The effect of culture conditions on the immunomodulatory properties of MSC-derived EVs

Die Mikroumgebung von Zellen, die ihr biologisches Verhalten, wie etwa das Packen und Abgeben von Extrazellulären Vesikeln (EV), bestimmt, ist das Ergebnis einer Vielzahl physikalischer, chemischer und biologischer Parameter. Somit werden die biologischen Funktionalitäten von MSC-EVs durch die Kulturbedingungen der Elternzellen beeinflusst. Insbesondere physiologische Sauerstoffkonzentrationen und physiologische Zell-Zell- oder Zell-Substrat-Wechselwirkungen unter Verwendung von 3D-Zellkulturansätzen haben gezeigt, dass sie die Anzahl der sezernierten EVs, ihre Oberflächenmarkersignatur, ihre Ladung und letztendlich ihre biologische Funktion beeinflussen. Obwohl klar ist, dass die Sauerstoffkonzentration und die 3D-Zellkultur während der EV-Erzeugung die Sekretion und Ladung von MSC-EVs beeinflussen, ist nicht genau geklärt, ob und wie diese Parameter die immunmodulatorischen Eigenschaften von MSC-EVs beeinflussen. Basierend auf den verfügbaren wissenschaftlichen Daten und unseren vorläufigen Ergebnissen lauten unsere zentralen Hypothesen: 1) Wichtige Merkmale wie Anzahl, Größenverteilung, Oberflächenmarker sowie intrazelluläre und membrangebundene Proteine ​​von MSC-EVs werden durch die Kulturbedingungen (2D vs. 3D) der MSCs beeinflusst. 2) Daher beeinflussen unterschiedliche Kulturbedingungen von MSCs die biologischen Funktionen von MSC-abgeleiteten EVs, insbesondere ihr prokoagulierendes Potenzial (Exposition von TF) und ihre immunmodulatorischen Eigenschaften (Einfluss auf die Verteilung von Monozyten-Untergruppen). Um diese Hypothesen zu testen, werden wir MSC-EV-Präparate aus Hydrogel-, Sphäroid- und Flachoberflächenkulturen unter physioxischen Bedingungen erzeugen und diese Präparate hinsichtlich ihrer immunmodulatorischen Eigenschaften und ihres prokoagulierenden Potenzials charakterisieren. Hier konzentrieren wir uns zunächst auf die Charakterisierung der Elektrofahrzeuge und der Elektrofahrzeugladung, um zu verstehen, wie sich die oben genannten Parameter auf die Bildung und Beladung von MSC-Elektrofahrzeugen auswirken. Zweitens werden wir das Zusammenspiel zwischen MSC-EVs aus verschiedenen Kulturbedingungen und Zellen des adaptiven und angeborenen Immunsystems untersuchen. Dies wird zu einem detaillierten Verständnis der MSC-EV-Bildung und -Beladung führen und letztendlich die Herstellung von MSC-EVs mit definierten immunmodulatorischen Eigenschaften für die Behandlung entzündlicher Erkrankungen ermöglichen.