Отправить письмо автору 
Написать комментарий 
СОВРЕМЕННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТРОМАЛЬНО-ВАСКУЛЯРНОЙ ФРАКЦИИ ЖИРОВОЙ ТКАНИ В ТРАВМАТОЛОГИИ И ОРТОПЕДИИ
Аннотация
В обзоре проведен анализ данных литературы об использовании стволовых клеток жировой ткани в медицинской практике, представлены источники и способы ее выделения, характеристика состава, иммунофенотип и направления дифференцировки клеток.
Цель – раскрыть возможности мезенхимальных мультипотентных клеток жировой ткани, сравнить их остеогенную и хондрогенную дифференцировку со стволовыми клетками костного мозга, а также обозначить границы их использования в травматологии и ортопедии.
Материалы и методы. Проведен анализ современной отечественной и зарубежной литературы, посвященной выделению, селекции и клиническому использованию мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток жировой ткани в медицинской практике.
Результаты. За последние годы разработаны многочисленные экспериментальные модели для применения стволовых клеток в регенерации органов и тканей. Большинство работ подтверждают более низкую остеогенную способность стволовых клеток жировой ткани, однако многие механизмы их остеогенного потенциала еще предстоит выяснить. К сожалению, во многих изысканиях сравниваются только две стволовые клетки в нормальной, здоровой среде, однако в клинической ситуации существует много различных сценариев репарации костной, хрящевой и других тканей. Что касается хондрогенной дифференцировки, то потенциал стволовых клеток практически не уступает потенциалу стволовых клеток костного мозга.
Заключение. Стволовые клетки проявляют свой восстановительный потенциал как прямым путем дифференцировки, так и косвенным, за счет влияния на «клеточную нишу». Исследования способности стволовых клеток жировой ткани к дифференцировке в естественных условиях не показали убедительных результатов в большинстве своем из-за отсутствия стандартов работы с данным материалом. Основной задачей, безусловно, является создание стандартизированных протоколов получения, селекции и дифференцировки этой культуры клеток, что позволит применять данную технологию в травматологии и ортопедии при лечении многих патологических процессов.
Ключевые слова
PDF Литература
Andreeva ER. Multipotent mesenchimal stromal cells in modeling of tissue (physiological) hypoxia in vitro: abstracts of PhD in biology. 03.03.01, 03.03.04 / Andreeva ER. M., 2016, 46 p. Russian (Андреева Е.Р. Мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки при моделировании тканевой (физиологической) гипоксии in vitro: автореф. дис. … д-ра биол. наук: 03.03.01, 03.03.04. М., 2016. 46 с.)
Astori G, Vignati F, Bardelli S, Tubio M, Gola M, Albertini V, et al. «In vitro» and multicolor phenotypic characterization of cell subpopulations identified in fresh human adipose tissue stromal vascular fraction and in the derived mesenchymal stem cells. J. Transpl. Med. 2007; 5:55. DOI: 10.1186/1479-5876-5-55
Bara JJ, Richards RG, Alini M, Stoddart MJ. Concise review: Bone marrow-derived mesenchymal stem cells change phenotype following in vitro culture: implications for basic research and the clinic. Stem Cells. 2014; 32(7): 1713-23. DOI: 10.1002/stem.1649
Bourin P, Bunnell BA, Casteilla L, Dominici M, Katz AJ, Redl H, et al. Stromal cells from the adipose tissue-derived stromal vascular fraction and culture expanded adipose tissue-derived stromal/stem cells: a joint statement of the International Federation for Adipose Therapeutics and Science (IFATS) and the International Society for Cellular Therapy (ISCT). Cytotherapy. 2013; 15(6): 641-648. DOI: 10.1016/j.jcyt.2013.02.006
Brzoska M, Geiger H, Gauer S. Baer P. Epithelial differentiation of human adipose tissue derived adult stem cells. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2005; 330: 142–150. DOI: 10.1016/j.bbrc.2005.02.141
Buehrer BM, Cheatham B. Isolation and characterization of human adipose-derived stem cells for use in tissue engineering. In: Organ Regeneration. Methods in Molecular Biology (Methods and Protocols.). Basu J., Ludlow J. (eds). Humana Press, 2013; P. 1-11. DOI: 10.1007/978-1-62703-363-3_1
Cao Y, Sun Z, Liao L, Meng Y., Han Q, Zhao RC. Human adipose tissue-derived stem cells differentiate into endothelial cells in vitro and improve postnatal neovascularization in vivo. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2005; 332(2): 370–379. DOI: 10.1016/j.bbrc.2005.04.135
Cleveland EC, Albano NJ, Hazen A. Roll, spin, wash, or filter? Processing of lipoaspirate for autologous fat grafting: an updated, evidence-based review of the literature. Plast. Reconstr. Surg. 2015; 136(4): 706-713. DOI: 10.1097/PRS.0000000000001581
Desai N, Rambhia P, Gishto A. Human embryonic stem cell cultivation: historical perspective and evolution of xeno-free culture systems. Reprod. Biol. Endocrinol. 2015; 13(1): 9. DOI: 10.1186/s12958-015-0005-4
Doi K, Kuno S, Kobayashi A. Hamabuchi T., Kato H., Kinoshita K, et al. Enrichment isolation of adipose-derived stem/stromal cells from the liquid portion of liposuction aspirates with the use of an adherent column. Cytotherapy. 2014; 16(3): 381-391. DOI: 10.1016/j.jcyt.2013.09.002
Doi K, Tanaka S, Iida H, Eto H, Kato H, Aoi N, et al. Stromal vascular fraction isolated from lipo-aspirates using an automated processing system: bench and bed analysis. J Tissue Eng. Regen. Med. 2012; 7(11): 864-870. DOI: 10.1002/term.1478
Dubey NK, Mishra VK, Dubey R, Deng YH, Tsai FC, Deng WP. Revisiting the advances in isolation, characterization and secretome of adipose-derived stromal/stem cells. Int J Mol Sci. 2018; 19(8): 2200. DOI 10.3390/ijms19082200
Eaves CJ. Hematopoietic stem cells: concepts, definitions, and the new reality. Blood. 2015; 125(17): 2605-2613. DOI: 10.1182/blood-2014-12-570200
Fang X, Murakami H, Demura S, Hayashi K, Matsubara H, Kato S. et al. A novel method to apply osteogenic potential of adipose derived stem cells in orthopaedic surgery. PLoS One. 2014; 9(2): e88874. DOI: 10.1371/journal.pone.0088874
Fraser JK, Hicok KC, Shanahan R. Zhu M, Miller S, Arm DM. The Celution® System: automated processing of adipose-derived regenerative cells in a functionally closed system. Adv. Wound Care (New Rochelle). 2014; 3(1): 38-45. DOI: 10.1089/wound.2012.0408
García-Contreras M, Vera-Donoso CD, Hernández-Andreu JM. Garcia –Verdugo GM, Oltra E. Therapeutic potential of human adipose-derived stem cells (ADSCs) from cancer patients: a pilot study. PLoS One. 2014; 9(11): e113288. DOI: 10.1371/journal.pone.0113288
Gronthos S, Franklin DM, Leddy H A, Robey PJ, Storms RW, Gimble JM. Surface protein characterization of human adipose tissue derived stromal cells. J. Cell. Physiol. 2001; 189: 54–63. DOI: 10.1002/jcp.1138
Hannanova IG, Masgutov RF, Gallyamov AR, Rizvanov AA, Bogov AA. Restoration of the function of the biceps muscle of the shoulder using the neurotic method in combination with autotransplantation of stromal vascular cells of the adipose tissue. Practical medicine. 2015; 4(89): 197-199. Russian (Ханнанова И.Г., Масгутов Р.Ф., Галлямов А.Р., Ризванов А.А., Богов А.А. Восстановление функции двуглавой мышцы плеча методом невротизации в сочетании с аутотрансплантацией клеток стромальной васкулярной фракции жировой ткани // Практическая медицина. 2015. Т. 1, №4 (89). С. 197-199)
Hofbauer MH, Delmonte RJ, Scripps ML. Autogenous bone grafting. The Journal of Foot and Ankle Surgery. 1996; 35(5): 386-390. DOI 10.1016/S1067-2516(96)80056-1
Hong SJ, Jia SX, Xie P. Kai WX, Leung P, Mustoe TA, Galiano RD. Topically delivered adipose derived stem cells show an activated-fibroblast phenotype and enhance granulation tissue formation in skin wounds. PLoS One. 2013; 8(1): e55640. DOI: 10.1371/journal.pone.0055640
Huang SJ, Fu RH, Shyu WC, Liu SP, Jong GP, Chiu YW, et al. Adipose-derived stem cells: isolation, characterization, and differentiation potential. Cell Transplant. 2013; 22(4): 701-9. DOI: 10.3727/096368912X655127
Johal KS, Lees VC, Reid AJ. Adipose-derived stem cells: selecting for translational success. Regen. Med. 2015; 10(1): 79-96. DOI: 10.2217/rme.14.72
Johnson AA, Naaldijk Y, Hohaus C, Meisel HJ, Krystel I, Stolzing A. Protective effects of alpha phenyl-tert-butyl nitrone and ascorbic acid in human adipose derived mesenchymal stem cells from differently aged donors. Aging (Albany NY). 2017; 9(2): 340-52. DOI: 10.18632/aging.101035
Kim I, Bang SI, Lee SK, Park SY, Kim M, Ha H. Clinical implication of allogenic implantation of adipogenic differentiated adipose-derived stem cells. Stem Cells Transl. Med. 2014; 3(11): 1312-1321. DOI: 10.5966/sctm.2014-0109
Kingham E, Oreffo RO. Embryonic and induced pluripotent stem cells: understanding, creating, and exploiting the nano-niche for regenerative medicine. ACS Nano. 2013; 7(3): 1867-1881. DOI: 10.1021/nn3037094
Klopp AH, Gupta A, Spaeth E, Andreeff M, Marini F. Concise review: dissecting a discrepancy in the literature: do mesenchymal stem cells support or suppress tumor growth? Stem Cells. 2011; 29(1): 11–19. DOI: 10.1002/stem.559
Liao HT, Chen CT. Osteogenic potential: comparison between bone marrow and adipose-derived mesenchymal stem cells. World J. Stem Cells. 2014; 6(3): 288-295. DOI: 10.4252/wjsc.v6.i3.288
Mazzola RF, Mazzola IC. History of fat grafting: from ram fat to stem cells. Clin. Plast. Surg. 2015; 42(2): 147-153. DOI: 10.1016/j.cps.2014.12.002
Minteer DM, Marra KG, Rubin JP. Adipose stem cells: biology, safety, regulation, and regenerative potential. Clin. Plast. Surg. 2015; 42(2): 169-179. DOI: 10.1016/j.cps.2014.12.007
Mizuno H, Tobita M, Uysal AC. Concise review: Adipose derived stem cells as a novel tool for future regenerative medicine. Stem Cells. 2012; 30(5): 804-810. DOI: 10.1002/stem.1076
Peterson JR, Eboda O, Agarwal S, Ranganathan K, Buchman SR, Lee M, et al. Targeting of ALK2, a receptor for bone morphogenetic proteins, using the Cre/lox System to enhance osseous regeneration by adipose-derived stem cells. Stem Cells Transl. Med. 2014; 3(11): 1375-1380. DOI: 10.5966/sctm.2014-0082
Platas J, Guillén MI, Pérez Del Caz, Gomar F, Castejón MA, Mirabet V, et al. Paracrine effects of human adipose-derived mesenchymal stem cells in inflammatory stress-induced senescence features of osteoarthritic chondrocytes. Aging (Albany NY) 2016; 8(8): 1703–1717. DOI: 10.18632/aging.101007
Prantl L, Muehlberg F, Navone NM, Song YH, Vykoukal J, Logothetis CJ, et al. Adipose tissue-derived stem cells promote prostate tumor growth. Prostate. 2010; 70(15): 1709–1715. DOI: 10.1002/pros.21206
Pu LL, Yoshimura K, Coleman SR. Fat grafting: current concept, clinical application, and regenerative potential, part 1. Clin Plast Surg. 2015; 42(2): ix-x. DOI: 10.1016/j.cps.2015.02.001
Rowan BG, Gimble JM, Sheng M, Anbalagan M, Jones RK, Frazier TP, et al. Human adipose tissue-derived stromal/stem cells promote migration and early metastasis of triple negative breast cancer xenografts. PLoS ONE. 2014; 9(2): e89595. DOI: 10.1371/journal.pone.0089595
Sanderson A. Experimental skin grafts and transplantation immunity: a recapitulation. J R Soc Med. 1980; 73(7): 534. PMCID: PMC1437711
Simonson OE, Domogatskaya A, Volchkov P, Robin S. The safety of human pluripotent stem cells in clinical treatment. Ann. Med. 2015; 47(5): 370-380. DOI: 10.3109/07853890.2015.1051579
Smyshlyaev IA, Gilfanov SI, Kopylov VA, Gilmutdinov RG, Pulin II, Korsakov IN, et al. Safety and effectiveness of intraarticular administration of adipose-derived stromal vascular fraction for treatment of knee articular cartilage degenerative damage: preliminary results of a clinical trial. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2017; 23(3): 17-31. Russian (Смышляев И.А., Гильфанов С.И., Копылов В.А., Гильмутдинов Р.Г., Пулин А.А., Корсаков И.Н. и др. Оценка безопасности и эффективности внутрисуставного введения стромально-васкулярной фракции жировой ткани для лечения гонартроза: промежуточные результаты клинического исследования // Травматология и ортопедия России. 2017. Т. 23, № 3. – С. 17-31. DOI 10.21823/2311-2905-2017-23-3-17-31)
Startseva OI, Melnikov DV, Zakharenko AS, Kirillova KA, Ivanov SI, Pishchikova ED, et al. Mesenchymal stem cells of adipose tissue: a modern view, relevance and prospects for application in plastic surgery. Research and practice in medicine. 2016; 3(3): 68-75. DOI: 10.17709 / 2409-2231-2016-3-3-7. Russian (Старцева О.И., Мельников Д.В., Захаренко А.С., Кириллова К.А., Иванов С.И., Пищикова Е.Д. и др. Мезенхимальные стволовые клетки жировой ткани: современный взгляд, актуальность и перспективы применения в пластической хирургии // Исследования и практика в медицине. 2016. Т.3, №3. С. 68-75. DOI: 10.17709/2409-2231-2016-3-3-7)
Stoltz JF, de Isla N, Li YP, Bensoussan D, Zhang L, Huselstein C, et al. Stem cells and regenerative medicine: myth or reality of the 21th century. Stem Cells Int. 2015; 734731: 19. DOI: 10.1155/2015/734731
Sundarraj S, Deshmukh A, Priya N, Krishnan VS, Cherat M, Majumdar AS. Development of a system and method for automated isolation of stromal vascular fraction from adipose tissue lipoaspirate. Stem Cells Int. 2015; 109353: 11. DOI: 10.1155/2015/109353
Ullah I, Subbarao RB, Rho GJ. Human mesenchymal stem cells - current trends and future prospective. Biosci. Rep. 2015; 35(2): e00191. DOI: 10.1042/BSR20150025
Uzbas F, May ID, Parisi AM, Kaya A, Perkins AD, Memili E. Molecular physiognomies and applications of adipose-derived stem cells. Stem Cell Rev. 2015; 11(2): 298-308. DOI: 10.1007/s12015-014-9578-0
Vapniarsky N, Arzi B, Hu JC, Nolta JA, Athanasiou K. Concise review: human dermis as an autologous source of stem cells for tissue engineering and regenerative medicine. Stem Cells Transl. Med. 2015; 4(10): 1187-1198. DOI: 10.5966/sctm.2015-0084
Watt FM, Hogan BL. Out of Eden: stem cells and their niches. Science. 2000; 287(5457): 1427-1430. DOI: 10.1126/science.287.5457.1427
Williams SK, Morris ME, Kosnik PE, Lye KD, Gentzkow GD, Ross CB, et al. Point-of-care adipose-derived stromal vascular fraction cell isolation and expanded polytetrafluoroethylene graft sodding. Tissue Eng Part C Methods. 2017; 23(8): 497-504. DOI: 10.1089/ten.TEC.2017.0105
Yu JM, Jun ES, Bae YC, Jung JS. Mesenchymal stem cells derived from human adipose tissues favor tumor cell growth in vivo. Stem Cells Dev. 2008; 17(3): 463–473. DOI: 10.1089/scd.2007.0181
Zavan B, Vindigni V, Gardin C, D'Avella D, Della Puppa A. Abatangelo G, et al. Neural potential of adipose stem cells. Discovery Med. 2010; 50: 37–43. DOI: 10.1179/174313209X385743
Zimmerlin L, Donnenberg AD, Rubin JP, Basse P, Landreneau RJ, Donnenberg VS. Regenerative therapy and cancer: in vitro and in vivo studies of the interaction between adipose-derived stem cells and breast cancer cells from clinical isolates. Tissue Eng. Part A. 2011; 17(1–2): 93–106. DOI: 10.1089/ten.TEA.2010.0248
Zuk PA, Zhu M, Mizuno H, Huang J, Futrell JW, Katz AJ, et al. Multilineage cells from human adipose tissue: implications for cell-based therapies. Tissue Eng. 2001; 7(2): 211-228. DOI: 10.1089/107632701300062859
Статистика просмотров
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
