L'esposizione magnetica utilizzando samario cobalto (SmCO5) ha aumentato la proliferazione e la staminalità delle cellule staminali mesenchimali del cordone ombelicale umano (hUC)

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 8904 (2022) Citare questo articolo

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Nonostante le ampie relazioni sul potenziale pericolo delle esposizioni ai campi magnetici (MF) sugli esseri umani, contemporaneamente vengono anche segnalate le migliorate proprietà proliferative delle cellule staminali con un'esposizione ottimale. Tuttavia, l’effetto sulle cellule staminali mesenchimali (MSC) rimane sconosciuto. Pertanto, abbiamo mirato a studiare l'impatto della MF statica indotta (SMF) sulle cellule staminali mesenchimali derivate dal cordone ombelicale umano (hUC-MSC) utilizzando samario cobalto (SmCO5). Al passaggio 3, le hUC-MSC (1 × 104) sono state esposte a 21,6 mT SMF mediante un'esposizione diretta (DE) hanno mostrato una conta cellulare significativamente più elevata (p <0,05) nei test di cinetica di crescita con il tempo di raddoppio della popolazione più breve rispetto all'esposizione indiretta esposizione e controllo negativo. Il gruppo DE è stato impegnato nel ciclo cellulare con un aumento della fase S (55,18 ± 1,38%) e della fase G2/M (21,75 ± 1,38%) rispetto al gruppo NC [fase S (13,54 ± 2,73%); Fase G2/M (8,36 ± 0,28%)]. Sebbene non siano stati osservati cambiamenti significativi nell'immunofenotipo, il gruppo DE ha mostrato un'espressione elevata di marcatori associati alla pluripotenza (OCT4, SOX2, NANOG e REX1). Questi risultati suggeriscono che le MF potrebbero potenzialmente indurre la proliferazione delle MSC, un approccio promettente per promuovere la propagazione delle cellule staminali per la terapia clinica e la ricerca senza compromettere la staminalità delle hUC-MSC.

Negli ultimi anni si è assistito a un sostanziale passo avanti nella nostra comprensione della biologia delle cellule staminali umane adulte che si è riflesso in un’impennata del loro utilizzo terapeutico a seguito di una migliore efficacia clinica segnalata. Dalla terapia cellulare1,2, allo sviluppo di organi bioartificiali3,4 e alla riparazione dei tessuti delle ferite attraverso la rapida rigenerazione dei tessuti5,6,7 fino al trattamento di vari tipi di cancro8,9, l'adozione di cellule staminali umane adulte attraverso il trapianto di cellule staminali ha ha guadagnato una popolarità diffusa attribuita al suo rischio minimo di rigetto dell'ospite e di effetti collaterali nonostante la sua elevata potenza terapeutica.

Le cellule staminali mesenchimali (MSC) prodotte nel midollo osseo (BM) sono considerate i tessuti di origine adulti più comuni e utilizzati da più tempo per le MSC umane. Un'altra fonte di cellule staminali mesenchimali “adulte” sono i tessuti del cordone ombelicale e la placenta, che spesso venivano scartati alla nascita10. Possiedono elevate proprietà di autorinnovamento e grandi potenzialità di differenziazione11. È stato dimostrato che le cellule staminali mesenchimali possono dare origine a cellule di lignaggi mesodermici come ossa, tessuto adiposo, cartilagine, tendini e muscolo scheletrico12,13,14. Numerosi studi hanno dimostrato che le cellule staminali mesenchimali si differenziano potenzialmente anche in vari tessuti di stirpe non mesodermica, tra cui le cellule delle isole pancreatiche15, il muscolo cardiaco16, gli epatociti17 e le cellule neurali18. Rispetto ad altre cellule staminali adulte tessuto-specifiche, le MSC sono un agente terapeutico preferito grazie alla capacità di homing mirata al sito delle lesioni e alla capacità di differenziarsi in molti diversi tipi di cellule mesenchimali e parenchimali19. Le MSC possiedono anche proprietà riparative e immunosoppressive uniche in quanto secernono grandi quantità di citochine/fattori pro-angiogenici, antinfiammatori e anti-apoptotici che potrebbero essere responsabili dell'induzione della rigenerazione dei tessuti, della tolleranza al trapianto e del controllo dell'autoimmunità20,21. Attribuita alle proprietà di privilegio immunitario delle MSC che consentono loro di eludere la risposta immunitaria dell'ospite, la terapia intravascolare che prevede l'intervento delle MSC rimane una procedura clinica a basso rischio. Ulteriori studi potrebbero essere condotti per valutare il dosaggio ottimale e il metodo di somministrazione per le MSC poiché questo fattore, oltre ad altri fattori predisponenti che coinvolgono la risposta immunitaria dell'ospite, può svolgere un ruolo importante nel determinare l'esito clinico finale della terapia.

Tuttavia, il potenziale terapeutico delle MSC può essere sfruttato solo determinando le condizioni ottimali richieste per stimolare prontamente la loro proliferazione e propagazione continua per scopi di ricerca e terapeutici22,23,24,25. Il tessuto del cordone ombelicale fornisce una fonte limitata di cellule appena isolate e sebbene gli studi abbiano suggerito che le MSC del cordone ombelicale umano (hUC-MSC) mostrano una capacità proliferativa più elevata rispetto alle MSC del midollo osseo o del tessuto adiposo26,27, vi è la necessità di successivi espansione in vitro su larga scala senza modificare la loro staminalità e capacità di differenziazione. La sfida è quindi determinare una condizione ottimale di coltura che possa favorire la grande espansione di hUC-MSC per soddisfare la domanda clinica.