Συγκριτική μελέτη των ομφαλικών αρχέγονων μεσεγχυματικών κυττάρων από τη γέλη του Wharton , σε σχέση με τα μυελικά αρχέγονα μεσεγχυματικά κύτταρα

This item is provided by the institution :
University of Crete
Repository :
E-Locus Institutional Repository
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*

PhD thesis (EN)

2018 (EN)
Comparative study of mesenchymal stromal cells from Wharto's jelly with bone marrow mesenchymal stromal cells
Συγκριτική μελέτη των ομφαλικών αρχέγονων μεσεγχυματικών κυττάρων από τη γέλη του Wharton , σε σχέση με τα μυελικά αρχέγονα μεσεγχυματικά κύτταρα

Μπάτσαλη, Αριστέα Κ.

Παπαδάκη, Ελένη
Ποντίκογλου, Χαράλαμπος
Χατζηνικολαίδου Μαρία

Συνεχώς αυξανόμενο είναι το ενδιαφέρον για τη χρήση των αρχέγονων μεσεγχυματικών κυττάρων (Mesenchymal Stem/Stromal Cells–MSCs) σε κλινικές εφαρμογές. Το ενδεχόμενο MSCs από ποικίλες πηγές να ικανοποιούν διαφορετικές κλινικές εφαρμογές μας ώθησε στην παρούσα μελέτη. Έτσι πραγματοποίησαμε μια συγκριτική μελέτη των βιολογικών ιδιοτήτων MSCs προερχόμενων από τη γέλη του Wharton (Wharton’s Jelly–WJ), την πιο πλούσια πηγή MSCs του ομφαλίου λώρου, και MSCs από τον μυελό των οστών (Bone Marrow–BM), του πιο εκτενώς μελετημένου πληθυσμού μεσεγχυματικών κυττάρων. Στη διάρκεια της μελέτης, MSCs απομονώθηκαν από τον μυελό αιματολογικά υγιών δοτών (n=18) και από τη γέλη του Wharton νεογνών πλήρους κυήσεως (n=18). Τα MSCs καλλιεργήθηκαν ex vivo για συνολικά δέκα ανακαλλιέργειες (Passage–P) υπό τις ίδιες συνθήκες. Σε παράλληλα πειράματα μελετήθηκαν τα ανοσοφαινοτυπικά χαρακτηριστικά των κυττάρων καθώς και χαρακτηριστικά που αφορούν την επιβίωση και την κυτταρική γήρανση όπως το δυναμικό πολλαπλασιασμού και η κατανομή τούς στον κυτταρικό κύκλο. Επιπλέον εκτιμήθηκε η έκφραση γονιδίων που σχετίζονται με τα σηματοδοτικά μονοπάτια του Wnt και του κυτταρικού κύκλου, ενώ πραγματοποιήθηκε και κυτταρογενετική ανάλυση των ex vivo καλλιεργούμενων MSCs ώστε να εκτιμηθεί η γενωμική τούς σταθερότητα. Επιπροσθέτως, μελετήθηκε η ικανότητα των MSCs, και από τις δύο πηγές, να υποστηρίζουν την ανάπτυξη αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων, εκτιμώντας τη κλωνογονική ικανότητα των μη-προσκολλούμενων κυττάρων (Non Adherent Cells– NACs) σε συν‐καλλιέργειες φυσιολογικών CD34+ κυττάρων, με BM-MSCs ή WJMSCs. Επίσης μετρήθηκαν τα επίπεδα κυτταροκινών που σχετίζονται με την αιμοποίηση στα υπερκείμενα των MSC καλλιεργειών. Τέλος, εκτιμήθηκε η ικανότητα διαφοροποίησης των MSCs προς λιποκύτταρα και οστεοκύτταρα καθώς και η επίδραση των σχετιζόμενων με το Wnt-μονοπάτι μορίων WISP1 και sFRP4 στο δυναμικό διαφοροποίησης των WJ- MSCs. Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων φάνηκε πως και οι δυο ex vivo καλλιεργούμενοι MSC πληθυσμοί (BM-MSCs ή WJ-MSCs) εμφανίζουν παρόμοια μορφολογικά και ανοσοφαινοτυπικά χαρακτηριστικά. Επιπλέον δεν διέφεραν ως προς χαρακτηριστικά επιβίωσης και κυτταρικής γήρανσης, ενώ φάνηκε να φέρουν γενετικές αλλαγές σε πολύ χαμηλή συχνότητα στη διάρκεια των ανακαλλιεργειών. Τα WJ-MSCs εμφάνισαν υψηλότερο δυναμικό πολλαπλασιασμού, πιθανότατα λόγω ενεργοποίησης γονιδίων που διεγείρουν τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και ταυτόχρονης υποέκφρασης γονιδίων που αναστέλλουν τον κυτταρικό κύκλο. Ωστόσο, τα WJMSCs παρουσίασαν μειωμένη ενδογενή δέσμευση προς κάποια σειρά (lineagepriming) καθώς και μειωμένη ικανότητα διαφοροποίησης προς οστεοκύτταρα και λιποκύτταρα, συγκριτικά με τα BM-MSCs. Το παραπάνω εύρημα συσχετίστηκε με τη διαφορετική έκφραση μορίων που σχετίζονται με το Wnt-σηματοδοτικό μονοπάτι, περιλαμβανομένων των WISP1 και sFRP4, και διερευνήθηκε αντιστοίχως η εμπλοκή του καθενός μορίου στη διαφοροποίσηση των WJ-MSCs. Μάλιστα χορήγηση των ανασυνδιασμένων ανθρώπινων πρωτεϊνών WISP1 και sFRP4 στα καλλιεργούμενα WJ-MSCs οδήγησε σε επαγωγή και βελτίωση της οστεογενετικής και λιπογενετικής ικανότητας των κυττάρων, αντιστοίχως. Τέλος, τα WJ-MSCs εμφάνισαν μειωμένη ικανότητα να υποστηρίζουν την αιμοποίηση σε σχέση με τα ομολογά τούς μυελικά, πιθανότατα εξαιτίας της μειωμένης παραγωγής του παράγοντα του «στρώματος» SDF-1α (stromal cell-derived factor-1α). Συμπερασματικά τα μέχρι στιγμής δεδομένα συμβάλλουν στον καλύτερο χαρακτηρισμό των WJ-MSCs και των BM-MSCs αναδεικνύοντας τις ιδιαίτερες βιολογικές τους ιδιότητες, που θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψιν κατά την επιλογή της καλύτερης πηγής MSCs για καθεμιά κλινική εφαρμογή. (EL)
In view of the current interest in exploring the clinical use of mesenchymal stem cells (MSCs) from different sources, we performed a side-by-side comparison of the biological properties of MSCs isolated from the Wharton’s jelly (WJ), the most abundant MSC source in umbilical cord, with bone marrow (BM)-MSCs, the most extensively studied MSC population. MSCs were isolated and expanded from BM aspirates of hematologically healthy donors (n = 18) and from the WJ of full-term neonates (n = 18). We evaluated, in parallel experiments, the MSC immunophenotypic, survival and senescence characteristics as well as their proliferative potential and cell cycle distribution. We also assessed the expression of genes associated with the Wntand cell cycle-signaling pathway and we performed karyotypic analysis through passages to evaluate the MSC genomic stability. The hematopoiesis-supporting capacity of MSCs from both sources was investigated by evaluating the clonogenic cells in the non-adherent fraction of MSC co-cultures with BM or umbilical cord bloodderived CD34+ cells and by measuring the hematopoietic cytokines levels in MSC culture supernatants. Finally, we evaluated the ability of MSCs to differentiate into adipocytes and osteocytes and the effect of the WNT-associated molecules WISP1 and sFRP4 on the differentiation potential of WJ-MSCs. Both ex vivo-expanded MSC populations showed similar morphologic, immunophenotypic, survival and senescence characteristics and acquired genomic alterations at low frequency during passages. WJ-MSCs exhibited higher proliferative potential, possibly due to upregulation of genes that stimulate cell proliferation along with downregulation of genes related to cell cycle inhibition. WJ-MSCs displayed inferior lineage priming and differentiation capacity toward osteocytes and adipocytes, compared to BM-MSCs. This finding was associated with differential expression of molecules related to Wnt signaling, including WISP1 and sFRP4, the respective role of which in the differentiation potential of WJMSCs was specifically investigated. Interestingly, treatment of WJ-MSCs with recombinant human WISP1 or sFRP4 resulted in induction of osteogenesis and adipogenesis, respectively. WJ-MSCs exhibited inferior hematopoiesis-supporting potential probably due to reduced production of stromal cell-Derived Factor-1α, compared to BM-MSCs. Overall, these data are anticipated to contribute to the better characterization of WJ-MSCs and BM-MSCs for potential clinical applications. (EN)

Τύπος Εργασίας--Διδακτορικές διατριβές

Πανεπιστήμιο Κρήτης (EL)
University of Crete (EN)



Σχολή/Τμήμα--Ιατρική Σχολή--Τμήμα Ιατρικής--Διδακτορικές διατριβές

*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)