Che cosa sono celle Stromal (cellule staminali Mesenchymal)?

Le celle Stromal - anche conosciute come le cellule staminali mesenchymal (MSCs) - sono celle non ematopoietiche, multipotent, auto-rinnovabili che sono capaci di differenziazione di trilineage (mesoderm, ectoderm ed ipoblasto). Il pluripotency e le funzionalità immunomodulatory dei MSCs significano che sono un efficace strumento nella terapia cellulare e nella riparazione del tessuto.

Salto a:

  1. Che cosa definisce una cella stromal?
  2. Sorgenti dei MSCs
  3. Isolamento e cultura dei MSCs
  4. Espressione degli indicatori della superficie delle cellule
  5. Capacità per la coltura in vitro a lungo termine dei MSCs
  6. Effetti Immunomodulatory dei MSCs

Cellule staminali Mesenchymal contrassegnate con le sonde fluorescentiVshivkova | Shutterstock

Le cellule staminali Mesenchymal sono facili da isolare e culturalmente estensibile in vitro per i lungi periodi di tempo senza perdere le loro caratteristiche. Possono trans-differenziarsi nelle celle ectodermiche e nelle celle endodermiche. Inoltre, dovuto la loro abbondanza nell'organismo adulto, la ricerca su queste celle non richiede l'approvazione etica. I MSCs sono egualmente più sicuri dei iPSCs, senza il rischio di formazione di teratoma. Ciò rende loro i candidati ideali per terapia cellulare.

Che cosa definisce una cella stromal?

La società internazionale per la terapia cellulare fornisce le seguenti linee guida sulle cellule staminali mesenchymal:

  1. Le celle dovrebbero dimostrare l'aderenza di plastica.
  2. Dovrebbero esprimere gli indicatori specifici della superficie delle cellule, quale il cluster di differenziazione (CD) 73, D90, CD105 e mancano dell'espressione di CD14, di CD34, di CD45 e di antigene-DOTT umano del leucocita (HLA-DR).
  3. Dovrebbero potere differenziarsi in vitro nei adipocytes, nei chondrocytes e nei osteoblasts.

Riassunto dei criteri di ISCT per lFigura 2. riassunto dei criteri di ISCT per l'identificazione dei MSCs per la ricerca. Credito di immagine: PromoCell Gmbh. (1) i MSCs devono essere plastica-aderenti negli stati standard della cultura. (2) i MSCs devono esprimere gli antigeni di superficie CD105, CD73 e CD90. Una mancanza di espressione degli antigeni ematopoietici (CD45, CD34, CD14/CD11b, CD79a/CD19, HLA-DR) è raccomandata, con una purezza minima di ≥95% per le celle CD105, CD73 e CD90 e l'espressione positive di ≤2% degli antigeni ematopoietici. (3) i MSCs devono essere indicati per essere multipotent e potere provocare i adipocytes, i osteoblasts e i chondrocytes negli stati didifferenziazione del tessuto in vitro standard.

Sorgenti delle cellule staminali mesenchymal

Le cellule staminali Mesenchymal sono presenti in quasi tutti i tessuti. Una popolazione significativa delle cellule staminali mesenchymal è stata derivata dal midollo osseo. Le celle che presentano i beni delle cellule staminali mesenchymal egualmente sono state isolate dal tessuto adiposo, tessuti dentari, membrana e fluido amniotici, placenta e membrana fetale, endometrio, sangue mestruale, sangue periferico, liquido sinoviale, ghiandola salivare, germoglio dell'arto, interfaccia e prepuzio, membrana sotto-amniotica del rivestimento del cordone ombelicale e la gelatina di Wharton.

Isolamento e cultura delle cellule staminali mesenchymal

Malgrado i numeri relativamente bassi dei MSCs in midollo osseo aspira, c'è un vivo interesse in queste celle come possono essere isolate ed espante facilmente nella cultura con circa 40 doublings della popolazione in 8 - 10 settimane.

Il midollo osseo è considerato come la migliore sorgente per le cellule staminali mesenchymal ed è usato come un benchmark per il confronto dei MSCs ottenuti da altre sorgenti.

Le cellule staminali Mesenchymal ottenute dal midollo osseo, dal sangue periferico e dal liquido sinoviale sono ottenute facendo uso del metodo di gradiente di densità di Ficoll. I MSCs ottenuti da altre sorgenti del tessuto, quali grasso animale, dentario, endometrio, placenta, interfaccia e prepuzio e la gelatina di Wharton sono ottenuti dopo digestione con la collagenosi.

Le cellule staminali Mesenchymal isolate dalle sorgenti differenti sono coltivate nel media, nel DMEM-F12, (DMEM) nel a-MEM (media essenziale minimo), nel DMEM completati con il minimo o nell'alta concentrazione di Eagle modificato di Dulbecco di glucosio e di RPMI (media commemorativo dell'istituto della sosta di Rosewell). Il terreno di coltura è stato completato con il siero bovino fetale di 10% (FBS), il siero neonato del vitello (NBCS) o il siero fetale del vitello (FCS).

Espressione degli indicatori della superficie delle cellule

Le celle che mostrano l'espressione positiva per CD63, D90 e CD105 e mancanza di espressione di CD14, di CD34, di CD45 e di HLA-DR sono considerate come MSCs. Oltre agli indicatori suddetti, i MSCs egualmente esprimono CD29, CD44, CD146 e CD140b, secondo il tessuto dell'origine.

antigen-4 embrionali (SSEA) Fase-specifici, CD146 ed il precursore stromal antigen-1 (Stro-1) sono gli marchi di garanzia delle cellule staminali mesenchymal. Stro-1 è espresso positivamente nel midollo osseo ed in tessuto dentario, ma nella quantità negativa in MSCs adiposo-derivati essere umano.

Capacità per la coltura in vitro a lungo termine delle cellule staminali mesenchymal

È una sfida per ottenere un numero adeguato di celle per le applicazioni cliniche poichè tendono a perdere la loro potenza durante la subcoltura ed ai passaggi più alti.

Le cellule staminali mesenchymal in anticipo mostrano l'alto potenziale di differenziazione nei chondrocytes, nei osteocytes e nei adipocytes. Tuttavia, la cultura a lungo termine e gli più alti passaggi causano la senescenza caratterizzata da una diminuzione nell'abilità di differenziazione, dall'accorciamento della lunghezza del telomere e da una probabilità aumentata di trasformazione maligna.

Il siero ed i fattori di crescita urtano i beni delle cellule staminali mesenchymal durante in vitro la coltura. La coltura dei MSCs richiede il FCS di 10%, ma i MSCs conservano le proteine di FCS che possono avviare una risposta immunologica in vivo.

Una volta mesenchymal le cellule staminali sono ampliate nei media senza siero, c'è un declino graduale nel potenziale di differenziazione e nell'attività del telomerase. Tuttavia, le celle sono resistenti a trasformazione maligna e possono essere espante agli più alti passaggi.

Effetti Immunomodulatory delle cellule staminali mesenchymal

Le cellule staminali Mesenchymal sono state indicate per sopprimere l'eccessiva risposta immunitaria di T e linfociti B come pure celle dentritiche, macrofagi e celle di uccisore (NK) naturali da un meccanismo che comprende l'effetto combinato di molti mediatori immunosopressivi. La maggior parte dei mediatori, quale ossido di azoto (NO), dioxygenase di indoleamine 2,3 (IDO), prostaglandina E2 (PGE2), proteina fattore-viscoelastica del gene 6 di necrosi del tumore (TSG6), CCL-2 e legante programmato 1 (PD-L1) di morte sono viscoelastici dagli stimoli infiammatori.

Sebbene questi fattori mostrino l'espressione minima in cellule staminali mesenchymal inattivate, possono essere stimolati dalle citochine infiammatorie, quali gamma dell'interferone (IFN-g), l'alfa di fattore di necrosi tumorale (TNF-a) e l'interleuchina -1 (IL-1). I MSCs che esprimono lo stimolo seguente di IDO con IFN-g catalizzano la conversione di triptofano al kynurenine, che causa l'inibizione della via per proliferazione a cellula T.

La produzione di NO dalle cellule staminali mesenchymal egualmente inibisce la proliferazione a cellula T. I MSCs inibiscono la maturazione dei monociti alle celle dentritiche che piombo all'attivazione a cellula T diminuita. Le cellule staminali Mesenchymal egualmente inibiscono il upregulation di CD1a, di CD40, di CD80 e di CD86 durante la maturazione di CC. Per concludere, inibiscono la secrezione di TNF-a, di IFN-g e di IL-12 in celle dentritiche ed aumentano i livelli di IL-10, inducenti un fenotipo dentritico più antinfiammatorio delle cellule.

La secrezione dei fattori solubili quale il fattore di crescita di trasformazione (TGF-b) e la prostaglandina la E2 (PGE2) ed il contatto diretto della cella-cella fra i MSCs e le celle di uccisore (NK) naturali sopprimono la proliferazione delle celle di NK. il contatto della Cella-cella dei MSCs con PD-1 che lega al suo legante può anche essere responsabile di inibizione di proliferazione a cellula T.

Sorgenti

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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