במבחנה הבידול של גזע Mesenchymal אנושי לתוך תאים דמויי Cardiomyocyte תפקודית

אי-ספיקת לב (CHF) נמשכת כגורם מוביל התחלואה והתמותה ברחבי העולם. CHF מתרחשת לעיתים קרובות בעקבות אובדן מאסיבי של cardiomyocytes ופיתוח של התא ללא רקמה צלקתית כתוצאה פתולוגי של אוטם שריר הלב (MI)¹. הלב הוא איבר באופן חלקי עצמי המתחדש, תושב גזע ו קדמון תא הבריכה אחראי על ביצוע התחדשות רקמות באופן משמעותי פוחתת שפע ומתפקדים בחולים בגילאי, לעתים קרובות להיות מספיק להתאוששות אופטימלית לאחר פציעה. לפיכך, יש עניין רב בפיתוח טיפולים ניסיוניים המערבות את השתלת תאי התורם בריא לתוך שריר הלב הפגוע. זה הכרחי כי תאי התורם לא רק לשחזר את המבנה של הרקמה, אלא גם להשיג התאוששות פונקציונליות של שריר הלב מושפעת.

הלב יליד מעסיקה תושב רקמת הלב ותיקון אנדוגני שמקורם במח העצם בתאי גזע עבור לאחר פציעה^2,3,4. משובי תאים-מארח, התורם-נגזר כאחד-חובה יש את היכולת להשיג את פנוטיפ המתאים ואת פונקצית microenvironment של שריר הלב שיפוץ, יחד עם היכולת ביעילות ובבטחה להחליף את התאים אבוד. במבחנה בידול שיטות נעשה שימוש נרחב על מנת להשיג יעילות גבוהה, המבוססים על תאי גזע cardiomyocyte-הייצור-^5,–⁶. לפרופיל ביטוי של סמנים השושלת הלב משמש כדי להגדיר תהליך התמיינות תאי גזע כלפי שושלת היוחסין לב⁷. בתחילת בידול סמנים, כגון NKX2.5, myocyte משפר פקטור 2 ג (Mef2c), ו-^8,GATA4⁹, יכול להיות אינדיקציה אתחול של תהליך cardiomyogenic. סמנים cardiomyocyte בוגר נפוץ כדי להעריך את היעילות בידול הן אות חלבון תקינה α (SIRPA)¹⁰, טרופונין לב T (cTnT)¹¹, שרשרת כבדה לב צולבות הקישור חוטים שרירן (MYH6)^8,12,13ו connexin 43 (Cx43)^14,15,16. השיטות שימוש בתאי גזע עובריים (ESCs) וגזע pluripotent (מגירסה) יש כבר ביסודיות אופטימיזציה ודן לגבי הפרטים של גורמים אינדוקטיבית, חמצן ומילויים הדרגתיים מזין, ואת העיתוי המדויק של פעולה^5,6,7,17,18. למרות זאת, ESC-PSC מבוססי טכנולוגיות עדיין להציג את מספר דאגות אתיות ובטיחות, יחד עם תכונות אלקטרופיזיולוגיות אימונולוגי שיוצרת^19,20. המארחים מושתלים עם תאים אלה לעיתים קרובות חווים immunorejection ודורשים החיסוני קבוע. זאת בעיקר בשל mismatching תשואה histocompatibility הגדולות מורכבות (MHC) מולקולות המארח של התורם, וכתוצאה מכך T-cell תגובה²¹. בזמן MHC בודדים מחלקה אני התאמת הוא פתרון אפשרי, פרקטיקה קלינית נגיש יותר ידרוש מקור תא זה אוניברסלית immunoprivileged להתגבר על החשש מדחייה.

כמקור חלופי תא לשימוש ביישומים קליני, MSCs ובמיוחד, BMSCs, נחקרו לשימוש בהתחדשות רקמות מאז תיאור הראשונית שלהם בשנת 1995²². MSCs מאמינים כי תושב תאים משובי שניתן למצוא כמעט בכל רקמה vascularized²³. על בידוד מן המקור הרצוי, MSCs ניתן בקלות להרחיב בתרבות, יכולת paracrine נרחב, לעיתים קרובות בעלי immunoprivileged או immunomodulatory מאפיינים^24,25. הבטיחות והיעילות שלהם כבר הוכחו במספר מחקרים קליניים, בפרט עבור התחדשות לב^3,26.

אסטרטגיות רבות של בידול MSC לנצל סוכנים תרופתי, כגון 5-azacytidine²² , דימתיל סולפוקסיד²⁷, ואת הצמיחה או גורמים morphogenic, כמו BMPs^5,7,28,29 או אנגיוטנסין-II³⁰, עם יעילות משתנה. אסטרטגיות אלו, עם זאת, אינם מבוססים על המכשולים תא משובי תמים סביר להניח שתיתקל לאחר שנשלחה אל האתר של פציעה או ויוו. אסטרטגיות רלוונטיות יותר מבחינה פיזיולוגית, עוד יותר קשה להגדיר, לתמרן, מבוססים על ההנחה כי בידול MSC יכולה להיגרם באמצעות אותות microenvironment הרקמה עצמה. מחקרים קודמים הראו כי החשיפה לב תא lysates³¹ או^32,חדרית שריר הלב³³או ישיר קשר cardiomyocytes הראשית in vitro לקשרי^15,34, באפשרותך להגדיל את הביטוי של סמני לב MSCs. אחרים הדגים cardiomyogenesis ספונטנית לאחר טיפול פציעות לב עם MSCs^35,36,37,38, למרות בחלקו, היתוך גרעיני של BMSCs, cardiomyocytes^39,40 שנוצר לשריר המתהווה. לידע שלנו, cardiomyocytes פונקציונלי, מתקשרת באופן ספונטני של MSCs אנושי (hMSCs) של כל מקור הרקמה לא טרם דווחו.

הקונצנזוס הנוכחי הוא כי כל MSCs נובעים תאים perivascular²³. יאנג MSCs עם מאפיינים pericyte ניתן לבודד מאזור perivascular של^42,41,רקמה אנושית הטבור⁴³. בהשוואה BMSCs, HUCPVCs בעלי פוטנציאלי מוגבר בידול, מספר יתרונות משובי אחרים, שניהם במבחנה^41,44 ו ויוו^45,46,47. ראוי לציין, המקור להיות הממשק אמהי-עוברית, HUCPVCs יש immunogenicity נמוך משמעותית בהשוואה למבוגרים מקורות של MSCs. המחקר שלנו מתמקד אפיון ויישומים קליניים של FTM HUCPVCs, המקור הצעיר של MSCs חקירה, אשר בעבר הראינו הגבירו proliferative ומעלה multilineage הבחנה הקיבולות, כולל השושלת cardiomyogenic⁴¹.

כאן, אנו מציגים פרוטוקול שמשלב היווצרות צבירה ושכבות המזין העיקרי תא לב כמו אינדוקטיבית כוחות כדי להשיג את הבידול cardiomyogenic מלאה של אגרגטים MSCs. לספק סביבה תלת-ממד, כדאי מודלים תנאים ויוו לעומת תרבויות חסיד 2D. ניצול שכבות הלב מזין מספק סביבה נציג של האתר השתלת האולטימטיבי MSCs. נדגים כי מקורות הצעיר של MSCs מבודד חוטי חבל הטבור לפני או אחרי לידה יש יכולת גבוהה יותר טופס אגרגטים ולהגיע על פנוטיפ לב בהשוואה למבוגרים BMSCs, תוך שמירה על הזכות-החיסון שלהם. מלבד גובה תלול של השושלת לב סמן גנים, הביטוי המושרה תאיים (קרי, cTnT ו- MYH6) וחלבונים תא-פני (קרי, SIRPA ו Cx43) ספציפיות עבור cardiomyocytes, אנו מראים כי הפוטנציאל בידול של FTM HUCPVCs ניתן לשלוט באמצעות שיטה זו, כי הם יכולים להצמיח באופן ספונטני קבלנות תאים, כמו cardiomyocyte.