scholarly journals Mesenchymal Stem/Stromal Cells Derived from Induced Pluripotent Stem Cells Support CD34posHematopoietic Stem Cell Propagation and Suppress Inflammatory Reaction

2015 ◽  
Vol 2015 ◽  
pp. 1-14 ◽  
Author(s):  
Mohsen Moslem ◽  
Irina Eberle ◽  
Iuliia Weber ◽  
Reinhard Henschler ◽  
Tobias Cantz
Keyword(s):  
Stem Cells ◽  
Bone Marrow ◽  
Induced Pluripotent Stem Cells ◽  
Stromal Cells ◽  
Pluripotent Stem Cells ◽  
Surface Marker ◽  
Surface Marker Expression ◽  
Cell Source ◽  
Marker Expression ◽  
Induced Pluripotent

Mesenchymal stem/stromal cells (MSCs) represent a promising cell source for research and therapeutic applications, but their restrictedex vivopropagation capabilities limit putative applications. Substantial self-renewing of stem cells can be achieved by reprogramming cells into induced pluripotent stem cells (iPSCs) that can be easily expanded as undifferentiated cells even in mass culture. Here, we investigated a differentiation protocol enabling the generation and selection of human iPSC-derived MSCs exhibiting relevant surface marker expression profiles (CD105 and CD73) and functional characteristics. We generated such iPSC-MSCs from fibroblasts and bone marrow MSCs utilizing two different reprogramming constructs. All such iPSC-MSCs exhibited the characteristics of normal bone marrow-derived (BM) MSCs. In direct comparison to BM-MSCs our iPSC-MSCs exhibited a similar surface marker expression profile but shorter doubling times without reaching senescence within 20 passages. Considering functional capabilities, iPSC-MSCs provided supportive feeder layer for CD34+hematopoietic stem cells’ self-renewal and colony forming capacities. Furthermore, iPSC-MSCs gained immunomodulatory function to suppress CD4+cell proliferation, reduce proinflammatory cytokines in mixed lymphocyte reaction, and increase regulatory CD4+/CD69+/CD25+T-lymphocyte population. In conclusion, we generated fully functional MSCs from various iPSC lines irrespective of their starting cell source or reprogramming factor composition and we suggest that such iPSC-MSCs allow repetitive cell applications for advanced therapeutic approaches.

scholarly journals Cartilage from human-induced pluripotent stem cells: comparison with neo-cartilage from chondrocytes and bone marrow mesenchymal stromal cells

2021 ◽  
Author(s):  
Alejandro Rodríguez Ruiz ◽  
Amanda Dicks ◽  
Margo Tuerlings ◽  
Koen Schepers ◽  
Melissa van Pel ◽  
...  
Keyword(s):  
Stem Cells ◽  
Bone Marrow ◽  
Induced Pluripotent Stem Cells ◽  
Mesenchymal Stromal Cells ◽  
Stromal Cells ◽  
Pluripotent Stem Cells ◽  
Collagen Type ◽  
Potential Candidate ◽  
Chondroprogenitor Cells ◽  
Induced Pluripotent

AbstractCartilage has little intrinsic capacity for repair, so transplantation of exogenous cartilage cells is considered a realistic option for cartilage regeneration. We explored whether human-induced pluripotent stem cells (hiPSCs) could represent such unlimited cell sources for neo-cartilage comparable to human primary articular chondrocytes (hPACs) or human bone marrow-derived mesenchymal stromal cells (hBMSCs). For this, chondroprogenitor cells (hiCPCs) and hiPSC-derived mesenchymal stromal cells (hiMSCs) were generated from two independent hiPSC lines and characterized by morphology, flow cytometry, and differentiation potential. Chondrogenesis was compared to hBMSCs and hPACs by histology, immunohistochemistry, and RT-qPCR, while similarities were estimated based on Pearson correlations using a panel of 20 relevant genes. Our data show successful differentiations of hiPSC into hiMSCs and hiCPCs. Characteristic hBMSC markers were shared between hBMSCs and hiMSCs, with the exception of CD146 and CD45. However, neo-cartilage generated from hiMSCs showed low resemblances when compared to hBMSCs (53%) and hPACs (39%) characterized by lower collagen type 2 and higher collagen type 1 expression. Contrarily, hiCPC neo-cartilage generated neo-cartilage more similar to hPACs (65%), with stronger expression of matrix deposition markers. Our study shows that taking a stepwise approach to generate neo-cartilage from hiPSCs via chondroprogenitor cells results in strong similarities to neo-cartilage of hPACs within 3 weeks following chondrogenesis, making them a potential candidate for regenerative therapies. Contrarily, neo-cartilage deposited by hiMSCs seems more prone to hypertrophic characteristics compared to hPACs. We therefore compared chondrocytes derived from hiMSCs and hiCPCs with hPACs and hBMSCs to outline similarities and differences between their neo-cartilage and establish their potential suitability for regenerative medicine and disease modelling.

Δημιουργία, in vitro πολλαπλασιασμός και διαφοροποίηση ανθρώπινων επαγόμενων πολυδύναμων βλαστοκυττάρων

2016 ◽  
Author(s):  
Ιωάννα Βαρελά
Keyword(s):  
Stem Cells ◽  
Induced Pluripotent Stem Cells ◽  
Mesenchymal Stromal Cells ◽  
Stromal Cells ◽  
Pluripotent Stem Cells ◽  
Rt Pcr ◽  
Induced Pluripotent

Η ανακάλυψη της μεθόδου του κυτταρικού επαναπρογραμματισμού ανθρώπινων δερματικών ινοβλαστών σε επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα (induced pluripotent stem cells, iPSCs) το 2007 άνοιξε το δρόμο για τη μελέτη και την εξατομικευμένη θεραπεία πολλών χρόνιων νόσων. Επιδιώξαμε να δημιουργήσουμε iPS - κυτταρικές σειρές επαναπρογραμματίζοντας μεσεγχυματικά στρωματικά κύτταρα (mesenchymal stromal cells, MSCs) μυελού των οστών, μέσω μιας μεθόδου επαναπρογραμματισμού χωρίς ενσωμάτωση γονιδίων στο γενετικό υλικό των κυττάρων. Δερματικοί ινοβλάστες από φυσιολογικούς δότες και μεσεγχυματικά στρωματικά κύτταρα μυελού των οστών από φυσιολογικό δότη μεταμόσχευσης μυελού των οστών και από ασθενή με β-Μεσογειακή αναιμία (β-ΜΑ) διαμολύνθηκαν, μέσω λιποσωματικών φορέων, με συνθετικά mRNA που κωδικοποιούν τους μεταγραφικούς παράγοντες Oct4, Klf4, Sox2, Lin28, c-Myc. Στη συνέχεια, τα κύτταρα ελέγχθηκαν σε καλλιέργειες για τον σχηματισμό αποικιών πολυδύναμων βλαστοκυττάρων. Οι αποικίες απομονώθηκαν και με συνεχείς ανακαλλιέργειες δημιουργήθηκαν κυτταρικές σειρές, οι οποίες εξετάστηκαν για την πολυδυναμία τους με μεθόδους ανίχνευσης της έκφρασης των μεταγραφικών παραγόντων πολυδυναμίας (κυτταρομετρία ροής, RT-PCR, μελέτη του μεταγραφώματος με RNA μικροσυστοιχίες). Ως θετικός μάρτυρας και μέτρο σύγκρισης χρησιμοποιήθηκε πολύ καλά χαρακτηρισμένη εμβρυονική σειρά πολυδύναμων βλαστοκυττάρων. Οι iPS-κυτταρικές σειρές μελετήθηκαν, επίσης, ως προς τη λειτουργική τους πολυδυναμία με τον έλεγχο της ικανότητας τους να δημιουργούν in vitro εμβρυϊκά σωματίδια και in vivo τερατώματα μετά από υποδόρια εμφύτευση τους σε ανοσοανεπαρκείς ποντικούς, και ως προς τη δυνατότητα διαφοροποίησής τους σε αιμοποιητικά προγονικά κύτταρα. Η γενετική σταθερότητα των κυτταρικών σειρών ελέγχθηκε με DNA μικροσυστοιχίες συγκριτικού γονιδιωματικού υβριδισμού (aCGH). Απομονώθηκαν 3 iPS κυτταρικές σειρές από κάθε δείγμα κυττάρων, οι οποίες εμφανίζουν μεταγράφωμα πανομοιότυπο με εκείνο των πολυδύναμων εμβρυονικών βλαστοκυττάρων και. δημιουργούν εμβρυϊκά σωματίδια in vitro και τερατώματα in vivo, τα οποία αποτελούνται από ιστούς καταγωγής και από τα τρία βλαστικά δέρματα. Τα iPSCs των κυτταρικών σειρών πολλαπλασιάζονται για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς μορφολογικές ενδείξες διαφοροποίησης. Με τη μέθοδο aCGH, στις iPS κυτταρικές σειρές μετά την 10η ανακαλλιέργεια ανιχνεύθηκαν πολυμορφισμοί στον αριθμό αντιγράφων (CNVs), τα οποία ήταν ελλείμματα μεγέθους περίπου 3 Mb. Η διαφοροποίηση των iPSCs σε αιμοποιητικά προγονικά κύτταρα οδήγησε στην παραγωγή CD34+ κυττάρων σε ποσοστό 8-10% των παραχθέντων κυττάρων με ασθενούς έντασης συνέκφραση του CD45, προσομοιάζοντας στο αιμαγγειακό στελεχιαίο κύτταρο. Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζεται, για πρώτη φορά στην Ελλάδα, εξ όσων γνωρίζουμε, η τεχνολογία παραγωγής ανθρώπινων iPSCs με μια ασφαλή και αξιόπιστη μέθοδο. Οι iPSCs-κυτταρικές σειρές μπορεί να χρησιμοποιηθούν στη μελέτη ασθενειών, στον έλεγχο φαρμάκων και στην ανάπτυξη πρωτοκόλλων ιστικής μηχανικής και κυτταρικής θεραπείας.

Abstract 219: Induced Pluripotent Stem Cells as a Potential Cell Source for Tissue Engineered Heart Valves

2016 ◽  
Vol 119 (suppl_1) ◽  
Author(s):  
Aline L Yonezawa ◽  
Monalisa Singh ◽  
David Safranski ◽  
Kenneth M Dupont ◽  
Chunhui Xu ◽  
...  
Keyword(s):  
Stem Cells ◽  
Induced Pluripotent Stem Cells ◽  
Pluripotent Stem Cells ◽  
Heart Valves ◽  
3D Culture ◽  
Polyethylene Glycol Diacrylate ◽  
Glycol Diacrylate ◽  
Cell Source ◽  
Induced Pluripotent ◽  
Tissue Engineered Heart Valves

Despite recent advances in tissue engineered heart valves (TEHV), one of the major challenges is finding a suitable cell source for seeding TEHV scaffolds. Native heart valves are durable because valve interstitial cells (VICs) maintain tissue homeostasis by synthesizing and remodeling the extracellular matrix. In this study, we demonstrate that induced pluripotent stem cells (iPSCs) can be derived into induced mesenchymal stem cells (iMSCs) using our feeder-free protocol and then further differentiated into VICs using a 3D cell culture environment. The differentiation efficiency was quantified using flow cytometry, immunohistochemistry staining, RT-PCR, and trilineage differentiation. In addition, iMSCs were encapsulated in polyethylene (glycol) diacrylate (PEGDA) hydrogels of varying stiffness, grafted with adhesion peptide (RGDS), to promote cell proliferation, remodeling, and further differentiation into VIC-like cells. VICs phenotype was characterized by the expression of αSMA, vimentin, F-actin, and the ECM production after 7, 14, and 21 days. The results demonstrated that using our feeder-free differentiation protocol, iMSCs were differentiated from iPSCs. Our iMSCs had a 99.9% and 99.4% positive expression for MSC markers CD90 and CD44, respectively. As expected, there was 0.019% expression of CD45, which is a hematopoietic marker. In addition, iMSCs differentiated into adipogenic, chondrogenic, and osteogenic. When MSC derived cells were encapsulated in PEGDA hydrogels that mimic the leaflet modulus, we observed expression of αSMA and F-actin after 7 days. Thus, the results from this study suggest that iPSCs can be a suitable cell source for TEHV by using a feeder-free differentiation approach and 3D culture.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document