Humane mesenkymale stamceller (HMSC)

Mesenkymale stamceller (MSC) er stromaceller, der er kendetegnet ved deres selvfornyelse og bemærkelsesværdige evne til at differentiere sig til forskellige celletyper. Det gør dem til et værdifuldt værktøj inden for regenerativ medicin, test af lægemidler og sygdomsforskning. De udvindes normalt fra forskellige væv som navlestreng, knoglemarv og fedtvæv. Der er dog også fundet nye kilder som menstruationsblod og endometrium. Disse kilder foretrækkes på grund af deres tilgængelighed og potentielle kliniske anvendelser [1]

Denne artikel vil kaste lys over mesenkymale stamcellers generelle egenskaber, typer og potentielle anvendelser inden for forskning. Hovedsageligt vil den diskutere:

1. Generelle egenskaber ved mesenkymale stamceller
2. Information om dyrkning af mesenkymale stamceller
3. Forskellige typer af mesenkymale stamceller og deres vigtigste egenskaber
4. Forskningsanvendelser af mesenkymale stamceller

1. Generelle egenskaber ved mesenkymale stamceller

Dette afsnit vil diskutere de generelle egenskaber ved mesenkymale stamceller, som omfatter:

Multipotens
MSC'er er multipotente stamceller. De har evnen til at differentiere sig til flere celletyper, hvilket gør dem til et værdifuldt forskningsværktøj til regenerativ medicin.
Selvfornyelse
Ligesom andre stamceller har mesenkymale stamceller en selvfornyende evne, så de kan opretholde en stabil kilde til stamceller i en længere periode.
Immunmodulerende potentiale
MSC'er har en immunmodulerende effekt og bruges derfor til behandling af forskellige autoimmune sygdomme.
Immunogenicitet
Generelt har MSC'er lave niveauer af immunogenicitet, hvilket reducerer risikoen for immunafstødning ved transplantation. Det kan dog variere fra type til type.
Tilgængelighed og tilgængelighed
MSC'er kan isoleres fra forskellige væv, herunder knoglemarv, fedtvæv og navlestrengsvæv, hvilket gør dem let tilgængelige til forskning og terapeutiske anvendelser.

2. Information om dyrkning af mesenkymale stamceller

For effektivt at kunne styre og håndtere mesenkymale stamcellekulturer er det vigtigt at have en omfattende forståelse af følgende oplysninger om dyrkning af MSC-celler. Denne viden vil ikke lette dit arbejde, men fremskynde udviklingen af dine forskningsbestræbelser.

Nøglepunkter for dyrkning af mesenkymale stamceller

Fordoblingstid:	Populationens fordoblingstid varierer mellem forskellige typer MSC'er. Den kan variere fra 15,8 til 41,9 timer [2].
Vedhæftende eller i suspension:	Mesenkymale stamceller er adhærente.
Udsåningstæthed:	Den anbefalede celletæthed for MSC'er holdes mellem 1 og 3 x¹⁰⁴ ^celler/cm2. Ved udsåning skylles cellerne med 1 x PBS (phosphatbuffersaltvand) og inkuberes med accutase (passageløsning) i ca. 10 minutter ved omgivelsestemperatur. Efter at cellerne er løsnet, tilsættes medier, og cellerne centrifugeres. Derefter resuspenderes cellepelleten omhyggeligt, og cellerne fordeles i en ny dyrkningskolbe, der indeholder frisk dyrkningsmedium.
Vækstmedium:	Alpha MEM-medium indeholdende 0,1 ng/ml bFGF (Basic fibroblast growth factor), 2,0 mM stabil glutamin, ribonukleosider, deoxyribonukleosider, 1,0 mM natriumpyruvat og 2,2 g/L NaHCO3 anvendes til dyrkning af mesenkymale stamceller. Mediet skal udskiftes hver 2. til 3. dag.
Vækstbetingelser:	Mesenkymale stamcellekulturer opbevares i en befugtet inkubator ved 37 ºC og 5 % CO2.
Opbevaring:	Mesenkymale stamceller kan opbevares i dampfasen af flydende nitrogen eller ved under -150 °C på længere sigt.
Fryseproces og medium:	CM-1 eller CM-ACF frysemedier bruges til at opbevare mesenkymale stamceller. Der anvendes generelt en langsom fryseproces, som kun tillader et fald i temperaturen på 1 °C pr. minut. Det beskytter cellernes levedygtighed.
Optøningsproces:	Frosne MSC'er nedsænkes let i et vandbad, der er forudindstillet til 37 °C, i ca. 60 sekunder. Herefter tilsættes frisk dyrkningsmedie, cellerne resuspenderes og centrifugeres. Dette trin fjerner komponenter fra frysemediet fra cellerne. Den opnåede cellepellet tilsættes derefter til vækstmediet, og cellerne fordeles i nye kolber til dyrkning.
Biosikkerhedsniveau:	Der kræves et biosikkerhedslaboratorium for at håndtere og vedligeholde mesenkymale stamcellekulturer.

3. Forskellige typer af mesenkymale stamceller og deres særlige egenskaber

Der findes mange kildebaserede typer af mesenkymale stamceller. Tre hovedtyper af MSC diskuteres i dette afsnit af artiklen.

3.1 Adipositas-afledte mesenkymale stamceller

Adipose-derived mesenchymal stem cells (AD-MSCs) er en type mesenchymal stamceller, der udvindes fra fedtvæv.
De findes i rigelige mængder i fedtvæv, og det er relativt nemt at udvinde dem ved hjælp af en minimalt invasiv procedure kaldet fedtsugning.
Det er mindre sandsynligt, at de forårsager en immunrespons ved allogen transplantation.
Disse celler udviser et robust adipogent potentiale, hvilket betyder, at de har en høj tendens til at differentiere sig til adipocytter (fedtceller) sammenlignet med andre mesenkymale stamcelletyper.

Humane mesenkymale fedtvævsceller (HMSC.AD) i 10x forstørrelse i MSC-2-cellekulturmedium og adipogent differentieringsmedium farvet med Oil-Red-O, der fremhæver triglycerider som en adipocytmarkør.

3.2 Knoglemarvsafledte mesenkymale stamceller

Knoglemarvsderiverede mesenkymale stamceller (BM-MSC'er) høstes fra knoglemarven, typisk fra hofte- og lårbensknoglen. Disse ikke-hæmatopoietiske celler blev opdaget i 1970 af A.J. Friedenstein.
Udtagningsproceduren for BM-MSC'er er smertefuld og mere invasiv, f.eks. knoglemarvsaspiration.
Transplantation af mesenkymale stamceller fra knoglemarven kræver tæt matchning med modtageren for at reducere risikoen for immunafstødning.
BM-MSC'er har osteogent potentiale. De har en stærkere tilbøjelighed til at differentiere sig til osteocytter, knoglecellerne.

Ved 40x forstørrelse er celler, der gennemgår osteogen differentiering, farvet med Alizarin-Red-S for at visualisere calciumaflejringer, og ved samme forstørrelse er celler, der gennemgår adipogen differentiering, farvet med Oil-Red-O.

3.3 Mesenkymale stamceller fra navlestrengen

Navlestrengsderiverede stamceller (UC-MSC'er) udvindes fra navlestrengsvævet.
Navlestrengsvævet er let tilgængeligt for stamcelleudvinding efter fødslen.
Ligesom BM-MSC'er kræver navlestrengsstamceller også HLA-matchning mellem modtager og donor ved transplantation for at undgå immunrespons.
De udviser en højere tendens til neural differentiering og er derfor værdifulde forskningsværktøjer til neurologisk forskning.

4. Forskningsanvendelser af mesenkymale stamceller

Mesenkymale stamceller (MSC'er) anvendes i vid udstrækning i biomedicinsk forskning på grund af deres betydelige terapeutiske potentiale. Nogle få lovende anvendelser af forskellige MSC-typer er nævnt i dette afsnit.

Forskning i regenerativ medicin: Mesenkymale stamceller er multipotente celler; de har potentiale til at differentiere sig til forskellige celletyper som brusk-, knogle-, muskel- og fedtceller. Derfor bruges de som regenerativ medicin til at reparere og erstatte skadet eller ødelagt væv. De regenerative anvendelser af MSC'er ses primært i hud-, knogle- og muskel- og skeletskader. For eksempel viste en undersøgelse udført af Helena Debiazi Zomer og kolleger i 2020, at mesenkymale stamceller fra fedtvæv (AD-MSC'er) er i stand til at fremskynde hudens sårheling i musemodeller. De stimulerer angiogenese og remodellering af ekstracellulær matrix for at fremme et ar af bedre kvalitet, der ligner normal sund hud, end kontrolgruppen [3]. Forskning har også observeret de knogledefektreparerende egenskaber hos mesenkymale stamceller afledt af navlestrengen. De udøver reparerende effekter ved at fremme angiogenese, osteoklastogenese og mobilisering af værts-MSC'er eller ved at differentiere til osteoblastlignende celler [4].
Sygdomme/lidelser i immunsystemet: Mesenkymale stamceller udøver immunmodulerende effekter. De har en tendens til at regulere immunresponser og reducere inflammation. Derfor bruges de til at behandle autoimmune sygdomme, f.eks. reumatoid artrit, multipel sklerose, inflammatorisk tarmsygdom osv. I et studie undersøgte man den immunmodulerende effekt af knoglemarvsafledte mesenkymale stamceller på T-celler i perifert blod fra patienter med leddegigt. BM-MSC-celler udøver en hæmmende effekt på T-celler og undertrykker cytokiner, der er involveret i reumatoid arthritis' fysiopatologi [5].
Neurologisk og kardiovaskulær forskning: MSC'er har et betydeligt potentiale inden for neurologisk og kardiovaskulær forskning. De bruges til at behandle flere neurodegenerative lidelser, herunder Parkinsons og Alzheimers sygdom. Desuden anvendes de til behandling af hjerte-kar-sygdomme, da de reparerer beskadiget eller skadet hjertevæv efter hjertehændelser. Desuden fremmer MSC'er også angiogenese og er derfor værdifulde inden for hjerte-kar-forskning. Et sådant studie undersøgte det terapeutiske potentiale i mesenkymale stamceller fra fedt og knoglemarv i en model med akut myokardieinfarkt (MI). Undersøgelsen viste, at begge kilder er lige gode til at regenerere hjertevæv og reducere fibrose [6]. Interessant nok viste forskning udført i 2022, at mesenkymale stamceller fra navlestrengen (UC-MSC'er) har neurobeskyttende effekter i musemodeller med Parkinsons sygdom via regulering af tarmmikroorganismer. Musemodellen viste forbedret lokomotorisk funktion efter intranasal transplantation af UC-MSC'er [7].

690,00 €*

Indhold: 1.5 milliliter

Priser ekskl. afgifter plus forsendelsesomkostninger

cryovial

Produktnummer: 300665

Referencer

Ding, D.C., W.C. Shyu og S.Z. Lin, Mesenchymal stem cells. Cell Transplant, 2011. 20(1): p. 5-14.
Zhan, X.-S., et al, A comparative study of biological characteristics and transcriptome profiles of mesenchymal stem cells from different canine tissues. International journal of molecular sciences, 2019. 20(6): p. 1485.
Zomer, H.D., et al., Mesenchymal stromal cells from dermal and adipose tissues induce macrophage polarization to a pro-repair phenotype and improve skin wound healing. Cytoterapi, 2020. 22(5): p. 247-260.
Kosinski, M., et al., Reparation af knogledefekter ved hjælp af en knoglesubstitut understøttet af mesenkymale stamceller fra navlestrengen. Stem Cells International, 2020. 2020.
Pedrosa, M., et al., Immunmodulerende effekt af humane knoglemarvsafledte mesenkymale stromale/ stamceller på perifere blod-T-celler fra patienter med reumatoid artrit. Journal of tissue engineering and regenerative medicine, 2020. 14(1): p. 16-28.
Omar, A.M., et al., Comparative Study of the Therapeutic Potential of Mesenchymal Stem Cells Derived from Adipose Tissue and Bone Marrow on Acute Myocardial Infarction Model (Sammenlignende undersøgelse af det terapeutiske potentiale i mesenkymale stamceller fra fedtvæv og knoglemarv). Oman Med J, 2019. 34(6): p. 534-543.
Sun, Z., et al., Menneskelige mesenkymale stamceller fra navlestrengen forbedrer den lokomotoriske funktion i musemodellen for Parkinsons sygdom gennem regulering af tarmmikroorganismer. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2022. 9: p. 808905.