Мезенхімальні стовбурові клітини людини (МСК)

Мезенхімальні стовбурові клітини (МСК) - це стромальні клітини, що характеризуються здатністю до самооновлення та диференціювання в різні типи клітин. Це робить їх цінним інструментом у регенеративній медицині, тестуванні ліків та дослідженні захворювань. Зазвичай їх отримують з різних тканин, таких як пуповина, кістковий мозок та жирова тканина. Однак були знайдені і нові джерела, такі як менструальна кров та ендометрій. Ці джерела мають перевагу завдяки своїй доступності та потенційному клінічному застосуванню [1]

Ця стаття проллє світло на загальні характеристики мезенхімальних стовбурових клітин, їх типи та потенційне застосування в дослідженнях. Головним чином, в ній буде обговорено:

1. Загальні характеристики мезенхімальних стовбурових клітин
2. Інформація про культивування мезенхімальних стовбурових клітин
3. Різні типи мезенхімальних стовбурових клітин та їх основні характеристики
4. Дослідницькі застосування мезенхімальних стовбурових клітин

1. Загальні характеристики мезенхімальних стовбурових клітин

У цьому розділі будуть розглянуті загальні властивості мезенхімальних стовбурових клітин, до яких відносяться:

Мультипотентність
МСК є мультипотентними стовбуровими клітинами. Вони мають здатність диференціюватися в різні типи клітин, що робить їх цінним дослідницьким інструментом для регенеративної медицини.
Самооновлення
Як і інші стовбурові клітини, мезенхімальні стовбурові клітини мають здатність до самооновлення, що дозволяє підтримувати стабільне джерело стовбурових клітин протягом тривалого періоду.
Імуномодулюючий потенціал
МСК чинять імуномодулюючу дію і, таким чином, застосовуються в лікуванні різних аутоімунних захворювань.
Імуногенність
Як правило, МСК мають низький рівень імуногенності, що знижує ризик імунного відторгнення при трансплантації. Однак він може варіюватися від типу до типу.
Наявність і доступність
МСК можуть бути виділені з різних тканин, включаючи кістковий мозок, жирову тканину і тканину пуповини, що робить їх легко доступними для досліджень і терапевтичного застосування.

2. Інформація про культивування мезенхімальних стовбурових клітин

Для ефективного управління та роботи з культурами мезенхімальних стовбурових клітин необхідно мати повне уявлення про наведену нижче інформацію про культивування клітин МСК. Ці знання не тільки полегшать вашу роботу, але й прискорять прогрес у ваших дослідженнях.

Ключові моменти культивування мезенхімальних стовбурових клітин

Час подвоєння:	Час подвоєння популяції відрізняється для різних типів МСК. Він може коливатися від 15,8 до 41,9 годин [2].
Прикріплені або в підвішеному стані:	Мезенхімальні стовбурові клітини є адгезивними.
Щільність посіву:	Щільність посіву клітин, рекомендована для МСК, становить від 1 до 3 х¹⁰⁴ ^{клітин/см2}. Для посіву клітини промивають 1 х PBS (фосфатний буферний розчин) і інкубують з аккутазою (пасажним розчином) протягом приблизно 10 хвилин при кімнатній температурі. Після відділення клітин додають середовище, і клітини центрифугують. Після цього клітинну гранулу обережно ресуспендують, а клітини переносять у нову культуральну колбу зі свіжим живильним середовищем.
Поживне середовище:	Для культивування мезенхімальних стовбурових клітин використовується середовище Alpha MEM, що містить 0,1 нг/мл bFGF (основний фактор росту фібробластів), 2,0 мМ стабільного глутаміну, рибонуклеозидів, дезоксирибонуклеозидів, 1,0 мМ пірувату натрію і 2,2 г/л NaHCO3. Поживне середовище слід замінювати кожні 2-3 дні.
Умови вирощування:	Культури мезенхімальних стовбурових клітин зберігають у зволоженому інкубаторі при температурі 37ºC і 5% CO2.
Зберігання:	Мезенхімальні стовбурові клітини можна зберігати в паровій фазі рідкого азоту або при температурі нижче -150 °C протягом більш тривалого терміну.
Процес заморожування та середовище:	Для зберігання мезенхімальних стовбурових клітин використовуються середовища для заморожування CM-1 або CM-ACF. Зазвичай застосовується повільний процес заморожування, що дозволяє знижувати температуру лише на 1°C за хвилину. Це захищає життєздатність клітини.
Процес розморожування:	Заморожені МСК злегка занурюють у водяну баню, попередньо налаштовану на 37 °C, приблизно на 60 секунд. Після цього додають свіже культуральне середовище, клітини ресуспендують і центрифугують. На цьому етапі з клітин видаляються компоненти заморожувального середовища. Отриману клітинну гранулу додають до живильного середовища, а клітини розподіляють у нові колби для культивування.
Рівень біобезпеки:	Для роботи з культурами мезенхімальних стовбурових клітин необхідна лабораторія з рівнем біобезпеки 1.

3. Різні типи мезенхімальних стовбурових клітин та їх основні характеристики

Існує багато типів мезенхімальних стовбурових клітин залежно від джерела. У цьому розділі статті ми розглянемо три основні типи МСК.

3.1 Мезенхімальні стовбурові клітини, отримані з жиру

Мезенхімальні стовбурові клітини, отримані з жирової тканини (МСК) - це тип мезенхімальних стовбурових клітин, що виділяються з жирової або жирової тканини.
Вони рясно присутні в жировій тканині, а процедура їх вилучення є відносно легкою за допомогою мінімально інвазивної процедури, яка називається ліпосакція.
Вони рідше викликають імунну відповідь при алогенній трансплантації.
Ці клітини демонструють потужний адипогенний потенціал, тобто мають високу схильність до диференціювання в адипоцити (жирові клітини) порівняно з іншими типами мезенхімальних стовбурових клітин.

Мезенхімальні клітини жирової тканини людини (HMSC.AD) при 10-кратному збільшенні в середовищі культивування клітин МСК-2 та середовищі адипогенної диференціації, забарвленому Oil-Red-O, з виділенням тригліцеридів як маркера адипоцитів.

3.2 Мезенхімальні стовбурові клітини, отримані з кісткового мозку

Мезенхімальні стовбурові клітини, отримані з кісткового мозку (МСК), забирають з кісткового мозку, як правило, з кісток стегна та гомілки. Ці негемопоетичні клітини були відкриті в 1970 р. A.J. Friedenstein.
Процедура вилучення BM-MSCs болюча і більш інвазивна, ніж, наприклад, аспірація кісткового мозку.
Трансплантація мезенхімальних стовбурових клітин кісткового мозку вимагає тісної відповідності з реципієнтом, щоб зменшити ризик імунного відторгнення.
МСК кісткового мозку мають остеогенний потенціал. Вони мають сильну схильність до диференціювання в остеоцити - клітини кісткової тканини.

При 40-кратному збільшенні клітини, що проходять остеогенну диференціацію, забарвлюються алізарином червоним-S для візуалізації відкладень кальцію, а при такому ж збільшенні клітини, що проходять адипогенну диференціацію, забарвлюються олійним червоним-O.

3.3 Мезенхімальні стовбурові клітини пупкового канатика

Стовбурові клітини пупкового канатика (МСК пуповини) отримують з тканини пупкового канатика.
Тканина пуповини легко доступна для вилучення стовбурових клітин після пологів.
Як і BM-MSC, стовбурові клітини пупкового канатика також вимагають відповідності HLA реципієнта і донора для трансплантації, щоб уникнути будь-якої імунної відповіді.
Вони демонструють вищу схильність до нейрональної диференціації і, таким чином, є цінним інструментом для неврологічних досліджень.

4. Застосування мезенхімальних стовбурових клітин у дослідженнях

Мезенхімальні стовбурові клітини (МСК) широко застосовуються в біомедичних дослідженнях завдяки їх значному терапевтичному потенціалу. У цьому розділі згадано кілька перспективних застосувань різних типів МСК.

Дослідження в галузі регенеративної медицини: Мезенхімальні стовбурові клітини є мультипотентними клітинами; вони мають потенціал диференціюватися в різні типи клітин, такі як хрящові, кісткові, м'язові та жирові клітини. Тому вони застосовуються в регенеративній медицині для відновлення і заміщення травмованих або пошкоджених тканин. Регенеративне застосування МСК в першу чергу спостерігається при травмах шкіри, кісток та опорно-рухового апарату. Наприклад, дослідження, проведене Хеленою Дебіазі Зомер (Helena Debiazi Zomer) та її колегами у 2020 році, показало, що мезенхімальні стовбурові клітини, отримані з жирової тканини (AD-MSCs), здатні прискорювати загоєння шкірних ран на мишачих моделях. Вони стимулюють ангіогенез та ремоделювання позаклітинного матриксу, сприяючи утворенню більш якісного рубця, що нагадує нормальну здорову шкіру, ніж у контрольній групі [3]. Дослідження також виявили властивості мезенхімальних стовбурових клітин пупкового канатика відновлювати кісткові дефекти. Вони здійснюють репаративні ефекти, сприяючи ангіогенезу, остеокластогенезу та мобілізації МСК хазяїна або диференціюючись в остеобластоподібні клітини [4].
Захворювання/порушення імунної системи: Мезенхімальні стовбурові клітини мають імуномодулюючу дію. Вони регулюють імунні реакції та зменшують запалення. Тому їх застосовують для лікування аутоімунних захворювань, таких як ревматоїдний артрит, розсіяний склероз, запальні захворювання кишечника тощо. У дослідженні вивчали імуномодулюючу дію мезенхімальних стовбурових клітин кісткового мозку на Т-лімфоцити периферичної крові, виділені у пацієнтів з ревматоїдним артритом. Клітини МСК кісткового мозку чинять інгібуючий вплив на Т-лімфоцити та пригнічують цитокіни, що беруть участь у фізіопатології ревматоїдного артриту [5].
Неврологічні та серцево-судинні дослідження: МСК мають значний потенціал для застосування в неврологічних та серцево-судинних дослідженнях. Вони використовуються для лікування деяких нейродегенеративних розладів, включаючи хворобу Паркінсона та Альцгеймера. Крім того, вони застосовуються в лікуванні серцево-судинних захворювань, оскільки відновлюють пошкоджені або травмовані тканини серця після серцевих подій. Крім того, МСК також сприяють ангіогенезу і тому є цінними для досліджень серцево-судинної системи. В одному з таких досліджень вивчався терапевтичний потенціал мезенхімальних стовбурових клітин, отриманих з жиру та кісткового мозку, на моделі гострого інфаркту міокарда (ІМ). Дослідження показало, що обидва джерела однаково корисні для регенерації серцевих тканин і зменшення фіброзу [6]. Цікаво, що дослідження, проведене в 2022 р., показало, що мезенхімальні стовбурові клітини пуповини людини (МСК пуповини) чинять нейропротекторну дію на моделях мишей з хворобою Паркінсона шляхом регулювання кишкових мікроорганізмів. Після інтраназальної трансплантації МСК пуповинної крові у мишей спостерігалося покращення опорно-рухової функції [7].

690,00 EUR*

Вміст: 1.5 milliliter

Ціни без урахування податків та витрат на доставку

cryovial

Номер продукту: 300665

Список використаної літератури

Дінг, Д.С., В.К. Шю та С.З. Лін, Мезенхімальні стовбурові клітини. Клітинна трансплантологія, 2011. 20(1): p. 5-14.
Чжан X.-С. та ін., Порівняльне дослідження біологічних характеристик та транскриптомних профілів мезенхімальних стовбурових клітин з різних тканин собаки. Міжнародний журнал молекулярних наук, 2019. 20(6): p. 1485.
Зомер Х.Д. та ін. Мезенхімальні стромальні клітини з дермальної та жирової тканин індукують поляризацію макрофагів до про-репаративного фенотипу та покращують загоєння ран шкіри. Цитотерапія, 2020. 22(5): p. 247-260.
Косинський М. та ін., Відновлення кісткових дефектів за допомогою кісткового замінника, підтриманого мезенхімальними стовбуровими клітинами, отриманими з пуповини. Stem Cells International, 2020. 2020.
Педроса М. та ін., Імуномодулюючий вплив мезенхімальних стромальних/стовбурових клітин, отриманих з кісткового мозку людини, на Т-лімфоцити периферичної крові пацієнтів з ревматоїдним артритом. Журнал тканинної інженерії та регенеративної медицини, 2020. 14(1): p. 16-28.
Омар А.М. та ін., Порівняльне дослідження терапевтичного потенціалу мезенхімальних стовбурових клітин, отриманих з жирової тканини та кісткового мозку, на моделі гострого інфаркту міокарда. Oman Med J, 2019. 34(6): p. 534-543.
Сунь З. та ін., Мезенхімальні стовбурові клітини пупкового канатика людини покращують локомоторну функцію в мишачій моделі хвороби Паркінсона шляхом регулювання кишкових мікроорганізмів. Frontiers in Cell and Development Biology, 2022. 9: p. 808905.