استراتژی هایی برای تقویت ایمپلنت شدن و بقای سلول های بنیادی بعد از رد آن ها در بافت عصبی ایسکمی
تاریخ انتشار: شنبه 23 بهمن 1395
| امتیاز:
مرگ و میر بالای سلولی بعد از پیوند یکی از محدودیت های اصلی، رویکردهای مختلفی است که درصدد بهبود بازسازی بافت عصبی آسیب دیده بوسیله تزریق سلول های بنیادی عصبی(NSCs) و سلول های استرومایی مزانشیمی(MStroCs) در/یا پیرامون ناحیه آسیب دیده هستند. بنابراین، شناسایی راه های موثر برای افزایش زیستایی پیوند سلولی از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. ما پیش از این یک" پاردایم تکاملی سلول های بنیادی" را پیشنهاد کردیم که ارتباط بین مجموعه متابولیک غیر هوازی/ ریز آئروفیل سلول های بنیادی و خودنوزایی سلول های بنیادی و مهار تمایز را توجیه می کند. با بکار بردن این اصول، ما نکات حیاتی اصلی در جمع‌اوری و آماده سازی این سلول ها برای درمان تجربی را شناسایی کردیم: برای مثال قرار دادن سلول ها در معرض O2 اتمسفر و غلظت های اتمسفری که چندین برابر از شرایط فیزیولوژیک بالاتر هستند.بدین طریق، سلول های بی هوازی اولیه از طریق متعهد شدن یا سازش یافتن به شرایط هوازی بالا(20 تا 21 درصد در هوای اتمسفری) یا غیر فعال می شوند و یا این که سازش می یابند. این امر بطور سهوی، بقای سلول ها را زمانی که به بافت های طبیعی پیوند شود، بویژه در محیط هیپوکسیک/آنوکسیک/ ایسکمی که مشخصه آسیب های سیستم عصبی مرکزی است مختل می کند. علاوه براین یافته ها پیشنهاد می کنند که سلول های بنیادی می توانند به گلیکولیز شیفت کنند و می تواند در آنوکسی تکثیر یابند، مطالعات اخیر نیز پیشنهاد می کنند که سلول های بنیادی ممکن است قادر به تکثیر در شرایط بی هوازی یا ایسکمیک باشند که به تنفس میتوکندریایی بی هوازی تکیه دارد. در این مطالعه سیستماتیک، ما با بهره برداری از استراتژی بی هوازی خود سلول ها و حفظ آن ها و هم چنین تقویت ویژگی های بی هوازی آن ها از طریق شرایط ex vivo مناسب، استراتژی هایی را برای تقویت بقای سلول های بنیادی عصبی و سلول های استرومایی مزانشیمی پیوند شده در بافت عصبی هیپوکسی/ایسکمی پیشنهاد کردیم.
Stem Cells Dev. 2017 Jan 19. doi: 10.1089/scd.2016.0268. [Epub ahead of print]
Strategies to enhance implantation and survival of stem cells after their injection in ischemic neural tissue.
Sandvig I1, Gadjanski I2, Vlaski M3,4, Buzanska L5, Loncaric D6,7, Sarnowska A8,9, Rodriguez L10,11, Sandvig A12,13, Ivanovic Z14,15.
Abstract
High post-transplantation cell mortality is the main limitation of various approaches aimed to improve regeneration of injured neural tissue by injection of neural stem cells (NSCs) and mesenchymal stromal cells (MStroCs) in and/or around the lesion. Therefore, it is of paramount importance to identify efficient ways to increase cell transplant viability. We have previously proposed the "evolutionary stem cell paradigm", which explains the association between stem cell anaerobic/microaerophilic metabolic set-up and stem cell self-renewal and inhibition of differentiation. Applying these principles, we have identified the main critical point in the collection and preparation of these cells for experimental therapy: exposure of the cells to atmospheric O2 i.e. to oxygen concentrations that are several times higher than the physiologically relevant ones. In this way, the primitive anaerobic cells become either inactivated or adapted, through commitment and differentiation, to highly aerobic conditions (20-21% O2 in atmospheric air). This inadvertently compromises the cells' survival once transplanted into normal tissue, especially in the hypoxic/anoxic/ischemic environment, which is typical of CNS lesions. In addition to the findings suggesting stem cells can shift to glycolysis and can proliferate in anoxia, recent studies also propose that stem cells may be able to proliferate in completely anaerobic or ischemic conditions by relying on anaerobic mitochondrial respiration. In this systematic review we propose strategies to enhance survival of NSCs and MStroCs implanted in hypoxic/ischemic neural tissue by harnessing their anaerobic nature and maintaining as well as enhancing their anaerobic properties via appropriate ex vivo conditioning.
PMID: 28103744