Objavljeno: 2023 | Zadnji pregled: maj 2026

Človeške mezenhimalne izvorne celice (HMSC)

1. Splošne lastnosti mezenhimalnih izvornih celic

V tem poglavju bomo obravnavali splošne lastnosti mezenhimalnih izvornih celic, ki vključujejo:

• Multipotentnost

  MSC so multipotentne izvorne celice. Imajo sposobnost diferenciacije v več vrst celic, kar jih naredi za dragoceno raziskovalno orodje za regenerativno medicino.

• Samoponovitev

  Tako kot druge izvorne celice imajo tudi mezenhimalne izvorne celice sposobnost samoponovljivosti, s čimer ohranjajo stabilen vir izvornih celic za daljše obdobje.

• Imunomodulatorni potencial

  MSC imajo imunomodulatorni učinek in se zato uporabljajo pri zdravljenju različnih avtoimunskih bolezni.

• Imunogenost

  Na splošno imajo MSC nizko stopnjo imunogenosti, kar zmanjšuje tveganje za imunsko zavrnitev pri presaditvi. Vendar se to lahko razlikuje od vrste do vrste.

• Razpoložljivost in dostopnost

  MSC je mogoče izolirati iz različnih tkiv, vključno s kostnim mozgom, maščobnim tkivom in tkivom popkovine, kar jih naredi lahko dostopne za raziskave in terapevtske namene.

2. Informacije o gojenju mezenhimalnih izvornih celic

Za učinkovito upravljanje in ravnanje s kulturami mezenhimalnih izvornih celic je nujno potrebno celovito razumevanje naslednjih informacij o gojenju MSC. To znanje vam ne bo olajšalo dela, temveč pospešilo napredek vaših raziskovalnih prizadevanj.

Ključne točke za gojenje mezenhimalnih izvornih celic

Čas podvojitve:

Čas podvojitve populacije se razlikuje med različnimi vrstami MSC. Lahko znaša od 15,8 do 41,9 ur [2].

Adhezivne ali v suspenziji:

Mezenske matične celice so adhezivne.

Gostota posevka:

Priporočena gostota sejanja celic za MSC se giblje med 1 in 3 x 10⁴ celic/cm². Za sejanje se celice speremo z 1 x PBS (fosfatni puferski raztopini) in inkubiramo z accutase (raztopino za pasiranje) približno 10 minut pri sobni temperaturi. Po ločitvi celic se doda gojišče in celice se centrifugirajo. Nato se celični pelet previdno ponovno suspendira in celice se razporedijo v novo kultivacijsko kolbo, ki vsebuje sveže gojišče.

Rastni medij:

Za gojenje mezenhimalnih izvornih celic se uporablja gojišče Alpha MEM, ki vsebuje 0,1 ng/ml bFGF (bazični rastni faktor fibroblastov), 2,0 mM stabilnega glutamina, ribonukleozide, deoksiribonukleozide, 1,0 mM natrijev piruvat in 2,2 g/l NaHCO3 se uporablja za gojenje mezenhimalnih izvornih celic. Gojišče je treba zamenjati vsakih 2 do 3 dni. 

Pogoji rasti:

Kulture mezenhimalnih izvornih celic se hranijo v vlažnem inkubatorju pri temperaturi 37 °C in 5 % CO2.

Shranjevanje:

Mezenske matične celice se lahko shranjujejo v plinski fazi tekočega dušika ali pri temperaturi pod -150 °C za daljše obdobje.

Postopek zamrzovanja in gojišče:

Za shranjevanje mezenhimalnih izvornih celic se uporabljata sredstvi za zamrzovanje CM-1 ali CM-ACF. Običajno se uporablja postopek počasnega zamrzovanja, pri katerem se temperatura znižuje le za 1 °C na minuto. To ščiti sposobnost preživetja celic.

Postopek odmrzovanja:

Zamrznjene MSC se za približno 60 sekund rahlo potopijo v vodno kopel, nastavljeno na 37 °C. Nato se doda svež gojišče, celice se ponovno suspendirajo in centrifugirajo. Ta korak odstrani sestavine sredstva za zamrzovanje iz celic. Dobljeni celični pelet se nato doda v gojišče, celice pa se razporedijo v nove kolbe za gojenje.

Raven biološke varnosti:

Za ravnanje z in vzdrževanje kultur mezenhimalnih izvornih celic je potreben laboratorij z ravnjo biološke varnosti 1.

3. Različne vrste mezenhimalnih izvornih celic in njihove glavne značilnosti

Obstaja veliko vrst mezenhimalnih izvornih celic, ki se razlikujejo glede na vir. V tem delu članka so obravnavane tri glavne vrste MSC.

3.1 Mesenhimalne izvorne celice iz maščobnega tkiva

• Mezenske matične celice iz maščobnega tkiva (AD-MSC) so vrsta mezenskih matičnih celic, pridobljenih iz maščobnega tkiva.
• V maščobnem tkivu so prisotne v izobilju, postopek pridobivanja pa je relativno enostaven, saj se izvaja z minimalno invazivnim posegom, imenovanim liposukcija.
• Manj verjetno je, da povzročijo imunski odziv pri alogeni transplantaciji.
• Te celice kažejo močan adipogeni potencial, kar pomeni, da imajo v primerjavi z drugimi vrstami mezenhimalnih izvornih celic visoko nagnjenost k diferenciaciji v adipocite (maščobne celice).

Objavljeno: 2023 | Zadnji pregled: maj 2026

Mesenhimalne izvorne celice iz popkovine

• Mesenhimalne matične celice iz popkovine (UC-MSC) se pridobivajo iz tkiva popkovine.
• Tkivo popkovine je po porodu zlahka dostopno za pridobivanje matičnih celic.
• Podobno kot BM-MSC tudi iz popkovne vrvi pridobljene izvorne celice za presaditev zahtevajo HLA-združljivost med prejemnikom in darovalcem, da se prepreči kakršen koli imunski odziv.
• Kažejo večjo nagnjenost k nevralni diferenciaciji in so zato dragoceno orodje za nevrološke raziskave.

4. Raziskovalne aplikacije mezenhimalnih izvornih celic

Mezenske matične celice (MSC) se zaradi svojega pomembnega terapevtskega potenciala široko uporabljajo v biomedicinskih raziskavah. V tem poglavju je navedenih nekaj obetavnih uporab različnih vrst MSC.

• Raziskave na področju regenerativne medicine: Mesenhimalne izvorne celice so multipotentne celice; imajo potencial za diferenciacijo v različne vrste celic, kot so hrustančne, kostne, mišične in maščobne celice. Zato se uporabljajo v regenerativni medicini za popravljanje in nadomeščanje poškodovanih ali poškodovanih tkiv. Regenerativne aplikacije MSC se opazijo predvsem pri poškodbah kože, kosti in mišično-skeletnega sistema. Na primer, študija, ki so jo leta 2020 izvedli Helena Debiazi Zomer in sodelavci, je ugotovila, da so mezenhimalne izvorne celice, pridobljene iz maščobnega tkiva (AD-MSC), sposobne pospešiti celjenje kožnih ran pri mišjih modelih. Spodbujajo angiogenezo in preoblikovanje ekstracelularne matrice, da se oblikuje brazgotina boljše kakovosti, ki je podobna normalni zdravi koži, kot v kontrolni skupini [3]. Raziskave so opazile tudi lastnosti popravljanja kostnih defektov pri mezenhimalnih izvornih celicah, pridobljenih iz popkovine. Izvajajo popravljalne učinke s spodbujanjem angiogeneze, osteoklastogeneze in mobilizacije gostiteljskih MSC ali z diferenciacijo v osteoblastom podobne celice [4].
• Bolezni/motnje imunskega sistema: Mesenhimalne matične celice imajo imunomodulatorne učinke. Običajno uravnavajo imunski odziv in zmanjšujejo vnetje. Zato se uporabljajo za zdravljenje avtoimunskih bolezni, npr. revmatoidnega artritisa, multiple skleroze, vnetnih črevesnih bolezni itd. V eni od študij so raziskovali imunomodulatorni učinek mezenhimalnih izvornih celic iz kostnega mozga na T-celice v periferni krvi, pridobljene od bolnikov z revmatoidnim artritisom. Celice BM-MSC imajo zaviralni učinek na T-celice in zavirajo citokine, vključene v patofiziologijo revmatoidnega artritisa [5].
• Nevrološke in kardiovaskularne raziskave: MSC imajo velik potencial za nevrološke in kardiovaskularne raziskovalne aplikacije. Uporabljajo se za zdravljenje številnih nevrodegenerativnih motenj, vključno s Parkinsonovo in Alzheimerjevo boleznijo. Poleg tega se uporabljajo pri zdravljenju kardiovaskularnih bolezni, saj popravljajo poškodovano ali prizadeto srčno tkivo po srčnih dogodkih. Poleg tega MSC spodbujajo tudi angiogenezo in so zato dragocene v kardiovaskularnih raziskavah. Ena takšna študija je raziskovala terapevtski potencial mezenhimalnih izvornih celic iz maščobnega tkiva in kostnega mozga v modelu akutnega miokardnega infarkta (MI). Študija je ugotovila, da sta oba vira enako koristna pri regeneraciji srčnega tkiva in zmanjševanju fibroze [6]. Zanimivo je, da je raziskava, izvedena leta 2022, ugotovila, da imajo mezenhimalne izvorne celice iz človeške popkovine (UC-MSC) nevroprotektivne učinke v mišjih modelih Parkinsonove bolezni prek uravnavanja črevesnih mikroorganizmov. Mišji model je pokazal izboljšano lokomotorno funkcijo po intranazalni transplantaciji UC-MSC [7].

Viri

1. Ding, D.C., W.C. Shyu in S.Z. Lin, Mesenchymal stem cells. Cell Transplant, 2011. 20(1): str. 5–14.
2. Zhan, X.-S. in sod., Primerjalna študija bioloških značilnosti in transkriptomskih profilov mezenhimalnih izvornih celic iz različnih psovih tkiv. International journal of molecular sciences, 2019. 20(6): str. 1485.
3. Zomer, H.D., et al., Mesenhimalne stromalne celice iz kožnega in maščobnega tkiva inducirajo polarizacijo makrofagov v fenotip, ki spodbuja popravljanje, in izboljšujejo celjenje kožnih ran. Cytotherapy, 2020. 22(5): str. 247–260.
4. Kosinski, M., et al., Popravljanje kostnih defektov z uporabo kostnega nadomestka, podprtega z mezenhimalnimi matičnimi celicami, pridobljenimi iz popkovine. Stem Cells International, 2020. 2020.
5. Pedrosa, M., et al., Imunomodulatorni učinek človeških mezenhimalnih stromalnih/izvornih celic, pridobljenih iz kostnega mozga, na T-celice v periferni krvi bolnikov z revmatoidnim artritisom. Journal of tissue engineering and regenerative medicine, 2020. 14(1): str. 16–28.
6. Omar, A.M., et al., Primerjalna študija terapevtskega potenciala mezenhimalnih izvornih celic, pridobljenih iz maščobnega tkiva in kostnega mozga, na modelu akutnega miokardnega infarkta. Oman Med J, 2019. 34(6): str. 534–543.
7. Sun, Z., et al., Mesenhimalne izvorne celice iz človeške popkovine izboljšujejo lokomotorno funkcijo v mišjem modelu Parkinsonove bolezni z uravnavanjem črevesnih mikroorganizmov. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2022. 9: str. 808905.