La versatile ed ampia applicazione delle Cellule Stromali Mesenchimali (MSC) per diverse applicazioni cliniche ha generato negli ultimi anni un grande e crescente interesse per utilizzo clinico delle MSC come terapia cellulare. La ricerca sulla biologia cellulare delle MSC e’ in continuo sviluppo, come dimostrato dal crescente numero di trial clinici basati sull’utilizzo clinico di MSC. Alcuni di questi trials sfruttano la capacita’ immunosoppressiva delle MSC per la cura di patologie come la GvHD e la sclerosi multipla. Le MSC esercitano un’azione immunosoppressiva potenzialmente diretta contro tutte le cellule del sistema immunitario. Di conseguenza, per quantificare le capacita' immunosoppressive di MSC espanse in accordo a regole GMP da diversi laboratori, e’ di fondamentale importanza sviluppare test in vitro altamente standardizzati e riproducibili, senza i quali non sarebbe possibile ottenere risultati comparabili e riproducibili tra diversi gruppi di ricerca. Scopo del lavoro e’ stato quello di comparare le capacita’ immunoregolatorie di tre diversi tipi di MSC (espanse in accordo a regole GMP) in due laboratori indipendenti (Stem Cell Research Laboratory of the University of Verona and the INSERM Institute in Rennes, France). La standardizzazione di test funzionali ha permesso di dimostrare che MSC “resting” sono in grado di inibire la proliferazione di cellule T ed NK ma non di cellule B. MSC da tessuto adiposo coltivate in lisato piastrinico (ADSC-PL) hanno mostrato la piu’ forte immunosoppressione nei confronti di cellule T, tramite l’attivita’, INF- γ dipendente, dell’enzima indoleamina 2,3 diossigenasi. Le MSC non sono in grado di evocare una proliferazione di cellule T allogeniche, ma vengo efficacemente lisate da cellule NK attivate. L’applicazione sistematica di test quantitativi e riproducibili ha messo in evidenza differenti proprieta’ immunologiche delle MSC prodotte secondo differenti protocolli di espansione GMP. Tra le cellule testate, le ADSC-PL emergono come le piu’ promettenti per l’utilizzo in futuri trials clinici.

The versatile and wide range application of Mesenchymal Stromal Cells (MSC) for a diverse set of clinical indications has generated a great and increasing interest in MSC as potential therapeutic agents during last years. Research on MSC biology is progressing rapidly, as illustrated by the growing number of clinical trials using MSC. Some of them are taking advance of the immunosuppressive ability of MSC to treat some immunological based disease like GvHD or Multiple Sclerosis. MSC exhibit a wide range of immunosuppressive properties that target virtually any cell of the immune system and these properties can be easily affected and hampered by culture conditions. Therefore, to assess the immunological properties of clinical-grade MSC obtained from different laboratories it is crucial to design fully standardized and reproducible in vitro assays; otherwise, only not comparable, and frequent contradictory results could be achieved. We aimed to compare immune modulatory properties of clinical-grade MSC using a combination of fully standardized in vitro assays. BMMSC expanded with FCS (BMMSC-FCS) or PL (BMMSC-PL), and ADSC-PL were analyzed in parallel in two independent laboratories (Stem Cell Research Laboratory of the University of Verona and the INSERM Institute in Rennes, France). Standardized functional assays revealed that resting MSC inhibited proliferation of T and NK cells, but not B cells. ADSC-PL were the most potent in inhibiting T-cell growth, a property ascribed to IFN-γ-dependent indoleamine 2,3-dioxygenase activity. MSC did not stimulate allogeneic T cell proliferation but were efficiently lysed by activated NK cells. The systematic use of quantitative and reproducible validation techniques highlights differences in immunological properties of MSC produced using various clinical-grade processes. Among all cell tested, ADSC-PL emerge as the best promising candidate for future clinical trials.

Standardization of immune quality controls on clinical-grade mesenchymal stromal cells of different origin produced according to GMP rules

PACELLI, Luciano
2013

Abstract

La versatile ed ampia applicazione delle Cellule Stromali Mesenchimali (MSC) per diverse applicazioni cliniche ha generato negli ultimi anni un grande e crescente interesse per utilizzo clinico delle MSC come terapia cellulare. La ricerca sulla biologia cellulare delle MSC e’ in continuo sviluppo, come dimostrato dal crescente numero di trial clinici basati sull’utilizzo clinico di MSC. Alcuni di questi trials sfruttano la capacita’ immunosoppressiva delle MSC per la cura di patologie come la GvHD e la sclerosi multipla. Le MSC esercitano un’azione immunosoppressiva potenzialmente diretta contro tutte le cellule del sistema immunitario. Di conseguenza, per quantificare le capacita' immunosoppressive di MSC espanse in accordo a regole GMP da diversi laboratori, e’ di fondamentale importanza sviluppare test in vitro altamente standardizzati e riproducibili, senza i quali non sarebbe possibile ottenere risultati comparabili e riproducibili tra diversi gruppi di ricerca. Scopo del lavoro e’ stato quello di comparare le capacita’ immunoregolatorie di tre diversi tipi di MSC (espanse in accordo a regole GMP) in due laboratori indipendenti (Stem Cell Research Laboratory of the University of Verona and the INSERM Institute in Rennes, France). La standardizzazione di test funzionali ha permesso di dimostrare che MSC “resting” sono in grado di inibire la proliferazione di cellule T ed NK ma non di cellule B. MSC da tessuto adiposo coltivate in lisato piastrinico (ADSC-PL) hanno mostrato la piu’ forte immunosoppressione nei confronti di cellule T, tramite l’attivita’, INF- γ dipendente, dell’enzima indoleamina 2,3 diossigenasi. Le MSC non sono in grado di evocare una proliferazione di cellule T allogeniche, ma vengo efficacemente lisate da cellule NK attivate. L’applicazione sistematica di test quantitativi e riproducibili ha messo in evidenza differenti proprieta’ immunologiche delle MSC prodotte secondo differenti protocolli di espansione GMP. Tra le cellule testate, le ADSC-PL emergono come le piu’ promettenti per l’utilizzo in futuri trials clinici.
Mesenchymal Stromal Cells; Immunomodulation; IDO
The versatile and wide range application of Mesenchymal Stromal Cells (MSC) for a diverse set of clinical indications has generated a great and increasing interest in MSC as potential therapeutic agents during last years. Research on MSC biology is progressing rapidly, as illustrated by the growing number of clinical trials using MSC. Some of them are taking advance of the immunosuppressive ability of MSC to treat some immunological based disease like GvHD or Multiple Sclerosis. MSC exhibit a wide range of immunosuppressive properties that target virtually any cell of the immune system and these properties can be easily affected and hampered by culture conditions. Therefore, to assess the immunological properties of clinical-grade MSC obtained from different laboratories it is crucial to design fully standardized and reproducible in vitro assays; otherwise, only not comparable, and frequent contradictory results could be achieved. We aimed to compare immune modulatory properties of clinical-grade MSC using a combination of fully standardized in vitro assays. BMMSC expanded with FCS (BMMSC-FCS) or PL (BMMSC-PL), and ADSC-PL were analyzed in parallel in two independent laboratories (Stem Cell Research Laboratory of the University of Verona and the INSERM Institute in Rennes, France). Standardized functional assays revealed that resting MSC inhibited proliferation of T and NK cells, but not B cells. ADSC-PL were the most potent in inhibiting T-cell growth, a property ascribed to IFN-γ-dependent indoleamine 2,3-dioxygenase activity. MSC did not stimulate allogeneic T cell proliferation but were efficiently lysed by activated NK cells. The systematic use of quantitative and reproducible validation techniques highlights differences in immunological properties of MSC produced using various clinical-grade processes. Among all cell tested, ADSC-PL emerge as the best promising candidate for future clinical trials.
File in questo prodotto:
File Dimensione Formato  
Pacelli Luciano PhD Thesis.pdf

non disponibili

Tipologia: Tesi di dottorato
Licenza: Accesso ristretto
Dimensione 779.12 kB
Formato Adobe PDF
779.12 kB Adobe PDF   Visualizza/Apri   Richiedi una copia

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: http://hdl.handle.net/11562/546553
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus ND
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? ND
social impact