Porovnání stromálních buněk kostní dřeně z různých anatomických lokací z hlediska jejich možného klinického využití

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11130%2F20%3A10413088" target="_blank" >RIV/00216208:11130/20:10413088 - isvavai.cz</a>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/00064203:_____/20:10413088

Výsledek na webu

<a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=NuwzAwkKzO" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=NuwzAwkKzO</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Porovnání stromálních buněk kostní dřeně z různých anatomických lokací z hlediska jejich možného klinického využití

Popis výsledku v původním jazyce

ÚČEL STUDIE U pacientů starších 40 let neposkytuje léčba chondrálních lézí kolena pomocí mikrofraktur uspokojivé výsledky. Jedním z přispívajících faktorů může být věk související s nedostatkem dostatečných mezenchymálních stromálních buněk, které jsou schopné účinně migrovat do požadovaného místa léze. Současná aplikace mononukleárních buněk (MNC) nebo kultivovaných mezenchymálních kmenových buněk (MSC) izolovaných z kostní dřeně a naočkovaných na 3D skafoldu by mohla poskytnout alternativní zvýšení terapeutické účinnosti u těchto pacientů. Cílem naší studie bylo vyhodnotit dva různé zdroje kostní dřeně na izolaci progenitorových buněk. Konkrétně byl materiál získaný z proximální holenní kosti a lícního hřebenu (běžně používaný zdroj kostní dřeně) porovnán z hlediska kvantity a kvality buněk a jejich vhodnosti pro buněčné léčení chondrálních lézí. MATERIÁL A ZPŮSOBY Kostní dřeň byla odebrána během totální náhrady kolenního kloubu z iliakálního hřebenu a proximální metafýzy holeně od deseti dobrovolníků starších než 40 let pomocí jehel aspirační biopsie. MNC ze získaného materiálu byly izolovány, kultivovány a analyzovány na jejich fenotypové rysy. Oba zdroje byly porovnány, pokud jde o výtěžek a životaschopnost MNC a MSC, jakož i schopnost MSC chondrogenní diferenciace. VÝSLEDKY Koncentrace / výtěžek MNC byl ve vzorcích z iliakálních hřebenů výrazně vyšší. Podobné výsledky byly získány s kultivovanými MSC po prvním průchodu, když byl porovnán poměr MSC / MNCs. Kvalitativní analýza, která zahrnovala imunofenotypizaci MSC, životaschopnost a dobu zdvojnásobení populace, však neprokázala žádný rozdíl mezi dvěma testovanými zdroji kostní dřeně. DISKUSE Zejména u starších pacientů vedou terapie chondrálních defektů technikami stimulujícími kostní dřeň k neuspokojivým výsledkům. Proto ortopedičtí chirurgové obrátili svou pozornost k léčbě založené na buňkách. Kostní dřeň lokalizovaná v pánevní kosti a metafýza dlouhých kostí (distální femur, proximální tibie) obsahuje mononukleární buňky, které mají vlastnosti MSC. V souladu s ostatními autory byly v naší kohortě pacientů nalezeny kvantitativní rozdíly mezi buňkami ze dvou anatomických míst. Kvalitativně však nebyla pozorována žádná významná variabilita. Také jsme potvrdili, že metafýza proximální tibie je vhodným zdrojem pro kultivované MSC. Navíc, na rozdíl od několika zpráv, se zdá, že kvalita těchto buněk s věkem pacientů neklesá. ZÁVĚRY Iliakální hřeben představuje lepší zdroj kostní dřeně pro výtěžek MNC a MSC ve srovnání s tibií. Mezi izolovanými a kultivovanými buňkami však nebyl žádný kvalitativní rozdíl. Analýza doby zdvojnásobení populace ukázala, že holenní kost je dobrým alternativním zdrojem MSC, které lze získat v terapeuticky relevantních číslech, například pro léčbu chondrálních lézí kolene.

Název v anglickém jazyce

Comparison of Bone Marrow Stromal Cells from Different Anatomical Locations for Evaluation of Their Suitability for Potential Clinical Applications

Popis výsledku anglicky

PURPOSE OF THE STUDY In patients older than 40 years of age, treatment of chondral lesions of the knee employing microfractures does not provide satisfactory outcomes. One of the contributing factors may be the age-related lack of sufficient mesenchymal stromal cells able to efficiently migrate into the desired site of the lesion. Concomitant application of mononuclear cells (MNCs) or cultured mesenchymal stem cells (MSCs) isolated from bone marrow and seeded on a 3D scaffold could provide an alternative enhancing therapeutic efficacy in these patients. The aim of our study was to assess two different sources of bone marrow for isolation of progenitor cells. To be specific, material obtained from proximal tibia and iliac crest (the commonly used bone marrow source) was compared in terms of quantity and quality of cells and their suitability for cell-based treatment of chondral lesions. MATERIAL AND METHODS Bone marrow was collected during a total knee replacement surgery from the iliac crest and the proximal metaphysis of the tibia from ten volunteers older than 40 years of age, using aspiration biopsy needles. The MNCs from the obtained material were isolated, cultured and analyzed for their phenotypic features. Both sources were compared as to the yield and viability of MNCs and MSCs as well as the ability of MSCs of chondrogenic differentiation. RESULTS The MNCs concentration/yield was significantly higher in samples from the iliac crests. Similar results were obtained with cultured MSCs after the first passage when the MSCs/MNCs ratio was compared. Nevertheless, the qualitative analysis that included MSCs immuno-phenotyping, viability and population doubling time showed no difference between the two tested bone marrow sources. DISCUSSION Particularly in older patients, therapies of chondral defects employing bone marrow-stimulating techniques result in unsatisfactory outcomes. Therefore, orthopedic surgeons have turned their attention to cell-based treatments. Bone marrow located in pelvic bone and metaphysis of long bones (distal femur, proximal tibia) contains mononuclear cells that possess features of MSC. In accordance with other authors, quantitative differences between the cells from two anatomical locations were found in our cohort of patients. Qualitatively, however, there was no significant variability observed. We also confirmed that the metaphysis of proximal tibia is a suitable source for cultured MSCs. Moreover, in contrast to several reports, the quality of these cells does not appear to decrease with the patients age. CONCLUSIONS The iliac crest represents a superior bone marrow source for the MNCs and MSCs yield when compared with tibia. However, there was no qualitative difference between the isolated and cultured cells. The population doubling time analysis showed that the tibia is a good alternative source of MSCs which can be obtained at therapeutically relevant numbers for example for the treatment of chondral lesions of the knee.

Druh

J_imp - Článek v periodiku v databázi Web of Science

CEP obor

—

OECD FORD obor

30211 - Orthopaedics

Projekt

—

Návaznosti

I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Rok uplatnění

2020

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název periodika

Acta Chirurgiae Orthopaedicae et Traumatologiae Čechoslovaca

ISSN

0001-5415

e-ISSN

—

Svazek periodika

87

Číslo periodika v rámci svazku

3

Stát vydavatele periodika

CZ - Česká republika

Počet stran výsledku

8

Strana od-do

183-190

Kód UT WoS článku

000552453800006

EID výsledku v databázi Scopus

—