Prospekt Av Stamcelle Betinget Medium I Regenerativ Medisin

Abstrakt

Bakgrunn. Stamcelle-avledet betinget medium har et lovende prospekt å bli produsert som legemidler for regenerativ medisin. Mål. Å undersøke ulike metoder for å oppnå stamcelle-avledet betinget medium (CM) for å få et innblikk i deres utsikter til anvendelse i ulike sykdommer. Metoder. Systematisk gjennomgang med nøkkelord “stamcelle” og “betinget medium” eller “secretome” og ” terapi.”Data om behandlede tilstander/ sykdommer, type celle som ble dyrket, medium og kosttilskudd til kulturcellene, kulturtilstanden, CM-behandling, vekstfaktorer og andre sekreter som ble analysert, anvendelsesmetode og utfall ble notert, gruppert, tabulert og analysert. Resultat. De FLESTE AV CM ved hjelp av studier viste gode resultater. IMIDLERTID ble DE forskjellige CM, selv når de ble avledet fra samme type celler, produsert av forskjellig tilstand, det vil si fra forskjellig passasje, kulturmedium og kulturtilstand. Vekstfaktorutbyttet av de ulike celletypene var tilgjengelig i noen studier, og celletallet som var nødvendig FOR å produsere CM for en applikasjon, kunne beregnes. Konklusjon. Ulike stamcelleavledede kondisjonerte medier ble testet på ulike sykdommer og viste for det meste gode resultater. Imidlertid må standardiserte produksjonsmetoder og valideringer av deres bruk gjennomføres.

1. Introduksjon

data om bruk av stamceller i ulike sykdommer akkumuleres. Noen studier rapporterte gunstige effekter av stamcelleterapi i degenerative sykdommer som hjerteinfarkt og viste at stamceller forårsaker vevsreparasjon på grunn av deres evne til å utskille trofiske faktorer som utøver gunstig innvirkning på det skadede vevet, i stedet for deres evne til å skille seg inn i de nødvendige cellene . Ulike studier på stamcelleavledede utskillede faktorer viste at den utskillede faktoren alene uten stamcellen selv kan forårsake vevsreparasjon under ulike forhold som involverte vev / organskade. De utskilte faktorene refereres til som secretome, microvesicles eller exosome og kan finnes i mediet der stamceller er dyrket; dermed kalles mediet betinget medium (CM) .

bruken av SECRETOME som inneholder CM har flere fordeler i forhold til bruk av stamceller, DA CM kan produseres, frysetørkes, pakkes og transporteres lettere. Videre, som det er blottet for celler; det er ikke nødvendig å matche giveren og mottakeren for å unngå avvisningsproblemer. Derfor har stamcelleavledet betinget medium et lovende prospekt som skal produseres som legemidler for regenerativ medisin.

hittil er det ikke rapportert noen klinisk studie som brukte CM FOR en bestemt sykdom, bortsett fra to pilotstudier om bruk av adipose-avledet mesenkymal stamcelle CM for hårfollikelregenerering og fraksjonell karbondioksid resurfacing sårheling hos mennesker, noe som viste gode resultater. BRUKEN AV CM for terapi er meget tiltalende og kan blomstre i nær fremtid, da studier om BRUK AV CM for ulike sykdommer samler seg . Kondisjonert medium inneholder ulike vekstfaktorer og vev regenerative midler, som ble utskilt av stamceller. Det faktum at stamceller utskiller ulike vekstfaktorer ble også vist ved forskjellige proteomiske studier, som viste tilstedeværelsen av ulike vekstfaktorer og andre cytokiner I CM .

ulike studier rapporterte imidlertid bruk av ulike typer stamceller og ulike metoder for å få CM til å kurere ulike typer degenerative sykdommer i ulike dyremodeller. Derfor hadde denne systematiske oversikten som mål å undersøke de ulike metodene for Å få CM og de ulike sykdommene som ble behandlet, for å få et innblikk I DE ulike TYPER CM og deres anvendelsesfordeler ved ulike sykdommer.

2. Materialer Og Metoder

vi utførte “all tekst” – søk uten tidsbegrensning 23. januar 2014 i Pubmed/Medline ved hjelp av nøkkelord “stamcelle” og “betinget medium” eller “secretome” og “terapi”, “all tekst” – søk i Cochrane library (trials) ved hjelp av søkeord “secretome” eller “betinget medium”, og “all tekst” – søk i Cochrane library (trials). ClinicalTrials.gov ved hjelp av søkeord “stamcelle” og “betinget medium” eller “secretome” og ” terapi.”I tillegg ble relevante eksisterende artikler i vårt bibliotek lagt til.

Inklusjonskriterier Er alle studier som brukte CM for en bestemt sykdom. Eksklusjonskriterier er studier som ikke inneholdt fullstendige data om forsøkspersonens tilstand / sykdomsmodell, KILDE TIL CM og utfall av BEHANDLING MED CM.

datainnsamling er som følger: behandlede tilstander/sykdommer, type celle som ble dyrket, detaljert sammensetning av medium og kosttilskudd som ble brukt til å dyrke cellene, kulturtilstanden (hypoksi eller normoksi) for å få CM, CM-behandling, vekstfaktorer og andre sekreter som ble analysert; metode (modus) for påføring og utfall AV CM-applikasjon ble notert, gruppert og tabulert.

datasyntese er som følger: data ble gruppert i henhold til behandlet sykdom og celletyper som ble brukt til å produsere CM. Videre, for å vite vekstfaktorutbyttet av de forskjellige typer celler, når det er tilgjengelig, ble vekstfaktornivåer tabulert og gruppert i henhold til typer celler som ga vekstfaktoren som inneholdt betinget medium, i forhold til antall celler, type og varighet av kultur og behandling av det betingede mediet. Når dataene var tilgjengelige, ble antall celler som var nødvendig for å produsere CM for ett program beregnet.

3. Resultater Og Diskusjon

vi fikk 39 artikler som oppfylte inklusjonskriteriene, og 7 ble ekskludert på grunn av ufullstendige data. Ulike tilstander / sykdommer ble behandlet med ulike CELLEAVLEDEDE CM og viste stort sett lovende resultater (Tabell 1).

de forskjellige betingede mediene, selv når de ble avledet fra samme type celler, ble produsert av forskjellige tilstander, det vil si fra forskjellige passasjer, antall celler, kulturmedium og kulturtilstand (Tabell 2). Vekstfaktorutbyttet for de forskjellige celletypene kan ses i Tabell 3, og celletallet som trengs FOR å produsere CM for en applikasjon, kan ses i Tabell 4.

Ulike studier viste at kondisjonert medium har blitt testet i ulike typer sykdommer / tilstander (Tabell 1 ) , det vil si alopecia, akutt og kronisk iskemi i bakbenet, akutt og kronisk sårheling , hjerteinfarkt , akutt leverskade/svikt , cerebral skade/iskemi/slag , ryggmargsskade , lungeskade og bendefekt , og viste forbedring av forholdene. Videre viste kronisk nyresykdom som ble behandlet ved bruk av human embryonal stamcelleavledet mesenkymal stamcelle (huESC-MSC) CM redusert systolisk blodtrykk og proteinuri og forbedring i tubulær og glomerulær skade, renal blodstrøm og glomerulær filtrasjonshastighet . Nefropati som ble behandlet MED CM fra humant navlestrengsblod ubegrenset somatisk stamcelle (huUCB-USSC) ELLER musebeinmargs mesenkymal stamcelle (mBM-MSC) CM viste imidlertid ikke forbedring i serumurea og kreatininnivå, histopatologisk skade og fysisk aktivitetscore . Videre viste forebygging av kreft ved bruk av human mesenkymal stamcellelinje CM økt tumorcelleproliferasjon og vaskularisering .

i de to tilfellene av nyresykdom kan det konkluderes med AT CM fra hu-ESC-MSC kan forbedre tilstanden, og det nødvendige vekstfaktornivået er antagelig nok da CM-behandling inkluderer et 25-timers konsentrasjonstrinn . For hu-UCB-USSC eller mBM-MSC-CM forhindrer imidlertid mangel på data om cm-behandling og vekstfaktornivå AV CM ytterligere analyse for å konkludere om manglende forbedring av tilstanden skyldes mangel på viss vekstfaktor eller på grunn av nivået av vekstfaktorer som var for lavt til å gi effekt.

3.1. Kulturmedium Og Supplement

Noen studier brukte føtalt bovint serum eller annet supplement som inneholdt komplett medium, mens andre studier brukte serumfrie medier. Videre var basalmediene som ble brukt variable, for eksempel aMEM, DMEM, DMEM/F12, M199, EBM2, EGM-2, in vivo 15 eller kjemisk definert medium, og samme type celle kan bli dyrket i forskjellige typer basalmedium (Tabell 2). Kulturmedium i in vitro kultur representerer mikromiljø i in vivo tilstand og kan bestemme cellens skjebne og dermed cellesekresjon . Derfor kan samme type celler utskille forskjellige nivå av vekstfaktorer når de ble dyrket i forskjellige medium, som det kan ses i Tabell 3 .

3.2. Kulturvarighet

PRODUKSJON AV CM varierer i kulturvarighet fra seksten timer til fem dager(Tabell 3). I tilfelle komplett medium ble brukt, kan kort kulturvarighet etterlate visse serumavledede vekstfaktorer som ikke ble konsumert av cellene og kan legge til vekstfaktornivået, eller tvert imot undertrykke vekstfaktorsekresjon av cellene. Muligheten for tilstedeværelse av gjenværende vekstfaktor fra mediet kan ses i en studie som viste at medium uten celle inneholdt ET TGF-b1-nivå av pg / mL (Tabell 3).

3.3. Kulturtilstand

DE fleste studier produserte CM i monolagskultur, men flere studier brukte sfæroidkulturer (Tabell 3). Sfæroidkulturer trenger en spesiell håndtering og utstyr (spinnerkolbe), men gir flere celler sammenlignet med konvensjonelle monolagskulturer, og dermed mer utskillede faktorer(Tabell 4). I tillegg kan celler som ligger i sentrum av sfæroiden være i relativ hypoksisk tilstand sammenlignet med celler på overflaten, og dermed ytterligere øke visse vekstfaktorutbytte.

3.4. Utskilt Faktor Rolle I Forbedring Av Sykdommer

Ulike cytokiner ble utskilt av stamceller I CM, og de spilte en rolle i forbedring av ulike sykdommer / tilstander. Disse cytokinene kan grupperes i vekstfaktorer, proinflammatoriske og antiinflammatoriske cytokiner og andre cytokiner. Ulike studier brukte ulike metoder for å vurdere ulike cytokiner i den betingede CM, fra de konvensjonelle ELISA-analysene til proteomiske profileringsmetoder .

3.4.1. Vekstfaktorer

videre rapporterte studier som analyserte ulike vekstfaktorer tilstedeværelsen av de forskjellige vekstfaktorene, som ble utskilt av forskjellige stamceller i deres betingede medium (Tabell 3), bortsett fra human MSC (Lonza) som ikke utskilte FGF-2, PDGFBB, BMP-2 og SDF-1, men utskilt IGF-1, VEGF, TGF β1 og HGF . Videre kan forskjellig kulturtilstand og medium gi forskjellig nivå av vekstfaktorsekresjoner .

3.4.2. Pro-Og Antiinflammatoriske Cytokiner

3.4.3. Andre Cytokiner

3.5. Oversettelse Av Betinget Medium Bruk Hos Pasienter

i betinget medium, kan ulike faktorer være til stede som en cocktail og handle sammen for å fremme regenerering. Derfor er det viktig å analysere et komplett sett med vekstfaktor og cytokinnivåer for alle typer stamcelleavledede kondisjonerte medium og å kjenne kulturtilstanden, kondisjonert mediumbehandling og sykdommer/tilstander som reagerer på en bestemt kondisjonert mediumbehandling. Når innholdet av de forskjellige cytokiner i et bestemt betinget medium er kjent, kan resultatet av det betingede medium på en bestemt sykdom/tilstand bestemmes, og veien til oversettelse til pasienter er åpen.

fra studier som analyserte VEGF-nivå kan vi konkludere med at de fleste stamceller utskiller VEGF. SIDEN VEGF spiller en rolle på angiogenese som er viktig i regenerering av skadet / skadet vev / organer, er ulike stamcelleavledede kondisjonerte medier i stand til å kurere ulike sykdommer og vil ha større innvirkning på sykdommer med iskemi. I TILLEGG KAN VEGF forhindre apoptose i hypoksisk tilstand, og dermed forhindre ytterligere skade .

VIDERE ER FGF2 en mer potent angiogen faktor sammenlignet MED VEGF, med ytterligere effekt på proliferasjon av fibroblaster, preadipocytter og endotel -, epitel-og nevrale stamceller, på migrasjon av nevrale crest-avledede gliale og myogene celler og på differensiering av neuroepiteliale celler i modne nevroner og glialceller .

Andre vekstfaktorer bidrar til regenerering av skadede / skadede vevsorganer, med spesiell vekt på spredning, DET VIL SI PDGF for bindevev, glial og andre celler, EGF FOR mesenkymale, gliale og epitelceller og IGF-I og IGF-II for ulike typer celler . I Tillegg Øker PlGF som er MEDLEM AV VEGF-familien AKTIVITETEN TIL VEGF in vitro og in vivo, kgf hemmer oksidativt stressindusert epitelcelledød, NGF fremmer neurittutvekst og nevrale celleoverlevelse, BDNF er nevrobeskyttende, fremmer celleoverlevelse og reduserer astroglial arrdannelse, og noen vekstfaktorer, inkludert HEGF, FGF-7, EGF og HGF, fremmer leverregenerering .

Proinflammatoriske cytokiner som spiller en rolle i regenerering ER IL-1B på grunn av sin leverbeskyttende rolle , IL-8 på grunn av sin angiogene aktivitet og IL-9 på grunn av sårhelingsfremmende aktivitet . I tillegg forhindrer antiinflammatoriske cytokiner betennelse og fremmer leverregenerering .

MCSF-reseptor (MCSFR) fremmer vekst og utvikling av myeloid progenitor, mononukleær fagocyt og trofoblast i placenta, OG PDGFR kan interagere med ulike signalmolekyler eller integrin for å forårsake celleproliferasjon, motilitet, differensiering eller overlevelse ved apoptosehemming .

videre kan en faktor bidra til mer enn en modus for regenerativ virkning, SOM MCP-1 som er involvert i angiogenese og leverbeskyttelsesaktivitet . Videre, for produksjon AV CM som skal brukes i ulike menneskelige sykdommer, er data fra dyreforsøk som viste lovende utfall svært verdifulle.

3.5.1. Produksjon AV CM For Oversettelse Til Ulike Menneskelige Sykdommer

for å bruke CM for ulike menneskelige sykdommer, må produksjonsmetoden TIL CM standardiseres når DET gjelder type og antall celler som var nødvendig for å produsere CM, kulturmedium og tilstand, og betinget mediumbehandling. I tillegg er volumet og leveringsmåten også viktig. Som ulike studier brukte forskjellige tall og type celler og forskjellige doser CM, er det viktig å vite antall celler som ga CM for en applikasjon, som kan interpoleres for humane studier. Derfor oppsummerte Vi i Tabell 4 alle data som kan være nødvendige for interpolering i humane studier, det vil si sykdommer som ble behandlet, art og alder eller kroppsvekt av dyret, type celle, kulturmedium og tilstand, antall celler for å produsere CM for en applikasjon, volum og metode for påføring. Videre er ulike mulige anvendelser AV CM for ulike forhold oppsummert I Figur 1.

Figur 1

Ulike mulige anvendelser AV CM for ulike forhold.

i tillegg, for oversettelse til pasienter, er det svært viktig å analysere og å merke seg de forskjellige cytokininnholdet i de forskjellige betingede mediene. Videre, for hvert betinget medium med kjent cytokininnhold, må validering av bruken på ulike sykdommer utføres. Endelig bør muligheten for å fremme eksisterende kreft testes for HVER CM, og forsiktighet bør utvises før CM-behandling for å sikre at mottakeren er fri for kreft.

Fordelene ved produksjon av ULIKE CM for pasienter ligger i muligheten for masseproduksjon av farmasøytiske selskaper, når produksjonsmetoder er standardisert. Kondisjonerte medier er ikke som stamceller som trenger et gmp-anlegg (good manufacturing practice) som skal brukes på pasienter . NÅR CM er pakket riktig, kan DEN transporteres lett som narkotika og trenger ikke kryopreservering, slik som stamcellene trenger. MEN sammenlignet med stamceller som kan overleve i en ganske lang periode, MÅ CM gis oftere, da cytokiner og vekstfaktorers halveringstider for det meste er kortere , noe som er en ulempe for pasientene, men vil gi mer profitt til farmasøytiske selskaper.

4. Konklusjon

ulike stamcelleavledede kondisjonerte medier ble produsert ved ulike metoder og behandling og testet på ulike sykdommer og viste for det meste gode resultater. Imidlertid må standardiserte metoder for ulike betingede medieproduksjon og validering av deres bruk på ulike sykdommer utføres.

Interessekonflikt

forfatteren erklærer at det ikke er noen interessekonflikt angående publisering av dette papiret.

Anerkjennelse

denne studien ble finansiert av forskningsstipend fra Indonesisk Utdannings-Og Kulturdepartementet (Pusnas 2014), Kontrakt nr. 2218/H2.R12 / HKP.05.00/2014.