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Piñeiro-Ramil M, Sanjurjo-Rodríguez C, Rodríguez-Fernández S, Castro-Viñuelas R, Hermida-Gómez T, Blanco-García FJ, Fuentes-Boquete I, Díaz-Prado S. Generation of Mesenchymal Cell Lines Derived from Aged Donors. Int J Mol Sci 2021; 22:10667. [PMID: 34639008 PMCID: PMC8508916 DOI: 10.3390/ijms221910667] [Citation(s) in RCA: 3] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/26/2021] [Revised: 09/21/2021] [Accepted: 09/29/2021] [Indexed: 02/07/2023] Open
Abstract
Background: Mesenchymal stromal cells (MSCs) have the capacity for self-renewal and multi-differentiation, and for this reason they are considered a potential cellular source in regenerative medicine of cartilage and bone. However, research on this field is impaired by the predisposition of primary MSCs to senescence during culture expansion. Therefore, the aim of this study was to generate and characterize immortalized MSC (iMSC) lines from aged donors. Methods: Primary MSCs were immortalized by transduction of simian virus 40 large T antigen (SV40LT) and human telomerase reverse transcriptase (hTERT). Proliferation, senescence, phenotype and multi-differentiation potential of the resulting iMSC lines were analyzed. Results: MSCs proliferate faster than primary MSCs, overcome senescence and are phenotypically similar to primary MSCs. Nevertheless, their multi-differentiation potential is unbalanced towards the osteogenic lineage. There are no clear differences between osteoarthritis (OA) and non-OA iMSCs in terms of proliferation, senescence, phenotype or differentiation potential. Conclusions: Primary MSCs obtained from elderly patients can be immortalized by transduction of SV40LT and hTERT. The high osteogenic potential of iMSCs converts them into an excellent cellular source to take part in in vitro models to study bone tissue engineering.
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Affiliation(s)
- María Piñeiro-Ramil
- Grupo de Investigación en Terapia Celular y Medicina Regenerativa, Departamento de Fisioterapia, Medicina y Ciencias Biomédicas, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidade da Coruña (UDC), Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Complexo Hospitalario Universitario de A Coruña (CHUAC), Servizo Galego de Saúde (SERGAS), 15006 A Coruña, Spain; (M.P.-R.); (C.S.-R.); (S.R.-F.); (R.C.-V.); (I.F.-B.)
- Centro de Investigaciones Científicas Avanzadas (CICA), Universidade da Coruña, 15071 A Coruña, Spain; (T.H.-G.); (F.J.B.-G.)
| | - Clara Sanjurjo-Rodríguez
- Grupo de Investigación en Terapia Celular y Medicina Regenerativa, Departamento de Fisioterapia, Medicina y Ciencias Biomédicas, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidade da Coruña (UDC), Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Complexo Hospitalario Universitario de A Coruña (CHUAC), Servizo Galego de Saúde (SERGAS), 15006 A Coruña, Spain; (M.P.-R.); (C.S.-R.); (S.R.-F.); (R.C.-V.); (I.F.-B.)
- Centro de Investigaciones Científicas Avanzadas (CICA), Universidade da Coruña, 15071 A Coruña, Spain; (T.H.-G.); (F.J.B.-G.)
- Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 28029 Madrid, Spain
| | - Silvia Rodríguez-Fernández
- Grupo de Investigación en Terapia Celular y Medicina Regenerativa, Departamento de Fisioterapia, Medicina y Ciencias Biomédicas, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidade da Coruña (UDC), Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Complexo Hospitalario Universitario de A Coruña (CHUAC), Servizo Galego de Saúde (SERGAS), 15006 A Coruña, Spain; (M.P.-R.); (C.S.-R.); (S.R.-F.); (R.C.-V.); (I.F.-B.)
- Centro de Investigaciones Científicas Avanzadas (CICA), Universidade da Coruña, 15071 A Coruña, Spain; (T.H.-G.); (F.J.B.-G.)
| | - Rocío Castro-Viñuelas
- Grupo de Investigación en Terapia Celular y Medicina Regenerativa, Departamento de Fisioterapia, Medicina y Ciencias Biomédicas, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidade da Coruña (UDC), Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Complexo Hospitalario Universitario de A Coruña (CHUAC), Servizo Galego de Saúde (SERGAS), 15006 A Coruña, Spain; (M.P.-R.); (C.S.-R.); (S.R.-F.); (R.C.-V.); (I.F.-B.)
- Centro de Investigaciones Científicas Avanzadas (CICA), Universidade da Coruña, 15071 A Coruña, Spain; (T.H.-G.); (F.J.B.-G.)
| | - Tamara Hermida-Gómez
- Centro de Investigaciones Científicas Avanzadas (CICA), Universidade da Coruña, 15071 A Coruña, Spain; (T.H.-G.); (F.J.B.-G.)
- Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 28029 Madrid, Spain
- Grupo de Investigación en Reumatología (GIR), Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Complexo Hospitalario Universitario da Coruña (UDC-CHUAC), Servizo Galego de Saúde (SERGAS), 15006 A Coruña, Spain
| | - Francisco J. Blanco-García
- Centro de Investigaciones Científicas Avanzadas (CICA), Universidade da Coruña, 15071 A Coruña, Spain; (T.H.-G.); (F.J.B.-G.)
- Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 28029 Madrid, Spain
- Grupo de Investigación en Reumatología (GIR), Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Complexo Hospitalario Universitario da Coruña (UDC-CHUAC), Servizo Galego de Saúde (SERGAS), 15006 A Coruña, Spain
| | - Isaac Fuentes-Boquete
- Grupo de Investigación en Terapia Celular y Medicina Regenerativa, Departamento de Fisioterapia, Medicina y Ciencias Biomédicas, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidade da Coruña (UDC), Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Complexo Hospitalario Universitario de A Coruña (CHUAC), Servizo Galego de Saúde (SERGAS), 15006 A Coruña, Spain; (M.P.-R.); (C.S.-R.); (S.R.-F.); (R.C.-V.); (I.F.-B.)
- Centro de Investigaciones Científicas Avanzadas (CICA), Universidade da Coruña, 15071 A Coruña, Spain; (T.H.-G.); (F.J.B.-G.)
- Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 28029 Madrid, Spain
| | - Silvia Díaz-Prado
- Grupo de Investigación en Terapia Celular y Medicina Regenerativa, Departamento de Fisioterapia, Medicina y Ciencias Biomédicas, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidade da Coruña (UDC), Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Complexo Hospitalario Universitario de A Coruña (CHUAC), Servizo Galego de Saúde (SERGAS), 15006 A Coruña, Spain; (M.P.-R.); (C.S.-R.); (S.R.-F.); (R.C.-V.); (I.F.-B.)
- Centro de Investigaciones Científicas Avanzadas (CICA), Universidade da Coruña, 15071 A Coruña, Spain; (T.H.-G.); (F.J.B.-G.)
- Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 28029 Madrid, Spain
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Piñeiro-Ramil M, Sanjurjo-Rodríguez C, Castro-Viñuelas R, Rodríguez-Fernández S, Fuentes-Boquete I, Blanco F, Díaz-Prado S. Usefulness of Mesenchymal Cell Lines for Bone and Cartilage Regeneration Research. Int J Mol Sci 2019; 20:E6286. [PMID: 31847077 PMCID: PMC6940884 DOI: 10.3390/ijms20246286] [Citation(s) in RCA: 11] [Impact Index Per Article: 2.2] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/17/2019] [Revised: 12/10/2019] [Accepted: 12/11/2019] [Indexed: 12/18/2022] Open
Abstract
The unavailability of sufficient numbers of human primary cells is a major roadblock for in vitro repair of bone and/or cartilage, and for performing disease modelling experiments. Immortalized mesenchymal stromal cells (iMSCs) may be employed as a research tool for avoiding these problems. The purpose of this review was to revise the available literature on the characteristics of the iMSC lines, paying special attention to the maintenance of the phenotype of the primary cells from which they were derived, and whether they are effectively useful for in vitro disease modeling and cell therapy purposes. This review was performed by searching on Web of Science, Scopus, and PubMed databases from 1 January 2015 to 30 September 2019. The keywords used were ALL = (mesenchymal AND ("cell line" OR immortal*) AND (cartilage OR chondrogenesis OR bone OR osteogenesis) AND human). Only original research studies in which a human iMSC line was employed for osteogenesis or chondrogenesis experiments were included. After describing the success of the immortalization protocol, we focused on the iMSCs maintenance of the parental phenotype and multipotency. According to the literature revised, it seems that the maintenance of these characteristics is not guaranteed by immortalization, and that careful selection and validation of clones with particular characteristics is necessary for taking advantage of the full potential of iMSC to be employed in bone and cartilage-related research.
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Affiliation(s)
- M. Piñeiro-Ramil
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Departamento de Fisioterapia, Medicina e Ciencias Biomédicas, Facultade de Ciencias da Saúde, Universidade da Coruña (UDC), Campus de A Coruña, 15006 A Coruña, Spain; (C.S.-R.); (R.C.-V.); (S.R.-F.)
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Complexo Hospitalario Universitario A Coruña (CHUAC), Servizo Galego de Saúde (SERGAS), Universidade da Coruña (UDC), 15006 A Coruña, Spain
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Centro de Investigacións Científicas Avanzadas (CICA), Agrupación Estratéxica entre o CICA e o Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Universidade da Coruña (UDC), 15071 A Coruña, Spain
| | - C. Sanjurjo-Rodríguez
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Departamento de Fisioterapia, Medicina e Ciencias Biomédicas, Facultade de Ciencias da Saúde, Universidade da Coruña (UDC), Campus de A Coruña, 15006 A Coruña, Spain; (C.S.-R.); (R.C.-V.); (S.R.-F.)
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Complexo Hospitalario Universitario A Coruña (CHUAC), Servizo Galego de Saúde (SERGAS), Universidade da Coruña (UDC), 15006 A Coruña, Spain
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Centro de Investigacións Científicas Avanzadas (CICA), Agrupación Estratéxica entre o CICA e o Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Universidade da Coruña (UDC), 15071 A Coruña, Spain
- Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER) de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 28029 Madrid, Spain;
| | - R. Castro-Viñuelas
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Departamento de Fisioterapia, Medicina e Ciencias Biomédicas, Facultade de Ciencias da Saúde, Universidade da Coruña (UDC), Campus de A Coruña, 15006 A Coruña, Spain; (C.S.-R.); (R.C.-V.); (S.R.-F.)
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Complexo Hospitalario Universitario A Coruña (CHUAC), Servizo Galego de Saúde (SERGAS), Universidade da Coruña (UDC), 15006 A Coruña, Spain
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Centro de Investigacións Científicas Avanzadas (CICA), Agrupación Estratéxica entre o CICA e o Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Universidade da Coruña (UDC), 15071 A Coruña, Spain
| | - S. Rodríguez-Fernández
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Departamento de Fisioterapia, Medicina e Ciencias Biomédicas, Facultade de Ciencias da Saúde, Universidade da Coruña (UDC), Campus de A Coruña, 15006 A Coruña, Spain; (C.S.-R.); (R.C.-V.); (S.R.-F.)
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Complexo Hospitalario Universitario A Coruña (CHUAC), Servizo Galego de Saúde (SERGAS), Universidade da Coruña (UDC), 15006 A Coruña, Spain
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Centro de Investigacións Científicas Avanzadas (CICA), Agrupación Estratéxica entre o CICA e o Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Universidade da Coruña (UDC), 15071 A Coruña, Spain
| | - I.M. Fuentes-Boquete
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Departamento de Fisioterapia, Medicina e Ciencias Biomédicas, Facultade de Ciencias da Saúde, Universidade da Coruña (UDC), Campus de A Coruña, 15006 A Coruña, Spain; (C.S.-R.); (R.C.-V.); (S.R.-F.)
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Complexo Hospitalario Universitario A Coruña (CHUAC), Servizo Galego de Saúde (SERGAS), Universidade da Coruña (UDC), 15006 A Coruña, Spain
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Centro de Investigacións Científicas Avanzadas (CICA), Agrupación Estratéxica entre o CICA e o Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Universidade da Coruña (UDC), 15071 A Coruña, Spain
- Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER) de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 28029 Madrid, Spain;
| | - F.J. Blanco
- Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER) de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 28029 Madrid, Spain;
- Grupo de Investigación en Reumatología (GIR), Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Complexo Hospitalario Universitario A Coruña (CHUAC), Servizo Galego de Saúde (SERGAS), 15006 A Coruña, Spain
| | - S.M. Díaz-Prado
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Departamento de Fisioterapia, Medicina e Ciencias Biomédicas, Facultade de Ciencias da Saúde, Universidade da Coruña (UDC), Campus de A Coruña, 15006 A Coruña, Spain; (C.S.-R.); (R.C.-V.); (S.R.-F.)
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Complexo Hospitalario Universitario A Coruña (CHUAC), Servizo Galego de Saúde (SERGAS), Universidade da Coruña (UDC), 15006 A Coruña, Spain
- Grupo de Investigación en Terapia Celular e Medicina Rexenerativa, Centro de Investigacións Científicas Avanzadas (CICA), Agrupación Estratéxica entre o CICA e o Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), Universidade da Coruña (UDC), 15071 A Coruña, Spain
- Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER) de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 28029 Madrid, Spain;
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