Paskelbta: 2023 m. | Paskutinis peržiūrėjimas: 2026 m. gegužė

Žmogaus mezenchiminės kamieninės ląstelės (HMSC)

1. Mezenchiminės kamieninės ląstelės bendrosios savybės

Šiame skyriuje bus aptariamos bendrosios mezenchiminės kamieninės ląstelės savybės, įskaitant:

• Daugiafunkciškumą

  MSC yra daugiapotencinės kamieninės ląstelės. Jos turi gebėjimą diferencijuotis į įvairių tipų ląsteles, todėl yra vertinga regeneracinės medicinos mokslinių tyrimų priemonė.

• Savęs atsinaujinimas

  Kaip ir kitos kamieninės ląstelės, mezenchiminės kamieninės ląstelės turi savęs atsinaujinimo gebėjimą, todėl ilgą laiką išlieka stabilus kamieninių ląstelių šaltinis.

• Imunomoduliacinis potencialas

  MSC turi imunomoduliuojantį poveikį, todėl yra naudojamos įvairių autoimuninių ligų gydymui.

• Imunogeniškumas

  Paprastai MSC pasižymi žemu imunogeniškumu, todėl sumažėja imuninio atmetimo rizika transplantacijos metu. Tačiau tai gali skirtis priklausomai nuo tipo.

• Prieinamumas

  MSC galima izoliuoti iš įvairių audinių, įskaitant kaulų čiulpą, riebalinį audinį ir virkštelės audinį, todėl jos yra lengvai prieinamos moksliniams tyrimams ir terapiniam pritaikymui.

2. Informacija apie mezenchiminės kamieninės ląstelės kultūravimą

Norint veiksmingai valdyti ir tvarkyti mezenchiminės kamieninės ląstelės kultūras, būtina išsamiai suprasti šią MSC ląstelių kultivavimo informaciją. Šios žinios ne tik palengvins jūsų darbą, bet ir paspartins jūsų mokslinių tyrimų pažangą.

Pagrindiniai mezenchiminės kamieninės ląstelės kultivavimo aspektai

Padvigubėjimo laikas:

Populiacijos dvigubėjimo laikas skiriasi priklausomai nuo MSC tipo. Jis gali svyruoti nuo 15,8 iki 41,9 valandos [2].

Adhezinės arba suspensijos:

Mezenchiminės kamieninės ląstelės yra adhezinės.

Sėjimo tankis:

Rekomenduojamas MSC sėjos tankis yra nuo 1 iki 3 x 10⁴ ląstelių/cm². Prieš sėją ląstelės nuplaunamos 1 x PBS (fosfato buferiniu tirpalu) ir inkubuojamos su accutase (perdirbimo tirpalu) maždaug 10 minučių kambario temperatūroje. Atsiskyrus ląstelėms, įpilama terpės ir ląstelės centrifuguojamos. Po to ląstelių nuosėdos atsargiai resuspenduojamos, o ląstelės išpilamos į naują kultūrinę kolbą, kurioje yra šviežia kultūrinė terpė.

Auginimo terpė:

Mezenchiminėms kamieninėms ląstelėms kultivuoti naudojama „Alpha MEM“ terpė, kurioje yra 0,1 ng/ml bFGF (bazinis fibroblastų augimo faktorius), 2,0 mM stabilaus glutamino, ribonukleozidų, deoksiribonukleozidų, 1,0 mM natrio piruvato ir 2,2 g/l NaHCO3, naudojama mezenchiminėms kamieninėms ląstelėms kultivuoti. Terpė turėtų būti keičiama kas 2–3 dienas. 

Auginimo sąlygos:

Mezenchiminės kamieninės ląstelės kultūros laikomos drėgname inkubatoriuje 37 °C temperatūroje ir 5 % CO2 koncentracijoje.

Laikymas:

Mezenchiminės kamieninės ląstelės gali būti laikomos skysto azoto garų fazėje arba ilgesnį laiką temperatūroje, žemesnėje nei -150 °C.

Užšaldymo procesas ir terpė:

Mesenchiminėms kamieninėms ląstelėms laikyti naudojamos CM-1 arba CM-ACF užšaldymo terpės. Paprastai taikomas lėtas užšaldymo procesas, leidžiantis temperatūrai sumažėti tik 1 °C per minutę. Tai apsaugo ląstelių gyvybingumą.

Atšildymo procesas:

Užšaldytos MSC maždaug 60 sekundžių šiek tiek panardinamos į iš anksto 37 °C temperatūrai nustatytą vandens vonią. Po to įpilama šviežios auginimo terpės, ląstelės resuspenduojamos ir centrifuguojamos. Šis etapas pašalina užšaldymo terpės komponentus iš ląstelių. Gautas ląstelių nuosėdas įdedamas į auginimo terpę, o ląstelės išpilamos į naujas kolbas auginimui.

Biologinio saugumo lygis:

Mezenchiminėms kamieninėms ląstelėms tvarkyti ir prižiūrėti reikalinga 1 lygio biologinio saugumo laboratorija.

3. Įvairūs mezenchiminių kamieninių ląstelių tipai ir jų pagrindinės savybės

Yra daug įvairių tipų mezenchiminių kamieninių ląstelių, priklausomai nuo jų šaltinio. Šiame straipsnio skyriuje aptariami trys pagrindiniai MSC tipai.

3.1 Iš riebalinio audinio gautos mezenchiminės kamieninės ląstelės

• Iš riebalinio audinio gautos mezenchiminės kamieninės ląstelės (AD-MSC) yra mezenchiminės kamieninės ląstelės, išgautos iš riebalinio audinio.
• Jų gausu riebaliniame audinyje, o išgavimo procedūra yra palyginti paprasta – atliekama taikant minimaliai invazinę procedūrą, vadinamą liposukcija.
• Jos rečiau sukelia imuninį atsaką po alogeninės transplantacijos.
• Šios ląstelės pasižymi stipriu adipogeniniu potencialu, tai reiškia, kad, palyginti su kitų tipų mezenchiminėmis kamieninėmis ląstelėmis, jos turi didelę tendenciją diferencijuotis į adipocitus (riebalines ląsteles).

Paskelbta: 2023 m. | Paskutinis peržiūrėjimas: 2026 m. gegužė

Iš virkštelės gautos mezenchiminės kamieninės ląstelės

• Iš virkštelės gautos kamieninės ląstelės (UC-MSC) gaunamos iš virkštelės audinio.
• Naujojo gimimo metu virkštelės audinys yra lengvai prieinamas kamieninių ląstelių išgavimui.
• Kaip ir BM-MSC, virkštelės kamieninės ląstelės taip pat reikalauja recipientų ir donorų HLA suderinamumo transplantacijai, siekiant išvengti bet kokios imuninės reakcijos.
• Jos pasižymi didesniu polinkiu į nervų ląstelių diferenciaciją, todėl yra vertingos neurologinių tyrimų priemonės.

4. Mezenchiminės kamieninės ląstelės moksliniuose tyrimuose

Mezenchiminės kamieninės ląstelės (MSC) yra plačiai naudojamos biomedicininiuose tyrimuose dėl savo didelio terapinio potencialo. Šiame skyriuje paminėtos kelios perspektyvios skirtingų MSC tipų taikymo sritys.

• Regeneracinės medicinos tyrimai: Mezenchiminės kamieninės ląstelės yra daugiapotencinės ląstelės; jos gali diferencijuotis į įvairių tipų ląsteles, pvz., kremzlių, kaulų, raumenų ir riebalų ląsteles. Todėl jos yra naudojamos regeneracinėje medicinoje sužeistų ar pažeistų audinių atstatymui ir pakeitimui. MSC regeneracinės taikymo sritys daugiausia stebimos odos, kaulų ir raumenų bei skeleto traumų atveju. Pavyzdžiui, 2020 m. Helena Debiazi Zomer ir bendradarbiai atliktame tyrime nustatyta, kad iš riebalinio audinio gautos mezenchiminės kamieninės ląstelės (AD-MSC) gali pagreitinti odos žaizdų gijimą pelėms. Jos stimuliuoja angiogenezę ir ekstraląstelinio matrikso pertvarkymą, skatindamos geresnės kokybės randą, panašų į normalią sveiką odą, nei kontrolinėje grupėje [3]. Tyrimuose taip pat buvo stebimos iš virkštelės gautų mezenchiminių kamieninių ląstelių kaulų defektų atstatymo savybės. Jos daro atstatomąjį poveikį skatindamos angiogenezę, osteoklastogenezę ir šeimininko MSC mobilizaciją arba diferencijuodamosi į osteoblastų tipo ląsteles [4].
• Imuninės sistemos ligos/sutrikimai: Mezenchiminės kamieninės ląstelės turi imunomoduliuojantį poveikį. Jos linkusios reguliuoti imuninius atsakus ir mažinti uždegimą. Todėl jos naudojamos autoimuninių ligų, t. y. reumatoidinio artrito, išsėtinės sklerozės, uždegiminės žarnų ligos ir kt. Viename tyrime buvo tiriamas kaulų čiulpų mezenchiminės kamieninės ląstelės imunomoduliuojantis poveikis reumatoidinio artrito pacientų periferinio kraujo T ląstelėms. BM-MSC ląstelės slopina T ląstelių veiklą ir slopina citokinus, dalyvaujančius reumatoidinio artrito patofiziologijoje [5].
• Neurologiniai ir kardiovaskuliniai tyrimai: MSC turi didelį potencialą neurologinių ir kardiovaskulinių tyrimų srityje. Jos naudojamos kelių neurodegeneracinių sutrikimų, įskaitant Parkinsono ir Alzheimero ligas, gydymui. Be to, jos naudojamos širdies ir kraujagyslių ligų gydymui, nes atkuria pažeistus ar sužeistus širdies audinius po širdies priepuolių. Be to, MSC taip pat skatina angiogenezę ir todėl yra vertingos širdies ir kraujagyslių tyrimuose. Viename tokiame tyrime buvo tiriamas riebalinio audinio ir kaulų čiulpų mezenchiminės kamieninės ląstelės terapinis potencialas ūminio miokardo infarkto (MI) modelyje. Tyrimas parodė, kad abu šaltiniai yra vienodai naudingi atkuriant širdies audinius ir mažinant fibrozę [6]. Įdomu tai, kad 2022 m. atliktas tyrimas parodė, jog iš žmogaus virkštelės gautos mezenchiminės kamieninės ląstelės (UC-MSC) turi neuroprotektyvų poveikį Parkinsono ligos pelių modeliuose, reguliuodamos žarnyno mikroorganizmus. Pelių modelis parodė pagerėjusią lokomotorinę funkciją po UC-MSC intranazalinės transplantacijos [7].

Literatūra

1. Ding, D.C., W.C. Shyu ir S.Z. Lin, Mesenchymal stem cells. Cell Transplant, 2011. 20(1): p. 5-14.
2. Zhan, X.-S. ir kt., „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.
3. Zomer, H.D., et al., Mezenchiminės stromos ląstelės iš odos ir riebalinio audinio indukuoja makrofagų poliarizaciją į pro-remontinį fenotipą ir gerina odos žaizdų gijimą. Cytotherapy, 2020. 22(5): p. 247–260.
4. Kosinski, M., et al., Kaulų defektų gijimas naudojant kaulų pakaitalą, palaikomą iš virkštelės gautomis mezenchiminėmis kamieninėmis ląstelėmis. „Stem Cells International“, 2020. 2020.
5. Pedrosa, M., et al., Žmogaus kaulų čiulpų mezenchiminės stromos/kamieninių ląstelių imunomoduliacinis poveikis reumatoidinio artrito pacientų periferinio kraujo T ląstelėms. Journal of tissue engineering and regenerative medicine, 2020. 14(1): p. 16–28.
6. Omar, A.M. ir kt., Lyginamasis riebalinio audinio ir kaulų čiulpų mezenchiminės kamieninės ląstelės terapinio potencialo tyrimas ūminio miokardo infarkto modelyje. Oman Med J, 2019. 34(6): p. 534–543.
7. Sun, Z., et al., Žmogaus virkštelės mezenchiminės kamieninės ląstelės gerina lokomotorinę funkciją Parkinsono ligos pelių modelyje reguliuodamos žarnyno mikroorganizmus. „Frontiers in Cell and Developmental Biology“, 2022. 9: p. 808905.