Transplantation of mononuclear cells from human umbilical cord blood promotes functional recovery after traumatic spinal cord injury in Wistar rats

Cell transplantation is a promising experimental treatment for spinal cord injury. The aim of the present study was to evaluate the efficacy of mononuclear cells from human umbilical cord blood in promoting functional recovery when transplanted after a contusion spinal cord injury. Female Wistar rats (12 weeks old) were submitted to spinal injury with a MASCIS impactor and divided into 4 groups: control, surgical control, spinal cord injury, and one cell-treated lesion group. Mononuclear cells from umbilical cord blood of human male neonates were transplanted in two experiments: a) 1 h after surgery, into the injury site at a concentration of 5 x 10(6) cells diluted in 10 µL 0.9% NaCl (N = 8-10 per group); b) into the cisterna magna, 9 days after lesion at a concentration of 5 x 10(6) cells diluted in 150 µL 0.9% NaCl (N = 12-14 per group). The transplanted animals were immunosuppressed with cyclosporin-A (10 mg/kg per day). The BBB scale was used to evaluate motor behavior and the injury site was analyzed with immunofluorescent markers to label human transplanted cells, oligodendrocytes, neurons, and astrocytes. Spinal cord injury rats had 25% loss of cord tissue and cell treatment did not affect lesion extension. Transplanted cells survived in the injured area for 6 weeks after the procedure and both transplanted groups showed better motor recovery than the untreated ones (P < 0.05). The transplantation of mononuclear cells from human umbilical cord blood promoted functional recovery with no evidence of cell differentiation.

Transplantation and survival of mouse inner ear progenitor/stem cells in the organ of Corti after cochleostomy of hearing-impaired guinea pigs: preliminary results

In mammals, damage to sensory receptor cells (hair cells) of the inner ear results in permanent sensorineural hearing loss. Here, we investigated whether postnatal mouse inner ear progenitor/stem cells (mIESCs) are viable after transplantation into the basal turns of neomycin-injured guinea pig cochleas. We also examined the effects of mIESC transplantation on auditory functions. Eight adult female Cavia porcellus guinea pigs (250-350g) were deafened by intratympanic neomycin delivery. After 7 days, the animals were randomly divided in two groups. The study group (n=4) received transplantation of LacZ-positive mIESCs in culture medium into the scala tympani. The control group (n=4) received culture medium only. At 2 weeks after transplantation, functional analyses were performed by auditory brainstem response measurement, and the animals were sacrificed. The presence of mIESCs was evaluated by immunohistochemistry of sections of the cochlea from the study group. Non-parametric tests were used for statistical analysis of the data. Intratympanic neomycin delivery damaged hair cells and increased auditory thresholds prior to cell transplantation. There were no significant differences between auditory brainstem thresholds before and after transplantation in individual guinea pigs. Some mIESCs were observed in all scalae of the basal turns of the injured cochleas, and a proportion of these cells expressed the hair cell marker myosin VIIa. Some transplanted mIESCs engrafted in the cochlear basilar membrane. Our study demonstrates that transplanted cells survived and engrafted in the organ of Corti after cochleostomy.

Impact d’une mutation ponctuelle stratégique de la protéine HOXB4 sur son pouvoir de régulation, de prolifération et de différenciation des CSH et des progéniteurs murins

L’expansion des cellules souches hématopoïétiques ex vivo représente une option des plus intéressante afin d’améliorer les greffes de moelle osseuse. Le facteur de transcription HOXB4 semble être le candidat ayant le plus de potentiel jusqu’à présent. Cependant, la très courte demi-vie de la protéine représente un obstacle majeur dans l’élaboration de protocoles cliniques. Par contre, la substitution d’un acide aminé (3 mutations individuelles) dans la partie N-terminale de la protéine augmente de près de 3 fois la stabilité intracellulaire de HOXB4. Nous avons comparé l’activité biologique de ces mutants à celle de HOXB4 natif (« wt ») dans des essais in vitro et in vivo. Nous avons démontré que la surexpression de HOXB4 muté par infection des cellules souches hématopoïétiques n’affectait pas leur pouvoir de reconstitution hématopoïétique à long terme dans des souris transplantées. Par ailleurs, nous avons noté que dans les essais de reconstitution hématopoïétique en compétition et en non compétition, les cellules surexprimant les protéines mutées ont une expansion supérieure in vitro et reconstituent le sang et la rate avec une répartition de cellules lymphoïdes et myéloïdes plus près de souris non-transplantées comparativement aux cellules exprimant HOXB4 « wt ». De plus, les cellules surexprimant la protéine HOXB4 mutée apparaissent beaucoup plus rapidement et en plus grande proportion dans le sang comparativement aux cellules surexprimant la forme native. Une des protéines HOXB4 mutées (1426) ne permet pas l’expansion des progéniteurs myéloïdes immatures (CMP) contrairement à la protéine « wt ». Et finalement, par les études de modulation intracellulaire protéique, nous avons démontré que les comportements des protéines HOXB4 « wt » et mutées envers les cellules souches hématopoïétiques et progéniteurs n’étaient pas complètement dus à un effet de concentration protéique.

Régulation moléculaire de la barrière hémo-encéphalique

La Sclérose en plaques (SEP) est une maladie auto-immune inflammatoire démyélinisante du système nerveux central (SNC), lors de laquelle des cellules inflammatoires du sang périphérique infiltrent le SNC pour y causer des dommages cellulaires. Dans ces réactions neuroinflammatoires, les cellules immunitaires traversent le système vasculaire du SNC, la barrière hémo-encéphalique (BHE), pour avoir accès au SNC et s’y accumuler. La BHE est donc la première entité que rencontrent les cellules inflammatoires du sang lors de leur migration au cerveau. Ceci lui confère un potentiel thérapeutique important pour influencer l’infiltration de cellules du sang vers le cerveau, et ainsi limiter les réactions neuroinflammatoires. En effet, les interactions entre les cellules immunitaires et les parois vasculaires sont encore mal comprises, car elles sont nombreuses et complexes. Différents mécanismes pouvant influencer la perméabilité de la BHE aux cellules immunitaires ont été décrits, et représentent aujourd’hui des cibles potentielles pour le contrôle des réactions neuro-immunes. Cette thèse a pour objectif de décrire de nouveaux mécanismes moléculaires opérant au niveau de la BHE qui interviennent dans les réactions neuroinflammatoires et qui ont un potentiel thérapeutique pour influencer les interactions neuro-immunologiques. Ce travail de doctorat est séparé en trois sections. La première section décrit la caractérisation du rôle de l’angiotensine II dans la régulation de la perméabilité de la BHE. La seconde section identifie et caractérise la fonction d’une nouvelle molécule d’adhérence de la BHE, ALCAM, dans la transmigration de cellules inflammatoires du sang vers le SNC. La troisième section traite des propriétés sécrétoires de la BHE et du rôle de la chimiokine MCP-1 dans les interactions entre la BHE et les cellules souches. Dans un premier temps, nous démontrons l’importance de l’angiotensinogène (AGT) dans la régulation de la perméabilité de la BHE. L’AGT est sécrété par les astrocytes et métabolisé en angiotensine II pour pouvoir agir au niveau des CE de la BHE à travers le récepteur à l’angiotensine II, AT1 et AT2. Au niveau de la BHE, l’angiotensine II entraîne la phosphorylation et l’enrichissement de l’occludine au sein de radeaux lipidiques, un phénomène associé à l’augmentation de l’étanchéité de la BHE. De plus, dans les lésions de SEP, on retrouve une diminution de l’expression de l’AGT et de l’occludine. Ceci est relié à nos observations in vitro, qui démontrent que des cytokines pro-inflammatoires limitent la sécrétion de l’AGT. Cette étude élucide un nouveau mécanisme par lequel les astrocytes influencent et augmentent l’étanchéité de la BHE, et implique une dysfonction de ce mécanisme dans les lésions de la SEP où s’accumulent les cellules inflammatoires. Dans un deuxième temps, les techniques établies dans la première section ont été utilisées afin d’identifier les protéines de la BHE qui s’accumulent dans les radeaux lipidiques. En utilisant une technique de protéomique nous avons identifié ALCAM (Activated Leukocyte Cell Adhesion Molecule) comme une protéine membranaire exprimée par les CE de la BHE. ALCAM se comporte comme une molécule d’adhérence typique. En effet, ALCAM permet la liaison entre les cellules du sang et la paroi vasculaire, via des interactions homotypiques (ALCAM-ALCAM pour les monocytes) ou hétérotypiques (ALCAM-CD6 pour les lymphocytes). Les cytokines inflammatoires augmentent le niveau d’expression d’ALCAM par la BHE, ce qui permet un recrutement local de cellules inflammatoires. Enfin, l’inhibition des interactions ALCAM-ALCAM et ALCAM-CD6 limite la transmigration des cellules inflammatoires (monocytes et cellules T CD4+) à travers la BHE in vitro et in vivo dans un modèle murin de la SEP. Cette deuxième partie identifie ALCAM comme une cible potentielle pour influencer la transmigration de cellules inflammatoires vers le cerveau. Dans un troisième temps, nous avons pu démontrer l’importance des propriétés sécrétoires spécifiques à la BHE dans les interactions avec les cellules souches neurales (CSN). Les CSN représentent un potentiel thérapeutique unique pour les maladies du SNC dans lesquelles la régénération cellulaire est limitée, comme dans la SEP. Des facteurs qui limitent l’utilisation thérapeutique des CSN sont le mode d’administration et leur maturation en cellules neurales ou gliales. Bien que la route d’administration préférée pour les CSN soit la voie intrathécale, l’injection intraveineuse représente la voie d’administration la plus facile et la moins invasive. Dans ce contexte, il est important de comprendre les interactions possibles entre les cellules souches et la paroi vasculaire du SNC qui sera responsable de leur recrutement dans le parenchyme cérébral. En collaborant avec des chercheurs de la Belgique spécialisés en CSN, nos travaux nous ont permis de confirmer, in vitro, que les cellules souches neurales humaines migrent à travers les CE humaines de la BHE avant d’entamer leur différenciation en cellules du SNC. Suite à la migration à travers les cellules de la BHE les CSN se différencient spontanément en neurones, en astrocytes et en oligodendrocytes. Ces effets sont notés préférentiellement avec les cellules de la BHE par rapport aux CE non cérébrales. Ces propriétés spécifiques aux cellules de la BHE dépendent de la chimiokine MCP-1/CCL2 sécrétée par ces dernières. Ainsi, cette dernière partie suggère que la BHE n’est pas un obstacle à la migration de CSN vers le SNC. De plus, la chimiokine MCP-1 est identifiée comme un facteur sécrété par la BHE qui permet l’accumulation et la différentiation préférentielle de cellules souches neurales dans l’espace sous-endothélial. Ces trois études démontrent l’importance de la BHE dans la migration des cellules inflammatoires et des CSN vers le SNC et indiquent que de multiples mécanismes moléculaires contribuent au dérèglement de l’homéostasie du SNC dans les réactions neuro-immunes. En utilisant des modèles in vitro, in situ et in vivo, nous avons identifié trois nouveaux mécanismes qui permettent d’influencer les interactions entre les cellules du sang et la BHE. L’identification de ces mécanismes permet non seulement une meilleure compréhension de la pathophysiologie des réactions neuroinflammatoires du SNC et des maladies qui y sont associées, mais suggère également des cibles thérapeutiques potentielles pour influencer l’infiltration des cellules du sang vers le cerveau

Expansion des mégacaryocytes par HoxB4 pour accélérer la reconstitution plaquettaire

La greffe de cellules souches hématopoïétiques est parfois le seul traitement efficace contre les cancers hématologiques ainsi que plusieurs autres désordres reliés au système hématopoïétique. La greffe autologue est souvent le traitement de choix pour les patients atteints de lymphome ou de myélome. Dans ce cas, les cellules souches hématopoïétiques (CSH) du patient sont récoltées et congelées. Le patient subit ensuite des traitements de chimiothérapie et/ou radiothérapie qui éliminent les cellules malignes, mais détruisent aussi son système hématopoïétique. Ce dernier sera ensuite reconstitué par la greffe de CSH. Ces traitements ont pour conséquence de plonger le patient en état d’aplasie pour une période variant de 2 à 4 semaines. La thrombocytopénie (faible taux de plaquettes) est une complication majeure nécessitant des transfusions plaquettaires répétées et associée à une augmentation de la mortalité hémorragique post-transplantation. Il serait particulièrement intéressant de développer une thérapie accélérant la reconstitution des mégacaryocytes (MK), ce qui aurait pour effet de raccourcir la période de thrombopénie et donc de diminuer les besoins transfusionnels en plaquettes et potentiellement augmenter la survie. HOXB4 est un facteur de transcription qui a déjà démontré sa capacité à expandre les CSH et les progéniteurs multipotents (CFU-GEMM) donnant naissance aux MK. Il est donc un bon candidat pour l’expansion des progéniteurs MK. Comme la protéine HoxB4 a par contre une courte demi-vie (~1.1h), des protéines HoxB4 de deuxième génération avec une plus grande stabilité intracellulaire ont été créées (1423 (HoxB4L7A), 1426 (HoxB4Y23A) et 1427 (HoxB4Y28A)). Nous avons donc étudié la capacité d’HoxB4 sauvage et de deuxième génération à expandre les CSH, ainsi que les MK donnant naissance aux plaquettes. La surexpression rétrovirale de ces protéines HoxB4Y23A et HoxB4Y28A conduit à une expansion des progéniteurs MK murins in vitro supérieure à HoxB4-wt, 1423 et au contrôle GFP. La reconstitution plaquettaire in vivo dans un modèle murin a ensuite été évaluée par des transplantations primaires et secondaires. Les résultats révèlent que la surexpression rétrovirale des différents HoxB4 n’apporte pas de bénéfice significatif à la reconstitution plaquettaire des souris. Lorsque cultivées dans un milieu favorisant la différenciation mégacaryocytaire, le traitement de cellules CD34+ dérivées du sang de cordon ombilical avec les protéines recombinantes TATHoxB4WT ou de seconde génération n’a pas augmenté la production plaquettaire. Par contre, de manière intéressante, les cellules CD34+ provenant de sang mobilisé de patients atteints de myélome et mises en culture dans un milieu favorisant l’expansion des CSH ont montré des différences significatives dans la différenciation des progéniteurs MK en présence de la protéine recombinante TATHoxB4. La protéine HOXB4 possède donc un avenir prometteur quant à une amélioration de l’état thrombocytopénique chez les patients.

Alternative generation of CNS neural stem cells and PNS derivatives from neural crest-derived peripheral stem cells

Neural crest-derived stem cells (NCSCs) from the embryonic peripheral nervous system (PNS) can be reprogrammed in neurosphere (NS) culture to rNCSCs that produce central nervous system (CNS) progeny, including myelinating oligodendrocytes. Using global gene expression analysis we now demonstrate that rNCSCs completely lose their previous PNS characteristics and acquire the identity of neural stem cells derived from embryonic spinal cord. Reprogramming proceeds rapidly and results in a homogenous population of Olig2-, Sox3-, and Lex-positive CNS stem cells. Low-level expression of pluripotency inducing genes Oct4, Nanog, and Klf4 argues against a transient pluripotent state during reprogramming. The acquisition of CNS properties is prevented in the presence of BMP4 (BMP NCSCs) as shown by marker gene expression and the potential to produce PNS neurons and glia. In addition, genes characteristic for mesenchymal and perivascular progenitors are expressed, which suggests that BMP NCSCs are directed toward a pericyte progenitor/mesenchymal stem cell (MSC) fate. Adult NCSCs from mouse palate, an easily accessible source of adult NCSCs, display strikingly similar properties. They do not generate cells with CNS characteristics but lose the neural crest markers Sox10 and p75 and produce MSC-like cells. These findings show that embryonic NCSCs acquire a full CNS identity in NS culture. In contrast, MSC-like cells are generated from BMP NCSCs and pNCSCs, which reveals that postmigratory NCSCs are a source for MSC-like cells up to the adult stage.

Intrastriatal transplantation of adult human neural crest-derived stem cells improves functional outcome in parkinsonian rats

Parkinson's disease (PD) is considered the second most frequent and one of the most severe neurodegenerative diseases, with dysfunctions of the motor system and with nonmotor symptoms such as depression and dementia. Compensation for the progressive loss of dopaminergic (DA) neurons during PD using current pharmacological treatment strategies is limited and remains challenging. Pluripotent stem cell-based regenerative medicine may offer a promising therapeutic alternative, although the medical application of human embryonic tissue and pluripotent stem cells is still a matter of ethical and practical debate. Addressing these challenges, the present study investigated the potential of adult human neural crest-derived stem cells derived from the inferior turbinate (ITSCs) transplanted into a parkinsonian rat model. Emphasizing their capability to give rise to nervous tissue, ITSCs isolated from the adult human nose efficiently differentiated into functional mature neurons in vitro. Additional successful dopaminergic differentiation of ITSCs was subsequently followed by their transplantation into a unilaterally lesioned 6-hydroxydopamine rat PD model. Transplantation of predifferentiated or undifferentiated ITSCs led to robust restoration of rotational behavior, accompanied by significant recovery of DA neurons within the substantia nigra. ITSCs were further shown to migrate extensively in loose streams primarily toward the posterior direction as far as to the midbrain region, at which point they were able to differentiate into DA neurons within the locus ceruleus. We demonstrate, for the first time, that adult human ITSCs are capable of functionally recovering a PD rat model.

Establishment of a Brazilian Line of Human Embryonic Stem Cells in Defined Medium: Implications for Cell Therapy in an Ethnically Diverse Population

Pluripotent human embryonic stem (hES) cells are an important experimental tool for basic and applied research, and a potential source of different tissues for transplantation. However, one important challenge for the clinical use of these cells is the issue of immunocompatibility, which may be dealt with by the establishment of hES cell banks to attend different populations. Here we describe the derivation and characterization of a line of hES cells from the Brazilian population, named BR-I, in commercial defined medium. In contrast to the other hES cell lines established in defined medium, BR-I maintained a stable normal karyotype as determined by genomic array analysis after 6 months in continuous culture (passage 29). To our knowledge, this is the first reported line of hES cells derived in South America. We have determined its genomic ancestry and compared the HLA-profile of BR-I and another 22 hES cell lines established elsewhere with those of the Brazilian population, finding they would match only 0.011% of those individuals. Our results highlight the challenges involved in hES cell banking for populations with a high degree of ethnic admixture.

Gene Expression Profile of Mesenchymal Stem Cells from Paired Umbilical Cord Units: Cord is Different from Blood

Mesenchymal stem cells (MSC) are multipotent cells which can be obtained from several adult and fetal tissues including human umbilical cord units. We have recently shown that umbilical cord tissue (UC) is richer in MSC than umbilical cord blood (UCB) but their origin and characteristics in blood as compared to the cord remains unknown. Here we compared, for the first time, the exonic protein-coding and intronic noncoding RNA (ncRNA) expression profiles of MSC from match-paired UC and UCB samples, harvested from the same donors, processed simultaneously and under the same culture conditions. The patterns of intronic ncRNA expression in MSC from UC and UCB paired units were highly similar, indicative of their common donor origin. The respective exonic protein-coding transcript expression profiles, however, were significantly different. Hierarchical clustering based on protein-coding expression similarities grouped MSC according to their tissue location rather than original donor. Genes related to systems development, osteogenesis and immune system were expressed at higher levels in UCB, whereas genes related to cell adhesion, morphogenesis, secretion, angiogenesis and neurogenesis were more expressed in UC cells. These molecular differences verified in tissue-specific MSC gene expression may reflect functional activities influenced by distinct niches and should be considered when developing clinical protocols involving MSC from different sources. In addition, these findings reinforce our previous suggestion on the importance of banking the whole umbilical cord unit for research or future therapeutic use.

Impaired dendritic cell differentiation and maturation in the absence of C3

Human monocytes can be differentiated into immature dendritic cells (DCs) in the presence of serum and cytokines. One of the main functions of immature DCs is to capture and process antigens. Following maturation, they differentiate into antigen presenting cells. The role of complement in the differentiation process from monocytes towards immature DCs remains elusive. Here we demonstrate that complement 3 (C3) has a regulatory impact on the expression of specific DC surface molecules and DC-derived cytokine production during DC differentiation. We isolated human adherent peripheral blood mononuclear cells, which were cultured in the presence of GM-CSF plus IL-4 in medium supplemented with normal human serum or C3 deficient serum. The lack of C3 during DC differentiation negatively impacted the expression of C-type lectin receptor DC-SIGN, the antigen presenting molecules HLA-DR and CD1a, and the costimulatory molecules CD80 and CD86. Further, the spontaneous production of IL-6 and IL-12 was reduced in the absence of C3. Moreover, the maturation of immature DCs in response to LPS challenge was impaired in the absence of C3 as evidenced by reduced MHC-II, co-stimulatory molecule expression as well as modulated IL-12 and TNF-alpha production. Collectively, our results provide evidence for a novel role of C3 as a critical cofactor in human DC differentiation and maturation. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Análise clínica e epidemiológica do transplante de medula óssea no Serviço de Oncologia Pediátrica do Hospital de Clínicas de Porto Alegre

Objetivos: Descrever o perfil e as complicações agudas mais importantes das crianças que receberam transplante de medula óssea (TMO) em nosso Serviço. Casuística e métodos: Análise retrospectiva de 41 pacientes menores de 21 anos transplantados entre Agosto de 1997 até Junho de 2002. Deste total 20 receberam transplante alogênico e 21 receberam transplante autogênico. Resultados: No TMO alogênico a média de idade foi de 8,9 + 5,4 anos, sendo 12 pacientes do sexo masculino. As fontes de células foram: medula óssea (MO) 12, sangue periférico (SP) 5, sangue de cordão umbilical não aparentado (SCU) 3. As doenças tratadas foram leucemia linfóide aguda (LLA) 7 pacientes, leucemia linfóide crônica (LMC) 2; leucemia mielóide aguda (LMA) 4; Síndrome mielodisplásica 2; Linfoma de Burkitt 1, Anemia aplástica grave 1; Anemia de Fanconi 1; Síndrome Chediak Higashi 1; Imunodeficiência congênita combinada grave 1. Um paciente desenvolveu doença do enxerto contra hospedeiro (DECH) aguda grau 2 e três DECH grau 4. Três pacientes desenvolveram DECH crônica. Todos haviam recebido SP como fonte de células. A sobrevida global foi de 70,0 + 10,3%. A principal causa do óbito foi DECH em 3 pacientes e sépse em outros 3. Todos os óbitos ocorreram antes do dia 100. Um dos pacientes que recebeu SCU está vivo em bom estado e sem uso de medicações 3 anos e 6 meses pós TMO. No TMO autogênico, a média de idade foi de 8,7 + 4,3 anos, sendo 11 pacientes do sexo masculino. As fontes de células foram SP 16, MO 3, SP + MO 2. As doenças tratadas foram: tumor de Wilms 5; tumores da família do sarcoma de Ewing 4; neuroblastomas 3; linfomas de Hodgkin 3; rabdomiossarcomas 2, tumor neuroectodérmico primitivo do SNC 2; Linfoma não Hodgkin 1; LMA 1. A sobrevida global está em 59,4 + 11,7 %. Cinco óbitos tiveram como causa a progressão da doença de base, um óbito ocorreu devido à infecção 20 meses pós TMO e dois óbitos foram precoces por sépse. As toxicidades mais comuns em ambos os grupos foram vômitos, mucosite, diarréia e dor abdominal. Infecções foram documentadas em 58,5% dos pacientes e 46,9% tiveram no mínimo um agente isolado na hemocultura. Os tempos de enxertia de neutrófilos e plaquetas correlacionaram-se com o número de células progenitoras infundidas. Conclusão: A sobrevida de nossos pacientes é semelhante à encontrada na literatura de outros serviços nacionais e internacionais. Não encontramos diferença entre os dois tipos de transplante com relação às toxicidades agudas e ás infecções.

Autologous transplantation of adult adipose derived stem cells into rabbit urethral wall

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Impacto da introdução do regime de condicionamento Fludarabina e Busulfano, no transplante alogênico de células progenitoras hematopoiéticas para portadores de Leucemia Mielóide Crônica, em fase crônica: a experiência de um centro brasileiro

Pós-graduação em Pesquisa e Desenvolvimento (Biotecnologia Médica) - FMB

Muscle reorganisation through local injection of stem cells in the diaphragm of mdx mice

Background: The diaphragm is the major respiratory muscle affected by Duchenne muscular dystrophy (DMD) and is responsible for causing 80% of deaths. The use of mechanical forces that act on the body or intermittent pressure on the airways improves the quality of life of patients but does not prevent the progression of respiratory failure. Thus, diseases that require tissue repair, such as DMD, represent a group of pathologies that have great potential for cell therapy. The application of stem cells directly into the diaphragm instead of systemic application can reduce cell migration to other affected areas and increase the chances of muscle reorganisation. The mdx mouse is a suitable animal model for this research because its diaphragmatic phenotype is similar to human DMD. Therefore, the aim of this study was to assess the potential cell implantation in the diaphragm muscle after the xenotransplantation of stem cells. Methods: A total of 9 mice, including 3 control BALB/Cmice, 3 5-month-old mdx mice without stem cell injections and 3 mdx mice injected with stem cells, were used. The animals injected with stem cells underwent laparoscopy so that stem cells from GFP-labelled rabbit olfactory epithelium could be locally injected into the diaphragm muscle. After 8 days, all animals were euthanised, and the diaphragm muscle was dissected and subjected to histological and immunohistochemical analyses. Results: Both the fresh diaphragm tissue and immunohistochemical analyses showed immunopositive GFP labelling of some of the cells and immunonegativity of myoblast bundles. In the histological analysis, we observed a reduction in the inflammatory infiltrate as well as the presence of a few peripheral nuclei and myoblast bundles. Conclusion: We were able to implant stem cells into the diaphragm via local injection, which promoted moderate muscle reorganisation. The presence of myoblast bundles cannot be attributed to stem cell incorporation because there was no immunopositive labelling in this structure. It is believed that the formation of the bundles may have been stimulated by cellular signalling mechanisms that have not yet been elucidated.

Mesenchymal stem cells from umbilical cord blood: parameters for isolation, characterization and adipogenic differentiation

Isolation of mesenchymal stem cells (MSCs) from umbilical cord blood (UCB) from full-term deliveries is a laborious, time-consuming process that results in a low yield of cells. In this study we identified parameters that can be helpful for a successful isolation of UCB-MSCs. According to our findings, chances for a well succeeded isolation of these cells are higher when MSCs were isolated from UCB collected from normal full-term pregnancies that did not last over 37 weeks. Besides the duration of pregnancy, blood volume and storage period of the UCB should also be considered for a successful isolation of these cells. Here, we found that the ideal blood volume collected should be above 80 mL and the period of storage should not exceed 6 h. We characterized UCB-MSCs by morphologic, immunophenotypic, protein/gene expression and by adipogenic differentiation potential. Isolated UCB-MSCs showed fibroblast-like morphology and the capacity of differentiating into adipocyte-like cells. Looking for markers of the undifferentiated status of UCB-MSCs, we analyzed the UCB-MSCs' protein expression profile along different time periods of the differentiation process into adipocyte-like cells. Our results showed that there is a decrease in the expression of the markers CD73, CD90, and CD105 that correlates to the degree of differentiation of UCB-MSCs We suggest that CD90 can be used as a mark to follow the differentiation commitment degree of MSCs. Microarray results showed an up-regulation of genes related to the adipogenesis process and to redox metabolism in the adipocyte-like differentiated MSCs. Our study provides information on a group of parameters that may help with successful isolation and consequently with characterization of the differentiated/undifferentiated status of UCB-MSCs, which will be useful to monitor the differentiation commitment of UCB-MSC and further facilitate the application of those cells in stem-cell therapy.