Producción y Administración de la terapéutica madre mesenquimales / célula del estroma (MSC) esferoides imprimado en 3-D Los cultivos bajo condiciones Xeno-libres

Mesenquimales madre / células del estroma (MSC) han mostrado un gran potencial para los diversos enfoques de medicina regenerativa. MSCs fueron aislados inicialmente como un componente del estroma de médula ósea, pero desde entonces se han obtenido a partir de numerosos otros tejidos adultos, incluyendo el tejido adiposo ^{1, 2, 3.} Curiosamente, el método de aislamiento principal abarca la notable propiedad de MSCs se adhiera firmemente en plástico de cultivo de tejidos en presencia de suero bovino fetal (FBS). Si bien esta técnica de aislamiento tradicional permite la expansión fácil y rápida de las MSC en dos dimensiones-cultivo (2D), que también es muy artificial y no tiene en cuenta importancia del medio ambiente nativo en tres dimensiones (3D) que conduce a la pérdida potencial de importante características celular ^{4, 5 , 6.} Por lo tanto, el estudio de las MSC en cultivos 3D, queson más fisiológica que los cultivos tradicionales en 2D, ha surgido en búsqueda de características MSC "perdidos / parcial". Por otra parte, un gran interés ha aumentado para identificar condiciones (XF) libre de xeno químicamente definido para el cultivo de MSC y activación, y de este modo hacer que las células sean más susceptibles para aplicaciones clínicas.

Muchos estudios se han publicados que demuestran la cultura 3D de MSCs tanto en biomateriales y como agregados esféricos o esferoides. MSC en biomateriales fueron diseñados inicialmente para los enfoques de ingeniería de tejidos para reemplazar tejidos dañados con andamios sembrado de células, mientras que no se observaron cultivos de esferoides de MSC como una manera de entender el comportamiento de MSC in vivo después de la administración de las células para terapias en ensayos preclínicos o clínicos ^{4, 5, 7.} Curiosamente, MSC formar esferoides espontáneamente cuando no está permitido adherencia al plástico de cultivo de tejidos^{8, 9, 10.} Tradicionalmente, la agregación de células fue facilitado por métodos matraz de agitación o técnicas de superposición líquidos, métodos utilizados inicialmente en la biología del cáncer en los esfuerzos para tratar de imitar el microambiente tumoral. Más recientemente, métodos adicionales han surgido que demuestran la agregación de células en placas de cultivo pre-recubierto con productos químicos específicos para evitar que la célula-a-plástico de adhesión ^{4, 5, 6.} Uno de los métodos más simples y más económicos para generar esferoides MSC es a la cultura en gotas colgantes, una técnica que a menudo se utiliza para producir cuerpos embrioides a partir de células madre embrionarias. Con colgando técnica de cultivo gota, adherencia de las células al plástico de cultivo de tejidos se evita mediante la suspensión de las células en una gota de medio en la parte inferior de una tapa de placa de cultivo de tejido y permitiendo que la gravedad para facilitar AGGREG célulaación en el ápice de la gota. El tamaño esferoide puede ser manipulado fácilmente por el cambio de la concentración de células o el volumen de la gota, haciendo culturas gota colgante especialmente fácil de controlar.

Los primeros estudios sobre la cultura 3D de MSCs demostraron diferencias radicales en las características de las células en 3D en comparación con sus contrapartes 2D ^{6, 8, 9.} Al mismo tiempo, los informes demostraron que los efectos beneficiosos de las MSC in vivo se basó en su capacidad de activarse por señales micro-ambientales y, en respuesta, para producir anti-inflamatorio e inmunomodulador factores de ^11. Curiosamente, muchos de estos factores, tales como la prostaglandina E2 (PGE2), tumor necrosis gen del factor estimulada 6 (TSG6), y factor de crecimiento de hepatocitos (HGF) se produjeron en cantidades mucho mayores por esferoides MSC que MSCs 2D tradicionales allanando el camino para el idea deutilizando cultivos 3D para activar las células ^{8, 12, 13.} Por otra parte, la activación de genes en cultivos 3D apareció recapitular mecanismos, al menos en parte, de la activación de células después de la inyección en ratones ^12. Mediante la activación de las MSC antes de su uso en los experimentos, los efectos de las células podrían ser prolongados y más prominente como el efecto MSC tradicional in vivo a menudo se retrasa y transitorios, y puede ser descrito como "golpear y correr". Durante los últimos años, los estudios funcionales importantes utilizando esferoides MSC han demostrado que pueden suprimir las respuestas inflamatorias y modular la inmunidad in vivo al influir en las células efectoras, tales como macrófagos, células dendríticas, neutrófilos, y células T que hacen esferoides una forma atractiva de MSCs imprimados ^{2 , 3.} Además, la producción de moléculas anti-cáncer, tales como interleukin-24 (IL-24) y la necrosis tumoral relacionado con el factor inductor de apoptosis ligando (TRAIL), se incrementan en cultivos 3D de las MSC en relación con monocapa MSCs, un fenómeno que podría ser explotado para terapias contra el cáncer dirigidas ^{8, 10, 14.}

A medida que la cultura tradicional de MSC requiere no sólo el uso de plástico de cultivo de tejidos, sino también de FBS, otro obstáculo para hacer esferoides MSC más favorable para el uso clínico se tuvieron que superar. Para hacer frente a este obstáculo, que recientemente mostró la formación de esferoides de MSC en condiciones específicas XF definidos químicamente y estableció que los esferoides MSC resultantes se activan para producir las mismas moléculas contra el cáncer anti-inflamatorio y como los esferoides generados en condiciones con FBS al ^14. En este caso, estos resultados se presentan en varios protocolos detallados que demuestran la generación de MSC pre-activadas en cultivos 3D usando XFmedios de comunicación. Además, los protocolos se presentan que describen formas eficaces para evaluar los niveles de activación de las MSCs en cuanto a sus efectos antiinflamatorios, inmunomoduladores y anti-cáncer de efectos, junto con un método práctico para entregar los esferoides intactas en ratones.