Mikroprostředí mezenchymálních kmenových buněk v interakci s leukemickými buňkami in vitro

Abstract

Establishing reliable in vitro models of the leukemic microenvironment fundamentally depends on the selection of an adherent cell population capable of mimicking the functions of the bone marrow stromal niche. However, adherent cells differ substantially in their metabolic activity, differentiation potential and sensitivity to culture conditions. This thesis therefore systematically characterizes three adherent populations-the stromal cell line HS-5, primary dermal fibroblasts (NHDF) and bone marrow-derived mesenchymal stem cells (MSC) under various in vitro conditions (culture media compositions, oxygen levels and serum modification) to evaluate their potential to support leukemic cells, which could be used in the laboratory to test drugs suitable for personalized treatment. The work also established a co-culture system with both direct and indirect contact. A substantial part of the work focused on examining the properties of adherent cells after interaction with the acute myeloid leukemia cell line SKM-1. Characterization included growth, metabolic and functional parameters such as cell number, metabolic activity, doubling time, colony-forming ability, differentiation capacity, glucose uptake, cellular and mitochondrial morphology, mitochondrial membrane potential, and the overall metabolic...

Vytváření spolehlivých in vitro modelů leukemického mikroprostředí zásadně závisí na volbě adherentní buněčné populace, která dokáže spolehlivě napodobit funkce stromální niky kostní dřeně. Adherentní buňky se však výrazně liší metabolickou aktivitou, diferenciačním potenciálem i citlivostí k podmínkám kultivace. Tato práce proto systematicky charakterizuje tři adherentní populace - stromální linii HS-5, primární dermální fibroblasty (NHDF) a MSC z kostní dřeně v různých in vitro podmínkách (různé složení kultivačních médií, rozdílná koncentrace kyslíku a úpravy séra) s cílem zhodnotit jejich potenciál poskytovat podporu leukemickým buňkám, na kterých by tak v laboratoři mohla být testována léčiva vhodná k následné personalizované léčbě. Součástí práce bylo dále zavedení ko-kultivačního systému s přímým i nepřímým kontaktem. Významná část práce byla věnována sledování vlastností adherentních buněk po interakci s leukemickou linií akutní myeloidní leukémie SKM-1. V rámci charakterizace byly hodnoceny růstové, metabolické a funkční parametry, včetně počtu buněk, metabolické aktivity, doby zdvojení, tvorby kolonií, schopnosti diferenciace, příjmu glukózy, morfologie buněčných struktur, včetně mitochondriální sítě, mitochondriálního membránového potenciálu a celkového metabolického profilu. Výsledky...