• decidual
• menstrual
• mesenchymal
• MSC
• stem

Cellule stromali provenienti da diversi tessuti mesenchimali hanno dimostrato multipotenza proliferando e differenziando in una varietà di tipi cellulari tra cui osteoblasti, adipociti e condrociti. La più studiata fonte di cellule mesenchimali stromali/staminali multipotenti (MSC) è il midollo osseo, ottenuto dalla cresta iliaca di donatori adulti. Recentemente, MSC sono state isolate dal tessuto adiposo e da altri tessuti come denti, ossa, muscoli, placenta, fegato, pancreas, cordone ombelicale e sangue cordonale.
Nella maggior parte di questi casi, e in particolare per le fonti autologhe, l’isolamento delle MSC richiede interventi traumatici che non sempre si possono eseguire e che comportano un notevole disagio per il paziente. Nel tentativo di identificare una fonte di MSC diversa e più accessibile, ci siamo concentrati sul tessuto endometriale, definito anche tessuto deciduale (DT). Durante ogni ciclo mestruale si osserva una rapida ricrescita del tessuto e dei vasi sanguigni a cui segue uno sfaldamento dello stesso alla fine del ciclo. Sulla base di risultati molto recenti riportati in letteratura, abbiamo ipotizzato che l’endometrio contenesse una popolazione eterogenea di cellule, alcune delle quali in possesso di proprietà simili alle cellule staminali come auto-rinnovamento, alto potenziale proliferativo e capacità di differenziare verso varie linee cellulari.
Questa tesi ha l’obiettivo di caratterizzare il tessuto deciduale come una nuova fonte di MSC e isolarle nella prospettiva di possibili applicazioni nei campi della medicina rigenerativa, della terapia mirata contro il cancro e nella cura di altre condizioni patologiche. La possibilità di avere una procedura non invasiva per ottenere cellule progenitrici, anche se con una limitazione di genere, apre la strada ad un’intensa attività di ricerca superando alcuni dei limiti attuali, quali la difficoltà di ottenere queste cellule in una quantità sufficiente per scopi clinici.
A questo scopo abbiamo isolato le cellule derivanti dal tessuto deciduale di 3 donatori. Dopo il processamento, le cellule sono state piastrate in fiasche da coltura con appositi terreni. Le successive analisi citofluorimetriche hanno rivelato che, dopo una piccola espansione iniziale, queste cellule esprimono marcatori mesenchimali tra cui CD90, CD105, CD73, CD56, CD146 e marcatori associati alla pluripotenza, come SSEA-4. Questi risultati ci hanno permesso di definirle preliminarmente come MSC da tessuto deciduale (DT-MSC). Per confermare ulteriormente la natura biologica di questi progenitori, abbiamo verificato che le DT-MSC possiedono un notevole potenziale clonogenico e possono essere espanse estesamente in vitro come cellule fibroblastioidi aderenti. Inoltre, i saggi di induzione hanno mostrato la loro capacità di differenziare nelle linee osteogenica, adipogenica e condrogenica. Infine, siamo stati in grado di modificare geneticamente queste cellule tramite un vettore retrovirale codificante per la Green Fluoresccent Protein (GFP).
Questa tesi sperimentale riporta quindi una iniziale caratterizzazione funzionale delle DT-MSC, anche in confronto a MSC derivanti da altre fonti. Ci siamo concentrati su (1) potenziale clonogenico e proliferativo, fondamentali al fine di testare l’idoneità di queste cellule per applicazioni a lungo termine nel campo della medicina rigenerativa; (2) espressione di marcatori di superficie, per determinare un profilo per l’identificazione delle DT-MSC; (3) potenziale differenziativo, con particolare attenzione alla loro capacità di differenziarsi in linee mesenchimali e (4) suscettibilità di queste cellule alla manipolazione genetica, per ipotetici futuri approcci di terapia genica.
Da questo studio pilota possiamo concludere che le DT-MSC rappresentano una nuova, promettente popolazione di cellule con un buon potenziale per terapie basate sulle cellule staminali.

Stromal/stem cell fractions, originating from different mesenchymal tissues, revealed multipotency either by proliferation or by differentiation into a variety of cell types, including osteogenic, adipogenic and chondrogenic cells. One most recognized source of multipotent mesenchymal stromal/stem cells (MSC) has been the bone marrow, obtained from iliac crests of adult donors. More recently, MSC progenitors were isolated after liposuction and others sources may include teeth, bone, muscle, placenta, liver, pancreas, umbilical cord and cord blood. In the majority of these cases, and in particular for the autologous sources, stem cell isolation requires traumatic procedures that are sometimes not feasible and associated with patient’s discomfort. In the attempt to identify a more approachable and different MSC source, we focused on endometrial tissue, also defined as decidual tissue (DT). During each menstrual cycle there is rapid re-growth of tissue and blood vessels, which is shed at the end of the cycle. Based on very recent literature findings, we hypothesized that DT may contain heterogeneous cell population including some possessing stem cell-like features such as self-renewal, high proliferative potential and the ability to differentiate towards diverse cell lineages. This thesis has the final purpose to isolate and characterize DT as a novel source of MSC with regards to possible future applications in regenerative medicine, targeted therapy against cancer and other pathological conditions. The possibility of having a non-invasive procedure to obtain progenitor cells, although with a gender limitation, paves the way to a more intense research activity going beyond some of the actual limits, such as the difficulty of obtaining these cells in a sufficient amount for clinical purposes. Thus, we here attempt to isolate decidual-derived cells from multiple donors (n=3). DT was processed and cells were plated into tissue culture flasks with growth media. Cytofluorimeric analyses revealed that, after little initial expansion, these cells were expressing mesenchymal surface markers, including CD90, CD105, CD73, CD56, CD146 and pluripotency markers such as SSEA-4. These findings allowed us to initially define these elements as decidual tissue-MSC (DT-MSC). More, to further confirm the biological nature of these progenitors, we assessed the capacity of DT-MSC to form colonies. DT-MSC showed a robust clonogenic potential and could be largely expanded in vitro as adherent fibroblastioid elements. In addition, differentiation assays drove these cells towards osteogenic, adipogenic and chondrogenic lineages. Finally, we were able to gene modified these cells by retroviral vector carrying the green-fluorescence protein (GFP). This experimental thesis preliminary characterizes DT-MSC from a functional point of view, also in comparison with other MSC sources. We have been focusing on (1) clonogenic and proliferative potentials, fundamental in order to test DT-MSC suitability for long-lasting applications in regenerative medicine; (2) markers expression, established to determine a panel for their identification; (3) differentiation capacities, with particular attention to their potential to differentiate into mesenchymal lineages and (4) susceptibility of these cells to genetic manipulation, for putative gene therapy approaches. From this pilot study we suggest that DT-MSC could represent a new promising cell population with good potential for stem cell-based therapies.