Forschung in Genen und Proteinen Offener Zugang

Abstrakt

Isolierung und Charakterisierung einer Stammzellen-Subpopulation in der menschlichen fetalen Leber

 Shaik Mahaboob Vali1, Sandeep kumar Vishwakarma1, Avinash Bardia1, Santosh K Tiwari1, G. Srinivas2, Avinash Raj2, Chaturvedula Tripura2, Pratibha Nallari3, Md. Aejaz Habeeb1, Gopal Pande2 und Aleem A Khan1*

Die menschliche fetale Leber ist eine potenzielle Quelle sowohl hämatopoetischer als auch nicht-hämatopoetischer Stammzellen, die anhand phänotypischer Marker identifiziert werden können. Die Isolierung homogener Populationen von Leber-Progenitorzellen und deren Subpopulationen ist eine wesentliche Voraussetzung für die Untersuchung spezifischer Marker und geeigneter Zelltypen für ihre möglichen klinischen Anwendungen. Mehrere Studien haben das Vorhandensein einer Vielzahl von Stammzellpopulationen in der fetalen Leber nachgewiesen. Die vorliegende Studie wurde durchgeführt, um spezialisierte Zellpopulationen, ihr wertvolles Wachstumspotenzial und ihre bipotentielle Differenzierungsfähigkeit zu identifizieren, die aus der menschlichen fetalen Leber unter Verwendung von CD133 gewonnen wurden.
Leberzirrhose ist gekennzeichnet durch eine Störung der Leberarchitektur, Nekrose der Leberzellen und Bildung regenerativer Knoten, die zur Zirrhose führen. Verschiedene Arten von Zellquellen wurden zur Behandlung und Behandlung von dekompensierter Leberzirrhose verwendet. Das Wissen über Stammzellen hat der regenerativen Therapie eine neue Dimension eröffnet und gilt als eine der potenziellen adjuvanten Behandlungsmethoden bei Patienten mit Lebererkrankungen im Endstadium (ESLD). Menschliche fetale Leber-Progenitorzellen sind weniger immunogen als erwachsene. Sie vermehren sich stark und sind schwierig zu kryokonservieren. In unseren früheren Studien haben wir gezeigt, dass Föten im Alter von 10 bis 18 Wochen eine große Anzahl aktiv teilender Leberstamm- und Progenitorzellen enthalten, die bipotent sind und das Potenzial haben, sich in Gallengangzellen und reife Leberzellen zu differenzieren. Die Leberstammzelltherapie zur Behandlung von ESLD befindet sich in der frühen Phase der Translation. Die aufkommende Technologie der Dezellularisierung und Rezellularisierung könnte eine wichtige Plattform für die Entwicklung biotechnologisch hergestellter personalisierter Lebern bieten, um den Mangel an Spenderorganen zur Behandlung von ESLD zu überwinden. Trotz dieser bedeutenden Fortschritte ist die langfristige Verfolgung von Stammzellen beim Menschen heutzutage das wichtigste Thema, um mehrere ungeklärte Fragen bezüglich des Verabreichungswegs, der Wahl der Stammzellart(en), der Zellzahl und des Zeitpunkts der Zellverabreichung für die Behandlung in einem chronischen Umfeld zu beantworten. Die Beantwortung dieser Fragen wird ferner zur Entwicklung sicherer, nichtinvasiver und wiederholbarer Bildgebungsmodalitäten beitragen, die zu besseren zelltherapeutischen Ansätzen vom Labor bis zur Anwendung führen könnten. Ein kombinatorischer Ansatz aus Dezellularisierung und Nanotechnologie könnte den Weg zu einem besseren Verständnis der Bestimmung des Zellschicksals nach der Transplantation ebnen. Die Leber ist ein zentrales Stoffwechsel- und hochspezialisiertes Entgiftungsorgan. Etwa 70–75 % der Leberfunktionen werden von den Hepatozyten ausgeführt, die zusammen mit den Cholangiozyten (5–10 % der Leberzellen) das Leberparenchym bilden. Die Leberregeneration erfolgt sehr schnell und gut synchronisiert. Die Leber reagiert auf eine anfängliche Schädigung, indem sie den Verlust an Parenchymmasse kompensiert. Bei anhaltender Schädigung werden kleine terminale periportale ovale Zellen aktiviert, die die Mobilisierung mehrerer lebenswichtiger Faktoren bewirken. Leberzirrhose ist durch eine Störung der Leberarchitektur, Nekrose der Hepatozyten und Bildung regenerativer Knoten gekennzeichnet, die zu einer Zirrhose führen. Die verfügbaren Behandlungsmethoden sind gegen Leberzirrhose nicht sehr wirksam. Stammzellen gelten als eine der möglichen adjuvanten Behandlungsmethoden bei Patienten mit Leberzirrhose. Die Transplantation fetaler Leberstammzellen bei Leberzirrhose hat sich als Alternative zur Organtransplantation herausgestellt.Allerdings ist eine langfristige Markierung und Verfolgung von Stammzellen erforderlich, um das Schicksal der Zellen nach der Transplantation zu bestimmen. Die Dezellularisierungstechnologie bietet ein neuartiges Instrument zur Entwicklung biotechnologisch hergestellter personalisierter Lebern, um dem Mangel an Spenderlebern zu begegnen. Die Markierung und Verfolgung von Stammzellen in menschlichen Geweben/Organen ist heutzutage das wichtigste Thema, um mehrere ungeklärte Fragen zu beantworten, die die Zellabgabewege, die Auswahl der Stammzellen, die Anzahl der zu infundierenden Zellen und den Zeitpunkt der Zellabgabe für die Behandlung in einem chronischen Umfeld betreffen. Die Beantwortung dieser Fragen wird weiter zur Entwicklung sicherer, nichtinvasiver und wiederholbarer Bildgebungsverfahren beitragen, die bessere zelltherapeutische Ansätze vom Labor bis zum Krankenbett ermöglichen könnten. Eine kontinuierliche Langzeitüberwachung transplantierter Stammzellen mit hoher zeitlicher Auflösung und guter Biokompatibilität wird es uns ermöglichen, die genauen Regenerationsmechanismen in verschiedenen Organen besser zu verstehen. Die Nanobiotechnologie hat sich als der umfangreichste Bereich für die Markierung und Verfolgung von Zellen sowohl in vitro als auch in vivo herausgestellt.
Schlüsselwörter: Menschliche hepatische Progenitorzellen; CD133, Subpopulation; Koexpression