Humana mesenkymala stamceller (HMSC)

Mesenkymala stamceller (MSC) är stromaceller som kännetecknas av självförnyelse och en anmärkningsvärd förmåga att differentiera sig till olika celltyper. Detta gör dem till ett värdefullt verktyg inom regenerativ medicin, läkemedelstester och sjukdomsforskning. De utvinns vanligtvis från olika vävnader som navelsträng, benmärg och fettvävnad. Men man har också hittat nya källor som menstruationsblod och endometrium. Dessa källor föredras för sin tillgänglighet och sina potentiella kliniska tillämpningar [1]

Denna artikel kommer att belysa mesenkymala stamcellers allmänna egenskaper, typer och potentiella tillämpningar inom forskningen. Främst kommer den att diskutera:

1. Allmänna egenskaper hos mesenkymala stamceller
2. Information om odling av mesenkymala stamceller
3. Olika typer av mesenkymala stamceller och deras framträdande egenskaper
4. Forskningsapplikationer av mesenkymala stamceller

1. Allmänna egenskaper hos mesenkymala stamceller

I detta avsnitt diskuteras de allmänna egenskaperna hos mesenkymala stamceller, vilka inkluderar:

Multipotens
MSC är multipotenta stamceller. De har förmågan att differentieras till flera olika celltyper, vilket gör dem till ett värdefullt forskningsverktyg för regenerativ medicin.
Självförnyelse
Precis som andra stamceller har mesenkymala stamceller förmåga till självförnyelse, vilket innebär att de utgör en stabil källa till stamceller under en längre period.
Immunmodulerande potential
MSC har en immunmodulerande effekt och används därför vid behandling av olika autoimmuna sjukdomar.
Immunogenicitet
Generellt sett har MSC låga nivåer av immunogenicitet, vilket minskar risken för immunavstötning vid transplantation. Detta kan dock variera från typ till typ.
Tillgänglighet och åtkomlighet
MSC kan isoleras från olika vävnader, bland annat benmärg, fettvävnad och navelsträngsvävnad, vilket gör dem lättillgängliga för forskning och terapeutiska tillämpningar.

2. Information om odling av mesenkymala stamceller

För att effektivt kunna hantera mesenkymala stamcellskulturer är det absolut nödvändigt att ha en omfattande förståelse för följande information om odling av MSC-celler. Denna kunskap kommer inte att underlätta ditt arbete utan påskynda utvecklingen av din forskning.

Viktiga punkter för odling av mesenkymala stamceller

Fördubblingstid:	Populationens fördubblingstid varierar mellan olika typer av MSC. Den kan variera från 15,8 till 41,9 timmar [2].
Adherent eller i suspension:	Mesenkymala stamceller är adherenta.
Sådddensitet:	Den celldensitet som rekommenderas för MSC hålls mellan 1 och 3 x¹⁰⁴ ^celler/cm2. Vid sådd sköljs cellerna med 1 x PBS (fosfatbuffertlösning) och inkuberas med accutase (passagelösning) i cirka 10 minuter vid rumstemperatur. Efter att cellerna lossnat tillsätts media och cellerna centrifugeras. Därefter resuspenderas cellpelleten försiktigt och cellerna fördelas i en ny odlingskolv som innehåller färskt odlingsmedium.
Tillväxtmedium:	Alpha MEM-medium innehållande 0,1 ng/ml bFGF (Basic fibroblast growth factor), 2,0 mM stabilt glutamin, ribonukleosider, deoxyribonukleosider, 1,0 mM natriumpyruvat och 2,2 g/L NaHCO3 används för odling av mesenkymala stamceller. Media bör bytas ut varannan till var tredje dag.
Tillväxtförhållanden:	Odlingar av mesenkymala stamceller förvaras i en fuktad inkubator vid 37ºC temperatur och 5% CO2.
Förvaring:	Mesenkymala stamceller kan förvaras i ångfasen av flytande kväve eller vid temperaturer under -150 °C under längre tid.
Frysningsprocess och medium:	CM-1 eller CM-ACF frysmedier används för att förvara mesenkymala stamceller. En långsam frysningsprocess är i allmänhet lämplig och tillåter endast en temperatursänkning på 1 °C per minut. Detta skyddar cellens livskraft.
Upptiningsprocess:	Frysta MSC nedsänks lätt i ett vattenbad som är förinställt på 37 °C i cirka 60 sekunder. Därefter tillsätts färskt odlingsmedium, cellerna resuspenderas och centrifugeras. Detta steg avlägsnar komponenter från frysmediet från cellerna. Den erhållna cellpelleten tillsätts sedan till tillväxtmediet och cellerna fördelas i nya kolvar för odling.
Biosäkerhetsnivå:	Biosäkerhet ett laboratorium krävs för att hantera och underhålla mesenkymala stamcellskulturer.

3. Olika typer av mesenkymala stamceller och deras viktigaste egenskaper

Det finns många källbaserade typer av mesenkymala stamceller. Tre huvudsakliga MSC-typer diskuteras i detta avsnitt av artikeln.

3.1 Mesenkymala stamceller som härrör från fettvävnad

Mesenkymala stamceller från fettvävnad (AD-MSCs) är en typ av mesenkymala stamceller som utvinns ur fettvävnad.
De finns i riklig mängd i fettvävnad och utvinningen är relativt enkel genom ett minimalt invasivt ingrepp som kallas fettsugning.
Det är mindre sannolikt att de orsakar ett immunsvar vid allogen transplantation.
Dessa celler uppvisar en robust adipogen potential, vilket innebär att de har en hög differentieringstendens till adipocyter (fettceller) jämfört med andra mesenkymala stamcellstyper.

Humana mesenkymala fettvävsceller (HMSC.AD) i 10x förstoring i MSC-2 cellodlingsmedium och adipogent differentieringsmedium färgade med Oil-Red-O, med triglycerider som adipocytmarkör.

3.2 Mesenkymala stamceller som härrör från benmärg

Benmärgsderiverade mesenkymala stamceller (BM-MSC) skördas från benmärgen, vanligen från höft- och lårben. Dessa icke-hematopoetiska celler upptäcktes 1970 av A.J. Friedenstein.
Utvinningsförfarandet för BM-MSC är smärtsamt och mer invasivt, t.ex. benmärgsaspiration.
Transplantation av mesenkymala stamceller från benmärgen kräver en nära matchning med mottagaren för att minska risken för immunavstötning.
BM-MSC har osteogen potential. De har en starkare benägenhet att differentieras till osteocyter, benceller.

Vid 40 gångers förstoring, celler som genomgår osteogen differentiering med Alizarin-Red-S färgning för att visualisera kalciumavlagringar, och vid samma förstoring, celler som genomgår adipogen differentiering färgade med Oil-Red-O.

3.3 Mesenkymala stamceller från navelsträng

Navelsträngsderiverade stamceller (UC-MSCs) erhålls från navelsträngsvävnaden.
Navelsträngsvävnaden är lättillgänglig för stamcellsextraktion efter förlossningen.
Liksom BM-MSC kräver navelsträngsstamceller också HLA-matchning mellan mottagare och givare för transplantation för att undvika immunsvar.
De uppvisar en högre tendens till neural differentiering och är därför värdefulla forskningsverktyg för neurologisk forskning.

4. Forskningsapplikationer för mesenkymala stamceller

Mesenkymala stamceller (MSC) används i stor utsträckning inom biomedicinsk forskning på grund av sin betydande terapeutiska potential. Några lovande tillämpningar av olika typer av MSC nämns i detta avsnitt.

Forskning inom regenerativ medicin: Mesenkymala stamceller är multipotenta celler som har potential att differentieras till olika celltyper, t.ex. brosk-, ben-, muskel- och fettceller. Därför används de inom regenerativ medicin för att reparera och ersätta skadade vävnader. MSC:s regenerativa tillämpningar observeras främst vid skador på hud, ben och muskler och skelett. I en studie som Helena Debiazi Zomer och hennes medarbetare genomförde 2020 konstaterades till exempel att mesenkymala stamceller från fettvävnad (AD-MSCs) kan påskynda läkningen av hudsår i musmodeller. De stimulerar angiogenes och ommodellering av extracellulär matris för att främja ett ärr av bättre kvalitet som liknar normal frisk hud än kontrollgruppen [3]. Forskning har också visat att mesenkymala stamceller som härrör från navelsträngen kan reparera bendefekter. De utövar reparerande effekter genom att främja angiogenes, osteoklastogenes och mobilisering av värd-MSC eller differentiering till osteoblastliknande celler [4].
Sjukdomar/rubbningar i immunsystemet: Mesenkymala stamceller utövar immunmodulerande effekter. De tenderar att reglera immunsvar och minska inflammation. Därför används de för att behandla autoimmuna sjukdomar, t.ex. reumatoid artrit, multipel skleros och inflammatorisk tarmsjukdom. I en studie undersöktes den immunmodulerande effekten av benmärgsderiverade mesenkymala stamceller på T-celler i perifert blod från patienter med reumatoid artrit. BM-MSC-celler utövar en hämmande effekt på T-celler och undertrycker cytokiner som är involverade i reumatoid artritfysiopatologi [5].
Neurologisk och kardiovaskulär forskning: MSC har en betydande potential för neurologiska och kardiovaskulära forskningsapplikationer. De används för att behandla flera neurodegenerativa sjukdomar, bland annat Parkinsons och Alzheimers sjukdom. Dessutom används de vid behandling av hjärt-kärlsjukdomar eftersom de reparerar skadad hjärtvävnad efter en hjärthändelse. MSC främjar också angiogenes och är därför värdefulla inom kardiovaskulär forskning. I en sådan studie undersöktes den terapeutiska potentialen hos mesenkymala stamceller från fettvävnad och benmärg i en modell för akut hjärtinfarkt (MI). Studien visade att båda källorna är lika fördelaktiga när det gäller att regenerera hjärtvävnad och minska fibros [6]. Intressant nog visade forskning som genomfördes 2022 att mesenkymala stamceller från mänsklig navelsträng (UC-MSC) har neuroskyddande effekter i musmodeller för Parkinsons sjukdom genom att reglera mikroorganismer i tarmen. Musmodellen uppvisade förbättrad rörelsefunktion efter intranasal transplantation av UC-MSC [7].

690,00 €*

Innehåll: 1.5 milliliter

Priserna är exklusive skatter och fraktkostnader

cryovial

Produktnummer: 300665

Referenser

Ding, D.C., W.C. Shyu och 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. International journal of molecular sciences, 2019. 20(6): p. 1485.
Zomer, H.D., et al., Mesenkymala stromaceller från hud- och fettvävnader inducerar makrofagpolarisering till en pro-repair-fenotyp och förbättrar sårläkningen i huden. Cytoterapi, 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., Immunmodulerande effekt av mesenkymala stromaceller/ stamceller från mänsklig benmärg på T-celler i perifert blod från patienter med reumatoid artrit. 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., Mesenkymala stamceller från mänsklig navelsträng förbättrar rörelseförmågan i musmodell för Parkinsons sjukdom genom att reglera mikroorganismer i tarmen. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2022. 9: p. 808905.