$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Serce od dawna uważane jest za organ postmitozyczny. Jednak ostatnie badania wykazały ograniczoną rotację kardiomiocytów w sercach dorosłych ludzi1. Natywne komórki macierzyste/progenitorowe o potencjale różnicowania kardiomiocytów zostały również zidentyfikowane w mięśniu sercowym u dorosłych gryzoni i ludzkich serc, w tym Sca-1+, c-kit+, tworzących kardiosferę, a ostatnio okołonaczyniowych komórek prekursorowych2,3. Komórki te są atrakcyjnymi kandydatami do terapii mających na celu poprawę naprawy/regeneracji serca poprzez przeszczep komórek lub stymulację proliferacji in situ.
Mezenchymalne komórki macierzyste/zrębowe (MSC) zostały wyizolowane z prawie każdej ludzkiej tkanki4,5 Przeprowadzono badania kliniczne terapeutycznych zastosowań MSC dla wielu stanów patologicznych, takich jak naprawa układu krążenia6, choroba przeszczep przeciwko gospodarzowi7 i marskość wątroby8. Korzystne działanie przypisuje się zdolności MSCs do: lokalizacji miejsc zapalnych9; różnicować się w różne typy komórek10; wydzielają cząsteczki pronaprawcze11; i modulować odpowiedzi immunologiczne gospodarza12. Izolacja MSCs tradycyjnie opierała się na ich preferencyjnym przyleganiu do podłoży z tworzyw sztucznych. Jednak uzyskana populacja komórek jest zazwyczaj wyraźnie niejednorodna13. Stosując fluorescencyjne sortowanie komórek aktywowanych (FACS) z kombinacją kluczowych markerów komórek okołonaczyniowych, byliśmy w stanie wyizolować i oczyścić multipotencjalną populację prekursorów podobnych do MSC (CD146+/CD31-/CD34-/CD45-/CD56-) z wielu tkanek ludzkich, w tym dorosłych mięśni szkieletowych i białego tłuszczu14.
Wykazano, że populacje komórek okołonaczyniowych w różnych tkankach niesercowych mają właściwości komórek macierzystych/progenitorowych i są badane pod kątem klinicznego zastosowania w warunkach sercowo-naczyniowych. Perycyty, jeden z najbardziej znanych podzbiorów komórek okołonaczyniowych, to niejednorodna populacja, która odgrywa kilka ról patofizjologicznych, w tym w rozwoju nowych naczyńkrwionośnych 15, regulacji ciśnienia krwi16 i utrzymaniu integralności naczyń17,18. Jak wykazano w wielu tkankach, określone podzbiory perycytów natywnie wyrażają antygeny MSC i utrzymują swoje fenotypy podobne do MSC w hodowli pierwotnej po oczyszczeniu FACS14. Co więcej, komórki te stabilnie utrzymują swoje długoterminowe fenotypy w hodowli i wykazują potencjał różnicowania wieloliniowego, podobny do MSCs19,20. Wyniki te sugerują, że perycyty są jednym z początków nieuchwytnego MSC14. Wykazano potencjał terapeutyczny perycytów w postaci zmniejszenia bliznowacenia mięśnia sercowego i poprawy funkcji serca po przeszczepieniu do niedokrwiennie uszkodzonych serc21. Niedawno z powodzeniem oczyściliśmy perycyty z ludzkiego mięśnia sercowego i wykazaliśmy ich fenotypy podobne do MSC oraz multipotencję (adipogeneza, chondrogeneza i osteogeneza) przy braku miogenezy szkieletowej3. Ponadto perycyty mięśnia sercowego wykazywały zróżnicowany potencjał kardiomiogenny i zdolności angiogenne w porównaniu z odpowiednikami oczyszczonymi z innych narządów.
Druga populacja multipotencjalnych okołonaczyniowych komórek macierzystych/progenitorowych, komórka przybyszowa, została wyizolowana z ludzkich żył odpiszczelowych na podstawie dodatniego ekspresji CD3422. Wykazano, że żylne komórki przybyszowe mają potencjał klonogenny, zdolność różnicowania mezodermalnego i potencjał proangiogenny in vitro. Przeszczepienie tych komórek do niedokrwiennie uszkodzonych serc myszy spowodowało zmniejszenie zwłóknienia śródmiąższowego, zwiększenie angiogenezy i przepływu krwi w mięśniu sercowym, zmniejszenie rozszerzenia komór i zwiększenie frakcji wyrzutowej serca23. Co ciekawe, wykazano, że komórki przybyszowe tkanki tłuszczowej tracą ekspresję CD34 i zwiększają ekspresję CD146 w hodowli w odpowiedzi na leczenie angiopoetyną II, co sugeruje przyjęcie fenotypu perycytów ze stymulacją24. Jednak w obrębie serca populacja komórek przybyszowych nie została jeszcze prospektywnie oczyszczona przez FACS i/lub dobrze scharakteryzowana. Wykorzystując procedury izolacji komórek opisane w poniższych sekcjach, obecnie charakteryzujemy komórki przybyszowe mięśnia sercowego i badamy ich potencjał do zastosowań regeneracyjnych.
Tutaj opisujemy metodę izolacji i oczyszczania dwóch subpopulacji okołonaczyniowych komórek macierzystych/progenitorowych z ludzkiego płodu lub dorosłego mięśnia sercowego. Ta prospektywna metoda izolacji komórek umożliwi naukowcom uzyskanie izogenicznych okołonaczyniowych komórek macierzystych/progenitorowych z biopsji ludzkiego serca do badań porównawczych i dalsze badanie ich potencjału terapeutycznego w różnych stanach patologicznych serca.