Mezenchymové stromální multipotentní buňky v ortopedii: potenciace hojení kosti

Abstract

Cíl této práce byl vývoj inovativní léčebné metody kostních defektů. Lidské multipotentní mesenchymální stromální buňky (MSC) hrají ústřední roli v hojení kosti. Klinická použití MSC vyžadují velká množství buněk, která mohou být získána autologní expanzí MSC odebraných z kostní dřeně. Prvním krokem bylo použití standardního protokolu založeného na α-MEM mediu a fetálním telecím séru (FBS). Výsledkem experimentů, kde bylo FBS v kultivačním mediu nahrazováno lidským sérem (HS), bylo patentování nového MSC kultivačního postupu (EU 1999250, ČR 301 141). Jednostupňový kultivační protokol a medium bez xenogenních bílkovin jsou založeny na mediu schváleném ke klinickému použití pro hematopoetické buňky - CellGro®, HS, lidských rekombinantních růstových faktorech, dexametazonu, insulinu a kyselině askorbové. Preklinické experimenty in vitro i in vivo byly prováděny s MSC expandovanými oběma způsoby. Vláknité polylaktidové nosiče byly osazeny MSC, kultivovány, diferencovány a implantovány imunodeficientní myším (NOD/LtSz-Rag1-). Byla pozorována mineralizovaná tkáň podobná kosti obsahující cévy. MSC kultivované patentovanou metodou byly klasifikovány jako léčivý přípravek pro moderní terapii a musí splnit požadavky Evropské lékové agentury, aby mohly vstoupit do klinických studií. Nicméně užití těchto MSC se zdá...

The aim of the thesis was development of an innovative treatment of bone defects. Human multipotent mesenchymal stromal cells (MSC) play a crucial role in bone healing. Clinical applications of MSC require large amount of cells, which could be obtained by autologous expansion of MSC harvested from bone marrow. As a first step, the standard protocol of MSC expansion based on αMEM medium and fetal bovine serum (FBS) was used. Experiments replacing FBS by pooled human serum (HS) in the culture medium concluded in patenting of a new MSC cultivation protocol (EU 1999250, CR 301141). This one-step cultivation protocol and xenogeneic protein-free cultivation medium is based on CellGro® for Hematopoietic Cells' Medium, HS, human recombinant growth factors, dexamethasone, insulin and ascorbic acid. The preclinical in vitro and in vivo experiments with MSC from both expansion protocols were carried out. Fibrillar polylactic scaffolds were seeded with MSC, cultured, differentiated and implanted in immunodeficient mice (NOD/LtSz-Rag1-). Bone-like mineralized tissue containing vessels was observed. The MSC cultured according to patented method were classified as Advanced-therapy Medicinal Product and has to fulfil the European Medicines Agency regulations to enter the clinical trials. Nevertheless the use of MSC seems...