Wir beschreiben ein Protokoll zur Isolierung und Kultivierung von humanen Amnionenepithelzellen (hAECs) unter Verwendung von Reagenzien ohne tierische Produkte in Übereinstimmung mit den aktuellen Richtlinien der guten Herstellungspraxis (cGMP).
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Methodenartikel
Wir beschreiben ein Protokoll zur Isolierung und Kultivierung von humanen Amnionenepithelzellen (hAECs) unter Verwendung von Reagenzien ohne tierische Produkte in Übereinstimmung mit den aktuellen Richtlinien der guten Herstellungspraxis (cGMP).
Humane Amnion-Epithelzellen (hAECs), die aus Termin- oder Frühgeborenen-Amnionenmembranen gewonnen wurden, haben die Aufmerksamkeit von Forschern und Klinikern als potenzielle Quelle von Zellen für die regenerative Medizin auf sich gezogen. Der Grund für dieses Interesse ist der Nachweis, dass diese Zellen eine hohe multipotente Differenzierungsfähigkeit, eine geringe Immunogenität und entzündungshemmende Funktionen aufweisen. Diese Eigenschaften haben Forscher dazu veranlasst, das Potenzial von hAECs zur Behandlung einer Vielzahl von Krankheiten und Störungen in präklinischen Tierversuchen mit großem Erfolg zu untersuchen.
hAECs haben eine breite Anwendung für die Behandlung einer Reihe von Krankheiten und Störungen gefunden. Zu den potenziellen klinischen Anwendungen von hAECs gehören die Behandlung von Schlaganfall, Multipler Sklerose, Lebererkrankungen, Diabetes sowie chronischen und akuten Lungenerkrankungen. Der Übergang von präklinischen Tierversuchen zu klinischen Studien erfordert einen höheren Standard an Qualitätskontrolle und Sicherheit für Zelltherapieprodukte. Aus Sicherheits- und Qualitätskontrollerwägungen wird bevorzugt, dass Zellisolationsprotokolle Reagenzien ohne tierische Produkte verwenden.
Wir haben Protokolle entwickelt, die es Forschern ermöglichen, hAECs mit tierischen Reagenzien zu isolieren, zu kryokonservieren und zu kultivieren. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass diese Zellen isoliert, charakterisiert, kryokonserviert und kultiviert werden können, ohne das Risiko, potenziell schädliche tierische Krankheitserreger an den Menschen abzugeben, während gleichzeitig geeignete Zellausbeuten, Lebensfähigkeit und Wachstumspotenzial erhalten bleiben. Für Forscher, die von präklinischen Tierversuchen zu klinischen Studien übergehen, werden diese Methoden die behördliche Zulassung erheblich beschleunigen, Risiken verringern und die Qualität ihrer therapeutischen Zellpopulation verbessern.
Zellen von perinatalen Quellen, wie Plazenta, Plazentamembranen, Nabelschnur und Fruchtwasser abgeleitet haben die Aufmerksamkeit von Forschern und Klinikern als potentielle Quelle von Zellen für die regenerative Medizin 1,2 angezogen. Der Grund für dieses Interesse ist, dass diese Zelltypen besitzen alle ein gewisses Maß an Plastizität und immunmodulatorische Fähigkeit 3, Eigenschaften, die von grundlegender Bedeutung für ihre mögliche therapeutische Anwendungen geeignet sind.
hAECs sind eine heterogene Population Epithelzellen, die aus Laufzeit oder vorzeitigen Amnionmembran 4 abgeleitet werden kann, wodurch ein reichliches potentielle Quelle für regenerative Zellmaterial. Die Eigenschaften, die hAECs ansprechend als Zelltherapie machen gehören ihrer Multi, geringe Immunogenität und entzündungshemmende Eigenschaften. hAECs gefunden wurden hochmulti sowohl in vitro als auch in vivo, zur Differenzierung zu mesodermalen Abstammungslinien zu sein (cardiomyocytes, Muskelzellen, Knochenzellen, Fettzellen), endodermalen Linien (Bauchspeicheldrüsenzellen, Leberzellen, Lungenzellen) und ektodermalen Linien (Haare, Haut, Nervenzellen und Astrozyten) 5-10.
Beruhigend, trotz ihrer Multipotenz hAECs Sie nicht, entweder Form Tumoren erscheinen oder zu fördern Tumorentwicklung in vivo. Darüber hinaus sind auch hAECs Immun privilegierten, zum Ausdruck geringe Klasse II Human-Leukozyten-Antigene (HLA) 8. Diese Eigenschaft wahrscheinlich zugrunde ihre Fähigkeit, Immunabstoßung nach allogener und xenogener Transplantation zu entgehen, wie in Studien mit immunkompetenten Affen, Kaninchen, Meerschweinchen, Ratten und Schweine von 11 bis 13 gezeigt. hAECs anzuzeigen potente immunmodulatorische und immunsuppressive Eigenschaften und bieten somit erhebliche praktische Vorteile für potentielle klinische Anwendungen bei Autoimmunerkrankungen Therapie. hAECs sind vermutlich immunmodulatorische Funktionen sowohl auf der angeborenen und adaptiven Immunsystem auszuüben. Aufe der Mechanismen vorgeschlagen, ist durch die Sekretion von immunmodulatorische Faktoren 14.
Aktuelle Anwendungen der hAECs in vorklinischen Tierkrankheitsmodellen gehören die Behandlung von Schlaganfall, Multiple Sklerose, Lebererkrankungen, Diabetes und chronischen und akuten Lungenerkrankungen. Forscher haben Interesse an der Nutzung hAECs um nach Schlaganfall Gehirn Entzündung aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften gezeigt. Es gibt Hinweise darauf, dass hAECs die Blut-Hirn-Schranke, wo sie engraft überqueren können, überleben für bis zu 60 Tage, zu differenzieren zu Neuronen, verringern Entzündungen und fördern Regeneration geschädigter Gewebe des zentralen Nervensystems in Tiermodellen für neurologische Erkrankungen 15.
hAECs bieten die Möglichkeit, gezielt und Rückwärts mehrere pathologische Wege, die zu der Entwicklung und Progression von Multipler Sklerose bei. Beispielsweise ergibt sich aus der präklinischen Tierstudien legen nahe, dass hAECs stark immunsuppressive undpotenziell induzieren peripheren Immuntoleranz und Reverse laufenden Entzündungsreaktionen. hAECs haben auch gezeigt, dass die Fähigkeit, in vivo in neurale Zellen zu differenzieren und zu verbessern endogenen Neuroregeneration durch die Sekretion einer Vielzahl von neurotrophen Faktoren 16 haben.
Mensch und Nager Amnion Epithelzellen haben bereits ihre therapeutische Wirksamkeit nachgewiesen für die Behandlung von Lebererkrankungen in Tiermodellen. In einem Tetrachlorkohlenstoff Schäden Induktions Modell einer Lebererkrankung, HAEC Transplantation führen zur Verpflanzung von lebensfähigen hAECs in der Leber, in Begleitung mit reduzierter Hepatozyten Apoptose und Verminderung der Leberentzündung und Fibrose 17.
hAECs kann ausgedrückt Pankreas Faktoren, einschließlich Insulin und Glucose-Transporter stimuliert werden. Mehrere Studien haben das Potenzial für hAECs den Blutglucosespiegel in diabetischen Mäusen 18 wiederherzustellen sucht. In Mäusen, diehAECs verringerte beide Tierkörpergewicht und den Blutzuckerspiegel auf ein normales Niveau nach der Injektion von Zellen. Diese Studien stellen ein starkes Argument für den Einsatz von hAECs zur Behandlung von Diabetes mellitus.
hAECs haben eine nachgewiesene Rolle bei der Prävention und Reparatur von experimentellen akuten und chronischen Lungenschädigung in Erwachsenen und Neugeborenen-Modelle 19. Diese Studien zeigten, dass hAECs Differenzierung in vitro in funktionaler Lungenepithelzellen exprimieren multiple Lungen-assoziierten Proteine, einschließlich Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR), des Ionenkanals, die bei Patienten mit zystischer Fibrose 20 mutiert ist. Außerdem, wenn hAECs an den verletzten Erwachsenen und Neugeborenen Lunge zugeführt, die reparative Wirkungen auszuüben sie über die Modulation der Immunzellen, wodurch Lungen Leukozytenrekrutierung, einschließlich Neutrophilen, Makrophagen und Lymphozyten 21-23.
Angesichts ihrer Hülle und Fülle,Sicherheitsbilanz und bewährte klinische Anwendungen für mehrere Krankheiten, klinische Studien mit hAECs ist unvermeidlich. Mit dem Ziel, beschleunigte Umsetzung HAEC Therapien in klinischen Studien-entwickelten wir Methoden, um in einer für die klinischen Studien Weise zu isolieren, Kryokonservierung und Kultur hAECs mit Tierproduktfreien Reagenzien gemäß den aktuellen guten Herstellungspraxis (cGMP) Leitlinien .
Wir basieren diesem Protokoll eine zuvor veröffentlichte Protokoll, das wir erfolgreich verwendet haben, um hAECs Verwendung von Tieren stammenden Reagenzien 6 zu isolieren. Wir veränderten das ursprüngliche Protokoll an Tieren stammenden Produkte mit tierischen Erzeugnissen freien Reagenzien zu ersetzen, und die anschließende Optimierung durchgeführt, um die Zellausbeute, Lebensfähigkeit und Reinheit zu optimieren. Unser Ziel war es, ein Protokoll, das mit regulatorischen Standards für Zellfertigung für den menschlichen klinischen Studien erfüllen zu entwickeln.
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HINWEIS: Plazenten sollte von Singleton gesunde Schwangerschaft gesammelt werden, mit einer Vorliebe für tigen Kaiserschnitt Abschnitte. Geschrieben sollte informierte Zustimmung zur Sammlung ihrer Plazenta gegeben werden. Ihre einschlägigen Menschen Forschung Ethik-Kommission sollte die Genehmigung alle Sammlung und Verwendung von menschlichen Geweben.
1. Isolierung von Amnion Epithelzellen
2. Kryokonservierung von hAECs
3. Auftauen und Kultur Cyropreserved hAECs
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Wenn dieses Verfahren korrekt befolgt, sollte ein Durchschnittsertrag von 120 Millionen hAECs rechnen, wobei ein typischer Bereich von 80-160 Millionen Zellen. Aus diesen Erträgen kann eine durchschnittliche Überlebensfähigkeit von 83 ± 4% zu erwarten. Der erhöhte mittlere Ausbeute und einer etwas niedrigeren Lebensfähigkeit im klinischen Verfahren kann aufgrund der höheren Trypsin-Aktivität als die von Tieren stammenden Produkt aufgrund des Fehlens von Serumproteinen ist, und vielleicht auch. Isolierte hAECs eine durch...
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Es gibt mehrere kritische Parameter, die erhebliche Auswirkungen auf den Erfolg dieser Methode haben können. Speicherung der Plazenta oder Amnion für 3 h vor der Isolierung hAECs kann logistischer oder Planungszwecke wünschenswert sein, es wird jedoch empfohlen, dass das Gewebe so schnell wie möglich verarbeitet werden. Wenn Gewebe gelagert werden soll, ist es empfehlenswert, dass der Lagerung nach der Präparation und Waschen der Amnionmembran geführt werden. Amnion in sterile HBSS mit Antibiotika bei 4 ° C gelagert wer...
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Die Autoren haben nichts offenzulegen.
Die Autoren danken für ihre finanzielle Unterstützung durch das Operational Infrastructure Support Program der Regierung von Victoria.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Entnahmeset | |||
| Abstreiftablett | Fisher Scientific | 13-361B | |
| Liberty Verbandzange, spitz 13 cm | Fisher Scientific | S17329 | |
| Schere - Scharf/stumpf gerade | Fisher Scientific | NC0562592 | |
| Sterile Latexhandschuhe | Fisher Scientific | 19-014-643 | |
| Schutzkleidung | |||
| Schutzkleidung (Kittel) | U-line | S-15374-M | |
| Isolationskittel | U-Linie | S-15374-M | |
| Sterile Latexhandschuhe | Fisher Scientific | 19-014-643 | |
| Allzweck-Gesichtsmaske | Cardinal Health | AT7511 | |
| Motorhauben | Medline | CRI1001 | |
| Schuhüberzieher | U-line | S-7873W | |
| Medien und Reagenzien | |||
| Hanks' Balanced Salt Solution (HBSS) | Life Technologies | 14175095 | ohne Calcium oder |
| Magnesium TrypZean (tierisches Produkt– Sigma | Aldrich | T3449 | |
| Sojabohnen-Trypsin-Inhibitor 1g/50mL | Sigma Aldrich | T6522 | |
| Cryostor CS5 | BioLife Solutions | 205102 | |
| Trypanblau-Reagenz | Life Technologies | 15250-061 | |
| Anti-EpCam-PE | Miltenyi Biotec | 130 - 091-253 | |
| PE-Isotyp Kontrolle | Miltenyi Biotec | 130-098-845 | |
| Anti-CD90-PeCy5 | BD Pharmingen | 555597 | |
| PeCy5-Isotypkontrolle | BD Pharmingen | 557224 | |
| Anti-CD105-APC | BD Pharmingen | 562408 | |
| APC-Isotypkontrolle | BD Pharmingen | 340754 | |
| Kollagen Typ VI | Sigma Aldrich | C7521 | |
| 50 ml Messpipette | |||
| 10 ml Messpipette | BD/Falcon | 356551 | |
| 5 ml Messpipette | BD/Falcon | 356543 | |
| 50 ml Falcon Röhrchen | BD/Falcon | 352070 | |
| 15 cm Petrischalen | Corning | 351058 | |
| 70 μm; m Filter | BD/Falcon | 352350 | |
| 0,22 μ m Filter | Millipore | SLGV033RS | |
| 1 ml Pipettenspitzen | Fisherbrand | 02-707-401 | |
| 200 μ l Pipettenspitzen | Fisherbrand | 02-707-409 | |
| 20 ml Spritze | BD/Medical | 309661 | |
| Kunststoffspatel | Fisher Scientific | 14-245-97 | |
| Kunststoff-Wiegeschiff | Fisher Scientific | 02-202-102 | |
| Kryo-Fläschchen | Nunc | 377267 | |
| Ausrüstung | |||
| Herr Frosty | Fisher Scientific | A451-4 | |
| für biologische Gefahrstoffe |
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