Кріоконсервація тканини пуповини короткий огляд Дослідження стовбурових клітин; Повний текст терапії
Анотація
У цьому огляді ми представляємо поточні докази можливості кріоконсервації тканини пуповини для подальшого клінічного використання. Висвітлено протоколи для отримання судин, отриманих з пуповини, трансплантатів на основі желе Уартона, мультипотентних стромальних клітин та інших біомедичних продуктів із кріоконсервованих пуповин та обговорено їх перспективне клінічне застосування. Огляд недавньої літератури свідчить, що найближчим часом слід очікувати великого попиту на кріоконсервацію тканин пуповини.
Передумови
У 1974 р. Повідомлялося, що пуповинна кров (UCB) є джерелом гемопоетичних стовбурових і клітин-попередників [1], а в 1988 р. Була проведена перша трансплантація кріоконсервованого UCB немовляті з анемією Фанконі, спадковою хворобою кісткового мозку. у Франції [2]. Протягом наступних 30 років було опубліковано численні дослідження, що демонструють регенеративний потенціал певних популяцій клітин, похідних від UCB, і створена глобальна мережа державних та приватних біобанків UCB [3, 4].
Протягом багатьох років тверді тканини пуповини (UC) трактувались як безцінні медичні відходи. Проте останнє десятиліття відзначилося інтенсивним розвитком біомедичних продуктів на основі тканин UC - наприклад, мезенхімальних стовбурових клітин, отриманих від UC, які можна отримати із загального UC або його розсічених відділів (периваскулярних, міжсудинних, субамніотичні зони желе Уортона та субендотеліальний шар судин). Завдяки своєму високому проліферативному потенціалу, стійкості до каріотипу та фенотипу, пластичності диференціації, паракринної активності та імуномодулюючим властивостям, отримані від UC МСК можуть претендувати на титул нового «золотого стандарту», витісняючи відомі MSC з кісткового мозку [5,6, 7]. Іншими прикладами біомедичних препаратів, одержуваних з UC, є децелюляризовані судини UC, що використовуються як трансплантати для судинної хірургії [8,9,10], та позаклітинний матрикс, отриманий желе Уартона для загоєння ран [11].
Основним недоліком UC як тканинного джерела є його швидкоплинність: він доступний лише протягом короткого періоду відразу після пологів. Ефективне вирішення цієї проблеми може бути забезпечено ретельним кріоконсервуванням з усіма зусиллями, спрямовані на захист корисних компонентів (клітини, стромальні матрикси, спеціалізовані тканини) під час зберігання. Цей короткий огляд представляє поточні дані про можливості кріоконсервації тканин UC, які дозволять використовувати його конкретні компоненти в клітинній терапії та регенеративній медицині.
Кріоконсервація судин, що походять від UC
Хірургічна реконструкція дрібних судин передбачає аутологічну трансплантацію як золотий стандарт, але це не завжди доступно [9]. Децелюляризовані пупкові судини відповідного діаметру та значної довжини без гілок представляють собою придатний матеріал для судинних протезів [8,9,10, 12,13,14,15]. Це робить ефективне кріоконсервування судин, похідних UC, надзвичайно важливим для судинної хірургії. Експерименти показують, що, хоча кріоконсервація судин UC суттєво впливає на подальшу ефективність децеллюляризації (що може бути пов’язано з конденсацією позаклітинного матриксу під час заморожування), вона не впливає на їх механічні властивості, такі як жорсткість, тиск на розрив та міцність утримання швів [12 ].
Протоколи кріоконсервації судин UC як біоматеріалу для алогенної трансплантації не означають збереження клітинного компонента. З цієї причини кріоконсервуюче середовище складається із сольового розчину без кріопротекторів. Застосовується при перевищенні обсягу> 20 обсягу свіжого матеріалу при швидкості охолодження 1 ° С/хв, з подальшим зберіганням при - 20 ° С [12]. У разі кріоконсервації UC кровоносних судин для аутологічної трансплантації має сенс збереження живих клітин у стінках судин. Однак відповідних досліджень виживання клітин під час кріосховища судин UC кріопротекторами не проводилось [15]. У той же час, можлива корисність каркасів, отриманих з UC, не обмежується судинною хірургією, але може бути розширена на варіанти тканинної інженерії для нерва [16], тканин пародонта [17] та м'язово-скелетних м'яких тканин [18] регенерація.
Кріоконсервація желе Уортона
Строма UC містить унікальну желатинову речовину, якої не вистачає в організмі людини після народження. Його називають желе Уортона (WJ) на честь Томаса Уортона (1614–1673), англійського лікаря та анатома. WJ захищає судини (дві пупкові артерії та одну пупкову вену) від злипання, а також забезпечує гнучкість канатика. Він є багатим резервуаром факторів росту і містить значну кількість компонентів позаклітинного матриксу, таких як колаген (типи I, III, IV та V), гіалуронова кислота та кілька сульфатованих глікозаміногліканів [5]. Таке привабливе поєднання біомеханічних та біохімічних характеристик робить WJ важливим матеріалом-кандидатом для медичного застосування. Наприклад, було показано, що біоміметичний губчастий каркас, виготовлений із децелюляризованого ВЖ за допомогою ліофільно-сушильної техніки, покращує прикріплення, проникнення та ріст фібробластів та пришвидшує процеси загоєння ран [11].