Caratteristiche della forma cellulare delle cellule muscolari scheletriche umane come predittore della competenza miogenica: Un nuovo paradigma verso la terapia cellulare di precisione

Charlotte Desprez, Davide Danovi, Charles H Knowles e Richard M Day.

J. Tissue Eng. 2023;14:1-18.

Astratto

Le cellule derivate dal muscolo scheletrico (SMDC) hanno un enorme potenziale per reintegrare i muscoli disfunzionali persi a causa di malattie o traumi. L'attuale uso terapeutico delle SMDC si basa sulla raccolta di cellule autologhe da biopsie muscolari che vengono successivamente espanse in vitro prima di essere reimpiantate nel paziente. L'eterogeneità può derivare da molteplici fattori, tra cui la qualità della biopsia di partenza, l'età e le comorbidità che influenzano le SMDC trattate. Gli attributi di qualità destinati all'uso clinico si concentrano spesso sui livelli minimi di espressione dei marcatori cellulari miogenici. Questi approcci non valutano la probabilità che le SMDC si differenzino e formino miofibre quando vengono impiantate in vivo, il che determina in ultima analisi la probabilità di rigenerazione muscolare. Prevedere la potenza terapeutica delle SMDC in vitro prima dell'impianto è fondamentale per sviluppare terapie di successo nella medicina rigenerativa e ridurre i costi di implementazione. Qui riportiamo lo sviluppo di un nuovo strumento di profilazione delle SMDC per esaminare le popolazioni di cellule in vitro derivate da donatori diversi. Abbiamo sviluppato una pipeline basata su immagini per quantificare le caratteristiche morfologiche ed estrarre descrittori di forma cellulare. Abbiamo studiato se questi potessero prevedere l'eterogeneità nella formazione dei miotubi e correlarsi con l'indice di fusione miogenica. Diverse caratteristiche della forma cellulare iniziale sono risultate correlate negativamente con l'indice di fusione. Queste includono l'area totale occupata dalle cellule, la forma dell'area, l'area della scatola di confine, la compattezza, il diametro equivalente, il diametro minimo del furetto, la lunghezza dell'asse minore e il perimetro delle SMDC a 24 ore dall'inizio della coltura. Le informazioni estratte con il nostro approccio indicano che l'imaging di cellule vive può rilevare una serie di fenotipi cellulari basati solo sulla forma delle cellule e che la conservazione dell'integrità cellulare potrebbe essere utilizzata per prevedere la propensione a formare miotubi in vitro e tessuti funzionali in vivo.

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https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36949843/