Que são pilhas Stromal (células estaminais Mesenchymal)?

As pilhas Stromal - igualmente conhecidas como células estaminais mesenchymal (MSCs) - são as pilhas não-hematopoietic, multipotent, auto-renováveis que são capazes da diferenciação do trilineage (mesodermo, ectoderme, e endoderme). O pluripotency e as características immunomodulatory dos CAM significam que é uma ferramenta eficaz na terapia de pilha e no reparo do tecido.

Faixa clara a:

  1. Que define uma pilha stromal?
  2. Fontes de CAM
  3. Isolamento e cultura dos CAM
  4. Expressão de marcadores da superfície da pilha
  5. Capacidade para o cultivo do prazo in vitro dos CAM
  6. Efeitos Immunomodulatory dos CAM

Células estaminais Mesenchymal etiquetadas com pontas de prova fluorescentesVshivkova | Shutterstock

As células estaminais Mesenchymal são fáceis de isolar-se in vitro e cultural expansível por longos período do tempo sem perder suas características. Podem transporte-diferenciar-se em pilhas ectodérmicas e em pilhas endodermal. Além disso, devido a sua abundância no corpo adulto, pesquisa sobre estas pilhas não exige a aprovação ética. Os CAM são igualmente mais seguros do que iPSCs, sem o risco de formação do teratoma. Isto faz-lhes candidatos ideais para a terapia de pilha.

Que define uma pilha stromal?

A sociedade internacional para a terapia celular fornece as seguintes directrizes em células estaminais mesenchymal:

  1. As pilhas devem demonstrar a aderência plástica.
  2. Devem expressar marcadores específicos da superfície da pilha, tais como o conjunto de diferenciação (CD) 73, D90, CD105, e faltam a expressão de CD14, de CD34, de CD45 e de antígeno-DR. humano da leucócito (HLA-DR).
  3. Devem poder diferenciar-se in vitro em adipocytes, em chondrocytes, e em osteoblasts.

Sumário dos critérios de ISCT para identificar CAM para fins de investigação. (1) os CAM devem ser plástico-aderentes sob condições padrão da cultura. (2) os CAM devem expressar os antígenos de superfície CD105, CD73, e CD90. Uma falta da expressão dos antígenos hematopoietic (CD45, CD34, CD14/CD11b, CD79a/CD19, HLA-DR) é recomendada, junto com uma pureza mínima de ≥95% para as pilhas CD105, CD73, e CD90 e a expressão positivas de ≤2% de antígenos hematopoietic. (3) Os CAM devem ser mostrados para ser multipotent e poder causar in vitro adipocytes, osteoblasts, e chondrocytes sob as condições dediferenciação do tecido do padrão.Figura 2. sumário dos critérios de ISCT para identificar CAM para fins de investigação. Crédito de imagem: PromoCell GmbH. (1) os CAM devem ser plástico-aderentes sob condições padrão da cultura. (2) os CAM devem expressar os antígenos de superfície CD105, CD73, e CD90. Uma falta da expressão dos antígenos hematopoietic (CD45, CD34, CD14/CD11b, CD79a/CD19, HLA-DR) é recomendada, junto com uma pureza mínima de ≥95% para as pilhas CD105, CD73, e CD90 e a expressão positivas de ≤2% de antígenos hematopoietic. (3) Os CAM devem ser mostrados para ser multipotent e poder causar in vitro adipocytes, osteoblasts, e chondrocytes sob as condições dediferenciação do tecido do padrão.

Fontes de células estaminais mesenchymal

As células estaminais Mesenchymal estam presente em quase todos os tecidos. Uma população significativa de células estaminais mesenchymal foi derivada da medula. As pilhas que exibem propriedades de células estaminais mesenchymal foram isoladas igualmente do tecido adiposo, tecidos dentais, membrana e fluido amniotic, placenta e membrana fetal, endométrio, sangue menstrual, sangue periférico, líquido synovial, glândula salivar, botão do membro, pele e prepúcio, membrana secundário-amniotic do forro do cabo de cordão umbilical e geléia de Wharton.

Isolamento e cultura de células estaminais mesenchymal

Apesar dos números relativamente baixos de CAM na medula aspira, há um forte interesse nestas pilhas como podem facilmente ser isolados e expandido na cultura com aproximadamente 40 doublings da população em 8 - 10 semanas.

A medula é considerada ser a melhor fonte para células estaminais mesenchymal e usada como uma marca de nível para a comparação dos CAM obtidos de outras fontes.

As células estaminais Mesenchymal obtidas da medula, do sangue periférico e do líquido synovial são obtidas usando o método de inclinação da densidade de Ficoll. Os CAM obtidos de outras fontes do tecido, tais como a gordura animal, dental, o endométrio, a placenta, a pele, e o prepúcio, e a geléia de Wharton são obtidos após a digestão com collagenase.

As células estaminais Mesenchymal isoladas das fontes diferentes são cultivadas no media de Eagle alterado de Dulbecco (DMEM), no DMEM-F12, no a-MEM (media essencial mínimo), no DMEM suplementados com a baixa ou concentração alta de glicose e de RPMI (media memorável do instituto do parque de Rosewell). O media de cultura foi suplementado com o soro bovino fetal de 10% (FBS), o soro recém-nascido da vitela (NBCS) ou o soro fetal da vitela (FCS).

Expressão de marcadores da superfície da pilha

As pilhas que mostram a expressão positiva para CD63, D90, e CD105, e falta da expressão de CD14, de CD34, de CD45, e de HLA-DR são consideradas como CAM. Além do que os marcadores acima mencionados, os CAM igualmente expressam CD29, CD44, CD146, e CD140b, segundo o tecido da origem.

antigen-4 embrionários (SSEA) Fase-específicos, CD146 e o precursor stromal antigen-1 (Stro-1) são as indicações de células estaminais mesenchymal. Stro-1 é expressado positivamente na medula e no tecido dental, mas no negativo em CAM adiposo-derivados ser humano.

Capacidade para o cultivo do prazo in vitro de células estaminais mesenchymal

É um desafio para obter um número adequado de pilhas para aplicações clínicas porque tendem a perder sua potência durante o secundário-cultivo e em umas passagens mais altas.

As células estaminais mesenchymal adiantadas mostram o potencial alto da diferenciação em chondrocytes, em osteocytes, e em adipocytes. Contudo, a cultura a longo prazo e umas passagens mais altas causam o senescence caracterizado uma diminuição na capacidade da diferenciação, pelo encurtamento do comprimento do telomere e por uma probabilidade aumentada da transformação maligno.

O soro e os factores de crescimento impactam as propriedades de células estaminais mesenchymal durante in vitro o cultivo. O cultivo dos CAM exige o FCS de 10%, mas os CAM retêm as proteínas do FCS que podem provocar uma resposta imunológica in vivo.

Quando mesenchymal as células estaminais são expandidas em media soro-livres, hão uma diminuição gradual no potencial da diferenciação e na actividade do telomerase. Contudo, as pilhas são resistentes à transformação maligno e podem ser expandidas em umas passagens mais altas.

Efeitos Immunomodulatory de células estaminais mesenchymal

As células estaminais Mesenchymal foram mostradas para suprimir a resposta imune excessiva de pilhas de T e de B, assim como pilhas dendrítico, macrófagos e pilhas de assassino (NK) naturais por um mecanismo que envolvesse o efeito combinado de muitos mediadores immunosuppressive. A maioria dos mediadores, tais como o óxido nítrico (NO), dioxygenase do indoleamine 2,3 (IDO), prostaglandin E2 (PGE2), a proteína factor-inducible do gene 6 da necrose do tumor (TSG6), o CCL-2, e a ligante programada 1 da morte (PD-L1) são inducible por estímulos inflamatórios.

Embora estes factores mostrem a expressão mínima em células estaminais mesenchymal neutralizadas, podem ser estimulados por cytokines inflamatórios, tais como o alfa do factor da gama da interferona (IFN-g), de necrose de tumor (TNF-a) e o interleukin -1 (IL-1). Os CAM que expressam a estimulação de seguimento de IDO com IFN-g catalisam a conversão do triptofano ao kynurenine, que causa a inibição do caminho para a proliferação de célula T.

A produção de NÃO por células estaminais mesenchymal igualmente inibe a proliferação de célula T. Os CAM inibem a maturação dos monocytes às pilhas dendrítico que conduzem à activação de célula T reduzida. As células estaminais Mesenchymal igualmente inibem o upregulation de CD1a, de CD40, de CD80, e de CD86 durante a maturação da C.C. Finalmente, inibem a secreção de TNF-a, de IFN-g, e de IL-12 em pilhas dendrítico e aumentam os níveis de IL-10, induzindo um fenótipo dendrítico anti-mais inflamatório da pilha.

A secreção de factores solúveis tais como o factor de crescimento de transformação (TGF-b) e o prostaglandin E2 (PGE2) e o contacto directo da pilha-pilha entre CAM e pilhas de assassino (NK) naturais suprimem a proliferação de pilhas de NK. o contacto da Pilha-pilha dos CAM com PD-1 que liga a sua ligante pode igualmente ser responsável para a inibição de proliferação de célula T.

Fontes

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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