Diferenciación epitelial in vitro de células mesenquimales troncales humanas (hCMTs) de tejido adiposo (TA) y médula ósea (MO): caracterización celular y estudio de expresión de HLA I y II

Abstract

Introducción: Las células troncales mesenquimales derivadas de tejido adiposo o médula ósea constituyen uno de los tratamientos de terapia celular más utilizados en los ensayos clínicos actuales por su capacidad inmunomoduladora. Además, por su potencial de diferenciación a células epiteliales pueden ser utilizadas en ingeniería tisular incorporadas a tejidos artificiales como la piel o córnea, sustituyendo a las células epiteliales autólogas de estos tejidos. Es necesario realizar una correcta caracterización de estas células diferenciadas y estudiar el efecto de la diferenciación en la expresión del HLA de clase I y II. Objetivos: Caracterizar y realizar los controles de calidad GMP en dos líneas de células mesenquimales troncales humanas de distintos orígenes (tejido adiposo y médula ósea) tras diferenciarlas a células epiteliales in vitro, y analizar si se modifica la expresión de los marcadores HLA I y II antes y después del proceso diferenciador. Metodología: Se ha realizado el aislamiento y expansión de las dos líneas celulares de células mesenquimales troncales a partir del tejido fuente y se ha procedido a su diferenciación in vitro a células epiteliales mediante medios de cultivos suplementados con factores de crecimiento específico. Se han realizado controles de calidad siguiendo los requerimientos de las normas de correcta fabricación y se ha estudiado por citometría de flujo la expresión de HLA tipo I y II antes y después del proceso diferenciador. Finalmente se ha comprobado mediante estudio histológico e inmunohistoquímico las características de las células diferenciadas. Resultados: Se han aislado dos líneas de células mesenquimales troncales de tejido adiposo y médula ósea que cumplen los controles de calidad propuestos. Tras el proceso diferenciador in vitro, las células mesenquimales troncales humanas no expresan marcadores HLA (I y II) importantes en la respuesta inmune, pero sí expresan débilmente proteínas relacionadas con los principales estratos epiteliales (CK5, CK6 y CK14). Conclusión: La ausencia de expresión de marcadores de HLA I y II por citometría de flujo en las células diferenciadas favorecería su uso con carácter alogénico en la construcción de piel y córneas humanas por ingeniería de tejidos, sin embargo, son necesarios más estudios que confirmen estos resultados preliminares y protocolos que optimicen el proceso diferenciador in vitro de las células mesenquimales troncales.

Background: Human mesenchymal stem cells derived from adipose tissue and bone marrow are one of the most common cell therapy procedures used in recent clinical trials due to their immunomodulation capacity. Furthermore, for their epithelial differentiation potential can be used in tissue engineering, incorporated in artificial tissues such as skin and cornea, replacing autologous epithelial cells. It is necessary to make a correct cellular characterization of differentiated cells and to study the effect in HLA I and II expression. Objetives: Characterization and quality controls under GMP conditions of in vitro differentiated human mesenchymal stem cells from different sources (adipose tissue and bone marrow) to epithelial lineage, and study of HLA I and II expression before and after differentiation. Methods: Isolation and expansion of two human mesenchymal stem cells lines from their tissues of origin and in vitro differentiation to epithelial cells using culture mediums supplemented with specific growth factors. Quality controls according Good Manufacturing Practices have been made and HLA I and II expression before and after differentiation have been studied. Finally, characteristics of differentiated cells have been demonstrated by histological and immunohistochemical analysis. Results: Two human mesenchymal stem cells lines from adipose tissue and bone marrow have been isolated complying with the proposed quality controls. After in vitro differentiation, human mesenchymal stem cells do not express HLA (I and II) markers, which are important in immune response, but weakly express proteins related to main epithelial layers of human skin (CK5, CK6 and CK14). Conclusion: The absence of expression of HLA I and II by flow cytometry in differentiated cells would promote the use of them with allogenic character to construct human skin and cornea by tissue engineering, however, more studies and protocols are required to confirm these preliminary results and to optimize in vitro differentiation of human mesenchymal stem cells.