Crioprezervarea țesutului cordonului ombilical o scurtă recenzie Stem Cell Research; Text complet pentru terapie

Abstract

În această revizuire prezentăm dovezi actuale cu privire la posibilitatea crioconservării țesutului cordonului ombilical pentru utilizare clinică ulterioară. Sunt evidențiate protocoalele pentru obținerea vaselor derivate din cordonul ombilical, grefele pe bază de jeleu din Wharton, celulele stromale multipotente și alte produse biomedicale din cordoanele ombilicale crioconservate și sunt discutate aplicațiile lor clinice prospective. Examinarea literaturii recente indică faptul că ar trebui să ne așteptăm la o cerere mare de crioconservare a țesuturilor cordonului ombilical în viitorul apropiat.

cordonului

fundal

În 1974, sângele din cordonul ombilical (UCB) a fost raportat ca fiind o sursă de celule stem hematopoietice și progenitoare [1], iar în 1988, s-a efectuat primul transplant de UCB crioconservat la un sugar cu anemie Fanconi, o boală moștenită a măduvei osoase. în Franța [2]. În următorii 30 de ani, au fost publicate numeroase studii care demonstrează potențialul regenerativ al anumitor populații de celule derivate din UCB și a fost înființată o rețea globală de biobănci publice și private ale UCB [3, 4].

De mulți ani, țesuturile solide ale cordonului ombilical (UC) au fost tratate ca un deșeu medical fără valoare. Cu toate acestea, ultimul deceniu a fost remarcabil pentru dezvoltarea intensivă a produselor biomedicale pe baza țesuturilor UC - de exemplu, celule stem mezenchimale derivate din UC (MSC), care pot fi obținute din UC totală sau din compartimentele sale disecate (perivascular, intervascular), zonele subamniotice ale jeleului Wharton și stratul subendotelial al vaselor de sânge). Cu potențialul lor proliferativ ridicat, stabilitatea cariotipului și fenotipului, plasticitatea diferențierii, activitatea paracrină și proprietățile imunomodulatoare, MSC derivate din UC pot revendica titlul noului „standard de aur”, eliminând renumitele MSC derivate din măduva osoasă [5,6, 7]. Alte exemple de produse biomedicale derivate din UC sunt vasele UC decelularizate utilizate ca grefe pentru chirurgia vasculară [8,9,10] și matricea extracelulară derivată din jeleu Wharton pentru vindecarea rănilor [11].

Principalul dezavantaj al UC ca sursă de țesut este caracterul tranzitoriu: este disponibil numai într-o perioadă scurtă de timp imediat după naștere. O soluție eficientă la această problemă poate fi oferită de crioconservarea ei atentă, cu toate eforturile depuse pentru a proteja componentele utile (celule, matrice stromale, țesuturi specializate) în timpul depozitării. Această scurtă revizuire prezintă dovezi actuale cu privire la posibilitățile crioconservării țesutului UC, care ar permite utilizarea componentelor sale particulare în terapia celulară și medicina regenerativă.

Crioconservarea vaselor derivate din UC

Reconstrucția chirurgicală a vaselor mici implică transplantul autolog ca standard de aur, dar acest lucru nu este întotdeauna accesibil [9]. Vasele ombilicale decelularizate cu diametru adecvat și lungime considerabilă fără ramuri reprezintă un material adecvat pentru proteze vasculare [8,9,10, 12,13,14,15]. Acest lucru face ca crioconservarea eficientă a vaselor derivate din UC să fie extrem de importantă pentru chirurgia vasculară. Experimentele arată că, deși crioconservarea vaselor UC afectează semnificativ eficacitatea ulterioară a decelularizării (care poate fi atribuită condensării matricei extracelulare în timpul înghețării), nu are nicio influență asupra proprietăților lor mecanice, cum ar fi rigiditatea, presiunea de rupere și rezistența la retenția suturii [12].

Protocoalele pentru crioconservarea vaselor de sânge UC ca biomaterial pentru transplantul alogen nu implică conservarea componentei celulare. Din acest motiv, mediul de crioconservare este compus din soluție salină fără crioprotectoare. Este utilizat în exces de> 20 de volum față de volumul de material proaspăt la o rată de răcire de 1 ° C/min, cu depozitare ulterioară la - 20 ° С [12]. În cazul crioconservării vaselor de sânge UC pentru transplant autolog, conservarea celulelor vii din pereții vaselor de sânge ar avea sens. Cu toate acestea, nu a fost efectuată nicio investigație adecvată a supraviețuirii celulelor în timpul criostocării vaselor UC cu crioprotectoare [15]. În același timp, posibila utilitate a schelelor derivate din vasele de sânge UC nu se limitează la chirurgia vasculară, ci poate fi extinsă la opțiunile de inginerie a țesuturilor pentru nerv [16], țesut parodontal [17] și țesut moale musculo-scheletic [18]. regenerare.

Crioconservarea jeleului Wharton

Stroma UC conține o substanță gelatinoasă unică care lipsește în corpul uman după naștere. Se numește Wharton’s jelly (WJ) după Thomas Wharton (1614–1673), medic și anatomist englez. WJ protejează vasele de sânge (două artere ombilicale și o venă ombilicală) de aglomerare și asigură, de asemenea, flexibilitatea cordonului. Este un rezervor bogat de factori de creștere și conține cantități semnificative de componente ale matricei extracelulare, cum ar fi colagenul (tipurile I, III, IV și V), acidul hialuronic și mai mulți glicozaminoglicanii sulfatati [5]. O astfel de combinație atractivă de caracteristici biomecanice și biochimice face din WJ un material candidat important pentru aplicații medicale. De exemplu, s-a demonstrat că o schelă biomimetică spongioasă, care fusese produsă din WJ decelularizat utilizând o tehnică de uscare prin congelare, îmbunătățește atașarea, penetrarea și creșterea fibroblastelor și accelerează procesele de vindecare a rănilor [11].