Littérature scientifique sur le sujet « CELLULE STAMINALI UMANE DA TESSUTO ADIPOSO »

La guarigione di una ferita cronica è un processo articolato e complesso, che richiede una visione clinica globale del paziente. Tuttavia, il trattamento locale del letto della ferita riveste un’importanza fondamentale. Sempre più ormai si parla di medicina rigenerativa di tipo induttivo come mezzo per stimolare le cellule senescenti all’interno di una lesione cutanea cronica, in particolare mediante l’utilizzo delle cellule staminali mesenchimali. Il tessuto adiposo autologo rappresenta una fonte di cellule staminali e la tecnologia Lipogems® ne rende possibile la sua applicazione clinica. In questo studio vengono analizzati i risultati ottenuti con tale metodica che, seppur con i limiti di un numero ancora non consistente di pazienti, sono comunque incoraggianti nel proseguire lungo questa strada, considerata da molti come l’ultima frontiera nel wound care. The healing of a chronic wound is an articulated and complex process, requiring a patient’s clinical global vision. However, local treatment of the wound bed is of fundamental importance. More and more now we talk about regenerative medicine as a means to stimulate senescent cells in a chronic skin lesion, particularly through the use of mesenchymal stem cells. Autologous adipose tissue is a source of stem cells and Lipogems® technology makes it possible for its clinical application. In this study we analyze the results obtained with this method that, even with the limits of a not yet substantial number of patients, they are still in encouraging continue along this road, considered by many as the last frontier in wound care.

Otto anni dopo l'inizio della ricerca sulle cellule staminali umane, sembra essere arrivato il momento di considerare oggettivamente quale possa essere il futuro di tale ricerca, e quali siano i problemi etici collegati. In questo articolo sono considerate le cellule staminali embrionali (ES) a livello tecnico e clinico. L'interesse particolare di tali cellule risiede nella loro capacità di continua proliferazione indifferenziata e di stabile sviluppo potenziale in un’ampia tipologia di cellule, anche dopo una coltura prolungata. Numerosi lavori mostrano, in particolare, che le cellule ES possono essere differenziate in neuroni e glia ed integrarsi nel tessuto neurale in animali riceventi. La differenziazione verso neuroni dopaminergici è stata ottenuta per le cellule staminali embrionali umane (hES) con promesse per il trattamento clinico della malattia di Parkinson. Le cellule ES hanno anche dimostrato la capacità di facilitare il recupero del danno del midollo spinale, nel topo. L'innesto di cellule ES in ratti con infarto miocardico provoca un miglioramento a lungo termine della funzione del cuore ed aumenta la percentuale di sopravvivenza. Tuttavia, ci sono molti ostacoli che devono essere superati prima di pensare ad un uso clinico di tali cellule. Il problema forse più complesso è di poter dirigere in modo efficiente e riproducibile la differenziazione delle cellule ES attraverso percorsi specifici. In secondo luogo, il rischio di difetti o instabilità epigenetiche nelle cellule ES è reale, tenendo conto della loro origine da embrioni ottenuti da fecondazione in vitro e del processo di coltura di tali cellule, una volta individuate. Terzo, le cellule ES allo stato indifferenziato sono cancerogeniche, il che, per un uso clinico, rende necessaria la loro differenziazione e l’attenta eliminazione di cellule ES rimaste indifferenziate. Infine, l'uso clinico delle cellule ES richiede la soluzione del problema immunologico della compatibilità HLA con il ricevente. A tale scopo sono state proposte varie soluzioni, per prima il trasferimento nucleare, detto anche “clonazione terapeutica”. Allo stato attuale essa non è applicabile ai primati ed alla specie umana. Inoltre sarebbe necessaria una quantità enorme ed irrealistica di ovociti umani. Ci si orienta oggi, anche per motivi etici, verso soluzioni "alternative" come il trasferimento nucleare modificato, nel quale si producono embrioni deficitari incapaci di svilupparsi correttamente, la partenogenesi, la raccolta di blastomeri in occasione della diagnosi preimpiantatoria, o la riprogrammazione delle cellule staminali somatiche. Ad oggi, lo studio delle cellule staminali embrionali rappresenta una promettente chiave per futuri progressi in ambito biologico (biologia dello sviluppo, biologia cellulare e biologia molecolare), nella misura in cui permette di capire meglio i processi ed i meccanismi della differenziazione e della rigenerazione dei tessuti. ---------- Eight years after the onset of the investigation on embryonic stem cells (ESCs), it seems that time has come to consider objectively what the future of such research can be, and what are the ethical issues that are involved. In this first part ESCs are considered at the technical and clinical level. The particular interest of such cells resides in their ability for endless undifferentiated proliferation and for potential development in a large array of various types of cells, even after prolonged culture. A large amount of studies show in particular that ESCs can differentiate in neurons and glia and integrate in the neural tissue of recipient animals. The promotion of such differentiation toward dopaminergic neurons has been obtained for human embryonic stem cells (hESCS), which is promising for possible future clinical application to the treatment of Parkinson's disease. The ESCs have also demonstrated their ability to facilitate the recovery of damaged spinal cord in mice. The graft of ESCs in the hearts of rats with myocardial infarction leads to an improvement of heart function and increases survival. Nevertheless, there are many obstacles that must be overcome before thinking to a clinical use of such cells. The problem perhaps more complex is to be able to direct in an efficient and reproducible way the differentiation of the ESCs in culture. Second, the risk of epigenetic defects or instability with ESCs is real, keeping in mind their origin from embryos created by in vitro fertilization, and the fact that they are kept proliferating in culture for a long period of time, once individualized. Third, ESCs in the undifferentiated state generate cancers when injected in tissues, and that makes necessary, for a clinical use, to start their differentiation in vitro and then to eliminate carefully from the end product these ESCs that are still undifferentiated. Finally, the clinical use of ESCs supposes resolved the immunological problem of their HLA compatibility with the patient who will receive them. Various solutions have been proposed for resolving this last problem, with, in first line, nuclear transfer, the so called "therapeutic cloning." Up to now this nuclear transfer has not been successful in primates and humans. Moreover, it would require the availability of unrealistically large amounts of human ovocytes. Today, also for ethical reasons, the tendency is to look after "alternative solutions" such as "altered nuclear transfer", in which are created disabled embryos, unable to develop correctly, parthenogenesis, the harvest of human blastomeres in the course of preimplantation diagnosis or the reprogramming of human somatic stem cells to an "embryonic state". At present time, the study of ESCs represents a promising key to progresses in the knowledge of cellular and molecular aspects of development, healing and tissue regeneration. These progresses may in turn lead to clinical applications, especially in the field of degenerative diseases and for the recovery of damaged tissues and organs.

L’attività di ricerca ha riguardato lo studio di popolazioni di cellule staminali mesenchimali umane (MSC) ottenute da molteplici tessuti adulti. Sono state investigate sorgenti di MSC alternative al midollo osseo, libere da conflitti etici, dotate di vantaggi per l’applicabilità clinica che vanno dalla elevata resa nel recupero cellulare alla tessuto-specificità. Le cellule ottenute dalle diverse sorgenti sono state caratterizzate immunofenotipicamente, commissionate mediante protocolli di induzione specifici per i diversi tipi cellulari ed analizzate con opportuni saggi istologici, immunoistochimici, di espressione genica e proteica. Esperimenti di cocoltura hanno permesso la descrizione di capacità immunomodulatorie e trofiche. - La placenta a termine risulta essere una ricca sorgente di cellule staminali mesenchimali (MSC). Dalla membrana amniotica, dal corion e dalla gelatina di Wharton del cordone ombelicale sono state ottenute MSC con potenzialità differenziative verso commissionamenti mesenchimali, con capacità immunomodulatorie e trofiche. Tali tessuti sono ampiamente disponibili, garantiscono una elevata resa nel recupero cellulare e sono liberi da conflitti etici. - Due popolazioni di cellule con caratteristiche di MSC sono state individuate nella mucosa e nella sottomucosa intestinale. Queste cellule possiedono caratteristiche di tessuto-specificità, sono dotate di attività trofiche ed immunomodulatorie che potrebbero essere vantaggiose per approcci di terapia cellulare in patologie quali le Malattie Infiammatorie Croniche Intestinali (IBD). - Popolazioni di cellule staminali con caratteristiche simili alle MSC sono state ottenute da isole pancreatiche. Tali popolazioni possiedono vantaggi di tessuto-specificità per approcci di terapia cellulare per il Diabete. - Sono stati investigati ed individuati marcatori molecolari (molecole HLA-G) correlati con il livello di attività immunomodulatoria delle MSC. La valutazione di tali marcatori potrebbere permettere di determinare l’attività immunosoppressiva a priori del trapianto, con l’obiettivo di scegliere le popolazioni di MSC più adatte per l’applicazione e di definirne il dosaggio. - E’ stato messa a punto una metodica e una strumentazione per il frazionamento di cellule staminali in Campo Flusso in assenza di marcatura (NEEGA-DF). Questa metodica permette di discriminare sottopopolazioni cellulari in base a caratteristiche biofisiche.

L’attività di ricerca ha riguardato lo studio di popolazioni di cellule staminali mesenchimali umane (MSC) ottenute da molteplici tessuti adulti. Sono state investigate sorgenti di MSC alternative al midollo osseo, libere da conflitti etici, dotate di vantaggi per l’applicabilità clinica che vanno dalla elevata resa nel recupero cellulare alla tessuto-specificità. Le cellule ottenute dalle diverse sorgenti sono state caratterizzate immunofenotipicamente, commissionate mediante protocolli di induzione specifici per i diversi tipi cellulari ed analizzate con opportuni saggi istologici, immunoistochimici, di espressione genica e proteica. Esperimenti di cocoltura hanno permesso la descrizione di capacità immunomodulatorie e trofiche. - La placenta a termine risulta essere una ricca sorgente di cellule staminali mesenchimali (MSC). Dalla membrana amniotica, dal corion e dalla gelatina di Wharton del cordone ombelicale sono state ottenute MSC con potenzialità differenziative verso commissionamenti mesenchimali, con capacità immunomodulatorie e trofiche. Tali tessuti sono ampiamente disponibili, garantiscono una elevata resa nel recupero cellulare e sono liberi da conflitti etici. - Due popolazioni di cellule con caratteristiche di MSC sono state individuate nella mucosa e nella sottomucosa intestinale. Queste cellule possiedono caratteristiche di tessuto-specificità, sono dotate di attività trofiche ed immunomodulatorie che potrebbero essere vantaggiose per approcci di terapia cellulare in patologie quali le Malattie Infiammatorie Croniche Intestinali (IBD). - Popolazioni di cellule staminali con caratteristiche simili alle MSC sono state ottenute da isole pancreatiche. Tali popolazioni possiedono vantaggi di tessuto-specificità per approcci di terapia cellulare per il Diabete. - Sono stati investigati ed individuati marcatori molecolari (molecole HLA-G) correlati con il livello di attività immunomodulatoria delle MSC. La valutazione di tali marcatori potrebbere permettere di determinare l’attività immunosoppressiva a priori del trapianto, con l’obiettivo di scegliere le popolazioni di MSC più adatte per l’applicazione e di definirne il dosaggio. - E’ stato messa a punto una metodica e una strumentazione per il frazionamento di cellule staminali in Campo Flusso in assenza di marcatura (NEEGA-DF). Questa metodica permette di discriminare sottopopolazioni cellulari in base a caratteristiche biofisiche.

"Human Bone Marrow and Adipose Tissue Mesenchimal Stem cells: isolation, differentiation and growth on polimeric scaffold" Tissue engineering has demonstrated his positive role in the repair of damaged tissues. This study investigated the properties of adult mesenchimal stem cells (MSCs) obteined from adipose tissue and bone marrow. The plastic-adherent (PA) and immunomagnetic by anti-nerve growth factor receptor antibodies (anti-NFGR) isolation tecniques were compared. In vitro MSCs diffusion and differentiation was studied for multiple lineage (chondrogenic, adipogenic, fibroblastic and osteoblastic). Adesive and proliferation cells properties were studied on commercial homologous idrossilapatite and on biomaterials polyurethane polimeric scaffold constructed and developed just for this research. Results suggested that adipose tissue may be a source of pluripotent stem cells and that NGFR+ cells are a population highly primitive and homogeneous. The polyurethane scaffolds aren' t citotossic and permit the diffusion and proliferation of MSCs

Introduzione. Le cellule mesenchimali derivate dal tessuto adiposo (hASC) rappresentano un importante strumento per la terapia cellulare, in quanto derivano da un tessuto adulto abbondante e facilmente reperibile. Con il dispositivo medico Lipogems l’isolamento di tali cellule è eseguito esclusivamente mediante sollecitazioni meccaniche. Il prodotto ottenuto è quindi minimamente manipolato e subito utilizzabile. Ad oggi, il condizionamento pro-differenziativo delle staminali è per lo più attuato mediante molecole di sintesi. Tuttavia, altri fattori possono modulare la fisiologia cellulare, come gli stimoli fisici e molecole naturali. Onde elettromagnetiche hanno indotto in modelli cellulari staminali l’espressione di alcuni marcatori di differenziamento e, in cellule adulte, una riprogrammazione, mentre estratti embrionali di Zebrafish sono risultati antiproliferativi sia in vitro che in vivo. Metodi. La ricerca di nuove strategie differenziative sia di natura fisica che molecolare, nel particolare onde acustiche ed estratti embrionali di Zebrafish, è stata condotta utilizzando come modello cellulare le hASC isolate con Lipogems. Onde acustiche sono state somministrate mediante l’utilizzo di due apparati di trasduzione, un generatore di onde meccaniche e il Cell Exciter . I trattamenti con gli estratti embrionali sono stati effettuati utilizzando diverse concentrazioni e diversi tempi sperimentali. Gli effetti sull’espressione dei marcatori di staminalità e differenziamento relativi ai trattamenti sono stati saggiati in RT-PCR quantitativa relativa e/o in qPCR. Per i trattamenti di tipo molecolare è stata valutata anche la proliferazione. Risultati e conclusioni. La meta-analisi dei dati delle colture di controllo mostra la stabilità d’espressione genica del modello. I trattamenti con i suoni inducono variazioni dell’espressione genica, suggerendo un ruolo regolatorio di tali stimoli, in particolare del processo di commitment cardiovascolare. Due degli estratti embrionali di Zebrafish testati inibiscono la proliferazione alle 72 ore dalla somministrazione. L’analisi d’espressione associata ai trattamenti antiproliferativi suggerisce che tale effetto abbia basi molecolari simili ai processi di differenziamento.
Background. Adipose derived mesenchymal stem cells (hASC) represent an interesting tool for cell therapy, due to their tissue derivation that is abundant and easily available. Using Lipogems, a medical device, stem cells isolation is performed only with mild mechanical forces, giving a minimally manipulated and ready to use fat product. To date, the differentiation processes in vitro are mostly obtained using chemical compounds. Anyway, other factors are shown to be modulators in cell physiology, as physical stimuli and some natural molecules. For instance, electromagnetic waves induced the expression of differentiation markers in stem cell models and adult cells were reprogrammed after treatment, while Zebrafish embryo derived extracts were shown to be antiproliferative both in vitro and in vivo. Methods. The search for new differentiation strategies was focused both on physical waves and Zebrafish extracts, using hASC isolated with Lipogems as cell model. Acoustic waves were gave using two types of transducer, the mechanical wave generator and the Cell Exciter. Zebrafish extracts treatments were performed using different doses and experimental times. Gene expression analysis of stemness and differentiation genes was conducted in both the experimental approaches using quantitative relative RT-PCR and/or qPCR. Proliferation assay was also performed for treatments with natural compounds. Results and conclusions. Control cell culture data meta-analysis revealed that hASC has a stable gene expression in basal conditions. Acoustic waves induced gene expression changes in hASC, in particular in cardiovascular commitment genes, suggesting a regulatory role in differentiation processes. Two of the Zebrafish extracts are shown to inhibit hASC proliferation, with statistical significance after 72 hours from the treatment. Gene espression analysis suggested that this effect could share the same molecular mechanism with differentiation events.

Introduzione. Le cellule mesenchimali derivate dal tessuto adiposo (hASC) rappresentano un importante strumento per la terapia cellulare, in quanto derivano da un tessuto adulto abbondante e facilmente reperibile. Con il dispositivo medico Lipogems l’isolamento di tali cellule è eseguito esclusivamente mediante sollecitazioni meccaniche. Il prodotto ottenuto è quindi minimamente manipolato e subito utilizzabile. Ad oggi, il condizionamento pro-differenziativo delle staminali è per lo più attuato mediante molecole di sintesi. Tuttavia, altri fattori possono modulare la fisiologia cellulare, come gli stimoli fisici e molecole naturali. Onde elettromagnetiche hanno indotto in modelli cellulari staminali l’espressione di alcuni marcatori di differenziamento e, in cellule adulte, una riprogrammazione, mentre estratti embrionali di Zebrafish sono risultati antiproliferativi sia in vitro che in vivo. Metodi. La ricerca di nuove strategie differenziative sia di natura fisica che molecolare, nel particolare onde acustiche ed estratti embrionali di Zebrafish, è stata condotta utilizzando come modello cellulare le hASC isolate con Lipogems. Onde acustiche sono state somministrate mediante l’utilizzo di due apparati di trasduzione, un generatore di onde meccaniche e il Cell Exciter . I trattamenti con gli estratti embrionali sono stati effettuati utilizzando diverse concentrazioni e diversi tempi sperimentali. Gli effetti sull’espressione dei marcatori di staminalità e differenziamento relativi ai trattamenti sono stati saggiati in RT-PCR quantitativa relativa e/o in qPCR. Per i trattamenti di tipo molecolare è stata valutata anche la proliferazione. Risultati e conclusioni. La meta-analisi dei dati delle colture di controllo mostra la stabilità d’espressione genica del modello. I trattamenti con i suoni inducono variazioni dell’espressione genica, suggerendo un ruolo regolatorio di tali stimoli, in particolare del processo di commitment cardiovascolare. Due degli estratti embrionali di Zebrafish testati inibiscono la proliferazione alle 72 ore dalla somministrazione. L’analisi d’espressione associata ai trattamenti antiproliferativi suggerisce che tale effetto abbia basi molecolari simili ai processi di differenziamento.
Background. Adipose derived mesenchymal stem cells (hASC) represent an interesting tool for cell therapy, due to their tissue derivation that is abundant and easily available. Using Lipogems, a medical device, stem cells isolation is performed only with mild mechanical forces, giving a minimally manipulated and ready to use fat product. To date, the differentiation processes in vitro are mostly obtained using chemical compounds. Anyway, other factors are shown to be modulators in cell physiology, as physical stimuli and some natural molecules. For instance, electromagnetic waves induced the expression of differentiation markers in stem cell models and adult cells were reprogrammed after treatment, while Zebrafish embryo derived extracts were shown to be antiproliferative both in vitro and in vivo. Methods. The search for new differentiation strategies was focused both on physical waves and Zebrafish extracts, using hASC isolated with Lipogems as cell model. Acoustic waves were gave using two types of transducer, the mechanical wave generator and the Cell Exciter. Zebrafish extracts treatments were performed using different doses and experimental times. Gene expression analysis of stemness and differentiation genes was conducted in both the experimental approaches using quantitative relative RT-PCR and/or qPCR. Proliferation assay was also performed for treatments with natural compounds. Results and conclusions. Control cell culture data meta-analysis revealed that hASC has a stable gene expression in basal conditions. Acoustic waves induced gene expression changes in hASC, in particular in cardiovascular commitment genes, suggesting a regulatory role in differentiation processes. Two of the Zebrafish extracts are shown to inhibit hASC proliferation, with statistical significance after 72 hours from the treatment. Gene espression analysis suggested that this effect could share the same molecular mechanism with differentiation events.

“Colture in vitro di cellule staminali mesenchimali umane da tessuto adiposo e da midollo osseo: Allestimento, Caratterizzazione ed Effetti di Sr2+ sulla proliferazione e differenziazione osteogenica". “ "In vitro Coltures of Human Adipose Tissue-Derived and Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells: Preparation, Characterization and Effects of Sr2+ on Cell Proliferation and Osteoinduction".