$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Mezenchymalne komórki macierzyste (MSC), znane również jako mezenchymalne komórki zrębowe, są jednymi z najczęściej używanych typów komórek w medycynie regeneracyjnej1,2. Są one klasyfikowane jako dorosłe komórki macierzyste i charakteryzują się potencjałem różnicowania wieloliniowego oraz zdolnością do samoodnawiania3. MSCs można izolować i pozyskiwać z różnych źródeł, w tym z tkanki tłuszczowej, szpiku kostnego, krwi obwodowej, tkanki i krwi pępowinowej, mieszków włosowych i zębów4,5.
Izolacja komórek macierzystych z tkanki tłuszczowej jest postrzegana jako zarówno atrakcyjna, jak i obiecująca ze względu na ich łatwy dostęp, szybką ekspansję in vitro i wysoką wydajność6. Mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej (Ad-MSC) mogą być izolowane od różnych gatunków, takich jak ludzie, bydło, myszy, szczury, a ostatnio kozy7. Udowodniono, że Ad-MSC są obecnie potencjalnymi kandydatami do inżynierii tkankowej i terapii genowej/komórkowej, które mogą być nawet wykorzystane do opracowania autologicznej alternatywy do długoterminowej naprawy uszkodzeń lub wad tkanek miękkich7,8.
Międzynarodowe Towarzystwo Terapii Komórkowej i Genowej (ISCT) określiło trzy minimalne kryteria, które muszą spełniać MSC, aby uzyskać pełną charakterystykę9. Po pierwsze, muszą przylegać do plastiku. Po drugie, MSC powinny wykazywać ekspresję markerów powierzchniowych mezenchymalnych komórek macierzystych, takich jak CD73, CD90 i CD105, i nie mieć ekspresji markerów krwiotwórczych CD45, CD34, CD14 lub CD11b, CD79α lub CD19 i HLA-DR. Wreszcie, MSCs powinny wykazywać zdolność do różnicowania się w trzy linie mezenchymalne: adipocyty, osteocyty i chondrocyty. Co ciekawe, MSCs mogą również różnicować się w inne linie, takie jak komórki neuronalne, kardiomiocyty, hepatocyty i komórki nabłonkowe10,11.
W rzeczywistości, MSC posiadają unikalne właściwości, które pozwalają na ich zastosowanie jako potencjalnych środków terapeutycznych w terapii regeneracyjnej dla różnych chorób. MSCs mogą wydzielać rozpuszczalne czynniki w celu indukowania środowiska immunomodulującego, które zapewnia korzyści terapeutyczne12. Ponadto MSC mogą migrować w kierunku miejsc urazów i mikrośrodowisk guza, aby zapewnić celowaną terapię; Jednak mechanizmy nie są w pełni wyjaśnione13. Ponadto MSCs mają zdolność wydzielania egzosomów, pęcherzyków zewnątrzkomórkowych w nanoskali, które przenoszą ładunek niekodujących RNA, białek i czynników rozpuszczalnych, co ostatnio okazało się nowym mechanizmem potencjału terapeutycznego MSCs w różnych chorobach14.
Co ważniejsze, MSC wzbudziły znaczną uwagę ze względu na ich potencjał do różnicowania się w komórki produkujące insulinę (IPC), czy to poprzez modyfikację genetyczną15,16 lub poprzez wykorzystanie różnych czynników indukujących czynniki zewnętrzne w pożywkach hodowlanych in vitro17. Okres indukcji IPC jest bardzo zróżnicowany, ponieważ zależy od zastosowanego protokołu indukcji i wykorzystanych czynników zewnętrznych. Proces różnicowania może trwać od kilku dni do miesięcy i wymaga kombinacji czynników indukujących egzogenność, które muszą być dodawane i/lub wycofywane na różnych etapach. Wiele z tych czynników, które zostały wykorzystane do endokrynologicznego różnicowania trzustki, to biologicznie aktywne związki, które, jak wykazano, promują proliferację lub różnicowanie/neogenezę komórek β wydzielających insulinę i/lub zwiększają zawartość insuliny w IPC18,19,20,21. Warto w tym miejscu zauważyć, że MSCs mają również działanie terapeutyczne w cukrzycy i jej powikłaniach poprzez kilka mechanizmów, w tym sekretom, a także szeroki wachlarz działań immunomodulujących22,23,24.
W tym protokole przedstawiamy szczegółowy protokół etapowy izolacji i charakterystyki Ad-MSC z tłuszczu najądrza szczura, a następnie prosty, stosunkowo krótki protokół generowania IPC z Ad-MSC.