Ludzkie mięśnie szkieletowe zostały uznane za klinicznie atrakcyjne źródło komórek macierzystych/progenitorowych. Mięśnie szkieletowe zawierają nie tylko zaangażowane miogenne komórki progenitorowe, mioblasty szkieletowe, ale także prymitywne miogenne komórki macierzyste, w tym komórki satelitarne i komórki macierzyste pochodzenia mięśniowego (MDSC)1. Zastosowanie ludzkich komórek macierzystych/progenitorowych pochodzących z mięśni, autologicznych lub allogenicznych, w medycynie regeneracyjnej zostało szeroko zbadane w przedklinicznych modelach zwierzęcych i badaniach klinicznych. Regeneracyjne zastosowania komórek macierzystych/progenitorowych mięśni obejmują zarówno regenerację mięśni dystroficznych u pacjentów z dystrofią mięśniową Duchenne'a (DMD), jak i naprawę uszkodzonego serca u pacjentów z zawałem serca.
Od czasu odkrycia mezenchymalnych komórek macierzystych/zrębowych (MSC) i innych multipotencjalnych populacji komórek prekursorowych, w tym multipotencjalnych dorosłych komórek progenitorowych pochodzących ze szpiku kostnego (MAPC) i komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej (ADSC), dorosłe komórki macierzyste/progenitorowe były intensywnie badane dodnia 1-9. Niemniej jednak, ich natywna tożsamość i lokalizacja in situ zostały przesłonięte przez retrospektywne metody izolacji. Niedawno, korzystając z sortowania komórek aktywowanych fluorescencją (FACS), my i inne grupy zidentyfikowaliśmy i oczyściliśmy prospektywnie trzy multipotencjalne populacje komórek prekursorowych z naczyń krwionośnych w ludzkich mięśniach szkieletowych i kilku innych narządach: miogennych komórek śródbłonka (MEC), perycytów (PC) i komórek przybyszowych (AC)10. Te trzy subpopulacje ludzkich komórek macierzystych pochodzących z naczyń krwionośnych (hBVSC) można znaleźć odpowiednio w trzech warstwach strukturalnych naczyń krwionośnych: Tunica intima, Tunica Media i Tunica adventitia. Mówiąc dokładniej, MEC i PC są wykrywane w mikronaczyniach i naczyniach włosowatych, podczas gdy AC są zlokalizowane w warstwie przydankowej większych tętnic i żył. Każdy podzbiór komórek prekursorowych wyraża unikalną kombinację antygenów powierzchniowych komórek: MEC (CD34 + / 56 + / 144 + / 45-), PC (CD146 + / 34-/45-/56-) i AC (CD34 + / 31-/45-/56-/146-).
Dalsza charakterystyka tych podzbiorów hBVSC wykazała, że wszystkie trzy populacje komórek prekursorowych posiadają mezodermalne potencjały rozwojowe podobne do typowych MSC, w tym miogenezę szkieletu, osteogenezę, chondrogenezę i adipogenezę. Wszystkie podzbiory hBVSC wykazują również klasyczne markery MSC, w tym CD44, CD73, CD90 i CD105, świeżo i w hodowli. Łącznie te dowody potwierdziły naczyniowe pochodzenie MSC. Co więcej, możliwości terapeutyczne MEC, PC i AC zostały ostatnio wykazane w oddzielnych badaniach. Wykazano, że MEC posortowane z biopsji mięśni dorosłego człowieka regenerują uszkodzone i dystroficzne mięśnie szkieletowe oraz naprawiają uszkodzony mięsień sercowy skuteczniej niż mioblasty szkieletowe i komórki śródbłonka naczyń krwionośnych (EC). Wykazano również, że oczyszczone PC z różnych ludzkich narządów naprawiają/regenerują uszkodzone i dystroficzne mięśnie szkieletowe oraz przyczyniają się do puli komórek satelitarnych13-16. Niedawno wykazaliśmy, że komputery PC pochodzące z ludzkich mięśni szkieletowych skutecznie naprawiają mięsień sercowy po zawale poprzez pośredni efekt parakrynny i bezpośrednie interakcje komórkowe17. Z drugiej strony AC zostały albo bezpośrednio wyizolowane z eksplantowanych naczyń krwionośnych, albo oczyszczone przez FACS z ludzkiej tkanki tłuszczowej i mięśni szkieletowych. Zauważalne działanie proangiogenne AC wykazano w modelu niedokrwienia kończyn tylnych myszy19. Co więcej, wykazano również, że AC naprawiają mięśnia sercowego po zawale skuteczniej niż konwencjonalne MSC, co wskazuje na silny potencjał terapeutyczny AC w naprawie niedokrwiennej tkanki20.
Obecny protokół oczyszczania umożliwia jednoczesne, prospektywne oczyszczanie MEC, PC i AC z układu krwionośnego pojedynczej ludzkiej biopsji mięśni szkieletowych. Pozwala nam to na badanie i/lub wybór optymalnej subpopulacji hBVSC do różnych celów terapeutycznych. Ponadto ta nowa technika jeszcze bardziej rozszerza repertuar komórek macierzystych/progenitorowych, które mogą pochodzić z ludzkich mięśni szkieletowych, co czyni ją idealnym źródłem multipotencjalnych komórek prekursorowych dla medycyny regeneracyjnej.