Cellule epiteliali amniotiche
L’amnion umano consiste di cellule epiteliali amniotiche (AEC) su una membrana collagene basale, uno strato compatto acellulare pieno di fibre reticolari, uno strato di fibroblasti con cellule Hofbauer/istiociti e uno strato spugnoso altamente igroscopico con fibrille tra il corion e il sacco amniotico.
Le AEC possono essere ottenute con una digestione enzimatica differenziale dalla membrana amnionica dopo la sua separazione dal corion sottostante. L’amnios contiene cellule epiteliali che esprimono marcatori di superficie che includono sia marcatori specifici dell’embrione come gli antigeni specifici della fase (SSEA) 3 e 5, Tra-1-60, Tra-1-81, sia marcatori mesenchimali CD105, CD90, CD73, CD44, CD29, antigene leucocitario umano (HLA)-A, -B, -C, CD13, CD10, CD166 e CD117. Le loro proprietà immunologiche non sono state completamente chiarite; tuttavia, le AEC sembrano anche essere resistenti al rigetto dopo l’allotrapianto, probabilmente a causa delle loro proprietà immunosoppressive (CD59 e HLA-G ), il che potrebbe anche portare al loro ruolo terapeutico in un modello di malattia. Per esempio, le hAEC sono state segnalate per abbassare i livelli di glucosio nel sangue di topi diabetici indotti da streptozotocina diverse settimane dopo l’impianto, potenzialmente attraverso la differenziazione in cellule β.
Le hAEC sono considerate cellule multipotenti a causa della loro capacità di differenziarsi in diversi lignaggi. In particolare, sono state in grado di maturare in condizioni di cultura specifiche in cellule neuronali che sintetizzano acetilcolina, noradrenalina e dopamina. In vivo, le hAEC sono state segnalate per essere neuroprotettive e neuroregenerative, probabilmente in relazione alla secrezione di fattori di crescita. Infatti, gli studi hanno dimostrato che i mezzi condizionati dalle hAEC mostrano effetti neurotrofici sulle cellule corticali di ratto, e a causa dell’espressione di marcatori neurali come la nestina, la proteina acida fibrillare gliale, e la proteina 2 associata al microtubulo, sono inclini ai lignaggi neuronali. Le hAEC sono state utilizzate anche per trattare le lesioni dei nervi periferici in modelli animali, in cui hanno dimostrato di migliorare la crescita dei neuroni ospiti e guidare la germinazione rigenerativa. Oltre al loro potenziale neurogenico, alcuni lavori rilevanti sono stati fatti per esplorare il potenziale epatico delle AEC. In primo luogo, le AEC producono albumina e α-fetoproteina, e mostrano l’immagazzinamento del glicogeno e il potenziale di differenziazione epatica in vitro. Inoltre, in vitro, le AEC avevano la capacità di metabolizzare l’ammoniaca, il testosterone e il 17α-idrossiprogesterone caproato, mentre esprimevano marcatori epatocitari come albumina, A1AT, CYP2A4, 3A7, 1A2, 2B6, ASGPR1, e citocromi fetali inducibili. Dopo il trapianto intraepatico in topi immunodeficienti (immunodeficienti combinati gravi)/beige, le hAEC hanno dimostrato caratteristiche epatiche funzionali, e dopo il pretrattamento di topi SCID/beige con retrorsina, le hAEC hanno espresso geni epatici maturi, proteine plasmatiche ed enzimi epatici ad un livello uguale al tessuto epatico adulto. Il trapianto di cellule epiteliali umane derivate dall’amnion al fegato sembra avere proprietà terapeutiche desiderate, compresa la secrezione di metalloproteinasi di matrice che istigano la fibrinolisi e l’aumento della concentrazione di interleuchina-10. In un modello murino di malattia del fegato, il trapianto di cellule epiteliali dell’amnios è risultato in un trapianto epatico con diminuzione dell’infiammazione, della fibrosi e dell’apoptosi degli epatociti. Zhang et al. hanno infuso cellule derivate dall’amnion in un fegato di topo trattato con tetracloruro di carbonio, e hanno mostrato una fibrosi e apoptosi minime. Ricci et al. hanno usato un pezzo di membrana amniotica umana (hAM) per valutare la fibrosi nel fegato di ratto e hanno dimostrato maggiori proprietà antifibrotiche dell’hAM con una riduzione della reazione duttile e della deposizione della matrice extracellulare (ECM). Vaghjiani et al. hanno dimostrato che la differenziazione delle hAECs in cellule simili a quelle epatiche può rimanere vitale e funzionale dopo l’incapsulamento in microsfere di alginato di bario in vitro, ed esse possono esprimere CYP3A4, che si pensa scomporre quasi il 50% di tutti i farmaci terapeutici.
Inoltre, la membrana amniotica crioconservata e i suoi sottoprodotti sono stati riconosciuti come strumenti significativi per il trattamento di ulcerazioni e difetti epiteliali (corneali o congiuntivali). Nakamura et al. hanno usato cellule epiteliali corneali autologhe da siero su una membrana amniotica per trapiantare nove occhi di nove pazienti con carenza totale di cellule staminali limbari, e hanno dimostrato un miglioramento dell’acuità visiva e una completa epitelizzazione corneale entro 2-5 giorni. Wang et al. hanno sperimentato su topi allogenici con proteina fluorescente verde (GFP)+ innesti di epitelio amniotico intatto con cellule AE singene (EGFP-C57BL/6 a C57BL/6 W/t) e allogeniche (EGFP-C57BL/6 a BALB/c W/t) che sono state trapiantate nella cornea o nella congiuntiva o inserite nelle camere anteriori. I ricercatori hanno dimostrato che gli antigeni beta di classe I del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) erano minimamente espressi dopo l’impianto. Infine, sono state esplorate altre potenziali applicazioni cliniche e le AEC sono state considerate potenzialmente utili per un’ampia varietà di condizioni tra cui malattie oftalmiche, fibrosi polmonare, fibrosi epatica, sclerosi multipla, disturbi metabolici congeniti come il deficit di ornitina transcarbamilasi, ipercolesterolemia familiare, lesioni del midollo spinale e malattia di Parkinson e per trapianti di cellule allogeniche .