az őssejt-kondicionált táptalaj kilátásai a regeneratív gyógyászatban

absztrakt

háttér. Az őssejtből származó kondicionált táptalaj ígéretes kilátásokkal rendelkezik a regeneratív orvoslás gyógyszereként. Objektív. Az őssejtből származó kondicionált közeg (CM) megszerzésének különféle módszereinek vizsgálata, hogy betekintést nyerjenek a különböző betegségekben való alkalmazásuk kilátásaiba. Módszerek. Szisztematikus áttekintés kulcsszavak használatával “őssejt” és ” kondicionált közeg “vagy” secretome “és” terápia.”A kezelt állapotokra/betegségekre, a tenyésztett sejttípusra, a táptalajra és a sejtek tenyésztésére, a tenyésztési állapotra, a CM-feldolgozásra, a növekedési faktorokra és az elemzett egyéb váladékokra, az alkalmazás módjára és az eredményre vonatkozó adatokat megjegyeztük, csoportosítottuk, táblázatba foglaltuk és elemeztük. Eredmények. A CM-t használó tanulmányok többsége jó eredményeket mutatott. Azonban a különböző CM-ek, még akkor is, ha ugyanabból a fajta sejtből származnak, különböző körülmények között jöttek létre, vagyis különböző átjárókból, tápközegből és tenyésztési állapotból. A különböző típusú sejtek növekedési faktorhozamai egyes vizsgálatokban rendelkezésre álltak, és kiszámítható volt a CM előállításához szükséges sejtszám egy alkalmazáshoz. Következtetés. Különböző őssejtekből származó kondicionált táptalajokat teszteltek különböző betegségeken, és többnyire jó eredményeket mutattak. Mindazonáltal szabványosított termelési módszereket és használatuk ellenőrzését kell elvégezni.

1. Bevezetés

az őssejtek különböző betegségekben való alkalmazásának adatai felhalmozódnak. Egyes tanulmányok beszámoltak az őssejtterápia jótékony hatásairól degeneratív betegségekben, például miokardiális infarktusban, és kiderült, hogy az őssejtek szöveti helyreállítást okoznak, mivel képesek trofikus tényezőket szekretálni, amelyek jótékony hatást gyakorolnak a sérült szövetre, ahelyett, hogy képesek lennének differenciálódni a szükséges sejtekké . Az őssejtekből származó szekretált faktorokkal kapcsolatos különféle vizsgálatok azt mutatták, hogy a szekretált faktor önmagában az őssejt nélkül szöveti helyreállítást okozhat különböző körülmények között, amelyek szöveti/szervkárosodást okoznak. A szekretált faktorokat szekretómának, mikrovezikuláknak vagy exoszómának nevezik, és megtalálhatók abban a közegben, ahol az őssejteket tenyésztik; így a közeget kondicionált közegnek (CM) nevezik .

A CM-t tartalmazó szekretom használatának számos előnye van az őssejtekhez képest, mivel a CM-t könnyebben lehet gyártani, fagyasztva szárítani, csomagolni és szállítani. Sőt, mivel nincs sejtje; nincs szükség a donor és a recipiens egyeztetésére a kilökődési problémák elkerülése érdekében. Ezért az őssejtből származó kondicionált táptalaj ígéretes kilátásokkal rendelkezik a regeneratív orvoslás gyógyszereként.

a mai napig nem számoltak be olyan klinikai vizsgálatról, amely CM-t használt volna egy bizonyos betegségre, kivéve két kísérleti vizsgálatot a zsírszövetből származó mesenchymalis őssejt CM használatáról a szőrtüszők regenerálására és a frakcionált szén-dioxid visszatérő sebgyógyulására emberben, ami jó eredményeket mutatott. A CM terápia alkalmazása nagyon vonzó, és a közeljövőben virágzik, mivel a CM különböző betegségek kezelésére vonatkozó tanulmányok felhalmozódnak . A kondicionált táptalaj különböző növekedési faktorokat és szövetregeneráló szereket tartalmaz, amelyeket az őssejtek szekretáltak. Az a tény, hogy az őssejtek különböző növekedési faktorokat választanak ki, különböző proteomikus vizsgálatok is kimutatták, amelyek különböző növekedési faktorok és más citokinek jelenlétét mutatták ki a CM-ben .

különböző tanulmányok azonban különböző típusú őssejtek és különböző módszerek használatáról számoltak be, hogy a CM-t különböző típusú degeneratív betegségek gyógyítására használják különböző állatmodellekben. Ezért ez a szisztematikus felülvizsgálat célja, hogy vizsgálja meg a különböző módszereket, hogy a CM és a különböző betegségek, amelyeket kezeltek, hogy betekintést nyerjenek a különböző típusú CM és azok alkalmazása előnyös a különböző betegségek.

2. Anyagok és módszerek

végeztünk” minden szöveg ” keresések időkorlátozás nélkül január 23, 2014, Pubmed / Medline kulcsszavak használatával “őssejt” és “kondicionált közepes” vagy “secretome” és a “terápia”,” minden szöveg “keresések Cochrane könyvtár (kísérletek) kulcsszavak” secretome “vagy” kondicionált közepes “és” minden szöveg “keresések a Cochrane könyvtár (kísérletek) kulcsszavak “secretome” vagy “kondicionált közepes” és “minden szöveg” keresések ClinicalTrials.gov kulcsszavak használata “őssejt” és ” kondicionált közeg “vagy” secretome “és” terápia.”Ezenkívül a könyvtárunkban meglévő releváns cikkeket is hozzáadtuk.

a felvételi kritériumok mind olyan tanulmányok, amelyek CM-t használtak egy bizonyos betegségre. A kizárási kritériumok olyan vizsgálatok, amelyek nem tartalmaztak teljes adatokat az alany állapotára/betegségére vonatkozóan modell, a CM forrása, valamint a CM-kezelés eredménye.

az adatgyűjtés a következő: kezelt állapotok/betegségek, a tenyésztett sejt típusa, a táptalaj és a sejtek tenyésztéséhez használt kiegészítők részletes összetétele, a tenyésztési állapot (hipoxia vagy normoxia) a CM, CM feldolgozás, növekedési faktorok és egyéb váladékok megszerzéséhez, amelyeket elemeztek; az alkalmazás módját és a CM alkalmazás eredményét megjegyezték, csoportosították és táblázatba foglalták.

az adatok szintézise a következő: az adatokat a kezelt betegség és a CM előállításához használt sejttípusok szerint csoportosítottuk. Továbbá, hogy megismerjük a különböző típusú sejtek növekedési faktorhozamait, ha rendelkezésre állnak, a növekedési faktorszinteket táblázatba foglaltuk és csoportosítottuk a kondicionált táptalajt tartalmazó növekedési faktort eredményező sejttípusok szerint, a sejtek számához, a tenyésztés típusához és időtartamához, valamint a kondicionált táptalaj feldolgozásához viszonyítva. Amikor az adatok rendelkezésre álltak, kiszámítottuk az egy alkalmazáshoz szükséges CM előállításához szükséges cellák számát.

3. Eredmények és vita

39 cikket kaptunk, amelyek megfeleltek a felvételi kritériumoknak, és 7-et a hiányos adatok miatt kizárták. Különböző állapotokat / betegségeket kezeltek különböző sejtekből származó CM-vel, és többnyire ígéretes eredményeket mutattak (1.táblázat).

a különböző kondicionált táptalajok, még akkor is, ha azonos típusú sejtekből származnak, különböző körülmények között jöttek létre, vagyis különböző átjárhatóságból, sejtek számából, táptalajból és tenyésztési állapotból (2.táblázat). A különböző sejttípusok növekedési faktorhozamai a 3. táblázatban, a CM előállításához szükséges sejtszám pedig a 4.táblázatban láthatók.

különböző tanulmányok kimutatták, hogy a kondicionált táptalajt különféle betegségekben/állapotokban tesztelték (1.táblázat) , azaz alopecia, akut és krónikus hátsó végtag ischaemia , akut és krónikus sebgyógyulás , miokardiális infarktus , akut májkárosodás/kudarc , agyi sérülés/ischaemia/stroke , gerincvelő sérülés , tüdőkárosodás és csonthiba , és javította a feltételeket. Ezenkívül a humán embrionális őssejtből származó mesenchymalis őssejt (huESC-MSC) CM alkalmazásával kezelt krónikus vesebetegség csökkent szisztolés vérnyomást és proteinuriát mutatott, valamint javult a tubuláris és glomeruláris károsodás, a vese véráramlása és a glomeruláris filtrációs sebesség . Azonban a humán köldökzsinórvérből származó, korlátlan szomatikus őssejtből (huUCB-USSC) vagy egér csontvelőből származó mezenchimális őssejtből (mBM-MSC) származó cm-rel kezelt nephropathia nem mutatott javulást a szérum karbamid-és kreatininszintben, a kórszövettani károsodásban és a fizikai aktivitási pontszámban . Sőt, a rák megelőzése humán mesenchymalis ŐSSEJTVONAL CM használatával fokozott tumorsejt-proliferációt és vaszkularizációt mutatott .

a vesebetegség két esetben megállapítható, hogy a hu-ESC-MSC CM-je javíthatja az állapotot, és a szükséges növekedési faktor szint feltehetően elegendő, mivel a CM-feldolgozás 25-szeres koncentrációs lépést tartalmaz . A hu-UCB-USSC vagy mBM-MSC-CM esetében azonban a CM feldolgozására és a CM növekedési faktorszintjére vonatkozó adatok hiánya megakadályozza a további elemzést annak megállapítására, hogy az állapot javulásának elmulasztása bizonyos növekedési faktor hiányának vagy a hatás kifejtéséhez túl alacsony növekedési faktorszintnek tudható-e be.

3.1. Táptalaj és kiegészítés

néhány vizsgálatban magzati szarvasmarha szérumot vagy más, teljes táptalajt tartalmazó kiegészítést használtak, míg más vizsgálatokban szérummentes táptalajt használtak. Ezenkívül az alkalmazott bazális táptalajok változóak voltak, például aMEM, DMEM, DMEM/F12, M199, EBM2, EGM-2, in vivo 15 vagy kémiailag meghatározott táptalajok, és azonos típusú sejtek tenyészthetők különböző típusú bazális táptalajokban (2.táblázat). Az in vitro tenyésztett táptalaj a mikrokörnyezetet képviseli in vivo állapotban, és meghatározhatja a sejtek sorsát és így a sejtek szekrécióját . Ezért az azonos típusú sejtek különböző szintű növekedési faktorokat választhatnak ki, amikor különböző táptalajban tenyésztették őket, amint az a 3 .táblázatban látható.

3.2. A tenyésztés időtartama

a CM termelése a tenyésztés időtartama tizenhat órától öt napig változik (3.táblázat). Teljes táptalaj használata esetén a Rövid tenyésztési időtartam bizonyos szérum eredetű növekedési faktorokat hagyhat maga után, amelyeket a sejtek nem fogyasztottak el, és növelhetik a növekedési faktor szintjét, vagy éppen ellenkezőleg, elnyomhatják a sejtek növekedési faktor szekrécióját. A táptalajból származó maradék növekedési faktor jelenlétének lehetősége egy vizsgálatban látható, amely azt mutatta, hogy a sejt nélküli táptalaj TGF-b1 pg/mL szintet tartalmazott (3 .táblázat).

3.3. Tenyésztési állapot

a legtöbb tanulmány CM-t termelt egyrétegű tenyészetben, de számos tanulmány szferoid tenyészetet használt (3.táblázat). A szferoid tenyészetek speciális kezelést és felszerelést igényelnek (fonólombik), de a hagyományos egyrétegű tenyészetekhez képest több sejtet eredményeznek, és így több szekretált tényező (4.táblázat). Ezenkívül a gömb közepén elhelyezkedő sejtek relatív hipoxiás állapotban lehetnek a felszínen lévő sejtekhez képest, ezáltal tovább növelve bizonyos növekedési faktor hozamot.

3.4. A szekretált faktor szerepe a betegségek javításában

az őssejtek különböző citokineket szekretáltak a CM-be, és szerepet játszottak a különböző betegségek/állapotok javításában. Ezek a citokinek csoportosíthatók növekedési faktorokba, gyulladásgátló és gyulladáscsökkentő citokinekbe és más citokinekbe. Különböző vizsgálatok különböző módszereket alkalmaztak a különböző citokinek értékelésére a kondicionált CM-ben, a hagyományos ELISA vizsgálatoktól a proteomikus profilozási módszerekig .

3.4.1. Növekedési faktorok

továbbá, a különböző növekedési faktorokat elemző vizsgálatok a különböző növekedési faktorok jelenlétét jelentették, amelyeket különböző őssejtek szekretáltak kondicionált táptalajukba (3 .táblázat), kivéve az emberi MSC-t (Lonza), amely nem szekretálta az FGF-2-t, a PDGFBB-t, a BMP-2-t és az SDF-1-et, hanem az IGF-1-et, a VEGF-t, a TGF-t, a HGF-t és a HGF-t. Ezenkívül a különböző tenyésztési feltételek és táptalajok eltérő szintű növekedési faktor szekréciót eredményezhetnek .

3.4.2. Pro-és gyulladáscsökkentő citokinek

3.4.3. Egyéb Citokinek

3.5. A kondicionált táptalaj használatának fordítása

a kondicionált táptalajban különböző tényezők lehetnek jelen koktélként, és együttesen hatnak a regeneráció elősegítésére. Ezért fontos, hogy elemezzük a növekedési faktor és a citokin szintek teljes készletét mindenféle őssejtből származó kondicionált táptalajra, és ismerjük a tenyésztési állapotot, a kondicionált táptalaj feldolgozását és a betegségeket/állapotokat, amelyek reagálnak egy bizonyos kondicionált táptalaj kezelésre. Ha a különböző citokinek tartalma ismert egy bizonyos kondicionált közegben, akkor meghatározható a kondicionált közeg eredménye egy bizonyos betegségre/állapotra, és a betegekre való transzláció útja nyitva áll.

a VEGF szintet elemző tanulmányokból arra következtethetünk, hogy a legtöbb őssejt VEGF-et választ ki. Mivel a VEGF szerepet játszik az angiogenezisben, amely fontos a sérült/sérült szövetek/szervek regenerációjában, a különböző őssejtekből származó kondicionált közegek képesek gyógyítani a különböző betegségeket, és nagyobb hatással lesznek az ischaemiás betegségekre. Ezenkívül a VEGF megakadályozhatja az apoptózist hipoxiás állapotban, ezáltal megakadályozva a további károsodást .

ezenkívül az FGF2 hatásosabb angiogén faktor a VEGF-hez képest, további hatással van a fibroblasztok, preadipociták és endothel, epithelialis és neurális őssejtek proliferációjára, a neurális címerből származó gliasejtek és myogén sejtek migrációjára, valamint a neuroepithelialis sejtek érett neuronokká és gliasejtekké történő differenciálódására .

egyéb növekedési faktorok hozzájárulnak a sérült/sérült szöveti szervek regenerálódásához, különös tekintettel a proliferációra, azaz a kötőszövet, a glia és más sejtek PDGF-jére, az EGF-re a mezenchimális, glia és hámsejtekre, valamint az IGF-I és IGF-II-re a különféle sejtekre . Ezenkívül a VEGF család tagja, a PLGF növeli a VEGF aktivitását in vitro és in vivo , a KGF gátolja az oxidatív stressz okozta hámsejt-halált , az NGF elősegíti a neurit kinövését és az idegsejtek túlélését, a BDNF neuroprotektív, elősegíti a sejtek túlélését , és csökkenti az asztrogliális hegképződést, és egyes növekedési faktorok, köztük a HEGF, az FGF-7, az EGF és a HGF elősegítik a máj regenerálódását .

a regenerációban szerepet játszó gyulladásos citokinek az IL-1b a májvédő szerepe miatt , az IL-8 angiogén aktivitása miatt és az IL-9 a sebgyógyulást elősegítő aktivitás miatt . Ezenkívül a gyulladáscsökkentő citokinek megakadályozzák a gyulladást és elősegítik a máj regenerálódását .

az MCSF receptor (MCSFR) elősegíti a myeloid progenitor, a mononukleáris fagocita és a placenta trofoblaszt növekedését és fejlődését, és a PDGFR kölcsönhatásba léphet különböző jelátviteli molekulákkal vagy integrinnel , hogy az apoptózis gátlásával sejtproliferációt, motilitást, differenciálódást vagy túlélést okozzon .

ezenkívül egy tényező hozzájárulhat egynél több regeneratív hatásmódhoz, például az MCP-1-hez, amely részt vesz az angiogenezisben és a májvédő aktivitásban . Továbbá, a CM előállításához, amelyet különféle emberi betegségekben kell alkalmazni, az állatkísérletek adatai, amelyek ígéretes eredményt mutattak, nagyon értékesek.

3.5.1. A CM előállítása különböző emberi betegségekre történő fordításhoz

a CM különböző emberi betegségekre történő felhasználásához a CM előállítási módját szabványosítani kell a CM előállításához szükséges sejtek típusa és száma, a táptalaj és az állapot, valamint a kondicionált táptalaj feldolgozása szempontjából. Ezenkívül a szállítási mód és a szállítási mód is fontos. Mivel a különböző vizsgálatok különböző számú és típusú sejteket, valamint különböző CM-dózisokat használtak, fontos tudni, hogy hány sejt adott CM-t egy alkalmazáshoz, amely interpolálható az emberi vizsgálatokhoz. Ezért a 4. táblázatban összefoglaltuk az összes adatot, amely az emberi vizsgálatokba történő interpolációhoz szükséges lehet, azaz a kezelt betegségeket, az állat fajtáját és életkorát vagy testtömegét, a sejt típusát, a táptalajt és az állapotot, a CM-t előállító sejtek számát egy alkalmazáshoz, térfogatát és alkalmazási módját. Ezenkívül a CM különböző lehetséges alkalmazásait különböző körülmények között az 1. ábra foglalja össze.

ábra 1

a CM különböző lehetséges alkalmazásai különböző körülmények között.

ezenkívül a betegekre történő fordításhoz nagyon fontos elemezni és megjegyezni a különféle kondicionált közegek különböző citokintartalmát. Továbbá minden ismert citokintartalmú kondicionált közeg esetében validálni kell annak alkalmazását különféle betegségek esetén. Végül a meglévő rák előmozdításának lehetőségét minden CM-re meg kell vizsgálni, és óvatosan kell eljárni a CM-terápia előtt annak biztosítása érdekében, hogy a recipiens mentes legyen a ráktól.

a különböző CM-ek előállításának előnyei a betegek számára a gyógyszeripari vállalatok tömegtermelésének lehetőségében rejlenek, amikor a termelési módszereket szabványosították. A kondicionált közegek nem olyanok, mint az őssejtek, amelyeknek jó gyártási gyakorlatra (GMP) van szükségük a betegek számára . Ha a CM-t megfelelően csomagolták, könnyen szállítható gyógyszerként, és nincs szüksége krioprezervációra, mint például az őssejteknek. Azonban, összehasonlítva az őssejtekkel, amelyek meglehetősen hosszú ideig fennmaradhatnak, a CM-t gyakrabban kell adni, mivel a citokinek és a növekedési faktorok felezési ideje többnyire rövidebb , ami hátrányt jelent a betegek számára, de nagyobb nyereséget eredményez a gyógyszeripari vállalatok számára.

4. Következtetés

különböző őssejtekből származó kondicionált táptalajokat állítottak elő különböző módszerekkel és feldolgozással, és különböző betegségeken tesztelték, és többnyire jó eredményeket mutattak. Azonban a különböző kondicionált média előállításának szabványosított módszereit, valamint a különböző betegségekben való alkalmazásuk igazolását el kell végezni.

összeférhetetlenség

a szerző kijelenti, hogy e cikk közzétételét illetően nincs összeférhetetlenség.

elismerés

ezt a tanulmányt az indonéz Oktatási és Kulturális Minisztérium (Pusnas 2014) 2218/H2. R12 / HKP.05.00/2014.