Mezenchymalne komórki macierzyste

Z BioInf

Mezenchymalne komórki macierzyste

Mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) to multipotencjalne, samoodnawiające się komórki niehematopoetyczne obecne w wielu tkankach organizmu, takich jak mięśnie, tkanka tłuszczowa, fibroblasty, chrząstki, ścięgna i tkanka nerwowa. Tkanki mezenchymalne poza komórkami prekursorowymi ukierunkowanymi na różnicowanie w określonym kierunku, uczestniczącymi w procesach regeneracji, zawierają także nieukierunkowane komórki macierzyste, które mogą różnicować się w kierunku różnych linii komórkowych (kości, mięsni, tkanki tłuszczowej itd.). Dotychczas odkryto kilka źródeł efektywnego pozyskiwania komórek MSC takich jak szpik kostny, tkanka tłuszczowa, krew pępowinowa, łożysko, miazga zębowa, mięśnie szkieletowe i inne. Dzięki temu komórki MSC są postrzegane jako przyszłość medycyny regeneracyjnej w zakresie kardiologii, ortopedii, czy też procedur medycznych związanych z funkcją wątroby, nerek, czy trzustki.

Zastosowanie MSC w ortopedii

Uszkodzenia chrząstki na skutek procesów zapalnych i nadmiernego zużycia, są uważane za jedną z chorób cywilizacyjnych. Dotychczas brak skutecznej terapii przywracającej jej prawidłowe funkcje. Badania wykazały, iż przyszłością mogą być przeszczepy komórek MSC, które hodowane w medium zawierającym wysokie stężenie glukozy oraz czynniki wzrostu TGFbeta3, mają zdolność różnicowania się w kierunku chondrocytów. W celu odwzorowania naturalnego środowiska wzrostu chondrocytów w hodowli wykorzystuje się scafoldy – rusztowania z kolagenu, fibryny, chitosanu lub innych materiałów, stanowiące wsparcie dla tworzenia wzajemnych połączeń międzykomórkowych.

MSC w regeneracji kości

MSC w odpowiednich warunkach hodowlanych In vitro mają możliwość różnicowania w kierunku osteoblastów. Przykładowe medium hodowlane zawiera deksametazon, kwas askorbowy oraz 10beta fosforan glicerolu. MSC zostały zastosowane z sukcesem na modelach zwierzęcych złamań kości. Także pierwsze próby kliniczne dotyczące przeszczepu MSC hodowanych na rusztowaniach z hydroksyapaptytu do pacjentów z defektami trzonu kości długich skutkowały tworzeniem nowej kości wewnątrz rusztowania oraz tworzeniem sieci naczyń krwionośnych. W efekcie pacjenci odzyskali pełną funkcję kończyn. MSC są także upatrywane jako alternatywa dla leczenia skutków osteoporozy.

MSC w chorobach serca

Badania wykazały, iż MSC mogą być materiałem do regeneracji uszkodzeń mięśnia sercowego, zmniejszania blizn w miokardium, przywracania prawidłowej funkcji skurczowej, polepszanie funkcji komór w sercu po przebytym zawale, a także poprawiającym funkcję serca w przebiegu kardiomiopatii roztrzeniowej i arytmii. Liczne doniesienia wskazują, iż MSC mają zdolność wydzielania wielu cytokin, chemokin i czynników wzrostu (VEGF, FGF, TGFbeta, HGF, adrenomedullinę, IGF-1, IL-10, IL-11, erytropoetynę), które mają pozytywne oddziaływanie na komórki mięśnia sercowego. Podobnie jak w przypadku chrząstki, MSC ukierunkowane na aplikacje kardiologiczne są hodowane na rusztowaniach wspomagających ich retencję, dystrybucję oraz implantację. W tym celu stosuje się kolagen, fibrynę, syntetyczne polimery kwasu kwasu poliglikolowego, polimery kwasu mlekowego, glikolowego oraz polikoprolakton.

Piśmiennictwo:

  1. http://www.hindawi.com/journals/sci/2013/496218/
  2. http://www.nature.com/emm/journal/v45/n11/full/emm201394a.html
Osobiste