Title (eng)
Characterization of extracellular vesicles from equine bone marrow-derived mesenchymal stem cells and their therapeutic potential
Author
Robert Soukup
Description (eng)
PhD thesis - University of Veterinary Medicine Vienna - 2023
Abstract (eng)
Tendinopathy is a common tendon disorder caused by overuse injury, resulting in chronic pain and impaired biomechanical tendon properties. Current treatments do not effectively restore tendon function, highlighting the need for better options. Regenerative medicine, which aims to restore damaged tissues and organs, offers potential solutions using approaches like stem cell therapy. Mesenchymal stem cells (MSCs) are a promising strategy due to their ability to differentiate into different cell types and secrete bioactive molecules. Recent studies suggest that the paracrine effect of MSCs, specifically their secretome (which includes growth factors, cytokines, and extracellular vesicles), plays a crucial role in tissue regeneration. This study focuses on evaluating the therapeutic effect of the secretome of equine MSCs and its sub-fractions, extracellular vesicles (EVs), and soluble proteins, on inflamed tenocytes. The author emphasizes the need for standardized methods for isolating and characterizing EVs in order to develop EV-based regenerative therapies. The similarity between tendinopathies in horses and humans suggests that the findings may have implications for both species. Various studies have shown the regenerative potential of MSC-conditioned media (CM) and EVs in tendon repair, promoting cell proliferation, tissue architecture restoration, and the expression of genes related to collagen and tendon matrix formation. However, the exact mechanisms of action and the specific bioactive molecules responsible for therapeutic effects remain unclear. Standardized purification and analytical methods are crucial for understanding and developing reliable EV-based regenerative therapies. The study also highlights the importance of optimal donor cells, their preconditioning status, and the age or passage number of MSCs in the secretome's therapeutic efficacy. Allogeneic MSCs offer a cell-free, off-the-shelf treatment option with scalable and standardized manufacturing. Additionally, future studies should focus not only on quantitative parameters but also on qualitative aspects, such as the identification of specific components and their regenerative effects. Overall, this research contributes to understanding the therapeutic potential of MSC secretomes and their sub-fractions in tendon repair, emphasizing the need for standardized methods, characterization, and dosage determination to advance EV-based regenerative therapies.
Description (deu)
PhD Arbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2023
Abstract (deu)
Die Tendinopathie ist eine häufig auftretende Sehnenerkrankung, die durch Überlastungsverletzungen verursacht wird und zu chronischen Schmerzen sowie Beeinträchtigungen der biomechanischen Eigenschaften der Sehne führt. Aktuelle Behandlungen stellen keine effektive Wiederherstellung der Sehnenfunktion sicher, was den Bedarf nach besseren Optionen hervorhebt. Die regenerative Medizin, die darauf abzielt, geschädigtes Gewebe und Organe wiederherzustellen, bietet potenzielle Lösungen durch Ansätze wie die Stammzelltherapie. Mesenchymale Stammzellen (MSCs) sind eine vielversprechende Strategie aufgrund ihrer Fähigkeit, sich in verschiedene Zelltypen zu differenzieren und bioaktive Moleküle abzusondern. Aktuelle Studien deuten darauf hin, dass der parakrine Effekt von MSCs, insbesondere ihr Sekretom (zu dem Wachstumsfaktoren, Zytokine und extrazelluläre Vesikel gehören), eine entscheidende Rolle bei der Geweberegeneration spielt. Diese Studie konzentriert sich auf die Bewertung der therapeutischen Wirkung des Sekretoms von Pferde-MSCs und seiner Subfraktionen, extrazelluläre Vesikel (EVs) und lösliche Proteine, auf entzündete Tenocyten. Der Autor betont die Notwendigkeit standardisierter Methoden zur Isolierung und Charakterisierung von EVs, um EV-basierte regenerative Therapien zu entwickeln. Die Ähnlichkeit zwischen Tendinopathien bei Pferden und Menschen legt nahe, dass die Ergebnisse für beide Arten Bedeutung haben könnten. Verschiedene Studien haben das regenerative Potenzial von MSC-Konditionierungsmedien (CM) und EVs bei der Sehnenreparatur gezeigt, indem sie die Zellproliferation, die Wiederherstellung der Gewebearchitektur und die Expression von Genen, die mit der Kollagen- und Sehnenmatrixbildung in Verbindung stehen, fördern. Die genauen Wirkmechanismen und die spezifischen bioaktiven Moleküle, die für therapeutische Effekte verantwortlich sind, bleiben jedoch unklar. Standardisierte Reinigungs- und Analysemethoden sind entscheidend, um EV-basierte regenerative Therapien zu verstehen und zu entwickeln. Die Studie hebt auch die Bedeutung optimaler Spenderzellen, ihres Vorbedingungsstatus und des Alters oder der Passagenanzahl von MSCs für die therapeutische Wirksamkeit des Sekretoms hervor. Allogene MSCs bieten eine zellfreie, sofort verfügbare Behandlungsoption mit skalierbarer und standardisierter Herstellung. Darüber hinaus sollten zukünftige Studien nicht nur auf quantitativen Parametern, sondern auch auf qualitativen Aspekten wie der Identifizierung spezifischer Komponenten und ihrer regenerativen Wirkungen liegen. Insgesamt trägt diese Forschung dazu bei, das therapeutische Potenzial von MSC-Sekretomen und ihren Subfraktionen bei der Sehnenreparatur zu verstehen, und unterstreicht die Notwendigkeit standardisierter Methoden, Charakterisierung und Dosierungsberechnung, um EV-basierte regenerative Therapien voranzutreiben.
Type (eng)
Dissertation
Language
[eng]
Persistent identifier
https://phaidra.vetmeduni.ac.at/o:4746
AC number
AC17679102
DOI
10.34876/fdpq-2s59
Number of pages
98
Date issued
2023
License
All rights reserved