Διαφοροποίηση μονοκυττάρων προς ενδοθηλιακά κύτταρα
Authors: Κολιάκου Ηρώ 
Published: September 2021

Καθώς ηλικιακά ο παγκόσμιος πληθυσμός μεγαλώνει και το προσδόκιμο ζωής αυξάνεται, υπάρχει μεγάλη ανάγκη για έρευνα στον τομέα της αναγεννητικής ιατρικής. Οι θεραπείες με βάση τα βλαστοκύτταρα και τα βιοϋλικά αποτελούν σημαντικό κομμάτι του παραπάνω κλάδου, το οποίο αναπτύσσεται ραγδαία τα τελευταία χρόνια και αφορά την αντιμετώπιση των νοσημάτων φθοράς. Στόχος είναι να βρεθεί ο καλύτερος συνδυασμός βιοϋλικών και κυττάρων για την αναγέννηση του πάσχοντα ιστού. Τα τελευταία χρόνια μια νέα κυτταρική σειρά απομονώθηκε από το περιφερικό αίμα, η οποία έχει τη δυνατότητα διαφοροποίησης σε πολλαπλές νέες κυτταρικές σειρές οι οποίες μπορούν να έχουν εφαρμογές στην αναγεννητική ιατρική. Τα κύτταρα αυτά ονομάζονται πολυδύναμα κύτταρα μονοκυτταρικής προέλευσης (MOMCs). Τα MOMCs είναι ένας κυτταρικός πληθυσμός με μορφολογία ινοβλάστη και μοναδικό φαινότυπο θετικό για τους δείκτες CD14, CD45 και CD34. Τα MOMCs έχουν την ικανότητα να διαφοροποιούνται in vitro σε πολλούς κυτταρικούς τύπους συμπεριλαμβανομένων των οστικών, χονδροκυττάρων, λιποκυττάρων, σκελετικών, καρδιακών, προενδοθηλιακών και ενδοθηλιακών κυττάρων. Τα ενδοθηλιακά κύτταρα καλύπτουν τον αυλό των αγγείων, συμβάλλουν τη φυσιολογική ροή του αίματος και με τη μορφή των προενδοθηλιακών κυττάρων δημιουργούν αγγειογένεση σε περιοχές ισχαιμίας, εξασφαλίζοντας την οξυγόνωση και επιβίωση των οργάνων. Ο συνδυασμός τους με ικριώματα εξασφαλίζει την διαφοροποίηση τους, την μακρόχρονη παραμονή και δράση τους στις πάσχουσες περιοχές. Στη μελέτη αυτή δημιουργήθηκαν νανοσύνθετα υμένια πολυκαπρολακτόνης (PCL) επικαλυμμένα με ενδοθηλιακά κύτταρα τα οποία δημιουργήθηκαν από τα MOMCs. Ο συνδυασμός των εν λόγω κυττάρων και ικριωμάτων παρουσιάζεται για πρώτη φορά στη βιβλιογραφία. Τα νανοϋμένια εμπλουτίστηκαν, με τη μέθοδο spin coating, με διάφορα πρόσθετα, όπως νανοσύνθετα υμένια PCL με νανοσωλήνες πυριτίου (SiO2 ntbs), νανοσωματίδια στροντίου, νανοϋδροξυαπατίτη (SrHA), νανοσωματίδια νανοϋδροξυαπατίτη (nHAp nrds) και νανοσωματίδια βιοενεργού γυαλιού ενισχυμένα με στρόντιο (SrnBG) ώστε να ενισχύσουν την κυτταρική διαφοροποίηση και να ελαττώσουν την κυτταροτοξικότητα. Mονοπύρηνα κύτταρα προερχόμενα από περιφερικό αίμα υγιών δοτών, απομονώθηκαν και ακολούθως επωάστηκαν σε πλάκες επικαλυμμένες με πολυ-L-λυσίνη και ζελατίνη παρουσία του χημειοτακτικού παράγοντα SDF-1a, ο οποίος είναι γνωστό ότι επάγει τον πολλαπλασιασμό MOMCs. Μεσεγχυματικά κύτταρα της ουσίας Wharton (WJSCs) χρησιμοποιήθηκαν ως κυτταρική σειρά ελέγχου. Τα MOMCs και WJSCs τροποποιήθηκαν γενετικά με στόχο τον φθορισμό τους στα ικριώματα με την χρήση του Sleeping Beauty. Προκειμένου να αποφευχθεί η εξάντληση των MOMCs στην καλλιέργεια και να επιταχυνθεί η διαδικασία της διαφοροποίησης προς ενδοθηλιακά, προστέθηκαν ανθρώπινα ενδοθηλιακά κύτταρα ομφάλιας φλέβας (HUVEC) σε συγκαλλιέργεια με τη χρήση ημιδιαπερατού συστήματος καλλιέργειας. Η επαγόμενη ικανότητα διαφοροποίησης των MOMCs προς ενδοθηλιακά εκτιμήθηκε με κυτταρομετρία ροής, ενώ η σύγκριση των επιπέδων έκφρασης γονιδίων που σχετίζονται με τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση πραγματοποιήθηκε με real time PCR. Τα κύτταρα παρατηρήθηκαν με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM) και η κυτταροτοξικότητα των υλικών ελέγχθηκε με την μέθοδο ΜΤΤ. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα ΜΟΜCs κατά τη διαφοροποίηση τους πάνω σε μη κυτταροτοξικά υλικά, και ιδιαίτερα πάνω σε PCL υμένια εμπλουτισμένα με νανοσωλήνες πυριτίου (SiO2 ntbs), χάνουν σταδιακά τους βασικούς δείκτες τους και αποκτούν ενδοθηλιακούς δείκτες τόσο σε επίπεδο έκφρασης όσο και μεταγραφής. Επιπλέον, η μορφολογία των κυττάρων επιβεβαιώνει τη διαφοροποίησή τους. Το περιφερικό αίμα αποτελεί μια άμεσα και συνεχώς διαθέσιμη πηγή λήψης και αξιοποίησης των MOMCs με εύκολη λήψη. Τα MOMCs σε συνδυασμό με νανοσύνθετα με PCL υμένια θα μπορούσαν να συμβάλλουν στην επικάλυψη των stents για την ταχύτερη αποκατάσταση του ενδοθηλίου των αποφραγμένων αρτηριών, καθώς και στην αγγειογένεση περιοχών με αρτηριακή απόφραξη, στην καλύτερη οξυγόνωση τους και στη βελτίωση της λειτουργίας των ισχαιμούντων οργάνων.