toimunud viisil, mille käigus<br />

E6 ja E7 valgu repressorvalk E2 on inaktiveerunud, mistõttu on võimalik mõlema onkogeense<br />

valgu üleekspressioon.<br />

Vähitekke protsess on tavaliselt pikaajaline ja enne haigestumist on naised aastaid või isegi<br />

aastakümneid HPV infektsiooni kandjad. Samuti on hakanud üha enam kogunema<br />

tõestusmaterjali inimese papilloomiviiruste seotusest teiste suguteedes esinevate vähkide<br />

tekkega (Bosch F.X. jt, 2002).<br />

Genitaalpiirkonna soolatüükaid seostatakse enamasti madala riski HPVdega, samas on<br />

peaaegu kõikidel papilloomiviirustel võime neid tekitada (Bosch F.X. jt, 2002).<br />

2005. aasta andmetel oli Ameerika Ühendriikides 10%-l populatsioonist aktiivne HPV<br />

nakkus, 4%-l oli nakkus, mis põhjustas tsütoloogilisi ebanormaalsusi, ja veel lisaks 1%-l<br />

tekitas HPV genitaalpiirkonna soolatüükaid. Aastaga lisandub ligikaudu 6.3 miljonit uut<br />

nakkusjuhtu, kuid kuna papilloomiviiruse infektsioon on tihti asümptomaatiline, jääb enamus<br />

neist tuvastamata. Samuti tuleb immuunsüsteem HPV infektsiooni tõrjumisega tavaliselt<br />

piisavalt hästi toime. Hinnanguliselt ligikaudu 50% seksuaalselt aktiivsetest indiviididest<br />

puutuvad oma elu mingil perioodil inimese papilloomiviirusega kokku. Häid ravimeetodeid<br />

soolatüügaste või emakakaela kahjustuste raviks ei ole – kuigi kahjustatud kude suudetakse<br />

eemaldada, ei kõrvalda see harilikult organismist papilloomiviirust ning epiteelkoe<br />

kahjustuste taastekkimine on tõenäoline (Ault K.A, 2005).<br />

7


1.3 HPV nakatab naha- ja limasepiteeli keratinotsüüte<br />

1.3.1 Naha ehitus ja naharakkude diferentseerumisprotsess<br />

Nahk peab organismi kaitsma veekaotuse, vigastuste ja nakkuste eest. Selle tulemusel on välja<br />

arenenud keerukas diferentseerumise protsess, mis tagab vastupidava, veekindla ja pidevalt<br />

uueneva välise katte moodustumise. Imetajate nahk koosneb kolmest kihist: epidermis ehk<br />

marrasnahk, dermis ehk pärisnahk ja hüpodermis ehk alusnahk. Inimese papilloomiviirused<br />

nakatavad epidermise rakke ehk keratinotsüüte.<br />

Imetajate epidermis on mitmekihiline kude, mis on kinnitunud basaalmembraanile. Otse<br />

basaalmembraani peal olev rakukiht ehk basaalkiht sisaldab paljunevaid rakke, mis on<br />

suhteliselt vähe diferentseerunud, kuigi omavad keratinotsüütidele iseloomulikku 10 nm<br />

pikkuste keratiinist intermediaalsete filamentide võrgustikku. Basaalkihi rakkudest mõned on<br />

koespetsiifilised naha tüvirakud, mis jagunevad harva, tekitades ühe tüviraku ja ühe kiiresti<br />

paljuneva suurema diferentseerituse astmega raku. Kiiresti jagunevate basaalkihi rakkude<br />

paljunemine on samuti vähemalt osaliselt asümmeetriline - tekib keratinotsüüdiks<br />

diferentseerumisele pühendunud membraanilt lahkuma määratud rakk ja paljunemisvõimeline<br />

basaalmembraanile jääv rakk (Lechler ja Fuchs, 2005). Teine võimalus on, et basaalkihi rakud<br />

paljunevad sümmeetriliselt ning kasvava populatsiooni surve sunnib osasid neist membraanilt<br />

eralduma ja ülespoole liikumist alustama.<br />

Joonis 1. (A) Naha histoloogilise ehituse ülevaade. (B) Naharakkude paljunemise skeem.<br />

Joonised võetud L. Alonso ja E. Fuchsi artiklist Stem cells of the skin epithelium, 2003<br />

Basaalmembraanilt lahkudes kaotavad rakud võime mitootiliselt jaguneda. Esimese<br />

muutusena tugevdavad rakud oma intermediaalsete filamentide (IF) võrgustikku sünteesides<br />

suures koguses keratiine K1 ja K10 ning assambleerides need filamentideks. Kuna<br />

8


asaalmembraanile kinnitunult sünteesivad naha rakud keratiine K14 ja K5, siis on K1 ja K10<br />

sünteesile ümberlülitumine kõige kindlam indikaator, et rakk on alustanud terminaalse<br />

diferentseerumise protsessi (Fuchs E, 2007). Üksikud filamendid ühinevad kimpudeks, mis<br />

seostuvad rakkudevaheliste ühenduskohtade desmosoomidega. Nii saavutavad mitte ainult<br />

üksikud rakud, vaid kogu kude vastupidavuse mehhaaniliste stresside suhtes.<br />

Desmosoomide kaudu seotud rakkude rühmad hakkavad järk-järgult liikuma naha pealispinna<br />

poole. Järgmise sammuna loovad nad endale sarvja ümbrise, mis tekib rakumembraani alla<br />

varutavate valkude ensümaatilise ristsidumise tagajärjel. Need rakud toodavad ka<br />

lamellaarseid graanuleid, mis täidetakse lipiididega ning väljutatakse sarvja ümbrise peale,<br />

kus nad moodustavad veekindla kihi, mis takistab kehavedelike reguleerimata kadu<br />

organismist. Pärast kõikide vajalike naha komponentide sünteesi peatavad rakud valkude<br />

tootmise ja oma ainevahetuslikud protsessid ning läbivad programmeeritud rakusurma, mis on<br />

mõneti sarnane apoptoosiga. Rakkude jäänuseid lükatakse altpoolt tulevate uute rakkude tõttu<br />

aina ülespoole kuni nad lõpuks naha pinnale jõuavad ja sealt maha kooruvad.<br />

Hiirtes võtab kogu diferentseerumise protsess aega 10-14 päeva, inimestel toimub see<br />

aeglasemalt (Alonso ja Fuchs, 2003).<br />

1.3.2 HPV DNA replikatsiooni- ja elutsükli seos epiteelirakkude<br />

diferentseerumisprogrammiga<br />

Inimese papilloomiviirused sisenevad nahka vigastuste kaudu ja nakatavad epidermise<br />

basaalkihi rakke. Ühe hüpoteesi järgi peab viirus eduka infektsiooni toimumiseks nakatama<br />

spetsiifiliselt naha tüvirakku, mitte mõnda selle kiiresti jagunevat pühendunud tütarrakku<br />

(Stanley M, 2006). Seda toetavad mitmed uuringud, mis on näidanud, et karvafolliikulis, kuhu<br />

naha tüvirakud on peamiselt koondunud, võib väga tihti PCRi kasutades detekteerida B1<br />

supergrupi (levinuim papilloomiviiruste rühm) HPVde DNAd, mis võib viidata sellele, et<br />

papilloomiviirused tõesti eelistavad nakatada tüvirakke (Doorbar J., 2004).<br />

HPVde rakupinna retseptor ei ole teada, kuid üldiselt seostatakse viiruse võimet rakku<br />

siseneda hepariinsulfaadi olemasoluga. Viiruspartikli sisenemine arvatakse olevat küllaltki<br />

aeglane protsess ning see toimub klatriiniga kaetud vesiikulite endotsütoosi kaudu (Culp ja<br />

Christensen, 2004). Viiruspartiklite lahtipakkimine võib sõltuda kapsomeeri-siseste<br />

disulfiidsildade katkemisest raku redutseerivas keskkonnas, millele järgneb viiruse genoomi<br />

tuuma transportimine (Li M jne, 1998).<br />

9


Joonisel 2 on kujutatud papilloomiviiruse elutsükli etappe ja erinevate valkude ekspressiooni<br />

seotuna asukohaga epiteelis. Joonis võetud I.H. Frazeri artiklist Prevention of cervical cancer<br />

through papillomavirus vaccination, 2004.<br />

Peremeesraku tuumas toimub papilloomiviiruste genoomse materjali paljundamine ning selle<br />

viib läbi raku replikatsiooni aparatuur, mille värbamises on osalised kaks viiruselist<br />

replikatsioonivalku E1 ja E2. Viirus on võimeline mõjutama peremeesraku rakutsüklit, millest<br />

tuleneb ka tema onkogeenne potentsiaal. Papilloomiviiruste elutsükkel on seotud naharakkude<br />

diferentseerumise programmiga ja seetõttu on HPV produktiivse infektsiooni saamine<br />

rakukultuuris keeruline.<br />

Pärast raku nakatamist toimub esialgne genoomi amplifikatsioon ja pärast seda jääb viirus<br />

ligikaudu 50-100 koopiaga episomaalse DNA plasmiidina rakutuuma püsima. Arvatavasti<br />

toimub sellel ajal madalal tasemel viiruse varajaste valkude E1, E2, E6 ja E7 ekspressioon. E1<br />

ja E2 valke on vaja viraalsete episoomide säilitamiseks ja nende korrektseks tütarrakkude<br />

vaheliseks segregatsiooniks, E6 ja E7 täpne roll selles infektsiooni staadiumis on vaieldav<br />

(Doorbar J, 2004). Nakatatud raku basaalmembraanilt lahkumine ehk epiteelse<br />

diferentseerumise algus initsieerib papilloomiviiruse elutsükli produktiivse etapi alustamise,<br />

mille käigus toimub genoomi amplifikatsioon, hilise geeniekspressiooni aktivatsioon ja<br />

viiruspartiklite kokkupakkimine (Moody C.A jne, 2007).<br />

10


Joonis 3, HPV-31 genoom. Joonisel on välja toodud varajaste (E) ja hiliste (L) geenide avatud<br />

lugemisraamid, URR (origin) piirkond, viiruse mõlemad promootorid ja<br />

polüadenülatsioonisaidid. Joonis võetud F. Fehrmanni ja L.A. Laiminsi artiklist Human<br />

papillomaviruses: targeting differentiating epithelial cells for malignant transformation,<br />

2003.<br />

Kõigepealt muudab E6 ja E7 valkude ekspressioon epidermise alumistes kihtides raku<br />

normaalse lõpliku diferentseerumise protsessi, sundides rakku taaskord sisenema S-faasi. Nii<br />

E6, E7 kui ka teisi HPV varajasi valke (E1, E2, E4 ja E5) sünteesitakse viiruse varajaselt<br />

promootorilt (Doorbar J, 2005), näiteks p97 HPV-16 korral, p105 HPV-18-l.<br />

Epiteeli keskmises või ülemises osas aktiveeritakse HPV hiline promootor, mis asub E7<br />

avatud lugemisraami sees ning suurendab viiruse genoomi amplifitseerimises osalevate<br />

valkude (E1, E2, E4 ja E5) ekspressiooni taset. E2 seondumine HPV regulaatorpiirkonnaga<br />

on vajalik E1 helikaasi värbamiseks viraalse replikatsiooni alguspunkti, E1/E2<br />

initsiaatorkompleks omakorda juhib kohale raku replikatsiooniaparatuuri, mis võimaldab<br />

viiruse genoomi amplifikatsiooni. E4 ja E5 täpne roll genoomi amplifikatsioonis ei ole veel<br />

teada (Doorbar J, 2005).<br />

Kogu viiruse elutsükli jooksul kontrollitakse varajaste ja hiliste valkude ekspressioonitaset<br />

erinevate promootorite ja splaissimissaitide kasutamisega (Doorbar J, 2005).<br />

11


Papilloomiviirused kodeerivad kahte struktuurset valku, mida sünteesitakse nakatatud koe<br />

ülemistes kihtides pärast genoomi amplifikatsiooni lõpetamist. L2 valk akumuleerub virionide<br />

kokkupakkimise ajal PML kehade nime all tuntud tuumsetes struktuurides. Arvatakse, et<br />

PML struktuurid on seotud viiruse plasmiidse DNA replikatsioonitsentritega. HPV virionide<br />

ülesehituseks on vaja keskmes olevat viiruse genoomi, 360 L1 valgu koopiat ja arvatavasti 12<br />

L2 valgu koopiat, mis on organiseeritud 72 kapsomeersesse ikosaeedrilisse kesta (Doorbar J,<br />

2005).<br />

Papilloomiviirused ei ole lüütilised viirused ning virione ei vabastata enne kui peremeesrakk<br />

jõuab naha pinnale. Kuna keratinotsüüt on rakk, mis on määratud surema, et ole HPV-l<br />

tegelikult vajagi oma peremeest kuidagi ise tappa. Pigem takistavad viiruse valgud raku<br />

tuuma kondenseerumist, et enda genoomi replitseerida, lükates sellega raku surma edasi<br />

(Stanley M, 2006). Virionide väljutamine ei ole papilloomiviirusel siiski täielikult passiivne<br />

protsess. E4 valk võib mängida rolli viiruspartiklite vabastamisel rakust keratiinivõrgustiku<br />

terviklikkuse ja sarvja ümbrise tekke mõjutamise kaudu (Doorbar J, 2005). On ka näidatud, et<br />

HPVd aktiveerivad diferentseeruvas nakatanud rakus kaspaasid –9, -3 ja –7, mida nad vajavad<br />

oma genoomi amplifikatsiooniks. Kuna kaspaasid on laialdaselt tuntud apoptoosi<br />

esikutsujatena, on võimalik, et neid vajatakse virionide rakust väljutamise kergendamiseks<br />

lisaks nende rollile viiruse replikatsioonis (Moody C.A. jne, 2007).<br />

Lisaks sellele, et papilloomiviiruse elu- ja replikatsioonitsükkel sõltub epiteeli rakkude<br />

diferentseerumisprotsessist, on in vitro näidatud, et kõrgeriski viiruste gruppi kuuluv HPV-16<br />

suudab mõjutada keratinotsüütide normaalset diferentseerumist (McCance D.J. jne, 1988).<br />

Koekultuuri tingimustes kultiveeritud ja papilloomiviirusega nakatatud keratinotsüüdid<br />

ekspresseerisid küll diferentseerunud rakkudele omaseid markereid, kuid omasid<br />

diferentseerumata fenotüüpi. Juba rakukultuuri ülemistesse kihtidesse liikunud rakud<br />

meenutasid basaalkihi rakke ning olid osaliselt mitootiliselt aktiivsed. Lisaks täheldati<br />

vakuoolide olemasolu tsütoplasmas, tavatut kromosoomide värvumist ning tuumatsütoplasma<br />

vähendatud suhet. Nakatatud rakukultuuri iseloomustavad histoloogilised<br />

ebanormaalsused olid analoogsed papilloomiviiruste poolt põhjustatud genitaalpiirkonnas<br />

esinevate histoloogiliste ebanormaalsustega (McCance D.J. jne, 1988). Seega on tõenäoline,<br />

et kui HPV suudab epiteelide diferentseerumisprogrammi muuta ka in vivo, on see<br />

papilloomiviiruse infektsiooniga kaasneda võivate haiguste tekke põhjuseks.<br />

12


2. TÜVIRAKUD JA INIMESE PAPILLOOMIVIIRUS<br />

2.1 Tüvirakud<br />

Tüvirakke iseloomustab võime diferentseeruda erinevateks organismis leiduvateks<br />

rakuliinideks. Traditsiooniliselt jagatakse tüvirakke päritolu järgi embrüonaalseteks<br />

tüvirakkudeks ja täiskasvanud organismis leiduvateks koespetsiifilisteks tüvirakkudeks,<br />

viimasel ajal on neile lisandunud ka indutseeritud pluripotentsed rakud ehk iPS (induced<br />

pluripotent stem) rakud.<br />

2.1.1 Embrüonaalsed tüvirakud<br />

Embrüonaalsed tüvirakud ehk ESCd on pärit blastotsüsti sisemisest rakumassist ehk ICMist<br />

(inner cell mass) ning neid peetakse ainsana tõeliselt pluripotentseteks, kuna nad võivad anda<br />

aluse rakuliinidele kõigist kolmest lootelehest. Rakukultuuris saab ESC rakke kasvatada<br />

toiterakkude (feeder cells) kihi peal. Toiterakkudena on laialdaselt kasutatud hiire<br />

embrüonaalseid fibroblaste, kuid võimaliku kliinilise kasutamise huvides oleks parem, kui<br />

inimese tüvirakkude kultiveerimisel ei kasutataks võõrliikidelt pärinevaid produkte. Hiire<br />

embrüonaalsete fibroblastide asemel saab toiterakkudena kasutada inimese fibroblaste või<br />

inimlootelt pärinevaid kudesid. Toiterakud on võimalik asendada hiire embrüonaalsetest<br />

fibroblastidest eraldatud rakuvälise maatriksi või kollageen IV, fibronektiini, laminiini ja<br />

vitronektiini seguga. (Mountford J.C., 2008).<br />

Kõik tänapäeval olemasolevad hESC liinid on pärit kunstliku viljastamise jaoks loodud<br />

embrüotest, mis olid kas üleliigsed või implantatsiooniks sobimatud (Mountford J.C., 2008).<br />

Kuna nende rakuliinide päritolu on paljude jaoks eetiliselt vastuvõetamatu, on otsitud<br />

embrüonaalsete tüvirakkude saamiseks alternatiivseid meetodeid. Esimene oleks kultiveerida<br />

hESCsid nendest kunstliku viljastamise protseduuridest pärinevatest embrüotest, mis on oma<br />

arengus peatunud, kuid milles leidub siiski eluvõimelisi rakke. Teiseks on demonstreeritud, et<br />

tüvirakuliine saab kultiveerida üksikust 8 või 10-raku staadiumis olevast blastotsüstist<br />

eraldatud rakust. Ühe raku eemaldamine ei tohiks embrüot liigselt kahjustada ning seda<br />

meetodit kasutakse praegu implantatsiooni-eelses geneetilises diagnostikas, millega<br />

kontrollitakse, et arenema hakkavad organismil ei esineks tõsiseid geneetilisi defekte.<br />

Embrüonaalsed tüvirakud tunduvad olevat võimeliselt lõpmatult koekultuuri tingimustes<br />

paljunema ilma vananemise märke ilmutamata, mis teeks nende populatsioonide<br />

suurendamise küllaltki lihtsaks. Samuti on olemas erinevaid markereid, mis võimaldavad<br />

13


eristada diferentseerumata tüvirakke pühendunud tüvirakkudest ja mille abil saaks<br />

olemasolevaid rakupopulatsioone regulaarselt puhastada siiski tekkinud ebasoovitavatest<br />

rakkudest (Mountford J.C., 2008).<br />

Samas on näidatud, et pikka aega rakukultuuris kasvatatud embrüonaalsetel tüvirakkudel<br />

tekivad genoomsed ümberkorraldused, sh koopiaarvu muutused, mutatsioonid<br />

mitokondriaalses DNAs ning promootorite metüleerimismustrite muutused. Kõiki vastavaid<br />

erinevusi normaalse raku genoomist on täheldatud ka inimese vähkide korral (Maitra A jne,<br />

2005).<br />

2.1.2 Koespetsiifilised tüvirakud<br />

Täiskasvanud organismi kudedes ja organites leidub rakke, mis käituvad väga sarnaselt<br />

tüvirakkudega. Need rakud on võimelised andma järeltulijaid, mis diferentseeruvad vastava<br />

koe rakkudeks ning osalevad vigastuste parandamises ja koe uuendamises.<br />

Koespetsiifilised tüvirakud on väga heterogeenne populatsioon ning andmed nende<br />

erinevateks rakuliinideks diferentseerumise kohta on vastukäivad. Arvatavasti võib nende<br />

hulgas leida nii pluripotentseid kui ka juba pühendunud rakke, millel on ka vastavalt erinevad<br />

enese-uuenduslikud ja plastilised omadused (Ratajczak M.Z., 2007). Pluripotentsete rakkude<br />

hulk täiskasvanud organismis on ilmselt väga väike ning nende naaberrakkudest eraldamine<br />

nõuaks põhjalikku puhastamist. Samuti on tõenäoline, et elu jooksul on koespetsiifiliste<br />

tüvirakkude geneetiline materjal keskkonnamõjude ja replikatsioonil tehtud vigade tõttu<br />

kahjustada saanud (Heng B.C. jne, 2005).<br />

Koespetsiifilised tüvirakud on diferentseerumata, aeglaselt jagunevad ja paiknevad tihti<br />

spetsiaalse mikrokeskkonnaga “nišis”. Neid iseloomustab suur tsütoplasma ja tuuma suhe<br />

ning väike organellide arv. Nagu ka peatükis 1.3.1 juba kirjeldatud, võivad tüvirakud<br />

paljuneda kas sümmeetriliselt või asümmeetriliselt, andes järeltulijateks vastavalt kaks<br />

identset tütarrakku või ühe tüviraku ja ühe pühendunud eellasraku. Pärast jagunemist hakkab<br />

tüviraku tütarrakk, mis on niši keskkonnast väljunud, kiiresti jagunema ning aina rohkem ja<br />

rohkem diferentseeruma, kuni temast tekib lõplikult diferentseerunud rakk.<br />

Tüvirakkude käitumine koes (jagunemise kiirus, diferentseerumise suund jms) on<br />

reguleeritud nii väliste (teiste rakkude või niši poolt genereeritud stiimulid) kui ka sisemiste<br />

(tüvirakkude enda “programm”) tegurite poolt (Miller S.J., 2005).<br />

14


Joonis 4, tüvirakkude jagunemise erinevad mudelid. Joonis võetud S.J. Milleri jne artiklist<br />

Interpreting epithelial cancer biology in the context of stem cells: Tumor properties and<br />

therapeutic implications, 2005.<br />

2.1.3 Indutseeritud pluripotentsed rakud (iPS rakud)<br />

2007. aastal demonstreeriti, kuidas inimese naha fibroblaste saab pluripotentseteks rakkudeks<br />

ümber programmeerida kasutades geenide Oct-4, Sox-2, c-Myc ja Klf-4 indutseeritud<br />

ekspressiooni (Takahashi K jne, 2007). Saadud iPS rakkude liinid sarnanesid embrüonaalsete<br />

tüvirakkudega nii morfoloogia, pinnamarkerite ekspressiooni, epigeneetilise staatuse,<br />

diferentseerumispotentsiaali kui ka üldise geeniekspressiooni mustri poolest.<br />

iPS rakkude loomiseks on kasutatud ka geene Oct-4, Sox-2, nanog ja Lin28 (Yu J jne, 2007),<br />

millest võib järeldada, et eriti olulised on pluripotentsuse indutseerimisel just Oct-4 ja Sox-2.<br />

Siiski ei ole veel päris selge, kas iPS rakud tekivad somaatilistest rakkudest või ainult<br />

koespetsiifilistest tüvirakkudest, mis kasutatud populatsioonis esinesid (Durcova-Hills G,<br />

2008).<br />

Kuid iPS rakkudel on ka puudusi. Nii transduktsioonis kasutatavad viiruvektorid kui ka<br />

mõned sisestatud geenid ise võivad põhjustada vähki, mistõttu praegu on uueks eesmärgiks<br />

leida valgud või keemilised ühendid, mis suudaksid vajalikke geene aktiveerida rakke<br />

15


geneetiliselt manipuleerimata. Samuti ei ole veel täielikult kindlaks tehtud, et iPS rakud<br />

suudavad diferentseeruda sama mitmekesiselt ja stabiilselt kui tüvirakud, kuna esialgsed<br />

uuringud, mis siiamaani läbi on viidud, ei ole olnud piisavalt põhjalikud. Senini on uuritud<br />

kaudseid tunnuseid nagu pinnamarkerid, et kinnitada kahe rakupopulatsiooni sarnaseid<br />

tunnuseid, kuid samade markerite ekspresseerimine ei anna alati veel rakkudele samasuguseid<br />

omadusi. Olemasolevate iPS rakuliinide vahel esineb ka märkimisväärseid erinevusi, mistõttu<br />

erinevatest liinidest pärit rakkude omadused ei pruugi olla sarnased. Samuti ei saa öelda, et<br />

koos pluripotentsuse indutseerimisega oleks kadunud eetilised probleemid, mis kaasnesid hES<br />

rakkudega, kuna teoreetiliselt oleks võimalik iPS rakkudest tekitada gameete ning kasutada<br />

neid elusorganismide loomiseks (Cyranoski D, 2008).<br />

Kokkuvõtteks võib öelda, et indutseeritud pluripotentsete rakkude loomine on paljulubav,<br />

kuid veel põhjalikku uurimist vajav tehnoloogia.<br />

2.1.4 Terapeutiline kloonimine<br />

Tüvirakke on loodud kandes somaatilise raku tuuma üle viljastatud ilma tuumata munarakku.<br />

Sellega on ka tõestatud, et epigeneetilised muutused, mis leiavad aset raku diferentseerumise<br />

käigus on tagasipööratavad ning lõplik diferentseerumine ei piira tuuma potentsiaali panna<br />

alus terve uue organismi arengule.<br />

Tuuma reprogrammeerimine viljastatud munarakus on küllaltki ebaefektiivne ning kuna<br />

normaalselt läbivad tulevased sugurakud tõenäoliselt gametogeneesi käigus teistkordse<br />

ümberprogrammeerimise, mis terapeutilise kloonimise puhul vahele jääb, ka vigane.<br />

Probleeme võib tekitada ka mitokondriaalse ning tuuma DNA kokkusobimatus. Siiski on<br />

somaatilise tuuma ülekanne üks arvestatavaid meetodeid pluripotentsete tüvirakkude<br />

loomiseks (Hochedlinger K ja Jaenisch R, 2006).<br />

2.2 Naha tüvirakud<br />

Tüvirakke on täiskasvanud organismi ükskõik millises koes suhteliselt väike hulk ja nende<br />

eristamine tavalistest naaberrakkudest on keeruline. Peamine tüvirakkude nišš nahas asub<br />

karvafolliikulis, basaalkihi rakkude hulgas on neid kõigest 2-7%. Karvafolliikuli tüvirakud<br />

paiknevad karvatupe väljasopistuses (bulge) karvapüstitajalihase läheduses rasunäärme all.<br />

Tüvirakud on seal hästi kaitstud ning neid ümbritsevas koes on rikkalikult närvijätkeid ja<br />

veresooni, mis tagab rakkudele hea varustatuse toitainete ja hapnikuga (Fuchs E, 2007).<br />

16


Naha tüvirakud osalevad karvafolliikuli tsüklilise arengu käigus folliikuli taastamises ja uue<br />

karva kasvus ning vigastuste korral epidermise ja rasunäärmete taastamisel (Fuchs E, 2007).<br />

Joonis 5. Väljasopistuses paiknevate tüvirakkude võimalikud diferentseerumisrajad. Joonise<br />

aluseks on võetud skeem E. Fuchsi artiklist Scratching the surface of skin development, 2007.<br />

On identifitseeritud ligikaudu 150 geeni, mille ekspressioon on iseloomulik just väljasopistuse<br />

rakkudele. Nende hulgas on ka BMP (bone morphogenetic protein) ja transformeeriva<br />

kasvufaktor-β signaalirajaga seotud geenid, mis ilmselt vastutavad tüvirakkude inaktiivse<br />

oleku eest. Kuigi on kindlaks tehtud, et väljasopistuse rakkude hulgas on tüvirakke, ei ole<br />

kindel, kas enamus seal paiknevaid rakke on multipotentsed, kuna vigastuste või uue karva<br />

tekke alguses aktiveeritakse neist vaid väike osa ning ülejäänud jäävad inaktiivseks. Samas on<br />

tõestatud, et folliikuli-sisese epidermise rakud ei ole erinevalt väljasopistuses paiknevatest<br />

rakkudest võimelised diferentseeruma kõikideks naha rakuliinideks, mis annab alust<br />

spekulatsioonidele, et nad ei ole mitte tüvirakud, vaid tõeliste naha multipotentsete<br />

tüvirakkude kiiresti jagunevad ja juba mingile spetsialiseerumisrajale pühendunud järglased<br />

(Fuchs E, 2007).<br />

Elu jooksul toimub pidevalt karvafolliikulite uuenemine ja uute karvade kasv nahal. Ei ole<br />

täpselt teada, mis signaalid osalevad väljasopistuse tüvirakkude aktiveerimisel karvafolliikuli<br />

17


taastamiseks, kuid ühe hüpoteesi järgi on selleks vajalik karva näsa lähedus. Karvafolliikuli<br />

degradatsiooni käigus tõuseb karva näsa ülespoole naha tüvirakkude lähedusse. Kui karva<br />

näsa uue karvakasvu tsükli alguses väljasopistusest eemaldub, taastub ka tüvirakkude vaikiv<br />

olek (Fuchs E, 2007).<br />

Karvafolliikuli tüvirakud ei osale tavatingimustes epiteeli homöostaasis, mistõttu nad ei ole ka<br />

hädavajalikud epidermise säilimiseks. Epidermise uuenemises on olulised hoopis basaalkihi<br />

rakud. Kuid vigastuste korral toimub folliikulist pärit tüvirakkude migreerumine kahjustatud<br />

kohta, kus nad osalevad kahjustada saanud piirkonna taaskatmises epiteelkoega. Kuna haava<br />

piirkonda liikunud rakud on omandanud epiteelse fenotüübi, on see tõestuseks sellele, et<br />

karvafolliikuli tüvirakud on tõesti võimelised diferentseeruma kõikideks epiteeli rakuliinideks<br />

(Ito M jne, 2005).<br />

Veel ei ole kindlaks tehtud, missugused on signaalid, mis osalevad tüvirakkude<br />

aktiviseerimises koekahjustuste korral, kuid viimasel ajal on esile kerkinud arvamus, et selle<br />

protsessiga võivad olla seotud rakkudevahelised ühendused. On võimalik, et kui nahk on<br />

vigastatud, initsieerib rakkudevaheliste adhereen-ühenduste vähesus rakkude migratsiooni<br />

vastavasse piirkonda, nende jagunemise seal ja immuunsüsteemi värbamise võimalikku<br />

infektsiooni vältimiseks. Kui optimaalne ühenduste arv on taastatud, toimub olukorra<br />

normaliseerumine (Fuchs E, 2007).<br />

Tüvirakuliste omaduste omandamist ja säilitamist nahas on seostatud Wnt signaalirajaga,<br />

mille keskseks ühendiks on β-kateniin. β-kateniin on multifunktsionaalne valk, mis aktiveerib<br />

Lef/Tcf perekonna DNA siduvaid valke. Wnt valgu poolt antava signaali mõjul moodustavad<br />

embrüonaalsed epiteeli tüvirakud karvafolliikuli. Selle protsessi juures on oluline ka BMP<br />

signaaliraja inhibeerimine. Kui β-kateniini pidevalt transgeense hiire nahas ekspresseerida,<br />

siis käitub ka folliikulite vaheline epidermis kui embrüonaalne nahk ning võib valida<br />

epidermaalse või karvafolliikuli staatuse vahel. Samasugune mõju on β-kateniinil ka naha<br />

mesenhümaalsetele rakkudele (Alonso L ja Fuchs E, 2003).<br />

18


Joonis 6. Skeemil on ülevaatlikult kujutatud Wnt signaalirada. Joonis pärineb<br />

internetileheküljelt http://www.pandasthumb.org/archives/2005/01/a-complex-regul.html<br />

Lef1/Tcf perekonna valkude aktiivsus võib olla määrava tähtsusega tüviraku<br />

diferentseerumise raja valikul. Kui Lef1 on nahas ja suu epiteelkoes üleekspresseeritud, võib<br />

täheldada karva ja hammaste kasvu tavatutes kohtades (Zhou P jne, 1995). Kui Wnt<br />

signaalrada takistada, tekivad folliikulite asemel epidermaalsed tsüstid (Huelsken J jne, 2001).<br />

Lef1/Tcf perekonda kuuluv transkriptsioonifaktor Tcf3 mängib suurt rolli naha tüvirakkude<br />

omaduste säilitamises ja inhibeerib kõiki kolme naha eellasrakkude diferentseerumisrada.<br />

Kaks neist, epidermaalne ja rasunäärme rada, ei olnud varem teadaolevalt Wnt signaalirajaga<br />

seotud.<br />

Tcf3 valku ekspresseeritakse naha eellasrakkudes nii embrüonaalselt kui ka pärast sündi,<br />

diferentseerumise käigus kaasneb aga selle taseme langus. Kui Tcf3 valgu taset kunstlikult<br />

tõsta, säilivad rakkudevaheline adhesioon ja epidermise-dermise vaheline piir, kuid<br />

diferentseerumist näitavate molekulaarsete markerite ekspressioon on alla surutud. Kuna Tcf3<br />

ilmneb nahas kõigepealt kohas, kuhu tekib hiljem tüvirakkude nišš, võib see anda aimdust,<br />

kuidas ja millal tekib nahas tüvirakkude reservuaar (Nguyen H jne, 2006).<br />

Tcf3 indutseerimise korral muutub epidermises ligikaudu 300 geeni ekspressioonimuster.<br />

Geenid, mis osalevad lipiidide metabolismis ja elektronide transpordis, olid eelistatult alla<br />

19


surutud, suhkrute metabolismi ja rakkude liikuvusega seotud geenide ekspressioon oli<br />

eelistatult soodustatud. Üldjoontes sarnaneb Tcf3 indutseeritud geeniekspressiooni muster<br />

väga naha eellasrakkude geeniekspressiooni mustriga. Ainus üllatus oli see, et vaid mõned<br />

rakkude jagunemisega seotud geenid on Tcf3 poolt negatiivselt mõjutatud. Seetõttu on<br />

tõenäoline, et kui Tcf3 mängib rolli tüvirakkude rakutsükli aeglustamises, ei tee ta seda<br />

üksinda (Nguyen H jne, 2006).<br />

Üks Tcf3 poolt kõige tugevamini inhibeeritud geene kodeerib PPA (peroxisome proliferatoractivated)<br />

retseptoreid ehk PPARe. Kuna iga PPAR geeni promootoris paikneb Tcf/Lef1<br />

regulatoorne element, millele Tcf3 on võimeline seonduma nii in vitro kui ka in vivo, on väga<br />

tõenäoline, et Tcf3 suudab PPAR geenide ekspressiooni otseselt mõjutada. PPAR<br />

transkriptsioonifaktorid on olulised nii epidermaalses kui ka rasunäärmete diferentseerumises,<br />

mistõttu Tcf3 olemasolul rakus on need diferentatsioonirajad blokeeritud. On ka näidatud, et<br />

Tcf3 juuresolekul ei suuda degenereerunud karvafolliikulid enam uuesti siseneda karvade<br />

tsüklilisse arengusse ning uusi folliikuleid ei teki (Nguyen H jne, 2006).<br />

Spetsiifilisi naha tüvirakkude markereid veel leitud ei ole. Üheks kandidaadiks on integriini<br />

perekonna transmembraansed retseptorid, mis on osalised basaalkihi rakkude kinnitumisel<br />

basaalmembraanile, teiseks on transferriini retseptor. Kuna naha tüvirakud paiknevad kas<br />

basaalmembraanil või karvafolliikulis, siis on potentsiaalsete markeritena huvitavad just<br />

molekulid, mis osalevad rakkude adhesioonil substraadile. Adhesiooni molekulide uurimist<br />

toetab ka see, et tõenäoliselt vajavad tüvirakud oma iseloomulike tunnuste säilitamiseks kas<br />

niši spetsiifilist mikrokeskkonda või kinnitumist basaalmembraanile (Alonso L ja Fuchs E,<br />

2003).<br />

2.3 Tüvirakkude osa naha- ja limaskesta koevigastuste parandamises<br />

Vigastuste parandamine on igale organismile elutähtis protsess. Kuna papilloomiviirus<br />

siseneb organismi just epiteeli vigastuste kaudu, on see tähtis aspekt ka HPV uurimisel.<br />

Naha- ja limaskesta vigastuste parandamise juures mängivad põhirolli kaks protsessi: reepiteliseerumine<br />

ja sidekoe kokkutõmbumine. Täiskasvanud organismis liiguvad eesmised<br />

epidermaalsed rakud haava sulgemiseks üle vigastuse piirkonna, samaaegselt toimub sidekoe<br />

kokkutõmbumine eriliste müofibroblastide abil. Vigastuste paranemisel ei taastata<br />

20


epidermaalsed ja dermaalsed struktuurid täielikult ning kahjustada saanud kohta tekib arm.<br />

(Nodder S ja Martin P, 1996)<br />

Epiteeli vigastuste korral hakkavad kahjustuse serval basaalkihi keratinotsüüdid ettepoole<br />

liikuma üle ajutise fibronektiini ja fibrinogeeni maatriksi, mis tekib haava dermise ja fibriinist<br />

kärna vahele. Esimeste ridade rakkudel moodustuvad sõrme-laadsed lamellipoodid ning<br />

nende integriinide ekspressioonimuster muutub, nii et nad hakkavad rohkem tootma<br />

fibronektiini/fibrinogeeni siduvaid integriine ja relokaliseerivad kollageeni/laminiini siduvad<br />

integriinid, mis võimaldab epidermaalsete rakkude kihil kinnituda alumisele koele ja vedada<br />

ennast edasi üle haavapinna. Juhtivad epidermaalsed rakud hakkavad ka sekreteerima mitmeid<br />

proteaase ja proteaaside regulaatoreid, mis võimaldab neil liikuda läbi kuivanud dermise ja<br />

kärna (Nodder S ja Martin P, 1996).<br />

Juhul, kui vigastuse piirkonnas on säilinud karvafolliikulid, mängivad haava taaskatmisel<br />

epiteelkoega väga suurt osa tüvirakud. Vastava signaali saamise järel hakkavad karvafolliikuli<br />

tüvirakud lineaarselt kahjustuse suunas liikuma. Enamasti liiguvad mobiliseerunud tüvirakud<br />

epidermise pealmistesse kihtidesse, kuid sügavama haava puhul basaalkihti, mis tähendab, et<br />

neid suunatakse otseselt piirkonna suunas, kus rakke puudu on. Migreerumise ajal<br />

ekspresseerivad folliikuli rakud juba keratinotsüütidele iseloomulikke markereid, mis näitab,<br />

et nad on alustanud epiteeli rakkudeks diferentseerumist. Vigastatud kohas jagunevad need<br />

rakud kiiresti ning osalevad epidermise taastamises, kuid aja möödudes folliikulist pärit<br />

rakkude arv vigastatud koes väheneb. Arvatakse, et see on märk epidermaalset päritolu<br />

rakkude ellujäämis-eelisest võrreldes tüvirakkude järglastega, kuna pühendunud eellased ei<br />

ole uues kohas ilmselt võimelised oma omadusi säilitama ja on määratud lõplikult<br />

diferentseeruma (Ito M jne, 2005). Tüvirakkude olulisust vigastuste parandamisel rõhutab<br />

see, et juhul kui karvafolliikulid on ulatusliku kahjustuse käigus hävinud, suudab organism<br />

haava parandada ainult äärtest (Alonso L ja Fuchs E, 2003).<br />

Mitmeid tunde pärast naha vigastamist aktiveeritakse lähedalasuvad tavaliselt paiksed<br />

dermaalsed fibroblastid, mis liiguvad kahjustatud kohta, paljunevad seal ja moodustavad<br />

puuduva sidekoe asendamiseks maatriksi. Uude sidekoesse tungib eelnevalt olemasolevatest<br />

veresoontest tekkinud kapillaaride võrgustik. Moodustunud koekompleksi tuntakse<br />

granulatsioonikoena ning just see on vastutav haava kokkutõmbumise eest koeparandamise<br />

protsessis. Granulatsioonikoe kokkutõmbevõimelised rakud on müofibroblastid, mis tekivad<br />

tavalistest haava fibroblastidest, kuid meenutavad pigem silelihasrakke. Müofibroblastide<br />

21


teket indutseerib TGFβ ja teiste kasvufaktorite olemasolu kombinatsioon mehhaaniliste<br />

stiimulitega vigastuste sulgumisel (Nodder S ja Martin P, 1996).<br />

Erinevate tsütokiinide ja kasvufaktorite vabastamine vereliistakutest põhjustab haava<br />

ümbruses põletiku tekke. Arvatakse, et just need signaalid initsieerivad ja juhivad ka teisi<br />

vigastuste parandamise protsesse ning on vastutavad neutrofiilide ja makrofiilide värbamise<br />

eest vigastatud piirkonda.<br />

Lisaks patogeenide ja raku laguproduktide fagotsüteerimisele muutuvad immuunsüsteemi<br />

rakud pärast esialgsete signaalide kadumist kahjustatud koes tsütokiinide ja kasvufaktorite<br />

allikaks ning kui nende ligipääsu haavale takistada, on paranemisprotsess tugevalt pärsitud<br />

(Nodder S ja Martin P, 1996).<br />

2.4 Koeparandamise ja HPV infektsiooni seos<br />

Kuna papilloomiviirus siseneb organismi epiteeli vigastuste kaudu ning nende vigastuste<br />

parandamisel mängivad suurt rolli tüvirakud, on väga tõenäoline, et HPV puutub kokku ja<br />

nakatab ka tüvirakke. Võib oletada, pikaajalise infektsiooni tekkeks on vaja just aeglaselt<br />

jagunevate tüvirakkude nakatumine, kuna juhul kui HPV siseneb kiiresti paljunevatesse<br />

pühendunud eellasrakkudesse, kaob viirus eespool kirjeldatud keratinotsüütide elutsükli<br />

iseärasustest tingituna organismist suhteliselt lühikese aja jooksul.<br />

2.5 Tüvirakkude osa papilloomiviiruste indutseeritud kartsinogeneesis<br />

Ligi 90%-i inimeste kasvajaid saab alguse epiteelkoest. Organismi epiteelid läbivad pidevat<br />

uuendumist ja ümberkorraldumist, milles osaleb terve hierarhia erineva<br />

jagunemispotentsiaaliga rakke. Rakupopulatsioonide uuenemine saab alguse aeglaselt<br />

jagunevatest tüvirakkudest, jätkub nende pühendunud järglaste kiire paljunemisega ning<br />

tipneb terve suure hulga organiseeritud lõplikult diferentseerunud rakkude moodustamisega.<br />

Vähi teket võib tihti vaadelda kui normaalse koe homöostaasi hälbinud varianti, kuna see<br />

kordab oma arengus tüvirakk → pühendunud eellane → diferentseerunud rakk järgnevust<br />

(Miller S.J. jne, 2005).<br />

On välja pakutud kaks kasvaja suurenemise mudelit. Stohhastilise mudeli järgi on<br />

põhimõtteliselt kõik kasvaja rakud võimelised kiiresti jagunema. Tüviraku mudeli järgi on<br />

22


ainult väike protsent kasvaja rakkudest võimelised pika aja jooksul säilitama<br />

paljunemisvõimet, kuna enamus rakke läbib muundunud kujul terminaalse diferentseerumise<br />

protsessi. Vähi tüvirakud arenevad koespetsiifilistest tüvirakkudest samade aeglaste<br />

protsesside läbi nagu vähirakud tavalistest normaalse koe rakkudest (Miller S.J. jne, 2005).<br />

Kineetilised analüüsid ja katsed inimeste rakkudega koekultuuri tingimustes näitavad, et<br />

inimese puhul peab toimuma 4-7 suureulatuslikku mutatsiooni homöostaasi jaoks vajalikes<br />

geenides, et normaalsest rakust areneks vähirakk (Miller S.J. jne, 2005). Nende<br />

mutatsioonidega peavad rakus kaasnema järgnevad muutused: (i) kasvusignaalide suhtes<br />

naaberrakkudest sõltumatuks muutumine, (ii) tundetus kasvu inhibiitorite suhtes, (iii)<br />

apoptoosi vältimine, (iv) piiramatu potentsiaal jaguneda, (v) võime soodustada veresoonte<br />

teket, (vi) võime tungida teistesse kudedesse ja tekitada metastaase. Kõikide nende tunnuste<br />

tekkimise eelduseks on seitsmes muutus genoomse ebastabiilsuse näol (Miller S.J. jne, 2005).<br />

On palju tõendeid selle kohta, et just tüvirakud on organismi rakkude hulgas selliste<br />

mutatsioonide sihtmärkpopulatsioon, üks kõige ilmselgemaid on see, et kuna epiteeli<br />

uuenemise toimub inimestel 4 nädala jooksul, siis on ainult tüvirakud epiteeli rakkudest<br />

organismis piisavalt kaua nende mutatsioonide kogunemiseks. Kuid on ka näidatud, et vähi<br />

teke võib alguse saada rohkem diferentseerunud eellasrakkudest. Kuna vähitekke protsess on<br />

pika-ajaline, on võimalik, et sellisel juhul toimuvad varased mutatsioonid tüvirakkudes, kuid<br />

lõplik transformatsioon alles tüvirakkude pühendunud järglastes (Miller S.J. jne, 2005).<br />

Mutatsioonid toimuvad rakkudes enne fenotüübiliste muutuste teket ning mõnede<br />

perekondlikult päranduvate vähkide puhul võivad need olemas olla isegi enne organismi<br />

sündi. Tüviraku niššides toimub rakkude klonaalne evolutsioon ning kui peaks juhtuma, et<br />

omandatud mutatsioon suurendab tüviraku kohasust, võib toimuda niši sees geneetiliselt<br />

muundunud raku klonaalne ekspansioon. Mutatsiooniga rakkude arvu kasv omakorda<br />

suurendab tõenäosust, et kui peaks toimuma teistkordne geneetilise materjali teisenemine,<br />

toimub see juba eelnevalt pro-onkogeenses rakus. Muteerunud rakkude paljunemisele niši<br />

sees järgneb nende populatsiooni laienemine väljapoole nišši, mille käigus tekivad epiteelses<br />

koes kahjustunud geneetilise materjaliga rakkudega kaetud piirkonnad. Mutatsioonide<br />

lisandumine nendesse aladesse võib lõppeda vähi tekkega (Miller S.J. jne, 2005).<br />

Kuna papilloomiviirused nakatavad eelistatult tüvirakke ning ekspresseerivad pro-onkogeene,<br />

on HPV infektsioon vähiteket soodustav tegur. Eriti kui tegu on kroonilise nakkusega, millega<br />

23


kaasnevad pika-ajalised epiteel- või limaskoe kahjustused. On ka näidatud, et<br />

papilloomiviiruse elutsüklis võib amplifikatsioonilise replikatsiooni vigane masinavärk olla<br />

vastutav genoomse ebastabiilsuse tekke eest (Kadaja M jne, 2007). Kõrgeriski HPV genoomi<br />

enda üleamplifikatsioon võib viia subgenoomsete origin-fragmentide kogunemisele rakus ja<br />

nende seejärgsele integratsioonile peremeesraku genoomi. Mingil etapil võivad ühes rakus<br />

sama-aegselt koos eksisteerida nii integreerunud kui ka episomaalne HPV genoomne DNA,<br />

kusjuures episomaalse genoomi pealt sünteesitud E1 ja E2 valgud võivad algatada<br />

replikatsiooni ka integreerunud HPV URR (origin) piirkonnalt, mille tulemusena toimub nii<br />

papilloomiviiruse DNA kui ka sellega piirneva raku genoomse materjali amplifikatsioon.<br />

Tekkinud fragmendid võivad olla sihtmärgiks raku reparatsiooni/rekombinatsiooni<br />

aparatuurile, mis kokkuvõttes võib viia genoomsete ümberkorralduste ja nendest tuleneva<br />

genoomse ebastabiilsuse põhjustatud vähi tekkeni (Kadaja M jne, 2007).<br />

On võimalik, et ka in vitro näidatud HPV-16 võime pärssida epiteeli rakkude<br />

diferentseerumist (McCance D.J. jne, 1988) võib soodustada vähi teket. Kui HPV hoiab oma<br />

peremeesrakku diferentseerumata olekus ning laseb tal olla jagunemisvõimelisena kauem kui<br />

loomulik, suurendab see nii rakus transformeerivate mutatsioonide toimumise kui ka<br />

muteerunud raku paljunemise tõenäosust.<br />

3. TÜVIRAKKUDE DIFERENTSEERUMISE SUUNAMINE. SISSEJUHATUS<br />

Seoses inimese papilloomiviiruse elutsükli seotusega epiteeli rakkude<br />

diferentseerumisprogrammiga ning tõsiasjaga, et eduka infektsiooni tekkeks peab HPV<br />

nakatama just naha tüvirakke, oleks väga kasulik, kui papilloomiviirust saaks laboratoorselt<br />

uurida tüvirakkude koekultuuris, mida saab indutseerida diferentseeruma keratinotsüütideks.<br />

Elusate loomamudelite peal on viiruse ja organismi interaktsioone raske uurida, samuti on<br />

loommudelite kasutamine kallis ja tülikas. Lisaks takistab papilloomiviiruse suur<br />

koespetsiifilisus katseloomade otsese nakatamise viiruspartiklitega (Fang L jne, 2005).<br />

Võimalus koekultuuris eksperimenteerida HPV nakkuse elulähedase mudeliga tuleks kindlasti<br />

kasuks ka võimalikes varajastes ravimikatsetustes, kuna see võimaldab saata edasistesse<br />

etappidesse põhjalikumalt läbiuuritud ja kontrollitud ravimikandidaadi, mis suurendab<br />

tõenäosust, et uuritavad kandidaadid on tõepoolest efektiivsed ning hoiaks kokkuvõttes ka<br />

raha kokku.<br />

24


Praegu kasutatakse HPV elutsükli uurimisel peamiselt inimeste papilloomiviirustega<br />

nakatatud epiteelkoe siirdamist immuunpuudulikele hiirtele või organotüüpset parvkultuuri.<br />

Inimese epiteeli siirdamine immuunpuudulikele hiirtele võeti esmakordselt kasutusse Kreideri<br />

jne poolt 1985. aastal (Fang L jne, 2005). Inimese epiteeli õhendatud tükikesi inkubeeriti<br />

rakuvabas viiruse ekstraktis, mis pärines genitaalpiirkonna soolatüügaste käes vaevlevatelt<br />

patsientidelt, ning siirdati hiirte neerude fibrooskihnu alla. Pärast 3 kuu pikkust inkubatsiooni<br />

arenesid nendesse piirkondadesse viirusepartikleid produtseerivad epiteelsed tsüstid, mis<br />

sarnanesid loomulikult esinevate suguorganite kondüloomidega. Selline mudel on laialt<br />

kasutatav viirus produktsiooni, papilloomi tekkega seostuvate molekulaarsete sündmuste ja<br />

viiruse-vastaste ainete toime uurimisel. Kuid siirdamise meetodi kasutamist piirab asjaolu, et<br />

nakkust ei saa esile kutsuda HPV DNA abil, kuna kõrge riski papilloomiviiruste geneetilist<br />

materjali on kliinilisest materjalist raske kätte saada ja lisaks välistab see viiruse elutsükli<br />

uurimise genoomi manipulatsiooni kaudu (Fang L jne, 2005).<br />

Organotüüpne parvkultuur koosneb epiteelsetest rakkudest, mis on külvatud fibroblaste<br />

sisaldava kollageenmaatriksi peale. Kogu kompleks asub raamistikul ning seda toidetakse<br />

altpoolt söötmega. Selline parvkultuur jäljendab lähedaselt epiteelkoe diferentatsiooni ja<br />

ülesehitust ning võimaldab viia läbi viiruse päriliku materjali geneetilist analüüsi ning<br />

elutsükli uuringuid. Epidermaalsete rakkude allikana kasutatakse kas naha biopsiatest<br />

eraldatud rakke või sobivaid keratinotsüütide rakuliine. Kuna inimese primaarsed<br />

keratinotsüüdid on piiratud elueaga, mille jooksul HPV ei jõua parvkultuuris lõpetada<br />

produktiivset elutsüklit, kasutatakse harilikult immortaliseeritud rakuliine, kuigi sellised<br />

rakuliinid ei pruugi alati järgida normaalset keratinotsüütide diferentseerumismustrit (Fang L<br />

jne, 2005).<br />

25


Joonis 7. Organotüüpse parvkultuuri skeem. Joonis võetud H.J. Starki jne artiklist<br />

Organotypic cocultures as skin equivalents: A complex and sophisticated in vitro system,<br />

2004.<br />

Diferentseeruma suunatud tüvirakkude kasutamine võiks olla inimese papilloomiviiruse<br />

uurimisel nende kahe meetodi alternatiiviks. Kuna tüvirakkude oluline tunnus on võime<br />

ennast pidevalt uuendada, siis peaks nende pika-ajaline säilitamine laboritingimustes olema ka<br />

küllaltki lihtne. Samas tuleks arvesse võtta peatükis 2.1.1 välja toodud muutuseid, mis<br />

tüvirakkude populatsioonis koekultuuris mitme põlvkonna jooksul toimuvad (Maitra A. jne,<br />

2005), kuna need võivad mõjutada katsetulemusi (eriti kui uuritakse HPV infektsiooni rolli<br />

vähitekke protsessis) ning viia valede järeldusteni.<br />

Diferentseeruma on võimalik suunata embrüonaalseid tüvirakke, naha tüvirakke ning isegi<br />

organismi teistest kudedest pärit tüvirakke, mis on võimelised keratinotsüütideks transdiferentseeruma.<br />

3.1 Embrüonaalsete tüvirakkude diferentseerimine<br />

Kõige olulisem hES rakkude kasutamise eelis on nende surematus ja võime piiramatult iseuueneda,<br />

mis võimaldab neil anda piiramatus koguses diferentseerunud keratinotsüüte või<br />

nende eellasrakke. Seoses mitmete eetiliste probleemidega, mis nende kasutamist<br />

ümbritsevad, võib embrüonaalsete tüvirakkude saamine aga osutuda probleemseks. hES<br />

rakkude puhul on ka väga tõenäoline spontaanne diferentseerumine mitte-soovitud<br />

rakuliinideks ning sellega kaasnev diferentseerumise vähenenud efektiivsus.<br />

26


3.2 Koespetsiifiliste tüvirakkude diferentseerimine<br />

Multipotentsed koespetsiifilised tüvirakud on omadustelt ilmselt küllaltki sarnased<br />

embrüonaalsete tüvirakkudega: suure klonogeense potentsiaaliga ja võimelised<br />

diferentseeruma mitmeteks erinevateks rakutüüpideks. On teada, et karvafolliikuli<br />

väljasopistuses on multipotentseid tüvirakke, kuid nende hulk seal on küsitav, mistõttu on<br />

tõenäoline, et enne võimalikku praktilist kasutamist tuleb tõeliselt multipotentsed rakud<br />

naaberrakkude seast eristada ja eraldada. On avaldatud ka palju artikleid selle kohta, et<br />

koespetsiifiliste tüvirakkude enese-uuendamise potentsiaal võib olla piiratud ning aja jooksul<br />

väheneda (Heng B.C. jne, 2005).<br />

Kuna naha tüvirakud on pärit inimeste koeproovidest, tuleb neid kultuure testida<br />

infektsiooniliste patogeenide vastu. Eriti suur on oht, et rakupopulatsioon võib olla saastunud<br />

seni tundmatute või alles arenevate haigustekitajatega. Samuti on tõenäoline, et elu jooksul on<br />

koespetsiifilistesse tüvirakkudesse kogunenud geneetilise materjali kahjustusi. Mõlemad<br />

faktorid võivad laboratoorsete uuringute käigus viia ekslike tulemusteni (Heng B.C. jne,<br />

2005).<br />

Kuna naha tüvirakkudel on juba teatud eeldused diferentseeruda keratinotsüütideks, on nende<br />

kasutamine efektiivsem ning kergem kui embrüonaalsete tüvirakkude kasutamine. Kuid samal<br />

põhjusel on raskendatud teistest kudedest pärit tüvirakkude trans-diferentseerimine (Heng<br />

B.C. jne, 2005).<br />

3.3 Tüvirakkude kultiveerimise eeldused<br />

Nii embrüonaalsete kui ka koespetsiifiliste tüvirakkude puhul on oluline doonorite<br />

meditsiinilise tausta kindlakstegemine ja kirjaliku nõusoleku omandamine enne rakuliinide<br />

loomist.<br />

Rakuliine on soovitav kultiveerida tundmatutest komponentidest vabas keskkonnas,<br />

soovitatavalt kasutades inimeselt pärit toiterakke (feeder cells) ning ainult täpselt teadaoleva<br />

koostisega söötmeid. Igasuguste tundmatute ja teistelt organismidelt peale inimese pärinevate<br />

komponentide sisaldumisega rakukultuuris kaasneb ka oht seni identifitseerimata patogeenide<br />

ülekandeks ning suureneb kasvukeskkonna varieeruvus, mis võib oluliselt mõjutada<br />

katsetulemusi. Seetõttu peaksid kasutatavad söötmed olema eelistatult seerumi-vabad või<br />

27


sisaldama kunstlikke seerumi asendajaid, mille keemiline koostis oleks täpselt kindlaks<br />

määratud.<br />

Kuna ilma seerumita rakkude kasvatamisel on mitmeid puudusi, nagu rakkude aeglasem<br />

jagunemine, apoptootiliseks muutumine ja halvem kinnitumine substraadile, siis oleks kasulik<br />

kasutada seerumi asendajaid (Heng B.C. jne, 2004).<br />

3.4 Tüvirakkude diferentseerimise suunamise etapid<br />

Tüvirakkude diferentseerimisel keratinotsüütideks on 3 peamist etappi: (i) tüvirakkudes<br />

keratinotsüütideks diferentseerumise pühendumise esilekutsumine, (ii) pühendunud eellaste<br />

eristamine ja puhastamine, (iii) pühendunud eellasrakkude paljundamine ja lõplik<br />

diferentseerimine.<br />

4. TÜVIRAKKUDE DIFERENTSEERUMISE SUUNAMISE STRATEEGIAD<br />

4.1 Keratinotsüütideks diferentseerumisele pühendumise indutseerimine<br />

Keratinotsüütideks diferentseerumisele pühendumine on vajalik ainult embrüonaalsete<br />

tüvirakkude ja nende koespetsiifiliste tüvirakkude puhul, mis ei ole nahast pärit. Naha<br />

tüvirakkudel on juba olemas eeldused keratinotsüütideks arenemiseks (Heng B.C. jne, 2005).<br />

4.1.1 Kindla koostisega keskkonna kasutamine<br />

Üks võimalus kutsuda esile tüvirakkude diferentseerumist keratinotsüütideks on kasvatada<br />

neid kindlaks määratud koostisega keskkonnas, mis sisaldab tsütokiine, kasvufaktoreid,<br />

kemikaale ja rakuvälise maatriksi ehk ECMi (extracellular matrix) komponente, mis<br />

soodustavad vastavat diferentseerumist. Selle meetodi suurim puudus on ebaefektiivsus, kuna<br />

paljud kasutatavatest komponentidest soodustavad mitmeteks rakutüüpideks<br />

diferentseerumist, seega tekiks lisaks soovitud keratinotsüütide eellasrakkudele veel mitmete<br />

teiste rakuliinide eellasi. Parimal juhul saaks kasvukeskkonna koostist katse-eksitus meetodil<br />

optimeerida nii, et võimalikult palju tekiks soovitud rakuliini eellasi, kuid igal juhul nõuab<br />

meetod laiaulatuslikku rakkude selekteerimist ja sellele järgnevat paljundamist, mis teeb selle<br />

nii aeganõudvaks kui ka töömahukaks protsessiks (Heng B.C. jne, 2005).<br />

28


Hiirte peal on õnnestunud indutseerida tüvirakkude pühendumine ja diferentseerumine<br />

keratinotsüütideks kasutades kasvukeskkonda, mis sisaldas BMP-4 (bone morphogenetic<br />

protein-4), C vitamiini ja nii inimeste kui ka hiirte fibroblastidelt pärit ECMi (Coraux C jne,<br />

2003).<br />

4.1.2 Geneetiline modulatsioon<br />

Tüvirakkude transfekteerimine keratinotsüütideks diferentseerumist soodustavaid<br />

signaalvalke kodeerivate DNA konstruktiga oleks efektiivsem meetod pühendunud<br />

eellasrakkude saamiseks. Huvipakkuvad kandidaadid oleksid Wnt-signaaliraja poolt<br />

kontrollitavad Lef1/Tcf perekonna transkriptsioonifaktorid, c-myc ning<br />

transkriptsioonifaktorid p63 (Tap63) ja GATA-3 (Heng B.C. jne, 2005).<br />

Geneetilise modulatsiooni puhul oleks soovitav kasutada promootoreid, mida saab väliste<br />

kemikaalide, kuumašoki või valguse abil sisse ja välja lülitada, kuna nii on võimalik<br />

sisestatud konstruktidelt toimuvat valgusünteesi kontrollida.<br />

On näidatud, et transkriptsioonifaktorid on võimelised ilma signaalpeptiidi olemasoluta<br />

rakkude vaheliste otseste kontaktide kaudu rakust rakku liikuma ning toimima parakriinsete<br />

regulaatoritena (Prochiantz A ja Joliot A, 2007). Kui lisada transfekteeritavatele<br />

konstruktidele järjestused, mis kodeerivad sellist aktiivsust võimaldavat domääni, saaks<br />

oluliselt suurendada geneetilise modulatsiooni meetodi efektiivsust keratinotsüüdiks<br />

diferentseerumisele pühendumisele (Heng B.C. jne, 2005).<br />

4.2 Pühendunud eellasrakkude selekteerimine ja sorteerimine<br />

Naha tüvirakkude puhul saab neid epidermaalse koe jääkidest puhastada kiire seondumise abil<br />

tüüp IV kollageenile (Heng B.C. jne, 2005). Embrüonaalsete ja teistest kudedest pärit<br />

tüvirakkude puhul saab selekteerimiseks kasutada nii spetsiifilisi pinnamarkereid kui ka<br />

keratinotsüütideks diferentseerumisele pühendumiseks vajalike endogeensete geenidega<br />

liidetud markergeenide ekspressiooni.<br />

Pinnamarkereid kasutades saab pühendunud eellasrakke sorteerida spetsiifilisi märgistatud<br />

antikehi kasutades kas fluerestsentsi (FACS ehk fluorescence-activated cell sorting) või<br />

magneetilise afiinsuse (MACS ehk magnetic affinity cell sorting) abil. Huvipakkuvateks<br />

29


pinnamarkeriteks on β1-integriin ning kõrge α6-integriini ekspressioon kombineeritult madala<br />

transferriini retseptori ekspressiooniga (Heng B.C. jne, 2005).<br />

Markergeenidena on laialdast kasutust leidnud GFP (green fluorescent protein) ja neomütsiini<br />

resistentsuse kassett (Heng B.C. jne, 2005). Markergeenid ei pea olema otseselt seotud<br />

diferentseerumiseks vajaliku geeniga, see võib olla koespetsiifilise promootori kontrolli all.<br />

Samuti võib ebasoovitavale koele tüüpilise promootori kontrolli all viia rakkudesse sisse<br />

suitsiidigeene kodeerivad konstrukte (Hentze H. jne, 2006).<br />

4.3 Pühendunud eellasrakkude lõpliku diferentseerumise indutseerimine<br />

Pühendunud eellasrakud on hoolimata eeldusele diferentseeruda just keratinotsüütideks siiski<br />

võimelised arenema ka teisteks rakuliinideks, mistõttu on kasulik nende edasist<br />

diferentseerumist suunata. Selles staadiumis rakud on küll jagunemisvõimelised, kuid ei<br />

suuda oma populatsiooni uuendada.<br />

4.3.1 Kindla koostisega keskkonna kasutamine<br />

Ka pühendunud eellasrakkude diferentseerumist indutseeriv keskkond peaks olema täpselt<br />

defineeritud koostisega ning eelistatult seerumivaba või sisaldama kunstlikku seerumi<br />

asendajat. Diferentseerumist soodustava keskkonna loomisel on oluline kasutada söötmes<br />

sobivaid tsütokiine ja kasvufaktoreid.<br />

Kõige levinumad primaarsete keratinotsüütide kultiveerimisel kasutatavad tsütokiinid on<br />

epidermaalne kasvufaktor EGF (epidermal growth factor) ning insuliin või insuliini-laadse<br />

kasvufaktori IGF (insuline-like growth factor) isovormid (Heng B.C. jne, 2005). Nii EGFi kui<br />

ka IGFi kohta on näidatud, et nad mängivad tähtsat rolli naha homöostaasis (Tavakkol A jne,<br />

1999), EGF perekonna liige epireguliin on aga üks keratinotsüütide autokriinsetest<br />

kasvufaktoritest (Shirakata Y jne, 2000). FGF (fibroblast growth factor) ning talle<br />

struktuurselt sarnane KFG (keratinocyte growth factor) on samuti keratinotsüütide<br />

jagunemise ja morfogeneesi stimulaatorid (Heng B.C. jne, 2005). On näidatud, et<br />

transformeerivate kasvufaktorite (TGF ehk transforming growth factor) perekonna liige BMP<br />

mõjub soodustavalt keratinotsüütideks diferentseerumisele (D’Souza S.J. jne, 2001).<br />

Keratinotsüütideks diferentseerumise indutseerijatena on veel ära märgitud tüviraku faktorit,<br />

angiopoietiiniga seotud kasvufaktorit, granulotsüütide/ markofaagide kolooniaid stimuleeriv<br />

30


faktor, kasvu diferentatsiooni faktor, tümotsüüte (T-raku eellasrakk) aktiveeriv faktor, kasvaja<br />

nekroosi faktor-α, interleukiin-1 ja närvi kasvufaktor (Heng B.C. jne, 2005).<br />

Lisaks tsütokiinidele ja kasvufaktoritele on võimalik kasutada ka mitte-valgulisi keemilisi<br />

lisandeid. Sellised kemikaalid on valkudest stabiilsemad ning püsivad söötmes kauem<br />

aktiivsena, mis on kasulik pikema in vitro koekultuuris hoidmise juures. Samuti saab selliseid<br />

ühendeid keemiliste reaktsioonide abil lihtsalt toota, mis on võrreldes valkude tootmisega<br />

palju kergem, ning nad ei vaja ka post-translatsioonilist modifikatsiooni.<br />

Keratinotsüütideks diferentseerumist soodustavad askorbiinhape, naatrium butüraat,<br />

staurosporiin, keramiid, kolesterooli derivaadid nagu oksüsterool, farnesool, kaltsiumi<br />

retseptori aktivaator NSP R-467, 1, 25-dihüdroksüvitamiin D ja selle analoogid, retinoolhape,<br />

prostaglandiin 12 ja selle analoogid, nikotiin, biotiin ja arotinoid etüülester. Lisaks oma<br />

stimuleerivat efekti söötme kõrgendatud kaltsiumisisaldus (Heng B.C. jne, 2005).<br />

4.3.2 Ekstratsellulaarse maatriksi kasutamine<br />

Organismis koosneb nahk mitmetest erinevatest rakutüüpidest, mis on ümbritsetud rakuvälise<br />

maatriksi ehk ECMi poolt. ECMi ülesandeks on säilitada koe strukturaalset terviklikkust, kuid<br />

tal on ka füsioloogiline roll rakkude mikrokeskkonna mõjutamise kaudu.<br />

Naha ECM koosneb peamiselt üheksast kollageeni tüübist, millest valdav on tüüp I. Maatriksi<br />

mitte-kollageensed komponendid on ehituslikke ülesandeid täitvad valgud nagu fibronektiin,<br />

laminiin ja elastiin koos erinevate proteoglükaanide ja glükoosaminoglükaanidega (GAGid<br />

ehk glycosaminoglycans) (Heng B.C. jne, 2005).<br />

Vastava ekstratsellulaarse maatriksi kasutamine soodustaks kindlasti pühendunud<br />

eellasrakkude lõplikku diferentseerumist keratinotsüütideks. Kuigi ECM võib koosneda nii<br />

loomulikult nahas esinevatest komponentidest kui ka sünteetilistest materjalidest, on oluline,<br />

et see oleks rakukultuuris kasutamiseks sobiv ega oleks tsütotoksiline. 3D maatriksite<br />

kasutamine või rakukultuuri kasvatamine kahe maatriksi kihi vahel jäljendab loomulikumalt<br />

naha struktuuri ning on näidatud, et sellised kultuurid on edukamad diferentseerunud<br />

keratinotsüütide fenotüübi säilitamisel kui tavalised 2D kultuurid (Heng B.C. jne, 2005).<br />

Keratinotsüütide kinnitumine ja bioloogilised funktsioonid paranevad ka koos ECMi<br />

suurenenud konarlikkuse, hüdrofiilsuse ja poorsusega (Heng B.C. jne, 2005). Olulised on ka<br />

maatriksi elektrostaatiline laeng ning geomeetriline konfiguratsioon (Heng B.C. jne, 2004).<br />

31


Et paremini imiteerida organismis esinevat keskkonda oleks soovitatav, et maatriks koosneks<br />

loomulikult naharakkude ECMis esinevatest komponentidest nagu kollageen. On kindlaks<br />

tehtud, et kollageeni maatriksi kasutamine aitab säilitada keratinotsüütide fenotüüpi<br />

koekultuuri tingimustes, kuid on ka näidatud, et 3D kollageeni maatriksi ning sobivate söötme<br />

lisanditega saab panna reesusahvide embrüonaalseid tüvirakke diferentseeruma<br />

keratinotsüütideks (Chen S.S. jne, 2003).<br />

Et parandada peamiselt kollageenist koosneva ECMi omadusi, võib sellele lisada veel<br />

erinevaid teisi ühendeid nagu polülaktiid glükoliid, alginaat, fibronektiin, elastiin, polü-ιlüsiin,<br />

GAGid või kitosaan (Heng B.C. jne, 2005). Naha ekstratsellulaarse maatriksi<br />

mittevalgulised komponendid ongi peamiselt GAG molekulid, mis on enamuses sulfaatrühma<br />

sisaldavad pika hargneva ahelaga suhkrumolekulid.<br />

Lisaks üksikute ECMi komponentide kasutamisele võib pühendunud eellasrakkude lõpliku<br />

keratinotsüütideks diferentseerumise soodustamiseks kasutada ka ekstratsellulaarse maatriksi<br />

heterogeenseid segusid, näiteks Engelbeth-Swarmi hiire sarkoomi basaalmembraani ekstrakti,<br />

inimese fibroblastide ECMi ekstrakte või isegi külmutatud inimese nahka (Heng B.C. jne,<br />

2005).<br />

ECMi komponentidena on kasutatud ka nahas mitteleiduvaid ühendeid nagu želatiin,<br />

kitosaan, fibriin ja alginaat. Kasutada võib ka sünteetilisi ühendeid nagu polüglükoolhape,<br />

polüetüleenglükool ja dektstraan (Heng B.C. jne, 2005).<br />

4.3.3 Ko-kultuuride kasutamine<br />

Ko-kultuuride kasutamise peamiseks eeliseks on erinevate rakutüüpide vahel esinevad<br />

lähedased kokkupuuted, mis võib viia pühendunud eellasrakkude lõplikuks<br />

diferentseerumiseks vajalike molekulaarsete signaalide efektiivsema ülekandumiseni. Samas<br />

suureneb sellistes kultuurides ka risk patogeenide, eriti viiruste ülekandumiseks.<br />

Nahk koosneb peamiselt keratinotsüüte sisaldavast marrasnahast ja dermaalseid fibroblaste<br />

sisaldavast pärisnahast, mida lahutab basaalmembraan. Seega jäljendaks keratinotsüütide<br />

eellaste kultiveerimine koos dermaalsete fibroblastidega loomulikku koekeskkonda ning<br />

mõjuks positiivselt eellasrakkude diferentseerumisele.<br />

32


Uuringud on näidanud, et keratinotsüütide eellasrakkude kasvatamine ko-kultuuris<br />

fibroblastidega suurendab nii keratinotsüütide diferentseerumisele iseloomulike markerite<br />

ekspressiooni kui ka ECMi ja basaalmembraani komponentide sünteesi. Lisaks täheldati<br />

selliste ko-kultuuride puhul naha-laadsete struktuuride teket (Heng B.C. jne, 2005).<br />

Keratinotsüütide eellasrakkude lõplikku diferentseerumist soodustab ka ko-kultuur<br />

adipotsüütidega (Sugihara H jne, 2001).<br />

Kuna primaarsed dermaalsed fibroblastid pärinevad annetatud koeproovidest, ei ole need alati<br />

vabalt kättesaadavad. Alternatiiv oleks kasutada nende asemel fibroblastide rakuliine. On<br />

näidatud, et üks selline rakuliin, mis pandi üleekspresseerima Sonic hedgehog (Shh) valku,<br />

kiirendas keratinotsüütide paljunemist ja diferentseerumist (Kameda T jne, 2001).<br />

Ko-kultuuride kasutamisel on vaja pärast erinevad rakutüübid üksteisest lahutada, mis on<br />

tülikas protsess, samuti on nende puhul oht, et erinevad rakutüübid võivad ühineda (Ying<br />

Q.L. jne, 2002). Neid probleeme saaks vältida kui hoida erinevad rakupopulatsioonid<br />

poolläbilaskva filtri abil eraldatuna, kuna rakkude otsene füüsiline kontakt ei ole alati<br />

hädavajalik. On ka võimalik kasvatada keratinotsüütide eellasi söötmes, mida on eelnevalt<br />

kasutatud fibroblastide kasvatamisel ning mis peaks sisaldama kõik diferentseerumist<br />

soodustavaid ühendeid, kuid need ühendid võivad söötmes kiiresti laguneda või oma<br />

funktsionaalsuse muul viisil kaotada.<br />

4.3.4 Gap-ühenduste moodustumise soodustamine<br />

Gap-ühenduste vahendatud rakkudevaheline paardumine mängib olulist rolli epidermise<br />

homöostaasis. Tüvirakkudel puuduvad ühendused teiste rakkudega ning arvatakse, et nende<br />

diferentseerumise käigus väljakujunemine osaleb ka diferentseerumisprotsessi<br />

koordineerimisel. Seega on võimalik, et suurendades gap-ühenduste hulka saab soodustada<br />

pühendunud eellasrakkude diferentseerumist.<br />

On näidatud, et rakkude vahelist paardumist soodustavad mitmed ühendid nagu dibutüül<br />

cAMP, madala tihedusega lipoproteiinid ja dopamiin (Heng B.C. jne, 2005). Samas puuduvad<br />

andmed selle kohta, kas gap-ühenduste suurem arv soodustab keratinotsüütideks<br />

diferentseerumist või mitte.<br />

33


4.3.5 Tsütoplasmaatiliste ekstraktide kasutamine ja cybridization<br />

Pühendunud eellasrakkude keratinotsüütideks diferentseerumist võib teoreetiliselt esile<br />

kutsuda, kui töödelda permeabiliseeritud rakke lõplikult diferentseerunud keratinotsüütide<br />

kontsentreeritud tsütoplasma ekstraktiga. Kuna tsütoplasmaatilise ekstrakti tegemisel on<br />

võimalik, et labiilsed rakusisesed signaalmolukulid protsessi käigus hävivad, on alternatiivina<br />

võimalik liita eellasraku tuum ilma tuumata keratinotsüüdiga. Tekib niinimetatud<br />

tsütoplasmaatiline hübriid ehk cybrid.<br />

Mõlema meetodi puhul arvatakse, et tsütoplasmas leiduvad transkriptsioonifaktorid ja<br />

signaalmolekulid on võimelised seni lõplikult diferentseerumata tuuma ümber<br />

programmeerima. Nende meetodite puuduseks on patogeenide ülekande, aneuploidsuse ja<br />

raku strukturaalsete häirete tekke oht ning madal efektiivsus. Eriti ebaefektiivne on<br />

cybridization, kuna tekkivad hübriidrakud on madala elujõulisusega (Heng B.C. jne, 2004).<br />

4.3.6 Muud diferentseerumist soodustavad tegurid<br />

Keratinotsüütide eellasrakkude diferentseerumist saab suunata ka mitmete füüsikaliste<br />

stiimulite abil.<br />

On teada, et nii endogeensetel elektriväljadel kui ka madala intensiivsusega elektrivoolul on<br />

stimuleeriv mõju haavade parandamisele (Heng B.C. jne, 2005). Samuti on näidatud, et<br />

elektriväljad soodustavad primaarsete keratinotsüütide ja keratinotsüütide eellasrakkude<br />

diferentseerumist (Hinsenkamp M jne, 1997). Ka madala sagedusega pulseerivad<br />

magnetväljad mõjuvad positiivselt primaarsete keratinotsüütide paljunemisele (Manni V jne,<br />

2002) ning diferentseerumisele (Manni V jne, 2004).<br />

Keratinotsüütide diferentseerumise regulatsiooniga on seotud mitmed kuumašoki valgud ehk<br />

HSPd (heat shock protein) nagu HSP 25, HSP 27 ja HSP 70 (Heng B.C. jne, 2005). Siiski ei<br />

ole uuritud kõrge temperatuuri mõju naharakkude eellaste lõpliku diferentatsiooni<br />

suunamisele.<br />

Nii B ultraviolettkiirgus (UV-B) kui ka tsükliline mehhaaniline venitamine stimuleerivad<br />

keratinotsüütideks diferentseerumist, kusjuures mõlemad teevad seda proteiinkinaas C<br />

signaalraja kaudu. Lisaks mõjuvad soodustavalt vähendatud suhteline niiskus ja oksüdatiivne<br />

stress (Heng B.C. jne, 2005).<br />

34


KOKKUVÕTE<br />

Käesolev töö tõi välja seosed inimese papilloomiviiruse infektsiooni ja naha tüvirakkude<br />

vahel ning tutvustas erinevaid meetodeid, mille abil on võimalik indutseerida tüvirakke<br />

keratinotsüütideks diferentseeruma.<br />

Papilloomiviirused sisenevad organismi epiteel vigastuste kaudu, mille parandamisel on<br />

olulised karvafolliikuli väljasopistuses paiknevad tüvirakud. Kuna keratinotsüüdid on rakud,<br />

mis on määratud surema, saab pikaajaline HPV infektsioon tekkida siis, kui viirus siseneb<br />

aeglaselt jagunevasse basaalkihis paiknevasse tüvirakku.<br />

Produktiivne infektsioon toimub vaid siis, kui peremeesrakk läbib keratinotsüütide lõpliku<br />

diferentseerumise raja. Lisaks on HPV-16 puhul näidatud, et papilloomiviirus on võimeline<br />

pärssima peremeesraku diferentseerumist in vitro.<br />

Seoses HPV infektsiooni ja naha tüvirakkude seotusele oleks väga kasulik, kui<br />

papilloomiviirust saaks uurida tüvirakkude koekultuuris, mida saaks indutseerida<br />

keratinotsüütideks diferentseeruma.<br />

Tüvirakkude keratinotsüütideks diferentseerumisel on 3 peamist etappi: (i) tüvirakkudes<br />

keratinotsüütideks diferentseerumise pühendumise esilekutsumine, (ii) pühendunud eellaste<br />

eristamine ja puhastamine, (iii) pühendunud eellasrakkude paljundamine ja lõplik<br />

diferentseerimine.<br />

Diferentseerumist saab esile kutsuda kultiveerides rakke kindlas sobiva koostisega<br />

kasvukeskkonnas, kasutades geneetilist modulatsiooni, ko-kultuure, vastava ekstratsellulaarse<br />

maatriksi komponente, diferentseerunud rakkude tsütoplasmaatilisi ekstrakte või<br />

tsübridiseerimist (cybridization), Gap-ühenduste moodustumise soodustamist ning sobivaid<br />

füüsikalisi stiimuleid.<br />

35


THE POSSIBILITIES OF USING STEM CELLS IN HUMAN PAPILLOMAVIRUS<br />

RESEARCH<br />

RÉSUMÉ<br />

This paper concentrated on emphasizing the role of stem cells in human papillomavirus<br />

(HPV) infection and discussing possible methods of inducing stem cell differentiation into the<br />

keratinocyte lineage in vitro.<br />

Stem cells are connected with HPV in numerous ways. First, human papillomavirus enters the<br />

epithelium through microlesions and wounds, and it is very likely that upon entry it comes<br />

into contact with stem cells that are stimulated to migrate to the damaged area to take part in<br />

the re-epithelialisation of the wound. Second, due to the peculiarities of the keratinocyte life<br />

cycle it is only possible for HPV to establish a permanent and productive infection when<br />

infecting the stem cells of the basal layer. In case of HPV-16 it has been shown that<br />

papillomaviruses are capable of altering human epithelial cell differentiation in vitro.<br />

All that indicates that human papillomavirus research might benefit from a model system<br />

where stem cells are induced to differentiate into the keratinocyte lineage in vitro.<br />

Inducing differentiation into the keratinocyte lineage is a 3 step process: (i) inducing<br />

commitment of stem cells into keratinocyte progenitors, (ii) selection and purification of the<br />

committed keratinocytes, (iii) proliferation and terminal differentiation of keratinocyte<br />

progenitors.<br />

The differentiation process can be directed using cultivation of stem cells in a defined culture<br />

milieu with suitable cytokines and growth factors, genetic modulation, co-cultures, suitable<br />

extracellular matrix components, cytoplasmic extracts of differentiated keratinocytes or<br />

cybridization, induced gap-junction formation and appropriate physical stimuli.<br />

36


KIRJANDUSE LOETELU<br />

Alonso, L. and Fuchs, L. (2003). Stem cells of the skin epithelium. PNAS 100:11830-11835<br />

Ault, K.A. (2006). Epidemiology and Natural History of Human Papillomavirus Infections in<br />

the Female Genital Tract. Infect. Dis. Obstet. Gynecol. 2006:1-5<br />

Bosch, F.X., Lorincz, A., Munoz, N., Meijer, C.J.L.M. and Shah, K.V. (2002). The causal<br />

relation between human papillomavirus and cervical cancer. J. Clin. Pathol. 55:244-265<br />

Chen, S.S., Revoltella, R.P., Papini, S., Michelini, M., Fitzgerald, W., Zimmerberg, J. and<br />

Margolis, L. (2003).Multilineage Differentiation of Rhesus Monkey Embryonic Stem Cells in<br />

Three-Dimensional Culture Systems. Stem Cells 21:281-295<br />

Coraux, C., Hilmi, C., Rouleau, M., Spadafora, A., Hinnrasky, J., Ortonne, J.-P., Dani, C. and<br />

Aberdam, D. (2003). Reconstituted skin from murine embryonic stem cells. Curr. Biol.<br />

13(10):738-853<br />

Culp, T.D. and Christensen, N.D. (2004). Kinetics of in vitro adsorption and entry of<br />

papillomavirus virions Virology 319:152-161<br />

Cyranoski, D. (2008). Stem cells: 5 things to know before jumping on the iPS bandwagon.<br />

Nature 452:406-408<br />

D’Souza, S.J.A., Pajak, A., Balazsi, K. and Dagnino, L. (2001). Ca2+ and BMP-6 Signaling<br />

Regulate E2F during Epidermal Keratinocyte Differentiation. The Journal of Biological<br />

Chemistry 276(26):23531-23538<br />

Doorbar, J. (2005) The papillomavirus life cycle. J. Clinical. Virol. 32:7-15<br />

Durcova-Hills, G. (2008). Induced reprogramming of human somatic cells into pluripotency:<br />

a new way how to generate pluripotent stem cells. Differentiation 76:323-325<br />

37


Fang, L., Meyers, C., Budgeon, L.R. and Howett, M.K. (2006). Induction of productive<br />

human papillomavirus type 11 life cycle in epithelial cells grown in organotypic raft cultures.<br />

Virology 347:28-35<br />

Fehrmann, F. and Laimins, L.A. (2003). Human papillomaviruses: targeting differentiating<br />

epithelial cells for malignant transformation. Oncogene 22:5201-5207<br />

Frazer, I.H. (2004). Prevention of cervical cancer through papillomavirus vaccination. Nature<br />

Reviews Immunology 4:46-54<br />

Fuchs, E. (2007). Scratching the surface of skin development. Nature 445:834-842<br />

Heng B.C., Cao, T., Liu, H. and Phan, T.T. (2005). Directing stem cells into the keratinocyte<br />

lineage in vitro. Exp. Dermatol. 14:1-16<br />

Heng, B.C., Cao, T., Stanton, L.W., Robson, P. and Olsen, B. (2004). JBMR 19 (9):1379-<br />

1394<br />

Hentze, H., Graichen, R. and Colman, A. (2006). Cell therapy and the safety of embryonic<br />

stem cell-derived grafts. Trends in Biotechnology 25(1):24-32<br />

Hinsenkamp, M., Jercinovic, A., de Graef, C., Wilaert, F. and Heenen, M. (1997). Effects of<br />

Low Frequency Pulsed Electrical Current on Keratinocytes In Vitro. Bioelectromagnetics<br />

18:250-254<br />

Hochedlinger, K. and Jaenisch, R. (2006). Nuclear reprogramming and pluripotency. Nature<br />

441:1061-1067<br />

Huelsken, J., Vogel, R., Erdmann, B., Cotsarelis, G. and Birchmeier, W. (2001). β-Catenin<br />

Controls Hair Follicle Morphogenesis and Stem Cell Differentiation in the Skin. Cell<br />

105:533-545<br />

Ito, M., Liu, Y., Yang, Z., Nguyen, J., Laing, F., Morris, R.J. and Cotsarelis, G. (2005). Stem<br />

cells in the hair follicle bulge contribute to wound repair but not to homeostasis of the<br />

epidermis. Nature Medicine 11(12):1351-1354<br />

38


Kadaja, M., Sumerina, A., Verst, T., Ojarand, M., Ustav, E. and Ustav, M. (2007). Genomic<br />

instability of the host cell induced by the human papillomavirus replication machinery.<br />

EMBO J. 26:2180-2191<br />

Kameda, T., Hatakeyama, S., Terada, K. and Sugiyama, T. (2001). Acceleration of the<br />

formation of cultured epithelium using the sonic hedgehog expressing feeder cells. Tissue<br />

Eng. 7(5):545-555<br />

Klug, S.J., Hukelmann, M. and Blettner, M. (2008). Knowledge about infection with human<br />

papillomavirus: A systematic review. Preventive Medicine 46: 87-98<br />

Lechler, T. and Fuchs, E. (2005). Asymmetric cell divisions promote stratification and<br />

differentiation of mammalian skin. Nature 437:275-280<br />

Li, M., Beard, P., Estes, P.A., Lyon, M.K. and Garcea, R.L. (1998). Intercapsomeric Disulfide<br />

Bonds in Papillomavirus Assembly and Disassembly. Journal of Virology 72:2160-2167<br />

Maitra, A., Arking, D.E., Shivapurkar, N., Ikeda, M., Stastny, V., Kassauei, K., Sui, G.,<br />

Cutler, D.J., Liu, Y., Brimble, S.N., Noaksson, K., Hyllner, J., Schulz, T.C., Zeng, X., Freed,<br />

W.J., Crook, J., Abraham, S., Colman, A., Sartipy, P., Matsui, S.I., Carpenter, M., Gazdar,<br />

A.F., Rao, M. and Chakravarti, A. (2005). Genomic alterations in cultures human embryonic<br />

stem cells. Nature Genetics 37(10):1099-1103<br />

Manni, V., Lisi, A., Pozzi, D., Rieti, S., Serafino, A., Giuliani, L. E. and Grimaldi, S. (2002).<br />

Effects of Extremely Low Frequency (50 Hz) Magnetic Field on Morphological and<br />

Biochemical Properties of Human Keratinocytes. Bioelectromagnetics 23:298-305<br />

Manni, V., Lisi, A., Rieti, S., Serafino, A., Ledda, M., Giuliani, L., Sacco, D., D’Emilia, E.<br />

and Grimaldi, S. (2004). Low Electromagnetic Field (50 Hz) Induces Differentiation on<br />

Primary Human Oral Keratinocytes (HOK). Bioelectromagnetics 25:118-126<br />

McCance, D.J., Kopan, R., Fuchs, E. and Laimins, L.A (1988) Human papillomavirus type 16<br />

alters human epithelial cell differentiation in vitro. Proc. Natl. Acad. Sci. 85:7169-7173<br />

39


Miller, S.J., Lavker, R.M. and Sun, T.T. (2005). Interpreting epithelial cancer biology in the<br />

context of stem cells: Tumor properties and therapeutic implications. Biochimica et<br />

Biophysica Acta 1756:25-52<br />

Moody, C.A., Fradet-Turcotte, A., Archambault, J. and Laimins, L.A. (2007). Human<br />

papillomaviruses activate caspases upon epithelial differentiation to induce viral genome<br />

amplification. PNAS 104 (49):19541-19546<br />

Mountford, J.C. (2008). Human embryonic stem cells: origins, characteristics and potential<br />

for regenerative therapy. Transfusion Medicine 18:1-12<br />

Nguyen, H., Rendl, M. and Fuchs, E. (2006). Tcf3 Governs Stem Cell Features and Represses<br />

Cell Fate Determination in Skin. Cell 127:171-183<br />

Nodder, S. and Martin, P. (1997). Wound healing in embryos: A review. Anat. Embryol.<br />

195:215-228<br />

Prochiantz, A, and Joliot, A. (2003). Can transcription factors function as cell-cell signalling<br />

molecules? Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 4(10):814-819<br />

Ratajczak, M.Z., Zuba-Surma, E.K., Wysoczynski, M., Wan, W., Ratajczak, J., Wojakowski,<br />

W. and Kucia, M. (2008). Hunt for pluripotent stem cell – Regenerative medicine search for<br />

almighty cell. Journal of Autoimmunity 30:151-162<br />

Shirakata, Y., Komurasaki, T., Toyoda, H., Hanakawa, Y., Yamasaki, K., Tokumaru, S.,<br />

Sayama, K. and Hashimoto, K. (2000). Epiregulin, a Novel Member of the Epidermal Growth<br />

Factor Family, Is an Autocrine Growth Factor in Normal Human Keratinocytes. The Journal<br />

of Biological Chemistry 275(8):5748-5753<br />

Stanley, M. (2006). Immune responses to human papillomavirus. Vaccine 24S1:S1/16-S1/22<br />

Stark, H.J., Szabowski, A., Fusenig, N.E. and Maas-Szabowski, N. (2004). Organotypic<br />

cocultures as skin equivalents: A complex and sophisticated in vitro system. Biol. Proced.<br />

Online 6(1):55-60<br />

40


Sugihara, H., Toda, S., Yonemitsu, N. and Watanabe, K. (2001). Effects of fat cells on<br />

keratinocytes and fibroblasts in a reconstructed rat skin model using collagen gel matrix<br />

culture. British Journal of Dermatology 144:244-253<br />

Takahashi, K., Tanabe, K., Ohnuki, M., Narita, M., Ichisaka, T., Tomoda, T. and Yamanaka,<br />

S. (2007). Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors.<br />

Cell 131:861-872<br />

Tavakkol, A., Varani, J. and Elder, J.T. (1999). Maintenance of human skin in organ culture:<br />

role for insulin-like growth factor-1 receptor and epidermal growth factor receptor. Arch.<br />

Dermatol. Res. 291:643-651<br />

Ying, Q.L., Nichols, J., Evans, E.P. and Smith, A.G. (2002). Changing potency by<br />

spontaneous fusion. Nature 416:545-548<br />

Yu, J., Vodyanik, M.A., Smuga-Otto, K., Antosiewicz-Bourget, J., Frane, J.L., Tian, S., Nie,<br />

J., Jonsdottir, G.A., Ruotti, V., Stewart, R., Slukvin, I.I. and Thomson, J.A. (2007). Induced<br />

pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells. Science 318:1917-1920<br />

Zhou, P., Byrne, C., Jacobs, J. and Fuchs, E. (1995). Lymphoid enhancer factor 1 directs hair<br />

follicle patterning and epithelial cell fate. Genes and Development 9:570-583<br />

41


KASUTATUD VEEBIAADRESSID<br />

http://www.pandasthumb.org/archives/2005/01/a-complex-regul.html<br />

42

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!