Quelles sont des cellules stromales (cellules souche mésenchymateuses) ?

Les cellules stromales - également connues sous le nom de cellules souche mésenchymateuses (MSCs) - sont non-hématopoïétiques, multipotent, les cellules auto-renouvelables qui sont capables de la différenciation de trilineage (mesoderm, ectoderm, et endoderme). Le pluripotency et les caractéristiques immunomodulatrices des GCS signifient qu'ils sont un outil efficace dans le réglage de thérapie cellulaire et de tissu.

Saut à :

  1. Que définit une cellule stromale ?
  2. Sources de GCS
  3. Isolement et culture des GCS
  4. Expression des bornes de surface de cellules
  5. Capacité pour la cultivation in vitro à long terme des GCS
  6. Effets immunomodulateurs des GCS

Cellules souche mésenchymateuses marquées avec les sondes fluorescentesVshivkova | Shutterstock

Il est facile isoler les cellules souche mésenchymateuses et culturelement expansible in vitro pendant des longues périodes de temps sans détruire leurs caractéristiques. Elles peuvent transport-différencier dans les cellules ectodermiques et les cellules endodermales. D'ailleurs, en raison de leur abondance dans le fuselage adulte, recherche sur ces cellules n'exige pas l'approbation éthique. Les GCS sont également plus sûrs que des iPSCs, sans le risque de formation de tératome. Ceci leur effectue les candidats idéaux pour la thérapie cellulaire.

Que définit une cellule stromale ?

La société internationale pour le traitement cellulaire fournit les directives suivantes sur les cellules souche mésenchymateuses :

  1. Les cellules devraient expliquer l'adhérence en plastique.
  2. Elles devraient exprimer les bornes spécifiques de surface de cellules, telles que le boîtier de la différenciation 73 (CD), D90, CD105, et manquent de l'expression de CD14, de CD34, de CD45 et de leucocyte humain antigène-DR (HLA-DR).
  3. Elles devraient pouvoir différencier in vitro dans des adipocytes, des chondrocytes, et des osteoblasts.

Le résumé des critères dLe schéma 2. résumé des critères d'ISCT pour recenser des GCS pour la recherche purposes. Crédit d'image : PromoCell Gmbh. (1) les GCS doivent être plastique-adhérents dans des conditions de culture normales. (2) les GCS doivent exprimer les antigènes de surface CD105, CD73, et CD90. Un manque d'expression des antigènes hématopoïétiques (CD45, CD34, CD14/CD11b, CD79a/CD19, HLA-DR) est recommandé, avec une pureté minimum de ≥95% pour les cellules CD105, CD73, et CD90 et l'expression positives de ≤2% des antigènes hématopoïétiques. (3) les GCS doivent s'avérer pour être multipotent et capables provoquer des adipocytes, des osteoblasts, et des chondrocytes dans les conditions de culture-différenciation de tissu in vitro normal.

Sources de cellules souche mésenchymateuses

Les cellules souche mésenchymateuses sont présentes en presque tous les tissus. Une population significative des cellules souche mésenchymateuses a été dérivée de la moelle osseuse. Des cellules présentant des propriétés des cellules souche mésenchymateuses ont été également isolées dans le tissu adipeux, tissus dentaires, membrane et liquide aniotiques, placenta et membrane foetale, endomètre, sang menstruel, sang périphérique, liquide synovial, glande salivaire, bourgeon de membre, peau et prépuce, membrane sous-aniotique de garniture de cordon ombilical et gelée de Wharton.

Isolement et culture des cellules souche mésenchymateuses

En dépit des nombres relativement peu élevés des GCS en moelle osseuse aspire, il y a un grand intérêt en ces cellules comme elles peuvent être facilement isolées et augmentées dans la culture par approximativement 40 doublings de population en 8 - 10 semaines.

La moelle osseuse est considérée la meilleure source pour les cellules souche mésenchymateuses et employée comme un benchmark pour la comparaison des GCS obtenus à partir d'autres sources.

Des cellules souche mésenchymateuses obtenues à partir de la moelle osseuse, du sang périphérique et du liquide synovial sont obtenues suivre la méthode de gradient de densité de Ficoll. Des GCS obtenus à partir d'autres sources de tissu, telles que la graisse animale, dentaire, l'endomètre, le placenta, la peau, et le prépuce, et la gelée de Wharton sont obtenus après digestion avec la collagènase.

Des cellules souche mésenchymateuses d'isolement dans différentes sources sont cultivées dans le support, le DMEM-F12, (DMEM) l'a-MEM (support essentiel minimal), le DMEM complétés avec le bas ou la forte concentration d'Eagle modifié de Dulbecco de glucose et de RPMI (support commémoratif d'institut de stationnement de Rosewell). Le milieu de culture a été complété avec le sérum de boeuf foetal de 10% (FBS), le sérum nouveau-né de mollet (NBCS) ou le sérum foetal de mollet (FCS).

Expression des bornes de surface de cellules

Les cellules montrant l'expression positive pour CD63, D90, et CD105, et manque d'expression de CD14, de CD34, de CD45, et de HLA-DR sont considérées comme GCS. En plus des bornes mentionnées ci-dessus, les GCS expriment également CD29, CD44, CD146, et CD140b, selon le tissu d'origine.

l'Étape-détail antigen-4 (SSEA) embryonnaire, précurseur antigen-1 (Stro-1) de CD146 et de stromal sont les cachets des cellules souche mésenchymateuses. Stro-1 est franchement exprimé en moelle osseuse et tissu dentaire, mais négatif dans les GCS graisse-dérivés par être humain.

Capacité pour la cultivation in vitro à long terme des cellules souche mésenchymateuses

C'est un défi pour obtenir un numéro adéquat des cellules pour des applications cliniques car elles tendent à détruire leur pouvoir pendant la sous-culture et à des canalisations plus élevées.

Les premières cellules souche mésenchymateuses montrent le potentiel élevé de différenciation dans des chondrocytes, des osteocytes, et des adipocytes. Cependant, la culture à long terme et les canalisations plus élevées entraînent la sénescence caractérisée par une diminution de capacité de différenciation, la diminution de la longueur de télomère et une plus grande probabilité de transformation maligne.

Le sérum et les facteurs de croissance influencent les propriétés des cellules souche mésenchymateuses pendant in vitro la cultivation. La cultivation de GCS exige la FCS de 10%, mais les GCS maintiennent les protéines de FCS qui peuvent déclencher une réaction immunologique in vivo.

Si mésenchymateuses des cellules souche sont augmentées dans des medias sans sérum, il y ont un déclin graduel dans le potentiel de différenciation et l'activité de télomérase. Cependant, les cellules sont résistantes à la transformation maligne et peuvent être augmentées à des canalisations plus élevées.

Effets immunomodulateurs des cellules souche mésenchymateuses

Des cellules souche mésenchymateuses ont été montrées pour supprimer la réaction immunitaire excessive des cellules de T et de B, ainsi que des cellules dendritiques, des macrophages et des cellules tueuses naturelles (NK) par un mécanisme qui concerne l'effet combiné de beaucoup de médiateurs immunodépresseurs. La plupart des médiateurs, telles que l'oxyde nitrique (NO), dioxygenase de l'indoleamine 2,3 (IDO), prostaglandine E2 (PGE2), protéine facteur-inductible du gène 6 de nécrose tumorale (TSG6), CCL-2, et ligand programmé 1 (PD-L1) de la mort sont inductibles par les stimulus inflammatoires.

Bien que ces facteurs montrent l'expression minimale en cellules souche mésenchymateuses inactivées, ils peuvent être stimulés par des cytokines inflammatoires, telles que le gamma d'interféron (IFN-g), l'alpha de facteur de nécrose tumorale (TNF-un) et l'interleukine 1 (IL-1). Les GCS exprimant la stimulation suivante d'IDO avec IFN-g catalysent la conversion du tryptophane en kynurenine, qui entraîne l'inhibition de la voie pour la prolifération à cellule T.

La production sans par cellules souche mésenchymateuses empêche également la prolifération à cellule T. Les GCS empêchent la maturation des monocytes aux cellules dendritiques menant à l'activation des lymphocytes T réduite. Les cellules souche mésenchymateuses empêchent également la régulation positive de CD1a, de CD40, de CD80, et de CD86 pendant la maturation de C.C. En conclusion, elles empêchent la sécrétion de TNF-un, d'IFN-g, et d'IL-12 en cellules dendritiques et augmentent les niveaux d'IL-10, induisant un phénotype plus anti-inflammatoire de cellule dendritique.

La sécrétion des facteurs solubles tels que le facteur de croissance transformant (TGF-b) et la prostaglandine E2 (PGE2) et le contact direct de cellule-cellule entre les GCS et les cellules tueuses naturelles (NK) suppriment la prolifération des cellules de NK. le contact de Cellule-cellule des GCS par PD-1 grippant à son ligand peut également être responsable de l'inhibition de la prolifération à cellule T.

Sources

Last Updated: May 21, 2019

Dr. Supriya Subramanian

Written by

Dr. Supriya Subramanian

Dr. Supriya's passion for scientific writing began with her Bachelor’s of Science (B.Sc.) degree in Medical Laboratory Technology at the Postgraduate Institute of Medical Education and Research (PGIMER), India. She went on to study a Ph.D. in protein biology and then spent two years as a post-doctoral researcher studying membrane transport. She has hands-on experience of fluorescent microscopy, siRNA knockdown and tissue biology. Now a freelance writer, Supriya approaches her articles with a focus on cell physiology, molecular biology, membrane biochemistry, and biophysics.

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