Burada, bir 3D biyoreaktör kullanarak sinovyal sıvı mezenkimal kök hücrelerden çok sayıda GMP sınıfı eksozom üretmek için bir protokol sunuyoruz.
Yöntem makalesi
Burada, bir 3D biyoreaktör kullanarak sinovyal sıvı mezenkimal kök hücrelerden çok sayıda GMP sınıfı eksozom üretmek için bir protokol sunuyoruz.
Mezenkimal kök hücreler (MSC'ler) tarafından salgılanan eksozomlar, kıkırdak yaralanmaları ve osteoartrit tedavisi için umut verici adaylar olarak önerilmiştir. Klinik uygulama için eksozomlar büyük ölçekli üretim gerektirir. Bu amaçla, insan sinovyal sıvı MSC'leri (hSF-MSC'ler) mikro taşıyıcı boncuklar üzerinde yetiştirildi ve daha sonra dinamik üç boyutlu (3D) bir kültür sisteminde kültürlendi. 3D dinamik kültürü kullanarak, bu protokol SF-MSC kültür süpernatantlarından büyük ölçekli eksozomları başarıyla elde etti. Eksozomlar ultrasantrifüjleme ile toplandı ve bir iletim elektron mikroskobu, nanopartikül iletim testi ve batı lekelenmesi ile doğrulandı. Ayrıca, eksozomların mikrobiyolojik güvenliği tespit edildi. Eksozom tespitinin sonuçları, bu yaklaşımın çok sayıda iyi üretim uygulamaları (GMP) sınıfı eksozom üretebileceğini düşündürmektedir. Bu eksozomlar ekzozom biyolojisi araştırmalarında ve klinik osteoartrit tedavisinde kullanılabilir.
Eklem kıkırdağı ve altta yatan kemik parçalanmasından kaynaklanan osteoartrit (OA), sakatlığa yol açan ciddi bir zorluk olmaya devam etmektedir 1,2. Kan ve sinir kaynağı olmadan, kıkırdak kendi kendini iyileştirme yeteneği bir kez yaralandığında minimumdur 3,4. Son yıllarda, otolog kondrosit implantasyonuna (ACI) dayalı tedaviler OA tedavisinde bazı ilerlemeler kaydetmiştir5. Kondrosit izolasyonu ve genişlemesi için, OA ekleminin ağırlık taşımayan alanından küçük kıkırdak toplanması gereklidir ve bu da kıkırdakta yaralanmalara neden olur. Ayrıca, prosedür genişletilmiş kondrositleri implante etmek için ikinci bir operasyon gerektirecektir6. Bu nedenle, kıkırdak yaralanmaları olmadan OA tedavisi için tek aşamalı tedaviler kapsamlı bir şekilde araştırılmaktadır.
Mezenkimal kök hücreler (MSC) OA tedavisinde umut verici alternatifler olarak önerilmiştir 7,8. Birden fazla dokudan kaynaklanan MSC'ler, spesifik stimülasyonla kondrositlere farklılaşabilir. Önemli olarak, MSC'ler anti-inflamasyon9 yoluyla bağışıklık tepkilerini modüle edebilir. Bu nedenle MSC'ler OA tedavisinde kıkırdak defektlerini onararak ve özellikle inflamasyon ortamında immün yanıtı modüle ederek önemli avantajlar sağlamaktadır. OA tedavisi için, sinovyal sıvıdan (SF-MSC'ler) MSC'ler, diğer MSC kaynaklarından daha güçlü kondrosit farklılaşma yetenekleri nedeniyle son zamanlarda çok dikkat çekmiştir10,11. Özellikle, ortopedik klinikte, eklem boşluğundan enflamatuar SF'nin çıkarılması, OA hastalarının ağrı semptomunu hafifletmek için rutin bir tedavidir. Ekstrakte edilen inflamatuar SF genellikle tıbbi atık olarak bertaraf edilir. Hem hastalar hem de doktorlar, inflamatuar SF'den izole edilen otolog MSC'leri çok az etik çatışma ile OA tedavisi olarak düşünmeye hazırdır. Bununla birlikte, SF-MSC tedavisi tümörojenik riskler, uzun süreli depolama ve uzak sevkiyat engelleri nedeniyle tehlikeye girmektedir.
MSC'ler de dahil olmak üzere birçok hücre tipi tarafından salgılanan eksozomlar, ana hücre biyo-bilgisinin çoğunu taşır. Hücresiz tedavi olarak derinlemesine araştırılmıştır12,13. Klinik araştırma hükümeti (ClinicalTrials.gov) web sitesinde bulunan güncellenmiş kaynaklara göre, kanser, hipertansiyon ve nöro-dejeneratif hastalıkların araştırma alanlarında daha kapsamlı eksozom klinik çalışmaları başlatılmakta ve üstlenilmektedir. SF-MSC eksozom tedavisi, OA ile başa çıkmak için heyecan verici ve zorlu bir çalışma olabilir. İyi üretim uygulamaları (GMP) sınıfı ve büyük ölçekli eksozom üretimi klinik çeviri için gereklidir. Küçük ölçekli eksozom izolasyonu, iki boyutlu (2D) hücre kültürüne dayanarak yaygın olarak gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte, büyük ölçekli eksozom üretim stratejilerinin optimizasyona ihtiyacı vardır. Bu çalışmada, ksenosuz koşullarda masif SF-MSC kültürüne dayanan büyük ölçekli bir eksozom üretim yöntemi geliştirilmiştir. Hücre kültürü süpernatantlarından ultrasantrifüjlemeden sonra, eksozom güvenliği ve fonksiyonu doğrulandı.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu çalışma Shenzhen İkinci Halk Hastanesi İnsan Etik Komitesi tarafından onaylanmıştır. hSF-MSC'lerden izole edilen eksozomların şematik diyagramı in vitro protokolde Şekil 1'de gösterilmiştir.
1. İnsan SF-MSC'lerinin kültürü ve tanımlanması
2.3D biyoreaktör hücre kültürü
3. Eksozom tanımlama ve güvenlik tespiti
4. In vitro eksozom fonksiyon tespiti
5. İstatistiksel analiz
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
SF-MSC'lerin yüzey belirteçlerini tanımlamak için akım sitometrisi, Uluslararası Hücresel Terapi Derneği14,15
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Mezenkimal kök hücreler, kendini yenilemeleri, özel fonksiyonlara sahip doku hücrelerine farklılaşmaları ve parakrin etkileri nedeniyle rejeneratif tıpta yaygın olarak kullanılmaktadır16,17. Özellikle, eksozomlar tarafından uygulanan parakrin etkiler çok dikkat çekmiştir18. Eksozomlar, MSC'lerin biyo-bilgilerini taşır ve biyolojik işlevlerini yerine getirir ve zahmetli depolama ve sevkiyat gibi MSC eksikliklerinin üstesinden gelir. Bu nede...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar, rekabet eden finansal çıkarları olmadığını beyan ederler.
Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (No. 81972116, No. 81972085, No. 81772394); Guangdong Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı Anahtar Programı (No.2018B0303110003); Guangdong Uluslararası İşbirliği Projesi (No.2021A0505030011); Shenzhen Bilim ve Teknoloji Projeleri (Hayır. GJHZ20200731095606019, No. JCYJ20170817172023838, No. JCYJ20170306092215436, No. JCYJ20170413161649437); Çin Doktora Sonrası Bilim Vakfı (No.2020M682907); Guangdong Temel ve Uygulamalı Temel Araştırma Vakfı (No.2021A1515010985); Shenzhen'de Sanming Tıp Projesi (SZSM201612079); Guangdong Eyaletinde Üst Düzey Hastanelerin İnşaatı için Özel Fonlar.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| BCA tahlil kiti | ThermoFisher | 23227 | Protein konsantrasyonu tahlili |
| Kan agar plakası | Nanjing Yiji Biochemical Technology Co., Ltd. | P0903 | Bakteri kültürü |
| CD105 antikoru | Elabscience | E-AB-F1243C | Akış sitometrisi |
| CD34 antikoru | Elabscience | E-AB-F1143C | Akış sitometrisi |
| CD45 antikoru | BD Bioscience | 555483 | Akış sitometrisi |
| CD63 antikoru | Abklonal | A5271 | Western blotting |
| CD73 antikoru | Elabscience | E-AB-F1242C | Flow sitometrisi |
| CD81 antikoru | ABklonal | A5270 | Western blotting |
| CD9 antikoru | Abklonal | A1703 | Western blotting |
| CD90 antikoru | Elabscience | E-AB-F1167C | Akış sitometrisi |
| Santrifüj | Eppendorf | Santrifüj 5810R | |
| CO2 inkübatörü | Termo | Hücre kültürü | |
| Konfokal lazer taramalı floresan mikroskobu | ZEISS | LSM 800 | |
| Cytodex | GE Sağlık Mikro Taşıyıcı | ||
| Dil | ThermoFisher | D1556 | Eksozom etiketi |
| EZ-PCR Mikoplazma tespit kiti | BI | 20-700-20 | Mikoplazma tespiti |
| Flowsitometri | Beckman | MSC tanımlama | |
| Gen Pulser II Sistemi | Bio-Rad Laboratuvarları | 1652660 | Gen transfeksiyonu |
| GraphPad Prism 8.0.2 | GraphPad Software, Inc. | Sürüm 8.0.2 | |
| HLA-DR antikoru | Elabscience | E-AB-F1111C | Akış sitometrisi |
| Lowenstein-Jensen kültür ortamı | Nanjing Yiji Biochemical Technology Co., Ltd. | T0573 | Mycobacterium tuberculosis kültürü |
| MesenGro | StemRD | MGro-500 | MSC kültürü |
| Nanosight NS300 | Malvern | Nanosight NS300 | Nanopartikül izleme analizi |
| NTA 2.3 yazılımı | Malvern | Veri analizi | |
| Odyssey FC | Gene Company Limited | Floresan batı blotting | |
| OptiPrep elektroporasyon tamponu | Sigma | D3911 | Gen transfeksiyonu |
| Proteaz inhibitörleri kokteyli | Sigma | P8340 | Proteinaz inhibitörü |
| RNase A | Qiagen | 158924 | RNA'nın çıkarılması |
| Sabouraud agar plakası | Nanjing Yiji Biochemical Technology Co., Ltd. | P0919 | Mantar kültürü |
| TEM | JEM-1200EX | ||
| Döner Hücre Kültürü Sistemi (RCCS) | Synthecon | RCCS-4HD | 3D kültür |
| Ultrasantrifüj | Beckman | Optima XPN-100 | Eksozom santrifüjü |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste