Un enfoque hacia una expansión in vitro compatible con las BPM de células madre adiposas humanas para terapias autólogas
Autores: Jossen, Valentin; Muoio, Francesco; Panella, Stefano; Harder, Yves; Tallone, Tiziano; Eibl, Regine
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un enfoque hacia una expansión in vitro compatible con las BPM de células madre adiposas humanas para terapias autólogas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Células madre
Expansión in vitro
HASCs
Medicina regenerativa
Crecimiento celular
Sistemas de cultivo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Las células madre del tejido adiposo humano (hASCs) son una fuente valiosa de células para aplicaciones clínicas (por ejemplo, tratamiento de infarto agudo de miocardio y enfermedades inflamatorias), especialmente en el campo de la medicina regenerativa. Sin embargo, para terapias basadas en hASCs autólogas (específicas para el paciente) y alogénicas (listas para usar), es necesario realizar una expansión in vitro antes de la aplicación clínica para lograr el número de células requerido. La expansión in vitro segura, reproducible y económica de hASCs para terapias autólogas es más problemática porque el material celular cambia para cada tratamiento. Además, el material celular se aísla normalmente de pacientes no saludables u de edad avanzada, lo que complica aún más la exitosa expansión in vitro. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue realizar estudios de expansión celular con hASCs aisladas de dos pacientes/donantes diferentes (es decir, de diferentes edades y estados de salud) en condiciones libres de xeno y suero en sistemas de cultivo estático, plano (2D) y dinámicamente mezclado (3D). Nuestro objetivo principal fue I) comparar la variabilidad del donante en condiciones in vitro y II) desarrollar y establecer un modelo de crecimiento segregado no estructurado como estudio de concepto. Se lograron densidades celulares máximas entre 0,49 y 0,65 x 10 hASCs/cm para ambos donantes en sistemas de cultivo 2D y 3D. El crecimiento celular en condiciones estáticas y dinámicamente mezcladas fue comparable, lo que demostró que las tensiones hidrodinámicas (0,63 W/m, = 4,96 x 10 Pa) actuando a (49 rpm por 10 g/L) no afectaron negativamente el crecimiento celular, incluso en condiciones libres de suero. Sin embargo, se encontraron diferencias dependientes del donante en el tamaño celular, lo que resultó en densidades celulares máximas significativamente diferentes para cada uno de los dos donantes. En ambos casos, la pluripotencia se mantuvo bien bajo condiciones estáticas 2D y dinámicas 3D, siempre y cuando las células no estuvieran hiperconfluentes. El punto óptimo para la cosecha celular se identificó entre densidades celulares de 0,41 y 0,56 x 10 hASCs/cm (final de la fase de crecimiento exponencial). El modelo de crecimiento proporcionó predicciones confiables para el crecimiento celular, consumo de sustrato y producción de metabolitos en ambos tipos de sistemas de cultivo. Por lo tanto, el modelo puede ser utilizado como base para investigaciones futuras con el fin de desarrollar un proceso de producción robusto de hASCs basado en MC para terapias autólogas.
Descripción
Las células madre del tejido adiposo humano (hASCs) son una fuente valiosa de células para aplicaciones clínicas (por ejemplo, tratamiento de infarto agudo de miocardio y enfermedades inflamatorias), especialmente en el campo de la medicina regenerativa. Sin embargo, para terapias basadas en hASCs autólogas (específicas para el paciente) y alogénicas (listas para usar), es necesario realizar una expansión in vitro antes de la aplicación clínica para lograr el número de células requerido. La expansión in vitro segura, reproducible y económica de hASCs para terapias autólogas es más problemática porque el material celular cambia para cada tratamiento. Además, el material celular se aísla normalmente de pacientes no saludables u de edad avanzada, lo que complica aún más la exitosa expansión in vitro. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue realizar estudios de expansión celular con hASCs aisladas de dos pacientes/donantes diferentes (es decir, de diferentes edades y estados de salud) en condiciones libres de xeno y suero en sistemas de cultivo estático, plano (2D) y dinámicamente mezclado (3D). Nuestro objetivo principal fue I) comparar la variabilidad del donante en condiciones in vitro y II) desarrollar y establecer un modelo de crecimiento segregado no estructurado como estudio de concepto. Se lograron densidades celulares máximas entre 0,49 y 0,65 x 10 hASCs/cm para ambos donantes en sistemas de cultivo 2D y 3D. El crecimiento celular en condiciones estáticas y dinámicamente mezcladas fue comparable, lo que demostró que las tensiones hidrodinámicas (0,63 W/m, = 4,96 x 10 Pa) actuando a (49 rpm por 10 g/L) no afectaron negativamente el crecimiento celular, incluso en condiciones libres de suero. Sin embargo, se encontraron diferencias dependientes del donante en el tamaño celular, lo que resultó en densidades celulares máximas significativamente diferentes para cada uno de los dos donantes. En ambos casos, la pluripotencia se mantuvo bien bajo condiciones estáticas 2D y dinámicas 3D, siempre y cuando las células no estuvieran hiperconfluentes. El punto óptimo para la cosecha celular se identificó entre densidades celulares de 0,41 y 0,56 x 10 hASCs/cm (final de la fase de crecimiento exponencial). El modelo de crecimiento proporcionó predicciones confiables para el crecimiento celular, consumo de sustrato y producción de metabolitos en ambos tipos de sistemas de cultivo. Por lo tanto, el modelo puede ser utilizado como base para investigaciones futuras con el fin de desarrollar un proceso de producción robusto de hASCs basado en MC para terapias autólogas.