Evaluation of surface markers expression in Wharton's Jelly mesenchymal stem cells

Galareta Whartona jest tkanką łączną stanowiącą zrąb sznura pępowinowego. Zbudowana jest m.in z komórek zwanych „miofibroblastami”. Są to komórki zdolne do różnicowania w chondrocyty, adipocyty, osteocyty jak również w kardiomiocyty. Badane komórki macierzyste izolowane z Galarety Whartona (ang. Wharton Jelly Mesenchymal Stem Cells- WJMSCs) spełniają kryteria klasyfikujące je do grupy mezenchymalnych komórek macierzystych (ang. Mesenchymal Stem Cells- MSCs) zaproponowane w 2006 roku przez Międzynarodowe Towarzystwo Terapii Komórkowej. Komórki WJMSCs wykazują ekspresję markerów mezenchymalnych takich jak CD90, CD105 i CD73, a także receptorów adhezyjnych- integryna β1 (CD29) i receptorów dla kwasu hialuronowego- CD44. Komórki te są negatywne pod względem markerów hematopoetycznych- CD45, cząsteczek głównego układu zgodności tkankowej MHC klasy II (HLA- DR) oraz antygenu CD3. WJMSCs to populacją komórek o wysokim potencjale proliferacyjnym, nieimmunogenna i wyjątkowo stabilna w warunkach laboratoryjnych. Wcześniejsze badania dowiodły, że komórki WJMSCs wykazują niektóre cechy charakterystyczne dla embrionalnych komórek macierzystych. W porównaniu z dorosłymi mezenchymalnymi komórkami macierzystymi, WJMSCs odznaczają się wyższym poziomem ekspresji markerów pluripotencji takich jak NANOG, OCT-3/4 i SOX2. Powyższe cechy pozwalają uznać Galaretę Whartona za nowe, bezpieczne źródło komórek MSCs w celu potencjalnego wykorzystania ich w medycynie regeneracyjnej.Celem niniejszej pracy była ocena ekspresji markerów powierzchniowych na komórkach WJMSCs w zależności od zastosowanego medium hodowlanego oraz wybranych warunków tlenowych. Porównywano morfologię, tempo proliferacji, poziom ekspresji wybranych markerów powierzchniowych (cytometria przepływowa) oraz genów pluripotencji (Real-Time PCR) komórek hodowanych w różnych typach mediów. W pracy badano również wpływ różnych warunków tlenowych, normoksji i hipoksji na hodowle WJMSCs. Podsumowując, w niniejszej pracy wykazano wpływ warunków hodowli na cechy komórek WJMSCs. Uzyskane wyniki wskazują, że komórki hodowane w warunkach normoksji i hipoksji wykazują odmienny immunofenotyp, różnice zaobserwowano również na poziomie ekspresji badanych genów pluripotencji.

Wharton’s Jelly (WJ) is a gelatinous connective tissue within the umbilical cord. It is composed of myofibroblast-like stromal cells. They are multipotent stromal cells that are able to differentiate into cells of chondrogenic, adipogenic and osteogenic lineages as well as into cardiomyocytes. Human umbilical cord Wharton Jelly-derived mesenchymal stem cells (WJMSCs) show the minimal criteria outlined for MSC by the International Society for Cellular Therapy in 2006. WJMSCs are characterized by their capacity of self-renewal, adherence to plastic and expression of specific surface antigens. WJMSCs express mesenchymal markers such as CD90, CD105, and CD73; adhesion receptors - integrin β1 (CD29) and hyaluronan receptor - CD44. Furthermore, WJMSCs are negative for hematopoietic antigens- CD45; MHC class II (HLA-DR) and CD3. WJMSCs are, immunosuppressive, proliferative and stable under culture conditions. Gene expression profiling studies have revealed that WJ-MSCs share molecular signature similar to that of embryonic stem cells (ESCs). In comparison to adult MSCs, a higher expression of the pluripotency markers like NANOG, OCT- 3/4 and SOX- 2 was observed in cultured WJMSCs, therefore Wharton’s Jelly is considered as new potential source of MSCs for future safe applications in regenerative medicine. The main goal of this study was to assess the expression of surface markers (flow cytometry) on WJMSCs cultured in different composition of media and oxygen concentration. We have also estimated proliferation rate and pluripotency genes expression (Real-Time PCR) of the cells. We have examined the influence of normoxic and hypoxic conditions on the WJMSC culture. A significant differences in morphology of investigated cells depending on the culture medium have been observed. The present data indicate that the WJMSCs collected from normoxic and hypoxic conditions show different immunophenotype and different pluripotency genes expression. Summarizing, in this study we present the impact of culture conditions on WJMSCs characteristics.