Amniotische Epitheelcellen
Het menselijke amnion bestaat uit amniotische epitheelcellen (AEC’s) op een basaal collageen membraan, een acellulaire compacte laag gevuld met reticulaire vezels, een fibroblastlaag met Hofbauer cellen/histiocyten, en een zeer hygroscopische sponsachtige laag met fibrillen tussen het chorion en de amnionzak.
AECs kunnen met differentiële enzymatische digestie worden verkregen uit het amnionmembraan nadat dit is gescheiden van het onderliggende chorion . Het amnion bevat epitheelcellen die oppervlaktemarkers tot expressie brengen, waaronder zowel embryospecifieke markers zoals de stadiumspecifieke antigenen (SSEA’s) 3 en 5, Tra-1-60, Tra-1-81, als mesenchymale markers CD105, CD90, CD73, CD44, CD29, humaan leukocytenantigeen (HLA)-A, -B, -C, CD13, CD10, CD166, en CD117. Hun immunologische eigenschappen zijn niet volledig opgehelderd; AECs blijken echter ook resistent te zijn tegen afstoting na allotransplantatie, waarschijnlijk ten gevolge van hun immunosuppressieve eigenschappen (CD59 en HLA-G ), hetgeen ook zou kunnen leiden tot hun therapeutische rol in een ziektemodel. Zo is bijvoorbeeld gemeld dat hAECs enkele weken na implantatie de bloedglucosespiegels van streptozotocine-geïnduceerde diabetische muizen verlagen, mogelijk door differentiatie in β-cellen.
HAECs worden beschouwd als multipotente cellen vanwege hun vermogen om in verschillende lijnen te differentiëren. In het bijzonder zijn ze in staat geweest om te rijpen onder specifieke kweekomstandigheden in neuronale cellen die acetylcholine, noradrenaline, en dopamine synthetiseren. In vivo is van hAECs gemeld dat zij neuroprotectief en neuroregeneratief zijn, waarschijnlijk in verband met de afscheiding van groeifactoren. Studies hebben inderdaad aangetoond dat met hAEC geconditioneerde media neurotrofe effecten vertonen op corticale cellen van ratten, en door de expressie van neurale merkers zoals nestine, gliaal fibrillair zuur eiwit, en microtubule-geassocieerd eiwit 2, neigen ze naar neuronale lijnen. hAECs zijn ook gebruikt voor de behandeling van perifere zenuwletsels in diermodellen, waarbij is aangetoond dat ze de groei van gastheerneuronen bevorderen en regeneratieve kieming begeleiden. Naast hun neurogene potentieel is er ook relevant onderzoek gedaan naar het leverpotentieel van AECs. Ten eerste produceren AECs albumine en α-fetoproteïne, en vertonen zij glycogeenopslag en leverdifferentiatiepotentieel in vitro. Bovendien waren hAECs in vitro in staat ammoniak, testosteron en 17α-hydroxyprogesteron caproaat te metaboliseren, terwijl ze hepatocyten-merkers tot expressie brachten zoals albumine, A1AT, CYP2A4, 3A7, 1A2, 2B6, ASGPR1, en induceerbare foetale cytochromen. Na intrahepatische transplantatie in immunodeficiënte (severe combined immunodeficient )/beige-muizen vertoonden hAECs functionele leverkenmerken, en na voorbehandeling van SCID/beige-muizen met retrorsine brachten hAECs volgroeide levergenen, plasma-eiwitten en leverenzymen tot expressie op een niveau dat gelijk was aan dat van volwassen leverweefsel. hAECs vertoonden therapeutische werkzaamheid na transplantatie in een muismodel van levercirrose. De transplantatie van menselijke amnion-afgeleide epitheelcellen naar de lever blijkt de gewenste therapeutische eigenschappen te bezitten, waaronder de afscheiding van matrixmetalloproteïnase die fibrinolyse in gang zet en verhoging van de interleukine-10 concentratie. In een muismodel voor leverziekten resulteerde transplantatie van amnion-epitheelcellen in levertransplantatie met verminderde ontsteking, fibrose en hepatocyt-apoptose. Zhang et al. brachten van amnion afkomstige cellen in een met tetrachloorkoolstof behandelde muizenlever, en deze vertoonden minimale fibrose en apoptose. Ricci et al. gebruikten een stukje humaan amnionmembraan (hAM) om fibrose in rattenlever te beoordelen en toonden verhoogde antifibrotische eigenschappen van het hAM aan met een vermindering van ductulaire reactie en extracellulaire matrix (ECM) afzetting . Vaghjiani et al. toonden aan dat de differentiatie van hAECs in lever-achtige cellen levensvatbaar en functioneel kan blijven na inkapseling in barium alginaat microsferen in vitro, en ze kunnen CYP3A4 tot expressie brengen, waarvan gedacht wordt dat het bijna 50% van alle therapeutische geneesmiddelen afbreekt .
Daarnaast zijn het gecryopreserveerde amnionmembraan en zijn bijproducten erkend als belangrijke hulpmiddelen voor de behandeling van ulceratie en epitheliale defecten (hoornvlies of bindvlies) . Nakamura et al. gebruikten autologe serum corneale epitheelcellen op een amniotisch membraan om negen ogen van negen patiënten met een totaal tekort aan limbal stamcellen te transplanteren, en zij toonden verbetering aan in gezichtsscherpte en volledige corneale epithelialisatie binnen 2-5 dagen . Wang et al. experimenteerden op allogene groen fluorescent eiwit (GFP)+ muizen intacte amniotische epitheel transplantaten met syngene (EGFP-C57BL/6 naar C57BL/6 W/t) en allogene (EGFP-C57BL/6 naar BALB/c W/t) AE-cellen die werden getransplanteerd in de cornea of conjunctiva of ingebracht in de voorste kamers. De onderzoekers toonden aan dat major histocompatibility complex (MHC) klasse I beta antigenen minimaal tot expressie kwamen na implantatie. Tenslotte zijn andere potentiële klinische toepassingen onderzocht en AEC’s zijn beschouwd als potentieel nuttig voor een breed scala van aandoeningen, waaronder oogziekten, longfibrose, leverfibrose, multiple sclerose, aangeboren stofwisselingsziekten zoals ornithine transcarbamylase deficiëntie, familiaire hypercholesterolemie, ruggenmergletsels, en de ziekte van Parkinson en voor allogene celtransplantaties .