بررسی کارایی جداسازی و کشت سلول‌های بنیادی مزانشیمی پرده آمنیون انسان در محیط کشت سلولی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زیست شناسی، واحد همدان، دانشگاه آزاد اسلامی، همدان، ایران

2 گروه بیوتکنولوژی و پزشکی مولکولی، دانشکده فن‌آوری‌های نوین پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران

3 مرکز تحقیقات پوست و سلول های بنیادی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران

چکیده

مقدمه و هدف: کارایی تکنیک های جداسازی، کشت و مشخصه یابی بیولوژیکی سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق شده از پرده آمنیون با چالش های جدی روبروست. هدف از مطالعه‌ حاضر بررسی کارایی جداسازی و کشت و تمایز سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق شده از پرده آمنیون در محیط کشت سلولی می‌باشد.
مواد و روش ها: طی این تحقیق تجربی- آزمایشگاهی، 10 نمونه جفت از مادران باردار طی سزارین تهیه و پرده آمنیون جداسازی شد. پروتکل جداسازی و کشت سلول‌های مزانشیمی به روش آنزیمی بهینه سازی شد. ویژگی‌های مورفولوژیک سلول‌های مزانشیمی با استفاده از میکروسکوپ اینورت بررسی شد و مشخصه‌های بیولوژیک آنها با استفاده از فلوسایتومتری بررسی گردید و ظرفیت تمایزی سلول‌های مزانشیمی با استفاده از ظرفیت تمایز آنها به سلول‌های استخوانی و چربی مورد ارزیابی قرار گرفت. داده ها با استفاده از آمار توصیفی تجزیه و تحلیل شدند.
نتایج: بیان مارکرهای CD44، CD73، CD90 و CD29 در سلول‌های مشتق شده از پرده آمنیون انسان در حد معناداری بود. مارکرهای CD14، CD34 و CD45 بیان نشده یا به میزان کمی بیان شدند. این سلول‌ها قابلیت زنده مانی بالایی داشتند و به طور موفقیت آمیزی به سلول‌های استخوانی و چربی تمایز یافتند
نتیجه‌گیری: پروتکل استفاده شده در این مطالعه جهت جداسازی و کشت سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق از پرده آمنیون انسان از کارایی بالایی جهت تولید سلول‌های بنیادی مزانشیمی به منظور استفاده در سلول درمانی و مهندسی بافت برخوردار بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The efficacy of isolation and culture of human amniotic mesenchymal stem cells in cell culture medium

نویسندگان [English]

  • Sona Zare 1
  • Rahim Ahmadi 1
  • Abdolreza Mohammadnia 2
  • Mohammad Ali Nilforouszadeh 3
  • Minoo Mahmoodi 1
1 Department of Biology, Hamedan Branch, Islamic Azad University, Hamedan, Iran
2 Chronic Respiratory Diseases Research Center, National Research Institute of Tuberculosis and Lung Diseases (NRITLD), Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran
3 Skin and Stem Cell Research Center, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
چکیده [English]

Background and Objective: He efficacy of methods for amniotic membrane-derived mesenchymal stem cells isolation, culture, and biological characterization faces serious challenges. The present study aimed to investigate the efficacy of methods for amniotic membrane-derived mesenchymal stem cells isolation, culture, and differentiation in cell culture.
Materials and Methods: In this experimental laboratory study, ten placenta specimens were obtained from pregnant mothers during cesarean section and amniotic membranes were separated. The protocol for isolation and culture of mesenchymal cells was optimized by enzymatic method. The morphological characteristics of mesenchymal cells were examined by invert microscopy and biological characteristics were measured by flow cytometry and differentiation capacity was evaluated by mesenchymal cells capacity to differentiate to osteocyte and adipocyte. Data were analyzed using descriptive statistics.
Results: The expression level of CD44, CD73, CD90, and CD29 was significant in cells isolated from the human amniotic cell membrane. CD14, CD34, and CD45 were not expressed or slightly expressed. The cells had high viability and successfully differentiated into osteocyte and adipocyte.
Conclusion: The protocol used in this study to isolate and culture human amniotic membrane-derived mesenchymal stem cells was highly efficient to prepare mesenchymal stem cells for cell therapy and tissue engineering.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mesenchymal Stem Cells
  • Amniotic Membrane
  • Differentiation
  • Specific Markers
  1.  Ciciarello M, Corradi G, Loscocco F, Visani G, Monaco F, Curti A, et al. The Yin and Yang of the Bone Marrow Microenvironment: Pros and Cons of Mesenchymal Stromal Cells in Acute Myeloid Leukemia. Frontiers in Oncology 2019; 9:1135. doi: 10.3389/fonc.2019.01135.
  2.  Stoltz JF, De Isla N, Li YP, Bensoussan D, Zhang L, Huselstein C, Chen Y, et al. Stem cells and regenerative medicine: myth or reality of the 21th century. Stem Cells International 2015; 2015:734731. doi: 10.1155/2015/734731.
  3. Li N, Hua J. Interactions between mesenchymal stem cells and the immune system. Cellular and Molecular Life Sciences 2017;74(13):2345-60. doi: 10.1007/s00018-017-2473-5.
  4. Le Blanc K, Davies LC. Mesenchymal stromal cells and the innate immune response. Immunology Letters 2015;168(2):140-6. doi: 10.1016/j.imlet.2015.05.004.
  5. Vladimirovna IL, Sosunova E, Nikolaev A, Nenasheva T. Mesenchymal stem cells and myeloid derived suppressor cells: common traits in immune regulation. Journal of Immunology Research 2016;2016:7121580. doi: 10.1155/2016/7121580.
  6. Li F, Cao J, Zhao Z, Li C, Qi F, Liu T. Mesenchymal Stem Cells Suppress Chronic Rejection in Heterotopic Small Intestine Transplant Rat Models Via Inhibition of CD68, Transforming Growth Factor-β1, and Platelet-Derived Growth Factor Expression. Experimental and Clinical Transplantation 2017;15(2):213-21. doi: 10.6002/ect.2016.0067.
  7. Fulle S, Centurione L, Mancinelli R, Sancilio S, Antonio Manzoli F, Di Pietro R. Stem cell ageing and apoptosis. Current Pharmaceutical Design 2012;18(13):1694-717. doi: 10.2174/138161212799859657.
  8. Choudhery MS, Khan M, Mahmood R, Mehmood A, Khan SN, Riazuddin S. Bone marrow derived mesenchymal stem cells from aged mice have reduced wound healing, angiogenesis, proliferation and anti‐apoptosis capabilities. Cell Biology International 2012;36(8):747-53. doi: 10.1042/CBI20110183.
  9. Díaz-Prado S, Muiños-López E, Hermida-Gómez T, Rendal-Vázquez ME, Fuentes-Boquete I, de Toro FJ, et al. Isolation and characterization of mesenchymal stem cells from human amniotic membrane. Tissue Engineering Part C Methods 2011;17(1):49-59. PMID: 20673138.
  10. Pirjali T, Azarpira N, Ayatollahi M, Aghdaie MH, Geramizadeh B, Talai T. Isolation and characterization of human mesenchymal stem cells derived from human umbilical cord Wharton’s jelly and amniotic membrane. International Journal of Organ Transplantation Medicine 2013;4(3):111. PMID: 25013662
  11. Motedayyen H, Esmaeil N, Tajik N, Khadem F, Ghotloo S, Khani B, Rezaei A. Method and key points for isolation of human amniotic epithelial cells with high yield, viability and purity. BMC Research Notes 2017;10(1):552. doi: 10.1186/s13104-017-2880-6.
  12. Nagamura-Inoue T, He H. Umbilical cord-derived mesenchymal stem cells: their advantages and potential clinical utility. World Journal of Stem Cells 2014;6(2):195. PMID: 24772246
  13. Pires AO, Mendes-Pinheiro B, Teixeira FG, Anjo SI, Ribeiro-Samy S, Gomes ED, et al. Unveiling the differences of secretome of human bone marrow mesenchymal stem cells, adipose tissue-derived stem cells, and human umbilical cord perivascular cells: a proteomic analysis. Stem cells and development. 2016;25(14):1073-83. doi: 10.1089/scd.2016.0048.
  14. Kobolak J, Dinnyes A, Memic A, Khademhosseini A, Mobasheri A. Mesenchymal stem cells: Identification, phenotypic characterization, biological properties and potential for regenerative medicine through biomaterial micro-engineering of their niche. Methods 2016;99:62-8. doi: 10.1016/j.ymeth.2015.09.016.
  15.  Dennis JE, Charbord P. Origin and differentiation of human and murine stroma. Stem Cells 2002;20(3):205-14 PMID: 12004079.
  16. Martin DR, Cox NR, Hathcock TL, Niemeyer GP, Baker HJ. Isolation and characterization of multipotential mesenchymal stem cells from feline bone marrow. Experimental Hematology 2002;30(8):879-86. doi: 10.1016/s0301-472x(02)00864-0.
  17. Zajdel A, Kałucka M, Kokoszka-Mikołaj E, Wilczok A. Osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells from adipose tissue and Wharton’s jelly of the umbilical cord. Acta Biochimica Polonica. 2017;64(2):365-9. PMID: 28600911.
  18. Khosravi M, Azarpira N, Shamdani S, Hojjat-Assari S, Naserian S, Karimi MH. Differentiation of umbilical cord derived mesenchymal stem cells to hepatocyte cells by transfection of miR-106a, miR-574-3p, and miR-451. Gene 2018;667:1-9. doi: 10.1016/j.gene.2018.05.028.
  19. Sierra-Sanchez A, Ordonez-Luque A, Ibanez OE, Ruiz-Garcia A, Santiago SA. Epithelial in vitro differentiation of mesenchymal stem cells. Current Stem Cell Research & Therapy. 2018;13(6):409-22. PMID: 29714147 Review.