Study of telomerase activity, proliferation and differentiation characteristics in umbilical cord blood mesenchymal stem cells

در سال‌هاي اخير پيشرفت‌هاي قابل توجهي در زمينه طب ترميمي رخ داده است. خون بند ناف يک منبع بسيار جوان از سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي مي‌باشد که به دور از مشکلات اخلاقي، خطر ايجاد واکنش‌هاي ايمني و همچنين سرطاني شدن، مزاياي هر دو منبع سلول‌هاي بنيادي جنيني و بزرگسال را دارا مي‌باشد. مشخص شده است که بين توان تكثير سلولي و افزايش طول تلومرها، ناشي از عملکرد آنزيم تلومراز ارتباط مستقيم وجود دارد. از آنجا که بر اساس نتايج حاصل از اين تحقيق سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي خون بند ناف از توان تکثير بالايي برخوردارند و تاکنون گزارشي در رابطه با الگوي فعاليت آنزيم تلومراز، به عنوان يک فاکتور مستعد کننده القا ناميرايي سلولي، در سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي خون بند ناف طي پاساژهاي متعدد در دسترس نمي‌باشد، در اين مطالعه ميزان فعاليت آنزيم تلومراز در سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي مشتق از خون بند ناف مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از اندازه‌گيري ميزان فعاليت آنزيم تلومراز با استفاده از روش TRAP در نمونه‌هاي حاصل از پاساژهاي متعدد سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي خون بند ناف، نشان دهنده عدم فعاليت آنزيم تلومراز در اين سلول‌ها مي‌باشد. از آنجا که بين فعال شدن بيان آنزيم تلومراز و خطر ايجاد نئوپلاسما در سلول‌هاي پيكري فرد بالغ ارتباط مستقيم وجود دارد، مي‌توان خون بند ناف را به عنوان يک منبع بسيار مناسب از سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي با سطح ايمني بالا جهت کاربردهاي باليني در نظر گرفت. بر اساس نتايج بافت‌شناسي، آزمايش RT-PCR و تست‌هاي بيوشيميايي سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي خون بند ناف از توان بالايي جهت تمايز به بافت‌هاي غضروف و استخوان و توان تمايز بسيار اندک به بافت چربي برخوردارند. بر اساس نتايج حاصل از اين تحقيق سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي مشتق از خون بند ناف قادر به حفظ توان خود نوزايي خود در طي پاساژهاي متعدد مي‌باشند. از آنجا که در سلول درماني همواره بايستي تعداد زيادي از سلول‌هاي فعال از نظر متابوليک در دسترس باشند، توان تکثير بالا در طي پاساژهاي متعدد به عنوان يک مزيت براي اين منبع سلولي محسوب مي‌گردد.

In recent years, considerable advances have been made in the field of regenerative medicine. Unlike embryonic stem cells, which pose the problems of ethical concerns and cause severe immunological reactions as well as neoplasma formation after transplantation, umbilical cord blood is a primitive source of mesenchymal stem cells that covers the benefits of both embryonic and adult stem cells. It has been determined that the proliferation capacity of cells is critically linked to the maintenance of the length of telomeres by telomerase activity. Since there is no information accessible regarding the pattern of telomerase activity in UCB-MSCs through several passages, the aim of this study was the evaluation of telomerase activity in UCB-MSCs, as a predisposing factor for cell immortalization. No telomerase activity was detected in UCB-MSCs from several passages applying telomerase rapid amplification protocol (TRAP). Since there is a direct correlation between the activation of telomerase expression and neoplasma formation in adult somatic cells, UCB can be assumed as an excellent source of MSCs for therapeutic application with a high level of safety. According to the histological results, RT-PCR and biochemical assays, MSCs derived from UCB showed high differentiation capacity to bone and cartilage. UCB-MSCs showed very low level of differentiation potential to adipocytes. Our results showed that UCB-MSCs maintain their self-renewal and differentiation potential through several passages. Since a large number of metabolically active cells must be available in cell therapy, high proliferation capacity through several passages is a great advantage for large scale expansion of UCB-MSCs.