Title Investigation of human mesenchymal stem cell genetic characteristics to ensure therapy safety
Žmogaus mezenchiminių kamieninių ląstelių genetinių savybių tyrimas saugiai terapijai užtikrinti
Authors Gabrielis Kundrotas
Publication date 2016
Abstract [eng] Human mesenchymal stem cell (MSC) therapy holds promise for treating degenerative and immune system diseases and repair of damaged tissues. Human tissues are cryopreserved and isolated MSCs are expanded in various culture media when prepared for clinical applications. These manipulations can significantly alter the MSC genetic characteristics. Such MSCs enter senescence state, resulting in impairment of their therapeutic properties. Moreover, such MSCs can undergo spontaneous neoplastic transformation with karyotype changes. To date no molecular markers of MSC senescence are available and the tumorigenic potential of MSCs has become the most important concern for safe clinical use of MSCs. This study revealed a normal karyotype of MSCs isolated from human bone marrow and expanded in vitro to clinically relevant amounts under a novel protocol. MSCs became senescent during in vitro long-term expansion, paralleling the significant difference in expression of 13 genes and 33 miRNAs. Umbilical cord tissue controlled freezing-thawing process did not affect the genomic stability of MSCs. MSC expansion in culture medium enriched with recombinant proteins had significant impact on the expression of genes related to the cell cycle. Novel MSC isolation and expansion technique developed during this study could be applied at institutions producing an advanced therapy medicinal products. The cellular therapy quality control could be developed on the basis of the methods used in this study.
Abstract [lit] Žmogaus mezenchiminės kamieninės ląstelės (MKL) yra daug žadančios gydant degeneracines, imunines ligas bei atkuriant pažeistus audinius. Siekiant MKL pritaikyti terapijoje, žmogaus audiniai yra šaldomi, o iš jų išskirtos MKL yra gausinamos in vitro, naudojant įvairios sudėties mitybines terpes. Šios manipuliacijos gali reikšmingai pakeisti MKL genetines savybes. Tokios ląstelės nustoja dalytis ir pereina į senėjimo būklę, dėl ko pakinta jų terapinės savybės, bei gali spontaniškai transformuotis į vėžines ląsteles, kurioms būdingi kariotipo pokyčiai. MKL specifinių senėjimo žymenų nėra žinoma, o piktybinė transformacija yra vienas labiausiai nerimą keliančių aspektų, siekiant MKL saugiai panaudoti terapijoje. Šio darbo metu sukurta nauja MKL išskyrimo iš žmogaus kaulų čiulpų taikant ląstelių lizę metodika. Nustatyta, kad iki terapijai tinkamo kiekio pagausintų MKL kariotipas nepakitęs. Ilgalaikio gausinimo in vitro metu MKL perėjo į senėjimo būklę, su kuria susieti 13 genų ir 33 mažųjų RNR raiškos pokyčiai. Nustatyta, kad kontroliuojamas žmogaus virkštelės audinio šaldymas neturėjo įtakos iš jo išskirtų MKL kariotipui. MKL pagausinimas rekombinantiniais baltymais praturtintoje terpėje turėjo įtaką genų, siejamų su ląstelės ciklu, raiškai. Šio darbo metu sukurta nauja MKL pagausinimo metodika gali būti taikoma įstaigose, gaminančiose pažangiosios terapijos vaistinius preparatus. Taikytų metodų pagrindu galima būtų sukurti MKL preparato kokybės vertinimo protokolą.
E. documents Download