Публикувано: 2023 г. | Последно преразгледано: май 2026 г.

Човешки мезенхимни стволови клетки (HMSC)

1. Общи характеристики на мезенхимните стволови клетки

В тази секция ще бъдат разгледани общите свойства на мезенхимните стволови клетки, които включват:

• Мултипотентност

  МСК са мултипотентни стволови клетки. Те имат способността да се диференцират в множество видове клетки, което ги прави ценен изследователски инструмент за регенеративната медицина.

• Самообновяване

  Подобно на другите стволови клетки, мезенхимните стволови клетки притежават способност за самообновяване, като по този начин поддържат стабилен източник на стволови клетки за продължителен период от време.

• Имуномодулиращ потенциал

  МСК оказват имуномодулиращо действие и затова се използват при лечението на различни автоимунни заболявания.

• Имуногенност

  Като цяло МСК притежават ниски нива на имуногенност, което намалява риска от имунно отхвърляне при трансплантация. Въпреки това, това може да варира в зависимост от типа.

• Наличност и достъпност

  МСК могат да бъдат изолирани от различни тъкани, включително костен мозък, мастна тъкан и тъкан от пъпната връв, което ги прави лесно достъпни за научни изследвания и терапевтични приложения.

2. Информация за култивирането на мезенхимни стволови клетки

За ефективното управление и работа с култури от мезенхимни стволови клетки е наложително да имате цялостно разбиране за следната информация за култивирането на МСК. Тези знания не само ще улеснят работата ви, но и ще ускорят напредъка на вашите научни изследвания.

Ключови моменти при култивирането на мезенхимни стволови клетки

Време за удвояване:

Времето за удвояване на популацията варира при различните видове МСК. То може да варира от 15,8 до 41,9 часа [2].

Прилепнали или в суспензия:

Мезенхимните стволови клетки са адхезивни.

Плътност на засяване:

Препоръчителната плътност на засяване на МСК се поддържа между 1 и 3 x 10⁴ клетки/cm². За засяване клетките се изплакват с 1 x PBS (фосфатен буферен разтвор) и се инкубират с Accutase (разтвор за пасажиране) за приблизително 10 минути при стайна температура. След отделяне на клетките се добавя среда и клетките се центрофугират. След това клетъчният пелетен се ресуспендира внимателно и клетките се разпределят в нова културална колба, съдържаща свежа културална среда.

Среда за растеж:

Среда Alpha MEM, съдържаща 0,1 ng/ml bFGF (базов фибропластен растежен фактор), 2,0 mM стабилен глутамин, рибонуклеозиди, дезоксирибонуклеозиди, 1,0 mM натриев пируват и 2,2 g/L NaHCO3 се използва за култивиране на мезенхимни стволови клетки. Средата трябва да се сменя на всеки 2 до 3 дни. 

Условия за растеж:

Културите от мезенхимни стволови клетки се съхраняват в овлажнен инкубатор при температура 37ºC и 5% CO2.

Съхранение:

Мезенхимните стволови клетки могат да се съхраняват във фазата на пари на течен азот или при температура под -150 °C за по-дълъг период.

Процес на замразяване и среда:

За съхранение на мезенхимните стволови клетки се използват замразяващи среди CM-1 или CM-ACF. Обикновено се прилага процес на бавно замразяване, при който температурата се понижава само с 1 °C на минута. Това предпазва жизнеспособността на клетките.

Процес на размразяване:

Замразените МСК се потапят леко във водна баня, предварително настроена на 37 °C, за приблизително 60 секунди. След това се добавя свежа културална среда, клетките се ресуспендират и центрофугират. Тази стъпка премахва компонентите на замразяващата среда от клетките. Полученият клетъчен пелетен остатък се добавя към средата за растеж, а клетките се разпределят в нови колби за култивиране.

Ниво на биологична безопасност:

За работа с и поддържане на култури от мезенхимни стволови клетки се изисква лаборатория с ниво на биологична безопасност 1.

3. Различни видове мезенхимни стволови клетки и техните основни характеристики

Съществуват много видове мезенхимни стволови клетки, класифицирани според източника им. В тази част на статията се разглеждат три основни типа МСК.

3.1 Мезенхимни стволови клетки, получени от мастна тъкан

• Мезенхимните стволови клетки, получени от мастна тъкан (AD-MSCs), са вид мезенхимни стволови клетки, извлечени от мастна тъкан.
• Те се срещат в изобилие в мастната тъкан, а процедурата по извличането им е относително лесна чрез минимално инвазивна процедура, наречена липосукция.
• Те са по-малко склонни да предизвикат имунен отговор при алогенна трансплантация.
• Тези клетки проявяват силен адипогенен потенциал, което означава, че имат висока тенденция към диференциация в адипоцити (мастни клетки) в сравнение с други видове мезенхимни стволови клетки.

Публикувано: 2023 г. | Последно актуализирано: май 2026 г.

Мезенхимни стволови клетки, получени от пъпна връв

• Стволовите клетки, извлечени от пъпната връв (UC-MSCs), се получават от тъканта на пъпната връв.
• Тъканта на пъпната връв е лесно достъпна за извличане на стволови клетки след раждането.
• Подобно на BM-MSCs, стволовите клетки от пъпната връв също изискват HLA съвместимост между реципиент и донор за трансплантация, за да се избегне имунна реакция.
• Те проявяват по-висока склонност към невронална диференциация и следователно са ценни инструменти за неврологични изследвания.

4. Изследователски приложения на мезенхимните стволови клетки

Мезенхимните стволови клетки (MSCs) се използват широко в биомедицинските изследвания поради значителния си терапевтичен потенциал. В тази секция са споменати няколко обещаващи приложения на различни видове MSC.

• Изследвания в областта на регенеративната медицина: Мезенхимните стволови клетки са мултипотентни клетки; те имат потенциал да се диференцират в различни видове клетки, като хрущялни, костни, мускулни и мастни клетки. Поради това те се прилагат като регенеративна медицина за възстановяване и заместване на увредени или повредени тъкани. Регенеративните приложения на МСК се наблюдават предимно при увреждания на кожата, костите и опорно-двигателния апарат. Например, проучване, проведено от Хелена Дебиази Зомер и колеги през 2020 г., установи, че мезенхимните стволови клетки, получени от мастна тъкан (AD-MSC), са в състояние да ускорят заздравяването на кожни рани при мишки. Те стимулират ангиогенезата и ремоделирането на екстрацелуларния матрикс, за да се получи белег с по-добро качество, наподобяващ нормална здрава кожа, в сравнение с контролната група [3]. Изследванията са наблюдавали и свойствата за възстановяване на костни дефекти на мезенхимните стволови клетки, получени от пъпната връв. Те оказват възстановителен ефект, като стимулират ангиогенезата, остеокластогенезата и мобилизацията на MSC на приемника или се диференцират в остеобластоподобни клетки [4].
• Заболявания/разстройства на имунната система: Мезенхимните стволови клетки оказват имуномодулиращо действие. Те имат тенденция да регулират имунните реакции и да намаляват възпалението. Поради това се използват за лечение на автоимунни заболявания, т.е. ревматоиден артрит, множествена склероза, възпалителни заболявания на червата и др. В едно проучване е изследван имуномодулиращият ефект на мезенхимните стволови клетки, получени от костен мозък, върху Т-клетките в периферната кръв, извлечени от пациенти с ревматоиден артрит. Клетките BM-MSC оказват инхибиторен ефект върху Т-клетките и потискат цитокините, участващи във физиопатологията на ревматоидния артрит [5].
• Неврологични и сърдечно-съдови изследвания: МСК притежават значителен потенциал за приложения в неврологичните и сърдечно-съдовите изследвания. Те се използват за лечение на няколко невродегенеративни заболявания, включително болестта на Паркинсон и Алцхаймер. Освен това, те се използват при лечението на сърдечно-съдови заболявания, тъй като възстановяват увредените или наранени сърдечни тъкани след сърдечни събития. Освен това МСК също стимулират ангиогенезата и по този начин са ценни в сърдечно-съдовите изследвания. Едно такова проучване изследва терапевтичния потенциал на мезенхимните стволови клетки, извлечени от мастна тъкан и костен мозък, в модел на остър миокарден инфаркт (МИ). Проучването установи, че и двата източника са еднакво полезни за регенерирането на сърдечни тъкани и намаляването на фиброзата [6]. Интересно е, че проучване, проведено през 2022 г., установи, че мезенхимните стволови клетки, извлечени от човешката пъпна връв (UC-MSCs), оказват невропротективно действие в миши модели на болестта на Паркинсон чрез регулиране на чревните микроорганизми. Мишият модел показа подобрена двигателна функция след интраназална трансплантация на UC-MSCs [7].

Източници

1. Ding, D.C., W.C. Shyu и S.Z. Lin, Мезенхимни стволови клетки. Cell Transplant, 2011. 20(1): стр. 5-14.
2. Zhan, X.-S., et al., Сравнително проучване на биологичните характеристики и транскриптомните профили на мезенхимните стволови клетки от различни кучешки тъкани. International journal of molecular sciences, 2019. 20(6): стр. 1485.
3. Zomer, H.D., et al., Мезенхимните стромални клетки от дермални и мастни тъкани индуцират поляризация на макрофагите към фенотип, благоприятстващ възстановяването, и подобряват заздравяването на кожни рани. Cytotherapy, 2020. 22(5): стр. 247-260.
4. Косински, М., и др., Възстановяване на костни дефекти с помощта на костен заместител, подкрепен от мезенхимни стволови клетки, извлечени от пъпната връв. Stem Cells International, 2020. 2020.
5. Pedrosa, M., et al., Имуномодулиращ ефект на мезенхимни стромални/стволови клетки, извлечени от човешка костна мозък, върху Т-клетките в периферната кръв на пациенти с ревматоиден артрит. Journal of tissue engineering and regenerative medicine, 2020. 14(1): стр. 16-28.
6. Omar, A.M., et al., Сравнително проучване на терапевтичния потенциал на мезенхимните стволови клетки, получени от мастна тъкан и костен мозък, върху модел на остър миокарден инфаркт. Oman Med J, 2019. 34(6): стр. 534-543.
7. Sun, Z., et al., Мезенхимните стволови клетки от човешката пъпна връв подобряват двигателната функция в миши модел на болестта на Паркинсон чрез регулиране на чревните микроорганизми. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2022. 9: стр. 808905.