Published January 10, 2022 | Version v1
Publication Open

Optimization of human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cell isolation and culture methods in serum- and xeno-free conditions

Creators

  • 1. Vinmec International Hospital
  • 2. Vietnam National University, Hanoi
  • 3. VNU University of Science

Description

Although umbilical cord blood (UCB) is identified as a source of mesenchymal stem cells (MSCs) with various advantages, the success in cell isolation is volatile. Therefore, it is necessary to optimize methods of cord blood-derived MSC (UCB-MSC) isolation and culture. In this study, we evaluated the efficiency of UCB-MSC isolation and expansion using different commercially available serum- and xeno-free media and investigated the capacity of autologous serum and plasma as a supplement to support cell proliferation. Additionally, we defined the presence of multilineage-differentiating stress-enduring (Muse) cells in the UCB-MSC population. Functions of UCB-MSC in in vitro angiogenesis processes and anti-cancer were also verified.Mononuclear cells were isolated using density gradient separation and cultured in four commercial media kits, as well as four surface coating solutions. UCB-MSCs were characterized and tested on tube formation assay, and co-cultured with SK-MEL cells in a transwell system.The results showed that only StemMACS™ MSC Expansion Media is more appropriate to isolate and culture UCB-MSCs. The cells exhibited a high cell proliferation rate, CFU forming capability, MSC surface marker expression, trilineage differentiate potential, and chromosome stability. In addition, the culture conditions with autologous serum coating and autologous plasma supplement enhanced cell growth and colony forming. This cell population contained Muse cells at rate of 0.3%. Moreover, UCB-MSCs could induce the tube formation of human umbilical vein endothelial cells and inhibit more than 50% of SK-MEL cell growth.UCB-MSCs could be high-yield isolated and expanded under serum- and xeno-free conditions by using the StemMACS™ MSC Expansion Media kit. Autologous serum coating and plasma supplement enhanced cell proliferation. These UCB-MSCs had effected the tube formation process and an anti-cancer impact.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

على الرغم من تحديد دم الحبل السري (UCB) كمصدر للخلايا الجذعية الوسيطة (MSCs) بمزايا مختلفة، إلا أن النجاح في عزل الخلايا متقلب. لذلك، من الضروري تحسين طرق عزل واستزراع MSC (UCB - MSC) المشتقة من دم الحبل السري. في هذه الدراسة، قمنا بتقييم كفاءة عزل وتوسيع UCB - MSC باستخدام مختلف الوسائط الخالية من المصل والأجسام الغريبة المتاحة تجاريًا ودرسنا قدرة المصل الذاتي والبلازما كمكمل لدعم تكاثر الخلايا. بالإضافة إلى ذلك، حددنا وجود خلايا تحمل الإجهاد المتمايزة متعددة الانتماءات (MUSE) في مجتمع UCB - MSC. كما تم التحقق من وظائف UCB - MSC في عمليات تولد الأوعية الدموية في المختبر ومضادات السرطان. تم عزل الخلايا الأحادية النواة باستخدام فصل تدرج الكثافة واستزراعها في أربع مجموعات وسائط تجارية، بالإضافة إلى أربعة حلول طلاء سطحي. تم تمييز واختبار UCB - MSCs على اختبار تكوين الأنبوب، وتم استزراعها بشكل مشترك مع خلايا SK - MEL في نظام ترانسويل. أظهرت النتائج أن وسائط التمدد StemMACS™ MSC فقط هي الأكثر ملاءمة لعزل وزراعة UCB - MSCs. أظهرت الخلايا معدل تكاثر عالي للخلايا، وقدرة على تشكيل CFU، وتعبير علامة سطح MSC، وإمكانات تمييز ثلاثية الخطوط، واستقرار الكروموسوم. بالإضافة إلى ذلك، فإن ظروف الاستزراع مع طلاء المصل الذاتي والبلازما الذاتية تكمل نمو الخلايا وتشكيل المستعمرات. احتوت مجموعة الخلايا هذه على خلايا MUSE بمعدل 0.3 ٪. علاوة على ذلك، يمكن أن تحفز UCB - MSCs تكوين أنبوب للخلايا البطانية للوريد السري البشري وتمنع أكثر من 50 ٪ من نمو خلايا SK - MEL. يمكن أن تكون UCB - MSCs معزولة ذات إنتاجية عالية ويتم توسيعها في ظل ظروف خالية من المصل والأجانب باستخدام مجموعة وسائط توسيع StemMACS™ MSC. يعزز طلاء المصل الذاتي وتكميل البلازما تكاثر الخلايا. وقد أثرت هذه UCB - MSCs على عملية تشكيل الأنبوب وتأثير مضاد للسرطان.

Translated Description (French)

Bien que le sang de cordon ombilical (UCB) soit identifié comme une source de cellules souches mésenchymateuses (MSC) présentant divers avantages, le succès de l'isolement cellulaire est volatil. Par conséquent, il est nécessaire d'optimiser les méthodes d'isolement et de culture des CSM dérivées du sang de cordon ombilical (UCB-MSC). Dans cette étude, nous avons évalué l'efficacité de l'isolement et de l'expansion de l'UCB-MSC en utilisant différents milieux sans sérum et sans xéno disponibles dans le commerce et avons étudié la capacité du sérum et du plasma autologues en tant que supplément pour soutenir la prolifération cellulaire. De plus, nous avons défini la présence de cellules Muse (stress-enduring) à différenciation multilinéaire dans la population UCB-MSC. Les fonctions de l'UCB-MSC dans les processus d'angiogenèse in vitro et de lutte contre le cancer ont également été vérifiées. Les cellules mononucléaires ont été isolées à l'aide de la séparation par gradient de densité et cultivées dans quatre kits de milieux commerciaux, ainsi que quatre solutions de revêtement de surface. Les UCB-MSC ont été caractérisées et testées sur un test de formation de tubes, et co-cultivées avec des cellules SK-MEL dans un système transwell. Les résultats ont montré que seul le milieu d'expansion MSC StemMACS™ est plus approprié pour isoler et cultiver les UCB-MSC. Les cellules présentaient un taux de prolifération cellulaire élevé, une capacité de formation de CFU, une expression des marqueurs de surface MSC, un potentiel de différenciation du trilinéage et une stabilité chromosomique. En outre, les conditions de culture avec enrobage de sérum autologue et supplément de plasma autologue ont amélioré la croissance cellulaire et la formation de colonies. Cette population cellulaire contenait des cellules de Muse à un taux de 0,3%. De plus, les CSM UCB pourraient induire la formation de tubes de cellules endothéliales de la veine ombilicale humaine et inhiber plus de 50 % de la croissance des cellules SK-MEL. Les CSM UCB pourraient être isolés et dilatés à haut rendement dans des conditions sans sérum et sans xéno en utilisant le kit StemMACS™ MSC Expansion Media. L'enrobage de sérum autologue et le supplément de plasma améliorent la prolifération cellulaire. Ces UCB-MSC avaient effectué le processus de formation du tube et un impact anticancéreux.

Translated Description (Spanish)

Aunque la sangre del cordón umbilical (UCB) se identifica como una fuente de células madre mesenquimales (MSC) con varias ventajas, el éxito en el aislamiento celular es volátil. Por lo tanto, es necesario optimizar los métodos de aislamiento y cultivo de MSC derivadas de la sangre del cordón umbilical (UCB-MSC). En este estudio, evaluamos la eficiencia del aislamiento y la expansión de UCB-MSC utilizando diferentes medios libres de suero y xeno disponibles comercialmente e investigamos la capacidad del suero y el plasma autólogos como suplemento para apoyar la proliferación celular. Además, definimos la presencia de células duraderas de estrés de diferenciación multilinaje (Muse) en la población UCB-MSC. También se verificaron las funciones de UCB-MSC en procesos de angiogénesis in vitro y anticancerígenos. Las células mononucleares se aislaron mediante separación por gradiente de densidad y se cultivaron en cuatro kits de medios comerciales, así como en cuatro soluciones de recubrimiento de superficie. Las UCB-MSC se caracterizaron y probaron en un ensayo de formación de tubos, y se cocultivaron con células SK-MEL en un sistema transwell. Los resultados mostraron que solo los medios de expansión StemMACS™ MSC son más apropiados para aislar y cultivar UCB-MSC. Las células mostraron una alta tasa de proliferación celular, capacidad de formación de UFC, expresión de marcadores de superficie de MSC, potencial de diferenciación de trilinaje y estabilidad cromosómica. Además, las condiciones de cultivo con recubrimiento de suero autólogo y suplemento de plasma autólogo mejoraron el crecimiento celular y la formación de colonias. Esta población de células contenía células Muse a una tasa del 0,3%. Además, las UCB-MSC podrían inducir la formación de tubos de células endoteliales de la vena umbilical humana e inhibir más del 50% del crecimiento de células SK-MEL. Las UCB-MSC podrían aislarse y expandirse de alto rendimiento en condiciones libres de suero y xeno usando el kit de medios de expansión StemMACS™ MSC. El recubrimiento de suero autólogo y el suplemento de plasma mejoraron la proliferación celular. Estas UCB-MSC habían efectuado el proceso de formación de tubos y un impacto anticancerígeno.

Files

s13287-021-02694-y.pdf

Files (5.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:c55b0b6009a733753c24615f58e6bc6a
5.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحسين عزل الخلايا الجذعية الوسيطة المستمدة من دم الحبل السري البشري وطرق استزراعها في ظروف خالية من المصل والأجانب
Translated title (French)
Optimisation de l'isolement des cellules souches mésenchymateuses dérivées du sang du cordon ombilical humain et des méthodes de culture dans des conditions sans sérum et sans xéno
Translated title (Spanish)
Optimización del aislamiento de células madre mesenquimales derivadas de sangre del cordón umbilical humano y métodos de cultivo en condiciones libres de suero y xeno

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4205404257
DOI
10.1186/s13287-021-02694-y

Is supplement to
https://openalex.org/W3139189415 (Other)
https://openalex.org/W3008984012 (Other)
https://openalex.org/W2939691283 (Other)
https://openalex.org/W2793453141 (Other)
https://openalex.org/W2597331315 (Other)
https://openalex.org/W2536927555 (Other)
https://openalex.org/W2412324577 (Other)
https://openalex.org/W2351728893 (Other)
https://openalex.org/W2315244835 (Other)
https://openalex.org/W2073244329 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W1982191693
  • https://openalex.org/W1987106609
  • https://openalex.org/W1990758819
  • https://openalex.org/W1998461585
  • https://openalex.org/W2007098561
  • https://openalex.org/W2007563715
  • https://openalex.org/W2009804171
  • https://openalex.org/W2010208208
  • https://openalex.org/W2025371271
  • https://openalex.org/W2039744142
  • https://openalex.org/W2043106713
  • https://openalex.org/W2057165270
  • https://openalex.org/W2065902307
  • https://openalex.org/W2069780242
  • https://openalex.org/W2091095982
  • https://openalex.org/W2091476595
  • https://openalex.org/W2121197705
  • https://openalex.org/W2156509094
  • https://openalex.org/W2160940108
  • https://openalex.org/W2181115262
  • https://openalex.org/W2183229114
  • https://openalex.org/W2192371726
  • https://openalex.org/W2209426873
  • https://openalex.org/W2253228009
  • https://openalex.org/W2286110100
  • https://openalex.org/W2337471421
  • https://openalex.org/W2413758166
  • https://openalex.org/W2485943928
  • https://openalex.org/W2490359110
  • https://openalex.org/W2580783713
  • https://openalex.org/W2754815066
  • https://openalex.org/W2763203054
  • https://openalex.org/W2766241039
  • https://openalex.org/W2767445321
  • https://openalex.org/W2795191168
  • https://openalex.org/W2886443304
  • https://openalex.org/W2888480460
  • https://openalex.org/W2908509816
  • https://openalex.org/W2909710880
  • https://openalex.org/W2924204057
  • https://openalex.org/W2979385742
  • https://openalex.org/W2991416247
  • https://openalex.org/W3087797540
  • https://openalex.org/W3092800749
  • https://openalex.org/W3094359126
  • https://openalex.org/W3094744345
  • https://openalex.org/W3119988298
  • https://openalex.org/W3121605008