پیری در سلول های بنیادی مزانشیمی: تغییرات عملکردی و کاربردها در درمان مبتنی بر سلول های بنیادی
تاریخ انتشار: دوشنبه 18 مرداد 1395
| امتیاز:
پزشکی بازساختی به طور گسترده ای در حال توسعه سلول درمانی ها با استفاده از سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs)، با کاربردهایی برای چندین بیماری مرتبط با پیری است. برای درمان موفقیت آمیز، شمار قابل توجهی از سلول ها مورد نیاز است که خود نیازمند تکثیر سلولی شدید به صورت ex vivo است. با این حال، تکثیر سلول های بنیادی مزانشیمی محدود است و این احتمال کاملا وجود دارد که کشت طولانی مدت تغییرات دائمی را در سلول های بنیادی مزانشیمی ایجاد کند. بنابراین، بخش قابل توجهی از سلول ها ممکن است متحمل پیری شوند. در مطالعه مروری حاضر، ما ابتدا شناسایی ظاهری سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی پیر(hMSCs) و تغییرات عملکردی احتمالی متعاقب آن را ارائه کردیم. تجمع استرس اکسیداتیو و تنظیم نامناسب فاکتورهای تنظیمی کلیدی تمایز پتانسیل تمایز کاهش یافته سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی را تعیین می کنند. هم چنین سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی پیر اختلال مشخصی را در توانایی مهاجرتی و لانه گزینی شان نشان می دهند. در نهایت، بسیاری از فاکتورها در سکرتوم سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی پیر قادر به تشدید پاسخ التهابی در سطح سیستمیک، کاهش فعالیت تعدیل سازی ایمنی سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی و بهبود تکثیر و مهاجرت سلول های سرطانی هستند. با توجه به اثرات مخربی که این تغییرات به جای می گذارند، مونیتور کردن وقوع فنوتیپ پیری در سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی تکثیر شده به صورت بالینی و ارزیابی راه های ممکن برای مهار پیری سلول های بنیادی مزانشیمی در اولویت قرار می گیرد. ارائه انتقادهای به روز در مورد استراتژی های ممکن برای مونیتور کردن پیری به صورت in vitro و پیشگیری ایت فرایند دومین بخش این مطالعه مروری است. درک مکانیسم هایی که منجر به مهار رشد سلول های بنیادی مزانشیمی می شوند و ارزیابی چگونگی مقابله با آن ها برای حفظ منبع دارای عملکرد سلول های بنیادی اهمیت اساسی برای تکوین روش های درمانی موثر مبتنی بر سلول دارد.
Int J Mol Sci. 2016 Jul 19;17(7). pii: E1164.
Senescence in Human Mesenchymal Stem Cells: Functional Changes and Implications in Stem Cell-Based Therapy.
Turinetto V1, Vitale E2, Giachino C3.
Abstract
Regenerative medicine is extensively interested in developing cell therapies using mesenchymal stem cells (MSCs), with applications to several aging-associated diseases. For successful therapies, a substantial number of cells are needed, requiring extensive ex vivo cell expansion. However, MSC proliferation is limited and it is quite likely that long-term culture evokes continuous changes in MSCs. Therefore, a substantial proportion of cells may undergo senescence. In the present review, we will first present the phenotypic characterization of senescent human MSCs (hMSCs) and their possible consequent functional alterations. The accumulation of oxidative stress and dysregulation of key differentiation regulatory factors determine decreased differentiation potential of senescent hMSCs. Senescent hMSCs also show a marked impairment in their migratory and homing ability. Finally, many factors present in the secretome of senescent hMSCs are able to exacerbate the inflammatory response at a systemic level, decreasing the immune modulation activity of hMSCs and promoting either proliferation or migration of cancer cells. Considering the deleterious effects that these changes could evoke, it would appear of primary importance to monitor the occurrence of senescent phenotype in clinically expanded hMSCs and to evaluate possible ways to prevent in vitro MSC senescence. An updated critical presentation of the possible strategies for in vitro senescence monitoring and prevention constitutes the second part of this review. Understanding the mechanisms that drive toward hMSC growth arrest and evaluating how to counteract these for preserving a functional stem cell pool is of fundamental importance for the development of efficient cell-based therapeutic approaches.
PMID: 27447618