Αλληλεπίδραση μεσεγχυματικών κυττάρων (κυττάρων στρώματος) με υποπληθυσμούς αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων

Abstract

The recognition of the role of Mesenchymal Stromal Cells (MSC) in hematopoiesis, as part of the bone marrow microenvironment, renewed their interest for use in the ex vivo expansion of cord blood (CB) hematopoietic stem cells (HSC). The current study focuses on the evaluation of the effects of children’s bone marrow MSC on the ex vivo expansion capacity of both CB-CD133+ hemopoietic stem cells (HSCs) and allogeneic cord blood or autologous bone marrow (BM) CD34+ when used as a cell feeder layer with or without recombinant cytokines. The HSC were obtained after immunomagnetic isolation from CB and childrens’ BM. They were cocultured for 10 days with MSC from children’s BM in the presence or not of either early or late acting growth factor coktails. An immunophenotypic characterization, CFU-GM assay, evaluation of SDF-1/Angio levels ( ELISA assay) and Oct-4, Sox2, Nanog (qPCR) expression of the hematopoietic populations, obtained after the ex-vivo expansion, was performed. Our results showed that an efficient and reproducible yield of a pure CD133 population was not feasible. The children’s bone marrow-derived MSC expand more primitive populations in co culture with CD34 and that the expansion is further enhanced when the culture is supplemented with growth factors. No additive effect was seen either with the early- or late-acting growth factors’ cocktails used. Biological features of CB hematopoietic progenitors seem to make them more suitable than their BM counterparts for ex vivo expansion. Clinical implementation will be facilitated by methodological standardization and establishment of guidelines.

Η αναγνώριση του ρόλου των μεσεγχυματικών κύτταρων (MSC) στην αιμοποίηση, ως μέρος του μικροπεριβάλλοντος του μυελού των οστών (ΒΜ), ανανέωσε το ενδιαφέρον για χρήση τους στην έκπτυξη αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων (HSC) ομφαλοπλακουντιακό αίμα (CB). Η παρούσα μελέτη επικεντρώνεται στην αξιολόγηση της ex vivo έκπτυξης τόσο των CB-CD133+ όσο και CB- και ΒΜ-CD34+ HSC, παρουσία κυττάρων στρώματος με ή χωρίς τη προσθήκη αυξητικών παραγόντων. Τα HSC προέκυψαν μετά από ανοσομαγνητικό διαχωρισμό από CB και BM παιδιών. Καλλιεργήθηκαν για 10 ημέρες παρουσία ΜSC από BM παιδιών με τη προσθήκη ή όχι συνδυασμών αυξητικών παραγόντων που δρουν σε όψιμη ή πρώιμη φάση της αιμοποίησης, Πραγματοποιήθηκε ανοσοφαινοτυπικός χαρακτηρισμός, μελέτη ανάπτυξης αποικιών CFU-GM, αξιολόγηση των επιπέδων SDF-1a/Angio (με μέθοδο ELISA) και έκφρασης των μεταγραφικών παραγόντων Oct-4, Sox2, Nanog (με qPCR) των πληθυσμών που προέκυψαν μετά την ex-vivo έκπτυξη. Τα αποτελέσματά έδειξαν ότι δεν ήταν εφικτή η απόδοση καθαρού πληθυσμού CD133+. Τα MSC που προέρχονται από μυελό των οστών φαίνεται να υποστηρίζουν την έκπτυξη πληθυσμών με χαρακτηριστικά αρχεγονότητας, φαινόμενο που ενισχύεται με τη προσθήκη αυξητικών παραγόντων στη καλλιέργεια. Δεν παρατηρήθηκε διαφορά στα αποτελέσματα της έκπτυξης μεταξύ των συνδυασμών αυξητικών παραγόντων που δρουν σε πρώιμη ή όψιμη φάση της αιμοποίησης. Τα βιολογικά χαρακτηριστικά των CB αιμοποιητικών αρχέγονων κυττάρων φαίνεται να τα καθιστά πιο κατάλληλα από τα αντίστοιχα αυτόλογα του BM για την ex vivo έκπτυξη CD34+ κυττάρων. Η μεθοδολογική τυποποίηση και η καθιέρωση κατευθυντήριων οδηγιών είναι απαραίτητη για τη χρήση τους σε κλινικές εφαρμογές.