Ποσοτικός & ποιοτικός χαρακτηρισμός των Μυελικών Κατασταλτικών Κυττάρων (Myeloid-Derived Suppressor Cells – MDSCS) στο ομφαλο-πλακουντιακό αίμα (Umbilical Cord Blood – UCB)

Τα Μυελικά Κατασταλτικά Κύτταρα (Myeloid-Derived Suppressor Cells, MDSCs) είναι ανοσορρυθμιστικά κύτταρα που διακρίνονται στους HLA-DRlow/- /CD11b+/CD33+/CD15+ πολυμορφοπυρηνικούς (PMN-MDSCs) και HLA-DRlow/- /CD11b+/CD33+/CD14+ μονοκυτταρικούς (M-MDSCs) υπο-πληθυσμούς. Κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης, το ανοσοποιητικό σύστημα εμφανίζει ανοσοκατασταλτικά χαρακτηριστικά που προστατεύουν το έμβρυο από τη μητρική απόρριψη. Αναφέρεται ότι τα MDSCs έχουν ρόλο στην ανοσοκατασταλτική αυτή διαδικασία και για τον λόγο αυτό, πιθανότατα, παρουσιάζουν αυξημένη συχνότητα στο αίμα της μητέρας στη διάρκεια της εγκυμοσύνης αλλά και στο ομφαλο-πλακουντιακό αίμα. ΣΚΟΠΟΣ Ο σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να εκτιμηθεί ο αριθμός των MDSCs στο ομφαλικό αίμα (Umbilical Cord Blood, UCB) τελειόμηνων κυήσεων καθώς και οι παράγοντες που επηρεάζουν τη συχνότητά τους στο UCB. Τα δεδομένα θα συμβάλλουν σε μελέτες ενδεχόμενης χορήγησης MDSCs στα πλαίσια νέων κυτταρικών θεραπειών. ΔΕΙΓΜΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Μελετήθηκαν 39 μονάδες UCB από τελειόμηνες κυήσεις, καθώς και από το περιφερικό αίμα (ΠΑ) των μητέρων. Οι υπο-πληθυσμοί μετρήθηκαν με κυτταρομετρία ροής στο κλάσμα των μονοπύρηνων κυττάρων με το συνδυασμό αντισωμάτων CD33-PC7/CD15-PC5/HLA-DR-ECD/CD14-PE/CD11b-FITC και τα δεδομένα αναλύθηκαν με το πρόγραμμα Kaluza. Προσδιορίστηκε επίσης ομοίως ο πληθυσμός των UCB-CD34+ κυττάρων με το συνδυασμό CD34-PE/CD45-FITC. Καταγράφηκαν επίσης η ηλικία της κύησης κατά τον τοκετό, το βάρος και το φύλο του νεογνού, το βάρος της μονάδας UCB, και ο χρόνος που πέρασε από τη συλλογή του UCB έως και την επεξεργασία του για την μέτρηση των MDSCs. Η στατιστική ανάλυση έγινε όσο αφορά τις συσχετίσεις με Spearman correlation αλλά και με τη μη- παραμετρική δοκιμασία Mann-Whitney, με τη βοήθεια του προγράμματος GraphPad. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Τα PMN-MDSCs του UCB (1.33% ± 4.17, μέσος όρος ± σταθερή απόκλιση) παρουσιάζουν στατιστικά σημαντική θετική συσχέτιση με τα UCB-CD34+ κύτταρα (0.40% ± 0.33, r=0.5444, p=0.0006), τα PMN-MDSCs της μητέρας (2.48% ± 6.92, r=0.4678, p=0.0031), και οριακά μη στατιστικά σημαντική θετική συσχέτιση με την ηλικία της κύησης κατά τον τοκετό (r=0.3169, p=0.056). Τα M-MDSCs του UCB (2.35% ± 2.42) παρουσιάζουν στατιστικά σημαντική θετική συσχέτιση με το βάρος του νεογνού (2420g έως 4070g, r=0.3369, p=0.036), το βάρος της μονάδας (70gr έως 120gr, r=0.5501, p=0.0003), και με τα UCB-CD34+ κύτταρα (r=0.3696, p=0.0265), αλλά όχι με τα M-MDSCs της μητέρας (4.02% ± 3.55). Το φύλο του νεογνού και ο χρόνος από τη συλλογή της μονάδας έως την επεξεργασία της δεν επηρεάζουν στατιστικά σημαντικά τους υπό μελέτη πληθυσμούς. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ Σύμφωνα με τα δεδομένα μας, οι παράγοντες που επηρεάζουν τον αριθμό των MDSCs στο UCB είναι η εβδομάδα κύησης κατά τον τοκετό, το βάρος της μονάδας και του νεογνού και ο πληθυσμός των UCB-CD34+ κυττάρων. Η συσχέτιση των UCB-MDSCs με αυτά της μητέρας πιθανότατα δείχνει ότι ίδιοι παράγοντες επηρεάζουν τον αριθμό τους. Στα επόμενα βήματά μας είναι η μελέτη των λειτουργικών χαρακτηριστικών των UCB-MDSCs και η συσχέτισή τους με τις ανωτέρω παραμέτρους. Οι μονάδες UCB που δεν είναι κατάλληλες για αλλογενή μεταμόσχευση μπορούν να αποτελέσουν πλούσια πηγή MDSCs και η γνώση των παραμέτρων που επηρεάζουν τον αριθμό και την ποιότητα των κυττάρων αυτών είναι σημαντική.INTRODUCTION Myeloid-Derived Suppressor Cells (MDSCs) are immunoregulatory cells found in HLA-DRlow/-/CD11b+/CD33+/CD15+ polymorphonuclear (PMN-MDSCs) and HLA-DRlow/-/CD11b+/CD33+/CD14+ monocytes (M-MDSCs) sub-populations. During pregnancy, the immune system exhibits immunosuppressive properties that protect the fetus from maternal rejection. It is reported that MDSCs have a role in this immunosuppressive process and for this reason, most likely, they show an increased frequency in the mother's blood during pregnancy and in the umbilical cord blood. PURPOSE The purpose of this study is to estimate the number of MDSCs in Umbilical Cord Blood (UCB) of full-term pregnancies as well as the factors that affect their frequency in UCB. The data will contribute to studies on the possible administration of MDSCs in the context of new cell therapies. SAMPLE AND METHODS 39 UCB units from full-term pregnancies as well as maternal peripheral blood (PA) were studied. Subpopulations were measured by flow cytometry in the mononuclear cell fraction with the combination of CD33-PC7/CD15-PC5/HLA-DR-ECD/CD14-PE/CD11b-FITC antibodies and the data were analyzed by the Kaluza program. The population of UCB-CD34+ cells was also similarly determined by combining CD34-PE/CD45-FITC. The gestational age at birth, the weight and sex of the newborn, the weight of the UCB unit, and the time elapsed from the collection of the UCB to its processing to measure the MDSCs were also recorded. The statistical analysis was performed on the correlations with Spearman correlation but also with the non-parametric Mann-Whitney test, with the help of GraphPad program. RESULTS UCB PMN-MDSCs (1.33% ± 4.17, mean ± stable deviation) show a statistically significant positive correlation with UCB-CD34+ cells (0.40% ± 0.33, r = 0.5444, p = 0.0006), maternal PMN-MDSCs (2.48% ± 6.92, r = 0.4678, p = 0.0031), and marginally non-statistically significant positive correlation with gestational age (r = 0.3169, p = 0.056). UCB M-MDSCs (2.35% ± 2.42) show a statistically significant positive correlation with neonatal weight (2420g to 4070g, r = 0.3369, p = 0.036), unit weight (70gr to 120gr, r = 0.5501, p = 0.0003), and with UCB-CD34+ cells (r = 0.3696, p = 0.0265), but not with maternal M-MDSCs (4.02% ± 3.55). The sex of the newborn and the time from the collection of the unit to its processing do not statistically significantly affect the populations under study. CONCLUSION According to our data, the factors that affect the number of MDSCs in the UCB are the week of gestation, the weight of the unit and the newborn, and the population of UCB-CD34+ cells. The association of UCB-MDSCs with those of the mother probably indicates that the same factors affect their number. In our next steps is the study of the functional characteristics of UCB-MDSCs and their correlation with the above parameters. UCB units that are not suitable for allogeneic transplantation can be a rich source of MDSCs and knowledge of the parameters that affect the number and quality of these cells is important

Signatures of co-deregulated genes and their transcriptional regulators in colorectal cancer.

The deregulated genes in colorectal cancer (CRC) vary significantly across different studies. Thus, a systems biology approach is needed to identify the co-deregulated genes (co-DEGs), explore their molecular networks, and spot the major hub proteins within these networks. We reanalyzed 19 GEO gene expression profiles to identify and annotate CRC versus normal signatures, single-gene perturbation, and single-drug perturbation signatures. We identified the co-DEGs across different studies, their upstream regulating kinases and transcription factors (TFs). Connectivity Map was used to identify likely repurposing drugs against CRC within each group. The functional changes of the co-upregulated genes in the first category were mainly associated with negative regulation of transforming growth factor β production and glomerular epithelial cell differentiation; whereas the co-downregulated genes were enriched in cotranslational protein targeting to the membrane. We identified 17 hub proteins across the co-upregulated genes and 18 hub proteins across the co-downregulated genes, composed of well-known TFs (MYC, TCF3, PML) and kinases (CSNK2A1, CDK1/4, MAPK14), and validated most of them using GEPIA2 and HPA, but also through two signature gene lists composed of the co-up and co-downregulated genes. We further identified a list of repurposing drugs that can potentially target the co-DEGs in CRC, including camptothecin, neostigmine bromide, emetine, remoxipride, cephaeline, thioridazine, and omeprazole. Similar analyses were performed in the co-DEG signatures in single-gene or drug perturbation experiments in CRC. MYC, PML, CDKs, CSNK2A1, and MAPKs were common hub proteins among all studies. Overall, we identified the critical genes in CRC and we propose repurposing drugs that could be used against them

Myeloid-Derived Suppressor Cells (MDSC) in the Umbilical Cord Blood: Biological Significance and Possible Therapeutic Applications

Myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) represent a heterogeneous population of myeloid cells that suppress immune responses in cancer, infection, and trauma. They mainly act by inhibiting T-cells, natural-killer cells, and dendritic cells, and also by inducing T-regulatory cells, and modulating macrophages. Although they are mostly associated with adverse prognosis of the underlying disease entity, they may display positive effects in specific situations, such as in allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (HSCT), where they suppress graft-versus-host disease (GVHD). They also contribute to the feto-maternal tolerance, and in the fetus growth process, whereas several pregnancy complications have been associated with their defects. Human umbilical cord blood (UCB) is a source rich in MDSCs and their myeloid progenitor cells. Recently, a number of studies have investigated the generation, isolation, and expansion of UCB-MDSCs for potential clinical application associated with their immunosuppressive properties, such as GVHD, and autoimmune and inflammatory diseases. Given that a significant proportion of UCB units in cord blood banks are not suitable for clinical use in HSCT, they might be used as a significant source of MDSCs for research and clinical purposes. The current review summarizes the roles of MDSCs in the UCB, as well as their promising applications