Ludzkie mezenchymalne komórki macierzyste (HMSC)

Mezenchymalne komórki macierzyste(MS C) to komórki zrębu charakteryzujące się samoodnawialnością i niezwykłą zdolnością do różnicowania się w różne typy komórek. Czyni je to cennym narzędziem w medycynie regeneracyjnej, testowaniu leków i badaniach nad chorobami. Zazwyczaj pozyskuje się je z różnych tkanek, takich jak pępowina, szpik kostny i tkanka tłuszczowa. Znaleziono jednak również nowe źródła, takie jak krew menstruacyjna i endometrium. Źródła te są preferowane ze względu na ich dostępność i potencjalne zastosowania kliniczne [1]

Niniejszy artykuł rzuci światło na ogólną charakterystykę, rodzaje i potencjalne zastosowania mezenchymalnych komórek macierzystych w badaniach naukowych. Omówione zostaną przede wszystkim:

1. Ogólne atrybuty mezenchymalnych komórek macierzystych
2. Informacje na temat hodowli mezenchymalnych komórek macierzystych
3. Różne rodzaje mezenchymalnych komórek macierzystych i ich najważniejsze cechy
4. Zastosowania badawcze mezenchymalnych komórek macierzystych

1. Ogólne właściwości mezenchymalnych komórek macierzystych

W tej sekcji omówione zostaną ogólne właściwości mezenchymalnych komórek macierzystych, które obejmują:

Multipotencjalność
MSC są multipotencjalnymi komórkami macierzystymi. Mają zdolność do różnicowania się w wiele typów komórek, co czyni je cennym narzędziem badawczym w medycynie regeneracyjnej.
Samoodnawianie
Podobnie jak inne komórki macierzyste, mezenchymalne komórki macierzyste mają zdolność do samoodnowy, dzięki czemu utrzymują stabilne źródło komórek macierzystych przez dłuższy czas.
Potencjał immunomodulacyjny
MSC wywierają działanie immunomodulujące i dlatego są stosowane w leczeniu różnych chorób autoimmunologicznych.
Immunogenność
Ogólnie rzecz biorąc, MSC mają niski poziom immunogenności, co zmniejsza ryzyko odrzucenia immunologicznego podczas przeszczepu. Może się ona jednak różnić w zależności od typu.
Dostępność i przystępność
MSC mogą być izolowane z różnych tkanek, w tym szpiku kostnego, tkanki tłuszczowej i tkanki pępowinowej, dzięki czemu są łatwo dostępne do badań i zastosowań terapeutycznych.

2. Informacje na temat hodowli mezenchymalnych komórek macierzystych

Aby skutecznie zarządzać i obsługiwać hodowle mezenchymalnych komórek macierzystych, konieczne jest kompleksowe zrozumienie poniższych informacji na temat hodowli komórek MSC. Wiedza ta nie tylko ułatwi ci pracę, ale także przyspieszy postęp twoich badań.

Kluczowe punkty dotyczące hodowli mezenchymalnych komórek macierzystych

Czas podwojenia:	Czas podwojenia populacji różni się w zależności od rodzaju MSC. Może on wynosić od 15,8 do 41,9 godzin [2].
Adherentne lub w zawiesinie:	Mezenchymalne komórki macierzyste są adherentne.
Gęstość wysiewu:	Zalecana gęstość wysiewu komórek MSC wynosi od 1 do 3 x¹⁰⁴ ^komórek/cm2. W celu posiania, komórki są płukane 1 x PBS (sól fizjologiczna z buforem fosforanowym) i inkubowane z akutazą (roztwór do pasażowania) przez około 10 minut w temperaturze otoczenia. Po odłączeniu komórek dodawana jest pożywka, a komórki są odwirowywane. Następnie osad komórkowy jest ostrożnie zawieszany, a komórki są dozowane do nowej kolby hodowlanej zawierającej świeżą pożywkę hodowlaną.
Podłoże hodowlane:	Do hodowli mezenchymalnych komórek macierzystych stosuje się pożywkę Alpha MEM zawierającą 0,1 ng/ml bFGF (podstawowy czynnik wzrostu fibroblastów), 2,0 mM stabilnej glutaminy, rybonukleozydów, dezoksyrybonukleozydów, 1,0 mM pirogronianu sodu i 2,2 g/L NaHCO3. Pożywka powinna być wymieniana co 2 do 3 dni.
Warunki wzrostu:	Hodowle mezenchymalnych komórek macierzystych są przechowywane w nawilżanym inkubatorze w temperaturze 37ºC i 5% CO2.
Przechowywanie:	Mezenchymalne komórki macierzyste mogą być przechowywane w fazie gazowej ciekłego azotu lub w temperaturze poniżej -150°C przez dłuższy czas.
Proces zamrażania i pożywka:	Do przechowywania mezenchymalnych komórek macierzystych stosuje się pożywki CM-1 lub CM-ACF. Zasadniczo stosuje się powolny proces zamrażania, pozwalający na spadek temperatury tylko o 1°C na minutę. Chroni to żywotność komórek.
Proces rozmrażania:	Zamrożone MSC są lekko zanurzane w łaźni wodnej o temperaturze 37°C na około 60 sekund. Następnie dodawana jest świeża pożywka, komórki są ponownie zawieszane i odwirowywane. Ten etap usuwa składniki pożywki zamrażającej z komórek. Uzyskany osad komórkowy jest następnie dodawany do pożywki wzrostowej, a komórki są dozowane do nowych kolb w celu hodowli.
Poziom bezpieczeństwa biologicznego:	Do obsługi i utrzymania hodowli mezenchymalnych komórek macierzystych wymagane jest laboratorium o poziomie bezpieczeństwa biologicznego 1.

3. Różne rodzaje mezenchymalnych komórek macierzystych i ich najważniejsze cechy

Istnieje wiele rodzajów mezenchymalnych komórek macierzystych pochodzących z różnych źródeł. W tej części artykułu omówiono trzy główne typy MSC.

3.1 Mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej

Mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej (AD-MSC) to rodzaj mezenchymalnych komórek macierzystych pozyskiwanych z tkanki tłuszczowej.
Są one obficie obecne w tkance tłuszczowej, a procedura ekstrakcji jest stosunkowo łatwa dzięki minimalnie inwazyjnej procedurze zwanej liposukcją.
Istnieje mniejsze prawdopodobieństwo wywołania odpowiedzi immunologicznej po przeszczepie allogenicznym.
Komórki te wykazują silny potencjał adipogeniczny, co oznacza, że mają wysoką tendencję do różnicowania się w adipocyty (komórki tłuszczowe) w porównaniu z innymi typami mezenchymalnych komórek macierzystych.

Ludzkie mezenchymalne komórki tkanki tłuszczowej (HMSC.AD) w powiększeniu 10x w pożywce do hodowli komórek MSC-2 i pożywce do różnicowania adipogenicznego wybarwionej olejem-Red-O, podkreślającym trójglicerydy jako marker adipocytów.

3.2 Mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące ze szpiku kostnego

Mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące ze szpiku kostnego (BM-MSC) są pobierane ze szpiku kostnego, zazwyczaj z kości biodrowej i udowej. Te niehematopoetyczne komórki zostały odkryte w 1970 roku przez A.J. Friedensteina.
Procedura pobierania BM-MSC jest bolesna i bardziej inwazyjna, na przykład aspiracja szpiku kostnego.
Przeszczepienie mezenchymalnych komórek macierzystych szpiku kostnego wymaga ścisłego dopasowania do biorcy, aby zmniejszyć ryzyko odrzucenia immunologicznego.
BM-MSC posiadają potencjał osteogenny. Mają większą skłonność do różnicowania się w osteocyty, komórki kości.

Przy 40-krotnym powiększeniu, komórki przechodzące różnicowanie osteogenne z barwieniem Alizarin-Red-S w celu wizualizacji złogów wapnia, a przy tym samym powiększeniu, komórki przechodzące różnicowanie adipogenne barwione Oil-Red-O.

3.3 Mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące z pępowiny

Mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące z pępowiny (UC-MSC) są uzyskiwane z tkanki pępowinowej.
Tkanka pępowinowa jest łatwo dostępna do ekstrakcji komórek macierzystych po porodzie.
Podobnie jak BM-MSC, komórki macierzyste pępowiny również wymagają dopasowania HLA biorca-dawca do przeszczepu, aby uniknąć odpowiedzi immunologicznej.
Wykazują one większą tendencję do różnicowania neuronalnego, dzięki czemu są cennym narzędziem badawczym w badaniach neurologicznych.

4. Zastosowania badawcze mezenchymalnych komórek macierzystych

Mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) są szeroko stosowane w badaniach biomedycznych ze względu na ich znaczący potencjał terapeutyczny. W tej sekcji wymieniono kilka obiecujących zastosowań różnych typów MSC.

Badania nad medycyną regeneracyjną: Mezenchymalne komórki macierzyste są komórkami multipotencjalnymi; mają potencjał do różnicowania się w różne typy komórek, takie jak chrząstki, kości, mięśnie i komórki tłuszczowe. Dlatego też są one stosowane w medycynie regeneracyjnej do naprawy i zastępowania uszkodzonych lub zniszczonych tkanek. Zastosowania regeneracyjne MSC obserwuje się przede wszystkim w urazach skóry, kości i układu mięśniowo-szkieletowego. Na przykład badanie przeprowadzone przez Helenę Debiazi Zomer i współpracowników w 2020 r. wykazało, że mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej (AD-MSC) są w stanie przyspieszyć gojenie się ran skóry w modelach mysich. Stymulują one angiogenezę i przebudowę macierzy zewnątrzkomórkowej, aby promować bliznę lepszej jakości przypominającą normalną zdrową skórę niż grupa kontrolna [3]. W badaniach zaobserwowano również właściwości naprawcze ubytków kostnych mezenchymalnych komórek macierzystych pochodzących z pępowiny. Wywierają one działanie naprawcze poprzez promowanie angiogenezy, osteoklastogenezy i mobilizacji MSC gospodarza lub różnicowania w komórki podobne do osteoblastów [4].
Choroby/zaburzenia układu odpornościowego: Mezenchymalne komórki macierzyste wywierają działanie immunomodulujące. Mają tendencję do regulowania odpowiedzi immunologicznej i zmniejszania stanu zapalnego. Dlatego też są one stosowane w leczeniu chorób autoimmunologicznych, tj. reumatoidalnego zapalenia stawów, stwardnienia rozsianego, nieswoistego zapalenia jelit itp. W badaniu zbadano immunomodulujący wpływ mezenchymalnych komórek macierzystych pochodzących ze szpiku kostnego na limfocyty T krwi obwodowej pobrane od pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów. Komórki BM-MSC wywierają hamujący wpływ na limfocyty T i tłumią cytokiny zaangażowane w fizjopatologię reumatoidalnego zapalenia stawów [5].
Badania neurologiczne i sercowo-naczyniowe: MSC mają znaczący potencjał w badaniach neurologicznych i sercowo-naczyniowych. Są one stosowane w leczeniu kilku zaburzeń neurodegeneracyjnych, w tym choroby Parkinsona i Alzheimera. Co więcej, są one stosowane w leczeniu chorób sercowo-naczyniowych, ponieważ naprawiają uszkodzone lub zranione tkanki serca po zdarzeniach sercowych. Poza tym MSC promują również angiogenezę, a zatem są cenne w badaniach nad układem sercowo-naczyniowym. W badaniu zbadano potencjał terapeutyczny mezenchymalnych komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej i szpiku kostnego w modelu ostrego zawału mięśnia sercowego (MI). Badanie wykazało, że oba źródła są równie korzystne w regeneracji tkanek serca i zmniejszaniu zwłóknienia [6]. Co ciekawe, badania przeprowadzone w 2022 roku wykazały, że ludzkie mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące z pępowiny (UC-MSC) wywierają działanie neuroprotekcyjne w mysich modelach choroby Parkinsona poprzez regulację mikroorganizmów jelitowych. Model mysi wykazywał poprawę funkcji lokomotorycznych po donosowym przeszczepie UC-MSCs [7].

690,00 €*

Treść: 1.5 milliliter

Ceny bez podatków plus koszty wysyłki

cryovial

Numer produktu: 300665

Piśmiennictwo

Ding, D.C., W.C. Shyu i S.Z. Lin, Mezenchymalne komórki macierzyste. Cell Transplant, 2011. 20(1): p. 5-14.
Zhan, X.-S., et al., Badanie porównawcze cech biologicznych i profili transkryptomu mezenchymalnych komórek macierzystych z różnych tkanek psów. Międzynarodowe czasopismo nauk molekularnych, 2019. 20(6): p. 1485.
Zomer, H.D., et al., Mezenchymalne komórki zrębowe z tkanki skórnej i tłuszczowej indukują polaryzację makrofagów do fenotypu pro-naprawczego i poprawiają gojenie się ran skóry. Cytotherapy, 2020. 22(5): p. 247-260.
Kosinski, M., et al., Bone defect repair using a bone substitute supported by mesenchymal stem cells derived from the umbilical cord. Stem Cells International, 2020. 2020.
Pedrosa, M., et al., Immunomodulujący wpływ ludzkich mezenchymalnych komórek zrębowych/ macierzystych pochodzących ze szpiku kostnego na limfocyty T krwi obwodowej pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów. 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 (Badanie porównawcze potencjału terapeutycznego mezenchymalnych komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej i szpiku kostnego w modelu ostrego zawału mięśnia sercowego). 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.