Gepubliceerd: 2023 | Laatst herzien: mei 2026

Menselijke mesenchymale stamcellen (HMSC)

1. Algemene eigenschappen van mesenchymale stamcellen

In dit hoofdstuk worden de algemene eigenschappen van mesenchymale stamcellen besproken, waaronder:

• Multipotentie

  MSC's zijn multipotente stamcellen. Ze hebben het vermogen om zich te differentiëren tot meerdere celtypen, waardoor ze een waardevol onderzoeksinstrument zijn voor regeneratieve geneeskunde.

• Zelfvernieuwing

  Net als andere stamcellen beschikken mesenchymale stamcellen over het vermogen tot zelfvernieuwing, waardoor ze gedurende een langere periode een stabiele bron van stamcellen vormen.

• Immunomodulerend potentieel

  MSC's hebben een immuunmodulerend effect en worden daarom gebruikt bij de behandeling van verschillende auto-immuunziekten.

• Immunogeniciteit

  Over het algemeen vertonen MSC's een lage immunogeniciteit, waardoor het risico op immuunafstoting bij transplantatie wordt verminderd. Dit kan echter per type verschillen.

• Beschikbaarheid en toegankelijkheid

  MSC's kunnen uit verschillende weefsels worden geïsoleerd, waaronder beenmerg, vetweefsel en navelstrengweefsel, waardoor ze gemakkelijk beschikbaar zijn voor onderzoek en therapeutische toepassingen.

2. Informatie over het kweken van mesenchymale stamcellen

Om mesenchymale stamcelculturen effectief te beheren en te hanteren, is het van cruciaal belang om een grondig begrip te hebben van de volgende informatie over het kweken van MSC's. Deze kennis zal uw werk niet alleen vergemakkelijken, maar ook de voortgang van uw onderzoek versnellen.

Belangrijke punten voor het kweken van mesenchymale stamcellen

Verdubbelingstijd:

De verdubbelingstijd van de populatie varieert tussen verschillende soorten MSC's. Deze kan variëren van 15,8 tot 41,9 uur [2].

Hechtend of in suspensie:

Mesenchymale stamcellen zijn hechtend.

Zaaidichtheid:

De aanbevolen bezaaidichtheid voor MSC's ligt tussen 1 en 3 x 10⁴ cellen/cm². Voor het bezaaien worden de cellen gespoeld met 1 x PBS (fosfaatbufferzoutoplossing) en gedurende ongeveer 10 minuten bij kamertemperatuur geïncubeerd met accutase (passageoplossing). Nadat de cellen los zijn gekomen, wordt medium toegevoegd en worden de cellen gecentrifugeerd. Daarna wordt het celpellet voorzichtig opnieuw gesuspendeerd en worden de cellen gedoseerd in een nieuwe kweekfles met vers kweekmedium.

Groeimedium:

Alpha MEM-medium met 0,1 ng/ml bFGF (basische fibroblastgroeifactor), 2,0 mM stabiel glutamine, ribonucleosiden, deoxyribonucleosiden, 1,0 mM natriumpyruvaat en 2,2 g/l NaHCO3 wordt gebruikt voor het kweken van mesenchymale stamcellen. Het medium moet om de 2 tot 3 dagen worden ververst. 

Groeicondities:

Mesenchymale stamcelculturen worden bewaard in een bevochtigde incubator bij een temperatuur van 37 °C en 5% CO2.

Opslag:

Mesenchymale stamcellen kunnen worden bewaard in de dampfase van vloeibare stikstof of bij temperaturen onder -150 °C voor langere tijd.

Invriesproces en medium:

CM-1- of CM-ACF-invriesmedia worden gebruikt om mesenchymale stamcellen te bewaren. Over het algemeen wordt een langzaam invriesproces toegepast, waarbij de temperatuur slechts met 1 °C per minuut daalt. Dit beschermt de levensvatbaarheid van de cellen.

Ontdooiproces:

Ingevroren MSC's worden ongeveer 60 seconden lang licht ondergedompeld in een waterbad dat vooraf is ingesteld op 37 °C. Daarna wordt vers kweekmedium toegevoegd, worden de cellen opnieuw gesuspendeerd en gecentrifugeerd. Deze stap verwijdert de componenten van het invriesmedium uit de cellen. Het verkregen celpellet wordt vervolgens toegevoegd aan het groeimedium en de cellen worden overgebracht naar nieuwe kweekflessen voor kweek.

Bioveiligheidsniveau:

Voor het hanteren en onderhouden van mesenchymale stamcelculturen is een laboratorium met bioveiligheidsniveau 1 vereist.

3. Verschillende soorten mesenchymale stamcellen en hun opvallende kenmerken

Er zijn veel soorten mesenchymale stamcellen, afhankelijk van de bron. In dit deel van het artikel worden drie belangrijke soorten MSC's besproken.

3.1 Mesenchymale stamcellen afkomstig uit vetweefsel

• Uit vetweefsel afkomstige mesenchymale stamcellen (AD-MSC's) zijn een type mesenchymale stamcel dat wordt gewonnen uit vetweefsel.
• Ze zijn in overvloed aanwezig in vetweefsel en de extractieprocedure is relatief eenvoudig via een minimaal invasieve ingreep die liposuctie wordt genoemd.
• Ze veroorzaken minder snel een immuunreactie bij allogene transplantatie.
• Deze cellen vertonen een robuust adipogeen potentieel, wat betekent dat ze een hoge neiging tot differentiatie tot adipocyten (vetcellen) hebben in vergelijking met andere soorten mesenchymale stamcellen.

Gepubliceerd: 2023 | Laatst herzien: mei 2026

Mesenchymale stamcellen afkomstig uit de navelstreng

• Stamcellen afkomstig uit de navelstreng (UC-MSC's) worden verkregen uit het navelstrengweefsel.
• Het navelstrengweefsel is na de bevalling gemakkelijk toegankelijk voor de extractie van stamcellen.
• Net als BM-MSC's vereisen ook navelstrengstamcellen een HLA-match tussen ontvanger en donor voor transplantatie om een immuunreactie te voorkomen.
• Ze vertonen een grotere neiging tot neurale differentiatie en zijn daarom waardevolle hulpmiddelen voor neurologisch onderzoek.

4. Toepassingen van mesenchymale stamcellen in onderzoek

Mesenchymale stamcellen (MSC's) worden op grote schaal ingezet in biomedisch onderzoek vanwege hun aanzienlijke therapeutische potentieel. In dit hoofdstuk worden enkele veelbelovende toepassingen van verschillende MSC-types genoemd.

• Onderzoek naar regeneratieve geneeskunde: Mesenchymale stamcellen zijn multipotente cellen; ze hebben het vermogen om te differentiëren tot verschillende celtypen, zoals kraakbeen-, bot-, spier- en vetcellen. Daarom worden ze toegediend als regeneratieve geneeskunde voor het herstel en de vervanging van beschadigd of aangetast weefsel. De regeneratieve toepassingen van MSC's worden voornamelijk waargenomen bij huid-, bot- en musculoskeletale letsels. Zo bleek uit een studie uitgevoerd door Helena Debiazi Zomer en collega's in 2020 dat mesenchymale stamcellen afkomstig uit vetweefsel (AD-MSC's) de genezing van huidwonden in muismodellen kunnen versnellen. Ze stimuleren angiogenese en de hermodellering van de extracellulaire matrix, waardoor een litteken van betere kwaliteit ontstaat dat meer lijkt op normale, gezonde huid dan bij de controlegroep [3]. Onderzoek heeft ook de eigenschappen van uit de navelstreng afkomstige mesenchymale stamcellen voor het herstel van botdefecten aangetoond. Ze oefenen herstellende effecten uit door angiogenese, osteoclastogenese en de mobilisatie van gastheer-MSC's te bevorderen of door te differentiëren tot osteoblastachtige cellen [4].
• Ziekten/aandoeningen van het immuunsysteem: Mesenchymale stamcellen hebben immuunmodulerende effecten. Ze hebben de neiging om immuunreacties te reguleren en ontstekingen te verminderen. Daarom worden ze ingezet voor de behandeling van auto-immuunziekten, zoals reumatoïde artritis, multiple sclerose, inflammatoire darmziekten, enz. In een studie werd het immuunmodulerende effect onderzocht van uit beenmerg afkomstige mesenchymale stamcellen op T-cellen uit perifeer bloed, afkomstig van patiënten met reumatoïde artritis. BM-MSC-cellen oefenen een remmend effect uit op T-cellen en onderdrukken cytokines die betrokken zijn bij de pathofysiologie van reumatoïde artritis [5].
• Neurologisch en cardiovasculair onderzoek: MSC's hebben een aanzienlijk potentieel voor toepassingen in neurologisch en cardiovasculair onderzoek. Ze worden gebruikt voor de behandeling van verschillende neurodegeneratieve aandoeningen, waaronder de ziekte van Parkinson en de ziekte van Alzheimer. Bovendien worden ze ingezet bij de behandeling van hart- en vaatziekten, omdat ze beschadigd of gewond hartweefsel herstellen na een hartincident. Daarnaast bevorderen MSC's ook angiogenese en zijn ze dus waardevol in cardiovasculair onderzoek. Een dergelijke studie onderzocht het therapeutische potentieel van uit vetweefsel en beenmerg afkomstige mesenchymale stamcellen in een model voor een acuut myocardinfarct (MI). De studie toonde aan dat beide bronnen even gunstig zijn voor het regenereren van hartweefsel en het verminderen van fibrose [6]. Interessant is dat uit onderzoek uit 2022 bleek dat mesenchymale stamcellen afkomstig uit de menselijke navelstreng (UC-MSC's) neuroprotectieve effecten hebben in muismodellen voor de ziekte van Parkinson door de regulering van darmmicro-organismen. Het muismodel vertoonde een verbeterde motorische functie na intranasale transplantatie van UC-MSC's [7].

Referenties

1. Ding, D.C., W.C. Shyu en S.Z. Lin, Mesenchymale stamcellen. Cell Transplant, 2011. 20(1): p. 5-14.
2. Zhan, X.-S., et al., Een vergelijkende studie van biologische kenmerken en transcriptoomprofielen van mesenchymale stamcellen uit verschillende hondenweefsels. International journal of molecular sciences, 2019. 20(6): p. 1485.
3. Zomer, H.D., et al., Mesenchymale stromale cellen uit huid- en vetweefsel induceren macrofagenpolarisatie naar een pro-herstellend fenotype en verbeteren de genezing van huidwonden. Cytotherapy, 2020. 22(5): p. 247-260.
4. Kosinski, M., et al., Herstel van botdefecten met behulp van een botvervanger ondersteund door mesenchymale stamcellen afkomstig uit de navelstreng. Stem Cells International, 2020. 2020.
5. Pedrosa, M., et al., Immunomodulerend effect van uit menselijk beenmerg afkomstige mesenchymale stromale/stamcellen op T-cellen in perifeer bloed van patiënten met reumatoïde artritis. Journal of tissue engineering and regenerative medicine, 2020. 14(1): p. 16-28.
6. Omar, A.M., et al., Vergelijkende studie naar het therapeutisch potentieel van mesenchymale stamcellen afkomstig uit vetweefsel en beenmerg op een model van acuut myocardinfarct. Oman Med J, 2019. 34(6): p. 534-543.
7. Sun, Z., et al., Mesenchymale stamcellen uit menselijke navelstreng verbeteren de motorische functie in een muismodel voor de ziekte van Parkinson door regulering van darmmicro-organismen. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2022. 9: p. 808905.