Isolation, culture, characterization and cryopreservation of stem cells derived from amniotic mesenchymal layer and umbilical cord tissue of bovine fetuses

ABSTRACT: Stem cells are undifferentiated cells with a high proliferation potential. These cells can be characterized by their in vivo ability to self-renew and to differentiate into specialized cell lines. The most used stem cell types, in both human and veterinary fields, are the mesenchymal stem cells (MSC) derived from bone marrow and adipose tissue. Nowadays, there is a great interest in using stem cells derived from fetal tissues, such as amniotic membrane (AM) and umbilical cord tissue (UCT), which can be obtained non-invasively at delivery time. Due to the scarcity of studies in bovine species, the aim of this study was to isolate, characterize, differentiate and cryopreserve MSC derived from the mesenchymal layer of amniotic membrane (AM), for the first time, and umbilical cord tissue (UCT) of dairy cow neonates after assisted delivery (AD) and from fetus at initial third of pregnancy (IT) obtained in slaughterhouse. Cells were isolated by enzymatic digestion of the tissue fragments with 0.1% collagenase solution. Six samples of AM and UCT at delivery time and six samples of AM and UCT at first trimester of pregnancy were subjected to morphology evaluation, imunophenotype characterization, in vitro osteogenic, adipogenic and chondrogenic differentiation and viability analysis after cryopreservation. All samples showed adherence to plastic and fibroblast-like morphology. Immunocytochemistry revealed expression of CD 44, NANOG and OCT-4 and lack of expression of MHC II in MSC from all samples. Flow cytometry demonstrated that cells from all samples expressed CD 44, did not or low expressed CD 34 (AM: IT-0.3%a, AD-3.4%b; UCT: 0.4%, 1.4%) and MHC II (AM: IT-1.05%a, AD-9.7%b; UCT: IT-0.7%a, AD-5.7%b). They were also capable of trilineage mesenchymal differentiation and showed 80% viability after cryopreservation. According to the results, bovine AM and UCT-derived cells, either obtained at delivery time or from slaughterhouse, are a painless and non-invasive source of MSC and can be used for stem cell banking

Potencial de transdiferenciação neural das células-tronco mesenquimais da medula óssea de equino

Os primeiros estudos demonstrando o potencial de trandiferenciação neural das células-tronco mesenquimais (CTMs) provenientes da medula óssea (MO) foram conduzidos em camundogos e humanos no início da década de 2000. Após esse período, o número de pesquisas e publicações com o mesmo propósito tem aumentado, mas com raros ou escassos estudos na espécie equina. Nesse sentindo, o objetivo desse trabalho foi avaliar o potencial in vitro da transdiferenciação neural das CTMs provenientes da MO de equinos utilizando-se dois protocolos: P1 (forksolin e ácido retinóico) e P2 (2-βmecarptoetanol). Após a confirmação das linhagens mesenquimais, pela positividade para o marcador CD90 (X=97,94%), negatividade para o marcador CD34 e resposta positiva a diferenciação osteogênica, as CTMs foram submetidas a transdiferenciação neural (P1 e P2) para avaliação morfológica e expressão dos marcadores neurais GFAP e β3 tubulina por citometria de fluxo. Os resultados revelaram mudanças morfológicas em graus variados entre os protocolos testados. No protocolo 1, vinte quatro horas após a incubação com o meio de diferenciação neural, grande proporção de células (>80%) apresentaram morfologia semelhante a células neurais, caracterizadas por retração do corpo celular e grande número de projeções protoplasmáticas (filopodia). Por outro lado, de forma comparativa, já nos primeiros 30 minutos após a exposição ao antioxidante β-mercaptoetanol (P2) as CTMs apresentaram rápida mudança morfológica caracterizada principalmente por retração do corpo celular e menor número de projeções protoplasmáticas. Também ficou evidenciado com o uso deste protocolo, menor aderência das células após tempo de exposição ao meio de diferenciação, quando comparado ao P1. Com relação a análise imunofenotípica foi observado uma maior (P<0,001) expressão dos marcadores GFAP e β3 tubulina ao término do P2 quando comparado ao P1. A habilidade das CTMs em gerar tipos celulares relacionados a linhagem neural é complexa e multifatorial, dependendo não só dos agentes indutores, mas também do ambiente no qual estas células são cultivadas. Desta forma um maior número de estudos é necessário para o melhor entendimento do processo de transdiferenciação neural a partir de CTMs de equinos