Ανθρώπινα μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα (HMSC)

Τα μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα (MSCs) είναι στρωματικά κύτταρα που χαρακτηρίζονται από την αυτοανανέωση και την αξιοσημείωτη ικανότητά τους να διαφοροποιούνται σε διάφορους κυτταρικούς τύπους. Αυτό τα καθιστά πολύτιμο εργαλείο στην αναγεννητική ιατρική, στις δοκιμές φαρμάκων και στην έρευνα ασθενειών. Λαμβάνονται συνήθως από διάφορους ιστούς, όπως ομφάλιο λώρο, μυελό των οστών και λιπώδη ιστό. Ωστόσο, έχουν βρεθεί και νέες πηγές, όπως το αίμα της εμμήνου ρύσεως και το ενδομήτριο. Αυτές οι πηγές προτιμώνται για την προσβασιμότητά τους και τις πιθανές κλινικές εφαρμογές τους [1].

Αυτό το άρθρο θα ρίξει φως στα γενικά χαρακτηριστικά, τους τύπους και τις πιθανές εφαρμογές των μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων στην έρευνα. Κυρίως, θα συζητήσει:

1. Γενικά χαρακτηριστικά των μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων
2. Πληροφορίες για την καλλιέργεια μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων
3. Διαφορετικοί τύποι μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους
4. Ερευνητικές εφαρμογές των μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων

1. Γενικά χαρακτηριστικά των μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων

Σε αυτή την ενότητα θα συζητηθούν οι γενικές ιδιότητες των μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων, οι οποίες περιλαμβάνουν:

Πολυδυναμία
Τα MSC είναι πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα. Έχουν την ικανότητα να διαφοροποιούνται σε πολλαπλούς κυτταρικούς τύπους, γεγονός που τα καθιστά πολύτιμο ερευνητικό εργαλείο για την αναγεννητική ιατρική.
Αυτοανανεούμενα
Όπως και άλλα βλαστικά κύτταρα, τα μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα έχουν την ικανότητα αυτοανανέωσης, διατηρώντας έτσι μια σταθερή πηγή βλαστικών κυττάρων για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Ανοσοτροποποιητικό δυναμικό
Τα MSCs ασκούν ανοσοτροποποιητική δράση και ως εκ τούτου χρησιμοποιούνται στη θεραπεία διαφόρων αυτοάνοσων ασθενειών.
Ανοσογονικότητα
Γενικά, τα MSCs διαθέτουν χαμηλά επίπεδα ανοσογονικότητας, μειώνοντας τον κίνδυνο ανοσολογικής απόρριψης κατά τη μεταμόσχευση. Ωστόσο, μπορεί να διαφέρει από τύπο σε τύπο.
Διαθεσιμότητα και προσβασιμότητα
Τα MSCs μπορούν να απομονωθούν από διάφορους ιστούς, συμπεριλαμβανομένου του μυελού των οστών, του λιπώδους ιστού και του ιστού του ομφάλιου λώρου, καθιστώντας τα εύκολα διαθέσιμα για ερευνητικές και θεραπευτικές εφαρμογές.

2. Πληροφορίες για την καλλιέργεια μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων

Για την αποτελεσματική διαχείριση και τον χειρισμό των καλλιεργειών μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων, είναι απαραίτητο να κατανοήσετε πλήρως τις ακόλουθες πληροφορίες για την καλλιέργεια κυττάρων MSCs. Οι γνώσεις αυτές δεν θα διευκολύνουν τη δουλειά σας, αλλά θα επιταχύνουν την πρόοδο των ερευνητικών σας επιδιώξεων.

Βασικά σημεία για την καλλιέργεια μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων

Χρόνος διπλασιασμού:	Ο χρόνος διπλασιασμού του πληθυσμού ποικίλλει μεταξύ των διαφόρων τύπων MSCs. Μπορεί να κυμαίνεται από 15,8 έως 41,9 ώρες [2].
Προσκολλημένα ή σε εναιώρημα:	Τα μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα είναι προσκολλημένα.
Πυκνότητα σποράς:	Η συνιστώμενη πυκνότητα σποράς κυττάρων για τα MSC διατηρείται μεταξύ 1 έως 3 x¹⁰⁴ ^{κύτταρα/cm2}. Για τη σπορά, τα κύτταρα ξεπλένονται με 1 x PBS (φωσφορικό ρυθμιστικό αλατούχο διάλυμα) και επωάζονται με accutase (διάλυμα παθητικοποίησης) για περίπου 10 λεπτά σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Μετά την αποκόλληση των κυττάρων, προστίθεται μέσο και τα κύτταρα φυγοκεντρίζονται. Στη συνέχεια, το κυτταρικό σφαιρίδιο επαναιωρείται προσεκτικά και τα κύτταρα διανέμονται σε νέα φιάλη καλλιέργειας που περιέχει φρέσκο μέσο καλλιέργειας.
Μέσο ανάπτυξης:	Για την καλλιέργεια των μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων χρησιμοποιείται μέσο Alpha MEM που περιέχει 0,1 ng/ml bFGF (βασικός αυξητικός παράγοντας ινοβλαστών), 2,0 mM σταθερή γλουταμίνη, ριβονουκλεοζίτες, δεοξυριβονουκλεοζίτες, 1,0 mM πυρουβικό νάτριο και 2,2 g/L NaHCO3. Το μέσο πρέπει να αντικαθίσταται κάθε 2 έως 3 ημέρες.
Συνθήκες ανάπτυξης:	Οι καλλιέργειες μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων διατηρούνται σε υγροποιημένο επωαστήρα σε θερμοκρασία 37ºC και 5% CO2.
Αποθήκευση:	Μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα μπορούν να αποθηκευτούν σε φάση ατμών υγρού αζώτου ή σε θερμοκρασία κάτω των -150 °C για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.
Διαδικασία κατάψυξης και μέσο:	Τα μέσα κατάψυξης CM-1 ή CM-ACF χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση των μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων. Προσαρμόζεται γενικά μια αργή διαδικασία κατάψυξης, που επιτρέπει μείωση της θερμοκρασίας μόνο κατά 1 °C ανά λεπτό. Αυτό προστατεύει τη βιωσιμότητα των κυττάρων.
Διαδικασία απόψυξης:	Τα κατεψυγμένα MSC βυθίζονται ελαφρά σε υδατόλουτρο προρυθμισμένο στους 37 °C για περίπου 60 δευτερόλεπτα. Στη συνέχεια, προστίθεται φρέσκο μέσο καλλιέργειας, τα κύτταρα ανασυσσωματώνονται και φυγοκεντρίζονται. Το βήμα αυτό απομακρύνει τα συστατικά του μέσου κατάψυξης από τα κύτταρα. Το λαμβανόμενο κυτταρικό σφαιρίδιο προστίθεται στη συνέχεια στο μέσο ανάπτυξης και τα κύτταρα διανέμονται σε νέες φιάλες για καλλιέργεια.
Επίπεδο βιοασφάλειας:	Απαιτείται εργαστήριο βιοασφάλειας ένα για το χειρισμό και τη συντήρηση καλλιεργειών μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων.

3. Διαφορετικοί τύποι μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους

Υπάρχουν πολλοί τύποι μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων με βάση την πηγή. Στην παρούσα ενότητα του άρθρου εξετάζονται τρεις κύριοι τύποι MSC.

3.1 Μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα προερχόμενα από το λίπος

Τα μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα προερχόμενα από λιπώδη ιστό (AD-MSCs) είναι ένας τύπος μεσεγχυματικού βλαστικού κυττάρου που εξάγεται από λιπώδη ή λιπώδη ιστό.
Είναι άφθονα στον λιπώδη ιστό και η διαδικασία εξαγωγής τους είναι σχετικά εύκολη μέσω μιας ελάχιστα επεμβατικής διαδικασίας που ονομάζεται λιποαναρρόφηση.
Είναι λιγότερο πιθανό να προκαλέσουν ανοσολογική απόκριση κατά την αλλογενή μεταμόσχευση.
Τα κύτταρα αυτά παρουσιάζουν ισχυρό λιπογενετικό δυναμικό, δηλαδή έχουν υψηλή τάση διαφοροποίησης σε λιποκύτταρα (λιποκύτταρα) σε σύγκριση με άλλους τύπους μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων.

Ανθρώπινα μεσεγχυματικά κύτταρα λιπώδους ιστού (HMSC.AD) σε μεγέθυνση 10x σε μέσο καλλιέργειας κυττάρων MSC-2 και μέσο διαφοροποίησης λιπογόνου ιστού, χρωματισμένα με Oil-Red-O, με έμφαση στα τριγλυκερίδια ως δείκτη λιποκυττάρων.

3.2 Μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα προερχόμενα από το μυελό των οστών

Τα μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα προερχόμενα από το μυελό των οστών (BM-MSCs) συλλέγονται από το μυελό των οστών, συνήθως από το ισχίο και το μηριαίο οστό. Αυτά τα μη αιμοποιητικά κύτταρα ανακαλύφθηκαν το 1970 από τον A.J. Friedenstein.
Η διαδικασία εξαγωγής των BM-MSCs είναι επώδυνη και πιο επεμβατική, για παράδειγμα, η αναρρόφηση μυελού των οστών.
Η μεταμόσχευση μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων του μυελού των οστών απαιτεί στενή αντιστοίχιση με τον λήπτη για να μειωθεί ο κίνδυνος ανοσολογικής απόρριψης.
Τα BM-MSC διαθέτουν οστεογενετικό δυναμικό. Έχουν μεγαλύτερη τάση προς διαφοροποίηση σε οστεοκύτταρα, τα οστικά κύτταρα.

Σε μεγέθυνση 40x, κύτταρα που υποβάλλονται σε οστεογενετική διαφοροποίηση με χρώση Alizarin-Red-S για την απεικόνιση των εναποθέσεων ασβεστίου και στην ίδια μεγέθυνση, κύτταρα που υποβάλλονται σε λιπογενετική διαφοροποίηση με χρώση Oil-Red-O.

3.3 Μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα προερχόμενα από τον ομφάλιο λώρο

Τα βλαστικά κύτταρα προερχόμενα από τον ομφάλιο λώρο (UC-MSCs) λαμβάνονται από τον ιστό του ομφάλιου λώρου.
Ο ιστός του ομφάλιου λώρου είναι εύκολα προσβάσιμος για την εξαγωγή βλαστικών κυττάρων μετά τον τοκετό.
Όπως και τα BM-MSCs, τα βλαστικά κύτταρα ομφάλιου λώρου απαιτούν επίσης αντιστοίχιση HLA παραλήπτη-δότη για τη μεταμόσχευση, ώστε να αποφευχθεί οποιαδήποτε ανοσολογική απόκριση.
Παρουσιάζουν μεγαλύτερη τάση για νευρική διαφοροποίηση και, ως εκ τούτου, αποτελούν πολύτιμα ερευνητικά εργαλεία για νευρολογική έρευνα.

4. Ερευνητικές εφαρμογές των μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων

Τα μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα (MSCs) χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιοϊατρική έρευνα λόγω των σημαντικών θεραπευτικών δυνατοτήτων τους. Στην παρούσα ενότητα αναφέρονται μερικές υποσχόμενες εφαρμογές διαφόρων τύπων MSC.

Έρευνα στην αναγεννητική ιατρική: Τα μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα είναι πολυδύναμα κύτταρα- έχουν τη δυνατότητα να διαφοροποιούνται σε διάφορους κυτταρικούς τύπους, όπως χόνδρους, οστά, μυς και λιπώδη κύτταρα. Ως εκ τούτου, χορηγούνται ως αναγεννητική ιατρική για την αποκατάσταση και υποκατάσταση τραυματισμένων ή κατεστραμμένων ιστών. Οι αναγεννητικές εφαρμογές των MSCs παρατηρούνται κυρίως σε τραυματισμούς του δέρματος, των οστών και του μυοσκελετικού συστήματος. Για παράδειγμα, μια μελέτη που διεξήχθη από την Helena Debiazi Zomer και τους συνεργάτες της το 2020 διαπίστωσε ότι τα μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα που προέρχονται από λιπώδεις ιστούς (AD-MSCs) είναι σε θέση να επιταχύνουν την επούλωση δερματικών τραυμάτων σε μοντέλα ποντικών. Διεγείρουν την αγγειογένεση και την αναδιαμόρφωση της εξωκυττάριας μήτρας για να προωθήσουν μια καλύτερης ποιότητας ουλή που μοιάζει με το φυσιολογικό υγιές δέρμα σε σχέση με την ομάδα ελέγχου [3]. Η έρευνα έχει επίσης παρατηρήσει τις ιδιότητες επιδιόρθωσης οστικών ελαττωμάτων των μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων που προέρχονται από τον ομφάλιο λώρο. Ασκούν επιδιορθωτικές επιδράσεις προωθώντας την αγγειογένεση, την οστεοκλαστογένεση και την κινητοποίηση των MSCs του ξενιστή ή διαφοροποιούμενα σε κύτταρα που μοιάζουν με οστεοβλάστες [4].
Ασθένειες/διαταραχές του ανοσοποιητικού συστήματος: Τα μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα ασκούν ανοσοτροποποιητικές επιδράσεις. Τείνουν να ρυθμίζουν τις ανοσολογικές αποκρίσεις και να μειώνουν τη φλεγμονή. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία αυτοάνοσων ασθενειών, δηλαδή της ρευματοειδούς αρθρίτιδας, της σκλήρυνσης κατά πλάκας, της φλεγμονώδους νόσου του εντέρου κ.λπ. Για μια μελέτη διερευνήθηκε η ανοσοτροποποιητική επίδραση των μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων που προέρχονται από το μυελό των οστών στα Τ-κύτταρα του περιφερικού αίματος που προέρχονται από ασθενείς με ρευματοειδή αρθρίτιδα. Τα κύτταρα BM-MSC ασκούν ανασταλτική επίδραση στα Τ κύτταρα και καταστέλλουν τις κυτταροκίνες που εμπλέκονται στη φυσιοπαθολογία της ρευματοειδούς αρθρίτιδας [5].
Νευρολογική και καρδιαγγειακή έρευνα: Τα MSCs διαθέτουν σημαντικές δυνατότητες για νευρολογικές και καρδιαγγειακές ερευνητικές εφαρμογές. Χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία διαφόρων νευροεκφυλιστικών διαταραχών, όπως η νόσος του Πάρκινσον και η νόσος του Αλτσχάιμερ. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται στη θεραπεία καρδιαγγειακών παθήσεων, καθώς αποκαθιστούν κατεστραμμένους ή τραυματισμένους καρδιακούς ιστούς μετά από καρδιακά συμβάντα. Εκτός αυτού, τα MSCs προάγουν επίσης την αγγειογένεση και συνεπώς είναι πολύτιμα στην καρδιαγγειακή έρευνα. Μια τέτοια μελέτη διερεύνησε τις θεραπευτικές δυνατότητες των μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων που προέρχονται από το λίπος και το μυελό των οστών σε ένα μοντέλο οξέος εμφράγματος του μυοκαρδίου (MI). Η μελέτη διαπίστωσε ότι και οι δύο πηγές είναι εξίσου ευεργετικές στην αναγέννηση των καρδιακών ιστών και στη μείωση της ίνωσης [6]. Είναι ενδιαφέρον ότι έρευνα που διεξήχθη το 2022 διαπίστωσε ότι τα ανθρώπινα μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα προερχόμενα από τον ομφάλιο λώρο (UC-MSCs) ασκούν νευροπροστατευτικά αποτελέσματα σε μοντέλα ποντικιών με νόσο του Πάρκινσον μέσω της ρύθμισης των εντερικών μικροοργανισμών. Το μοντέλο ποντικού εμφάνισε βελτιωμένη κινητική λειτουργία μετά την ενδορινική μεταμόσχευση UC-MSCs [7].

690,00 €*

Περιεχόμενο: 1.5 milliliter

Τιμές χωρίς φόρους συν έξοδα αποστολής

cryovial

Αριθμός προϊόντος: 300665

Αναφορές

Ding, D.C., W.C. Shyu, and 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. Διεθνές περιοδικό μοριακών επιστημών, 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. Cytotherapy, 2020. 22(5): p. 247-260.
Kosinski, M., et al., Αποκατάσταση οστικών ελαττωμάτων με τη χρήση υποκατάστατου οστού υποστηριζόμενου από μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα προερχόμενα από τον ομφάλιο λώρο. Stem Cells International, 2020. 2020.
Pedrosa, M., et al., Immunomodulatory effect of human bone marrow-derived mesenchymal stromal/stem cells on peripheral blood T cells from rheumatoid arthritis patients. 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. Oman Med J, 2019. 34(6): p. 534-543.
Sun, Z., et al., Human umbilical cord mesenchymal stem cells improve locomotor function in Parkinson's disease mouse model through regulating intestinal microorganisms. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2022. 9: p. 808905.