Využití kmenových buněk a jejich in vivo zobrazování na modelech poranění mozku a míchy

Abstract

MR zobrazování (MRI) implantovaných kmenových buněk značených magnetickými částicemi je důležitou metodou pro dlouhodobé neinvazivní in vivo sledování jejich migrace a osudu v centrálním nervovém systému příjemce. Označené somatické kmenové buňky z dospělých jedinců i embryonální kmenové buňky po transplantaci přežívají v hostitelském organismu a migrují přednostně do místa léze, kde osídlují poškozenou nervovou tkáň. Stejného výsledku bylo dosaženo jak po aplikaci systémové (intravenózní), tak po aplikaci lokální (intracerebrální). Méně než 3 % implantovaných mesenchymálních kmenových buněk (MSC) se diferencovalo v mozkové fotochemické lézi potkanů do neuronů. Většina embryonálních kmenových buněk se diferencovala do gliových buněk (70 %) a pouze část do neuronů (< 5 %), zatímco u MSC nebyl pozorován gliový fenotyp. Intravenózní aplikace MSC, nebo mononukleární frakce kostní dřeně obsahující hematopoetické i nehematopoetické kmenové buňky, progenitory a lymfocyty (BMC), stejně jako mobilizace endogenních BMC opakovaným podáváním G-CSF zlepšují motorické schopnosti a citlivost zadních končetin potkanů s míšní balónkovou lézi a významně zvyšují objem zachovalé bílé hmoty ve středu léze. Implantované MSC přitom mají větší účinek než BMC a ty větší než endogenní BMC mobilizované faktorem G-CSF. Funkční...

Magnetic resonance imaging (MRI) provides a useful noninvasive method to study the long-term migration and fate of transplanted stem cells in the central nervous system in vivo. Grafted adult as well as embryonic stem cells (ESCs) labeled with superparamagnetic nanoparticles survive in the host organism and migrate preferentially into a lesion site, where they populate the damaged nervous tissue. The migration is not affected by the route of administration; the lesion is populated with the same number of cells after intracerebral grafting as after intravenous injection. Less than 3 % of transplanted mesenchymal stem cells (MSCs) in a cortical photochemical lesion differentiated into neurons and none into astrocytes, while most ESCs (70 %) differentiated into astrocytes and only 5 % into neurons. The intravenous injection of MSCs or of the mononuclear fraction of the bone marrow, which includes hematopoietic and nonhematopoietic stem cells, progenitors and lymphocytes (BMCs), as well as the mobilization of endogenous BMCs with G-CSF (granulocyte colony stimulating factor) significantly improved the recovery of hind limb motor function and sensitivity in rats with a spinal cord compression lesion and significantly increased the spared white matter volume in the center of the lesion. The recovery was most...