کشت 3 بعدی سلول کروی از MSCs مشتق از بندناف منجر به تقویت القاء پاراکرین بهبودی زخم می شود

تاریخ انتشار: چهارشنبه 06 خرداد 1394 | امتیاز: Article Rating

مقدمه: ترشح فاکتورهای تروفیک توسط MSCs علاقه زیادی را در کسب مزایای آن ایجاد کرده است  که ممکن است منجر به درمان انواع آسیب ها مانند زخم های پوستی شود. در اینجا، یک روش برپایه کشت 3 بعدی جهت بهبود فعالیت پاراکرین جمعیت خاصی از MSCs مشتق از بافت بندناف با استفاده از محیط ویژه ای برای درمان زخم های پوستی گزارش شده است.

روش ها: مدل کشت 3 بعدی UCX گسترش پیدا کرده است و با توجه به شکل گیری کروی، فنوتیپ و بقاء سلولی شناخته می شود. ترشح پروتئین های ECM توسط اسفروئیدهای UCX و فاکتورهای تروفیک دخیل در فرآیند بهبود زخم بررسی گردید. همچنین قدرت بازسازی پوست توسط محیط کشت ویژه 3 بعدی UCX (CM3D) در محیط آزمایشگاه و داخل بدن در مقابل محیط کشت ویژه دوبعدی UCX (CM2D) با استفاده از خراش و tubulogenesis و یک مدل رت با زخم splinting مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج: اسفروئیدهای UCX نگهداری شده در سیستم 3بعدی زنده و چند توانه باقی ماندند و در مقایسه با  CM2D مقادیر قابل توجهی VEGF-A و FGF-2 (در کشت های 2 بعدی قابل تشخیص نبود) و مقادیر بالاتری از MMP-2، MMP-9، HGF، TGF-β1، G-CSF، FGF-2 و IL-6 ترشح کردند. علاوه بر این، CM3D بطور قابل توجهی در محیط آزمایشگاه تولید الاستین و مهاجرت کراتینوسیت ها و فیبروبلاست ها را افزایش داد. سنجش tubulogenesis افزایش بلوغ مویرگی را در حضور CM3D در مقایسه با CM2D (افزیش قابل توجه در ضخامت و طول مویرگ) را نشان داد؛ و در مقایسه با محیط پایه تعداد نقاط انشعاب و تعداد مویرگ افزایش داشتند. در نهایت، زخم های تحت درمان با CM3D علائم بهبود سریعتر و بهتری را درمقایسه با زخم های درمان نشده و تحت درمان با CM2D در داخل بدن نشان دادند. اگرچه مفید بودن CM2D اثبات شده است، زخم های تحت درمان با CM3D در روز 14 بعد از درمان بافت کاملاً بازسازی شده، با سیستم عروقی بالغ تر، و همچنین غدد و فولیکول های مو را نشان دادند.  

نتیجه گیری: این تحقیق یک جایگزین مهم در استفاده از سلول ها در فرمولاسیون نهایی در درمان پیشرفته با محصولات پزشکی (ATMPs) را توسط اثبات مفهومی که یک سیستم تجدیدپذیر جهت تولید محیط ویژه UCX می تواند بعنوان secretome اولیه برای کاربردهای بالینی استفاده شود را آشکار نمود.

Stem Cell Res Ther. 2015 May 9;6(1):90. [Epub ahead of print]

3D spheroid cell culture of umbilical cord tissue-derived MSCs (UCX®) leads to enhanced paracrine induction of wound healing.

Abstract

INTRODUCTION:

The secretion of trophic factors by MSCs has gained increased interest given the benefits it may bring to the treatment of a variety of traumatic injuries such as skin wounds. Herein, we report on a 3D culture-based method to improve the paracrine activity of a specific population of umbilical cord tissue-derived MSCs (UCX®) towards the application of conditioned medium for the treatment of cutaneous wounds.

METHODS:

An UCX® 3D culture model was developed and characterized with respect to spheroid formation, cell phenotype and cell viability. The secretion by UCX® spheroids of ECM proteins and trophic factors involved in the wound healing process was analysed. The skin regenerative potential of UCX® 3D-culture-derived conditioned medium (CM3D) was also assessed in vitro and in vivo against UCX® 2D-culture-derived conditioned medium (CM2D) using scratch and tubulogenesis assays and a rat wound splinting model, respectively.

RESULTS:

UCX® spheroids kept in our 3D system remained viable and multipotent and secreted considerable amounts of VEGF-A and FGF-2, undetected in 2D cultures, and higher amounts of MMP-2, MMP-9, HGF, TGF-β1, G-CSF, FGF-2 and IL-6, when compared to CM2D. Furthermore, CM3D significantly enhanced elastin production and migration of keratinocytes and fibroblasts in vitro. In turn, tubulogenesis assays revealed increased capillary maturation in the presence of CM3D, as seen by significant increase in capillary thickness and length, when compared to CM2D; and increased branching points and capillary number, when compared to basal medium. Finally, CM3D-treated wounds presented signs of faster and better resolution when compared to untreated and CM2D-treated wounds in vivo. Although CM2D proved to be beneficial, CM3D-treated wounds revealed a completely regenerated tissue by day 14 after excisions, with a more mature vascular system and already showing glands and hair follicles.

CONCLUSIONS:

This work unravels an important alternative to the use of cells in the final formulation of advanced therapy medicinal products (ATMPs) by providing a proof of concept that a reproducible system for the production of UCX® conditioned medium can be used to prime a secretome for eventual clinical applications.

PMID: 25956381
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان