Summary

Een nieuwe klinische Grade isolatie methode voor menselijke nieren gerelateerde stromale cellen

Published: August 07, 2017
doi:

Summary

Hier presenteren we een nieuwe klinische rang isolatie en cultuur methode voor nieren gerelateerde stromale cellen (kPSCs) op basis van hele orgel perfusie met spijsverteringsenzymen en NG2-cel verrijking. Met deze methode is het mogelijk om het verwerven van voldoende cel nummers voor cellulaire therapie.

Abstract

Mesenchymale stromale cellen (MSCs) zijn homeostatische en immuun f weefselcellen die hebben gunstige effecten aangetoond in nierziekten en -transplantatie. Gerelateerde stromale cellen (PSC) bepaalde karakteristieken gemeen met beenmerg MSCs (bmMSCs). Echter bezitten ze ook, waarschijnlijk als gevolg van lokale inprenting, weefsel-specifieke eigenschappen en spelen een rol in de homeostase van het lokale weefsel. De specificiteit van dit weefsel kan resulteren in specifieke reparatie van weefsel, ook binnen de menselijke nieren. Eerder toonden wij dat menselijke nieren PSC’s (kPSCs) nier epitheliale wond genezing overwegende dat bmMSCs heb niet dit potentieel hebben versterkt. Bovendien kunnen kPSCs nier schade in vivoverzachten. KPSCs vormen dus een interessante bron voor celtherapie, met name voor nierziekten en niertransplantatie. Hier laten we de gedetailleerde isolatie en cultuur methode voor kPSCs van transplantatie-grade menselijke nieren gebaseerd op geheel-orgel perfusie van spijsverteringsenzymen via de renale slagader en een verrijking voor de gerelateerde marker NG2. Op deze manier kunnen grote cel hoeveelheden worden verkregen die geschikt voor cellulaire therapie zijn.

Introduction

Mesenchymale stromale cellen (MSCs) zijn f immuuncellen die oorspronkelijk geïsoleerd uit het beenmerg werden. Ze worden gekenmerkt door hun vorm van morfologie, mogelijkheid om te differentiëren in vet, been en kraakbeen en de naleving van de kunststof spindel. MSCs express de stromale markers CD73, CD90, CD105 terwijl negatief voor de markeringen CD31 en CD451,2,3. MSCs zijn een veelbelovende kandidaat voor celtherapie vanwege hun weefsel homeostatische en immunomodulerende capaciteiten. bmMSCs zijn momenteel bestudeerd wordt in klinische proeven voor verschillende ziekten, zoals nierziekten en niertransplantatie als herzien elders4.

Eerder werd aangetoond dat gerelateerde cellen van verscheidene verschillende solide organen, met inbegrip van vetweefsel, placenta en skeletspieren kenmerken met MSCs9delen. Deze cellen vertonen echter ook weefsel-specifieke functies die in organotypic reparatie10 resulteren kunnen. Menselijke myocardiale gerelateerde cellen, bijvoorbeeld, angiogenic reacties na hypoxie gestimuleerd en gedifferentieerde in cardiomyocytes, terwijl gerelateerde cellen geïsoleerd van andere weefsels bleek niet dat deze potentieel11.

Gerelateerde stromale cellen kunnen ook worden geïsoleerd van de muis12,13,14 en menselijke nieren15,16. Wij uitgebreid gekenmerkt kPSCs en ten opzichte van deze bmMSCs. We vonden dat kPSCs, vergelijkbaar met bmMSCs, hebben van immunosuppressieve capaciteiten en vasculaire plexus vorming kunnen ondersteunen. Echter, er zijn weefsel specifieke verschillen tussen de celtypes, als kPSCs toonden een organotypic transcriptionele expressie handtekening, met inbegrip van de nefrogene transcriptiefactoren, HoxD10 en HoxD11. kPSCs, in tegenstelling tot bmMSCs, niet myofibroblast transformatie na stimulatie met TGF-β ondergaan en waren niet in staat om te differentiëren in adipocytes. Bovendien versneld kPSCs epitheliale integriteit in een nier buisvormige epitheliale wond kras assay, een verschijnsel dat niet met bmMSCs werd waargenomen. Deze verbeterde wond reparatie was gemedieerde via hepatocyte groeifactor vrijmaking. Bovendien verbeterd kPSCs nier schade in een muismodel van acute nier schade15. Daarom kPSCs lijken te hebben van de superieure renale reparatie capaciteiten en een interessante nieuwe bron voor celtherapie in nierziekten.

Om te kunnen kPSCs voor cel therapie doeleinden gebruiken, moeten kPSCs worden afgezonderd in een klinische rang wijze met klinische rang enzymen en protocollen. Bovendien, om te kunnen behandelen verschillende patiënten met kPSCs van 1 donor, voldoende cel nummers moeten worden verkregen. Hier laten we in detail, de klinische rang isolatie procedure van kPSCs van hele transplantatie rang nieren, levert voldoende aantallen cellen worden gebruikt voor klinische cellulaire therapie.

Protocol

The local medical ethical committee and ethical advisory board of the European consortium (STELLAR) approved the research and collection of human transplant grade kidneys discarded mainly for surgical reasons. Research consent was given for all kidneys. 1. Preparations for Cell Culture Prepare a pool of platelet lysates. Store the platelets that have expired for less than 2 d in -80 °C until use (for a maximum of 1 year). NOTE: The platelets were originally sourced from a commercial vendor. Hospital surplus material distributed by the local blood bank were obtained. Thaw the platelets of at least 5 donors (preferably 10) O/N at 4 °C. Pool the platelets in a large sterile bottle, transfer to conical centrifuge tubes and spin down for 10 min at 1,960 x g at 4 °C. NOTE: The volume of platelets depends on the number of donors and the amount of hospital surplus material per donor. Pipette the supernatant to blood bags (50 mL/bag) through the barrel of a 50 mL syringe. Store at -80 °C. Preparation of cell culture medium. Defrost one bag of platelet lysates in a water bath at 37 °C. Add 1 L (i.e. 2 bottles) of Minimum Essential Medium – alpha modification (alphaMEM), 5 mL 200 mM glutamine, and 20 mL of penicillin (5,000 U/mL)/streptomycin (5,000 µg/mL) (pen/strep) to the bag. Incubate for 3 h at 37 °C. Shake the bag for degelling by gently tapping on the bag when the bag is resting on a flat surface. Filter the 5% platelet lysates medium by pulling the lysates through the filter of the transfusion system with a sterile 50 mL syringe. Aliquot the medium in 50 mL tubes and store in -80 °C until use. NOTE: Every new batch of platelet lysates is tested in cell culture and compared to the previous batch by growing cells of interest (bmMSCs or kPSCs) to confluency in both batches. In cell numbers and viability, the kPSCs or bmMCs grown in the new batch should not differ more than 10%, and the marker expression of CD73, CD90, CD105 and CD31, CD34 and CD45 as analyzed by flow cytometry should not differ. The methods of cell culture are described in section 6 of the protocol (Culture of kPSC). 2. Preparations for Cell Harvest Preparation of solutions. Prepare the plain medium by adding 10 mL of pen/strep to 500 mL (1 bottle) of Dulbecco's Minimum Essential Medium (DMEM)-F12. Prepare the washing medium by adding 50 mL of Normal Human Serum (NHS) and 10 mL of pen/strep to 1 bottle of DMEM-F12. Prepare the enzyme-stock buffer by adding 2.9 mL 1 M 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid (HEPES), 1.2 mL NaHCO3 2.5% [w/v] and 160 µL CaCl2 (1 M) to 160 mL University of Wisconsin solution. Prepare the collagenase solution by slowly adding 20 mL of enzyme stock buffer to the bottle of GMP-grade collagenase containing >2,000 U/bottle collagenase. Dissolve at 4 °C for approximately 40 min. Gently shake several times during the dissolving period. Prepare the freeze medium by adding 5 mL dimethyl sulfoxide (DMSO) to 45 mL NHS. Preparation of perfusion tray (Figure 1A). Clean the flow cabin and cover with surgical drapes. Heat a water bath to approximately 40 – 45 °C to heat the perfusion tray to 37 °C. Put on surgical gowns and surgical gloves. Connect a sterilized perfusion tray to the water bath to preheat the perfusion tray with warm water. Make sure that there is no air in the perfusion tray by starting with the perfusion tray in the vertical position. If necessary add more water to the water bath to prevent air infusion into the perfusion tray. Place the LS25 tube in the pump. Leave both sterile ends of the tube in the flow cabinet. Place a Kocher's forceps on one end of the tube and allow to rest on the bottom of the perfusion tray. Place a sterile gauze on top of the tube to prevent obstruction. Attach a Luer connector on the other tube end. Add approximately 100 mL of plain medium into the perfusion tray and start flushing the tube on a pump speed of 100 mL/min. 3. Kidney Cell Isolation Preparation of the kidney. Remove the kidney from the double sterile bags and place on the sterile perfusion tray (Figure 1B). Remove the perirenal adipose tissue and kidney capsule with scissors and gentle tearing (Figure 1C) and identify the renal artery on the aortic patch as shown in Figure 1D. Cannulate the renal artery with the accessory spike, fix with a sterilized tie-rip, and attach to the pump tube end with the Luer connector while the pump is on. If the tubes are not completely filled, first add more medium to the tray and flush tubes by starting the pump (Figure 1E – F). Flush the kidney with plain medium via the pump with a flow of 100 mL/min. Collagenase treatment and kidney cell isolation. Add collagenase (20 mL, >2,000 U) and DNase (2.5 mL, 1 mg/mL) to the perfusion tray (Figure 1G). Turn the kidney from time to time gently by hand. Wait until the kidney becomes soft and the perfusion liquid becomes less transparent (approximately 30 – 40 min). Gently massage the kidney (Figure 1H) until a cell suspension is obtained (Figure 1I). Remove non-digested material and the spike in the renal artery. Washing and collection of kidney cells. Add 50 mL of the NHS to the cell suspension. Drain the cell suspension from the perfusion tray by putting the pump at low flow and placing the tube first connected to the kidney above the 50 mL tubes (Figure 1J). Centrifuge at 300 x g for 7 min at 4 ˚C and remove the supernatant. Wash the pellets with washing medium containing 10% NHS and again centrifuge at 300 x g for 7 min. Repeat washing once more. Measure the volume of the cell pellets and add an equal volume of cell culture medium. Either cryopreserve the cells from here by adding freezing medium 1:1 to the cell suspension and store in cryogenic vials according to standard protocols, or continue to culture the cells (section 4). NOTE: The cell suspension contains cell clumps and requires extra steps to obtain single cells, which results in an increase in cell death. Therefore, the cells are kept in suspension and are not counted at this stage. 4. Cell Culture of Crude Kidney Cells Add approximately 1 mL of the cell suspension to 24 mL of alphaMEM 5% platelet lysates (cell culture medium) in a T175 cell culture flask (Figure 1K) and culture at 37 °C, 5% CO2. Remove the medium and cell debris after 2 d from the adherent cells and refresh the medium with 25 mL of cell culture medium. Refresh the culture medium twice a week by removing half of the medium (12.5 mL) and adding fresh medium (12.5 mL) using aseptic techniques. Culture until confluent (usually 5 – 7 d) (Figure 1L). Remove the medium, wash twice with PBS and trypsinize the cells by adding 5 mL trypsin to each T175 flask for 5 min at 37 °C. Wash in culture medium and centrifuge at 490 x g for 5 min and remove the supernatant. 5. Cell Enrichment for NG2 by Magnetic Cell Separation (Figure 1M) Prepare the cell separation buffer according to manufacturer's protocol. Resuspend the trypsinized kPSCs in 10 mL cell separation buffer. Centrifuge at 490 x g for 5 min, discard the supernatant and resuspend the cells in 300 µL cell separation buffer. Add 100 µL FcR blocking reagen/5 x 107 cells, add 100 µL anti-melanoma (NG2) beads per 5 x 107 cells, and incubate for 30 min at 4 °C. Separate the NG2-positive fraction according to manufacturer's protocol. Add 10 mL of medium and centrifuge cells for 5 min at 490 x g. Count the cells using a Bürker counting chamber according to manufacturer's protocol. Seed the cells in a culture flask (approximately 4 x 103 cells/cm2) and incubate. NOTE: Seed the cells in the following concentrations: <250,000 in a T25 flask, 250,000 – 500,000 in a T75 flask, and 700,000 – 800,000 in a T175 flask. After magnetic cell enrichment, a positive fraction of approximately 1 – 2% is isolated. However, as this step is cell enrichment and not cell sorting, other cell types will be present in the culture (Figure 1N). After several passages (usually around 4 – 5), only a homogenous kPSC-population is present (Figure 1P). 6. Culture of kPSCs Refresh the medium twice a week by removing half of the medium and replace it with freshly thawed culture medium (Figure 1N). NOTE: The kPSCs tend to be more viable and proliferative when only half of the medium is refreshed. Passaging of kPSCs. NOTE: Passage the kPSCs at either 90 – 100% confluency, or when 3D structures appear (see Figure 1O), or when there hasn't been cell growth for more than a week. The latter two particularly might occur at early passages after cell enrichment. In this case, after passaging, the cells will usually start to grow again in monolayer culture (Figure 1P). Remove the medium from the 90 – 100% confluent cells (keep the medium for later use). Wash the flask twice with PBS (1 mL in T25, 5 mL in T75, 10 mL in T175). Add trypsin (0.5 mL in T25, 2 mL in T75, 5 mL in T175) and incubate for 5 min at 37 °C. Add the old medium to the flask and resuspend gently. Transfer to a 15 or 50 mL tube (depending on the volume) and centrifuge at 490 x g for 5 min. Count the viable cells and plate <250,000 in a T25, 250,000 – 500,000 in a T75, or 700,000 – 800,000 in a T175 (approximately 4 x 103 cells/cm2). Test the kPSCs at passage 5 or 6 (e.g., scratch assay, section 7). NOTE: Characterize the propagated cells by flow cytometry using standard protocols. Marker expression of NG2, PDGFR-β, CD146, CD73, CD90, CD105, HLA-ABC should all be positive and CD31, CD34, CD45 and HLA-DR should be negative. Test for mycoplasma, bacteria and fungi in the culture medium according to standard protocols of the clinical microbiology lab. Test the kPSCs functionally in a kidney epithelial wound scratch assay. Experiments are usually performed with sterile, flow cytometry-confirmed homogeneous kPSC populations with wound healing capacity between passage 6-8. Cryopreserve the kPSCs by adding 0.5 mL cryopreservation medium to 0.5 mL cell suspension (2 million cells per mL of culture medium) using standard protocols. NOTE: After thawing, seed the kPSCs at a higher density (106 cells in a T175). 7. Functional Test of kPSCs: Kidney Epithelial Wound Scratch Assay Culture the kPSCs in a 6-well plate at a density of 200,000 cells/well in 2 mL culture medium. After 48 h of culture at 37 °C, 5% CO2, collect the supernatant. This is the conditioned medium. Seed the HK-2 (proximal tubular epithelial cells)17 in 2 mL of Proximal Tubular Epithelial Cell (PTEC) medium consisting of a 1:1 ratio of DMEM-F12 supplemented with insulin (5 mg/mL), transferrin (5 mg/mL), selenium (5 ng/mL), hydrocortisone (36 ng/mL), triiodothyrinine (40 pg/mL), epidermal growth factor (10 ng/mL) and pen/strep, in a density of 500,000 cells per well in a 6-well cell culture plate. Culture for 48 h at 37 °C, 5% CO2. Remove the cell culture medium of the HK-2s and create a scratch wound in the monolayer of HK-2s by making a scratch with the tip of a yellow pipette point from the top to the bottom of the well. Wash the HK-2s with PBS and add the conditioned medium of the kPSCs or control medium. Mark on the bottom of the plate the area to be imaged. NOTE: The HK-2s should be confluent. Image two areas per well. Image the scratch at 4, 8, 12 and 24 h at the same marked position with an inverted bright-field microscope. Measure the scratch area in Image J using the polygon selection tool to determine the percentage of closure.

Representative Results

De klinische rang kPSCs isolatie methode is samengevat in Figuur 1. Ruwe nier cellen zijn geïsoleerd van de transplantatie van menselijke rang nieren door collagenase perfusie. De resulterende celsuspensie is gekweekt tot heuvels in 5% bloedplaatjes lysates. Vervolgens is de gerelateerde stromale cellen breuk geïsoleerd gebaseerd op NG2 expressie. kPSCs kunststof aanhangend spindel-vormig cellen(Figuur 2)en zijn positief voor de stromale markeringen CD90, CD105, CD73 en gerelateerde markers NG2, PDGFR-B en CD146, terwijl negatief voor CD31, CD34, CD45 en HLA-DR (Figuur 2B). Meestal een homogene populatie van kPSCs kan worden bereikt bij passage 4 en kPSCs bereiken senescentie rond passage 9-10 (Figuur 2C). Wij adviseren dan ook om uit te voeren van de experimenten tussen passage 5-8. Om te beoordelen van de functionele capaciteit van de geïsoleerde kPSCs, voeren wij een in vitro nier epitheliale wond kras assay op elke nieuwe partij van kPSCs, zoals we eerder liet zien dat het geconditioneerde medium van kPSCs kan versnellen epitheliale wondgenezing in deze kras assay15. Het kPSC geconditioneerde medium is gemaakt door kweken van kPSCs voor 48 uur in alphaMEM 5% bloedplaatjes lysates en het verzamelen van de bovendrijvende substantie. Vervolgens de vereeuwigd menselijke nieren proximale zaadvormende epitheliale cellen (HK-2)17 tot heuvels worden gekweekt en vervolgens een kras wond wordt gemaakt. Vervolgens ofwel het geconditioneerde medium van kPSCs of besturingselement medium wordt toegevoegd aan de putten en de snelheid van de wondgenezing wordt gemeten. Wanneer de geconditioneerde medium van kPSCs wordt toegevoegd, wordt de wond gesloten aanzienlijk sneller (Figuur 2D). Figuur 1 : Klinische Grade isolatie methode van de menselijke kPSCs. Transplantatie rang nieren worden gecanuleerd en geperfundeerd met collagenase via de renale slagader (A – G) en de resulterende celsuspensie wordt gewassen en ofwel cryopreserved of cultuur (H – K) gestoken. Nadat de cellen bereiken confluentie (L), NG2 cel verrijking is uitgevoerd (M). Cellen zijn trypsinized wanneer ze ofwel confluente, prolifererende of wanneer 3D-structuren weergegeven (N – P) hebt gestopt. De release-criteria voor kPSCs zijn steriliteit, marker expressie en de mogelijkheid om buizen epitheliale wondgenezing (Q). Pijl: renale slagader. Schaal bar = 200 µm. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer. Figuur 2: karakterisering van menselijke kPSCs. Een) kPSCs zijn spindel-vormig, plastic Adherente cellen. B) kPSCs zijn positief voor mesenchymale markeringen CD73, CD90, CD105, gerelateerde markeringen NG2, PDGFR-β en CD146, terwijl negatieve voor CD31, CD34 en CD45. kPSCs express MHC-klasse ik (HLA-ABC) maar niet klasse II (HLA-DR). C) kenmerken van de groei van drie verschillende kPSC donoren van stroom cytometry bevestigd homogene NG2 positieve risicopopulaties (doorgang 4). kPSCs bereiken senescentie rond passage 9-10. D) kPSCs zijn in staat om de epitheliale reparatie nier in een wond kras assay. Representatieve beelden van controle medium en kPSC geconditioneerd medium bij t = 0, 4, 8 en 12 h staan. De bar van de schaal van A) = 200 µm, in D) = 100 µm. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Discussion

Gerelateerde cellen werden geïsoleerd van vele verschillende menselijke solide organen, met inbegrip van de nier9,15,16, alvleesklier, vet en kraakbeen. De meeste methoden, zijn echter gebaseerd op kleine monsters van weefsel, dat zijn ontleed en daarna behandeld met spijsverteringsenzymen. Bovendien, dit is meestal niet uitgevoerd met klinische grade producten. Dit maakt deze strategieën minder geschikt voor directe klinische vertaling indien grote hoeveelheden van klinische-grade cellen noodzakelijk zijn.

Hier laten we een methode van de roman isolatie van menselijke kPSCs voor hele organen gebaseerd op perfusie met klinische rang enzymen en materialen. Het protocol is aangepast van het protocol van de isolatie van klinische eilandjes van Langerhans die momenteel in gebruik voor klinische toepassing in onze center-18.

Dit is de eerste klinische rang methode indien grote hoeveelheden van kPSCs kunnen worden bereikt. De variabiliteit in cel opbrengst is grotendeels donor afhankelijk. Echter, wanneer het rendement van de cel dat we momenteel van een fractie van de ruwe celsuspensie van drie verschillende donoren verkrijgen is geëxtrapoleerd, in theorie, een gemiddelde opbrengst van 2,7 x 1012 kPSCs per donor kan worden bereikt. Zoals MSC therapie meestal uit 2 cel infusies met 1-2 x 106 cellen/kg lichaam gewicht4 bestaat, wordt deze cel nummers volstaan voor allogene behandeling van verschillende patiënten.

Een cruciale stap in de isolatie-procedure is de duur van collagenase spijsvertering. Wanneer de spijsvertering-periode te kort is, blijft grote bosjes van weefsel, die moeilijker te cultuur zal worden. Wanneer de perfusie-periode lang is, kan toegenomen celdood worden waargenomen. Daarom, zodra de nier begint te zacht en het vocht minder transparant worden, de nier voorzichtig moet worden gemasseerd en de collagenase behandeling moet worden gestopt.

Een andere belangrijke stap is de cultuur van de cellen na NG2 cel verrijking. Soms na de NG2 cel verrijking start de gerelateerde cellen niet beginnen te groeien in 3D structuren te vermenigvuldigen. In dit geval, wanneer de cellen trypsinized en reseeded, zal de cellen meestal beginnen te groeien in enkelgelaagde cultuur.

Als grondstof, werden menselijk transplantatie rang nieren verwijderd voornamelijk omwille van de chirurgische gebruikt. Dit zijn de functionele organen zonder grote fibrose. Wij erkennen dat dit een beperking zou kunnen zijn, aangezien dit een relatief zeldzame is en moeilijk te verkrijgen van orgel bron. Transplanteren nieren zou kunnen zijn een andere bron; echter, afhankelijk van de reden van uitname van de nieren, deze nieren bevatten meer fibrose en dus myofibroblasts, en daarom moet worden gezorgd aangezien myofibroblasts zou kunnen worden geïsoleerd en in plaats van gerelateerde cellen gekweekt.

Zoals de kPSCs geïsoleerd met deze show protocol organo-typisch eigenschappen met nier epitheliale wond genezing capaciteiten15, celtherapie met kPSCs in nierziekten en transplantatie zou een interessante toekomstige toepassing. Voor dit doel zijn er verschillende strategieën van cel/levering van het product. De eerste strategie is IV infusie van kPSCs, zoals gebruikt op dit moment in de klinische studies van bmMSC. Een andere interessante toepassing is het gebruik van kPSCs of kPSC-uitgescheiden factoren in machine perfusie voor transplantatie. Op deze manier kan de kwaliteit van de transplanteren nieren verbeteren kan leiden tot een verbeterde nierfunctie na de transplantatie. Voor beide strategieën zijn kPSCs een interessante bron voor nieuwe cel verder te verkennen voor klinische doeleinden.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dit onderzoek heeft financiering ontvangen van de Europese Gemeenschap zevende kader programma (KP7/2007-2013) onder overeenkomstnummer 305436 subsidie STELLAR.

Materials

Baxter bags Fenwal R4R-7004
Human platelets Sanquin hospital surplus material expired for less than 2 days is used
platelet lysate custom made
Disposable sterile bottles Corning 09-761-11
500ml PP centrifuge tubes Corning 431123
a-MEM medium Lonza BE12-169F
glutamax thermo fisher 35050038
pen/strep  Invitrogen 15070063
transfusion system Codan 455609
DMEM-F12 life technologies 11320-074
normal human serum Sanquin
Hepes 1M Lonza BE-17-737E
NaHCO3 7.5% Lonza BE17-613E
CaCl2 1M Sigma-Aldrich 10043-52-4
UW Bridge to life 32911
Heparin Leo Pharma
collagenase NB1 GMP grade SERVA 17455.03
DMSO Sigma Aldrich D2650-100ml
surgical drapes 3M Nederland DH999969404
perfusion pump metrohm x007528300
pump head metrohm x077202600
perfusion tray custom made
LS25 masterflex tubes Masterflex HV-96410-25
accessory spike Gambro DASCO 6038020
pulmozyme Roche
culture flasks 25 cm2 greiner 690175
culture flask 75 cm2 greiner 658170
culture flask 175 cm2 greiner 661160
Trypsin sigma t4174
BSA Sigma A2153
EDTA Sigma-Aldrich E5134-500g
FcR blocking reagent miltenyi 130-059-901
anti melanoma beads (NG2) miltenyi 130-090-452
cellstrainer 70 µm Corning 352350
LS columns Miltenyi 130-042-401
MACS magnet miltenyi 130-090-976
CD34 FITC BD  555821
CD45 APC BD  555485
CD146 PE BD  550315
NG2 APC R&D FAB2585A
CD90 PE BD  555596
HLA ABC APC BD  555555
CD105 FITC Ancell 326-040
HLA DR APC BD  559866
CD56 PE BD  555516
CD73 PE BD  550257
CD31 FITC BD  555445
CD133 PE miltenyi 130-090-853
PDGF-r  R&D mab 1263
mouse IgG1 FITC BD  345815
mouse IgG1 PE BD  345816
mouse IgG1 APC BD  345818
IgG2b PE BD  555743
goat anti mouse PE Dako R0480
sodium azide Merck 822335
DMEM Ham’s F12 Gibco 31331-028
ITS (insul, transferrin, selenium) Sigma I1884
hydrocortisone Sigma H0135
triiodothyrinine Sigma T5516
epidermal growth factor sigma E9644
Immortalized human renal PTEC (HK2) courtesey of M. Ryan, university college Dublin

References

  1. Friedenstein, A. J., et al. Precursors for fibroblasts in different populations of hematopoietic cells as detected by the in vitro colony assay method. Exp Hematol. 2 (2), 83-92 (1974).
  2. Dominici, M., et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy. 8 (4), 315-317 (2006).
  3. Pittenger, M. F., et al. Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science. 284 (5411), 143-147 (1999).
  4. Leuning, D. G., Reinders, M. E., de Fijter, J. W., Rabelink, T. J. Clinical translation of multipotent mesenchymal stromal cells in transplantation. Semin Nephrol. 34 (4), 351-364 (2014).
  5. Reinders, M. E., et al. Autologous bone marrow-derived mesenchymal stromal cells for the treatment of allograft rejection after renal transplantation: results of a phase I study. Stem Cells Transl Med. 2 (2), 107-111 (2013).
  6. Perico, N., et al. Autologous mesenchymal stromal cells and kidney transplantation: a pilot study of safety and clinical feasibility. Clin J Am Soc Nephrol. 6 (2), 412-422 (2011).
  7. Perico, N., et al. Mesenchymal stromal cells and kidney transplantation: pretransplant infusion protects from graft dysfunction while fostering immunoregulation. Transpl Int. 26 (9), 867-878 (2013).
  8. Tan, J., et al. Induction therapy with autologous mesenchymal stem cells in living-related kidney transplants: a randomized controlled trial. JAMA. 307 (11), 1169-1177 (2012).
  9. Crisan, M., et al. A perivascular origin for mesenchymal stem cells in multiple human organs. Cell Stem Cell. 3 (3), 301-313 (2008).
  10. Sacchetti, B., et al. No Identical “Mesenchymal Stem Cells” at Different Times and Sites: Human Committed Progenitors of Distinct Origin and Differentiation Potential Are Incorporated as Adventitial Cells in Microvessels. Stem Cell Reports. 6 (6), 897-913 (2016).
  11. Chen, W. C., et al. Human myocardial pericytes: multipotent mesodermal precursors exhibiting cardiac specificity. Stem Cells. 33 (2), 557-573 (2015).
  12. Dekel, B., et al. Isolation and characterization of nontubular sca-1+lin- multipotent stem/progenitor cells from adult mouse kidney. J Am Soc Nephrol. 17 (12), 3300-3314 (2006).
  13. Li, J., et al. Collecting duct-derived cells display mesenchymal stem cell properties and retain selective in vitro and in vivo epithelial capacity. J Am Soc Nephrol. 26 (1), 81-94 (2015).
  14. Pelekanos, R. A., et al. Comprehensive transcriptome and immunophenotype analysis of renal and cardiac MSC-like populations supports strong congruence with bone marrow MSC despite maintenance of distinct identities. Stem Cell Res. 8 (1), 58-73 (2012).
  15. Leuning, D. G., et al. Clinical-Grade Isolated Human Kidney Perivascular Stromal Cells as an Organotypic Cell Source for Kidney Regenerative Medicine. Stem Cells Transl Med. , (2016).
  16. Bruno, S., et al. Isolation and characterization of resident mesenchymal stem cells in human glomeruli. Stem Cells Dev. 18 (6), 867-880 (2009).
  17. Ryan, M. J., et al. HK-2: an immortalized proximal tubule epithelial cell line from normal adult human kidney. Kidney Int. 45 (1), 48-57 (1994).
  18. Nijhoff, M. F., et al. Glycemic Stability Through Islet-After-Kidney Transplantation Using an Alemtuzumab-Based Induction Regimen and Long-Term Triple-Maintenance Immunosuppression. Am J Transplant. , (2015).

Play Video

Cite This Article
Leuning, D. G., Lievers, E., Reinders, M. E., van Kooten, C., Engelse, M. A., Rabelink, T. J. A Novel Clinical Grade Isolation Method for Human Kidney Perivascular Stromal Cells. J. Vis. Exp. (126), e55841, doi:10.3791/55841 (2017).

View Video