Celule stem mezenchimale umane (HMSC)

Celulele stem mezenchimale (MSC) sunt celule stromale caracterizate prin auto-reînnoire și prin capacitatea remarcabilă de a se diferenția în diferite tipuri de celule. Acest lucru le face un instrument valoros în medicina regenerativă, testarea medicamentelor și cercetarea bolilor. De obicei, acestea sunt obținute din diverse țesuturi precum cordonul ombilical, măduva osoasă și țesutul adipos. Cu toate acestea, au fost găsite și noi surse, cum ar fi sângele menstrual și endometrul. Aceste surse sunt preferate pentru accesibilitatea lor și potențialele aplicații clinice [1]

Acest articol va pune în lumină caracteristicile generale ale celulelor stem mezenchimale, tipurile și potențialele aplicații în cercetare. În principal, se va discuta despre:

1. Atributele generale ale celulelor stem mezenchimale
2. Informații privind cultivarea celulelor stem mezenchimale
3. Diferite tipuri de celule stem mezenchimale și caracteristicile lor remarcabile
4. Aplicații de cercetare ale celulelor stem mezenchimale

1. Atribute generale ale celulelor stem mezenchimale

Această secțiune va discuta despre proprietățile generale ale celulelor stem mezenchimale, care includ:

Multipotență
CSM-urile sunt celule stem multipotente. Ele au capacitatea de a se diferenția în mai multe tipuri de celule, ceea ce le face un instrument de cercetare valoros pentru medicina regenerativă.
Auto-reînnoire
Ca și alte celule stem, celulele stem mezenchimale au capacitatea de autoreînnoire, menținând astfel o sursă stabilă de celule stem pentru o perioadă extinsă.
Potențial imunomodulator
CSM exercită un efect imunomodulator și sunt astfel utilizate în tratarea diferitelor boli autoimune.
Imunogenitate
În general, CSM-urile posedă niveluri scăzute de imunogenitate, reducând riscul de respingere imună în transplant. Cu toate acestea, aceasta poate varia de la un tip la altul.
Disponibilitate și accesibilitate
CSM-urile pot fi izolate din diverse țesuturi, inclusiv măduvă osoasă, țesut adipos și țesut din cordonul ombilical, ceea ce le face ușor disponibile pentru cercetare și aplicații terapeutice.

2. Informații privind cultivarea celulelor stem mezenchimale

Pentru a gestiona și manipula eficient culturile de celule stem mezenchimale, este imperativ să aveți o înțelegere cuprinzătoare a următoarelor informații privind culturile de celule MSCs. Aceste cunoștințe nu vă vor ușura munca, ci vor accelera avansarea cercetărilor dumneavoastră.

Puncte-cheie pentru cultivarea celulelor stem mezenchimale

Timpul de dublare:	Timpul de dublare a populației variază în funcție de diferitele tipuri de CSM. Acesta poate varia de la 15,8 la 41,9 ore [2].
Aderente sau în suspensie:	Celulele stem mezenchimale sunt aderente.
Densitatea de însămânțare:	Densitatea de însămânțare celulară recomandată pentru CSM se menține între 1 și 3 x¹⁰⁴ ^celule/cm2. Pentru însămânțare, celulele se clătesc cu 1 x PBS (soluție salină tampon fosfat) și se incubează cu accutase (soluție de trecere) timp de aproximativ 10 minute la temperatura ambiantă. După detașarea celulelor, se adaugă mediul, iar celulele sunt centrifugate. Ulterior, peletul celular este resuspendat cu atenție, iar celulele sunt distribuite într-un nou balon de cultură care conține mediu de cultură proaspăt.
Mediu de creștere:	Pentru cultivarea celulelor stem mezenchimale se utilizează mediul Alpha MEM care conține 0,1 ng/ml bFGF (factor de creștere a fibroblastelor de bază), 2,0 mM glutamină stabilă, ribonucleozide, dezoxiribonucleozide, 1,0 mM piruvat de sodiu și 2,2 g/L NaHCO3. Mediul trebuie înlocuit la fiecare 2 sau 3 zile.
Condiții de creștere:	Culturile de celule stem mezenchimale sunt menținute într-un incubator umidificat la o temperatură de 37ºC și 5% CO2.
Depozitare:	Celulele stem mezenchimale pot fi depozitate în faza de vapori a azotului lichid sau la temperaturi sub -150 °C pe termen lung.
Procesul și mediul de congelare:	Mediile de congelare CM-1 sau CM-ACF sunt utilizate pentru stocarea celulelor stem mezenchimale. În general, se adaptează un proces de congelare lent, care permite o scădere a temperaturii de numai 1 °C pe minut. Acest lucru protejează viabilitatea celulelor.
Procesul de decongelare:	CSM congelate sunt ușor scufundate într-o baie de apă pre-setată la 37 °C timp de aproximativ 60 de secunde. Ulterior, se adaugă mediu de cultură proaspăt, celulele sunt resuspendate și centrifugate. Această etapă elimină componentele mediului de congelare din celule. Peletul celular obținut se adaugă apoi în mediul de creștere, iar celulele se distribuie în flacoane noi pentru cultivare.
Nivelul de biosecuritate:	Pentru manipularea și întreținerea culturilor de celule stem mezenchimale este necesar un laborator Biosafety One.

3. Diferite tipuri de celule stem mezenchimale și caracteristicile lor principale

Există multe tipuri de celule stem mezenchimale bazate pe surse. Trei tipuri principale de CSM sunt discutate în această secțiune a articolului.

3.1 Celule stem mezenchimale derivate din țesut adipos

Celulele stem mezenchimale derivate din țesut adipos (AD-MSC) sunt un tip de celule stem mezenchimale extrase din țesut adipos sau gras.
Acestea sunt prezente din abundență în țesutul adipos, iar procedura de extracție este relativ ușoară printr-o procedură minim invazivă numită liposucție.
Acestea sunt mai puțin susceptibile de a provoca un răspuns imun la transplantul alogenic.
Aceste celule prezintă un potențial adipogen robust, ceea ce înseamnă că au o tendință ridicată de diferențiere în adipocite (celule grase) în comparație cu alte tipuri de celule stem mezenchimale.

Celule de țesut adipos mezenchimal uman (HMSC.AD) la o mărire de 10x în mediu de cultură celulară MSC-2 și mediu de diferențiere adipogenă colorate cu Oil-Red-O, evidențiind trigliceridele ca marker adipocitic.

3.2 Celule stem mezenchimale derivate din măduva osoasă

Celulele stem mezenchimale derivate din măduva osoasă (BM-MSC) sunt recoltate din măduva osoasă, de obicei din șold și din osul coapsei. Aceste celule nehematopoietice au fost descoperite în 1970 de A.J. Friedenstein.
Procedura de extracție a CSM-BM este dureroasă și mai invazivă, de exemplu, aspirația măduvei osoase.
Transplantul de celule stem mezenchimale din măduva osoasă necesită o potrivire strânsă cu primitorul pentru a reduce riscul de respingere imună.
CSM-MB posedă potențial osteogenic. Acestea au o înclinație mai mare spre diferențierea în osteocite, celulele osoase.

La o mărire de 40x, celule în curs de diferențiere osteogenă cu colorare Alizarin-Red-S pentru vizualizarea depozitelor de calciu și, la aceeași mărire, celule în curs de diferențiere adipogenă colorate cu Oil-Red-O.

3.3 Celule stem mezenchimale derivate din cordonul ombilical

Celulele stem derivate din cordonul ombilical (UC-MSC) sunt obținute din țesutul cordonului ombilical.
Țesutul cordonului ombilical este ușor accesibil pentru extragerea celulelor stem după naștere.
La fel ca BM-MSCs, celulele stem din cordonul ombilical necesită, de asemenea, potrivirea HLA primitor-donator pentru transplant, pentru a evita orice răspuns imun.
Acestea prezintă o tendință mai mare de diferențiere neuronală și, prin urmare, sunt instrumente de cercetare valoroase pentru cercetarea neurologică.

4. Aplicații de cercetare ale celulelor stem mezenchimale

Celulele stem mezenchimale (MSC) sunt utilizate pe scară largă în cercetarea biomedicală datorită potențialului lor terapeutic semnificativ. În această secțiune sunt menționate câteva aplicații promițătoare ale diferitelor tipuri de CSM.

Cercetare în domeniul medicinei regenerative: Celulele stem mezenchimale sunt celule multipotente; ele au potențialul de a se diferenția în diferite tipuri de celule, cum ar fi cartilajul, oasele, mușchii și celulele grase. Prin urmare, acestea sunt administrate ca medicină regenerativă pentru repararea și înlocuirea țesuturilor rănite sau deteriorate. Aplicațiile regenerative ale CSM sunt observate în principal în leziunile cutanate, osoase și musculo-scheletice. De exemplu, un studiu realizat de Helena Debiazi Zomer și colaboratorii săi în 2020 a constatat că celulele stem mezenchimale derivate din țesuturile adipoase (AD-MSC) sunt capabile să accelereze vindecarea rănilor cutanate pe modele de șoarece. Acestea stimulează angiogeneza și remodelarea matricei extracelulare pentru a promova o cicatrice de mai bună calitate care seamănă cu pielea sănătoasă normală decât grupul de control [3]. Cercetările au observat, de asemenea, proprietățile de reparare a defectelor osoase ale celulelor stem mezenchimale derivate din cordonul ombilical. Acestea exercită efecte reparatoare prin promovarea angiogenezei, osteoclastogenezei și mobilizării CSM-urilor gazdă sau diferențierii în celule asemănătoare osteoblastelor [4].
Afecțiuni/tulburări ale sistemului imunitar: Celulele stem mezenchimale exercită efecte imunomodulatoare. Acestea tind să regleze răspunsurile imune și să reducă inflamația. Prin urmare, acestea sunt utilizate pentru a trata bolile autoimune, și anume, artrita reumatoidă, scleroza multiplă, boala inflamatorie intestinală etc. Pentru un studiu a explorat efectul imunomodulator al celulelor stem mezenchimale derivate din măduva osoasă asupra celulelor T din sângele periferic extrase de la pacienții cu artrită reumatoidă. Celulele BM-MSC exercită un efect inhibitor asupra celulelor T și suprimă citokinele implicate în fiziopatologia artritei reumatoide [5].
Cercetare neurologică și cardiovasculară: CSM-urile dețin un potențial semnificativ pentru aplicații de cercetare neurologică și cardiovasculară. Acestea sunt utilizate pentru a trata mai multe tulburări neurodegenerative, inclusiv boala Parkinson și boala Alzheimer. În plus, acestea sunt utilizate în tratamentul bolilor cardiovasculare, deoarece repară țesuturile cardiace deteriorate sau lezate după evenimente cardiace. În plus, CSM promovează, de asemenea, angiogeneza și, prin urmare, sunt valoroase în cercetarea cardiovasculară. Un astfel de studiu a explorat potențialul terapeutic al celulelor stem mezenchimale derivate din țesut adipos și măduvă osoasă într-un model de infarct miocardic acut (IM). Studiul a constatat că ambele surse sunt la fel de benefice în regenerarea țesuturilor cardiace și reducerea fibrozei [6]. Interesant, cercetările efectuate în 2022 au constatat că celulele stem mezenchimale derivate din cordonul ombilical uman (UC-MSC) exercită efecte neuroprotectoare în modelele de șoareci cu boala Parkinson prin reglarea microorganismelor intestinale. Modelul de șoarece a prezentat o funcție locomotorie îmbunătățită după transplantul intranazal de UC-MSCs [7].

690,00 EUR*

Conținut: 1.5 milliliter

Prețuri fără taxe plus costuri de expediere

cryovial

Numărul produsului: 300665

Referințe

Ding, D.C., W.C. Shyu și S.Z. Lin, Mesenchymal stem cells. Cell Transplant, 2011. 20(1): p. 5-14.
Zhan, X.-S., et al., Un studiu comparativ al caracteristicilor biologice și al profilurilor transcriptomice ale celulelor stem mezenchimale din diferite țesuturi canine. Jurnalul internațional de științe moleculare, 2019. 20(6): p. 1485.
Zomer, H.D., și colab., Celulele stromale mezenchimale din țesuturile dermice și adipoase induc polarizarea macrofagelor la un fenotip pro-reparație și îmbunătățesc vindecarea rănilor cutanate. Citoterapie, 2020. 22(5): p. 247-260.
Kosinski, M., și colab., Repararea defectelor osoase utilizând un substitut osos susținut de celule stem mezenchimale derivate din cordonul ombilical. Stem Cells International, 2020. 2020.
Pedrosa, M., et al., Efectul imunomodulator al celulelor stromale/stem mezenchimale derivate din măduva osoasă umană asupra celulelor T din sângele periferic al pacienților cu poliartrită reumatoidă. Journal of tissue engineering and regenerative medicine, 2020. 14(1): p. 16-28.
Omar, A.M., și colab. studiu comparativ al potențialului terapeutic al celulelor stem mezenchimale derivate din țesutul adipos și măduva osoasă pe modelul infarctului miocardic acut. Oman Med J, 2019. 34(6): p. 534-543.
Sun, Z., et al., Celulele stem mezenchimale din cordonul ombilical uman îmbunătățesc funcția locomotorie în modelul de șoarece cu boala Parkinson prin reglarea microorganismelor intestinale. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2022. 9: p. 808905.