Isolation, culture, characterization and cryopreservation of stem cells derived from amniotic mesenchymal layer and umbilical cord tissue of bovine fetuses / Isolamento, cultura, caracterização e criopreservação de células tronco derivadas de camada amniótica mesenquimal e de tecido do cordão umbilical de fetuses bovinos

ABSTRACT

Stem cells are undifferentiated cells with a high proliferation potential. These cells can be characterized by their in vivo ability to self-renew and to differentiate into specialized cell lines. The most used stem cell types, in both human and veterinary fields, are the mesenchymal stem cells (MSC) derived from bone marrow and adipose tissue. Nowadays, there is a great interest in using stem cells derived from fetal tissues, such as amniotic membrane (AM) and umbilical cord tissue (UCT), which can be obtained non-invasively at delivery time. Due to the scarcity of studies in bovine species, the aim of this study was to isolate, characterize, differentiate and cryopreserve MSC derived from the mesenchymal layer of amniotic membrane (AM), for the first time, and umbilical cord tissue (UCT) of dairy cow neonates after assisted delivery (AD) and from fetus at initial third of pregnancy (IT) obtained in slaughterhouse. Cells were isolated by enzymatic digestion of the tissue fragments with 0.1% collagenase solution. Six samples of AM and UCT at delivery time and six samples of AM and UCT at first trimester of pregnancy were subjected to morphology evaluation, imunophenotype characterization, in vitro osteogenic, adipogenic and chondrogenic differentiation and viability analysis after cryopreservation. All samples showed adherence to plastic and fibroblast-like morphology. Immunocytochemistry revealed expression of CD 44, NANOG and OCT-4 and lack of expression of MHC II in MSC from all samples. Flow cytometry demonstrated that cells from all samples expressed CD 44, did not or low expressed CD 34 (AM IT-0.3%a, AD-3.4%b; UCT 0.4%, 1.4%) and MHC II (AM IT-1.05%a, AD-9.7%b; UCT IT-0.7%a, AD-5.7%b). They were also capable of trilineage mesenchymal differentiation and showed 80% viability after cryopreservation. According to the results, bovine AM and UCT-derived cells, either obtained at delivery time or from slaughterhouse, are a painless and non-invasive source of MSC and can be used for stem cell banking.(AU)

RESUMO

As células tronco mesenquimais (CTMs) estão presentes na maioria dos tecidos adultos e possuem grande capacidade de multiplicação. Quando cultivadas in vitro são capazes de se auto renovar e dar origem a novos tipos celulares. As células tronco mais utilizadas, tanto na medicina humana como na medicina veterinária são as células tronco mesenquimais derivadas da medula óssea e do tecido adiposo. Atualmente, uma grande tendência para a utilização de CTMs obtidas de tecidos fetais, como a membrana amniótica (MA), matriz extravascular do cordão umbilical (TCU) e sangue do cordão umbilical (SCU) pode ser observada, já que estas fontes podem ser colhidas no momento do parto por uma técnica não invasiva. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi isolar, caracterizar, diferenciar e criopreservar CTMs obtidas de MA e TCU de fetos bovinos colhidos no momento do parto e de fetos do terço inicial da gestação em abatedouro-frigorífico. As células foram recuperadas por meio de digestão enzimática tecidual, realizada com solução de colagenase 0,1%. Foram colhidas amostras de MA e TCU no momento do parto (n=6) e de MA e TCU no terço inicial de gestação (n=6), as quais foram submetidas às análises morfológicas, imunofenotípica por imunocitoquímica e citometria de fluxo, diferenciações in vitro nas linhagens osteogênica, adipogênica e condrogênica e ainda, avaliação da viabilidade após a criopreservação por citometria de fluxo. Todas as amostras dos diferentes grupos demonstraram adesão ao plástico e morfologia fibroblastóide. No ensaio imunocitoquímico todas as amostras foram imunomarcadas para CD44, NANOG e Oct-4, com ausência de marcação para MHC II. Na análise imunofenotipica por citometria de fluxo, todas as amostras apresentaram marcação para CD44, ausência de marcação para ou baixíssima expressão de CD34 (MA TI-0,3%a, PA-3.4%b; TCU TI-0,4%, PA-1.4%) e nula ou baixa expressão de MHC II (MA TI-1.5%a, PA-9.7%b; UCT TI-0.7%a, PA-5.7%b. Apresentaram também capacidade de diferenciação in vitro nas três linhagens mesodermais e quando analisadas pós criopreservação por citometria de fluxo, todas as amostras apresentaram viabilidade de 80%. Estes resultados indicam que MA e TCU, obtidos tanto no momento de parto como em abatedouro, de fetos bovinos podem ser utilizados como fonte não invasiva e indolor de CTMs e possibilitam a formação de bancos de armazenamento de células.(AU)