RO126746B1 - In-vitro process for simultaneously obtaining hepatocytic and pancreatic progenitors from stem cells isolated from human placenta - Google Patents

In-vitro process for simultaneously obtaining hepatocytic and pancreatic progenitors from stem cells isolated from human placenta Download PDF

Info

Publication number
RO126746B1
RO126746B1 ROA201000986A RO201000986A RO126746B1 RO 126746 B1 RO126746 B1 RO 126746B1 RO A201000986 A ROA201000986 A RO A201000986A RO 201000986 A RO201000986 A RO 201000986A RO 126746 B1 RO126746 B1 RO 126746B1
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
medium
cells
growth factor
stem cells
glucose
Prior art date
Application number
ROA201000986A
Other languages
Romanian (ro)
Other versions
RO126746A0 (en
Inventor
Carmen Mihaela Mihu
Olga Şoriţău
Ciuca Dan Florin Rus
Valeriu Sergiu Susman
Dan Mihu
Alexandru Irimie
Doina Colcear
Original Assignee
Universitatea De Medicină Şi Farmacie "Iuliu Haţieganu" Din Cluj-Napoca
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitatea De Medicină Şi Farmacie "Iuliu Haţieganu" Din Cluj-Napoca filed Critical Universitatea De Medicină Şi Farmacie "Iuliu Haţieganu" Din Cluj-Napoca
Priority to ROA201000986A priority Critical patent/RO126746B1/en
Publication of RO126746A0 publication Critical patent/RO126746A0/en
Publication of RO126746B1 publication Critical patent/RO126746B1/en

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for preparing hepatocytic and pancreatic progenitors to be used in cellular therapy. According to the invention, the method consists in growing stem cells isolated from the chorial or membranous portion of the placenta, in usual laboratory conditions, after which there takes place the expansion of undifferentiated stem cells and characterization thereof, further on they being grown on a collagen substrate, in the presence of a differentiation medium, resulting in a change of cell morphology and three-stage differentiation of placenta mesenchymal stem cells into common hepatic-pancreatic progenitor cells.

Description

Invenția se referă la un procedeu de obținere concomitentă a celulelor hepatice și pancreatice din celulele stern izolate din placenta umană, cu posibilități de utilizare în tratamentul celular.The invention relates to a process of concomitant production of liver and pancreatic cells from stem cells isolated from the human placenta, with possibilities for use in cellular treatment.

Deși cunoștințele legate de biologia, comportamentul, potențialul aplicațiilor celulelor stern în clinica umană a luat un avânt substanțial în ultimii ani, definiția termenului de celulă stern este controversată încă, fiind un concept în dezvoltare [Parker M.A., CotancheAlthough knowledge about biology, behavior, potential of stem cell applications in the human clinic has gained substantial momentum in recent years, the definition of the term stem cell is still controversial, being a developing concept [Parker M.A., Cotanche

D.A.,77îe potențial use of stern cells for cochlear repair>' Audiol. Neurootol. 2004; 9: 7280, Parolini O., Soncini M. Human placenta: A source of progenitor/stem cells?'' J. Reproduktionsmed. Endocrinol, 2006; 3: 117-126]. Celulele stern sunt definite generic ca celule nediferențiate, capabile de autoregenerare, precum și de diferențiere în celule specifice de lineaj. Autoregenerarea poate fi menținută de-a lungul a numeroase generații, amplificând numărul acestora, dar și dând naștere la celule-fiice din ce în ce mai diferențiate, numite și celule progenitoare sau precursoare. Acestea din urmă sunt capabile să-și continue diferențierea, dar nu sunt capabile și de autoregenerare.YES, 77 potential use of stern cells for cochlear repair > 'Audiol. Neurootol. 2004; 9: 7280, Parolini O., Soncini M. Human placenta: A source of progenitor / stem cells? '' J. Reproductions. Endocrinol, 2006; 3: 117-126]. Stem cells are generically defined as undifferentiated cells, capable of self-regeneration, as well as differentiation into specific lineage cells. Self-regeneration can be maintained over many generations, increasing their number, but also giving rise to increasingly differentiated daughter cells, also called progenitor or progenitor cells. The latter are able to continue their differentiation, but are not capable of self-regeneration.

S-au delimitat astfel următorii termeni legați de capacitatea de proliferare și diferențiere a celulelor stern [Fortier L.A., Stern Cells: Classifications, Controversies and Clincal Applications. Vet. Surg.; 2005: (34): 415-423]:The following terms related to the proliferation and differentiation capacity of stem cells were thus delimited [Fortier L.A., Stern Cells: Classifications, Controversies and Clincal Applications. Vet. Surg .; 2005: (34): 415-423]:

- celulele stern totipotente - care au potențialul genetic de a se diferenția în orice tip de celulă din organism, inclusiv în celule placentare și țesuturi extra-embrionare, având astfel toate proprietățile necesare obținerii unui întreg fetus uman;- totipotent stem cells - which have the genetic potential to differentiate into any type of cell in the body, including placental cells and extra-embryonic tissues, thus having all the properties necessary to obtain a whole human fetus;

- celulele stern pluripotente - ce pot fi izolate din masa internă a blastocistului, sunt capabile de a forma țesuturile cu originea în cele 3 foițe embrionare (endoderm, mezoderm și ectoderm), mai puțin celulele placentare și țesuturile extra-embrionare;- pluripotent stem cells - which can be isolated from the internal mass of the blastocyst, are capable of forming the tissues originating in the 3 embryonic leaves (endoderm, mesoderm and ectoderm), less placental cells and extra-embryonic tissues;

- celulele stern multipotente - sunt celule ce pot da naștere doar unui număr limitat de tipuri celulare sau țesuturi, restricționate doar la o anumită foiță embrionară, care pot fi identificate la feții în dezvoltare și la organismele adulte;- multipotent stem cells - are cells that can only give birth to a limited number of cell types or tissues, restricted to a particular embryonic stem, which can be identified in developing faces and adult organisms;

- celulele stern unipotente - sunt celule ce pot da naștere unui singur tip de celulă.- unipotent stem cells - are cells that can give birth to a single cell type.

Celulele stern mai pot fi clasificate după stadiul de dezvoltare al organismului în care sunt obținute:Stem cells can also be classified according to the stage of development of the organism in which they are obtained:

- celule stern embrionare - derivate din masa celulară internă a blastocistului, sunt celule stern pluripotente;- embryonic stem cells - derived from the internal cell mass of the blastocyst, are pluripotent stem cells;

- celulele stern fetale - cum sunt celulele recoltate din lichidul amniotic, care sunt pluripotente;- fetal stem cells - such as cells harvested from amniotic fluid, which are pluripotent;

- celule stern adulte - care sunt obținute postnatal de la organisme, din țesuturi de origine endodermală, mezodermală și ectodermală.- adult stem cells - which are obtained postnatally from organisms, from tissues of endodermal, mesodermal and ectodermal origin.

Aceste celule sunt pluripotente și nu exprimă markerii specifici celulelor totipotente, și nu formează teratoame [Mahendera S.R.: Stern sense: a proposal for the classification of stern cells. Stern Cells and Development, 2004,13: 452-455].These cells are pluripotent and do not express the markers specific to the totipotent cells, and do not form teratomas [Mahendera S.R.: Stern sense: a proposal for the classification of stern cells. Stern Cells and Development, 2004,13: 452-455].

Terapia celulară implică manipularea celulelor vii, sisteme complexe și cu un comportament imprevizibil în condiții de transplantare. Pentru a implementa terapia cu celule stern în clinica umană, sunt necesare studii aprofundate asupra biologiei celulelor stern. Manipularea celulelor stern ridică numeroase probleme atât etice, cât și tehnice, iar translația de la cercetarea preclinică la cercetarea clinică a acestora impune îndeplinirea unor condiții esențiale:Cell therapy involves the manipulation of living cells, complex systems and with unpredictable behavior under transplant conditions. In order to implement stem cell therapy in the human clinic, in-depth studies of stem cell biology are required. Stem cell manipulation raises many ethical and technical problems, and the translation from preclinical research to clinical research requires the fulfillment of some essential conditions:

- obținerea unui număr suficient de mare de celule;- obtaining a sufficiently large number of cells;

- metode de izolare și purificare neinvazive;- non-invasive methods of isolation and purification;

- capacitate sporită de expansiune (proliferare);- increased expansion capacity (proliferation);

RO 126746 Β1RO 126746 Β1

- controlul diferențierii acestora;- controlling their differentiation;

- caracterizarea imunologică;- immunological characterization;

- caracterizare moleculară și funcțională;- molecular and functional characterization;

- reproductibilitatea experimentelor;- the reproducibility of the experiments;

- să nu dăuneze organismului gazdă.- not to harm the host organism.

Sursele actuale de celule stern sunt: celulele stern embrionare și celulele stern de tip adult. Ambele surse au avantajele și dezavantajele lor. Obținerea unui număr sporit de celule stern embrionare este limitat de inducerea fenomenului de diferențiere spontană, precum și de posibilitățile restrânse de a controla o diferențiere dirijată spre un anumit tip celular. Un alt dezavantaj al cultivării celulelor stern embrionare umane îl reprezintă rata foarte scăzută de stabilizare de linii celulare [Kodama M și col. (2009) Embryonic Stern Cell Transplantation Correlates With Endogenous Neurogenin 3 Expression and Pancreas Regeneration in Streptozotocin-injured Mice J. Histochem Cytochemj. în anul 2005 erau stabilizate în jur de 100 de linii celulare în toată lumea, fără o caracterizare suficient de riguroasă [Tiina Matikainen, Jarmo Laine: Placenta-an alternative source of stern cells. Review Toxicology and Aplied Pharmacology (2005); 207: S544-S549]. Un alt obstacol în utilizarea celulelor stern embrionare îl reprezintă riscul inducerii de teratoame.The current sources of stem cells are: embryonic stem cells and adult stem cells. Both sources have their advantages and disadvantages. Obtaining an increased number of embryonic stem cells is limited by the induction of the phenomenon of spontaneous differentiation, as well as by the limited possibilities of controlling a differentiation directed towards a particular cell type. Another disadvantage of human embryonic stem cell culture is the very low rate of stabilization of cell lines [Kodama M et al. (2009) Embryonic Stern Cell Transplantation Correlates With Endogenous Neurogenin 3 Expression and Pancreas Regeneration in Streptozotocin-injured Mice J. Histochem Cytochemj. in 2005, around 100 cell lines were stabilized worldwide, without sufficiently rigorous characterization [Tiina Matikainen, Jarmo Laine: Placenta-an alternative source of stern cells. Toxicology and Aplied Pharmacology Review (2005); 207: S544 – S549]. Another obstacle to the use of embryonic stem cells is the risk of inducing teratomas.

Celulele stern de tip adult nu prezintă probleme etice pentru că sunt izolate de la nivelul organismelor adulte. Aceste celule se află în număr foarte mic, dar suficient pentru a asigura reînnoirea țesuturilor, și de a fi mobilizate pentru repararea leziunilor dintr-un organ sau țesut, în aceste condiții celulele stern proliferează și se diferențiază spre celulele țesutului lezat. După epuizarea stocului de celule stern endogene, are loc un proces de recrutare a celulelor stern non-hematopoietice din sângele periferic și măduva osoasă. Acest întreg proces necesită eliberarea de citokine și alți factori de creștere [Tiina Matikainen, Jarmo Laine: Placenta-an alternative source of stern cells. Review Toxicology and Aplied Pharmacology (2005); 207: S544-S549],Adult stem cells do not present ethical problems because they are isolated from adult organisms. These cells are very small in number but sufficient to ensure tissue renewal, and to be mobilized to repair lesions in an organ or tissue, under these conditions the stem cells proliferate and differentiate into the damaged tissue cells. After the endogenous stem cell depletion, a process of recruiting non-hematopoietic stem cells from peripheral blood and bone marrow takes place. This whole process requires the release of cytokines and other growth factors [Tiina Matikainen, Jarmo Laine: Placenta-an alternative source of stern cells. Toxicology and Aplied Pharmacology Review (2005); 207: S544-S549],

Dezavantajul major al celulelor stern adulte este că au un potențial de diferențiere mult mai scăzut față de celulele stern embrionare, precum și faptul că sunt celule rare (1:107...108 din totalul celulelor) [Parolini O., Soncini M. Humanplacenta: A source ofprogenitor/stem cells?, J. Reproduktionsmed. Endocrinol, 2006, 3:117-126]. Celulele stern mezenchimale (CSM) sunt celule stern multipotente care se pot diferenția într-o varietate de tipuri celulare, în afară de celulele hematopoietice: osteoblaste, condrocite, miocite, adipocite, celule neuronale; în ultimul deceniu s-a constat o evoluție neașteptată în studiul biologiei celulei stern prin faptul că se acumulează tot mai multe dovezi ce demonstrează o plasticitate mult mai mare a celulelor stern adulte decât criteriile stabilite prin definiția impusă de celulele stern embrionare [PhinneyThe major disadvantage of adult stem cells is that they have a much lower differentiation potential than embryonic stem cells, as well as the fact that they are rare cells (1:10 7 ... 10 8 of the total cells) [Parolini O., Soncini M Humanplacenta: A source ofprogenitor / stem cells ?, J. Reproductions. Endocrinol, 2006, 3: 117-126]. Mesenchymal stem cells (CSM) are multipotent stem cells that can differentiate into a variety of cell types, in addition to hematopoietic cells: osteoblasts, chondrocytes, myocytes, adipocytes, neuronal cells; In the last decade an unexpected evolution has been observed in the study of stem cell biology, as more and more evidence is accumulating that demonstrates a much greater plasticity of adult stem cells than the criteria established by the definition imposed by embryonic stem cells [Phinney

G. D., Prokop D. J.: Concise review: Mesenchymal stem/pluripotent stromal cells: the state of transdifferentiation and modes oftissue repair-currenC Stern Cells, 2007; 25: 2896-2902], în același timp se depun eforturi pentru descifrarea mecanismelor moleculare ce dictează plasticitatea acestor celule, precum și elaborarea unor modalități de exploatare în terapia celulară. în clinica umană, cea mai obișnuită sursă de CSM este măduva osoasă adultă. Procentul de CSM în măduva osoasă este destul de scăzut (0,001...0,01%) [Pittenger M. F., Mackay A. M., Beck S. C., și col. Multilineage potențial of adult human mesenchymal stern cells'. Science, 1999; 284: 143-147], și acesta scade și mai mult cu vârsta. Un inconvenient al acestei surse mai este și faptul că recoltarea de măduvă osoasă este o manevră invazivă.G. D., Prokop D. J.: Concise review: Mesenchymal stem / pluripotent stromal cells: the state of transdifferentiation and modes oftissue repair-currenC Stern Cells, 2007; 25: 2896-2902], at the same time efforts are being made to decipher the molecular mechanisms that dictate the plasticity of these cells, as well as to develop exploitation modalities in cell therapy. In the human clinic, the most common source of CSM is the adult bone marrow. The percentage of CSM in bone marrow is quite low (0.001 ... 0.01%) [Pittenger M. F., Mackay A. M., Beck S. C., et al. Multilineage potential of adult human mesenchymal stern cells. Science, 1999; 284: 143-147], and it decreases with age. A disadvantage of this source is also that bone marrow harvesting is an invasive maneuver.

RO 126746 Β1RO 126746 Β1

O alternativă deja mult exploatată este sângele ombilical, dar, de asemenea, procentul de CSM este foarte scăzut. Dintr-un număr total de celule nucleate obținute de 1-2 x 109 numărul celulelor CD 34 + este de 2-3 x IO6 [Kodama M și col. (2009) Embryonic Stern Cell Transplantation Correlates With Endogenous Neurogenin 3 Expression and Pancreas Regeneration in Streptozotocin-injured Mice J. Histochem Cytochem]. Celulele stern hematopoietice izolate din sângele ombilical suntfolosite ca o metodă alternativă în transplantul de măduvă osoasă în malignitățile hematologice. Dezavantajul major al utilizării sângelui ombilical ca sursă de celule stern este reprezentat de numărul redus de celule ce poate fi obținut. Mult mai bogat în CSM este lichidul amniotic, ce conține o populație heterogenă de celule de origine fetală.An already widely used alternative is umbilical blood, but the percentage of CSM is also very low. From a total number of nucleated cells obtained from 1-2 x 10 9 the number of CD 34 + cells is 2-3 x IO 6 [Kodama M et al. (2009) Embryonic Stern Cell Transplantation Correlates With Endogenous Neurogenin 3 Expression and Pancreas Regeneration in Streptozotocin-injured Mice J. Histochem Cytochem]. Hematopoietic stem cells isolated from umbilical blood are used as an alternative method for bone marrow transplantation in hematological malignancies. The major disadvantage of using umbilical blood as a source of stem cells is the small number of cells that can be obtained. Much richer in CSM is the amniotic fluid, which contains a heterogeneous population of cells of fetal origin.

Placenta este una dintre sursele cele mai avantajoase, mult studiată în ultimul timp, îndeplinind cele 2 deziderate principale ale terapiei celulare: obținerea unui număr cât mai mare de celule, și folosirea unor metode neinvazive pentru recoltarea acestora.Placenta is one of the most advantageous sources, much studied lately, fulfilling the 2 main goals of cell therapy: obtaining as many cells as possible, and using non-invasive methods for harvesting them.

Formarea placentei este esențială pentru ca sarcina să evolueze normal. După fertilizare, implantarea necesită diferențierea trofoblastului, urmată de o asamblare rapidă a celulelor embrionare într-o placentă funcțională [Kodama M și col. (2009) Embryonic Stern Cell Transplantation Correlates With Endogenous Neurogenin 3 Expression and Pancreas Regeneration in Streptozotocin-injured Mice J Histochem Cytochem]. Celulele ectodermale, numite și citotrofoblast, vor ancora placenta la circulația intrauterină, permițând transportul nutrienților și a gazelor sanguine, precum și eliminarea toxinelor. Placenta îndeplinește și rolul de organ extramedular hematopoietic în timpul embriogenezei timpurii. în afară de celulele stern hematopoietice, placenta conține și o populație de celule stern multipotente, ce exprimă o parte din markerii celulelor stern embrionare: c-kit, Oct 4, Sox 2, SSEA-1 , SSEA-3, 4 și fosfataza alcalină. Aceste celule se aseamănă cu celulele stern mezenchimale și prin faptul că pot fi diferențiate în celule hepatice, endoteliale, pancreatice, neuronale [Strom S., Miki T., “Placenta! derived stern cells and uses thereof’, United States Patent Application Publication US 2003/0235563 A1j.The formation of the placenta is essential for the pregnancy to evolve normally. After fertilization, implantation requires trophoblast differentiation, followed by rapid assembly of embryonic cells into a functional placenta [Kodama M et al. (2009) Embryonic Stern Cell Transplantation Correlates With Endogenous Neurogenin 3 Expression and Pancreas Regeneration in Streptozotocin-injured Mice J Histochem Cytochem]. The ectodermal cells, also called the cytotrophoblast, will anchor the placenta to the intrauterine circulation, allowing the transport of nutrients and blood gases, as well as the elimination of toxins. Placenta also plays the role of hematopoietic extramedullary organ during early embryogenesis. In addition to hematopoietic stem cells, the placenta also contains a population of multipotent stem cells, which express some of the markers of embryonic stem cells: c-kit, Oct 4, Sox 2, SSEA-1, SSEA-3, 4 and alkaline phosphatase. These cells resemble mesenchymal stem cells and in that they can be differentiated into liver, endothelial, pancreatic, neuronal cells [Strom S., Miki T., "Placenta! derived stern cells and uses thereof ', United States Patent Application Publication US 2003/0235563 A1j.

Bolile hepatice însoțite de insuficiență hepatică reprezintă o problemă importantă a patologiei clinice, iar una dintre opțiunile de terapie cu tentative de curabilitate o reprezintă transplantul de organ, metodă dificilă ce presupune prezența unui donator compatibil. De aceea se caută alternative la transplantul de organ, cum sunt terapiile bazate pe transplantul de hepatocite sau implantarea de constructe hepatocelulare. Cultura primară a hepatocitelor normale este extrem de pretențioasă, pornind încă de la procedeul de recoltare intraoperator, la acordarea importanței semnalelor micromediului, ale matricei extracelulare și mediatorilor solubili. Astfel, construirea unei platforme de inginerie tisulară hepatică presupune o cunoaștere în profunzime și o reconstituire controlată a acestor factori de mediu complecși [Culture of Cells for Tissue Engineering Gordana Vunjak-Novakovic, R. lan Freshney, 2006 WileyLiss, Chap. 15: 417-473 Tissue Engeneering of the Liverj.Liver disease accompanied by liver failure is an important problem in clinical pathology, and one of the treatment options with attempts at curability is organ transplantation, a difficult method involving the presence of a compatible donor. That is why alternatives to organ transplantation are sought, such as therapies based on hepatocyte transplantation or implantation of hepatocellular constructs. The primary culture of normal hepatocytes is extremely demanding, starting from the intraoperative harvesting procedure, to the importance of the microdomain signals, the extracellular matrix and soluble mediators. Thus, the construction of a liver tissue engineering platform requires in-depth knowledge and controlled reconstruction of these complex environmental factors [Culture of Cells for Tissue Engineering Gordana Vunjak-Novakovic, R. lan Freshney, 2006 WileyLiss, Chap. 15: 417-473 Tissue Engeneering of the Liverj.

Principalul scop, în ceea ce privește tratamentul diabetului zaharat, este de a realiza un nivel optim al glicemiei, evitând episoadele hipoglicemice. Experimentele realizate prin transplantarea celulelor beta la pacienții diabetici au dovedit parțial că acest tip de tratament poate fi o soluție. Deoarece celulele beta izolate de la nivelul pancreasului sunt în cantitate limitată, sunt necesare noi surse de celule stern din care să se obțină celule producătoare de insulină și noi protocoale. Rezultate promițătoare, dar care au încă nevoie de îmbunătățiri au fost obținute utilizând ca sursă celulele stern embrionare și pe cele de tip adult.The main purpose, regarding the treatment of diabetes, is to achieve an optimal level of blood sugar, avoiding hypoglycemic episodes. Experiments with beta-cell transplantation in diabetic patients have shown that this type of treatment can be a solution. As the isolated beta cells in the pancreas are in a limited quantity, new sources of stem cells are needed from which to obtain insulin-producing cells and new protocols. Promising results, but still in need of improvement, were obtained using the source of embryonic and adult stem cells.

RO 126746 Β1 în ceea ce privește celulele embrionare, s-au folosit o serie de protocoale de diferențiere, toate cu rezultate variabile [Kodama M și col. (2009), Embryonic stern Cell Transplantation Correlates With Endogenous Neurogenin 3 Expression and Pancreas Regeneration in Streptozotocin-injured Mice J Histochem Cytochem, Parekh VS și col. (2009) Differentiation of human umbilical cord blood-derived mononuclear cells to endocrine pancreatic lineage., Differentiation 24:105-227], Trebuie spus că și în acest caz, ca de altfel în toate cazurile care folosesc celule embrionare, acestea prezintă avantaje, dar și o serie de dezavantaje. Deosebita lor plasticitate le face greu de controlat, atunci când se dorește să se obțină un anumit tip de celulă specializată, pentru că aceasta presupune controlul tuturor căilor de semnalizare intracelulare, lucru imposibil pentru cercetători astăzi. Astfel se explică rezultatele parțiale și unele controversate, obținute utilizând celulele stern embrionare, cât și discrepanța între potențialul lor teoretic și rezultatele practice concrete în ceea ce privește utilizarea lor în terapie [Jenifer M și col., 2008, On the origin ofthe beta cells, Genes and Development 22: 1998-2021].In terms of embryonic cells, a number of differentiation protocols were used, all with variable results [Kodama M et al. (2009), Embryonic stern Cell Transplantation Correlates With Endogenous Neurogenin 3 Expression and Pancreas Regeneration in Streptozotocin-injured Mice J Histochem Cytochem, Parekh VS et al. (2009) Differentiation of human umbilical cord blood-derived mononuclear cells to endocrine pancreatic lineage., Differentiation 24: 105-227], It must be said that in this case, as in all cases using embryonic cells, they have advantages, but also a number of disadvantages. Their special plasticity makes them difficult to control, when it is desired to obtain a certain type of specialized cell, because it involves the control of all intracellular signaling pathways, which is impossible for researchers today. This explains the partial and controversial results obtained using embryonic stem cells, as well as the discrepancy between their theoretical potential and practical practical results in their use in therapy [Jenifer M et al., 2008, On the origin ofthe beta cells, Genes and Development 22: 1998-2021].

în ceea ce privește placenta, ca sursă pentru obținerea de celule secretoare de insulină, numărul studiiloreste mult mai redus. în principal există două studii, ambele aparținând cercetătorilor chinezi. în primul dintre ele, Sun NZ [Sun NZ și col., (2009), In vitro differentiation of human placenta-derived adherent cells into insulin-producing cells J Int Med Res 37 (2): 400-6] utilizează un protocol extrem de simplu, cel puțin în ceea ce declară. Mediul este clasic, Mediul Eagle modificat de Dulbecco cu concentrație mare de glucoză, cu 10% serfetal bovin și 1% aminoacizi neesențiali, beta-mercaptoetanol și glutamină, la care adaugă doar bFGF, factorul basic de creștere al fibroblastelor. Celulele sunt pasate la 2...3 zile și observate la microscopul în fază inversată zilnic. Deși protocolul este extrem de simplu în comparație cu celelalte protocoale utilizate, cercetătorii afirmă că au obținut o expresie genică pentru Pd x 1, insulin 1 și insulin 2 la 7 și 14 zile [Chang CM etal, (2007) Placenta-derivedmultipotentstern cells induced to differentiate into insulin-positive cells. Biochem Biophys Res Commun 357: 414-20], utilizând celule izolate din placentă, folosește un protocol mai complex: mediul este Mediul Eagle modificat de Dulbecco/mediul F 12 1:1, cu ITS (insulină-transferină seleniu), 0,6% glucoză, 25 g/ml insulină 100 g/ml transferină, 20 nM progesteronă, putrescină, 30 nM clorură de seleniu, 2 mM glutamină, 3 mM bicarbonat de sodiu, 20 ng/ml Factor de creștere epitelial, 20 ng/ml Factorul basic de creștere al fibroblastelor, 20 ng/ml Factor de creștere al hepatocitului.Regarding the placenta, as a source for obtaining insulin secretory cells, the number of studies is much lower. There are mainly two studies, both of which are from Chinese researchers. In the first, Sun NZ [Sun NZ et al. (2009), In vitro differentiation of human placenta-derived adherent cells into insulin-producing cells J Int Med Res 37 (2): 400-6] uses an extreme protocol. simply, at least in what he declares. The medium is classic, Dulbecco's modified Eagle medium with high glucose concentration, with 10% bovine serfetal and 1% non-essential amino acids, beta-mercaptoethanol and glutamine, to which only adds bFGF, the basic growth factor of fibroblasts. The cells are passed at 2 ... 3 days and observed under the microscope in inverted phase daily. Although the protocol is extremely simple compared to the other protocols used, the researchers claim that they obtained gene expression for Pd x 1, insulin 1 and insulin 2 at 7 and 14 days [Chang CM etal, (2007) Placenta-derivedmultipotentstern cells induced to differentiate into insulin-positive cells. Biochem Biophys Res Commun 357: 414-20], using cells isolated from the placenta, uses a more complex protocol: medium is Eagle's medium modified by Dulbecco / medium F 12 1: 1, with ITS (insulin-transferin selenium), 0.6 % glucose, 25 g / ml insulin 100 g / ml transferin, 20 nM progesterone, putrescine, 30 nM selenium chloride, 2 mM glutamine, 3 mM sodium bicarbonate, 20 ng / ml Epithelial growth factor, 20 ng / ml Factor fibroblast growth basic, 20 ng / ml Hepatocyte growth factor.

Pentru a avea informații despre stadiul cercetărilor și al brevetelor de invenție elaborate, s-au efectuat cercetări în bazele de date pentru brevete de invenție, și s-au reținut ca fiind apropiate de invenția propusă următoarele două brevete de invenție: US 2010112697 (A1) și WO 03042405 (A2).In order to have information on the state of the research and the invented patents, researches were carried out in the databases for patents, and the following two patents were considered to be close to the proposed invention: US 2010112697 (A1) and WO 03042405 (A2).

Brevetul de invenție US 2010112697 (A1) se referă la o metodă pentru izolarea celulelor stern mezenchimale, derivate din placa corionică. Metoda include: recoltarea plăcii membranare corionice, și izolarea și cultivarea celulelorîntr-un mediu care conține un serfetal bovin și un antibiotic. Acest brevet de invenție revendică doar metode de obținere a celulelor stern mezenchimale, în special prin tratamente mecanice și enzimatice, iar în descriere se referă la metode de caracterizare morfologică și fenotipică, fără a evidenția și capacitatea acestora de a se diferenția spre multiple lineaje.US Patent No. 2010112697 (A1) relates to a method for isolating mesenchymal stem cells derived from the chorionic plate. The method includes: harvesting the chorionic membrane plate, and isolating and culturing the cells in an environment containing a bovine serfetal and an antibiotic. This patent claims only methods for obtaining mesenchymal stem cells, in particular by mechanical and enzymatic treatments, and the description refers to methods of morphological and phenotypic characterization, without highlighting their ability to differentiate into multiple lineages.

Brevetul de invenție WO 03042405 (A2) prezintă o metodă de izolare, expansiune și diferențiere a celulelor stern pluripotente fetale din zona corionică, din fluidul amniotic și placentă, precum și utilizarea acestora în terapia celulară. De asemenea, WO 03042405 (A2) revendică obținerea și expansiunea unei populații de celule stern pluripotente fetale, prinWO 03042405 (A2) discloses a method of isolation, expansion and differentiation of fetal pluripotent stem cells from the chorionic area, amniotic fluid and placenta, and their use in cell therapy. Also, WO 03042405 (A2) claims the acquisition and expansion of a population of fetal pluripotent stem cells, through

RO 126746 Β1 selectarea celulelor pozitive C-kit de la nivelul vilozităților coriale, din lichidul amniotic sau placentă. Sub acțiunea unor agenți de diferențiere inductori, aceste celule au fost diferențiate spre celule cu fenotip osteogenic, hematopoietic, adipogenic, miogenic, hepatic, neurogen și endotelial. Autorii brevetului de invenție descriu o posibilă aplicare a celulelor stern izolate cu anticorpi monoclonali c-kit, și diferențierea spre lineajul hepatic. Dezavantajul procedeului prezentat în US 2010112697 (A1) constă în folosirea ca substrat pentru diferențierea hepatică a Matrigelului, și în folosirea unor doze mari de Factor acid de creștere al fibroblastelor, de 100 ng/ml, și de Factor de creștere al hepatocitului, de 20 ng/ml, care cresc costurile metodei. De asemenea, acest procedeu nu oferă obținerea concomitentă a progenitorilor hepatici și pancreatici, fapt ce constituie un element de noutate al invenției propuse.RO 126746 Β1 the selection of C-kit positive cells from the level of chorionic villi, from amniotic fluid or placenta. Under the action of inductive differentiating agents, these cells were differentiated into cells with osteogenic, hematopoietic, adipogenic, myogenic, hepatic, neurogenic and endothelial phenotypes. The authors of the invention describe a possible application of stem cells isolated with monoclonal antibodies c-kit, and differentiation to the liver lineage. The disadvantage of the procedure presented in US 2010112697 (A1) is the use as a substrate for hepatic differentiation of the Matrigel, and the use of high doses of Fibroblast Growth Factor, 100 ng / ml, and Hepatocyte Growth Factor of 20 ng / ml, which increase the costs of the method. Also, this process does not offer the simultaneous acquisition of the hepatic and pancreatic progenitors, which is a novelty element of the proposed invention.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția propusă este de a realiza un procedeu de obținere concomitentă a celulelor hepatice și pancreatice din celulele stern izolate din placenta umană, care să ofere posibilitatea de obținere a unui număr suficient de mare de celule, cu capacitate sporită de proliferare, cu diferențiere controlată, și cu o bună caracterizare imunologică, moleculară și funcțională, astfel încât să poată fi utilizate în terapia celulară.The technical problem solved by the proposed invention is to carry out a process of concomitant production of liver and pancreatic cells from the stem cells isolated from the human placenta, to provide the possibility of obtaining a sufficiently large number of cells, with increased proliferation capacity. , with controlled differentiation, and with good immunological, molecular and functional characterization, so that they can be used in cell therapy.

Procedeul de obținere concomitentă in vitro a progenitorilor hepatocitari și pancreatici din celulele stern izolate din porțiunea corionică sau membranară a placentei umane constă în aceea că, în prima etapă, se obțin progenitori comuni hepato-pancreatici, prin cultivarea celulelor expansionate, timp de 16...48 h, pe plăci cu substrat de colagen și laminină, în prezența unui mediu de diferențiere H1, urmată de procesarea celulelor care au aderat la plăcile cu colagen și laminină din prima etapă, în prezența unui mediu H2, timp de 3...4 săptămâni, cu schimbarea mediului H2 la fiecare 3...4 zile, rezultând progenitori hepatocitari, și, în final, procesarea suspensiei celulare rezultate în prima etapă, rezultând progenitori pancreatici.The process of concomitant in vitro production of hepatocyte and pancreatic progenitors from stem cells isolated from the chorionic or membranous portion of the human placenta consists in the fact that, in the first stage, common hepato-pancreatic progenitors are obtained by culturing the expanded cells for 16 years. .48 h, on plates with collagen and laminin substrate, in the presence of a differentiation medium H1, followed by processing of cells that adhered to the first stage collagen and laminin plates, in the presence of an H2 medium, for 3 ... 4 weeks, with the change of the H2 medium every 3 ... 4 days, resulting in hepatocyte progenitors, and finally, processing of the cell suspension resulting in the first stage, resulting in pancreatic progenitors.

Aplicarea invenției aduce următoarele avantaje:Application of the invention brings the following advantages:

- folosirea celulelor stern izolate din placentă reprezintă o sursă acceptată, și elimină neajunsurile celorlalte surse de celule stern (prelevare neinvazivă, imunogenicitate scăzută, posibilitatea obținerii unui număr mare de celule stern adulte, încă din faza de izolare);- The use of placenta cells isolated from the placenta is an accepted source, and eliminates the shortcomings of the other stem cell sources (non-invasive sampling, low immunogenicity, the possibility of obtaining a large number of adult stem cells, even from the isolation phase);

- obținerea concomitentă de celule progenitoare comune pentru lineajul hepatic și pancreatic, permițând astfel ca din același lot de celule să se obțină atât celule progenitoare hepatice, cât și celule progenitoare pancreatice, care apoi pot fi utilizate în terapiile celulare, ducând la economie de reactivi și de timp;- the concomitant production of common progenitor cells for the hepatic and pancreatic lineage, thus allowing the same progeny of cells to produce both hepatic progenitor cells and pancreatic progenitor cells, which can then be used in cell therapies, leading to reagent economics, and of time;

- metoda durează 21...28 zile până la obținerea unor celule complet diferențiate și funcționale;- the method lasts 21 ... 28 days until completely differentiated and functional cells are obtained;

- nu necesită condiții speciale de cultivare, se poate efectua în condițiile unui laborator clasic de culturi de celule, fără a necesita aparatură adițională costisitoare;- it does not require special cultivation conditions, it can be carried out under the conditions of a classical cell culture laboratory, without the need for additional expensive equipment;

- permite modularea diferențierii și a stadiului dorit în funcție de necesități.- allows the modulation of the differentiation and the desired stage according to the needs.

în continuare se prezintă un exemplu de realizare a procedeului de diferențiere in vitro a celulelor stern placentare, ce produce o rată crescută și omogenă de celule progenitori comuni, cu potențial dublu de diferențiere atât spre hepatocite, cât și spre celule beta pancreatice funcționale.The following is an example of the in vitro differentiation process of placental stem cells, which produces an increased and homogeneous rate of common progenitor cells, with double differentiation potential for both hepatocytes and functional pancreatic beta cells.

Procedeul presupune mai multe etape.The process involves several steps.

Etapa 1 - Izolarea celulelor stern din placentăStep 1 - Isolation of stem cells from the placenta

Recoltarea placentei la termen se efectuează în condiții sterile, de la nașterile la termen, pe cale naturală sau prin cezariană, prin plasarea acesteia pe gheață, în recipiente sterile. Placentele, membranele fetale și cordonul ombilical se spală la exterior cu o soluție salină tamponată cu fosfat, sterilă, rece, pentru îndepărtarea sângelui, iar apoi sunt plasate în recipiente de plastic sterilizate la etilenoxid, imersate în soluție salină tamponată cu fosfat, sterilă, rece la 4°C. Procesarea anexelor fetale se efectuează în decurs de 3...24 h, fără oHarvesting of the term placenta is performed in sterile conditions, from birth to term, by natural route or by caesarean section, by placing it on ice, in sterile containers. The placentas, fetal membranes and umbilical cord are washed outside with a sterile, cold, phosphate-buffered saline solution for removal of blood, and then placed in ethylene oxide sterilized plastic containers, immersed in phosphate-buffered, sterile, cold saline at 4 ° C. The processing of fetal attachments is performed within 3 to 24 hours, without a

RO 126746 Β1 influență majoră asupra viabilității celulelor și a posibilității de cultivare a acestora. Se detașează membrana amniotică de corionul subjacent, și cele două componente sunt apoi procesate mecanic și enzimatic în recipiente separate. Celulele epiteliale din membrana amniotică (MAE) se extrag prin digestie enzimatică cu tripsină 0,05%/EDTA-4 (Acid Ethilendiaminotetraacetic) Na 0,53 mM, în 3 etape de 10, 30 și 30 min. Celulele mezenchimale amniotice (MAM) sunt izolate prin 2 etape de tratament enzimatic: tratament cu tripsină 0,25%, timp de 5 min, și tratament cu 0,25% tripsină + 0,1 % colagenază de tip IV, timp de 5 min. Celulele mezenchimale corionice (MC) se obțin prin procesare mecanică + digestie enzimatică cu dispază + colagenază de tip IV, timp de 30 min. Celulele izolate sunt apoi însămânțate pe plăci de cultură tip flacoane Cole de 25 cm2, în mediu de cultivare.RO 126746 Β1 major influence on the viability of the cells and the possibility of their cultivation. The amniotic membrane is detached from the underlying chorion, and the two components are then mechanically and enzymatically processed into separate containers. Epithelial cells from the amniotic membrane (MAE) are extracted by enzymatic digestion with 0.05% trypsin / EDTA-4 (Ethylenediaminetetraacetic acid) 0.53 mM Na, in 3 steps of 10, 30 and 30 min. Amniotic mesenchymal cells (MAM) are isolated by 2 steps of enzymatic treatment: 0.25% trypsin treatment for 5 minutes and 0.25% trypsin + 0.1% type IV collagenase treatment for 5 minutes. . Chorionic mesenchymal cells (MC) are obtained by mechanical processing + enzymatic digestion with dysplasia + type IV collagenase, for 30 min. The isolated cells are then seeded on 25 cm 2 Cole vial culture plates in culture medium.

Etapa 2 - Expansiunea celulelor stern în cultură, și caracterizarea acestora prin evidențierea exprimării markerilor de pluripotențăStage 2 - Stem cell expansion in culture, and their characterization by highlighting the expression of pluripotency markers

Cultivarea celulelor izolate din diferitele componente ale placentei se realizează la 37°C, în atmosferă de CO2 7%, 99% umiditate. în ziua a 7-a de la izolare, după evidențierea aderării primelor celule, se aruncă mediul de cultură, iar apoi schimbarea mediului se efectuează laCultivation of cells isolated from the different components of the placenta is carried out at 37 ° C, in a CO 2 atmosphere 7%, 99% humidity. on the 7th day after isolation, after highlighting the adhesion of the first cells, the culture medium is discarded, and then the environment is changed to

3...4 zile, până la atingerea unei confluențe celulare de 70...80%. Mediul de cultivare pentru celulele stern este mediu Mediul Eagle modificat de Dulbecco 4,5 g glucoză/l: mediul F-12 raport 1:1, 15% ser fetal bovin, 1% L-glutamină, 1% penicilină-streptomicină, 1% acizi neesențiali, 55 μΜ beta-mercaptoetanol, 1 mM piruvat de sodiu.3 ... 4 days, until a cell confluence of 70 ... 80% is reached. Stem cell culture medium is Dulbecco's modified Eagle's medium 4.5 g glucose / l: F-12 medium ratio 1: 1, 15% fetal bovine serum, 1% L-glutamine, 1% penicillin-streptomycin, 1% non-essential acids, 55 μΜ beta-mercaptoethanol, 1 mM sodium pyruvate.

Celulele expansionate se vor pasa la momentul atingerii subconfluenței, prin detașarea celulelor cu tripsina-Acid Ethilendiaminotetraacetic. Celulele au fost caracterizate prin colorații imnunocitochimice și prin citometrie de flux. Pozitivitatea celulelor izolate pentru markerii specificii celulelor stern mezenchimale este ilustrată în tabelul următor.The expanded cells will pass when the subconfluence is reached, by detaching the cells with trypsin-Ethylenediaminetetraacetic acid. The cells were characterized by immunocytochemical staining and flow cytometry. The positivity of the isolated cells for the specific markers of mesenchymal stem cells is illustrated in the following table.

Markerii specifici celulelor stern adulte, care au fost exprimați de celulele izolate din placenta umanăSpecific markers of adult stem cells that were expressed by cells isolated from the human placenta

Markeri de suprafață Surface markers Celule stern din membrană (MAM) Membrane stem cells (MAM) Celule stern din corion Corion stem cells CD 29 CD 29 + + + + CD 105 CD 105 + + + + SSEA-4 SSEA-4 + + + + Nanog Nanog + + + + Sox 2 Sox 2 + + + + F Ale F Go + + + + CD 45 CD 45 - - - - CD 14 CD 14 + + + + CD 49 e CD 49 e + + + + CD 34 CD 34 - - - - CD 73 CD 73 + + + + Oct 3/4 Oct 3/4 + + + +

RO 126746 Β1RO 126746 Β1

Etapa 3 - Diferențierea celulelor stern mezenchimale placentare spre celule progenitori comuni hepato-pancreatici, printr-ο cultivare pe substrat de colagen + lamininăStep 3 - Differentiation of placental mesenchymal stem cells to common hepato-pancreatic progenitor cells, by culturing on collagen + laminin substrate

Această etapă durează 16...48 h, în prezență de mediu de diferențiere H1.This stage lasts 16 ... 48 h, in the presence of differentiation medium H1.

Se însămânțează 2-3 x 105 celule stern izolate din placentă, la pasajul 4, pe plăcile cu substrat de colagen + laminină. Mediul de cultivare până la atingerea confluenței este mediul uzual de cultivare al celulelor stern nediferențiate: Mediul Eagle modificat de Dulbecco 4,5 g glucoză/l: F-12 raport 1:1, 15% serfetal bovin, 1% L-glutamină, 1% + penicilină-streptomicină, 1% acizi neesențiali, 55 μΜ beta-mercaptoetanol, 1 mM piruvat de sodiu.Sow 2-3 x 10 5 stem cells isolated from the placenta, at passage 4, on plates with collagen + laminin substrate. The culture medium up to the confluence is the usual culture medium of undifferentiated stem cells: Eagle's medium modified by Dulbecco 4.5 g glucose / l: F-12 ratio 1: 1, 15% bovine serfetal, 1% L-glutamine, 1 % + penicillin-streptomycin, 1% non-essential acids, 55 μΜ beta-mercaptoethanol, 1 mM sodium pyruvate.

în momentul atingerii confluenței se face schimbarea de mediu cu mediu H1: Mediul Eagle modificat de Dulbecco 1g glucoză/1 :MCDB201 raport 1:1,1%, 4,7 pg/ml acid linoleic, 1 % insulină-transferină-seleniu, Factor de creștere provenit din plăcuțe sanguine 10 ng/ml, Factor de creștere epitelial 20 ng/ml, 10 nM dexametazonă, 10 mM acid ascorbic, 1 % L-glutamină, 1 % penicilină-streptomicină, 1% amonoacizi neesențiali.when the confluence is reached, change of medium with medium H1: Eagle's medium modified by Dulbecco 1g glucose / 1: MCDB201 ratio 1: 1.1%, 4.7 pg / ml linoleic acid, 1% insulin-transferin-selenium, Factor growth factor from blood platelets 10 ng / ml, Epithelial growth factor 20 ng / ml, 10 nM dexamethasone, 10 mM ascorbic acid, 1% L-glutamine, 1% penicillin-streptomycin, 1% non-essential amino acids.

Prepararea substraturilor de colagen cu lamininăPreparation of collagen substrates with laminin

Colagen - se prepară o soluție de colagen de tip IV, la o concentrație finală de 15 pg/ml. S-au folosit godeuri și plăci Petri cu diametrul de 6 cm. Soluția finală pentru colagen este plasată în plăci cu 6 godeuri, câte 1 ml/godeu, și lăsate timp de 1 h în nișa cu flux laminar. Surplusul de soluție se aruncă, rămânând doar o lamă fină de lichid pe fundul plăcii. Plăcile sunt lăsate să se usuce, după care se sterilizează la etilenoxid.Collagen - a type IV collagen solution is prepared, at a final concentration of 15 pg / ml. Petri dishes and plates with a diameter of 6 cm were used. The final solution for collagen is placed in 6-well plates, each 1 ml / well, and left for 1 h in the laminar flow niche. The excess solution is discarded, leaving only a thin blade of liquid on the bottom of the plate. The plates are allowed to dry and then sterilized with ethylene oxide.

Laminină - soluția STOCK (vezi explicații în revendicări) de 1 mg/ml păstrată la -20°C se dezgheață la 2...8°C. Diluția se efectuează în soluție salină tamponată cu fosfat, aducânduse la o soluție de 100 pg/ml. Se calculează cantitatea necesară de soluție pentru fiecare suprafață, astfel încât la final concentrația să fie de 2 pg/cm2. Plăcile acoperite cu colagen, presterilizate, se incubează cu soluția de laminină timp de 2 h la 37°C, apoi se spală 2X cu soluție salină tamponată cu fosfat, și se pregătesc pentru însămânțarea cu celule.Laminin - the stock solution (see explanation in the claims) of 1 mg / ml stored at -20 ° C is thawed at 2 ... 8 ° C. The dilution is carried out in phosphate-buffered saline, having brought to a solution of 100 µg / ml. Calculate the required amount of solution for each surface so that at the end the concentration is 2 pg / cm 2 . The pre-sterilized collagen-coated plates are incubated with the laminin solution for 2 hours at 37 ° C, then washed 2X with phosphate-buffered saline, and prepared for cell seeding.

Diferențierea spre progenitori hepatici și pancreatici se prezintă în legătură cu fig. 1 ...4, ce reprezintă:The differentiation to the hepatic and pancreatic progenitors is presented in relation to fig. 1 ... 4, which represents:

- fig. 1, expresia genică în diferite stadii și condiții, în timpul diferențierii hepatice, în comparație cu linia celulară de hepatocarcinom HepG2 (F1BH - etapa 1, 16 h, 100 ng Factor de creștere epidermal; F1BL - prescurtare pe care am folosit-o pentru a identifica - celule supuse protocolului de diferențiere hepatică (F) în prima etapă (1), cu o durată scurtă de acțiune a factorilor de creștere (BL) - etapa 1, 16 h 20 ng Factor de creștere epidermal; F11B - celule supuse protocolului de diferențiere hepatică (F) în prima etapă (1), cu o durată lungă de acțiune a factorilor de creștere (B) - etapa 2, 72 h; F2B celule supuse protocolului de diferențiere hepatică (F) în a doua etapă (2), cu o durată lungă de acțiune a factorilor de creștere (B) - etapa 2, cu Factorul de creștere hepatocitar și oncostatina M; F2BR - celule supuse protocolului de diferențiere hepatică (F) în a doua etapă (2), cu o durată lungă de acțiune a factorilor de creștere (B) și rifampicină (R) -etapa 2 cu Factorul de creștere hepatocitaroncostatina M și rifampicină);FIG. 1, gene expression at different stages and conditions, during hepatic differentiation, as compared to the hepatocarcinoma cell line HepG2 (F1BH - stage 1, 16 h, 100 ng Epidermal growth factor; F1BL - shortening we used to identify - cells subjected to the hepatic differentiation protocol (F) in the first stage (1), with a short duration of action of growth factors (BL) - stage 1, 16 h 20 ng Epidermal growth factor; F11B - cells subjected to the hepatic differentiation (F) in the first stage (1), with a long duration of action of growth factors (B) - step 2, 72 h; F2B cells subjected to the hepatic differentiation protocol (F) in the second stage (2), with a long duration of action of growth factors (B) - stage 2, with hepatocyte growth factor and oncostatin M; F2BR - cells subjected to the hepatic differentiation protocol (F) in second stage (2), with a long duration of action of growth factors (B) and rifampicin (R) -stage 2 with hepatocitaroncostatin growth factor M and rifampicin);

- fig. 2, celule izolate din corion diferențiate în mediu H2, timp de cultivare 30 zile; colorație pentru citokeratina 18 marcată cu FITC;FIG. 2, cells isolated from differentiated chorion in H2 medium, 30 days for cultivation; coloring for cytokeratin 18 marked with FITC;

- fig. 3, rezultate obținute, evidențiate prin colorare cu dithizonă;FIG. 3, results obtained, highlighted by dithizonone staining;

- fig. 4, schema diferențierii duble hepato-pancreatice.FIG. 4, the diagram of the hepato-pancreatic double differentiation.

Etapa 4 - Diferențierea spre progenitori hepaticiStage 4 - Differentiation to hepatic progenitors

După expunerea la mediul H1 se produce o schimbare a morfologiei celulelor cu rotunjirea formei, precum și desprinderea unor grupuri celulare ce formează agregate sferice. După 16...48 h se schimbă mediul, cu preluarea celulelor în suspensie, ce vor fi transferate în plăcile cu colagen + laminină, pentru inducerea diferențierii pancreatice. Celulele aderate, rămase pe plăcile cu colagen + laminină, vor fi supuse celei de-a doua etape de diferențiere spre hepatocit, în prezența mediului H2, mediu identic cu H1, la care se adaugă, ca factori deAfter exposure to the H1 medium, there is a change in the morphology of the cells with the rounding of the shape, as well as the detachment of cell groups that form spherical aggregates. After 16 ... 48 h the medium is changed, with the taking of the cells in suspension, which will be transferred to the plates with collagen + laminin, to induce pancreatic differentiation. The adhered cells, remaining on the plates with collagen + laminin, will undergo the second stage of differentiation to hepatocytes, in the presence of medium H2, medium identical to H1, to which it is added, as factors of

RO 126746 Β1 creștere suplimentari: 4 ng/ml Factorul de creștere hepatocitar și 4 ng/ml Oncostatin M, 1% Lglutamină, 1 % penicilină-streptomicină, 1 % aminoacizi neesențiali. Această etapă durează 3...4 săptămâni, cu schimbarea de mediu H2 la fiecare 3...4 zile. La mediul H2 nu se vor mai adăuga în plus Factor de creștere provenit din plăcuțe sanguine, și Factor de creștere epitelial. Aceste celule aderate la sfârșitul perioadei de 3...4 săptămâni vor exprima markerii de diferențiere hepatocitari.RO 126746 Β1 additional growth: 4 ng / ml Hepatocyte growth factor and 4 ng / ml Oncostatin M, 1% Lglutamine, 1% penicillin-streptomycin, 1% non-essential amino acids. This stage lasts 3 ... 4 weeks, with the change of H2 environment every 3 ... 4 days. To the H2 environment, there will be no addition of growth factor from blood platelets, and epithelial growth factor. These cells adhered to at the end of the 3 to 4 week period will express hepatocyte differentiation markers.

în urma experimentelor realizate, s-a observat că o concentrație de Factor de creștere epitelial 20 ng/ml este suficientă pentru inducerea diferențierii spre progenitori hepatici în prima etapă, după cum se observă în fig. 1 (analiza genetică prin metoda reacției în lanț a polimerazei, precedată de utilizarea reverstranscriptazei, a celulelor aderate la placă, în comparație cu linia celulară de hepatocarcinom HepG2). Din aceeași analiză s-a tras concluzia că un timp de incubare de 16 h este suficient pentru inducerea diferențierii (proba F1BL), deoarece aceste celule încep să exprime genele pentru citokeratina 18. Din aceeași figură se concluzionează că celulele cultivate în etapa a doua a diferențierii exprimă mai intens lipaza pancreatică și a fetoproteina, în cazul protocolului cu mediu ce conține Factor de creștere hepatocitar și Oncostatina M. (proba F2BR).Following the experiments performed, it was observed that a concentration of epithelial growth factor 20 ng / ml is sufficient to induce differentiation to hepatic progenitors in the first stage, as shown in fig. 1 (genetic analysis by the polymerase chain reaction method, preceded by the use of reverse transcriptase, of cells adhered to the plaque, compared to the hepatocarcinoma cell line HepG2). From the same analysis, it was concluded that an incubation time of 16 h is sufficient to induce differentiation (F1BL sample), as these cells begin to express the genes for cytokeratin 18. From the same figure it is concluded that cells grown in the second stage of differentiation express more intense pancreatic lipase and fetoprotein, in the case of the environment protocol containing hepatocyte growth factor and Oncostatin M. (F2BR sample).

Prezența citokeratinei 18 a fost confirmată și prin colorație imnunocitochimică (fig. 2).The presence of cytokeratin 18 was also confirmed by immunocytochemical staining (Fig. 2).

Etapa 5 - Diferențierea spre progenitori pancreaticiStage 5 - Differentiation towards pancreatic progenitors

Această etapă se desfășoară în 3 faze:This stage is carried out in 3 phases:

a) Suspensia celulară preluată de pe plăcile cu colagen + laminină se centrifughează 4 min la 500 rot/min, iar sedimentul celular este resuspendat în mediul P1, și însămânțat pe plăcile cu colagen + laminină. Perioada de cultivare este de 4...7 zile. Celulele rămân în suspensie, dar morfologia acestora se modifică, agregatele celulare devin mai dense, mai condensate, cu o formă sferică de mai mari dimensiuni.a) The cell suspension taken from the collagen + laminin plates is centrifuged for 4 min at 500 rpm and the cell sediment is resuspended in P1 medium, and sown on the collagen + laminin plates. The cultivation period is 4 ... 7 days. The cells remain suspended, but their morphology changes, the cell aggregates become denser, more condensed, with a larger spherical shape.

Se folosesc Mediul Eagle modificat de Dulbecco/MCDB201 (cantitatea finală de glucoză 6,5 g/l), 1% albumină serică bovină, 1% Supliment N1,0,5% B27,10 ng/ml Factorul de creștere al fibroblastului, 10 ng/ml Factorul de creștere al fibroblastului basic, 4 ng/ml Factorul de creștere hepatocitar, heparină, 1 % insulină-transferină-seleniu, 1 % L-glutamină, 1 % penicilinăstreptomicină, 1% acizi neesențiali.Eagle medium modified by Dulbecco / MCDB201 (final glucose content 6.5 g / l), 1% bovine serum albumin, 1% Supplement N1.0.5% B27.10 ng / ml Fibroblast growth factor, 10 ng / ml Basic fibroblast growth factor, 4 ng / ml Hepatocyte growth factor, heparin, 1% insulin-transferin-selenium, 1% L-glutamine, 1% penicillin-streptomycin, 1% non-essential acids.

b) Suspensia celulară astfel cultivată este preluată și centrifugată, resuspendată în mediul P2, și însămânțată pe alte plăci cu colagen + laminină. Cultivarea în mediul P2 este deb) The cell suspension thus cultured is taken up and centrifuged, resuspended in P2 medium, and sown on other plates with collagen + laminin. Cultivation in P2 environment is

6...7 zile. Mediul P2 este compus din soluție de glucoză cu concentrație scăzută Mediul Eagle modificat de Dulbecco/MCDB 201 (concentrație de glucoză de 1 g/l), 10% FCS, 10 mM nicotinamidă, 1% Glutamină, 1% penicilină-streptomicină, 1% acizi neesențiali.6 ... 7 days. Medium P2 is composed of low concentration glucose solution Eagle's medium modified by Dulbecco / MCDB 201 (1 g / l glucose concentration), 10% FCS, 10 mM nicotinamide, 1% Glutamine, 1% penicillin-streptomycin, 1% non-essential acids.

c) Suspensia celulară astfel cultivată este preluată și centrifugată, resuspendată în mediul P3, și însămânțată pe alte plăci cu colagen + laminină. Cultivarea în mediul P3 este dec) The cell suspension thus cultured is taken up and centrifuged, resuspended in P3 medium, and sown on other plates with collagen + laminin. Cultivation in the P3 environment is

6...7 zile. Mediul P3 este compus din Mediul Eagle modificat de Dulbecco/MCDB201 (glucoză 1 g/l), 10% serfetal bovin, 10 mM eExendin 4, 1% Glutamină, 1% penicilină-streptomicină, 1% aminoacizi neesențiali. La sfârșitul celor 6...7 zile se adaugă în mediu glucagon și Factorul beta de creștere transformator.6 ... 7 days. Environment P3 is composed of Dulbecco / MCDB201 modified Eagle's Environment (glucose 1 g / l), 10% bovine serfetal, 10 mM eExendin 4, 1% Glutamine, 1% penicillin-streptomycin, 1% non-essential amino acids. At the end of 6 to 7 days, glucagon and transforming growth factor beta are added to the medium.

Colorațiile cu dithizonă - un colorant care se folosește pentru punerea în evidență a insulelor beta, la sfârșitul perioadei de cultivare cu mediul P3 a agregatelor celulare derivate din populațiile de celulele stern, au demonstrat obținerea de celule pozitive pentru colorația cu dithizonă, atât ca număr, cât și ca procent de pozitivitate (fig. 3). în fig. 3 s-a analizat aspectul morfologic al celulelor stern izolate din corion și membrana amniotică, expuse la o diferențiere secvențială: mediu H - mediu P1 - mediu P2 - mediu P3. Se observă prezența agregatelor celulare sferice în suspensie, unele dintre ele fiind pozitive pentru dithizonă (colorație în roșu).Staining with dithisone - a dye used for highlighting beta islands, at the end of the P3 medium cultivation period of cell aggregates derived from stem cell populations, has been shown to obtain positive cells for dithisone staining, both in number, as well as as a percentage of positivity (fig. 3). in FIG. 3, we analyzed the morphological aspect of the stem cells isolated from the chorion and the amniotic membrane, exposed to a sequential differentiation: medium H - medium P1 - medium P2 - medium P3. The presence of spherical cell aggregates in suspension is observed, some of them being positive for dithizonis (red color).

Fig. 4 ilustrează pe scurt secvența de administrare și compoziția mediilor destinate fiecărei etape a diferențierii.Fig. 4 briefly illustrates the sequence of administration and the composition of the media intended for each stage of differentiation.

Claims (7)

Revendicăriclaims 1. Procedeu de obținere concomitentă in vitro a progenitorilor hepatocitari și pancreatici din celulele stern izolate din porțiunea corionică sau membranară a placentei umane, constând în etape de izolare, expansiune și diferențiere a celulelor izolate în diferite medii de cultură, caracterizat prin aceea că în prima etapă se obțin progenitori comuni hepato-pancreatici, prin cultivarea celulelor expansionate, timp de 16...48 h, pe plăci cu substrat de colagen și laminină, în prezența unui mediu de diferențiere H1, urmată de procesarea celulelor care au aderat la plăcile cu colagen și laminină din prima etapă, în prezența unui mediu H2, timp de 3...4 săptămâni, cu schimbarea mediului H2 la fiecare 3...4 zile, rezultând progenitori hepatocitari, și, în final, procesarea suspensiei celulare din prima etapă, rezultând progenitori pancreatici.1. Process for concomitant in vitro production of hepatocyte and pancreatic progenitors from stem cells isolated from the chorionic or membranous portion of the human placenta, consisting of stages of isolation, expansion and differentiation of cells isolated in different culture media, characterized in that in the former stage is obtained common hepato-pancreatic progenitors, by cultivating expanded cells, for 16 ... 48 h, on plates with collagen and laminin substrate, in the presence of a differentiation medium H1, followed by processing of cells that adhered to the plates with collagen and laminin from the first stage, in the presence of a medium H2, for 3 ... 4 weeks, with the change of the medium H2 every 3 ... 4 days, resulting in hepatocyte progenitors, and finally the processing of the cell suspension in the first stage , resulting in pancreatic progenitors. 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că procesarea suspensiei celulare, pentru obținerea de progenitori pancreatici, constă în:2. Process according to claim 1, characterized in that the processing of the cell suspension, for obtaining pancreatic progenitors, consists of: a) centrifugarea suspensiei celulare 4 min la 500 rot/min, resuspendarea suspensiei întrun mediu P1 și cultivarea 4...7 zile pe plăcile cu colagen și laminină;a) centrifugation of the cell suspension 4 min at 500 rpm, resuspending the suspension in a P1 medium and cultivation 4 ... 7 days on the collagen and laminin plates; b) resuspendarea suspensiei celulare rezultată din faza a), într-un mediu P2, și cultivarea 6...7 zile pe plăci cu colagen și laminină, resuspendarea suspensiei celulare rezultată din faza b), într-un mediu P3, și cultivarea 6...7 zile pe plăci cu colagen și laminină.b) resuspending the cell suspension resulting from phase a), in a P2 medium, and culturing 6 ... 7 days on collagen and laminin plates, resuspending the cell suspension resulting from phase b), in a P3 medium, and cultivating 6 ... 7 days on collagen and laminin plates. 3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că mediul H1 este constituit din mediul Mediul Eagle modificat de Dulbecco 1 g glucoză/l: mediul MCDB201 în raport de 1:1, 1% albumină serică bovină, 4,7 pg/ml acid linoleic, 1% insulină-transferinăseleniu, 10 ng/ml Factor de creștere provenit din plăcuțe sanguine, 20 ng/ml Factor de creștere epitelial, 10 nM dexametazonă, 10 mM acid ascorbic, 1% L-glutamină, 1% penicilină-streptomicină, 1% acizi neesențiali.Process according to Claim 1, characterized in that the H1 medium consists of Dulbecco's modified Eagle's medium 1 g glucose / l: MCDB201 medium in a ratio of 1: 1, 1% bovine serum albumin, 4.7 µg / ml acid linoleic, 1% insulin-transferinelene, 10 ng / ml Blood platelet growth factor, 20 ng / ml Epithelial growth factor, 10 nM dexamethasone, 10 mM ascorbic acid, 1% L-glutamine, 1% penicillin-streptomycin, 1% non-essential acids. 4. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că mediul H2 este constituit din 4 ng/ml Factor de creștere al hepatocitului și 4 ng/ml oncostatină M, 1% L-glutamină, 1% penicilină-streptomicină, 1%aminoacizi neesențiali, Mediul Eagle modificat de Dulbecco 1 g glucoză/l: mediul MCDB201 în raport 1:1, 1% albumină serică bovină, 4,7 pg/ml acid linoleic, 1 % insulină-transferină-seleniu, 10 ng/ml factor de creștere provenit din plăcuțe sanguine, 20 ng/ml Factor de creștere epitelial, 10 nM dexametazonă, 10 mM acid ascorbic, 1% L-glutamină, 1% penicilină-streptomicină, 1% acizi neesențiali.4. Process according to claim 1, characterized in that the H2 medium consists of 4 ng / ml Hepatocyte growth factor and 4 ng / ml oncostatin M, 1% L-glutamine, 1% penicillin-streptomycin, 1% non-essential amino acids, Eagle's medium modified by Dulbecco 1 g glucose / l: medium MCDB201 ratio 1: 1, 1% bovine serum albumin, 4.7 pg / ml linoleic acid, 1% insulin-transferin-selenium, 10 ng / ml growth factor derived from blood platelets, 20 ng / ml Epithelial growth factor, 10 nM dexamethasone, 10 mM ascorbic acid, 1% L-glutamine, 1% penicillin-streptomycin, 1% non-essential acids. 5. Procedeu conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că mediul P1 este constituit din Mediul Eagle modificat de Dulbecco cu nivel ridicat de glucoză: mediul MCDB201 cantitatea finală de glucoză fiind de 6,5 g/l, 1% albumină serică bovină, 1% supliment N1, 0,5% B27, 10 ng/ml factor de creștere epidermal, 10 ng/ml factor de creștere al fibroblastului, 4 ng/ml factor de creștere hepatocitar, heparină, 1% insulină-transferină-seleniu, 1% L-glutamină, 1% penicilină-streptomicină, 1% aminoacizi acizi neesențiali.5. Process according to claim 2, characterized in that the medium P1 consists of the Dulbecco modified Eagle medium with high glucose: the medium MCDB201 the final glucose amount being 6.5 g / l, 1% bovine serum albumin, 1% supplement N1, 0.5% B27, 10 ng / ml epidermal growth factor, 10 ng / ml fibroblast growth factor, 4 ng / ml hepatocyte growth factor, heparin, 1% insulin-transferin-selenium, 1% L -glutamine, 1% penicillin-streptomycin, 1% non-essential amino acids. 6. Procedeu conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că mediul P2 este constituit din Mediul Eagle modificat de Dubelcco cu nivel scăzut de glucoză: MCDB 201 cu glucoză de 1g/l, 10% ser fetal bovin, 10 mM nicotinamidă, 1% L-glutamină, 1% penicilinăstreptomicină, 1% aminoacizi neesențiali.6. Process according to claim 2, characterized in that the medium P2 consists of the Dubelcco modified Eagle medium with low glucose: MCDB 201 with glucose of 1g / l, 10% fetal bovine serum, 10 mM nicotinamide, 1% L- glutamine, 1% penicillin, streptomycin, 1% non-essential amino acids. 7. Procedeu conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că mediul P3 este constituit din: Mediul Eagle modificat de Dubelcco cu nivel scăzut de glucoză: mediul MCDB201 cu glucoză 1 g/l, 10% ser fetal bovin, 10 mM exendin, 1% L-glutamină, 1% penicilină-streptomicină, 1% aminoacizi neesențiali.7. Process according to claim 2, characterized in that the P3 medium consists of: Dubelcco's modified low glucose Eagle medium: MCDB201 medium with glucose 1 g / l, 10% fetal bovine serum, 10 mM exendin, 1% L -glutamine, 1% penicillin-streptomycin, 1% non-essential amino acids.
ROA201000986A 2010-10-18 2010-10-18 In-vitro process for simultaneously obtaining hepatocytic and pancreatic progenitors from stem cells isolated from human placenta RO126746B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201000986A RO126746B1 (en) 2010-10-18 2010-10-18 In-vitro process for simultaneously obtaining hepatocytic and pancreatic progenitors from stem cells isolated from human placenta

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201000986A RO126746B1 (en) 2010-10-18 2010-10-18 In-vitro process for simultaneously obtaining hepatocytic and pancreatic progenitors from stem cells isolated from human placenta

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RO126746A0 RO126746A0 (en) 2011-10-28
RO126746B1 true RO126746B1 (en) 2018-04-27

Family

ID=44837897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA201000986A RO126746B1 (en) 2010-10-18 2010-10-18 In-vitro process for simultaneously obtaining hepatocytic and pancreatic progenitors from stem cells isolated from human placenta

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO126746B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RO126746A0 (en) 2011-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fauza Amniotic fluid and placental stem cells
TWI773693B (en) A method of isolating mesenchymal stem cells from the amniotic membrane of the umbilical cord, a mesenchymal stem cell population isolated from the amniotic membrane of the umbilical cord and a cell culture medium for isolating mesenchymal stem cells from the amniotic membrane of the umbilical cord
US20130266543A1 (en) Multipotent Adult Stem Cell Population
CN102325871B (en) Conditioned medium and the method preparing it
US20030211603A1 (en) Reprogramming cells for enhanced differentiation capacity using pluripotent stem cells
US8802431B2 (en) Population of multipotent cardiac precursor cells derived from human blastocysts derived stem cells
WO2008056779A1 (en) Method for culture and passage of primate embryonic stem cell, and method for induction of differentiation of the embryonic stem cell
WO2016061071A1 (en) Generation of keratinocytes from pluripotent stem cells and mantenance of keratinocyte cultures
KR101046188B1 (en) Cell therapy of urinary incontinence containing decidual or adipose derived stem cells
Goodrich et al. In vivo generation of β-cell–like cells from CD34+ cells differentiated from human embryonic stem cells
CN101538553A (en) Method for separating, purifying, culturing and proliferating totipotent stem cell from tissue of early aborted fetus of human being
McCloskey et al. In vitro derivation and expansion of endothelial cells from embryonic stem cells
Huang et al. Amniotic fluid mesenchymal stromal cells from early stages of embryonic development have higher self-renewal potential
RO126746B1 (en) In-vitro process for simultaneously obtaining hepatocytic and pancreatic progenitors from stem cells isolated from human placenta
WO2002014469A2 (en) Reprogramming cells for enhanced differentiation capacity using pluripotent stem cells
KR102218549B1 (en) Human salivary gland cell culture method
RU2663118C1 (en) Cell product of insulin-producing mammalian cells and use thereof for diabetes mellitus therapy
KR100851040B1 (en) Adult Stem Cells Having an Ability of Differentiation into Pancreas BETA Cells
US20230078230A1 (en) Methods for the production of committed cardiac progenitor cells
CN116396930B (en) Mesenchymal stem cell serum-free medium and application thereof
RU2783992C2 (en) Method for isolation of mesenchymal stem cells from amniotic membrane of umbilical cord, using cell cultural medium
Steele et al. Heart cells with regenerative potential from pediatric patients with end stage heart failure: a translatable method to enrich and propagate
CN118159646A (en) Methods of producing committed cardiac progenitors
Şuşman et al. Human placenta–stem cell source for obtaining pancreatic progenitors
Espinha Bioprocess engineering of induced pluripotent stem cells for application in cell therapy and pre-clinical research