Ανάπτυξη βάσης δεδομένων αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων και στατιστική ανάλυση βασικών παραμέτρων

Transcript

1 Πανεπιστήμιο Πατρών Διατμηματικό Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Πληροφορική Επιστημών Ζωής Ανάπτυξη βάσης δεδομένων αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων και στατιστική ανάλυση βασικών παραμέτρων Σπύρος Ματσάγγος Α.Μ Πάτρα Φεβρουάριος 2009

2 Πανεπιστήμιο Πατρών Διατμηματικό Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Πληροφορική Επιστημών Ζωής Ανάπτυξη βάσης δεδομένων αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων και στατιστική ανάλυση βασικών παραμέτρων Τριμελής εξεταστική επιτροπή Ελευθέριος Πολυχρονόπουλος, Επίκουρος Καθηγητής, Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Πανεπιστημίου Πατρών Μαρίνα Καρακάντζα, Επίκουρη Καθηγήτρια, Τμήμα Ιατρικής Πανεπιστημίου Πατρών Βασίλης Μεγαλοοικονόμου, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Πανεπιστημίου Πατρών Σπύρος Ματσάγγος Α.Μ Πάτρα Φεβρουάριος

3 3

4 Είναι χρέος μου να ευχαριστήσω όλους όσους βοήθησαν στην ολοκλήρωση αυτής της διπλωματικής εργασίας αλλά και γενικότερα στο ξεκίνημα και τη λήξη αυτού του μεταπτυχιακού «ταξιδιού». Έτσι λοιπόν με χρονολογική σειρά θέλω να ευχαριστήσω θερμά τη συνεργάτη και φίλη Δρ. Παναγιώτα Σπυροπούλου που με ώθησε και με στήριξε στο εγχείρημα της παρακολούθησης του μεταπτυχιακού προγράμματος, όπως και τον καθηγητή κ. Βασίλη Σπυρόπουλο για την βοήθεια και τις πολύτιμες συμβουλές του, τον Διευθυντή της Αιμοδοσίας του «Τζάνειου» Νοσοκομείου κ. Λουκά Δαδιώτη για την αμέριστη συμπαράσταση του στο να ξεπεράσω τους σκοπέλους που εμφανίστηκαν αρκετές φορές κατά τη διάρκεια αυτού του «ταξιδιού», καθώς όσους συναδέλφους από το «Τζάνειο» Νοσοκομείο στήριξαν αυτήν την προσπάθεια με κάθε τρόπο. Ευχαριστώ θερμά την καθηγήτρια κα. Μαρίνα Καρακάντζα για την εμπιστοσύνη που μου έδειξε, καθώς και για την πολύτιμη βοήθεια και καθοδήγηση της στην εκπόνηση της διπλωματικής εργασίας, όπως και τον καθηγητή κ. Λευτέρη Πολυχρονόπουλο που ανέλαβε με υπευθυνότητα την επίβλεψη της εργασίας, ενώ οφείλω ευχαριστίες και στον καθηγητή κ. Βασίλη Μεγαλοοικονόμου που δέχτηκε πρόθυμα να είναι μέλος της τριμελούς εξεταστικής επιτροπής της διπλωματικής μου εργασίας. Ιδιαίτερα ευχαριστώ τους φίλους συμφοιτητές που έκαναν πιο ευχάριστο και πιο εύκολο αυτό το «ταξίδι» αλλά κυρίως το συμφοιτητή, φίλο και «δάσκαλο» Σταύρο Τσολάκο για τη συνολική του βοήθεια σε όλη τη διάρκεια του προγράμματος και κυρίως για την καθοριστική συμβολή του στην υλοποίηση αυτής της εργασίας, καθώς και τον φίλο και συμφοιτητή Σπύρο Βερναρδή για τις καίριες παρατηρήσεις του στη συγγραφή αυτής της εργασίας. Τέλος καταθέτω την ευγνωμοσύνη μου στην οικογένεια μου για την ηθική και ψυχική στήριξη, επίσης ευχαριστώ τους φίλους μου Σπύρο Κανελλάκη και Νικολέτα Γεωργαρά για την συμπαράσταση τους, ενώ αφιερώνω την παρούσα εργασία στην αγαπημένη μου Μαρία ευχαριστώντας την ολόψυχα για την υπομονή και τη συμπαράσταση της. Σπύρος Ματσάγγος 4

5 Περίληψη Οι βάσεις δεδομένων αποτελούν πλέον επιτακτική ανάγκη στην οργάνωση, αποθήκευση, γρήγορη ανάκτηση δεδομένων, αλλά και στην εξαγωγή συμπερασμάτων μέσα από διαδικασίες στατιστικής επεξεργασίας, στα πλαίσια της αξιοποίησης και επεξεργασίας του τεράστιου όγκου πληροφορίας που ήδη υπάρχει αλλά και εξακολουθεί να παράγεται με εξαιρετικά γρήγορους ρυθμούς, μεταξύ άλλων στην ιατροβιολογική έρευνα και εν προκειμένω στο πεδίο των λήψεων και των μεταμοσχεύσεων αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων. Στη βάση δεδομένων που σχεδιάστηκε και αναπτύχθηκε σύμφωνα με το σχεσιακό μοντέλο βάσεων, χρησιμοποιήθηκε λειτουργικό σύστημα Ubuntu 8.04 LTS Server Edition, ο MySQL server b ως το Σύστημα Διαχείρισης της Βάσης (RDBMS), Apache HTTP server edition ως εξυπηρετητής φιλοξενίας της βάσης για τις ανάγκες πρόσβασης της από το δίκτυο και η εφαρμογή phpmyadmin και συγκεκριμένα η έκδοση , ως το τελικό εργαλείο διαχείρισης της βάσης. Η γλώσσα προγραμματισμού Python επίσης αποτέλεσε σημαντικό εργαλείο για την κατασκευή scripts που χρειάστηκαν, προκειμένου να καταστούν συμβατά και να εισαχθούν στη βάση, τα αρχεία που υπήρχαν καταγεγραμμένα από τις μονάδες λήψεων και μεταμοσχεύσεων αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου του Ρίου Πατρών, αρχεία που αποτέλεσαν το πρωτογενές υλικό δοκιμών της σωστής λειτουργίας της βάσης αλλά και τα δεδομένα για την εξαγωγή στατιστικών συμπερασμάτων με απώτερο σκοπό την βελτιστοποίηση των διαδικασιών φαρμακευτικής κινητοποίησης για την συλλογή των κυττάρων, συλλογής, επεξεργασίας του προϊόντος και μεταμόσχευσης. 5

6 Abstract The databases constitute nowadays imperative tool for the organization, storage, rapid data recovery and statistical analysis in the field of the modern managing and exploitation of the huge volume of information that already exists and continues to be produced extremely fast. The databases are extremely useful in the management of bioinformation of medicine and biology both in daily diagnostics as well as research. The present study is concentrated in the application of databases in the blood stem cells collections and transplantations. The database was designed and developed according to the relational model databases, the Ubuntu 8.04 LTS Server Edition used as operating system, the MySQL server b as the DataBase Management System (RDBMS), Apache HTTP server edition as server, hosting the basic access needs through the network and phpmyadmin version , as the final windowed environment, database management tool. The Python programming language was also an important tool for the construction of scripts needed to convert, optimize and import in the database the files that were recorded by blood stem cells collection and transplantation units of the University Hospital of Patras in Rio, records that firstly constituted the raw material for testing the proper functioning of the database and on the other hand, the data for statistical conclusions with a view to the optimization of donor s pharmaceutical mobilization, the cell collection procedure and the process of the transplantation. 6

7 Περιεχόμενα 7

8 Περίληψη... 5 Abstract Εισαγωγή Σύντομη ιστορική αναδρομή των μεταμοσχεύσεων αιμοποιητικών κυττάρων Επεξήγηση όρων Ορισμός της μεταμόσχευσης αιμοποιητικών κυττάρων Αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα Είδος μεταμόσχευσης σύμφωνα με τη σχέση δότη-λήπτη Είδος μεταμόσχευσης σύμφωνα με την πηγή προέλευσης του μοσχεύματος Επεξεργασία και συντήρηση των μοσχευμάτων Τι επιδιώκεται με τη μεταμόσχευση Ενδείξεις μεταμοσχεύσεων Αποτελέσματα μεταμοσχεύσεων Σπουδαιότερες επιπλοκές των μεταμοσχεύσεων Μεταμόσχευση με μειωμένης έντασης σχήμα προετοιμασίας Μελλοντικές προοπτικές Εισαγωγικά στοιχεία στις βάσεις δεδομένων Σύντομη ιστορική αναδρομή των βάσεων δεδομένων Βασικές έννοιες Η Αρχιτεκτονική των ΣΔΒΔ Τα βασικά μοντέλα βάσεων δεδομένων Το Ιεραρχικό Μοντέλο Βάσεων Δεδομένων Το Δικτυωτό Μοντέλο Βάσεων Δεδομένων Το Σχεσιακό Μοντέλο Βάσεων Δεδομένων Τα Σχεσιακά ΣΔΒΔ (RDBMS) Σκοπός Λογισμικό υλοποίησης Ubuntu 8.04 LTS Server Edition MySQL server Apache HTTP server PHP phpmyadmin Python Αποτελέσματα Ο σχεδιασμός της Βάσης Δεδομένων Ο πίνακας People Ο πίνακας Collections Ο πίνακας machines Ο πίνακας Products Ο πίνακας Transplantations Ο πίνακας transplantation complication Ο πίνακας Complications

9 4.9 Ο πίνακας Collections complication Ο πίνακας Transplantation material Ο πίνακας Diagnoses Ο πίνακας Diseases Ο πίνακας dis stati Ο πίνακας dis states Ο πίνακας Treatments Ο πίνακας drugs Η στατιστική επεξεργασία Στατιστική των στοιχείων λήψης αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων Στατιστική των στοιχείων μεταμόσχευσης αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων Συζήτηση Βιβλιογραφία

10 1. Εισαγωγή 10

11 Omnis cellula e cellula «Όλα τα κύτταρα προέρχονται από προϋπάρχοντα κύτταρα», ήταν η θεωρία που διατύπωσε ο γερμανός γιατρός Theodor Schwann το 1858 μετά από παρατηρήσεις που έκανε σε ζωικά και φυτικά κύτταρα, χωρίς πιθανόν να φαντάζεται την εξέλιξη που θα ακολουθούσε η έρευνα για τα «προϋπάρχοντα» αυτά κύτταρα που σήμερα πια είναι γνωστά ως βλαστοκύτταρα. Στις αρχές του 20 ου αιώνα πολλοί ερευνητές, κυρίως Ευρωπαίοι, διαπίστωσαν ότι τα κύτταρα του αίματος προέρχονται από συγκεκριμένη κατηγορία βλαστοκυττάρων, τα αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα. Έκτοτε η εκρηκτική εξέλιξη της έρευνας στον τομέα της Βιολογίας και της Γενετικής καθώς και η εξέλιξη στον τομέα της βιοϊατρικής τεχνολογίας, σε ότι αφορά το πεδίο έρευνας των αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων, καθώς και σε άλλα πεδία βιοϊατρικής έρευνας δημιούργησε την ανάγκη αποθήκευσης και οργάνωσης των τεράστιων σε πλήθος και όγκο βιολογικών δεδομένων που προέκυψαν και προκύπτουν, προκειμένου να μελετηθούν, να συγκριθούν και να εξαχθούν συμπεράσματα, χρήσιμα στην κατανόηση της δομής και λειτουργίας του έμβιου κόσμου. Την ανάγκη αυτή καλείται να καλύψει η Πληροφορική, η οποία μέσω συγκεκριμένων μοντέλων ανάπτυξης βάσεων δεδομένων, προτύπων αποθήκευσης βιολογικής πληροφορίας καθώς και αλγορίθμων διευρύνει το πεδίο έρευνάς της προς τις σύγχρονες εξειδικευμένες ανάγκες των ερευνητών της βιολογίας και ιατρικής. Με γνώμονα τα παραπάνω και στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας του Διατμηματικού Μεταπτυχιακού προγράμματος «Πληροφορική Επιστημών Ζωής», κληθήκαμε να αντιμετωπίσουμε την πρόκληση της δημιουργίας μιας βάσης δεδομένων όπου θα εισάγονται στο εξής τα στοιχεία των λήψεων αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων, η ομογενοποίηση και εισαγωγή στη βάση διαφόρων καταγεγραμμένων στοιχείων από λήψεις και μεταμοσχεύσεις προηγούμενων ετών που διενεργήθηκαν στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο του Ρίου Πατρών, σε πάσχοντες, κυρίως, αιματολογικών νοσημάτων, καθώς και η στατιστική επεξεργασία κάποιων παραμέτρων των ανωτέρω καταγραφών. 11

12 1.1 Σύντομη ιστορική αναδρομή των μεταμοσχεύσεων αιμοποιητικών κυττάρων Η μεταμόσχευση αιμοποιητικών κυττάρων (SCT) έχει αναπτυχθεί τα τελευταία 50 χρόνια, όπου αλλογενείς και αυτόλογες μεταμοσχεύσεις αιμοποιητικών κυττάρων από το μυελό των οστών, από το περιφερικό αίμα ή από τον ομφάλιο λώρο αναδείχθηκαν ως αποτελεσματικές θεραπευτικές προσεγγίσεις σε ασθενείς με διαφόρων τύπων αιματολογικά και γενετικά νοσήματα. Από το 1950 ως το 1960 οι μεταμοσχεύσεις αιμοποιητικών κυττάρων μετατράπηκαν από μια αβέβαιη και συχνά επικίνδυνη μέθοδο, σε ένα ισχυρό και αποτελεσματικό όπλο στη θεραπευτική φαρέτρα της ιατρικής. Στο τέλος της δεκαετίας του 1960 η τρομακτική πρόοδος στην κατανόηση των μηχανισμών ιστοσυμβατότητας και τον τρόπο που απορρίπτονται τα μοσχεύματα με ανάπτυξη GVHD (graft versus host disease), αποτέλεσε το εφαλτήριο του περαιτέρω ελέγχου για την ακριβή ταυτοποίηση κατά HLA προκειμένου να γίνει πιο αυστηρή η επιλογή δοτών, στρατηγική που οδήγησε στην πιο αποτελεσματική εξασφάλιση μοσχευμάτων και στην πρόληψη και μείωση της ανάπτυξης GVHD από τους λήπτες των μοσχευμάτων.[2] Ο Dr E.Donnall Thomas ανέπτυξε τη θεωρία πως μεγάλη δόση ενδοφλέβιας έγχυσης συγκεκριμένης ομάδας υγειών κυττάρων του μυελού των οστών, μπορεί να επανακινητοποιήσει έναν σχετικά αδρανή μυελό προκειμένου να παράξει νέα υγιή κύτταρα, ενώ παράλληλα να μειωθεί η πιθανότητα ανάπτυξης της GVHD.[3] Dr E. Donnall Thomas Ο E. Donnall Thomas υποστήριξε την παραπάνω θεωρία με σθένος και αφοσίωση για αρκετά χρόνια και ξεκίνησε στο Cooperstown της Νέας Υόρκης τις μελέτες σε μεταμοσχεύσεις σκύλων αλλά και ανθρώπων, 12

13 Fred Hutchinson Cancer Research Center καταλήγοντας στο Seattle όπου και ξεκίνησε το μεγαλύτερο πρόγραμμα παγκοσμίως, στις μεταμοσχεύσεις αιμοποιητικών κυττάρων στο Fred Hutchinson Cancer Research Center. Οι πρωτοποριακές του ανακαλύψεις στην έρευνα των βλαστοκυττάρων, την βιολογία των μεταμοσχεύσεων και την ανοσολογία, κατέστησε δυνατή την πραγματοποίηση αλλογενών μεταμοσχεύσεων αιμοποιητικών κυττάρων θεραπεύοντας πλήθος ασθενών με χρόνια μυελογενή λευχαιμία (CML), υποτροπιάζουσα οξεία μυελογενή λευχαιμία (AML), και οξεία λεμφογενή λευχαιμία (ALL). [4] Ως αναγνώριση της προσφοράς του, το 1990 του απονεμήθηκε το Nobel Ιατρικής και Φυσιολογίας όπως και στον Dr.Joseph Murray ο οποίος πραγματοποίησε την πρώτη μεταμόσχευση οργάνου παγκοσμίως το 1954.[3] Επεξήγηση όρων Στο σημείο αυτό θεωρείται σημαντική η αναφορά και επεξήγηση των όρων, των τεχνικών προετοιμασίας και λήψης των κυττάρων, οι ενδείξεις, τα είδη των μεταμοσχεύσεων που πραγματοποιούνται, οι πιθανές επιπλοκές των μεταμοσχεύσεων, καθώς και οι επιδιώξεις του παρόντος και του μέλλοντος Ορισμός της μεταμόσχευσης αιμοποιητικών κυττάρων Είναι η συλλογή μοσχεύματος αιμοποιητικών κυττάρων από δότη και η χορήγησή τους σε λήπτη ασθενή. Η μεταμόσχευση αιμοποιητικών κυττάρων είναι περισσότερο γνωστή ως μεταμόσχευση μυελού οστών, επειδή ο τελευταίος αποτέλεσε την πρώτη πηγή λήψης των κυττάρων αυτών. Το μόσχευμα περιέχει αρχέγονα πολυδύναμα, προγονικά δεσμευμένα και ωριμότερα κύτταρα, καθώς και ώριμα έμμορφα στοιχεία του αίματος. Τα 13

14 αρχέγονα πολυδύναμα αιμοποιητικά κύτταρα αποτελούν το απαραίτητο συστατικό του μοσχεύματος προκειμένου να εξασφαλισθεί μακρόχρονη αιμοποιία στον λήπτη. O αριθμός τους παίζει σαφώς σημαντικό ρόλο στην επιτυχή έκβαση Αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα Είναι τα μητρικά κύτταρα του αίματος. Έχουν την ιδιότητα να γεννούν όμοιους απογόνους, αλλά και να διαφοροποιούνται σε ωριμότερες μορφές, από τις οποίε ς προέρχονται όλα τα έμμορφα στοιχεία του αίματος: ερυθρά αιμοσφαίρια, ουδετερόφιλα πολυμορφοπύρηνα, ηωσινόφιλα, βασεόφιλα, μονοκύτταρα, λεμφοκύτταρα και αιμοπετάλια. Βρίσκονται, πολλαπλασιάζονται και διαφοροποιούνται στον μυελό των οστών. Πολύ λιγότερα μετακινούνται στο περιφερικό αίμα, όπου υπό συγκεκριμένες συνθήκες η παρουσία τους αυξάνεται. Το αίμα του ομφάλιου λώρου και του πλακούντα περιέχει σημαντικό αριθμό τέτοιων κυττάρων. Διαπιστώνεται η παρουσία τους και μετριέται ο αριθμός τους με ειδικές κυτταροκαλλιέργειες και με την ανίχνευση του αντιγόνου επιφανείας CD34 που φέρουν (CD34+ κύτταρα).[6] Είδος μεταμόσχευσης σύμφωνα με τη σχέση δότηήπτη λ Αυτόλογη Όταν ο δότης και ο λήπτης είναι το ίδιο πρόσωπο, η μεταμόσχευση καλείται αυτόλογη και το μόσχευμα αυτόλογο. Εφαρμόζεται σε περιπτώσεις όπου ο μυελός δεν πάσχει ή η νόσος βρίσκεται σε πλήρη ύφεση, αλλά και σε μερικές περιπτώσεις με μικρό φορτίο νόσου. O επιθυμητός αριθμητικός στόχος είναι να εμπεριέχονται στο αυτόλογο 6 μόσχευμα συγκεκριμένη ποσότητα μητρικών κυττάρων (τουλάχιστον 3x10 14

15 CD34+ κύτταρα/kg βάρους σώματος του ασθενούς) προκειμένου να εξασφαλισθεί σίγουρη και ταχεία αιμοποιία. Αλλογενής Στη συγκεκριμένη μορφή το μόσχευμα λαμβάνεται από άλλον υγιή άνθρωπο. Απαραίτητη προϋπόθεση να υπάρχει ικανοποιητικός βαθμός ιστοσυμβατότητας μεταξύ δότη και λήπτη. Η ιστοσυμβατότητα εξαρτάται κατά κύριο λόγο από τα μείζονα αντιγόνα ιστοσυμβατότητας ή αντιγόνα HLA, τα οποία καθορίζονται γενετικά και παρουσιάζουν μεγάλο πολυμορφισμό μεταξύ των διαφόρων ατόμων. Τα κυριότερα από αυτά τα αντιγόνα είναι τα HLA-A, HLA-B, HLA-C και HLA-DR. Η γενετική θέση των αντιγόνων HLA βρίσκεται στο χρωμόσωμα 6. Κάθε άνθρωπος διαθέτει δύο χρωμοσώματα 6 και άρα οκτώ συνολικά από τα παραπάνω αντιγόνα. Είναι επιθυμητή η απόλυτη συμβατότητα στα 8 από τα 8 αυτά αντιγόνα, αλλά η μεταμόσχευση είναι εφικτή και με την παρουσία 1 ή ακόμη και 2 αντιγονικών διαφορών. Ο βαθμός ιστοσυμβατότητας μεταξύ δότη και δέκτη καθώς και η φάση της νόσου κατά τη μεταμόσχευση είναι οι σημαντικότεροι παράγοντες που καθορίζουν την έκβαση της μεταμόσχευσης. Τα τελευταία χρόνια είναι δυνατή με ειδικές μεθόδους η μεταμόσχευση από απλοταυτόσημους συγγενείς δότες, δηλαδή δότες που έχουν ένα μόνο κοινό χρωμόσωμα 6 και συμβατότητα στα μισά από τα αντιγόνα HLA. Το αλλογενές μόσχευμα συνήθως προέρχεται από ταυτόσημα αδέλφια και εναλλακτικά από άλλα μέλη της οικογένειας ή από μη συγγενείς δότες (εθελοντές ή ομφαλοπλακουντιακό αίμα). Τα ταυτόσημα αδέλφια καλύπτουν μόνο το % των αναγκών αλλογενών μοσχευμάτων, τα δε υπόλοιπα μέλη της οικογένειας λιγότερο από 5%. Σήμερα, πραγματοποιούνται διεθνώς περίπου αλλογενείς μεταμοσχεύσεις το χρόνο και στις μισές από αυτές το μόσχευμα προέρχεται από μη συγγενείς δότες. Οι τελευταίοι αναζητούνται στις δεξαμενές μη συγγενών εθελοντών δοτών, στις οποίες εντάσσονται από τα κέντρα δοτών. Υπάρχει συνεργασία μεταξύ όλων των εθνικών δεξαμενών και οι δότες είναι διαθέσιμοι για κάθε 15

16 ασθενή όπου γης. Παρότι ο αριθμός τους αυξάνεται συνεχώς τα τελευταία χρόνια και υπερβαίνει τα 12 εκατομμύρια παγκόσμια, παραμένει ανεπαρκής για να καλύψει τις ανάγκες ανεύρεσης δοτών, ιδιαίτερα για τους ασθενείς που έχουν σπάνιους απλοτύπους HLA ή ανήκουν σε φυλετικές μειονότητες που υποεκπροσωπούνται στις δεξαμενές δοτών. Στην Ελλάδα οι υποψήφιοι δότες είναι ακόμη λιγότεροι αναλογικά. Η ελληνική εθνική δεξαμενή φέρει τον τίτλο Εθνικό Μητρώο Εθελοντών Δοτών Μυελού Οστών και βρίσκεται στον Εθνικό Οργανισμό Μεταμοσχεύσεων. Τα αλλογενή μοσχεύματα εμφανίζουν μια σημαντική και καθοριστική ιδιότητα, δρουν εν αντίον πολλών ειδών νεοπλασματικών κυττάρων. Αυτή η αντινεοπλασματική δράση φαίνεται ότι παίζει τον σπουδαιότερο ρόλο και έχει τον τελευταίο λόγο για την εκρίζωση της κακοήθους νόσου. Αριθμητικά επιδιώκεται τα μοσχεύματα αυτά να εμπεριέχουν επαρκή αριθμό μητρικών αιμοποιητικών κυττάρων (τουλάχιστον 4-5x10 CD34+ κύτταρα/kg βάρους σώματος του ασθενούς) για να ξεπεραστεί ο κίνδυνος απόρριψης, ιδιαίτερα όταν προέρχονται από μη συγγενείς και να εξασφαλιστεί ταχύτερη αποκατάσταση αιμοποιίας. 6 Συγγενική Σε σπάνιες περιπτώσεις το μόσχευμα προέρχεται από μονοωογενή δίδυμα αδέλφια. Το εκ διδύμων μόσχευμα προέρχεται μεν από άλλον άνθρωπο, συμπεριφέρεται όμως ως αυτόλογο Είδος μεταμόσχευσης σύμφωνα με την πηγή προέλευσης του μοσχεύματος Μυελική Όταν το μόσχευμα λαμβάνεται απευθείας από τον μυελό των οστών, η μεταμόσχευση καλείται μυελική ή μυελού των οστών. Τα οστά από τα οποία αναρροφούνται τα αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα είναι τα λαγόνια και το στέρνο. Η διαδικασία διεκπεραιώνεται στο χειρουργείο υπό γενική αναισθησία. 16

17 Αιματική Η μεταμόσχευση ονομάζεται αιματική ή περιφερική ή περιφερικού αίματος όταν τα αρχέγονα κύτταρα συλλέγονται από το αίμα με ειδικό μηχάνημα, τον κυτταρικό διαχωριστή και μετά από ειδικούς χειρισμούς. Υπό σταθερές συνθήκες ο αριθμός των κυκλοφορούντων μητρικών κυττάρων είναι πολύ μικρό ς και δεν είναι δυνατό να ληφθεί ικανό μόσχευμα που θα δώσει αιμοποιία. Όμως, μετά από χορήγηση αυξητικού παράγοντα των κοκκιοκυττάρων ή άλλων αυξητικών παραγόντων ή μετά από χημειοθεραπεία όταν πρόκειται για αυτόλογη μεταμόσχευση, διαπιστώνεται κινητοποίηση των αρχέγονων κυττάρων και μαζική έξοδός τους από τον μυελό στο αίμα. O συνδυασμός χημειοθεραπείας και αυξητικών παραγόντων προκαλεί μεγαλύτερη κινητοποίηση και έξοδο. Κάτω από τέτοιες συνθήκες τα συλλεχθέντα μοσχεύματα περιέχουν περισσότερα αιμοποιητικά κύτταρα απ ότι τα μυελικά. Κατά τη διαδικασία λήψης των αιματικών μοσχευμάτων ο ασθενής ή ο δότης δεν υποβάλλεται σε γενική αναισθησία. Με βάση τη δεκαετή εμπειρία από τη χορήγηση α υξητικού παράγοντα σε υγιείς δότες, η μέθοδος αυτή είναι απόλυτα ασφαλής για το δότη και δεν συνοδεύεται από αυξημένο κίνδυνο λευ χαιμογένεσης. Oμφαλοπλακουντιακή Το μόσχευμα προέρχεται από το αίμα του ομφάλιου λώρου και του πλακούντα και λαμβάνεται αμέσως μετά τον τοκετό. Τα αρχέγονα κύτταρα του μοσχεύματος αυτού παρουσιάζουν μεγάλο δυναμικό αποκατάστασης της αιμοποιίας. Παράλληλα, τα ομφαλοπλακουντιακά μοσχεύματα έχουν μικρότερη ανοσιακή δράση σε σχέση με το μυελό τ ων οστών ή το περιφερικό αίμα. Η ιδιότητα αυτή καθιστά εφικτή τη μεταμόσχευση με περισσότερες διαφορές αντιγόνων διότι η συχνότητα και η βαρύτητα της νόσου μοσχεύματος έναντι ξενιστή είναι χαμηλότερη. Λόγω των μικρότερων απαιτήσεων ιστοσυμβατότητας, είναι δυνατή η ανεύρεση κατάλληλου δότη σε 17

18 μεγαλύτερο ποσοστό ασθενών με ομφαλοπλακουντιακό αίμα συγκριτικά με το μυελό των οστών από εθελοντές δότες. Όπως φαίνεται ήδη από μεγάλες αναδρομικές μελέτες αρχείων, το ομφαλοπλακουντιακό αίμα αποτελεί εναλλακτική πηγή μοσχεύματος για ασθενείς με λευχαιμία που δεν διαθέτουν συμβατό εθελοντή δότη. Το ομφαλοπλακουντιακό αίμα είναι άμεσα διαθέσιμη πηγή μοσχεύματος και παρέχει τη δυνατότητα επείγουσας μεταμόσχευσης, ενώ η ανεύρεση συμβατού μη συγγενή δότη απαιτεί σημαντικό χρονικό διάστημα (2-6 μηνώ ν). Ο όγκος του ομφαλοπλακουντιακού αίματος και κατά συνέπεια ο αριθμός των αρχέγονων αιμοποιητ ικών κυττάρων είναι περιορισμένος και συχνά δεν επαρκεί για ασθενείς με σωματικό βάρος μεγαλύτερο από κιλά. Η αποκατάσταση της αιμοποιίας καθυστερεί αρκετά, ιδιαίτερα δε των αιμοπεταλίων. Μάλιστα, σε ποσοστό 10-30% των μεταμοσχεύσεων αυτών δεν επιτυγχάνεται εγκατάσταση του μοσχεύματος. Σύμφωνα με πρόσφατα δεδομένα, η μεταμόσχευση δύο μερικά συμβατών μονάδων ομφαλοπλακουντιακού αίματος διευκολύνει σημαντικά την εγκατάσταση του μοσχεύματος. Η μέθοδος αυτή καθιστά δυνατή τη μεταμόσχευση για την πλειοψηφία (90%) των ενηλίκων ασθενών για τους οποίους δεν είναι δυνατή η ανεύρεση συμβατού συγγενή ή εθελοντή δότη. Ο αριθμός των μεταμοσχεύσεων ομφαλοπλακουντιακού αίματος παρουσιάζει συνεχή αύξηση την τελευταία πενταετία τόσο στα παιδιά όσο και στους ενήλικες ασθενείς. Τα μοσχεύματα αυτά συντηρούνται σε ειδικές τράπεζες. Έχουν αναπτυχθεί δύο είδη τραπεζών ομφαλοπλακουντιακού αίματος, οι δημόσιες και οι ιδιωτικές. Τα μοσχεύματα των δημοσίων τραπεζών προορίζονται για αλλογενείς μεταμοσχεύσεις. Αντίθετα, οι ιδιωτικές τράπεζες επαγγέλλονται τη δυνητική χρήση του ομφαλοπλακουντιακού αίματος για αυτόλογη μεταμόσχευση ή για αναγεννητική θεραπεία, που όμως στερούνται επιστημον ικής βάσης. Η προοπτική της αυξανόμενης χρήσης του ομφαλοπλακουντιακού αίματος για αλλογενή μεταμόσχευση, ιδιαίτερα σε ενήλικες ασθενείς, υπογραμμίζει την αναγκαιότητα της ενίσχυσης των δημόσιων τραπεζών ώστε 18

19 να διαθέτουν μεγάλα αποθέματα μονάδων με επαρκή αριθμό κυττάρων και ευρύτερες δεξαμενές HLA απλοτύπων.[1] Επεξεργασία και συντήρηση των μοσχευμάτων Τα μοσχεύματα μπορούν να δοθούν ως έχουν ή μετά από ειδική επεξεργασία εντός 72 ωρών από τη συλλογή τους ή αργότερα, αφού συντηρηθούν σε υγρό άζωτο. Στα αυτόλογα μοσχεύματα η επεξεργασία έχει στόχο την απομάκρυνση των κακοηθών κυττάρων, χωρίς αυτό να μεταφράζεται συνήθως σε καλύτερη επιβίωση των ασθενών. Στα αλλογενή μοσχεύματα ο χειρισμός στοχεύει στην ελάττωση των λεμφοκυττάρων για να μειωθεί η συχνότητα και η βαρύτητα της νόσου του μοσχεύματος κατά του ξενιστή. Η απομάκρυνση των λεμφοκυττάρων συνοδεύεται από αυξημένη πιθανότητα υποτροπής της κακοήθους νόσου, επειδή μειώνεται η αντινεοπλασματική δράση του μοσχεύματος. Ως εκ τούτου εφαρμόζεται σε ειδικές περιπτώσεις.[5] Τι επιδιώκεται με τη μεταμόσχευση Αν και η διαδικασία της μεταμόσχευσης είναι παρόμοια σε όλες τις περιπτώσεις, οι σκοποί διαφέρουν ανάλογα με τη νόσο. O μυελός είναι συνήθως διηθημένος στις αιματολογικές κακοήθεις παθήσεις, όπως οι λευχαιμίες. O σκοπός της μεταμόσχευσης είναι να καταστρέψει τον πάσχοντα μυελό, ν α εκριζώσει τα παθολογικά κύτταρα και να τα αντικαταστήσει με αλλογενή κύτταρα, τα οποία, εκτός από την αποκατάσταση της αιμοποιίας, ασκούν και αντινεοπλασματική δράση. Η καταστροφή του μυελού επιτυγχάνεται με πάρα πολύ μεγάλες δόσεις χημειοθεραπευτικών φαρμάκων ή συνδυασμό τέτοιων φαρμάκων με ολόσωμη ακτινοβόληση. 19

20 Τελευταία φαίνεται ότι η εκρίζωση αρχικά με χημειοθεραπεία ή/και ολόσωμη ακτινοβόληση δεν είναι απαραίτητη. Αρκεί μετά από έντονη ανοσοκαταστολή το αλλογενές μόσχευμα να κατορθώσει να εμφυτευτεί. Σε κάποιες κληρονομικές, συγγενείς ή επίκτητες διαταραχές η βλάβη αποκαθίσταται και το πρόβλημα ελλείπει μόλις ο πάσχων μυελός καταστραφεί και αντικατασταθεί από φυσιολογικ ό μυελό του δότη, π. χ. μεσογειακή αναιμία, βαριά συνδυασμένη ανοσοανεπάρκεια, απλαστική αναιμία και άλλες. Σε ορισμένους χημειοευαίσθητους συμπαγείς όγκους η απάντηση είναι δοσοεξαρτώμενη. Εντούτοις η αύξηση της δόσης της χημειοθεραπείας περιορίζεται από την τοξική της δράση στον μυελό των οστών. Αυτό μπορεί να ξεπερασθεί με αυτόλογη μεταμόσχευση αιμοποιητικών κυττάρων του ίδιου του ασθενή, τα οποία συλλέγονται πριν την υποβολή στην ισχυρή χημειοθεραπεία και χορηγούνται μετά από αυτήν. Αυτόλογη μεταμόσχευση διενεργείται και σε αιματολογικά κακοήθη νοσήματα, όταν δεν υπάρχει διαθέσιμος δότης ή όταν ο ασθενής είναι πολύ μεγάλος για να αντέξει την τοξικότητα της αλλογενούς μεταμόσχευσης. Σε αρκετές περιπτώσεις αυτό καταλήγει σε βελτιωμένη επιβίωση, παρότι τα αυτόλογα μοσχεύματα δεν διαθέτουν αντινεοπλασματική δράση Ενδείξεις μεταμοσχεύσεων Οι ενδείξεις εξαρτώνται από τη νόσο, το στάδιο της νόσου, την προγνωστική ομάδα, την ηλικία, την κατάσταση του ασθενούς, το είδος της μεταμό σχευσης, τον βαθμό συμβατότητας και άλλους παράγοντες. Ακολούθως αναγράφονται οι κυριότερες παθήσεις στις οποίες διενεργείται μεταμόσχευση: Αυτόλογη Αποδειγμένο όφελος Υποτροπιάζων μη Hodgkin λέμφωμα (ενδιάμεσης και υψηλής κακοήθειας) Οξεία μυελοβλαστική λευχαιμία καλής ή ενδιάμεσης πρόγνωσης (1η πλήρης ύφεση) 20

21 Πολλαπλούν μυέλωμα Δυνητικό όφελος Υποτροπιάζων λέμφωμα Hodgkin Υποτροπιάζων όγκος όρχεων Πιθανό όφελος Ορισμένοι συμπαγείς όγκοι Βαρύ ή ταχείας εξέλιξης αυτοάνοσο νόσημα Αλλογενής Μοναδική λύση για ίαση Πρωτοπαθή σύνδρομα ανοσοανεπάρκειας Βαριά απλαστική αναιμία Μεσογειακή και δρεπανοκυτταρική αναιμία Συγγενή και κληρονομικά νοσήματα του μεταβολισμού Αύξηση πιθανότητας για ίαση ή επιβίωση χωρίς νόσο Οξεία μυελοβλαστική λευχαιμία (1η ή 2η πλήρης ύφεση) Οξεία λεμφοβλαστική λευχαιμία (1η ή 2η πλήρης ύφεση) Μυελοδυσπλαστικό σύνδρομο Πολλαπλούν μυέλωμα (ορισμένοι επωφελούνται) Χρόνια μυελογενής λευχαιμία ανθεκτική στη θεραπεία με αναστολείς κινασών της τυροσίνης Όσοι πάσχουν από τις προαναφερθείσες παθήσεις δεν σημαίνει ότι πρέπει να υποβληθούν σε μεταμόσχευση. Είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη και άλλα κριτήρια που οδηγούν στην υποψηφιότητα για μεταμόσχευση. 21

22 1.1.9 Αποτελέσματα μεταμοσχεύσεων Η επιβίωση χωρίς νόσο ποικίλει μετά τη μεταμόσχευση ανάλογα με την υποκείμενη νόσο και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της. Το είδος της μεταμόσχευσης και ο βαθμός συμβατότητας παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο. Τα αποτελέσματα είναι καλύτερα, όταν ο ασθενής είναι νεότερος και σε καλή κλινική κατάσταση. Η θνητότητα κυμαίνεται από 5-40% και οφείλεται στην υποκείμενη νόσο και σε επιπλοκές της μεθόδου. Είναι αυξημένη σε ασθενείς άνω των 50 ετών, όταν υποβάλλονται σε αλλογενή μεταμόσχευση και των 60 ετών όταν υποβάλλονται σε αυτόλογη. Άλλες είναι οι κύριες αιτίες θανάτου μετά από αυτόλογη μεταμόσχευ ση (υποτροπή) και άλλες μετά από αλλογενή (νόσος μοσχεύματος έναντι ξενιστή, λοιμώξεις). Η επιβίωση κυμαίνεται από 20-90%. Λαμβάνοντας υπόψη όλους τους ασθενείς που υποβάλλονται σε μεταμόσχευση, με ευμενείς ή δυσμενείς παράγοντες, φαίνεται ότι οι μισοί από αυτούς ζουν απαλλαγμένοι οριστικά από τη νόσο τους Σπουδαιότερες επιπλοκές των μεταμοσχεύσεων Οι ασθενείς εμφανίζουν ορισμένες σοβαρές επιπλοκές, που οφείλονται κυρίως στην τοξική δράση της πολύ ισχυρής χημειο-ακτινοθεραπείας, στην έντονη ανοσοκατασ τολή και τη βραδεία αποκατάσταση του ανοσοποιητικού συστήματος, στην ασυμβατότητα των δύο οργανισμών και την ανοσιακή αντίδραση μεταξύ τους, καθώς και στην ανθεκτικότητα των κακοηθών κυττάρων. Οι σημαντικότερες επιπλοκές είναι: Λοιμώξεις Εμφανίζονται όσο διαρκεί η ανεπάρκεια των αμυντικώ ν μηχανισμών μετά τη μεταμόσχευση. Είναι συχνότερες την πρώτη περίοδο. Οι παθογόνοι μικροοργανισμοί είναι μικρόβια, μύκητες, ιοί και παράσιτα. Τα τελευταία χρόνια η αντιμετώπισή τους έχει βελτιωθεί λόγω καλύτερων διαγνωστικών 22

23 μεθόδων και ανακάλυψης νέων ειδικών φαρμάκων. Παρόλα αυτά σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να αποβούν θανατηφόρες. Φλεβοαποφρακτική νόσος του ήπατος Αποτελεί τη σοβαρότερη πρώιμη επιπλοκή του σχήματος χημειοακτινοθεραπείας. Επί βαριών προσβολών του ήπατος η θνητότητα είναι μεγάλη. Ευτυχώς η συχνότητα εμφάνισης έχει μειωθεί σημαντικά, κυρίως από την προληπτική χορήγηση ηπαρίνης. Νόσος του μοσχεύματος έναντι ξενιστή (GVHD) Εμφανίζεται στις αλλογενείς μεταμοσχεύσεις και οφείλεται στην ασυμβατότητα των αντιγόνων ιστοσυμβατότητας μεταξύ δότη και λήπτη. Σε ορισμένες περιπτώσεις διεξάγονται μεταμοσχεύσεις με κάποια διαφορά στα μείζονα αντιγόνα ιστοσυμβατότητας. Τότε η νόσος του μοσχεύματος κατά του ξενιστή είναι βαρύτερη. Όπως είναι και όταν ο δότης δεν είναι ταυτόσημος αδελφός. Στη συντριπτική πλειοψηφία των μεταμοσχεύσεων που υπάρχει απόλυτη συμβατότητα στα αντιγόνα αυτά, η αιτία είναι η ασυμβατότητα στα ελάσσονα αντ ιγόνα ιστοσυμβατότητας. Η διαφορά αυτή προκαλεί διέγερση των λεμφοκυττάρων του μοσχεύματος και επίθεσή τους εναντίον του οργανισμού του ασθενή. Στην τοξική τους δράση συμβάλουν και κυτταροκίνες. Η συχνότητα εμφάνισης της κυμαίνεται σε ποσοστό 30-70%. Η επιπλοκή αυτή διακρίνεται σε οξεία και χρόνια μορφή. Η οξεία μορφή εμφανίζεται το πρώτο τρίμηνο και προσβάλει κυρίως το δέρμα, το ήπαρ και το έντερο. Η χρόνια μορφή εμφανίζεται μετά το τρίμηνο, προσβάλει πολλούς ιστούς και όργανα και οι εκδηλώσεις της μοιάζουν με αυτές νοσημάτων του κολλαγόνου. Η νόσος του μοσχεύματος κατά του ξενιστή αποτελεί τη σοβαρότερη επιπλοκή των αλλογενών μεταμοσχεύσεων. Απόρριψη του μοσχεύματος Η απόρριψη ή η αποτυχία εμφύτευσης του μοσχεύματος εμφανίζεται σε ποσοστό 5-10%, όταν αυτό δεν περιέχει ικανό αριθμό αρχέγονων 23

24 αιμοποιητικών κυττάρων, όταν στερείται των λεμφοκύτταρων του και όταν ο δότης είναι ξένος ή υπάρχει διαφορά αντιγόνων ιστοσυμβατότητας. Στις υπόλοιπες περιπτώσεις δεν αποτελεί ουσιαστικό πρόβλημα. Στειρότητα Εμφανίζεται σε υψηλά ποσοστά εξαιτίας χημειοθεραπείας ή ακτινοθεραπείας στις γονάδες. της τοξικής δράσης της Απώτερες επιπλοκές Εμφανίζονται σε μακρινό χρόνο μετά τη μεταμόσχευση, σε μικρά ποσοστά και περιλαμβάνουν: Υποθυρεοειδισμό Σπληνική υπολειτουργία και συνοδές λοιμώξεις Καταρράκτη Οστεοπόρωση Δευτερογενείς κακοήθειες Ψυχολογικές διαταραχές Υποτροπή της νόσου Σε διαφορετικό κατά περίπτωση χρόνο η νόσος για την οποία ο ασθενής υποβλήθηκε σε μεταμόσχευση μπορεί να επανεμφανισθεί. Η πιθανότητα υποτροπής εξαρτάται από τη νόσο, το στάδιο και την ανθεκτικότητα της νόσου, το είδος της μεταμόσχευσης, την απουσία των λεμφοκυττάρων του μοσχεύματος, την ένταση της ανοσοκαταστολής, την απουσία νόσου του μοσχεύματος κατά του ξενιστή κ.ά. Κυμαίνεται από 5-70%. Γενικά είναι συχνότερη στην αυτόλογη μεταμόσχευση και όταν η νόσος είναι ανθεκτική και προχωρημένη. Τελευταία έχουν βελτιωθεί τα ποσοστά επιτυχούς αντιμετώπισης της επιπλοκής αυτής. 24

25 Μεταμόσχευση με μειωμένης έντασης σχήμα προετοιμασίας Σχήμα προετοιμασίας ονομάζεται η χημειοθεραπεία ή ο συνδυασμός χημειοθεραπείας και ολόσωμης ακτινοβόλησης που χορηγείται πριν τη μεταμόσχευση προκειμένου να καταστραφε ί ο μυελός του ασθενούς και τα νεοπλασματικά κύτταρα. Την τελευταία δεκα ετία άρχισαν να χρησιμοποιούνται σχήματα προετοιμασίας με μικρότερες δόσεις χημειοθεραπευτικών φαρμάκων ή ακτινοθεραπείας έχοντας ως στόχο τη μείωση της τοξικότητας της μεταμόσχευσης. Σ αυτές τις μεταμοσχεύσεις η εμφύτευση του μοσχεύματος και η αιμοποιία διευκολύνεται από ανοσοκατασταλτικά φάρμακα. Εξαιτίας αυτού μπορούν να εφαρμοσθούν και σε ασθενείς μεγαλύτερης ηλικίας ή ασθενείς με συνοδά προβλήματα υγείας, που δεν είναι σε θέση να ανεχθούν τα συμβατικά μυελοαφανιστικά σχήματα προετοιμασίας. Με βάση τα πρόσφατα αποτελέσματα των μεταμοσχεύσεων με μη μυελοαφανιστικά ή με μειωμένης έντασης σχήματα προετοιμασίας, η αλλογενής μεταμόσχευση με συμβατό αδελφό ή μη συγγενή δότη είναι εφικτή σε ασθενείς ηλικίας μέχρι και 70 ετών Μελλοντικές προοπτικές Οι μεταμοσχεύσεις αιμοποιητικών κυττάρων αποτελούν ένα πεδίο ταχύτατων αλλαγών και ανάπτυξης. Νέες παθήσεις άρχισαν να αντιμετωπίζονται με τη μέθοδο αυτή, όπως είναι τα αυτοάνοσα νοσήματα και ορισμένοι συμπαγείς όγκοι. Νέες διαγνωστικές τεχνικές, νέα φάρμακα και νέοι χειρισμοί- όπως στις μεταμοσχεύσεις με μειωμένη χημειοθεραπεία- ελαττώνουν τις επιπλοκές. Oι μοριακές τεχνικές τυποποίησης των αντιγόνων HLA προσφέρουν σημαντικά στην επίτευξη καλύτερης συμβατότητας. Όλα αυτά συμβάλλουν στη βελτίωση των αποτελεσμάτων. Η μεταμόσχευση δύο μονάδων και η δυνατότητα αύξησης των αρχέγονων 25

26 κυττάρων στα ομφαλοπλακουντιακά μοσχεύματα θα δώσει την ευκαιρία να χρησιμοποιηθούν αυτά από περισσότερ ους λήπτες. Η αύξηση του αριθμού των εθελοντών δοτών και των μονάδων ομφαλοπλακουντιακού αίματος, η πρόσβαση στις τράπεζες μέσω του Διαδικτύου και η βελτίωση των μεθόδων αναζήτησης θα μειώσει τον χρόνο ανεύρεσης δότη και επομένως περισσότεροι ασθενείς θα προλάβουν να υποβληθούν σε μεταμόσχευση την κατάλληλη στιγμή. Επειδή τα αενάως αυτοαναπαραγόμενα αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα αποτελούν ιδανικό στόχο εισαγωγής νέων γονιδίων, οι μεταμοσχεύσεις θα γίνουν το όχημα για εφαρμογή της γονιδιακής θεραπείας σε ποικιλία παθήσεων, όπως για παράδειγμα οι αιμοσφαιρινοπάθειες. Τέλος, η αξιολογούμενη στις μέρες μας δυνατότητα των ίδιων κυττάρων να μετατρέπονται υπό κατάλληλες συνθήκες σε κύτταρα άλλων ιστών ίσως συντελέσει, με τη βοήθεια μεταμοσχευτικών μεθόδων, στην αντιμετώπιση ποικιλ ίας παθήσεων, όπως η κίρρωση του ήπατος, το έμφραγμα μυοκαρδίου, οι κακώσεις του νωτιαίου μυελού, εγκεφαλικές και άλλες.[1] 1.2 Εισαγωγικά στοιχεία στις βάσεις δεδομένων Αντίστοιχα με την ανωτέρω αναφορά στις μεταμοσχεύσεις των αιμοποιητικών κυττάρων, κρίθηκε απαραίτητη και η αναφορά στις βάσεις δεδομένων προκειμένου αφενός να γίνουν σαφείς οι βασικές έννοιες των βάσεων δεδομένων στους ενασχολούμενους με τις Ιατροβιολογικές επιστήμες και αφετέρου να διευκρινιστεί ο λόγος που χρησιμοποιήθηκε το σχεσιακό μοντέλο βάσης δεδομένων στην παρούσα εργασία Σύντομη ιστορική αναδρομή των βάσεων δεδομένων Η ιστορία των βάσεων δεδομένων ξεκινάει πριν περίπου 30 χρόνια από σήμερα. Για την ακρίβεια, τα πρώτα δείγματα βάσεων δεδομένων, ή αλλιώς 26

27 «τραπεζών δεδομένων» (data banks), όπως ονομάζονταν τότε, μπορούν να βρεθούν στα τέλη της δεκαετίας του 60. Εκείνη την εποχή τυποποιήθηκαν οι δικτυακές βάσεις δεδομένων (network databases), οι οποίες είναι γνωστές και με το όνομα βάσεις δεδομένων CODASYL, από το όνομα της επιτροπής που τις τυποποίησε. Επίσης, την εποχή εκείνη πρωτοεμφανίζεται το IMS ένα προϊόν της IBM, και γίνεται πολύ σύντομα το πιο γνωστό σύστημα διαχείρισης ιεραρχικών βάσεων δεδομένων (hierarchical DBMS). Τα δύο μοντέλα αυτά χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι (α) η διαχείριση των δεδομένων γίνεται σε χαμηλό επίπεδο (με αποτέλεσμα όλες οι εφαρμογές να εξαρτώνται άμεσα από την τοποθεσία αποθήκευσης των δεδομένων) και (β) η διαχείριση των δεδομένων γίνεται ατομικά (record-at-a-time). Στα 1970, όμως, κάτι αλλάζει: ο E. F. Codd δημοσιεύει το άρθρο A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks, στο περιοδικό Communications of the ACM. Το εν λόγω άρθρο, θεωρείται ως η εργασία με τη μεγαλύτερη επίδραση στο χώρο των βάσεων δεδομένων, καθώς είναι αυτή που εισήγαγε το σχεσιακό μοντέλο βάσεων δεδομένων.[7] Το σχεσιακό μοντέλο ήταν μια επαναστατική νέα στροφή στο νέο την εποχή εκείνη- χώρο των βάσεων δεδομένων. Το μοντέλο αυτό σε αντιδιαστολή με τα Edgar F. Codd προηγούμενα- χαρακτηρίζεται από τη δυνατότητα μαζικής (set-at-a-time) επεξεργασίας δεδομένων και από την ανεξαρτησία των εφαρμογών από τη φυσική υλοποίηση. Το σχεσιακό μοντέλο, αφενός χαρακτηρίζεται από ένα πολύ ισχυρό θεωρητικό υπόβαθρο και αφετέρου από τη δυνατότητα άμεσης υλοποίησης: είναι μια από τις λίγες θεωρητικές εργασίες με τόσο μεγάλη πρακτική επίδραση. Ο Ε. F. Codd, μια δεκαετία αργότερα, το 1981, έλαβε το Turing Award για την συμβολή του αυτή. Φυσικά, μέχρι να πάρει το Turing Αward ο Codd, έπρεπε το μοντέλο του να περάσει το τεστ του χρόνου. Ο πόλεμος ξεκίνησ ε αμέσως, καθώς οι προηγούμενες τεχνολογίες είχαν τα επιχειρήματά τους: παρείχαν ώριμα συστήματα, με εξαιρετική απόδοση σε πολλές περιπτώσεις και οι προγραμματιστές ήταν εξοικειωμένοι με αυτά. Γύρω στα μέσα τις δεκαετίας 27

28 του 70, όμως, η μάχη κρίθηκε με την ανάπτυξη δύο σχεσιακών συστημάτων (που είναι οι πρόγονοι όλων των εμπορικών συστημάτων σήμερα): της Ingres από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας και του System R της IBM από το ερευνητικό κέντρο του San Jose (το οποίο τώρα ονομάζεται IBM Almaden Research Center). H Ingres, κατασκευάστηκε από μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Μ. Stonebraker. Σήμερα υπάρχουν διάφοροι απόγονοι της αρχικής αυτής προσπάθειας: Ingres, Sybase (και ως εκ τούτου και ο MicroSoft SQL Server), Britton-Lee/Sharebase, PACE. Ακόμα, σημαντική επιρροή είχε και στην αρχιτεκτονική της Informix. Το System R, από την άλλη πλευρά, φτιάχτηκε από ερευνητές της ΙΒΜ (Irv Traiger, Bruce Lindsay, Paul McJones, Mike Blasgen, Mario Schkolnick, Bob Selinger, Bob Yost, Jim Gray), ήταν επίσης πρόγονος για διάφορα σχεσιακά συστήματα που υπάρχουν σήμερα: Oracle, HP Allbase, IBM SQL/DS, ΙΒΜ DB2, Tandem Non-Stop SQL. Και τα δύο συστήματα, όντας ανταγωνιστικά μεταξύ τους, κυριάρχησαν στον εμπορικό, αλλά και τον ερευνητικό χώρο των σχεσιακών συστημάτων, μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 80, όταν η Oracle παίρνει τα πρωτεία από την ΙΒΜ. Στα μέσα της δεκαετίας του 80, έχουμε το πρώτο standard για μια γλώσσα διαχείρισης και επερώτησης σχεσιακών βάσεων δεδομένων, την Structured Query Language SQL. Η συνέχεια, τουλάχιστον στον εμπορικό χώρο, είναι γνωστή: τα σχεσιακά συστήματα είναι τα μόνα που πουλάνε πλέον, οι προγραμματιστές είναι, εν γένει, πιο ευτυχείς, πλην όμως τα προβλήματα (και ως εκ τούτου και οι τεχνολογικές προκλήσεις) δεν έχουν σταματήσει να υφίστανται Το σχεσιακό μοντέλο ήταν ένα πλήρες και καλά ορισμένο μοντέλο. Το αποτέλεσμα ήταν μάλλον μακροπρόθεσμο, σε σχέση με την εκφραστικότητα και την ορθή σημασιολογία της γλώσσας ερωτήσεων. Διάφορες προσπάθειες έγιναν και συνεχίζουν να γίνονται, ώστε να κάνουν την SQL (και τα σχεσιακά συστήματα) πιο ισχυρή υπολογιστικά, φιλική και ορθά συμπεριφερόμενη. Το δεύτερο standard της SQL, βγήκε το 1992 (SQL-92) ενώ το τρίτο (ονόματι SQL-3) το Στη συνέχεια παρουσιάστηκε το SQL 2003, το SQL 2006 και τέλος το SQL 2008.[7],[8],[9] 28

29 1.2.2 Βασικές έννοιες Μια Βάση Δεδομένων (ΒΔ) είναι ένα σύνολο αρχείων με υψηλό βαθμό οργάνωσης τα οποία είναι συνδεδεμένα μεταξύ τ ους με λογικές σχέσεις, έτσι ώστε να μπορούν ν α χρησιμοποιούνται από πολλές εφαρμογές και από πολλούς χρήστες ταυτόχρονα. Υπάρχει ένα ειδικό λογισμικό το οποίο μεσολαβεί ανάμεσα στις αρχεία δεδομένων και τις εφαρμογές που χρησιμοποιούν οι χρήστες και αποκαλείται Σύστημα Διαχείρισης Βάσης Δεδομένων (ΣΔΒΔ) ή DBMS (Data Base Management System). Το ΣΔΒΔ είναι στην ουσία ένα σύνολο από προγράμματα και υπορουτίνες που έχουν να κάνουν με τον χειρισμό της βάσης δεδομένων, όσον αφορά τη δημιουργία, τροποποίηση, διαγραφή στοιχείων, με ελέγχους ασφαλείας κ.ά. Οι χρήστες των εφαρμογών αντλούν τα στοιχεία που τους ενδιαφέρουν από τη βάση δεδομένων χωρίς να είναι σε θέση να γνωρίζουν με ποιο τρόπο είναι οργανωμένα τα δεδομένα σ αυτήν. Το ΣΔΒΔ παίζει τον ρόλο του μεσάζοντα ανάμεσα στον χρήστη και τη βάση δεδομένων και μόνο μέσω του ΣΔΒΔ μπορεί ο χρήστης να αντλήσει πληροφορίες από τη βάση δεδομένων. Ένα ΣΔΒΔ μπορεί να είναι εγκατεστημένο σ έναν μόνο υπολογιστή ή και σ ένα δίκτυο υπολογιστών και μπορεί να χρησιμοποιείται από έναν χρήστη ή και από πολλούς χρήστες. Ένα Σύστημα Βάσης Δεδομένων (ΣΒΔ) ή DBS (Data Base System) αποτελείται από το υλικό, το λογισμικό, τη βάση δεδομένων και τους χρήστες. Είναι δηλαδή ένα σύστημα με το οποίο μπορούμε να αποθηκεύσουμε και να αξιοποιήσουμε δεδομένα με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή. Αναλυτικά : Το υλικό (hardware) αποτελείται όπως είναι γνωστό από τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές, τα περιφερειακά, τους σκληρούς δίσκους, τις μαγνητικές ταινίες κ.ά., όπου είναι αποθηκευμένα τα αρχεία της βάσης δεδομένων αλλά και τα προγράμματα που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία τους. 29

30 Το λογισμικό (software) είναι τα προγράμματα που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία των δεδομένων (στοιχείων) της βάσης δεδομένων. Η βάση δεδομένων (data base) αποτελείται από το σύνολο των αρχείων όπου είναι αποθηκευμένα τα δεδομένα του συστήματος. Τα στοιχεία αυτά μπορεί να βρίσκονται αποθηκευμένα σ έναν φυσικό υπολογιστή αλλά και σε περισσότερους. Όμως, στον χρήστη δίνεται η εντύπωση ότι βρίσκονται συγκεντρωμένα στον ίδιο υπολογιστή. Τα δεδομένα των αρχείω ν αυτών είναι ενοποιημένα (data integration), δηλ. δεν υπάρχει πλεονασμό ς (άσκοπη επανάληψη) δεδομένων και μερισμένα (data sharing), δηλ. υπάρχει δυνατότητα ταυτόχρονης προσπέλασης των δεδομένων από πολλούς χρήστες. Ο κάθε χρήστης έχει διαφορετικά δικαιώματα και βλέπει διαφορετικό κομμάτι της βάσης δεδομένων, ανάλογα με τον σκοπό για τον οποίο συνδέεται. Οι χρήστες (users) μιας βάσης δεδομένων χωρίζονται στις εξής κατηγορίες : Τελικοί χρήστες (end users). Χρησιμοποιούν κάποια εφαρμογή για να παίρνουν στοιχεία από μια βάση δεδομένων, έχουν τις λιγότερες δυνατότητες επέμβασης στα στοιχεία της βάσης δεδομένων, χρησιμοποιούν ειδικούς κωδικούς πρόσβασης και το σύστημα τούς επιτρέπει ανάλογα πρόσβαση σε συγκεκριμένο κομμάτι της βάσης δεδομένων. Προγραμματιστές εφαρμογών (application programmers). Αναπτύσσουν τις εφαρμογές του ΣΒΔ σε κάποια από τις γνωστές γλώσσες προγραμματισμού. Διαχειριστής δεδομένων (data administrator DA). Έχει τη διοικητική αρμοδιότητα και ευθύνη για την οργάνωση της βάσης 30

31 δεδομένων και την απόδοση δικαιωμάτων πρόσβασης στους χρήστες. Διαχειριστής βάσης δεδομένων (database administrator DBA). Λαμβάνει οδηγίες από τον διαχειριστή δεδομένων και είναι αυτός που διαθέτει τις τεχνικές γνώσεις αποδοτική λειτουργία του ΣΔΒΔ. και αρμοδιότητες για τη σωστή και Η Αρχιτεκτονική των ΣΔΒΔ Ένα ΣΔΒΔ (Σύστημα Διαχείρισης Βάσης Δεδομένων) έχει σαν αποστολή τη διαχείριση των δεδομένων των αρχείων της βάσης, δηλ. την προσθήκη, διαγραφή, τροποποίηση εγγραφών, την αναζήτηση μέσα στις εγγραφές κ.ά.). Το ΣΔΒΔ δέχεται αιτήσεις από τους χρήστες των εφαρμογών και επικοινωνεί με τα αρχεία της βάσης δεδομένων για να τις διεκπεραιώσει. Αυτή η κοινή διεπαφή (interf ace) των εφαρμογών με τα αρχεία καλείται λογική διεπαφή. Οι εφαρμογές που δημιουργούμε δεν απασχολούνται με τον τρόπο που είναι αποθηκευμένα τα δεδομένα, πόσο χώρο καταλαμβάνουν κλπ. δίνοντας τους την ιδιότητα της ανεξαρτησία δεδομένων. Αυτό σημαίνει πρακτικά ότι οποιαδήποτε αλλαγή στον τρόπο οργάνωσης των αρχείων της βάσης δεδομένων δεν θα συνεπάγεται και αλλαγή στις εφαρμογές, ένα πρόβλημα που ταλαιπωρούσε πολύ τους προγραμματιστές παλαιοτέρων εποχών. Ακόμη, η προσθήκη, η κατάργηση ή και η τροποποίηση κάποιων εφαρμογών δεν θα έχει καμία επίπτωση στον τρόπο οργάνωσης των αρχείων της βάσης δεδομένων. Στα ΣΔΒΔ έχει επικρατήσει η αρχιτεκτονική των τριών επιπέδων (βαθμίδων), όπου τα τρία επίπεδα είναι τα εξής : Εσωτερικό επίπεδο (internal level), έχει να κάνει με την αποθήκευση των αρχείων στον σκληρό δίσκο, δηλ. την πραγματική ή φυσική κατάστασή τους. 31

32 Εξωτερικό επίπεδο (external level), έχει να κάνει με τους χρήστες είτε αυτοί είναι απλοί χειριστές, είτε προγραμματιστές ή και οι διαχειριστές της βάσης δεδομένων. Εννοιολογικό επίπεδο (conceptual level), είναι ένα ενδιάμεσο επίπεδο που διασυ νδέει τα δύο άλλα επίπεδα και έχει να κάνε ι με τη λογική σχε δίαση των αρχείων της βάσης δεδομένων.[ 11] Τα βασικά μοντέλα βάσεων δεδομένων Υπάρχουν τρία βασικά μοντέλα που έχουν επικρατήσει στις βάσεις δεδομένων, το ιεραρχικό, το δικτυωτό και το σχεσιακό, και τα οποία αναπτύχθηκαν με βάση αντίστοιχες δομές Το Ιεραρχικό Μοντέλο Βάσεων Δεδομένων Το ιεραρχικ ό μοντέλο (hierarchical) έχει μια ιεραρχική δομή που θυμίζει δένδρο. Οι οντότητες μοιάζουν με απολήξεις από κλαδιά δένδρων και τοποθετούνται σε επίπεδα ιεραρχίας. Τα κλαδιά παριστάνουν τις συσχετίσεις ανάμεσα στις οντότητες. Από μια οντότητα που βρίσκεται σ ένα ανώτερο επίπεδο εκκινούν πολλά κλαδιά, καθένα από τα οποία καταλήγει σε μια οντότητα που βρίσκεται σ ένα χαμηλότερο επίπεδο. Αλλά, σε κάθε οντότητα που βρίσκεται σ ένα χαμηλότερο επίπεδο Το ιεραρχικό μοντέλο βάσεων δεδομένων αντιστοιχεί μία και μόνο μία οντότητα που βρίσκεται σ ένα ανώτερο επίπεδο. Το μοντέλο αυτό ήταν το πρώτο που εμφανίσθηκε αλλά σήμερα θεωρείται δύσχρηστο και ξεπερασμένο. 32

33 1.2.6 Το Δικτυωτό Μοντέλο Βάσεων Δεδομένων Το δικτυωτό μοντέλο οργανώνει τα δεδομένα χρησιμοποιώντας δύο βασικές δομές, τις εγγραφές και τα σύνολα. Οι εγγραφές περιέχουν πεδία ενώ τα σύνολα καθορίζουν τις σχέσεις μεταξύ των εγγραφών. Μία εγγραφή όπως και κάθε μέλος ενός συνόλου μπορεί να σχετίζεται με άπειρο αριθμό άλλων συνόλων. Το δικτυωτό μοντέλο είναι μία παραλλαγή του ιεραρχικού μοντέλου με τη διαφορά ότι βασίζεται στην έννοια των πολλαπλών κλάδων (δομές χαμηλού επιπέδου) που προέρχονται από έναν ή περισσότερους κόμβους (υψηλότερου επιπέδου δομές), ενώ Το δικτυωτό μοντέλο βάσεων δεδομένων διαφέρει από το ιεραρχικό μοντέλο δεδομένου ότι οι κλάδοι μπορούν να συνδεθούν με πολλαπλάσιους κόμβους. Το δικτυωτό μοντέλο είναι σε θέση να αντιπροσωπεύσει τον πλεονασμό των στοιχείων αποτελεσματικότερα από το ιεραρχικό μοντέλο Το Σχεσιακό Μοντέλο Βάσεων Δεδομένων Σε αυτό το μοντέλο, τα δεδομένα μιας εφαρμογής αναπαρίστανται ως ένα σύνολο από σχέσεις (relations) οι οποίες μπορεί να είναι πίνακες, αρχεία. Στις πιο πολλές περιπτώσεις υιοθετείται η χρήση πινάκων (tables) που περιέχουν ένα πλήθος γραμμών (rows) κα ι στηλών (columns). Η κάθε μια από αυτές τις γραμμές οι οποίες στην ορολογία του μοντέλου ονομάζονται και Το σχεσιακό μοντέλο βάσεων δεδομένων 33

34 πλειάδες ( tuples) περιέχει ένα σύνολο απλών πεδίων (attributes) τα οποία συσχετίζονται μεταξύ τους. Οι πίνακες χρησιμοποιούνται για την αναπαράσταση των τύπων οντοτήτων καθώς και των τύπων συσχετίσεων που υφίστανται ανάμεσά τους, ενώ κάθε μια από τις γραμμές ενός πίνακα μπορούν να θεωρηθούν σαν ένα στιγμιότυπο οντότητας ή συσχέτισης ανάλογα με το αντικείμενο στο οποίο αναφέρεται. Κάθε πεδίο ή στήλη ενός πίνακα, δέχεται τιμές οι οποίες ανήκουν σε ένα συγκεκριμένο και καθορισμένο εκ των προτέρων σύνολο τιμών (domain). Το είδος των τιμών αυτού του συνόλου καθορίζεται από τον τύπο δεδομένων του πεδίου του πίνακα, ο οποίος με τη σειρά του ορίζεται κατά το στάδιο της λογικής σχεδίασης της εφαρμογής. Όσον αφορά το σύνολο των επιτρεπτών τιμών που μπορεί να πάρει κάθε πεδίο, εξαρτάται από τη φύση του προβλήματος. Οι κανόνες που ακολουθούνται προκειμένου να σχεδιαστεί σωστά μία βάση δεδομένων σύμφωνα με το σχεσιακό μοντέλο είναι οι εξής: Η κάθε οντότητα πρέπει να παριστάνεται ως ένας ξεχωριστός πίνακας. Η κάθε στήλη του πίνακα αντιστοιχεί σε μια ιδιότητα της οντότητας. Η κάθε γραμμή του πίνακα αντιστοιχεί σε μια εμφάνιση της οντότητας. Η κάθε γραμμή πρέπει να είναι μοναδική, δηλ. αποκλείεται να υπάρχουν δύο ή και περισσότερες γραμμές που να περιέχουν τα ίδια ακριβώς στοιχεία. Η σειρά εμφάνισης των γραμμών δεν έχει καμία σημασία. Η κάθε στήλη έχει μια δική της μοναδική ονομασία. Οι τιμές που ανήκουν στην ίδια στήλη πρέπει να είναι του ιδίου τύπου, δηλ. ή όλες αριθμοί ή όλες αλφαριθμητικές κοκ. Η στήλη που αποτελεί το πρωτεύον κλειδί (primary key) μιας οντότητας, δεν πρέπει να είναι ποτέ κενή (null). 34

35 Αποκλείεται να υπάρχουν δύο ή και περισσότερες γραμμές που να περιέχουν την ίδια τιμή στο πρωτεύον κλειδί. Το πρωτεύον κλειδί μιας οντότητας αποκαλείται ξένο κλειδί (foreign key) σε μια άλλη οντότητα, με την οποία υπάρχει συσχετισμός. Μπορεί να υπάρχουν πολλές γραμμές που να έχουν την ίδια τιμή στο ξένο κλειδί.[10],[11] Τα Σχεσιακά ΣΔΒΔ (RDBMS) Τα Σχεσιακά Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (ΣΣΔΒΔ) ή RBMS (Relational DataBase Management Systems) αναπτύχθηκαν με βάση το σχεσιακό μοντέλο και έχουν επικρατήσει πλήρως στον χώρο. Κατά τον σχεδιασμό και τη δημιουργία μιας σχεσιακής βάσης δεδομένων, οι πίνακες αποτελούν το μοναδικό δομικό και απαραίτητο στοιχείο για μπορέσουν να αναπαρασταθούν οι πληροφορίες που περιέχονται στη βάση δεδομένων. Για να μπορέσουμε να προσθέσουμε, διαγράψουμε ή τροποποιήσουμε τα στοιχεία που περιέχονται σε μια βάση δεδομένων, χρησιμοποιούμε ειδικές γλώσσες προγραμματισμού που αποκαλούνται γλώσσες ερωταπαντήσεων (query languages). Η γλώσσα που αποτελεί σήμερα ένα διεθνές πρότυπο για την επικοινωνία των χρηστών με τα Σχεσιακά ΣΔΒΔ είναι η SQL (Structured Query Language) ή Δομημένη Γλώσσα Ερωτημάτων. Μπορεί να λειτουργήσει αυτόνομα αλλά και σε συνεργασία μ άλλες γλώσσες προγραμματισμού. Μια άλλη, φιλική προς τον χρήστη γλώσσα προγραμματισμού για να μπορούμε να υποβάλουμε ερωτήματα σε σχεσιακές βάσεις δεδομένων και να λαμβάνουμε απαντήσεις είναι η QBE (Query By Example), η οποία χρησιμοποιεί φόρμες για τη γραφική απεικόνιση των ερωτημάτων μας. Σήμερα, υπάρχουν εξελιγμένα εργαλεία διαχείρισης σε γραφικό και φιλικό πρ ος τον χρήστη περιβάλλον για να κάνουμε τα εξής : Δημιουργία πινάκων Δημιουργία φορμών 35

36 Δημιουργία ερωτημάτων Δημιουργία εκθέσεων (αναφορών) Τα Σχεσιακά ΣΔΒΔ τα διακρίνουμε στα μεγάλα, τα οποία αφορούν κυρίως μεγάλους οργανισμούς και επιχειρήσεις, έχουν τεράστιο όγκο δεδομένων και πολλούς χρήστες ταυτόχρονα, και τέτοια συστήματα είναι τα Oracle, Ingres, Informix, SQL Server κ.ά. και τα μικρά, τα οποία αφορούν κυρίως απλούς χρήστες, όπως είναι η Microsoft Access, η Paradox, η FoxPro κ.ά.[10],[11] 36

37 2. Σκοπός 37

38 Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η κατασκευή μίας αξιόπιστης και ασφαλούς βάσης δεδομένων στην οποία να υπάρχει δυνατότητα εύκολης πρόσβασης από πολλούς υπολογιστές του τοπικού δικτύου, η οποία θα μπορεί να υποστηρίζεται από διαφορετικά λειτουργικά συστήματα, θα μπορεί να συνδέεται εύκολα με μία εφαρμογή που θα χειρίζεται ο τελικός χρήστης, θα οργανώσει αφενός τα ήδη καταγεγραμμένα στοιχεία λήψεων, και αφετέρου τα στοιχε ία που θα καταγραφούν στο μέλλον εφόσον υπάρξει η εκπαίδευση των τελικών χρηστών στην εφαρμογή που θα συνδέεται με τη βάση. Εκτός αυτών η εισαγωγή των ήδη καταγεγραμμένων στοιχείων αποδείχτηκε εξαιρετικά χρήσιμη αφενός για τη δοκιμή της σωστής λειτουργίας της βάσης και αφετέρου για την οργανωμένη πλέον καταγραφή τους σε μία πραγματική βάση δεδομένων με απώτερο σκοπό την εύκολή πρόσβαση σε αυτά από τους ενδιαφερόμενους και την εξαγωγή συμπερασμάτων μέσα από διαδικασίες στατιστικής επεξεργασίας των στοιχείων αυτών. Για την υλοποίηση όλων των παραπάνω υπήρξε η ανάγκη της χρήσης πολλών και διαφορετικών εφαρμογών, όμως ο στόχος εξαρχής ήταν να χρησιμοποιηθούν εργαλεία ανοιχτού λογισμικού και δωρεάν παροχής από το διαδίκτυο, προκειμένου να είναι πραγματικά μία εκπαιδευτική διαδικασία, οικονομικά ανεξάρτητη και παράλληλα μέσα από αυτή τη διαδικασία να προκύψει ένα χρήσιμο εργαλείο για τους άμεσα ή έμμεσα εμπλεκόμενους με τις λήψεις αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων. 38