Cette étude présente une procédure unique de dissection contondante pour préserver l’intégrité de la gelée de Wharton (WJ), ce qui permet d’obtenir moins de WJ endommagés et une plus grande quantité et viabilité des cellules souches mésenchymateuses (CSM) récoltées. La méthode démontre un rendement et une capacité de prolifération supérieurs par rapport aux méthodes conventionnelles de dissection tranchante.
Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) sont une population de cellules multipotentes dotées de propriétés régénératives et immunomodulatrices remarquables. La gelée de Wharton (WJ) du cordon ombilical (UC) a suscité un intérêt croissant dans le domaine biomédical en tant que source exceptionnelle de CSM. Cependant, des défis tels que l’approvisionnement limité et le manque de normalisation des méthodes existantes sont apparus. Cet article présente une nouvelle méthode pour améliorer le rendement des CSM en disséquant le WJ intact du cordon ombilical. La méthode utilise la dissection émoussée pour enlever la couche épithéliale, ce qui permet de maintenir l’intégrité de l’ensemble du WJ et d’augmenter la quantité et la viabilité des CSM récoltées. Cette approche réduit considérablement les déchets de WJ par rapport aux méthodes conventionnelles de dissection tranchante. Pour garantir la pureté des WJ-MSC et minimiser l’influence cellulaire externe, une procédure utilisant la tension interne pour décoller l’endothélium après avoir retourné la CU a été effectuée. De plus, la boîte de Pétri a été inversée pendant une courte période pendant la culture d’explants pour améliorer l’attachement et la croissance cellulaire. L’analyse comparative a démontré la supériorité de la méthode proposée, montrant un rendement plus élevé des WJ et des WJ-MSC avec une meilleure viabilité que les méthodes traditionnelles. La morphologie et le modèle d’expression similaires des marqueurs de surface cellulaire dans les deux méthodes confirment leur caractérisation et leur pureté pour diverses applications. Cette méthode fournit une approche à haut rendement et à haute viabilité pour l’isolement des CSM-WJ, démontrant un grand potentiel pour l’application clinique des CSM.
Depuis le premier isolement de cellules souches mésenchymateuses (CSM) à partir de gelée de Wharton (WJ) en 1991, ces cellules souches multipotentes ont attiré l’attention des chercheurs en raison de leurs propriétés régénératrices et de leur capacité de différenciation multilignée1. Les CSM peuvent être isolées à partir de diverses sources, notamment la moelle osseuse, le sang périphérique, la pulpe dentaire, le tissu adipeux, le fœtus (avortement humain) et les tissus liés à l’accouchement2. Le cordon ombilical (CU) est apparu comme un réservoir prometteur en raison de sa nature non invasive, de son rendement cellulaire abondant et de sa capacité de différenciation, présentant un taux élevé de prolifération, un potentiel de différenciation et des propriétés de modulation immunitaire3. Les CSM fœtales présentent de fortes propriétés souches et immunitaires, ce qui en fait le principal centre d’intérêt des essais cliniques et de la recherche fondamentale menés au cours des deux dernières décennies 2,4,5. Les CSM dérivées de la CU ont un potentiel thérapeutique supérieur à celui d’autres sources de CSM, telles que la moelle osseuse ou le tissu adipeux 6,7.
La CU est composée d’un épithélium amniotique, de trois vaisseaux (deux artères et une veine) et de la substance gélatineuse connue sous le nom de WJ3. Curieusement, la CU constitue un système vasculaire simple, composé uniquement de l’endothélium et du mésothélium, mais pas de la tunique adventice ; le WJ ne contient ni lymphe ni nerfs8. L’UC présente une structure unique idéale pour la séparation segmentaire. Les UC-MSC sont principalement situés dans le WJ. Les CSM ont pu être isolées à partir de différents compartiments du WJ, y compris l’amnion, le subamnion (l’amnion et le subamnion également désignés comme région de la muqueuse du cordon) et la zone périvasculaire du WJ8. Chaque région du WJ a sa propre structure, ses caractéristiques immunohistochimiques et sa fonction 3,6.
Les CSM isolées du WJ de l’UC sont largement considérées comme ayant une utilité clinique supérieure à celles d’autres régions3. Les WJ-MSCs ont été largement étudiées dans des contextes précliniques et cliniques pour le traitement de diverses maladies en raison de leur potentiel de différenciation multiligne, de leurs propriétés immunomodulatrices, de leurs effets paracrines, de leurs effets anti-inflammatoires et de leurs propriétés immunitairesprivilégiées 2,3. Il a été prouvé que les WJ-MSC sont prometteurs dans le traitement d’une gamme de maladies, notamment la maladie du greffon contre l’hôte (GvHD), le rejet de greffe, la maladie de Crohn, les maladies auto-immunes et les maladies cardiovasculaires 9,10,11,12,13,14. Alors que la demande clinique de CSM-WJ continue d’augmenter, la pénurie de cordons ombilicaux est actuellement un obstacle à leurs applications généralisées.
Le rendement des WJ-MSC dépend de la méthode utilisée pour l’extraction cellulaire15. Alors que les WJ-MSCs peuvent être isolées par culture d’explants ou digestion enzymatique, cette dernière méthode a un temps de propagation plus long qui peut augmenter le risque de dommages cellulaires et diminuer la viabilité cellulaire16. Cependant, de nombreuses études ont montré que la méthode de culture d’explants augmente les rendements cellulaires et la viabilité, et que les facteurs paracrines libérés par les tissus d’explant contribuent également à favoriser la prolifération cellulaire17,18.
Cette étude a appliqué une approche de dissection unique pour obtenir des WJ entiers, produisant des CSM avec une capacité de prolifération, une viabilité et une quantité accrues, tout en minimisant les dommages au WJ. Cette méthode innovante offre une stratégie rationalisée pour isoler les WJ-MSC, répondant ainsi aux besoins critiques des applications MSC.
Les CSM représentent un domaine de recherche dynamique qui a de profondes implications pour la médecine régénérative22. Leurs propriétés uniques en font un point central pour la recherche scientifique et ont le potentiel de révolutionner le traitement d’un large éventail de maladies et de blessures7. Les CSM-WJ sont un sous-ensemble distinct des CSM, qui peuvent être obtenues à partir du tissu conjonctif gélatineux au sein de la CU situé entre l’épithéliu…
The authors have nothing to disclose.
Ce travail a été soutenu financièrement par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (82172107), la Fondation des sciences naturelles de la province du Guangdong, Chine (2021A1515011927, 2021A1515010918, 2020A1515110347), le Fonds de recherche médicale de Shenzhen (SMRF. D2301015), le Comité municipal d’innovation scientifique et technologique de Shenzhen (JCYJ20210324135014040, JCYJ20220530172807016, JCYJ20230807150908018, JCYJ20230807150915031) et le Fonds spécial du district de Longgang pour le développement économique et technologique (LGKCYLWS2022007).
APC anti-human CD44 Antibody | Biolegend | 338806 | |
24-well cell culture plates | Thermo Scientific | 142475 | |
APC anti-human CD73 (Ecto-5'-nucleotidase) Antibody | Biolegend | 344006 | |
APC Mouse IgG1, κ Isotype Ctrl (FC) Antibody | Biolegend | 400122 | |
Autoclave | HIRAYAMA | HVE-50 | |
Automatic Cell Counter | Countstar | FL-CD | |
BAMBANKER Cryopreservation Solution | Wako | 302-14681 | |
Cell Staining Buffer | Biolegend | 420201 | |
Centrifugal Machine | Eppendorf | 5424R | |
Clean Bench | Shanghai ZhiCheng | C1112B | |
CO2 Incubator | Thermo Scientific | HERAcell 150i | |
D-PBS | Solarbio | D1040 | |
Electro- thermostatic Blast Oven | Shanghai JingHong | DHG-9423A | |
FITC anti-human CD105 Antibody | Biolegend | 323204 | |
FITC anti-human CD90 (Thy1) Antibody | Biolegend | 328108 | |
FITC Mouse IgG1, κ Isotype Ctrl (FC) Antibody | Biolegend | 400110 | |
Flow Cytometry | Beckman | CytoFLEX | |
hemocytometer | Superior Marienfeld | 640410 | |
Intracellular Staining Permeabilization Wash Buffer (10×) | Biolegend | 421002 | |
Inverted Biological Microscope | ZEISS | Axio Vert. A1 | |
Liquid Nitrogen Storage Tank | Thermo Scientific | CY50935-70 | |
Normal saline (NS) | Meilunbio | MA0083 | |
PBS | Solarbio | P1032 | |
PE anti-human CD11b Antibody | Biolegend | 393112 | |
PE anti-human CD19 Antibody | Biolegend | 392506 | |
PE anti-human CD34 Antibody | Biolegend | 343606 | |
PE anti-human CD45 Antibody | Biolegend | 368510 | |
PE anti-human HLA-DR Antibody | Biolegend | 307606 | |
PE Mouse IgG1, κ Isotype Ctrl (FC) Antibody | Biolegend | 400114 | |
PE Mouse IgG2a, κ Isotype Ctrl (FC) Antibody | Biolegend | 400214 | |
Precision Electronic Balance | Satorius | PRACTUM313-1CN | |
Snowflake Ice Machine | ZIEGRA | ZBE 30-10 | |
steriled 50 mL plastic tube | Greniner | 227270 | |
Thermostatic Water Bath | Shanghai YiHeng | HWS12 | |
Trypsin 1:250 | Solarbio | T8150 | |
UltraGRO-Advanced | Helios | HPCFDCGL50 | |
Ultrapure and Pure Water Purification System | Milli-Q | Milli-Q Reference | |
Xeno-Free Human MSC Culture Medium | FUKOKU | T2011301 |