Direct Conversion of Human Fibroblasts into Schwann Cells That Facilitate Regeneration of Injured Peripheral Nerve In Vivo

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Este artículo es originalmente publicado en:

 

http://stemcellstm.alphamedpress.org/

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sctm.16-0122/abstract

 

De:

Sowa, Y., Kishida, T., Tomita, K., Yamamoto, K., Numajiri, T. and Mazda, O. (2017), Direct Conversion of Human Fibroblasts into Schwann Cells That Facilitate Regeneration of Injured Peripheral Nerve In Vivo. STEM CELLS Translational Medicine. doi:10.1002/sctm.16-0122

 

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Abstract

Schwann cells (SCs) play pivotal roles in the maintenance and regeneration of the peripheral nervous system. Although transplantation of SCs enhances repair of experimentally damaged peripheral and central nerve tissues, it is difficult to prepare a sufficient number of functional SCs for transplantation therapy without causing adverse events for the donor. Here, we generated functional SCs by somatic cell reprogramming procedures and demonstrated their capability to promote peripheral nerve regeneration. Normal human fibroblasts were phenotypically converted into SCs by transducing SOX10 and Krox20 genes followed by culturing for 10 days resulting in approximately 43% directly converted Schwann cells (dSCs). The dSCs expressed SC-specific proteins, secreted neurotrophic factors, and induced neuronal cells to extend neurites. The dSCs also displayed myelin-forming capability both in vitro and in vivo. Moreover, transplantation of the dSCs into the transected sciatic nerve in mice resulted in significantly accelerated regeneration of the nerve and in improved motor function at a level comparable to that with transplantation of the SCs obtained from a peripheral nerve. The dSCs induced by our procedure may be applicable for novel regeneration therapy for not only peripheral nerve injury but also for central nerve damage and for neurodegenerative disorders related to SC dysfunction. © Stem Cells Translational Medicine 2017.

 

 

Resumen

Las células de Schwann (SC) desempeñan papeles fundamentales en el mantenimiento y la regeneración del sistema nervioso periférico. Aunque el trasplante de SC mejora la reparación de los tejidos periféricos y nerviosos centrales experimentalmente dañados, es difícil preparar un número suficiente de SC funcionales para la terapia de trasplante sin provocar eventos adversos para el donante. Aquí, hemos generado SC funcionales mediante los procedimientos de reprogramación de células somáticas y demostrado su capacidad para promover la regeneración de los nervios periféricos. Los fibroblastos humanos normales se convirtieron fenotípicamente en SC mediante la transducción de genes SOX10 y Krox20 seguido de cultivo durante 10 días, dando como resultado aproximadamente 43% de células Schwann directamente convertidas (dSCs). Los dSCs expresaron proteínas específicas de SC, factores neurotróficos secretados y células neuronales inducidas para extender las neuritas. Los dSCs también mostraron capacidad de formación de mielina tanto in vitro como in vivo. Además, el trasplante de los dSCs en el nervio ciático trasectado en ratones dio como resultado una regeneración significativamente acelerada del nervio y en función motora mejorada a un nivel comparable al de trasplante de los SC obtenidos a partir de un nervio periférico. Los dSCs inducidos por nuestro procedimiento pueden ser aplicables para la terapia de regeneración novedosa no sólo para la lesión del nervio periférico, sino también para el daño del nervio central y para los trastornos neurodegenerativos relacionados con la disfunción del SC. © Stem Cells Translational Medicine 2017.

Protocols and Manufacturing for Cell-Based Therapies

Direct Conversion of Human Fibroblasts into Schwann Cells That Facilitate Regeneration of Injured Peripheral Nerve In Vivo