Έλεγχος διαφοροποίησης των αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων
Authors: Σολδάτου Αλεξάνδρα 
Published: August 2021

Εισαγωγή: Ο όρος στελεχιαία κύτταρα (ΣΚ) αναφέρεται σεαδιαφοροποίητα κύτταρα τα οποία έχουν τη μοναδική ικανότητα να διαιρούνται ασύμμετρα. Μετά από μια τέτοια διαίρεση, προκύπτει ένα κύτταρο που παραμένει αδιαφοροποίητο και σε φάση ηρεμίας (αυτοανανέωση του ΣΚ) και ένα προγονικό κύτταρο σε φάση μίτωσης, δεσμευμένο προς διαφοροποίηση και πολλαπλασιασμό.Γνωρίζουμε δύο είδη ΣΚ, τα βλαστοκύτταρα (ολοδύναμα στελεχιαία εμβρυονικά κύτταρα) και τα ενήλικα στελεχιαία κύτταρα. Τα ανθρώπινα βλαστοκύτταρα είναι ολοδύναμα κύτταρα, που διατηρούν την ικανότητα να γεννούν οποιονδήποτε και όλους τους εμβρυϊκούς και ενήλικες κυτταρικούς τύπους in vivo και in vitro, αν και είναι ανίκανα να παράγουν ένα νέο άτομο από μόνα τους. Τα ενήλικα πολυδύναμα ΣΚ παραμένουν σε συγκεκριμένα περιβάλλοντα ή τμήματα ιστών καθ’όλη την διάρκεια της ζωής του οργανισμού και είναι σημαντικά για την δια βίου διατήρηση της ομοιόστασης και την αποκατάσταση δυσλειτουργούντων ή απωλεσθέντων κυτταρικών πληθυσμών σε διάφορους ιστούς.Στον μυελό των οστών διακρίνουμε δύο πληθυσμούς στελεχιαίων κυττάρων: τα αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα και τα μεσεγχυματικά στελεχιαία κύτταρα, που θεωρείται ότι προέρχονται από έναν κοινό αρχέγονο βλαστοειδή κυτταρικό πρόγονο. Η δομική αιμοποίηση διατηρείται από τα αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα, τα οποία αποτελούν μόνο το 1 / 10000 - 1 / 100000 των συνολικών κυττάρων του αίματος και είναι τα πιο ευμετάβλητα στο να διέρχονται τα όρια των κυτταρικών γραμμών. Η αιμοποιητική δραστηριότητα αποκατάστασης συμβαδίζει με την έκφραση του αντιγόνου επιφάνειας, CD133, ενός πρώιμου δείκτη του αιμοποιητικού ΣΚ που αντιδρά με το AC133 αντίσωμα. Τα αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα που αντιδρούν με το AC133 αντίσωμα χαρακτηρίζονται ως AC133+ κύτταρα.Για θεραπευτικούς σκοπούς, τα ανθρώπινα αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα μπορούν να ληφθούν από διάφορες πηγές, συμπεριλαμβανομένου του μυελού των οστών, του περιφερικού αίματος ή του ομφάλιου αίματος. Το ομφάλιο αίμα παρέχει απεριόριστα άμεσα διαθέσιμα αρχέγονα κυττάρα με μη επεμβατική συλλογή. Η χρήση τους σε πρωτόκολλα μεταμόσχευσης είναι δυσχερής εξαιτίας του περιορισμένου αριθμού αρχέγονων κυττάρων σε μία συλλογή και της καθυστέρησης της αιμοποιητικής ανάκαμψης. Οι μεγαλύτεροι κίνδυνοι που σχετίζονται με τη αλλογενή μεταμόσχευση είναι οι λοιμώξεις και η ανάπτυξη της νόσου του μοσχεύματος εναντίον του ξενιστή (GVHD). Με την ex vivo καλλιέργεια των αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων του ομφάλιου αίματος στοχεύουμε στην αύξηση της κυτταρικής δόσης, την μείωση της βαρύτητας και την διάρκειας της ουδετεροπενίας και της θρομβοπενίας μετά την μεταμόσχευση, και την δημιουργία ειδικών κυτταρικών θεραπειών για το GVHD.Σκοπός: Η απομόνωση ενός επαρκούς σε αριθμό και δυναμικό πολλαπλασιασμού και διαφοροποίησης πληθυσμό αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων από ομφάλιο αίμα.Υλικό / Μέθοδοι: Συνελέγησαν 15 μονάδες ομφάλιου αίματος, έγινε επεξεργασία τους με φυγοκέντρηση πυκνότητας και ακολούθησε η απομόνωση των AC133+ κυττάρων με ανοσομαγνητικό διαχωρισμό. Η τυποποίηση των κυττάρων έγινε με κυτταροφυγοκέντρηση, κυτταρομετρία ροής και ημιστερεές καλλιέργειες. Τα AC133+ κύτταρα ετέθησαν σε καλλιέργειες πολλαπλασιασμού και διαφοροποίησης σε μεγακαρυοκύτταρα, ερυθρά, δενδριτικά και μεσεγχυματικά κύτταρα.Αποτελέσυατα: Όλες οι δεσμευμένες βαθμίδες προγονικών κυττάρων που προέκυψαν από την καλλιέργεια AC133+ κυττάρων πολλαπλασιάστηκαν in vitro υπό την επίδραση αυξητικών παραγόντων έως και 20 φορές. Σε αντίθεση, τα αρχέγονα αιμοποιητικά AC133+ κύτταρα παρέμειναν πολυδύναμα στην καλλιέργεια για περίπου μια εβδομάδα και εν συνεχεία διαφοροποιήθηκαν. Απεδείχθη ότι τα μεσεγχυματικά κύτταρα έχουν ιδιαίτερη ικανότητα in vitro πολλαπλασιασμού υπό την επίδραση παραγόντων: πολλαπλασιάστηκαν περίπου 500 φορές σε διάστημα 6 εβδομάδων χωρίς σημεία γήρανσης του πληθυσμού τους.Συυπεράσυατα: To AC133+ κύτταρο είναι το πιο άωρο κοινό αρχέγονο βλαστοειδές προγονικό κύτταρο, ικανό όχι μόνο να αναπαράγεται διατηρώντας ακέραια τα χαρακτηριστικά του αλλά και να διαφοροποιείται προς λειτουργικά αρχέγονα αιμοποιητικά ή μεσεγχυματικά στελεχιαία κύτταρα. Ο AC133 θετικός πληθυσμός κυττάρων είναι ο καλύτερος για την μελέτη του μηχανισμού διαφοροποίησης / αυτοανανέωσης των αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων. Για πρώτη φορά, σε μία ενιαία μελέτη, AC133+ κύτταρα από ομφάλιο αίμα διαφοροποιήθηκαν in vitro σε όλα τα κυτταρικά συστήματα του μυελού των οστών, αιμοποιητικά και μεσεγχυματικά. Ενώ ο πληθυσμός των AC133+ κυττάρων πολλαπλασιάζεται αρκετά, ταυτόχρονα διαφοροποιείται, με αποτέλεσμα να μην επιτυγχάνεται αμιγής μεγέθυνση του αιμοποιητικού μοσχεύματος. Στην παρούσα μελέτη, επιτύχαμε μεγαλύτερη απόδοση παραγωγής, από ότι προηγούμενοι ερευνητές, των προϊόντων διαφοροποίησης των AC133+ κυττάρων (αιμοποιητικών και μεσεγχυματικών κυττάρων) σε ικανούς αριθμούς για χρήση σε κυτταρική θεραπεία. Οι διαφοροποιημένοι πληθυσμοί που μπορούν να χρησιμοποιηθούν με ιδιαίτερη επιτυχία στην κλινική πράξη είναι τα μεγακαρυοκύτταρα, τα δενδριτικά και τα μεσεγχυματικά κύτταρα.