Mezenchymální kmenové buňky (MSCs) jsou nediferenciované multipotentní buňky schopné sebeobnovy a diferenciace do specializovanějších buněčných typů. Kromě diferenciace do buněk mezodermální linie (osteoblastů, chondroblastů a adipocytů), byla též ve studiích prokázána diferenciace neurogenní. Je zmiňována i schopnost diferenciace myogenní, hepatogenní a do kožních a endoteliálních buněk. V dnešní aktualitě bychom rádi představili dvě nedávné studie popisující schopnost neurogenní diferenciace u MSCs izolovaných od psů.

Mihevc et al. (2020) reprogramovali MSCs z tukové tkáně s použitím různých médií s různou kombinací nebo obsahem neurogenních induktorů. Ve dnech D3, D6 a D9 byla hodnocena morfologie a exprese neuronálních markerů. Buňky v průběhu monitoringu změnily svůj tvar z fibroblastického na tvar typický pro neurony. Došlo též k expresi neuronálních markerů (v různé míře), od D6 docházelo ke snižování tvorby markerů, která ale byla stále vyšší než u kontrolní skupiny. Byla pozorována různá účinnost použitých typů médií. Autoři nezaznamenali rozdíl v morfologii buněk izolovaných od samců nebo samic. V D9 došlo u buněk izolovaných ze samic k významnějšímu snížení viability než u buněk ze samců, důvod není znám.

Ve druhé studii (Edamura et al., 2020) byla zkoumána neurální indukce MSCs z kostní dřeně pomocí bFGF (basic fibroblast growth factor). Použit byl rh-bFGF (recombinant human bFGF) nebo rc-bFGF (recombinant canine bFGF). Tento růstový faktor má angiogenetické účinky, podporuje vaskulární remodelaci, hojení, růst a remodelaci kostí a neuronální diferenciaci. Ve studii byly vytvořeny čtyři skupiny dle použitého média: běžné médium, médium obsahují induktory, médium s induktory a rh-bFGF, médium s induktory a rc-bFGF. Kromě morfologie a tvorby neuronálních markerů byly monitorovány intracelulární koncentrace vápenatého iontu po stimulaci (ukazatel funkčnosti). Autoři pozorovali změnu morfologie u buněk kultivovaných v médiu obsahujícím některý z bFGF oproti ostatním skupinám; exprese neuronálních markerů a intracelulární koncentrace vápníku byly také zvýšeny pouze u médií obsahujících růstové faktory. Signifikantně lepší výsledky (morfologie, exprese neuronálních markerů) byly po použití rc-bFGF než v jiných skupinách.

Výsledky studií naznačují, že kultivace MSCs ve speciálních médiích a indukce pomocí specifických růstových faktorů může díky úpravě vlastností buněk zlepšit jejich terapeutické využití v případech neurodegenerativních procesů a nervového poškození včetně traumat páteřní míchy. U animálních modelů se popisuje vyšší efektivita terapie při použití diferenciovaných MSCs oproti nediferenciovaným, zajímavou možností je i využití kmenových buněk v kombinaci s růstovým faktorem bFGF (krom účinků popsaných výše též inhibuje apoptózu neuronů, má neuroprotektivní efekt a může indukovat přeměnu endogenních neurálních kmenových buněk do funkčních neuronů).

26. 4. 2021

MVDr. Markéta Slaná

Zdroje:

Prpar Mihevc S, Kokondoska Grgich V, Kopitar AN, Mohorič L, Majdič G (2020): Neural differentiation of canine mesenchymal stem cells/multipotent mesenchymal stromal cells. BMC Vet Res., 16, 282.

Edamura K, Takahashi Y, Fujii A, Masuhiro Y, Narita T, Seki M, Asano K (2020): Recombinant canine basic fibroblast growth factor-induced differentiation of canine bone marrow mesenchymal stem cells into voltage- and glutamate-responsive neuron-like cells. Regen Ther., 15, 121-128.