Kemik İliği, Wharton Jölesi ve İnsan Yağ Doku-Kaynaklı Mezenkimal Kök Hücrelerin İmmünsüpresif Özelliklerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi

SARIBOYACI, Ayla Eker; GÜNGÖRÜRLER, EDA; ERMAN, Gülay; ÇETİNALP DEMİRCAN, HAYRİYE PINAR; Karaoz, Erdal

Kemik İliği, Wharton Jölesi ve İnsan Yağ Doku-Kaynaklı Mezenkimal Kök Hücrelerin İmmünsüpresif Özelliklerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi

Erdal KARAÖZ, (Liv Hospital, Center for Regenerative Medicine and Stem Cell Research and Manufacturing, İstanbul, Turkey)

HAYRİYE PINAR ÇETİNALP DEMİRCAN, (Onkim Stem Cell Technologies Inc., İstanbul, Turkey)

Gülay ERMAN, (Liv Hospital, Center for Regenerative Medicine and Stem Cell Research and Manufacturing, İstanbul, Turkey)

Eda GÜNGÖRÜRLER, (Liv Hospital, Center for Regenerative Medicine and Stem Cell Research and Manufacturing, İstanbul, Turkey)

Ayla Eker SARIBOYACI (Eskişehir Osmangazi University Vocational Faculty of Health Services, Cellular Therapy and Stem Cell Production, Eskişehir, Turkey)

Turkish Journal of Hematology

5 0

Yıl: 2017 Cilt: 34 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 213 - 225 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Kemik İliği, Wharton Jölesi ve İnsan Yağ Doku-Kaynaklı Mezenkimal Kök Hücrelerin İmmünsüpresif Özelliklerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi

Öz:

Amaç: Mezenkimal kök hücreler (MKH), uyarılmış T hücreler üzerinde sahip oldukları bağışıklık baskılayıcı özellikleri nedeniyle günümüzde graft versus host hastalığının önlenmesi veya tedavisi amacıyla kullanılmaya başlanmıştır. Kemik iliği kaynaklı MKH'lerin yanında, farklı insan kaynaklı dokulardan elde edilen MKH'lerin de benzer özelliklere sahip olduğunu bildiren raporlar yayımlanmaya başlamıştır. Bu araştırmada, günümüzde yenileyici tıp amaçlı en çok çalışılan kaynaklar olan kemik iliği (Kİ), göbek bağı (GB) ve adipoz doku kaynaklı MKH'lerin, insan uyarılmış T hücreleri üzerine olası bağışık baskılayıcı (immünsüpressif) özelliklerini karşılaştırılmalı olarak incelenmesi amaçlandı. Gereç ve Yöntemler: Uygun yöntemler kullanılarak izole edilen insan Kİ, adipoz doku- ve GB- tohemagglutinin ile uyarılmış T hücreler hücre-hücre etkileşimi veya parakrin etkiyi gözlemlenebilecek ko-kültürler tasarlandı. Yirmi dört ve 96 saatlik ko-kültürlerin ardından, T hücre çoğalımının tespiti için karboksiflüoresein süksinimidil ester ve apoptoza yönelimi tespit için ise anneksin V/PI yöntemleri kullanıldı. Hem T hücreler hem de MKH'ler gen anlatım düzeylerini değerlendirebilmek için real-time polimeraz zincir reaksiyonu ve belirli protein seviyelerin tespiti için de ELİSA yöntemleriyle analiz edildiler. Bulgular: Bulgularımız, üç farklı kaynaktan elde ettiğimiz insan MKH'lerin içinde uyarılmış T-hücreler üzerinde hem doğrudan temas yoluyla hem de parakrin etki mekanizmalarıyla hücre çoğalımını baskılamada ve apoptoza yönlendirmede en etkili Kİ-MKH'ler olduğunu göstermiştir. Bu bulgular, transforme edici büyüme faktörü (TGF)-?, interlökin (IL)-6 , interferon (IF)-? , interlökin 2 ve tümör nekroz faktörü (TNF)-? proteinlerinin ölçümüyle de doğrulanmıştır. Bu bulgulara ek olarak GB-MKH ko-kültürlerinde IL17A'nın arttığını ve bu sistemde IL-17A üreten Treglerin graft versus host hastalığının tedavide rol aldığını gösterdik. Sonuç: Klinikte kullanılan Kİ-MKH'lerin en etkin bağışıklık baskılayıcı etki gösterdiğini çeşitli kaynaklardan elde ettiğimiz MKH'ler ile karşılaştırarak gösterdik. Ayrıca, GB-MKH'lerin allojenik kullanımlarda altında yatan moleküler mekanizmasını ilk biz göstermiş olduk. Çalışmalarımız sonucunda kullanımında bir etik kaygı içermeyen umut vaat edici kaynak olarak, GB'yi görüyoruz.

Anahtar Kelime:

Konular: Hücre ve Doku Mühendisliği Hematoloji Genetik ve Kalıtım Hücre Biyolojisi

Comparative Analyses of Immunosuppressive Characteristics of Bone-Marrow, Wharton's Jelly, and Adipose Tissue-Derived Human Mesenchymal Stem Cells

Öz:

Objective: Mesenchymal stem cells (MSCs), which possessimmunosuppressive characteristics on induced T-cells, were shownto be applicable in prevention and treatment of graft-versus-hostdisease. However, knowledge of effective cell sources is still limited.In this study, MSCs from different human tissues, i.e. bone marrow(BM), Wharton's jelly (WJ), and adipose tissue, were isolated, and theimmune suppression of stimulated T cells was analyzed comparatively.Materials and Methods: MSCs were co-cultured withphytohemagglutinin-induced T-cells with co-culture techniques withand without cell-to-cell contact. After co-culture for 24 and 96 h,the proliferation rate of T cells was estimated by carboxyfluoresceinsuccinimidyl ester and apoptosis by annexin V/PI methods. Both T cellsand MSCs were analyzed with respect to gene expressions by real-timepolymerase chain reaction and their specific protein levels by ELISA.Results: The results showed that all three MSC lines significantlysuppressed T-cell proliferation; BM-MSCs were most effective.Similarly, T-cell apoptosis was induced most strongly by BM-MSCs inindirect culture. In T cells, the genes in NFkB and tumor necrosis factorpathways were silenced and the caspase pathway was induced afterco-culture. These results were confirmed with the measurement ofprotein levels, like transforming growth factor ?1, IL-6, interferon-?,interleukin (IL)-2, and tumor necrosis factor-?. Additionally, IL-17Awas detected in high levels in WJ-MSC co-cultures. We showed thatIL-17A-producing Tregs are the key mediators in the treatment ofgraft-versus-host disease.Conclusion: BM-MSCs, which have been used in clinical applicationsfor a while, showed the greatest immunosuppressive effect comparedto other MSCs. However, a promising cell source could also be WJ,which is also effective in suppression with fewer ethical concerns.We described the molecular mechanism of WJ-MSCs in allogenictransplants for the first time.

Anahtar Kelime:

Konular: Hücre ve Doku Mühendisliği Hematoloji Genetik ve Kalıtım Hücre Biyolojisi

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Di Nicola M, Carlo-Stella C, Magni M, Milanesi M, Longoni PD, Matteucci P, Grisanti S, Gianni AM. Human bone marrow stromal cells suppress T-lymphocyte proliferation induced by cellular or nonspecific mitogenic stimuli. Blood 2002;99:3838-3843.
2. Inoue S, Popp FC, Koehl GE, Piso P, Schlitt HJ, Geissler EK, Dahlke MH. Immunomodulatory effects of mesenchymal stem cells in a rat organ transplant model. Transplantation 2006;81:1589-1595.
3. Bocelli-Tyndall C, Bracci L, Schaeren S, Feder-Mengus C, Barbero A, Tyndall A, Spagnoli GC. Human bone marrow mesenchymal stem cells and chondrocytes promote and/or suppress the in vitro proliferation of lymphocytes stimulated by interleukins 2, 7 and 15. Ann Rheum Dis 2009;68:1352-1359.
4. Yoo KH, Jang IK, Lee MW, Kim HE, Yang MS, Eom Y, Lee JE, Kim YJ, Yang SK, Jung HL, Sung KW, Kim CW, Koo HH. Comparison of immunomodulatory properties of mesenchymal stem cells derived from adult human tissues. Cell Immunol 2009;259:150-156.
5. Valencic E, Piscianz E, Andolina M, Ventura A, Tommasini A. The immunosuppressive effect of Wharton's jelly stromal cells depends on the timing of their licensing and on lymphocyte activation. Cytotherapy 2010;12:154-160.
6. Najar M, Rouas R, Raicevic G, Boufker HI, Lewalle P, Meuleman N, Bron D, Toungouz M, Martiat P, Lagneaux L. Mesenchymal stromal cells promote or suppress the proliferation of T lymphocytes from cord blood and peripheral blood: the importance of low cell ratio and role of interleukin-6. Cytotherapy 2009;11:570-583.
7. Cutler AJ, Limbani V, Girdlestone J, Navarrete CV. Umbilical cord-derived mesenchymal stromal cells modulate monocyte function to suppress T cell proliferation. J Immunol 2010;185:6617-6623.
8. Li C, Zhang W, Jiang X, Mao N. Human-placenta-derived mesenchymal stem cells inhibit proliferation and function of allogeneic immune cells. Cell Tissue Res 2007;330:437-446.
9. De Coppi P, Bartsch G Jr, Siddiqui MM, Xu T, Santos CC, Perin L, Mostoslavsky G, Serre AC, Snyder EY, Yoo JJ, Furth ME, Soker S, Atala A. Isolation of amniotic stem cell lines with potential for therapy. Nat Biotechnol 2007;25:100-106.
10. Pierdomenico L, Bonsi L, Calvitti M, Rondelli D, Arpinati M, Chirumbolo G, Becchetti E, Marchionni C, Alviano F, Fossati V, Staffolani N, Franchina M, Grossi A, Bagnara GP. Multipotent mesenchymal stem cells with immunosuppressive activity can be easily isolated from dental pulp. Transplantation 2005;80:836-842.
11. Demircan PC, Sariboyaci AE, Unal ZS, Gacar G, Subasi C, Karaoz E. Immunoregulatory effects of human dental pulp-derived stem cells on T cells: comparison of transwell co-culture and mixed lymphocyte reaction. Cytotherapy 2011;13:1205-1220.
12. Dokic J, Tomic S, Cerovic S, Todorovic V, Rudolf R, Colic M. Characterization and immunosuppressive properties of mesenchymal stem cells from periapical lesions. J Clin Periodontol 2012;39:807-816.
13. Makino Y, Yamaza H, Akiyama K, Ma L, Hoshino Y, Nonaka K, Terada Y, Kukita T, Shi S, Yamaza T. Immune therapeutic potential of stem cells from human supernumerary teeth. J Dent Res 2013;92:609-615.
14. Wada N, Menicanin D, Shi S, Bartold PM, Gronthos S. Immunomodulatory properties of human periodontal ligament stem cells. J Cell Physiol 2009;219:667-676.
15. Svobodova E, Krulova M, Zajicova A, Pokorna K, Prochazkova J, Trosan P, Holan V. The role of mouse mesenchymal stem cells in differentiation of naive T-cells into anti-inflammatory regulatory T-cell or proinflammatory helper T-cell 17 population. Stem Cells Dev 2011;21:901-910.
16. Bifari F, Lisi V, Mimiola E, Pasini A, Krampera M. Immune modulation by mesenchymal stem cells. Transfus Med Hemother 2008;35:194-204.
17. Hegde S, Pahne J, Smola-Hess S. Novel immunosuppressive properties of interleukin-6 in dendritic cells: inhibition of NF-?B binding activity and CCR7 expression. FASEB J 2004;18:1439-1441.
18. Prasanna SJ, Gopalakrishnan D, Shankar SR, Vasandan AB. Pro-inflammatory cytokines, IFNnes, IFNy cytokines, IFNcytokines, IFN, IFNnes, IFNNIFN of NF-?B binding activimesenchymal stem cells differentially. PLoS One 2010;5:e9016.
19. Farber JM. Mig and IP-10: CXC chemokines that target lymphocytes. J Leukoc Biol 1997;61:246-257.
20. Loetscher M, Gerber B, Loetscher P, Jones SA, Piali L, Clark-Lewis I, Baggiolini M, Moser B. Chemokine receptor specific for IP10 and mig: structure, function, and expression in activated T-lymphocytes. J Exp Med 1996;184:963-969.
21. Yang H, Robinson PN, Wang K. Phenolyzer: phenotype-based prioritization of candidate genes for human diseases. Nat Methods 2015;12:841-843.
22. Cunnusamy K, Chen PW, Niederkorn JY. IL-17A-dependent CD4+CD25+ regulatory T cells promote immune privilege of corneal allografts. J Immunol 2011;186:6737-6745.

APA	Karaoz E, ÇETİNALP DEMİRCAN H, ERMAN G, GÜNGÖRÜRLER E, SARIBOYACI A (2017). Kemik İliği, Wharton Jölesi ve İnsan Yağ Doku-Kaynaklı Mezenkimal Kök Hücrelerin İmmünsüpresif Özelliklerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi. , 213 - 225.
Chicago	Karaoz Erdal,ÇETİNALP DEMİRCAN HAYRİYE PINAR,ERMAN Gülay,GÜNGÖRÜRLER EDA,SARIBOYACI Ayla Eker Kemik İliği, Wharton Jölesi ve İnsan Yağ Doku-Kaynaklı Mezenkimal Kök Hücrelerin İmmünsüpresif Özelliklerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi. (2017): 213 - 225.
MLA	Karaoz Erdal,ÇETİNALP DEMİRCAN HAYRİYE PINAR,ERMAN Gülay,GÜNGÖRÜRLER EDA,SARIBOYACI Ayla Eker Kemik İliği, Wharton Jölesi ve İnsan Yağ Doku-Kaynaklı Mezenkimal Kök Hücrelerin İmmünsüpresif Özelliklerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi. , 2017, ss.213 - 225.
AMA	Karaoz E,ÇETİNALP DEMİRCAN H,ERMAN G,GÜNGÖRÜRLER E,SARIBOYACI A Kemik İliği, Wharton Jölesi ve İnsan Yağ Doku-Kaynaklı Mezenkimal Kök Hücrelerin İmmünsüpresif Özelliklerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi. . 2017; 213 - 225.
Vancouver	Karaoz E,ÇETİNALP DEMİRCAN H,ERMAN G,GÜNGÖRÜRLER E,SARIBOYACI A Kemik İliği, Wharton Jölesi ve İnsan Yağ Doku-Kaynaklı Mezenkimal Kök Hücrelerin İmmünsüpresif Özelliklerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi. . 2017; 213 - 225.
IEEE	Karaoz E,ÇETİNALP DEMİRCAN H,ERMAN G,GÜNGÖRÜRLER E,SARIBOYACI A "Kemik İliği, Wharton Jölesi ve İnsan Yağ Doku-Kaynaklı Mezenkimal Kök Hücrelerin İmmünsüpresif Özelliklerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi." , ss.213 - 225, 2017.
ISNAD	Karaoz, Erdal vd. "Kemik İliği, Wharton Jölesi ve İnsan Yağ Doku-Kaynaklı Mezenkimal Kök Hücrelerin İmmünsüpresif Özelliklerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi". (2017), 213-225.

APA	Karaoz E, ÇETİNALP DEMİRCAN H, ERMAN G, GÜNGÖRÜRLER E, SARIBOYACI A (2017). Kemik İliği, Wharton Jölesi ve İnsan Yağ Doku-Kaynaklı Mezenkimal Kök Hücrelerin İmmünsüpresif Özelliklerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi. Turkish Journal of Hematology, 34(3), 213 - 225.
Chicago	Karaoz Erdal,ÇETİNALP DEMİRCAN HAYRİYE PINAR,ERMAN Gülay,GÜNGÖRÜRLER EDA,SARIBOYACI Ayla Eker Kemik İliği, Wharton Jölesi ve İnsan Yağ Doku-Kaynaklı Mezenkimal Kök Hücrelerin İmmünsüpresif Özelliklerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi. Turkish Journal of Hematology 34, no.3 (2017): 213 - 225.
MLA	Karaoz Erdal,ÇETİNALP DEMİRCAN HAYRİYE PINAR,ERMAN Gülay,GÜNGÖRÜRLER EDA,SARIBOYACI Ayla Eker Kemik İliği, Wharton Jölesi ve İnsan Yağ Doku-Kaynaklı Mezenkimal Kök Hücrelerin İmmünsüpresif Özelliklerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi. Turkish Journal of Hematology, vol.34, no.3, 2017, ss.213 - 225.
AMA	Karaoz E,ÇETİNALP DEMİRCAN H,ERMAN G,GÜNGÖRÜRLER E,SARIBOYACI A Kemik İliği, Wharton Jölesi ve İnsan Yağ Doku-Kaynaklı Mezenkimal Kök Hücrelerin İmmünsüpresif Özelliklerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi. Turkish Journal of Hematology. 2017; 34(3): 213 - 225.
Vancouver	Karaoz E,ÇETİNALP DEMİRCAN H,ERMAN G,GÜNGÖRÜRLER E,SARIBOYACI A Kemik İliği, Wharton Jölesi ve İnsan Yağ Doku-Kaynaklı Mezenkimal Kök Hücrelerin İmmünsüpresif Özelliklerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi. Turkish Journal of Hematology. 2017; 34(3): 213 - 225.
IEEE	Karaoz E,ÇETİNALP DEMİRCAN H,ERMAN G,GÜNGÖRÜRLER E,SARIBOYACI A "Kemik İliği, Wharton Jölesi ve İnsan Yağ Doku-Kaynaklı Mezenkimal Kök Hücrelerin İmmünsüpresif Özelliklerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi." Turkish Journal of Hematology, 34, ss.213 - 225, 2017.
ISNAD	Karaoz, Erdal vd. "Kemik İliği, Wharton Jölesi ve İnsan Yağ Doku-Kaynaklı Mezenkimal Kök Hücrelerin İmmünsüpresif Özelliklerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi". Turkish Journal of Hematology 34/3 (2017), 213-225.