Mesenchymal stem cells. A review

Neðst á síðunni er hægt að nálgast greinina í heild sinni með því að smella á hlekkinn View/OpenThe bone marrow contains various types of stem cells. Among them are hematopoietic stem cells, which are the precursors of all blood cells, and mesenchymal stem cells. Mesenchymal stem cells have recently received a lot of attention in biological research because of their capability to self renewal, to expand and transdifferentiate into many different cell types; bone cells, adipocytes, chondrocytes, tendocytes, neural cells and stromal cells of the bone marrow. Mesenchymal stem cells can be cultured in vitro although their differentiation potential is not yet fully understood. Several experiments have been conducted in animal models where mesenchymal stem cells have been transplanted in order to enhance hematopoiesis or to facilitate the repair of mesenchymal tissue. Similar experiments are being conducted in humans. Mesenchymal stem cells are believed to be able to enhance hematopoietic stem cells transplantation by rebuilding the bone marrow microenvironment which is damaged after radiation- and/or chemotherapy. Mesenchymal stem cells are promising as vehicles for gene transfer and therapy. It may prove possible to tranduce them with a gene coding for a defective protein i.e. collagen I in osteogenesis imperfecta. The cells could then be expanded ex vivo and transplanted to the patients where they home to the bone marrow, differentiate and produce the intact protein. Future medicine will probably involve mesenchymal stem cells in various treatment settings.Í beinmergnum er að finna ýmsar gerðir stofnfrumna. Meðal þeirra eru blóðmyndandi stofnfrumur (hematopoietic stem cells) og bandvefsstofnfrumur (mesenchymal stem cells). Rannsóknir á líffræði bandvefsstofnfrumna benda til að þær hafi hæfileika til að endurnýja sjálfar sig, fjölga sér og sérhæfast í margar mismunandi frumugerðir: beinfrumur, fitufrumur, brjóskfrumur, frumur sina, taugafrumur og stoðfrumur beinmergs (stromal cells). Mögulegt er að rækta þessar frumur in vitro þó ekki sé til fullnustu þekkt hvernig sérhæfing þeirra á sér stað. Í fjölmörgum dýratilraunum hafa bandvefsstofnfrumur verið græddar í dýrin með það fyrir augum að laga mismunandi tegundir bandvefs og/eða ýta undir blóðmyndun. Tilraunir í mönnum hafa verið gerðar í svipuðum tilgangi. Bandvefsstofnfrumur eru taldar geta eflt ígræðslur með blóðmyndandi stofnfrumum með því að byggja upp beinmergsumhverfið sem verður fyrir skemmdum við geisla- og/eða lyfjameðferð. Bandvefsstofnfrumur eru ákjósanlegar sem markfrumur í genameðferð. Hægt er að setja inn í þær gen sem skráir fyrir ákveðnu prótíni sem skortur er á, til dæmis kollageni I í beinbrotasýki (osteogenesis imperfecta). Síðan eru frumurnar látnar fjölga sér ex vivo og græddar í sjúkling þar sem þær rata sjálfkrafa í beinmerginn, sérhæfast og mynda það prótín sem vantar. Bandvefsstofnfrumur munu væntanlega nýtast við meðhöndlun ýmissa sjúkdóma í framtíðinni

Mesenchymal stem cells. A review

Neðst á síðunni er hægt að nálgast greinina í heild sinni með því að smella á hlekkinn View/OpenThe bone marrow contains various types of stem cells. Among them are hematopoietic stem cells, which are the precursors of all blood cells, and mesenchymal stem cells. Mesenchymal stem cells have recently received a lot of attention in biological research because of their capability to self renewal, to expand and transdifferentiate into many different cell types; bone cells, adipocytes, chondrocytes, tendocytes, neural cells and stromal cells of the bone marrow. Mesenchymal stem cells can be cultured in vitro although their differentiation potential is not yet fully understood. Several experiments have been conducted in animal models where mesenchymal stem cells have been transplanted in order to enhance hematopoiesis or to facilitate the repair of mesenchymal tissue. Similar experiments are being conducted in humans. Mesenchymal stem cells are believed to be able to enhance hematopoietic stem cells transplantation by rebuilding the bone marrow microenvironment which is damaged after radiation- and/or chemotherapy. Mesenchymal stem cells are promising as vehicles for gene transfer and therapy. It may prove possible to tranduce them with a gene coding for a defective protein i.e. collagen I in osteogenesis imperfecta. The cells could then be expanded ex vivo and transplanted to the patients where they home to the bone marrow, differentiate and produce the intact protein. Future medicine will probably involve mesenchymal stem cells in various treatment settings.Í beinmergnum er að finna ýmsar gerðir stofnfrumna. Meðal þeirra eru blóðmyndandi stofnfrumur (hematopoietic stem cells) og bandvefsstofnfrumur (mesenchymal stem cells). Rannsóknir á líffræði bandvefsstofnfrumna benda til að þær hafi hæfileika til að endurnýja sjálfar sig, fjölga sér og sérhæfast í margar mismunandi frumugerðir: beinfrumur, fitufrumur, brjóskfrumur, frumur sina, taugafrumur og stoðfrumur beinmergs (stromal cells). Mögulegt er að rækta þessar frumur in vitro þó ekki sé til fullnustu þekkt hvernig sérhæfing þeirra á sér stað. Í fjölmörgum dýratilraunum hafa bandvefsstofnfrumur verið græddar í dýrin með það fyrir augum að laga mismunandi tegundir bandvefs og/eða ýta undir blóðmyndun. Tilraunir í mönnum hafa verið gerðar í svipuðum tilgangi. Bandvefsstofnfrumur eru taldar geta eflt ígræðslur með blóðmyndandi stofnfrumum með því að byggja upp beinmergsumhverfið sem verður fyrir skemmdum við geisla- og/eða lyfjameðferð. Bandvefsstofnfrumur eru ákjósanlegar sem markfrumur í genameðferð. Hægt er að setja inn í þær gen sem skráir fyrir ákveðnu prótíni sem skortur er á, til dæmis kollageni I í beinbrotasýki (osteogenesis imperfecta). Síðan eru frumurnar látnar fjölga sér ex vivo og græddar í sjúkling þar sem þær rata sjálfkrafa í beinmerginn, sérhæfast og mynda það prótín sem vantar. Bandvefsstofnfrumur munu væntanlega nýtast við meðhöndlun ýmissa sjúkdóma í framtíðinni

Hematopoietic stem cell grafts

Neðst á síðunni er hægt að nálgast greinina í heild sinni með því að smella á hlekkinn View/OpenIntroduction: The number of stem cell transplantations have greatly increased in the treatment of primary bone marrow disorders and as a rescue therapy following highdose chemoradiofherapy for various malignancies. Hematopoietic stem cells can be mobilized from bone marrow by hematopoietic growth factors enabling their sampling from peripheral blood. Peripheral blood stem cell transplantation is gradually replacing autologous bone marrow transplantation and is increasingly used in allogeneic settings. Transplantation using umbilical cord blood derived stem cells are also well described. Objective: To standardize the in vitro methods necessary for the evaluation of stem cell grafts using umbilical cord blood mononuclear cells. Material and methods: Mononuclear cells (MNC) were isolated from 57 umbilical cord blood samples. The proportion of hematopoietic stem cells (CD34+) was determined by flow cytometry. The number of clonogenic cells (BFU-E, CFU-GM) was determined by culturing MNC in methylcellulose and agar. The number of clonogenic cells was compared before and after freezing in liquid nitrogen. Results: The mean volume of collected cord blood was 43.8 ml and the number of MNC's was 102.7x10" cells of which 0.93% were CD34+. The number of CFU-GM was 23 8/105 MNC and BFU-E 506/105 MNC. After freezing and thawing the MNC, the viability was 94.9% and the number of clonogenic cells was slightly decreased when compared to prefreezing values, the difference being not statistically significant. The purity of CD34+ cells after selection with magnetic beads was over 95%. Conclusion: In vitro methods, neccessary for evaluation of hematopoietic stem cell grafts, have been standardized using umbilical cord blood derived stem cells.Inngangur: Mögulegt er að auka fjölda blóðmyndandi stofnfrumna í blóðrás og einangra þær þaðan. Notkun þeirra í ígræðslum hefur aukist mikið undanfarin ár sem þáttur í meðferð illkynja blóðsjúkdóma og fastra æxla. Ígræðslur stofnfrumna úr blóðrás hafa að mestu leyti komið í stað samgena (autologous) beinmergsígræðslna en eru einnig að ryðja sér til rúms í stað ósamgena (allogeneic) beinmergsígræðslna. Blóðmyndandi stofnfrumur er hægt að einangra úr naflastrengsblóði og nota til ígræðslu. Markmið: Að staðla in vitro aðferðir sem eru nauðsynlegar við ígræðslur blóðmyndandi vefs og nota til þess einkjarna hvítfrumur úr naflastrengsblóði. Efniviður og aðferðir: Einkjarna hvítfrumur (mononuclear cells, MNC) voru einangraðar úr blóði 57 naflastrengja. Hlutfall CD34+ frumna var mælt með frumuflæðisjárgreiningu. Mat á fjölda kólóníumyndandi frumna (CFU-GM, BFU-E) var ákvarðað með ræktun einkjarna hvítfrumna í metýlsellulósa- og agaræti. Kólóníuvöxtur var borinn saman fyrir og eftir frystingu í fljótandi köfnunarefni. Niðurstöður: Meðalrúmmál naflastrengsblóðs sem safnaðist var 43,8 ml. Fjöldi einkjarna hvítfrumna var að meðaltali 102,7xl06. Meðalhlutfall CD34+ frumna var 0,93%. Fjöldi CFU-GM var 238/105 frumur og BFU-E 506/105 frumur. Af einkjarna hvítfrumum lifðu 94,9% af frystingu. Fjöldi frumna sem myndaði kólóníur eftir frystingu og þíðingu var lægri en fyrir frystingu en ekki tölfræðilega marktækt. Hreinleiki CD34+ frumna eftir einangrun með segulkúlum var yfir 95%. Ályktun: In vitro aðferðir sem þurfa að vera tiltækar við ígræðslur stofnfrumugræðlinga hafa verið staðlaðar með notkun stofnfrumna úr naflastrengsblóði