PL247114B1 - Method of classifying MSC cells based on therapeutic properties - Google Patents

Method of classifying MSC cells based on therapeutic properties Download PDF

Info

Publication number
PL247114B1
PL247114B1 PL443087A PL44308722A PL247114B1 PL 247114 B1 PL247114 B1 PL 247114B1 PL 443087 A PL443087 A PL 443087A PL 44308722 A PL44308722 A PL 44308722A PL 247114 B1 PL247114 B1 PL 247114B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
cells
msc
msc cells
change
share
Prior art date
Application number
PL443087A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL443087A1 (en
Inventor
Natalia Rozwadowska
Magdalena Murzyn
Ewelina Tomecka
Joanna Zyprych-Walczak
Alicja Szabelska-Beręsewicz
Katarzyna Bocian
Anna Różycka
Tomasz KOLANOWSKI
Tomasz Kolanowski
Tomasz Odłak
Original Assignee
Polski Bank Komorek Macierzystych Spolka Akcyjna
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polski Bank Komorek Macierzystych Spolka Akcyjna filed Critical Polski Bank Komorek Macierzystych Spolka Akcyjna
Priority to PL443087A priority Critical patent/PL247114B1/en
Publication of PL443087A1 publication Critical patent/PL443087A1/en
Publication of PL247114B1 publication Critical patent/PL247114B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602Vertebrate cells
    • C12N5/0603Embryonic cells ; Embryoid bodies
    • C12N5/0605Cells from extra-embryonic tissues, e.g. placenta, amnion, yolk sac, Wharton's jelly
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K35/28Bone marrow; Haematopoietic stem cells; Mesenchymal stem cells of any origin, e.g. adipose-derived stem cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602Vertebrate cells
    • C12N5/0652Cells of skeletal and connective tissues; Mesenchyme
    • C12N5/0662Stem cells
    • C12N5/0668Mesenchymal stem cells from other natural sources
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6881Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for tissue or cell typing, e.g. human leukocyte antigen [HLA] probes
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16BBIOINFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR GENETIC OR PROTEIN-RELATED DATA PROCESSING IN COMPUTATIONAL MOLECULAR BIOLOGY
    • G16B35/00ICT specially adapted for in silico combinatorial libraries of nucleic acids, proteins or peptides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/158Expression markers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Reproductive Health (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Pregnancy & Childbirth (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób klasyfikacji komórek MSC ze względu na właściwości terapeutyczne do zastosowania jako narzędzie do dopasowywania dawcy do biorcy. Dodatkowo, przedmiotem zgłoszenia jest również sposób klasyfikacji komórek MSC ze względu na właściwości terapeutyczne wspierany komputerowo.The subject of the application is a method of classifying MSC cells with respect to therapeutic properties for use as a tool for matching a donor to a recipient. Additionally, the subject of the application is also a method of classifying MSC cells with respect to therapeutic properties supported by computer.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób klasyfikacji komórek MSC ze względu na właściwości terapeutyczne do zastosowania jako narzędzie do dopasowywania dawcy do biorcy. Dodatkowo, przedmiotem wynalazku jest również sposób klasyfikacji komórek MSC ze względu na właściwości terapeutyczne wspierany komputerowo.The subject of the invention is a method of classifying MSC cells with respect to therapeutic properties for use as a tool for matching a donor to a recipient. Additionally, the subject of the invention is also a computer-aided method of classifying MSC cells with respect to therapeutic properties.

Mezenchymalne komórki macierzyste/zrębowe (MSC) są przedmiotem badań klinicznych i narzędziem terapii regeneracyjnej od ponad pokolenia. Przede wszystkim wynika to z ich właściwości przeciwzapalnych i immunomodulujących. Wiele badań wykazało, że terapie MSC mogą być pomocne w leczeniu wielu różnych chorób i zaburzeń, takich jak choroba zwyrodnieniowa stawów, utrata chrząstki stawowej, wrodzona wada kości (Ol), reumatoidalne zapalenie stawów, choroba przeszczep przeciwko gospodarzowi (GVHD), cukrzyca, choroba Leśniowskiego-Crohna, stwardnienie rozsiane (MS), stwardnienie zanikowe boczne (ALS) i inne choroby o podłożu zap alnym. Możliwość wykorzystania MSC do leczenia tak szerokiej gamy chorób wynika z ich działania biologicznego, polegającego na wydzielaniu czynników parakrynnych, takich jak cytokiny, chemokiny i egzosomy, co pozwala im modulować odpowiedź immunologiczną p oprzez zmniejszenie stanu zapalnego. Co więcej, terapie MSC są uważane za bezpieczne (1) (2) (3). Ludzkie MSC można uzyskać z różnych tkanek, a ich potencjał terapeutyczny w leczeniu chorób może zależeć od ich pochodzenia. Najbardziej rozpoznawalnym źródłem jest szpik kostny (BM). Pobranie BM od dawcy jest zabiegiem inwazyjnym i bolesnym. Ponadto właściwości terapeutyczne MSC pochodzących z BM, liczba wyizolowanych komórek oraz ich potencjał do różnicowania są zależne od dawcy i maleją wraz z wiekiem. Alternatywnymi źródłami MSC są tkanka tłuszczowa, miazga zębowa, błona maziowa, krew obwodowa, ozębina, endometrium i tkanka płodowa, taka jak galareta Whartona z pępowiny, krew pępowinowa, owodnia, płyn owodniowy i łożysko. Co najważniejsze, tkanki okołoporodowe są dostępnym źródłem komórek do terapii komórkowej bez konieczności inwazyjnych procedur ich pobierania, ponieważ są traktowane jako odpady medyczne. Ponadto naukowcy udowodnili, że wczesne źródła płodowe MSC umożliwiają izolowanie większej liczby komó rek o wysokiej multipotencji oraz zdolności do ekspansji niż ze szpiku kostnego od dorosłych dawców (4) (5) (6). Sztandarowymi i klasyfikacyjnymi cechami MSC według International Society for Cell & Gene Therapy (ISCT), niezależnie od pochodzenia i sposobu izolowania komórek, jest zdolność przyczepiania się do plastiku. Ich morfologia jest podobna do fibroblastów i mają wspólne z nimi właściwości, takie jak ekspresja CD105, CD73 i CD90 przy braku CD11b lub CD14, CD19, CD34, CD45, CD79 i antygenu układu zgodności tkankowej klasy II (HLA-DR).Mesenchymal stem/stromal cells (MSCs) have been a subject of clinical research and a tool for regenerative therapy for over a generation. This is primarily due to their anti-inflammatory and immunomodulatory properties. Many studies have shown that MSC therapies can be helpful in treating a wide range of diseases and disorders, such as osteoarthritis, joint cartilage loss, congenital bone defect (OI), rheumatoid arthritis, graft-versus-host disease (GVHD), diabetes, Crohn's disease, multiple sclerosis (MS), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), and other inflammatory diseases. The possibility of using MSCs to treat such a wide range of diseases is due to their biological activity, which consists of secreting paracrine factors such as cytokines, chemokines, and exosomes, which allow them to modulate the immune response by reducing inflammation. Moreover, MSC therapies are considered safe (1) (2) (3). Human MSCs can be obtained from a variety of tissues, and their therapeutic potential for treating diseases may depend on their origin. The most recognizable source is bone marrow (BM). Collection of BM from a donor is an invasive and painful procedure. In addition, the therapeutic properties of BM-derived MSCs, the number of isolated cells, and their differentiation potential are donor-dependent and decrease with age. Alternative sources of MSCs include adipose tissue, dental pulp, synovium, peripheral blood, dentin, endometrium, and fetal tissue such as Wharton's jelly from the umbilical cord, cord blood, amnion, amniotic fluid, and placenta. Most importantly, perinatal tissues are an accessible source of cells for cell therapy without the need for invasive collection procedures, as they are considered medical waste. In addition, scientists have proven that early fetal sources of MSCs enable the isolation of a greater number of cells with high multipotency and the ability to expand than from bone marrow from adult donors (4) (5) (6). The flagship and classification features of MSCs according to the International Society for Cell & Gene Therapy (ISCT), regardless of the origin and method of cell isolation, is the ability to attach to plastic. Their morphology is similar to fibroblasts and they share properties with them, such as the expression of CD105, CD73 and CD90 in the absence of CD11b or CD14, CD19, CD34, CD45, CD79 and the histocompatibility complex class II antigen (HLA-DR).

Wykazują zdolność do różnicowania się w trzy różne typy komórek (osteoblasty, chondroblasty i adipocyty) za pomocą specyficznych podłoży hodowlanych. Jednak ostatnio ISCT wezwał do poprawy charakterystyki komórek MSC, zalecając włączenie testów funkcjonalnych dla komórek (1) (7) (8).They demonstrate the ability to differentiate into three different cell types (osteoblasts, chondroblasts, and adipocytes) using specific culture media. However, recently the ISCT has called for improved characterization of MSCs, recommending the inclusion of functional assays for the cells (1) (7) (8).

Produkty komórkowe wytwarzane zgodnie z Dobrymi Praktykami Wytwarzania (GMP) w oparciu o MSC są obecnie oznaczone przez Europejską Agencję Leków (EMA) jako Produkty Lecznicze Terapii Zaawansowanej (ATMP). Wytyczne EMA podczas zwolnienia komórkowego produktu końcowego zapewniają potwierdzenie bezpieczeństwa, jakości i skuteczności terapii komórkowej. Potwierdzają to testy funkcjonalne, cytogenetyczne, potencji, sterylności i czystości, takie jak brak endotoksyn, czy mykoplazmy (2). W przypadku jakichkolwiek nieprawidłowości w testach dla produktu komórkowego, produkt zostaje zdyskwalifikowany. Głównym problemem terapii komórkowej jest słaba charakterystyka i rozbieżność w skuteczności terapeutycznej in vivo (1). Wytyczne ISCT, choć powszechnie akceptowane, nie gwarantują powtarzalności właściwości produktów MSC. Należy podkreślić iż produkty komórkowe MSC wykazują znaczną heterogeniczność pod względem dynamiki proliferacji, klonogenności, wydzielanych czynników (sekretomu) czy potencjału do różnicowania. Ta heterogenność nie jest brana pod uwagę w rutynowej charakterystyce komórek (5). Różnice, które mają udowodniony wpływ na produkt komórkowy, to różne podłoża hodowlane, w szczególności ich suplementacja, gęstość wysiewu komórek, liczba pasaży lub czas trwania hodowli, a nawet sposób zamrażania. W przypadku suplementacji podłoża potwierdzono, że obecność lizatu ludzkich płytek krwi (hPL) wpływa nie tylko na proliferację komórek, ale także na ich zróżnicowany potencjał i zdolności immunomodulacyjne (3). Istnieją różnice w protokołach zamrażania komórek w różnych obszarach produkcyjnych i pomimo utrzymywania podstawowych parametrów ISCT po rozmrożeniu komórek, potencjał immunomodulacyjny komórek może zmniejszyć się nawet o 50%. Ze względu na różne zdolności immunomodulacyjne MSC, mają one różny wpływ na hamowanie odpowiedzi komórek T, dojrzewanie komórek prezentujących antygen, cytotoksyczność spoczynkowych komórek NK, różnicowanie monocytów w niedojrzałe komórki dendrytyczne, czy sekretom MSC (zwiększenie produkcji PGE2, TGFb i IL10), który pomaga w indukcji i różnicowaniu komórek w regulatorowe komórki T (Treg) (9).Cell products manufactured in accordance with Good Manufacturing Practices (GMP) based on MSCs are currently designated by the European Medicines Agency (EMA) as Advanced Therapy Medicinal Products (ATMP). EMA guidelines during the release of the cellular end-product provide confirmation of the safety, quality and efficacy of cell therapy. This is confirmed by functional, cytogenetic, potency, sterility and purity tests, such as the absence of endotoxins or mycoplasma (2). In the event of any irregularities in the tests for the cell product, the product is disqualified. The main problem of cell therapy is poor characterization and divergence in therapeutic efficacy in vivo (1). ISCT guidelines, although widely accepted, do not guarantee the repeatability of the properties of MSC products. It should be emphasized that MSC cell products show significant heterogeneity in terms of proliferation dynamics, clonogenicity, secreted factors (secretome) or differentiation potential. This heterogeneity is not taken into account in routine cell characterization (5). Differences that have a proven impact on the cell product are different culture media, in particular their supplementation, cell seeding density, passage number or culture duration, and even the freezing method. In the case of medium supplementation, the presence of human platelet lysate (hPL) has been confirmed to affect not only cell proliferation but also their diverse potential and immunomodulatory abilities (3). There are differences in cell freezing protocols in different production areas and despite maintaining basic ISCT parameters after cell thawing, the immunomodulatory potential of cells can decrease by up to 50%. Due to the different immunomodulatory abilities of MSCs, they have different effects on the inhibition of T cell responses, maturation of antigen-presenting cells, cytotoxicity of resting NK cells, differentiation of monocytes into immature dendritic cells, or the MSC secretome (increased production of PGE2, TGFb and IL10), which helps in the induction and differentiation of cells into regulatory T cells (Treg) (9).

Z dokumentu CN112748080 znany jest sposób charakteryzowania właściwości immunoregulacyjnych produktów terapii mezenchymalnymi komórkami macierzystymi, obejmujący hodowlę produktu w medium zawierającym interferony w celu stymulacji komórek, zebranie supernatanta hodowli i poddanie go reakcji barwnej w celu zmierzenia aktywności 2,3-dioksygenazy indoloaminy 1 (IDO1), aby uzyskać ilość L-kinureniny, wytwarzanej przez badany produkt. Jeżeli względna aktywność biologiczna badanego produktu w stosunku do komórek referencyjnych wynosi > 60%, określa się, że badany produkt spełnia wymagania dla produktów terapii mezenchymalnymi komórkami macierzystymi.From document CN112748080 a method of characterizing immunoregulatory properties of mesenchymal stem cell therapy products is known, comprising culturing the product in a medium containing interferons to stimulate the cells, collecting the culture supernatant and subjecting it to a color reaction to measure the activity of indoleamine 2,3-dioxygenase 1 (IDO1) to obtain the amount of L-kynurenine produced by the test product. If the relative biological activity of the test product in relation to the reference cells is > 60%, it is determined that the test product meets the requirements for mesenchymal stem cell therapy products.

Podobne podejście, bazujące na szybkim oznaczeniu aktywności 2,3-dioksygenazy indoloaminy 1 w celu oznaczenia właściwości immunomodulacyjnych ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych jest opisane w dokumencie CN113278674A.A similar approach, based on the rapid assay of indoleamine 2,3-dioxygenase 1 activity to determine the immunomodulatory properties of human mesenchymal stem cells is described in document CN113278674A.

Z kolei opis CA2876499A1 ujawnia zastosowanie szeregu ponad 20 markerów do detekcji hESMSC o stopniu klinicznym do leczenia chorób autoimmunologicznych, w szczególności stwardnienia rozsianego. Autorzy przyznają, że ograniczone źródła i zmienna jakość ludzkich tkanek od różnych dawców ograniczają badania i zastosowanie MSC i uniemożliwiają standaryzację MSC jako produktu terapeutycznego do zastosowania klinicznego na dużą skalę. Pochodzące z tkanek dorosłych MSC są wysoce wymieszanymi populacjami komórek i być może tylko część komórek wywiera działanie immunomodulujące. Sposób polega na oznaczeniu ponad 20 markerów (mi.in. CD73, CD90, CD105, CD146, CD166, CD44, CD13, CD29, CD54, CD49E, CD45, CD34, CD31, SSEA4, OCT4, NANOG, TRA-1-60) podzielonych na cztery grupy.In turn, the description of CA2876499A1 discloses the use of a series of over 20 markers for the detection of clinical grade hESMSC for the treatment of autoimmune diseases, in particular multiple sclerosis. The authors acknowledge that limited sources and variable quality of human tissues from different donors limit the research and use of MSCs and prevent standardization of MSCs as a therapeutic product for large-scale clinical use. MSCs derived from adult tissues are highly mixed cell populations and perhaps only a fraction of cells exert immunomodulatory effects. The method involves the determination of over 20 markers (including CD73, CD90, CD105, CD146, CD166, CD44, CD13, CD29, CD54, CD49E, CD45, CD34, CD31, SSEA4, OCT4, NANOG, TRA-1-60) divided into four groups.

W artykule Petrenko i współpracowników (10). Autorzy porównali kinetykę wzrostu, właściwości immunofenotypowe i immunomodulacyjne, ekspresję genów i profil wydzielania MSC pochodzących ze szpiku kostnego dorosłego człowieka (BM-MSC), tkanki tłuszczowej (AT-MSC) i galarety Whartona (WJ-MSC) hodowanych klinicznie z naciskiem na potencjał neuroregeneracyjny. Zastosowano następujące markery: CD10, CD29, CD44, CD73, CD90, CD105, HLA-ABC, CD14, CD45, CD235a, CD271, HLA-DR, VEGFR2, CD34, CD133, CD146, SSEA-4, MSCA-1, CD271, HLA-DR. Podobnie, w artykule Li i współpracowników (11) porównano mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące z 4 różnych źródeł, ludzkiego szpiku kostnego, tkanki tłuszczowej, galarety Whartona i łożyska, w celu określenia która populacja MSC wykazywała najsilniejszy immunosupresyjny wpływ na proliferację limfocytów T indukowaną fitohemaglutyniną i która miała największy potencjał proliferacyjny i różnicujący. Ekspresję szeregu genów związanych z odpornością (mi.in. MhC II, TLR4, TLR3, JaGi, NOTCH2 i NOTCH3) analizowano za pomocą RT-PCR i RT-qPCR. Potencjał proliferacyjny i różnicujący MSCs określono standardowymi metodami.In the article by Petrenko et al. (10). The authors compared the growth kinetics, immunophenotypic and immunomodulatory properties, gene expression and secretion profile of MSCs derived from adult bone marrow (BM-MSC), adipose tissue (AT-MSC) and Wharton's jelly (WJ-MSC) cultured clinically with an emphasis on neuroregenerative potential. The following markers were used: CD10, CD29, CD44, CD73, CD90, CD105, HLA-ABC, CD14, CD45, CD235a, CD271, HLA-DR, VEGFR2, CD34, CD133, CD146, SSEA-4, MSCA-1, CD271, HLA-DR. Similarly, in the article by Li et al. (11) mesenchymal stem cells derived from 4 different sources, human bone marrow, adipose tissue, Wharton's jelly, and placenta, were compared to determine which MSC population showed the strongest immunosuppressive effect on phytohemagglutinin-induced T cell proliferation and which had the greatest proliferative and differentiation potential. The expression of several immune-related genes (including MhC II, TLR4, TLR3, JaGi, NOTCH2, and NOTCH3) was analyzed by RT-PCR and RT-qPCR. The proliferative and differentiation potential of MSCs was determined by standard methods.

W pracy Ouafy i współpracowników (12) opisano identyfikację i walidację markerów predykcyjnych związanych z właściwościami immunomodulacyjnymi WJ-MSC. W tym celu wybrano i zbadano CD119, CD200 i Notch1. Autorzy stwierdzili, że CD119 i Notch1 mogą być potencjalnie stosowane jako markery właściwości immunomodulujących WJ-MSC, jednak potrzebne są dalsze badania.In the work of Ouafy et al. (12) the identification and validation of predictive markers associated with the immunomodulatory properties of WJ-MSCs were described. For this purpose, CD119, CD200, and Notch1 were selected and studied. The authors concluded that CD119 and Notch1 could potentially be used as markers of the immunomodulatory properties of WJ-MSCs, but further studies are needed.

Głównym problemem w dziedzinie jest brak standaryzacji protokołu wytwarzania produktu komórkowego (7). Wszyscy wytwórcy prawdopodobnie nie zoptymalizują protokołu izolowania i wytwarzania produktu komórkowego opartego na MSC. Odpowiedzią na pilną potrzebę opracowania bardziej rygorystycznego sposobu charakteryzowania MSC pod kątem jakości, bezpieczeństwa i skuteczności produktów MSC jest sposób klasyfikacji komórek MSC ze względu na właściwości terapeutyczne według wynalazku, który znajduje zastosowanie jako standaryzowany rozszerzony sposób oceny produktu komórkowego do badań klinicznych lub eksperymentów medycznych poprzez podzielenie ich na klastry terapeutyczne w celu wyeliminowania zmienności partii. Klastry terapeutyczne mogą okazać się konieczne dla uniknięcia zmienności w produkcie komórkowym, ale także osiągnięcia przewidywalnych korzystnych wyników terapii komórkami macierzystymi in vivo. W celu przyporządkowania komórkowego produktu leczniczego do danego klastra z próbki referencyjnej zwalnianego produktu leczniczego, po rozmrożeniu próbki wykonano dodatkowe badania: rozszerzony panel cytometryczny z dodatkowymi markerami takimi jak CD119, CD200, CD120b, CD72, CD273, CD274, CD39, HO, test jednostek tworzących kolonie (CFU), test bezpieczeństwa molekularnego (zgłoszenie patentowe nr P.433374 pt. Zastosowanie zestawu genów do określania potencjału teratogennego komórek mezenchymalnych, które uzyskało patent 2 sierpnia 2022 r.), analizę sekretomu i opracowano technologię kohodowli MSC z produktu komórkowego z MNC (komórki jednojądrzaste) od zdrowego dawcy. Poszerzona charakterystyka i uzyskane wyniki pozwoliły stworzyć algorytm przypisujący serię produktów komórkowych (WJ-MSC) do jednego z trzech klastrów terapeutycznych. Serie produktów komórkowych przypisane do klastrów terapeutycznych na podstawie stworzonego algorytmu będą miały podobną aktywność biologiczną. Dodatkowym zastosowaniem sposobu według wynalazku będzie możliwość wybrania produktu komórkowego z klastra terapeutycznego dla danego obszaru chorobowego lub nawet dla konkretnego pacjenta. Takie podejście do produktu komórkowego i jego oceny jakościowej wychodzi naprzeciw silnej potrzebie standaryzacji protokołu wytwarzania produktu komórkowego.A major problem in the field is the lack of standardization of the cell product manufacturing protocol (7). All manufacturers are unlikely to optimize the protocol for isolation and manufacturing of MSC-based cell products. The urgent need for a more rigorous method for characterizing MSCs for quality, safety, and efficacy of MSC products is addressed by the method of classifying MSCs by therapeutic properties according to the invention, which finds application as a standardized extended method for evaluating a cell product for clinical trials or medical experiments by dividing them into therapeutic clusters to eliminate batch variability. Therapeutic clusters may be necessary to avoid variability in the cell product but also to achieve predictable beneficial results of stem cell therapy in vivo. In order to assign a cellular medicinal product to a given cluster from the reference sample of the released medicinal product, additional tests were performed after thawing the sample: an extended cytometric panel with additional markers such as CD119, CD200, CD120b, CD72, CD273, CD274, CD39, HO, a colony forming unit (CFU) test, a molecular safety test (patent application No. P.433374 entitled Application of a set of genes to determine the teratogenic potential of mesenchymal cells, which obtained a patent on August 2, 2022), secretome analysis and a technology for co-culturing MSC from a cellular product with MNC (mononuclear cells) from a healthy donor was developed. The extended characterization and obtained results allowed the creation of an algorithm assigning a series of cellular products (WJ-MSC) to one of three therapeutic clusters. The series of cellular products assigned to therapeutic clusters based on the created algorithm will have similar biological activity. An additional application of the method according to the invention will be the possibility of selecting a cell product from a therapeutic cluster for a given disease area or even for a specific patient. This approach to the cell product and its quality assessment meets the strong need for standardization of the cell product production protocol.

ISTOTA WYNALAZKUTHE ESSENCE OF THE INVENTION

Sposób klasyfikacji komórek MSC ze względu na właściwości terapeutyczne według wynalazku obejmuje następujące etapy:The method of classifying MSC cells with respect to therapeutic properties according to the invention comprises the following steps:

a. pomiar poziomu obecności oksygenazy hemu, poziomu ekspresji POU5F1, zmiany udziału limfocytów Th pod wpływem komórek MSC; zmiany udziału limfocytów Th pozytywnych na CD69 pod wpływem komórek MSC oraz zmiany udziału limfocytów Th naiwnych pod wpływem komórek MSC, przy czym zmianę udziału limfocytów Th pod wpływem komórek MSC, zmianę udziału limfocytów Th pozytywnych na CD69 pod wpływem komórek MSC oraz zmianę udziału limfocytów Th naiwnych pod wpływem komórek MSC oznacza się po kohodowli komórek MSC z komórkami jednojądrzastymi w porównaniu do kontroli stanowiącej komórki jednojądrzaste, które hodowano w identycznych warunkach, ale bez kontaktu z komórkami MSCa. measurement of the level of heme oxygenase presence, POU5F1 expression level, change in the share of Th lymphocytes under the influence of MSC cells; change in the share of CD69-positive Th lymphocytes under the influence of MSC cells and change in the share of naive Th lymphocytes under the influence of MSC cells, wherein the change in the share of Th lymphocytes under the influence of MSC cells, change in the share of CD69-positive Th lymphocytes under the influence of MSC cells and change in the share of naive Th lymphocytes under the influence of MSC cells is determined after co-culture of MSC cells with mononuclear cells in comparison to the control consisting of mononuclear cells that were cultured in identical conditions but without contact with MSC cells

b. klasyfikacja komórek MSC jako należących do jednego z co najmniej trzech klastrów terapeutycznych: klastra terapeutycznego proregeneracyjnego o potencjale regeneracyjnym i potencjale do różnicowania albo klastra terapeutycznego nadaktywnego, który nie wykazuje efektu terapeutycznego albo klastra terapeutycznego antystresowego o potencjale do redukcji stresu oksydacyjnego na podstawie wyników pomiarów z etapu a.b. classification of MSC cells as belonging to one of at least three therapeutic clusters: a pro-regenerative therapeutic cluster with regenerative potential and differentiation potential, or a hyperactive therapeutic cluster that shows no therapeutic effect, or an anti-stress therapeutic cluster with the potential to reduce oxidative stress based on the results of the measurements from step a.

Korzystnie, w etapie b:Preferably, in step b:

- jeśli poziom komórek MSC wykazujących obecność oksygenazy hemu wynosi od 2% do 3,9% i poziom ekspresji POU5F1 wynosi od 0,5 CF do 1,01 CF i zmiana udziału limfocytów Th pozytywnych na CD69 pod wpływem komórek MSC wynosi od -17,83% do -13% i zmiana udziału limfocytów Th naiwnych wynosi od -0,35% do -0,15% i zmiana udziału limfocytów Th pod wpływem komórek MSC wynosi od 0,05% do 0,23%, komórki MSC klasyfikuje się do klastra nadaktywnego.- if the level of MSC cells expressing heme oxygenase is between 2% and 3.9% and the level of POU5F1 expression is between 0.5 CF and 1.01 CF and the change in the proportion of CD69-positive Th lymphocytes under the influence of MSC cells is between -17.83% and -13% and the change in the proportion of naive Th lymphocytes is between -0.35% and -0.15% and the change in the proportion of Th lymphocytes under the influence of MSC cells is between 0.05% and 0.23%, the MSC cells are classified into the overactive cluster.

- jeśli poziom komórek MSC wykazujących obecność oksygenazy hemu wynosi od 11,4% do 17% i poziom ekspresji POU5F1 wynosi od 0,55 CF do 0,7 CF i zmiana udziału limfocytów Th pozytywnych na CD69 pod wpływem komórek MSC wynosi od -27,33% do -1,59% i zmiana udziału limfocytów Th naiwnych wynosi od -0,22% do 0,16% i zmiana udziału limfocytów Th pod wpływem komórek MSC wynosi od 0,09% do 0,12%, komórki MSC klasyfikuje się do klastra antystresowego.- if the level of MSC cells showing the presence of heme oxygenase is from 11.4% to 17% and the level of POU5F1 expression is from 0.55 CF to 0.7 CF and the change in the share of CD69-positive Th lymphocytes under the influence of MSC cells is from -27.33% to -1.59% and the change in the share of naive Th lymphocytes is from -0.22% to 0.16% and the change in the share of Th lymphocytes under the influence of MSC cells is from 0.09% to 0.12%, the MSC cells are classified into the anti-stress cluster.

- jeśli poziom komórek MSC wykazujących obecność oksygenazy hemu wynosi od 3,4% do 10,1% i poziom ekspresji POU5F1 wynosi od 0,84 CF do 1,4 CF i zmiana udziału limfocytów Th pozytywnych na CD69 pod wpływem komórek MSC wynosi od -10,6% do 0,59% i zmiana udziału limfocytów Th naiwnych wynosi od 0,08% do 0,31% i zmiana udziału limfocytów Th pod wpływem komórek MSC wynosi od -0,02% do 0,09%, komórki MSC klasyfikuje się do klastra proregeneracyjnego.- if the level of MSC cells expressing heme oxygenase is from 3.4% to 10.1% and the level of POU5F1 expression is from 0.84 CF to 1.4 CF and the change in the proportion of CD69-positive Th lymphocytes under the influence of MSC cells is from -10.6% to 0.59% and the change in the proportion of naive Th lymphocytes is from 0.08% to 0.31% and the change in the proportion of Th lymphocytes under the influence of MSC cells is from -0.02% to 0.09%, the MSC cells are classified into the pro-regenerative cluster.

Korzystnie, w etapie a zmianę udziału limfocytów Th pod wpływem komórek MSC, zmianę udziału limfocytów Th pozytywnych na CD69 pod wpływem komórek MSC oraz zmianę udziału limfocytów Th naiwnych pod wpływem komórek MSC oznacza się po kohodowli komórek MSC z komórkami jednojądrzastymi w stosunku ilościowym odpowiednio 1:10.Preferably, in step a, the change in the share of Th lymphocytes under the influence of MSC cells, the change in the share of CD69-positive Th lymphocytes under the influence of MSC cells and the change in the share of naive Th lymphocytes under the influence of MSC cells are determined after co-culture of MSC cells with mononuclear cells in a quantitative ratio of 1:10, respectively.

Najkorzystniej, gdy kohodowlę prowadzi się w temperaturze 37°C i atmosferze 5% CO2.Co-culture is most preferably carried out at a temperature of 37°C and an atmosphere of 5% CO2.

Kohodowlę można prowadzić przez 4 dni.Co-culture can be continued for 4 days.

Korzystnie, komórki MSC pochodzą z galarety Whartona albo ze szpiku kostnego albo z tkanki tłuszczowej, korzystnie z galarety Whartona.Preferably, the MSC cells are derived from Wharton's jelly or from bone marrow or adipose tissue, preferably Wharton's jelly.

Korzystnie, etap b. jest wspierany komputerowo i obejmuje następujące etapy budowania klasyfikatora:Preferably, step b. is computer-assisted and includes the following steps of building the classifier:

a1. wyznaczanie co najmniej trzech klastrów terapeutycznych: klastra terapeutycznego proregeneracyjnego o potencjale regeneracyjnym i potencjale do różnicowania albo klastra terapeutycznego nadaktywnego, który nie wykazuje efektu terapeutycznego albo klastra terapeutycznego antystresowego o potencjale do redukcji stresu oksydacyjnego, przy czym wyznaczanie obejmuje pomiar parametrów komórek MSC obejmujący:a1. determining at least three therapeutic clusters: a pro-regenerative therapeutic cluster with regenerative potential and differentiation potential, or a hyperactive therapeutic cluster that does not demonstrate a therapeutic effect, or an anti-stress therapeutic cluster with the potential to reduce oxidative stress, wherein the determination comprises measuring MSC cell parameters comprising:

i. test jednostek tworzących kolonie CFU ii. określenie fenotypu komórek MSC poprzez pomiar markerów genetycznych CDKN24, CLDN1, DNMT3B, ESM1, HAND2, HEY1, MYO3B, NANOG, PDGFRA, OOU5F1, TDGF1, TWIST1, ZBTB16 iii. określenie fenotypu komórek MSC poprzez pomiar markerów genetycznych CD119, CD120b, CD274, CD273, CD200, CD72, CD39, HO iv. analizę sekretomu komórek MSC poprzez pomiar wydzielania BDNF, HGF, IL6, IL8, MCP1, RANTES, TGFb1, TGFb2i. CFU test ii. determination of the phenotype of MSC cells by measuring the genetic markers CDKN24, CLDN1, DNMT3B, ESM1, HAND2, HEY1, MYO3B, NANOG, PDGFRA, OOU5F1, TDGF1, TWIST1, ZBTB16 iii. determination of the phenotype of MSC cells by measuring the genetic markers CD119, CD120b, CD274, CD273, CD200, CD72, CD39, HO iv. analysis of the secretome of MSC cells by measuring the secretion of BDNF, HGF, IL6, IL8, MCP1, RANTES, TGFb1, TGFb2

v. określenie immunomodulacji komórek MSC poprzez kohodowlę komórek MSC z komórkami jednojądrzastymi, przy czym kohodowlę prowadzi się korzystnie w stosunku ilościowym odpowiednio 1:10, w temperaturze 37°C oraz atmosferze 5% CO2 przez 4 dni, przy czym po kohodowli określa się liczbę komórek jednojądrzastych, ich żywotność oraz zmianę udziału % limfocytów T, limfocytów B, NK, NKT, Th, Tc, Th naiwnych, Th pamięci, Tc naiwnych, Tc pamięci, Th CD69+, Th CD25+CD69+, Th CD25+, Th nieaktywowanych, Tc CD69+, Tc CD25+Cd69+, Tc CD25+, Tc nieaktywowanych, Th1, Th2, Th17, cytokin wewnętrznych dla: Th1, Th2 i Th 17, oraz T regulatorowych komórek jednojądrzastych vi. podział komórek MSC na co najmniej trzy klastry terapeutyczne: nadaktywny, antystresowy i proregeneracyjny na podstawie wyników z etapów i.-v., b1. budowanie klasyfikatora, które obejmuje:v. determining the immunomodulation of MSC cells by co-culture of MSC cells with mononuclear cells, wherein the co-culture is preferably carried out in a quantitative ratio of 1:10, respectively, at a temperature of 37°C and in a 5% CO2 atmosphere for 4 days, wherein after co-culture the number of mononuclear cells, their viability and the change in the % share of T lymphocytes, B lymphocytes, NK, NKT, Th, Tc, naive Th, memory Th, naive Tc, memory Tc, Th CD69+, Th CD25+CD69+, Th CD25+, non-activated Th, Tc CD69+, Tc CD25+Cd69+, Tc CD25+, non-activated Tc, Th1, Th2, Th17, internal cytokines for: Th1, Th2 and Th17, and T regulatory mononuclear cells are determined vi. division of MSC cells into at least three therapeutic clusters: hyperactive, anti-stress and pro-regenerative based on the results from stages i.-v., b1. building a classifier, which includes:

i. redukcję ilości parametrów do co najmniej parametrów poprzez identyfikację istotnych parametrów na podstawie współczynników błędu klasyfikacji lub na podstawie miary istotności zmiennych opartej na funkcji straty, ii. przeprowadzenie korelacji parametrów z etapów a1. i.-v. i eliminację parametrów, które są ze sobą skorelowane iii. określenie prawdopodobieństwa przynależności do określonego klastra na podstawie porównania wyników klasyfikacji z wykorzystaniem parametrów wybranych w etapie b1. i. z przynależnością do wyznaczonego klastra w etapie a1. vi.i. reducing the number of parameters to at least parameters by identifying significant parameters based on classification error coefficients or on the basis of a measure of variable significance based on a loss function, ii. performing correlation of parameters from stages a1. i.-v. and eliminating parameters that are correlated with each other, iii. determining the probability of membership in a specific cluster on the basis of comparing the classification results using the parameters selected in stage b1. i. with membership in the designated cluster in stage a1. vi.

oraz etapy klasyfikacji komórek MSC, obejmujące:and the steps of MSC classification, including:

c1. zapewnienie komórek MSC, d1. pomiar wybranych istotnych parametrów wyznaczonych w etapie b1. i. komórek MSC z etapu c1., e1. klasyfikacja komórek MSC za pomocą klasyfikatora wyznaczonego w etapie b1. jako należących do jednego z klastrów terapeutycznych na podstawie wyników pomiarów z etapu d1., przy czym etapy a1. i b1. są wykonywane jednorazowo dla danej populacji komórek MSC, etap a1. vi., b1., e1. wykonywane są za pomocą obliczeń w systemie komputerowym, do którego przekazywane są dane z pomiarów w etapie a1. i.-v. lub d1.c1. providing MSC cells, d1. measurement of selected significant parameters determined in step b1. i. of the MSC cells from step c1., e1. classification of the MSC cells using the classifier determined in step b1. as belonging to one of the therapeutic clusters on the basis of the measurement results from step d1., wherein steps a1. and b1. are performed once for a given population of MSC cells, step a1. vi., b1., e1. are performed by means of calculations in the computer system to which the data from the measurements in step a1. i.-v. or d1 are transferred.

Korzystnie, w etapie b1. i. wybierane są tylko te parametry, które zostały wskazane jako istotne.Preferably, in step b1. i. only those parameters that have been indicated as significant are selected.

Korzystnie, w etapie a1. vi. podziału na klastry dokonuje się z zastosowaniem hierarchicznej analizy skupień.Preferably, in step a1. vi. the division into clusters is performed using hierarchical cluster analysis.

Najlepiej, gdy w etapie b1. i. identyfikacji dokonuje się z zastosowaniem algorytmu Boruta z klasyfikatorem lasów losowych.It is best if in stage b1. i. the identification is performed using the Boruta algorithm with a random forest classifier.

Dzięki zastosowaniu sposobu według wynalazku, 14 linii komórkowych MSC zaklasyfikowano do jednego z trzech klastrów terapeutycznych:By using the method according to the invention, 14 MSC cell lines were classified into one of three therapeutic clusters:

- klastra proregeneracyjnego - sub-populacji wykazującej się zwiększonym potencjałem proregeneracyjnym i o wyższym potencjale do różnicowania (w tym do transdyferencjacji) niż w pozostałych klastrach, jednak bez podwyższonego ryzyka nowotworzenia in vivo.- pro-regenerative cluster - a sub-population with increased pro-regenerative potential and a higher differentiation potential (including transdifferentiation) than in the other clusters, but without an increased risk of in vivo carcinogenesis.

- klastra nadaktywnego - sub-populacji nie wywołującej oczekiwanego efektu terapeutycznego.- overactive cluster - a sub-population that does not produce the expected therapeutic effect.

- klastra antystresowego - sub-populacji o wysokim potencjałem do redukcji stresu 10 oksydacyjnego (bardzo często połączonym ze stanem zapalnym) w miejscu chorobowo zmienionym.- anti-stress cluster - a sub-population with a high potential to reduce oxidative stress (very often combined with inflammation) in the diseased area.

Klasyfikowanie linii komórkowych MSC do jednego z wymienionych wyżej klastrów terapeutycznych pomaga w doborze odpowiedniego produktu komórkowego (linii komórek MSC) dla danego obszaru chorobowego oraz może służyć jako narzędzie dopasowania dawcy do biorcy. Redukcja liczby mierzonych parametrów linii komórkowych MSC skraca znacznie czas analiz oraz ich koszt.Classifying MSC cell lines into one of the therapeutic clusters listed above helps in selecting the appropriate cell product (MSC cell line) for a given disease area and can serve as a tool for matching donors to recipients. Reducing the number of measured parameters of MSC cell lines significantly shortens the time of analyses and their cost.

OPIS FIGURDESCRIPTION OF FIGURES

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładach wykonania na rysunku, na którym:The subject of the invention is shown in the drawing in embodiments, in which:

Figura 1 przedstawia stopień tworzenia kolonii zdefiniowany jako procent liczby kolonii do liczby wysianych komórek dla 14 linii komórkowych,Figure 1 shows the colony formation rate defined as the percentage of the number of colonies to the number of plated cells for 14 cell lines,

Figura 2 przedstawia ekspresję mRNA wybranych markerów genetycznych dla 14 linii komórkowych opartą na tzw. teście panelu bezpieczeństwa molekularnego. Ekspresję wyrażono w krotnościach zmiany (ang. fold change) do linii referencyjnej po normalizacji do ekspresji genu ACTB,Figure 2 shows the mRNA expression of selected genetic markers for 14 cell lines based on the so-called molecular safety panel test. Expression was expressed in fold change to the reference line after normalization to the expression of the ACTB gene,

Figura 3 przedstawia korelację między wyselekcjonowanymi markerami genetycznymi z przykładu 2, przy czym wielkość punktów oznacza wartość bezwzględną korelacji, kształt okręgu pozytywną korelację, a kształt rombu ujemną, natomiast istotność korelacji na poziomie 0.05 oznaczona jest *, na poziomie 0.01 oznaczona jest **, a na poziomie 0.001 oznaczona jest ***,Figure 3 shows the correlation between the selected genetic markers from Example 2, where the size of the points denotes the absolute value of the correlation, the shape of a circle denotes a positive correlation, and the shape of a diamond denotes a negative correlation, while the significance of the correlation at the level of 0.05 is marked with *, at the level of 0.01 is marked with **, and at the level of 0.001 is marked with ***,

Figura 4 przedstawia rozkład procentowy wybranych markerów genetycznych w panelu rozszerzonym dla 14 linii komórkowych,Figure 4 shows the percentage distribution of selected genetic markers in the extended panel for 14 cell lines,

Figura 5 przedstawia korelację między markerami panelu rozszerzonego z przykładu 3, przy czym wielkość punktów oznacza wartość bezwzględną korelacji, kształt okręgu pozytywną korelację, a kształt rombu ujemną, natomiast istotność korelacji na poziomie 0.05 oznaczona jest *, na poziomie 0.01 oznaczona jest **, a na poziomie 0.001 oznaczona jest ***,Figure 5 shows the correlation between the markers of the extended panel from Example 3, where the size of the points denotes the absolute value of the correlation, the circle shape denotes a positive correlation, and the diamond shape denotes a negative correlation, while the significance of the correlation at the 0.05 level is marked with *, at the 0.01 level with **, and at the 0.001 level with ***,

Figura 6 przedstawia analizę sekretomu 14 linii komórkowych,Figure 6 shows the secretome analysis of 14 cell lines,

Figura 7 przedstawia korelację między analitami z przykładu 4, przy czym wielkość punktów oznacza wartość bezwzględną korelacji, kształt okręgu pozytywną korelację, a kształt rombu ujemną, natomiast istotność korelacji na poziomie 0.05 oznaczona jest *, na poziomie 0.01 oznaczona jest **, a na poziomie 0.001 oznaczona jest ***,Figure 7 shows the correlation between the analytes of Example 4, where the size of the points denotes the absolute value of the correlation, the shape of a circle denotes a positive correlation, and the shape of a diamond denotes a negative correlation, while the significance of the correlation at the level of 0.05 is marked with *, at the level of 0.01 is marked with **, and at the level of 0.001 is marked with ***,

Figura 8 przedstawia hamowanie ekspansji komórek MNC w kohodowli dzięki immunomodulacyjnym właściwościom 14 linii komórkowych MSC (8A) oraz żywotność komórek MNC (8B), przy czym kolory słupków oznaczają: czarny-D0, szary-D4 kontrola, biały-D4 kohodowla,Figure 8 shows the inhibition of MNC cell expansion in co-culture by the immunomodulatory properties of 14 MSC cell lines (8A) and the viability of MNC cells (8B), with the colors of the bars indicating: black-D0, gray-D4 control, white-D4 co-culture,

Figura 9 przedstawia liczbę i żywotność komórek MNC po kohodowli z 14 liniami komórkowymi MSC z przykładu 5,Figure 9 shows the number and viability of MNC cells after co-culture with 14 MSC cell lines from Example 5,

Figura 10 przedstawia procent poszczególnych subpopulacji komórek MNC dla markerów aktywacji: limfocyty T (10b), limfocyty B (10b), NK (10c), NKT (10d) w przypadku kohodowli z 14 liniami komórek MSC z przykładu 5, przy czym kolory słupków oznaczają: czarny-D0, szary-D4 kontrola, białyD4 kohodowla z MSC,Figure 10 shows the percentage of individual MNC cell subpopulations for activation markers: T cells (10b), B cells (10b), NK cells (10c), NKT cells (10d) in the case of co-culture with 14 MSC cell lines from Example 5, where the colors of the bars indicate: black-D0, gray-D4 control, white-D4 co-culture with MSC,

Figura 11 przedstawia procent poszczególnych subpopulacji komórek MNC w tym: Th (11a), Tc (11b), Th naiwnych (11c), Th pamięci (11d), Tc naiwnych (11 e), Tc pamięci (11f) w przypadku kohodowli z 14 liniami komórek MSC z przykładu 5, przy czym kolory słupków oznaczają: czarny-D0, szary-D4 kontrola, biały-D4 kohodowla MSC,Figure 11 shows the percentage of individual MNC cell subpopulations including: Th (11a), Tc (11b), Th naïve (11c), Th memory (11d), Tc naïve (11e), Tc memory (11f) in the case of co-culture with 14 MSC cell lines from Example 5, where the colors of the bars indicate: black-D0, gray-D4 control, white-D4 MSC co-culture,

Figura 12 przedstawia procent poszczególnych subpopulacji komórek MNC: Th CD69+ (12a), Th CD25+ CD69+(12b), Th CD25+ (12c), Th nieaktywne (12d) w przypadku kohodowli z 14 liniami komórek MSC z przykładu 5, przy czym kolory słupków oznaczają: czarny-D0, szary-D4 kontrola, biały-D4 kohodowla MSC,Figure 12 shows the percentage of individual MNC cell subpopulations: Th CD69+ (12a), Th CD25+ CD69+ (12b), Th CD25+ (12c), Th inactive (12d) in the case of co-culture with 14 MSC cell lines from Example 5, where the colors of the bars indicate: black-D0, gray-D4 control, white-D4 MSC co-culture,

Figura 13 przedstawia procent poszczególnych subpopulacji komórek MNC: Tc CD69+ (13a), Tc CD25+ CD69+(13b), Tc CD25+ (13c), Tc nieaktywne (13d) w przypadku kohodowli z 14 liniami komórek MSC z przykładu 5, przy czym kolory słupków oznaczają: czarny-D0, szary-D4 kontrola, biały-D4 kohodowla MSCFigure 13 shows the percentage of individual MNC cell subpopulations: Tc CD69+ (13a), Tc CD25+ CD69+ (13b), Tc CD25+ (13c), Tc inactive (13d) in the case of co-culture with 14 MSC cell lines from Example 5, where the colors of the bars indicate: black-D0, gray-D4 control, white-D4 MSC co-culture.

Figura 14 przedstawia procent poszczególnych subpopulacji komórek MNC dla markera subpopulacji MNC: Th1 (14a), Th2 (14b), Th17 (14c), oraz ich cytokin wewnętrznych: IFN-γ (14d), IL4 (14e),Figure 14 shows the percentage of individual MNC cell subpopulations for the MNC subpopulation marker: Th1 (14a), Th2 (14b), Th17 (14c), and their internal cytokines: IFN-γ (14d), IL4 (14e),

IL17 (14f), a także subpopulacji Treg (14g) w przypadku kohodowli z 14 liniami komórek MSC z przykładu 5, przy czym kolory słupków oznaczają: czarny-DO, szary-D4 kontrola, biały-D4 kohodowla MSC, Figura 15 przedstawia zmiany kohodowli komórek MNC dla poszczególnych markerów aktywacji oraz subpopulacji MNC pod wpływem kohodowli z 14 liniami komórek MSC z przykładu 5,IL17 (14f), as well as the Treg subpopulation (14g) in the case of co-culture with 14 MSC cell lines from Example 5, wherein the colors of the bars indicate: black-D0, gray-D4 control, white-D4 MSC co-culture, Figure 15 shows the changes of MNC cell co-culture for individual activation markers and MNC subpopulations under the influence of co-culture with 14 MSC cell lines from Example 5,

Figura 16 przedstawia korelację między subpopulacjami komórek MNC, a także ich poziomem aktywacji, przy czym wielkość punktów oznacza wartość bezwzględną korelacji, kształt okręgu pozytywną korelację, a kształt rombu to ujemną, natomiast istotność korelacji na poziomie 0.05 oznaczona jest *, na poziomie 0.01 oznaczona jest **, a na poziomie 0.001 oznaczona jest ***,Figure 16 shows the correlation between MNC cell subpopulations and their activation level, where the size of the points denotes the absolute value of the correlation, the shape of a circle denotes a positive correlation, and the shape of a diamond denotes a negative correlation, while the significance of the correlation at the level of 0.05 is marked with *, at the level of 0.01 is marked with **, and at the level of 0.001 is marked with ***,

Figura 17 przedstawia podział linii komórkowych MSC na klastry terapeutyczne przy pomocy hierarchicznej analizy skupień,Figure 17 shows the division of MSC cell lines into therapeutic clusters using hierarchical cluster analysis,

Figura 18 przedstawia rozmieszczenie linii komórkowych w nowych współrzędnych wyznaczonych poprzez analizę składowych głównych.Figure 18 shows the arrangement of cell lines in the new coordinates determined by principal component analysis.

PRZYKŁADY WYKONANIAEXAMPLES OF PERFORMANCE

Materiały i sposobyMaterials and methods

Przygotowanie próbek do charakteryzowania komórek WJ-MSCSample preparation for characterization of WJ-MSC cells

Charakterystykę przeprowadza się tylko na produktach komórkowych zwolnionych do obrotu zgodnie z ATMP (ang. Advanced Therapy Medicinal Products). Z serii pochodzących od 14 różnych dawców (ALS393, ALS439, ALS613, ALS558, ALS628, ALS634, ALS397, ALS432, ALS366, ALS410, ALS502, ALS633, ALS414, ALS487) określanych dalej również jako „linie komórkowe” rozmrażano po jednym reprezentatywnym produkcie (linii komórkowej WJ-MSC) wytworzonym przez Wytwórnię Farmaceutyczną PB KM, którego materiał komórkowy wykorzystano do uzyskania rozszerzonej charakterystyki, umożliwiającej uniwersalne grupowanie danego produktu terapii komórkowej. Po odwirowaniu roztworu krioprotektanta, komórki zawieszono w tym samym kompletnym podłożu, które zostało użyte do wytworzenia produktów komórkowych, a następnie określono liczbę i żywotność komórek. Natychmiast po rozmrożeniu komórek przeprowadzono test jednostek tworzących kolonie (CFU). Resztę żywych komórek wysiano na naczynia hodowlane (27 000 komórek/cm2) w tym samym kompletnym podłożu i warunkach hodowli, które zastosowano do wytwarzania produktów komórkowych. Po 3 dniach konfluencję sprawdzono z zastosowaniem mikroskopu inwersyjnego. Tam, gdzie konfluencja była mniejsza niż 75%, całe podłoże zastępowano świeżym. W przypadku, gdy konfluencja była większa niż 75%, komórki oddzielano za pomocą TrypLE™ Express Enzyme (1X) Gibco, Bleiswijk , Holandia). 10 milionów komórek wysiano na naczynia hodowlane (13 000 komórek/cm2) do kolejnego pasażu. Po kolejnych dwóch dniach hodowli komórki odczepiono za pomocą TrypLE™ Express Enzyme (1X) i określono liczbę i żywotność komórek. 5 milionów komórek zabezpieczono jako osad i zamrożono w -80°C do dalszej izolacji RNA w celu przeprowadzenia oceny bezpieczeństwa molekularnego przy pomocy metody ilościowego PCR w czasie rzeczywistym. Kolejne 3,5 miliona komórek przeznaczono do określenia fenotypu za pomocą rozszerzonego panelu. 0,5 miliona komórek wysiano do 3 dołków na 6-dołkowej płytce (167 000 komórek na dołek) w celu zmierzenia sekretomu 14 linii to komórkowych WJ-MSC. Kolejne 0,5 miliona komórek wysiano do 3 dołków na 6-dołkowej płytce (167 000 komórek na dołek) i umieszczono w inkubatorze w standardowych warunkach tj. w temperaturze 37°C oraz atmosferze 5% CO2 na 48 godzin w celu przygotowania testu kohodowli z aktywowanymi komórkami jednojądrzastymi (komórki MNC).Characterization is performed only on cell products released for marketing in accordance with ATMP (Advanced Therapy Medicinal Products). From the series from 14 different donors (ALS393, ALS439, ALS613, ALS558, ALS628, ALS634, ALS397, ALS432, ALS366, ALS410, ALS502, ALS633, ALS414, ALS487), hereinafter also referred to as "cell lines", one representative product (cell line WJ-MSC) manufactured by the Pharmaceutical Factory PB KM was thawed, the cell material of which was used to obtain extended characterization, enabling universal grouping of a given cell therapy product. After centrifugation of the cryoprotectant solution, the cells were suspended in the same complete medium that was used to manufacture the cell products, and then the number and viability of cells were determined. Immediately after thawing the cells, a colony forming unit (CFU) assay was performed. The remaining viable cells were plated onto culture dishes (27,000 cells/cm 2 ) in the same complete medium and culture conditions used for the production of cell products. After 3 days, confluence was checked using an inverted microscope. Where confluence was less than 75%, all medium was replaced with fresh medium. In cases where confluence was greater than 75%, cells were detached using TrypLE™ Express Enzyme (1X) Gibco, Bleiswijk, The Netherlands). 10 million cells were plated onto culture dishes (13,000 cells/cm 2 ) for the next passage. After another two days of culture, cells were detached using TrypLE™ Express Enzyme (1X) and cell numbers and viability were determined. 5 million cells were preserved as pellets and frozen at -80°C for further RNA isolation for molecular safety assessment using quantitative real-time PCR. Another 3.5 million cells were used for phenotype determination using the extended panel. 0.5 million cells were seeded into 3 wells of a 6-well plate (167,000 cells per well) to measure the secretome of 14 WJ-MSC cell lines. Another 0.5 million cells were seeded into 3 wells of a 6-well plate (167,000 cells per well) and placed in an incubator under standard conditions of 37°C and 5% CO2 for 48 h to prepare the co-culture assay with activated mononuclear cells (MNC cells).

Przykład 1Example 1

Test komórkowy jednostek tworzących kolonie (CFU) z rozmrożonych produktów komórkowychCellular assay of colony forming units (CFU) from thawed cell products

Do testu jednostek tworzących kolonie, 14 linii komórkowych WJ-MSC z rozmrożonych komórek produktu dla każdego z 14 produktów komórkowych wysiano na 6-dołkowe płytki w liczbie 100 komórek/dołek w 3 powtórzeniach. Komórki hodowano przez 14 dni w tym samym kompletnym podłożu i warunkach hodowli, które stosowano do wytwarzania produktów komórkowych jak opisano powyżej. Po 14 dniach w celu uwidocznienia kolonii komórek, komórki przemyto PBS (Gibco, Bleiswijk , Holandia) 4 ml na dołek, utrwalono 4% roztworem paraformaldehydu (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA) 1 ml na dołek i inkubowano 20 minut w temperaturze pokojowej. W celu wizualizacji komórki barwiono 0,5% roztworem błękitu toluidynowego (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) 1 ml na dołek i inkubowano 30 minut na wytrząsarce kołyskowej w temperaturze pokojowej. Barwnik wymyto przez dwukrotne przemycie DPBS (Gibco, Bleiswijk, Holandia) 1 ml na dołek. Stopień tworzenia kolonii zdefiniowano jako procent liczby kolonii do liczby wysianych komórek.For the colony forming unit assay, 14 WJ-MSC cell lines from thawed product cells for each of the 14 cell products were seeded in 6-well plates at 100 cells/well in triplicate. The cells were cultured for 14 days in the same complete medium and culture conditions used for the production of cell products as described above. After 14 days, to visualize cell colonies, the cells were washed with PBS (Gibco, Bleiswijk, The Netherlands) 4 ml per well, fixed with 4% paraformaldehyde solution (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA) 1 ml per well, and incubated for 20 minutes at room temperature. For visualization, cells were stained with 0.5% toluidine blue (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) 1 ml per well and incubated for 30 min on a rocker shaker at room temperature. The dye was washed out by washing twice with DPBS (Gibco, Bleiswijk, The Netherlands) 1 ml per well. The degree of colony formation was defined as the percentage of the number of colonies to the number of plated cells.

PL 247114 Β1PL 247114 Β1

W przypadku serii produktu ALS628 i ALS634 nie zaobserwowano kolonii. Pozostałe WJ-MSC przedstawiały stopień tworzenia kolonii w zakresie 7-19% (Figura 1). Serie produktu opartego na WJ-MSC w zależności od dawcy różnią się procentem komórek tworzących kolonie.No colonies were observed in product lots ALS628 and ALS634. The remaining WJ-MSC showed a colony formation rate ranging from 7 to 19% (Figure 1). Product lots based on WJ-MSC differ in the percentage of colony-forming cells depending on the donor.

Przykład 2Example 2

Ekspresja wybranych genów dla 14 linii komórkowych WJ-MSC opartego na tzw. teście panelu bezpieczeństwa molekularnego (zgłoszenie patentowe nr P.433374 pt. Zastosowanie zestawu genów do określania potencjału teratogennego komórek mezenchymalnych, które uzyskało patent 2 sierpnia 2022 r.)Expression of selected genes for 14 WJ-MSC cell lines based on the so-called molecular safety panel test (patent application no. P.433374 entitled Application of a set of genes to determine the teratogenic potential of mesenchymal cells, which was granted a patent on August 2, 2022)

Pierwszym etapem testu było izolowanie materiału genetycznego (RNA) z rozmrożonych peletek 14 linii komórkowych WJ-MSC sposobem kolumnowym na złożu krzemowym. Materiał biologiczny wyizolowano i oczyszczono za pomocą zestawów Pure Link RNAase Mini Kit (lnvitrogen) i Pure Link Dnase Kit (lnvitrogen) zgodnie z protokołami producenta. Otrzymany w ten sposób kwas nukleinowy (RNA) był materiałem wyjściowym do odwrotnej transkrypcji RNA przy użyciu Maxima H Minus Kit do uzyskania wysokojakościowego cDNA pozbawionego genomowego DNA. Finalnie na uzyskanym cDNA przeprowadzono reakcje łańcuchową polimerazy w czasie rzeczywistym (RT-PCR) do identyfikacji obecności jak i relatywnej ekspresji (poprzez porównanie siły sygnału fluorescencji) wyselekcjonowanych charakterystycznych markerów genetycznych CDKN2A, CLDN1, DNMT3B, ESM1, HAND2, HEY1, MYO3B, NANOG, PDGFRA, POU5F1, TDGF1, TWIST1, ZBTB16 (płytka niestandardowa PrimePCR 96W, BioRad) zgodnie z protokołem przedstawionym w poniższej tabeli 1.The first stage of the test was to isolate genetic material (RNA) from thawed pellets of 14 WJ-MSC cell lines using a column method on a silicon bed. Biological material was isolated and purified using Pure Link RNAase Mini Kit (Invitrogen) and Pure Link Dnase Kit (Invitrogen) according to the manufacturer's protocols. The nucleic acid (RNA) obtained in this way was the starting material for reverse transcription of RNA using the Maxima H Minus Kit to obtain high-quality cDNA devoid of genomic DNA. Finally, real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) was performed on the obtained cDNA to identify the presence and relative expression (by comparing the fluorescence signal strength) of selected characteristic genetic markers CDKN2A, CLDN1, DNMT3B, ESM1, HAND2, HEY1, MYO3B, NANOG, PDGFRA, POU5F1, TDGF1, TWIST1, ZBTB16 (PrimePCR 96W custom plate, BioRad) according to the protocol presented in Table 1 below.

Tabela 1. Warunki protokołu reakcji RT-PCR.Table 1. RT-PCR reaction protocol conditions.

Etap Stage Temperatura Temperature Czas Time Liczba cykli Number of cycles Aktywacja Activation 95°C 95°C 2 min 2 min 1 1 Denaturacja Denaturation 95°C 95°C 5 sek 5 sec 40 40 Annealing/wydłużanie Annealing/lengthening 60°C 60°C 30 sek 30 sec Krzywa topnienia* Melting curve* 65-95°C (przyrost 0,5°C) 65-95°C (0.5°C increments) 5 sek/etap 5 sec/step 1 1

* Etap krzywej topnienia jest tylko dla analizy SYBR® Green* Melting curve step is for SYBR® Green analysis only

Komórki WJ-MSC w zależności od dawcy wykazały ekspresję na różnym poziomie dla wyselekcjonowanych markerów genetycznych w panelu pluripotencjalnym (TDGF1, NANOG, POU5F1, DNMT3B), panelu charakterystycznym dla MSC (CDKN2A, HAND2, PDGFRA, TWIST1, ZBTB16), panelu mezodermalnym (ESM1, HEY1), panelu ektodermalnym (MYO3B), panelu endodermalnym (CLDN1). Wyniki analizy pokazano na figurze 2. Korelację między wyselekcjonowanymi markerami genetycznymi przedstawiono na figurze 3.WJ-MSC cells, depending on the donor, showed expression at different levels for selected genetic markers in the pluripotent panel (TDGF1, NANOG, POU5F1, DNMT3B), MSC-specific panel (CDKN2A, HAND2, PDGFRA, TWIST1, ZBTB16), mesodermal panel (ESM1, HEY1), ectodermal panel (MYO3B), endodermal panel (CLDN1). The results of the analysis are shown in Figure 2. The correlation between the selected genetic markers is shown in Figure 3.

Na wykresie wielkość punktów oznacza wartość bezwzględną korelacji, kształt okręgu pozytywną korelację, a kształt rombu ujemną. Dodatkowo istotność korelacji na poziomie 0.05 oznaczona jest *, na poziomie 0.01 oznaczona jest **, natomiast na poziomie 0.001 oznaczona jest ***.In the graph, the size of the points indicates the absolute value of the correlation, the shape of a circle indicates a positive correlation, and the shape of a rhombus indicates a negative correlation. Additionally, the significance of the correlation at the level of 0.05 is marked with *, at the level of 0.01 is marked with **, and at the level of 0.001 is marked with ***.

Przykład 3Example 3

Określanie fenotypu WJ-MSC z zastosowaniem cytometrii przepływowejDetermination of WJ-MSC phenotype using flow cytometry

Aby zdefiniować rozszerzony panel cytometrii, przygotowane komórki przemyto DPBS (Gibco, Bleiswijk, Holandia), a osad ponownie zawieszono w Brilliant Stain Buffer Plus (Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA) przy minimalnej gęstości 1 milion komórek/ml. Zawiesinę komórek inkubowano ze sprzężonymi z fluorochromem przeciwciałami (FITC, BV421, PE, AF647) przeciwko CD119, CD120b, CD274, CD273, CD200, CD72, CD39, HO (Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA) 30 min na lodzie w ciemności. Aby wykluczyć niespecyficzne wiązanie, jako kontrolę zastosowano odpowiednie przeciwciała izotypowe lgG2b κ i niewybarwione komórki. Analizę komórek przeprowadzono z zastosowaniem cytometru przepływowego Celesta i oprogramowania FACSDiva (Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA). Wyniki przedstawiono jako procent komórek dodatnich dla odpowiednich markerów w stosunku do kontroli izotypowej i komórek niewybarwionych.To define the extended cytometry panel, prepared cells were washed with DPBS (Gibco, Bleiswijk, The Netherlands) and the pellet was resuspended in Brilliant Stain Buffer Plus (Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA) at a minimum density of 1 million cells/ml. The cell suspension was incubated with fluorochrome-conjugated antibodies (FITC, BV421, PE, AF647) against CD119, CD120b, CD274, CD273, CD200, CD72, CD39, H O (Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA) for 30 min on ice in the dark. To exclude nonspecific binding, the appropriate IgG2b κ isotype antibodies and unstained cells were used as controls. Cell analysis was performed using a Celesta flow cytometer and FACSDiva software (Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA). Results are expressed as percentage of cells positive for the respective markers relative to isotype control and unstained cells.

Komórki WJ-MSC w zależności od dawcy mają różny rozkład procentowy wybranych markerów genetycznych w panelu rozszerzonym. Wyniki przedstawiono na figurze 4. Na znikomym poziomie występuje u wszystkich dawców marker CD72 < 0,2%. Również na niskim poziomie występują markery CD119 < 3% oraz CD120b < 5%. W przypadku CD200 możemy wyróżnić 3 grupy CD200 przedział 12-14% (ALS393 i ALS439), przedział 30-50% (ALS613, ALS414, ALS487) i największa grupa przedział 59-88% (ALS366, ALS397, ALS410, ALS432, ALS558, ALS628, ALS633, ALS634, ALS502). Średni procent dla markera CD273 wśród wszystkich dawców to 76% (+/- 14). Procentowa zawartość CD39 również w zależności od dawcy równo podzieliła ich na dwie grupy. CD39 < 10% (ALS397, ALS393, ALS9, ALS628, ALS613, ALS414, ALS487) i CD39 przedział 12-30% (ALS66, ALS410, ALS432, ALS558, ALS633, ALS634, ALS502). Marker CD274 - jego średni procent wśród wszystkich dawców to 34% (+/- 12). Oksygenaza hemowa-1 (HO) podzieliła wszystkich dawców na 3 grupy. HO < 5% (ALS397, ALS393, ALS439, ALS628, ALS613, ALS414, ALS487), przedział 6-10% (ALS366, ALS432, ALS634) oraz przedział 11-17% (ALS410, ALS558, ALS633, ALS502).WJ-MSC cells, depending on the donor, have a different percentage distribution of selected genetic markers in the extended panel. The results are presented in Figure 4. The CD72 marker < 0.2% is present at a negligible level in all donors. The CD119 < 3% and CD120b < 5% markers are also present at low levels. In the case of CD200, we can distinguish 3 groups CD200 range 12-14% (ALS393 and ALS439), range 30-50% (ALS613, ALS414, ALS487) and the largest group range 59-88% (ALS366, ALS397, ALS410, ALS432, ALS558, ALS628, ALS633, ALS634, ALS502). The average percentage for the CD273 marker among all donors is 76% (+/- 14). The percentage of CD39 also divided them equally into two groups depending on the donor. CD39 < 10% (ALS397, ALS393, ALS9, ALS628, ALS613, ALS414, ALS487) and CD39 range 12-30% (ALS66, ALS410, ALS432, ALS558, ALS633, ALS634, ALS502). CD274 marker - its average percentage among all donors is 34% (+/- 12). Heme oxygenase-1 (HO) divided all donors into 3 groups. HO < 5% (ALS397, ALS393, ALS439, ALS628, ALS613, ALS414, ALS487), range 6-10% (ALS366, ALS432, ALS634) and range 11-17% (ALS410, ALS558, ALS633, ALS502).

Korelację między markerami panelu rozszerzonego przedstawiono na figurze 5.The correlation between the extended panel markers is shown in Figure 5.

Na wykresie wielkość punktów oznacza wartość bezwzględną korelacji, kształt okręgu pozytywną korelację, a kształt rombu ujemną. Dodatkowo istotność korelacji na poziomie 0.05 oznaczona jest *, na poziomie 0.01 oznaczona jest **, natomiast na poziomie 0.001 oznaczona jest ***.In the graph, the size of the points indicates the absolute value of the correlation, the shape of a circle indicates a positive correlation, and the shape of a rhombus indicates a negative correlation. Additionally, the significance of the correlation at the level of 0.05 is marked with *, at the level of 0.01 is marked with **, and at the level of 0.001 is marked with ***.

Przykład 4Example 4

Analiza sekretomu WJ-MSCWJ-MSC secretome analysis

Po wysianiu 0,5 miliona komórek w 3 studzienkach na 6-studzienkowej płytce (167 000 komórek na studzienkę), hodowlę umieszczono w inkubatorze na 48 godzin w standardowych warunkach tj. w temperaturze 37°C oraz atmosferze 5% CO2. Hodowla była przeprowadzana w tym samym kompletnym podłożu, które zostało użyte do wytworzonych produktów komórkowych. Po 48 godzinach podłoże z komórek usunięto i dwukrotnie przepłukano DPBS. Do każdej studzienki dodano 4 ml kompletnego podłoża i hodowlę umieszczono w inkubatorze na 4 dni w standardowych warunkach tj. w temperaturze 37°C oraz atmosferze 5% CO2. Po 4 dniach hodowli zebrano supernatant z każdej studzienki. Po 4 dniach hodowli supernatant z każdej studzienki zebrano i odwirowano 600 x g, 10 min. Otrzymane supernatanty poddano krioprezerwacji w -80°C do czasu analizy. Analizowano wydzielanie przez 14 linii komórkowych WJ-MSC następujących analitów: BDNF, HGF, IL6, IL8, MCP1, RANTES, TGFb1, TGFb2 i przeprowadzono przy użyciu testów Luminex Multiplex (Merck). Wszystkie testy przeprowadzono zgodnie z protokołem producenta i odczytano na aparacie Lminex. Otrzymane poziomy cytokin analizowano w programie Belysa® Software.After seeding 0.5 million cells in 3 wells of a 6-well plate (167,000 cells per well), the culture was placed in an incubator for 48 hours under standard conditions, i.e. at 37°C and 5% CO2. The culture was carried out in the same complete medium that was used for the manufactured cell products. After 48 hours, the medium was removed from the cells and washed twice with DPBS. 4 ml of complete medium was added to each well and the culture was placed in an incubator for 4 days under standard conditions, i.e. at 37°C and 5% CO2. After 4 days of culture, the supernatant from each well was collected. After 4 days of culture, the supernatant from each well was collected and centrifuged at 600 x g, 10 min. The resulting supernatants were cryopreserved at -80°C until analysis. The secretion of the following analytes by 14 WJ-MSC cell lines was analyzed: BDNF, HGF, IL6, IL8, MCP1, RANTES, TGFb1, TGFb2 and was performed using Luminex Multiplex assays (Merck). All assays were performed according to the manufacturer's protocol and read on the Lminex instrument. The obtained cytokine levels were analyzed in the Belysa® Software program.

Komórki WJ-MSC w zależności od dawcy mają różny poziom wydzielania BDNF, HGF, IL6, IL8, MCP1, RANTES, TGFb1, TGFb2, co może świadczyć o ich zmienności biologicznej (figura 6). Korelację między analitami przedstawiono na figurze 7.WJ-MSC cells, depending on the donor, have different levels of secretion of BDNF, HGF, IL6, IL8, MCP1, RANTES, TGFb1, TGFb2, which may indicate their biological variability (Figure 6). The correlation between the analytes is presented in Figure 7.

Na wykresie wielkość punktów oznacza wartość bezwzględną korelacji, kształt okręgu pozytywną korelację, a kształt rombu ujemną. Dodatkowo istotność korelacji na poziomie 0.05 oznaczona jest *, na poziomie 0.01 oznaczona jest **, natomiast na poziomie 0.001 oznaczona jest ***.In the graph, the size of the points indicates the absolute value of the correlation, the shape of a circle indicates a positive correlation, and the shape of a rhombus indicates a negative correlation. Additionally, the significance of the correlation at the level of 0.05 is marked with *, at the level of 0.01 is marked with **, and at the level of 0.001 is marked with ***.

Zaobserwowano istotą korelację dla HGF i MCP1. Im więcej komórki wydzielały HGF, tym więcej wydzielały MCP1. Kolejna istotna korelacja to RANTES ver. MCP1. Im większe wydzielanie RANTES, tym większe wydzielanie MCP1. Ostatnia istotna korelacja to TGFb2 ver HGF. Im więcej TGF, tym mniejsze wydzielanie HGF.A significant correlation was observed for HGF and MCP1. The more cells secreted HGF, the more MCP1 they secreted. Another significant correlation was RANTES ver. MCP1. The greater the secretion of RANTES, the greater the secretion of MCP1. The last significant correlation was TGFb2 ver. HGF. The more TGF, the less HGF secretion.

Przykład 5Example 5

Test immunomodulacji oparty na kohodowli WJ-MSC z komórkami jednojądrzastymiImmunomodulation assay based on co-culture of WJ-MSC with mononuclear cells

Jednym z elementów kohodowli były rozmrożone komórki jednojądrzaste MNC (wyizolowane przez wirowanie w gradiencie stężeń z jednojądrzastych komórek krwi obwodowej - PBMC pochodzących od zdrowego dawcy). Komórki jednojądrzaste rozmrożono (tego samego dnia co komórki WJ-MSC) w łaźni wodnej o temperaturze 37°C, a następnie usunięto podłoże do zamrażania przez odwirowanie i komórki zawieszono w podłożu do namnażania limfocytów to ImmunoCult™-XF T Cell Expansion Medium (StemCell Technologies) + 1% (obj./obj.) Antybiotyk/Antymykotyk (Gibco) + 56 Ul/ml ludzka IL2 IS klasy premium (Miltenyi Biotec). Po określeniu liczby i żywotności komórek za pomocą automatycznego licznika komórek odebrano 8 milionów komórek w 4 ml (zachowując gęstość komórek 2 mln/ml) i wysiano na 12-studzienkową płytkę. Komórki aktywowano przez dodanie 25 μl/ml aktywatora ImmunoCult™ Human CD3/CD28/CD2 T Cell Activator (StemCell Technologies) i płytkę umieszczono w inkubatorze na 72 godziny w standardowych warunkach tj. w tem peraturze 37°C oraz atmosferze 5% CO 2. Po 72 godzi nach aktywacji zawiesinę komórek rozcieńczono ośmiokrotnie i hodowlę umieszczono w inkubatorze na 48 godzin w 20 celu namnażania. Po 48 godzinach zawiesinę komórek rozcieńczono dwukrotnie w celu dalszego namnażania i umieszczono w inkubatorze na kolejne 48 godzin. Po 48 godzinach i 7-dniowym namnażaniu aktywowane komórki jednojądrzaste były gotowe do kohodowli z 14 liniami komórkowymi WJ-MSC. W przypadku 48-godzinnej hodowli WJ-MSC twórcy musieli określić ich liczbę w studzience 6-studzienkowej płytki. Ta informacja jest potrzebna do wysiewu prawidłowej liczby komórek jednojądrzastych, która ma być 10 razy większa w studzience niż liczba WJ-MSC. W tym celu odłączono komórki z jednej z czterech studzienek za pomocą TrypLE™ Express Enzyme (1X) (Gibco, Bleiswij k, Holandia). Komórki zliczono za pomocą automatycznego licznika komórek. Podłoże hodowlane WJ-MSC usunięto z pozostałych dwóch studzienek z komórkami i przemyto dwukrotnie DPBS. Kohodowlę prowadzono w podłożu dla limfocytów ImmunoCult (Stem Cell Technologies), aby zapewnić jak najlepsze warunki ich namnażania. Aby przetestować właściwości immunomodulacyjne WJ-MSC, komórki jednojądrzaste umieszczono na insercie 0,4 μm (Greiner Bio-One) do studzienki z WJ-MSC. Na insercie umieszczono dziesięć razy więcej komórek jednojądrzastych niż WJ-MSC. Insert umożliwia kohodowanym komórkom pośrednią interakcję poprzez wydzielanie czynników wzrostu i cytokin w 4 ml podłoża dla limfocytów. Jedna ze studzienek z WJ-MSC działała jako kontrola namnażania limfocytów z 4 ml podłoża ImmunoCult™-XF T Cell Expansion Medium (StemCell Technologies) + 1% (obj./obj.) roztworu penicyliny/streptomycyny i amfoterycyny B (Gibco) + 56 Ul/ml ludzka IL2 IS klasy premium (Miltenyi Biotec). Kolejną kontrolą była studzienka z identyczną liczbą s amych komórek jednojądrzastych (w 4 ml podłoża dla limfocytów), do tej którą umieszczono w kohodowli. Wszystkie kontrole i kohodowlę na 6-studzienkowej płytce umieszczono w inkubatorze na 4 dni w standardowych warunkach tj. w temperaturze 37°C oraz atmosfe rze 5% CO2. Po 4 dniach test immunomodulacyjny określono jako liczbę komórek jednojądrzastych i ich fenotyp. Liczbę i żywotność komórek jednojądrzastych z kontroli i kohodowli określono za pomocą automatycznego licznika komórek. Komórki jednojądrzaste przemywano jednokrotnie DPBS (Gibco, Bleiswijk, Holandia) i znakowano je oznaczając wybrane subpopulacje limfocytów i markery charakterystyczne dla poziomu aktywacji. Osad zawieszono w Brilliant Stain Buffer Plus (Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA) przy minimalnej gęstości 1 miliona komórek/ml. Zawiesinę komórek inkubowano z przeciwciałami sprzężonymi z fluorochromem (BV421, BV605, BV650, BV786, BB515, PE-CF594, BB700, APC, APC-R700, APC-H7, PE, PerCP, AF647) przeciwko CD25, HLA-DR, CD3, CD69, CD45RO, CD16, CD56, CD4, CD45RA, CD19, CD8, CD40, CD45, CD14, CD183, CD196, CD127, CD194 (Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA) przez 30 min na lodzie w ciemności. Równocześnie wykonano oznaczenie cytokin wewnętrznych IFN-γ (dla Th1), IL-4 (dla Th2) i IL-17A (dla Th 17) przy pomocy zestawu Human Th1/Th2/Th17 Phenotyping Kit (Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA). Milion komórek (D4 kontrola i D4 kohodowla) zawieszono w 3 ml podłoża ImmunoCult™ -XF T Cell Expansion Medium (StemCell Technologies) + 1% (obj./obj.) roztworu penicyliny/streptomycyny i amfoterycyny B (Gibco) + 56 UI/ml ludzka IL2 IS klasy premium (Miltenyi Biotec) i wysiano na studzienkę płytki 6-studzienkowej. Następnie dodano GolgiStop Protein Transport Inhibitor - końcowe stężenie 1 μl/ml (element zestawu Human Th1/Th2/Th17 Phenotyping Kit Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA), PMA - końcowe stężenie 50 ng/ml (Sigma-Aldrich Saint Louis, Missouri, USA) oraz jonomycynę - końcowe stężenie 1 μg/ml (Sigma-Aldrich Saint Louis, Missouri, USA) i inkubowano przez 5 godzin w inkubatorze w standardowych warunkach tj. w temperaturze 37°C oraz atmosferze 5% CO2. Po 5 godzinnej inkubacji zawiesiny komórek zwirowano przez 5 min przy 500 x g i jednokrotnie przemyto DPBS (Gibco, Bleiswijk, Holandia). Osady komórek zawieszono w 0,5 ml zimnego BD Cytofix Fixation Buffer (element zestawu Human Th1/Th2/Th17 Phenotyping Kit Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA) i inkubowano przez 15 min w temp. pokojowej. Po inkubacji zawiesiny zwirowano przez 5 min przy 500 x g, osad zawieszono w buforze Perm/Wash (element zestawu Human Th1/Th2/Th17 Phenotyping Kit Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA), a następnie dodano koktajl przeciwciał CD4 PerCP-Cy5.5, IL-17A PE, IFN-γ FITC, IL-4 APC (element zestawu Human Th1/Th2/Th17 Phenotyping Kit Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA) i poddano inkubacji 30 min. w temp. pokojowej. Analizę komórek przeprowadzono przy użyciu cytometru przepływowego Celesta i oprogramowania FACSDiva (Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA). Wyniki przedstawiono jako procent komórek dodatnich dla odpowiednich markerów w stosunku do izotypu komórki kontrolnej i niewybarwionej. Hamowanie ekspansji komórek MNC w kohodowliOne of the elements of the co-culture were thawed MNC mononuclear cells (isolated by centrifugation in a concentration gradient from peripheral blood mononuclear cells - PBMC from a healthy donor). Mononuclear cells were thawed (on the same day as WJ-MSC cells) in a water bath at 37°C, then the freezing medium was removed by centrifugation and the cells were suspended in a lymphocyte expansion medium - ImmunoCult™-XF T Cell Expansion Medium (StemCell Technologies) + 1% (v/v) Antibiotic/Antimycotic (Gibco) + 56 UL/ml premium human IL2 IS (Miltenyi Biotec). After determining the number and viability of cells using an automated cell counter, 8 million cells were collected in 4 ml (maintaining a cell density of 2 million/ml) and plated in a 12-well plate. The cells were activated by adding 25 μl/ml ImmunoCult™ Human CD3/CD28/CD2 T Cell Activator (StemCell Technologies) and the plate was placed in an incubator for 72 hours under standard conditions of 37°C and 5% CO 2 . After 72 hours of activation, the cell suspension was diluted eight-fold and the culture was placed in an incubator for 48 hours for expansion. After 48 hours, the cell suspension was diluted two-fold for further expansion and placed in an incubator for another 48 hours. After 48 h and 7 days of expansion, the activated mononuclear cells were ready for co-culture with 14 WJ-MSC cell lines. For the 48 h culture of WJ-MSC, the inventors had to determine their number in a well of a 6-well plate. This information is needed to seed the correct number of mononuclear cells, which should be 10 times higher in a well than the number of WJ-MSC. For this purpose, cells were detached from one of the four wells using TrypLE™ Express Enzyme (1X) (Gibco, Bleiswijk, The Netherlands). Cells were counted using an automated cell counter. WJ-MSC culture medium was removed from the remaining two wells with cells and washed twice with DPBS. Co-culture was performed in ImmunoCult lymphocyte medium (Stem Cell Technologies) to ensure the best possible conditions for their expansion. To test the immunomodulatory properties of WJ-MSC, mononuclear cells were placed on a 0.4 μm insert (Greiner Bio-One) into a well with WJ-MSC. Ten times more mononuclear cells were placed on the insert than WJ-MSC. The insert allows cocultured cells to interact indirectly by secreting growth factors and cytokines in 4 ml of lymphocyte medium. One of the wells with WJ-MSC acted as a control for lymphocyte expansion with 4 ml of ImmunoCult™-XF T Cell Expansion Medium (StemCell Technologies) + 1% (v/v) penicillin/streptomycin and amphotericin B solution (Gibco) + 56 µL/ml premium human IL2 IS (Miltenyi Biotec). The next control was a well with an identical number of mononuclear cells (in 4 ml of lymphocyte medium) to which the co-culture was placed. All controls and the co-culture in a 6-well plate were placed in an incubator for 4 days under standard conditions, i.e. at 37°C and 5% CO2. After 4 days, the immunomodulatory test was determined as the number of mononuclear cells and their phenotype. The number and viability of mononuclear cells from the control and co-culture were determined using an automatic cell counter. Mononuclear cells were washed once with DPBS (Gibco, Bleiswijk, The Netherlands) and labeled for selected lymphocyte subpopulations and markers characteristic of the level of activation. The pellet was suspended in Brilliant Stain Buffer Plus (Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA) at a minimum density of 1 million cells/ml. The cell suspension was incubated with fluorochrome-conjugated antibodies (BV421, BV605, BV650, BV786, BB515, PE-CF594, BB700, APC, APC-R700, APC-H7, PE, PerCP, AF647) against CD25, HLA-DR, CD3, CD69, CD45RO, CD16, CD56, CD4, CD45RA, CD19, CD8, CD40, CD45, CD14, CD183, CD196, CD127, CD194 (Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA) for 30 min on ice in the dark. In parallel, internal cytokines IFN-γ (for Th1), IL-4 (for Th2) and IL-17A (for Th17) were assayed using the Human Th1/Th2/Th17 Phenotyping Kit (Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA). One million cells (D4 control and D4 co-culture) were suspended in 3 ml of ImmunoCult™ -XF T Cell Expansion Medium (StemCell Technologies) + 1% (v/v) penicillin/streptomycin and amphotericin B solution (Gibco) + 56 UI/ml premium human IL2 IS (Miltenyi Biotec) and seeded per well of a 6-well plate. Then GolgiStop Protein Transport Inhibitor - final concentration of 1 μl/ml (part of the Human Th1/Th2/Th17 Phenotyping Kit Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA), PMA - final concentration of 50 ng/ml (Sigma-Aldrich Saint Louis, Missouri, USA) and ionomycin - final concentration of 1 μg/ml (Sigma-Aldrich Saint Louis, Missouri, USA) were added and incubated for 5 hours in an incubator under standard conditions, i.e. at 37°C and 5% CO2. After 5 hours of incubation, the cell suspensions were centrifuged for 5 min at 500 x g and washed once with DPBS (Gibco, Bleiswijk, the Netherlands). Cell pellets were suspended in 0.5 ml of cold BD Cytofix Fixation Buffer (part of the Human Th1/Th2/Th17 Phenotyping Kit, Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA) and incubated for 15 min at room temperature. After incubation, the suspensions were centrifuged for 5 min at 500 x g, the pellet was suspended in Perm/Wash buffer (part of the Human Th1/Th2/Th17 Phenotyping Kit, Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA), and then a cocktail of CD4 antibodies PerCP-Cy5.5, IL-17A PE, IFN-γ FITC, IL-4 APC (part of the Human Th1/Th2/Th17 Phenotyping Kit, Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA) was added and incubated for 30 min at room temperature. Cell analysis was performed using a Celesta flow cytometer and FACSDiva software (Becton Dickinson, Franklin Lakes, USA). Results are presented as percentage of positive cells for the respective markers relative to the control and unstained cell isotype. Inhibition of MNC cell expansion in coculture

PL 247114 Β1 dzięki immunomodulacyjnym właściwościom komórek WJ-MSC przedstawiono na figurze 8A. Żywotność komórek MNC przedstawiono na figurze 8B. Średnia żywotność komórek MNC w dniu założenia kohodowli (DO) wynosiła 84% (+/-5).PL 247114 Β1 due to the immunomodulatory properties of WJ-MSC cells is shown in Figure 8A. The viability of MNC cells is shown in Figure 8B. The average viability of MNC cells on the day of co-culture establishment (DO) was 84% (+/-5).

W dniu zakończenia kohodowli (D4) średnia żywotność komórek MNC w kontroli oraz kohodowli wynosiła 68% (+/-8).At the end of co-culture (D4), the average viability of MNC cells in the control and co-culture was 68% (+/-8).

Zgodnie z analizą statystyczną, wynik kohodowli przedstawiono na figurze 9 jako wartośćAccording to the statistical analysis, the result of co-culture is shown in Figure 9 as the value

D4 KOHODOWLA—D4 KONTROLAD4 CO-BREEDING—D4 CONTROL

Do przy czym D4 kohodowla, D4 kontrola i DOO były wyrażone w %, natomiast wynik kohodowli został wyrażony jako współczynnik obrazujący trend wzrostu lub spadku w odniesieniu do punktu wyjściowego lub kontroli. Wszystkie MNC między dniem 0 (DO), a dniem 4 (D4) wykazały proliferacje komórek. W D4 tylko jeden dawca - ALS613 nie spowodował zahamowania ekspansji komórek MNC w kohodowli. Procent poszczególnych subpopulacji oraz markerów aktywacji przedstawiono na figurach 10-14.To where D4 co-culture, D4 control and DOO were expressed in %, while the co-culture result was expressed as a coefficient illustrating the trend of increase or decrease in relation to the baseline or control. All MNC between day 0 (DO) and day 4 (D4) showed cell proliferation. On D4, only one donor - ALS613 did not inhibit the expansion of MNC cells in co-culture. The percentage of individual subpopulations and activation markers are presented in Figures 10-14.

Zgodnie z analizą statystyczną, wynik kohodowli przedstawiono figurze 15 jako wartośćAccording to the statistical analysis, the result of co-culture is shown in Figure 15 as the value

D4 KOHODOWLA - D4 KONTROLAD4 CO-BREEDING - D4 CONTROL

DoDown

Limfocyty T, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od większości dawców zwiększył się % CD3+ na MNC. Limfocyty B, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od większości dawców zmniejszył się % CD19+ na MNC. NK, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od większości dawców zmniejszył się % CD16+CD56+ na MNC. NKT, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od większości dawców zmniejszył się % CD3+CD16+CD56+ na MNC. Limfocyty Th, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od większości dawców wzrósł % CD4+ na MNC. Limfocyty Tc, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od większości dawców spadł % CD8+ na MNC. Limfocyty Th naiwne, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od większości dawców zwiększył się % CD4+CD45RA+ na MNC. Limfocyty Th pamięci, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od 7 dawców zwiększył się % CD4+CD45RO+ na MNC, z jednym dawcą WJ-MSC procent nie uległ zmianie, z WJ-MSC od 6 dawców % zmniejszył się. Limfocyty Tc naiwne, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od połowy dawców zwiększył się % CD8+CD45RA+ na MNC. Limfocyty Tc pamięci, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od połowy dawców zmniejszył się % CD4+CD45RO+ na MNC lub pozostał bez zmian. Wczesna aktywacja na limfocytach Th, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od większości dawców procent CD4+CD69+ zmniejszył się, tylko z WJ-MSC dawcy ALS628 nieznacznie zwiększył się. Właściwa aktywacja na limfocytach Th, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od większości dawców procent CD4+CD25+CD69+ zwiększył się. Późna aktywacja na limfocytach Th, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od większości dawców procent CD4+CD25+CD69+ zwiększył się. Limfocyty Th nieaktywowane, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od większości dawców zwiększył się procent komórek Th nieaktywowanych, wyciszenie aktywacji przez WJ-MSC. Wczesna aktywacja na limfocytach Tc, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od większości dawców procent CD8+CD69+ zmniejszył się. Właściwa aktywacja na limfocytach Th, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od większości dawców procent CD8+CD25+CD69+ zwiększył się. Późna aktywacja na limfocytach Tc, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od większości dawców procent CD8+CD25+CD69+ zwiększył się. Limfocyty Tc nieaktywowane, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od większości dawców zwiększył się procent komórek Tc nieaktywowanych, wyciszenie aktywacji przez WJ-MSC. Limfocyty T regulatorowe, w wyniku kohodowli z WJ-MSC od większości dawców zmniejszył się procent komórek CD4+CD25+CD1271owFoxp3+. Limfocyty Th1, w wyniku kohodowli z WJ-MSC u połowy dawców zwiększył się procent komórek Th1. Limfocyty Th2, w wyniku kohodowli z WJ-MSC u wszystkich dawców zwiększył się dość znacznie procent komórek Th2. Limfocyty Th17, w wyniku kohodowli z WJ-MSC u większości dawców zwiększył się procent komórek Th17. W przypadku cytokin wewnętrznych w komórkach Th (CD4+) biorących udział w odpowiedzi Th1, zaobserwowano spadek % IFN-γ w kohodowli z dawcą WJ-MSC ALS 613 i ALS628. W pozostałych kohodowlach % IFN-γ nieznacznie wzrósł lub pozostał bez zmian. Procent IL-4 odpowiadającą za odpowiedź Th2 wzrósł dla kohodowli z WJ-MSC dla dawców ALS393, ALS439, ALS613, ALS397, ALS366, ALS487, w pozostałych kohodowlach zaobserwowano spadek % IL-4. Procent IL-17 biorącej udział w odpowiedzi Th17 zwiększył się w wyniku kohodowli z WJ-MSC z 7 dawcami (ALS393, ALS439, ALS628,T lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC from most donors, the % CD3+ on MNC increased. B lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC from most donors, the % CD19+ on MNC decreased. NK, as a result of co-culture with WJ-MSC from most donors, the % CD16+CD56+ on MNC decreased. NKT, as a result of co-culture with WJ-MSC from most donors, the % CD3+CD16+CD56+ on MNC decreased. Th lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC from most donors, the % CD4+ on MNC increased. Tc lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC from most donors, the % CD8+ on MNC decreased. Naive Th lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC from most donors the % CD4+CD45RA+ on MNC increased. Memory Th lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC from 7 donors the % CD4+CD45RO+ on MNC increased, with one WJ-MSC donor the percentage did not change, with WJ-MSC from 6 donors the % decreased. Naive Tc lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC from half of the donors the % CD8+CD45RA+ on MNC increased. Memory Tc lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC from half of the donors the % CD4+CD45RO+ on MNC decreased or remained unchanged. Early activation on Th lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC from most donors the percentage of CD4+CD69+ decreased, only with WJ-MSC from donor ALS628 it increased slightly. Proper activation on Th lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC from most donors the percentage of CD4+CD25+CD69+ increased. Late activation on Th lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC from most donors the percentage of CD4+CD25+CD69+ increased. Non-activated Th lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC from most donors the percentage of non-activated Th cells increased, silencing of activation by WJ-MSC. Early activation on Tc lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC from most donors the percentage of CD8+CD69+ decreased. Proper activation on Th lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC from most donors the percentage of CD8+CD25+CD69+ increased. Late activation on Tc lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC from most donors the percentage of CD8+CD25+CD69+ increased. Non-activated Tc lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC from most donors the percentage of non-activated Tc cells increased, silencing of activation by WJ-MSC. Regulatory T lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC from most donors the percentage of CD4+CD25+CD1271owFoxp3+ cells decreased. Th1 lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC the percentage of Th1 cells increased in half of the donors. Th2 lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC in all donors the percentage of Th2 cells increased quite significantly. Th17 lymphocytes, as a result of co-culture with WJ-MSC in most donors the percentage of Th17 cells increased. In the case of internal cytokines in Th cells (CD4+) participating in the Th1 response, a decrease in % IFN-γ was observed in co-culture with WJ-MSC donor ALS 613 and ALS628. In the remaining co-cultures the % IFN-γ increased slightly or remained unchanged. The percentage of IL-4 responsible for the Th2 response increased for co-culture with WJ-MSC for donors ALS393, ALS439, ALS613, ALS397, ALS366, ALS487, in the remaining co-cultures a decrease in % IL-4 was observed. The percentage of IL-17 involved in the Th17 response was increased by co-culture with WJ-MSC from 7 donors (ALS393, ALS439, ALS628,

PL 247114 Β1PL 247114 Β1

ALS634, ALS366, ALS633ALS414), pozostał bez zmian z ALS397 lub zmniejszył się z dawcami ALS613, ALS558, ALS432, ALS410, ALS502, ALS487.ALS634, ALS366, ALS633ALS414), remained unchanged from ALS397 or decreased with donors ALS613, ALS558, ALS432, ALS410, ALS502, ALS487.

Zmiany w ekspansji i fenotypie komórek MNC w kohodowli z WJ-MSC świadczą o immunomodulacji komórek MSC. Większe/mniejsze zdolności immunomodulacyjne są powiązane ze zmiennością biologiczną dawców MSC i przynależnością do różnych klastrów terapeutycznych.Changes in MNC expansion and phenotype in co-culture with WJ-MSC indicate immunomodulation of MSCs. Greater/lower immunomodulatory capacities are associated with biological variability of MSC donors and affiliation to different therapeutic clusters.

Korelację między subpopulacjami komórek MNC, a także ich poziomem aktywacji przedstawiono na figurze 16.The correlation between MNC cell subpopulations and their activation level is shown in Figure 16.

Na wykresie wielkość punktów oznacza wartość bezwzględną korelacji, kształt okręgu pozytywną korelację, a kształt rombu ujemną. Dodatkowo istotność korelacji na poziomie 0.05 oznaczona jest *, na poziomie 0.01 oznaczona jest **, natomiast na poziomie 0.001 oznaczona jest ***.In the graph, the size of the points indicates the absolute value of the correlation, the shape of a circle indicates a positive correlation, and the shape of a rhombus indicates a negative correlation. Additionally, the significance of the correlation at the level of 0.05 is marked with *, at the level of 0.01 is marked with **, and at the level of 0.001 is marked with ***.

Przykład 6Example 6

Analiza statystycznaStatistical analysis

Analizowany problem wymaga przeprowadzenia procedury statystycznej, która obejmuje dwa ważne etapy. W pierwszym etapie określono podział na klastry (subpopulacje). Następnie, w drugim etapie wyznaczono pulę parametrów, które najlepiej charakteryzują wskazany podział.The analyzed problem requires a statistical procedure that includes two important stages. In the first stage, the division into clusters (subpopulations) was determined. Then, in the second stage, a pool of parameters was determined that best characterize the indicated division.

Po wczytaniu wszystkich danych, niektóre z nich trzeba wstępnie przetworzyć. Wstępne przetwarzanie obejmuje przykładowo dane sekretomu. W ramach wstępnego przetwarzania usuwa się duplikaty. Inne czynności na tym etapie obejmują usuwanie wartości odstających, składowych stałych, lub innych zakłóceń. Następnie dla każdej zmiennej wyznacza się wartość średnią dla każdej próby (produktu komórkowego MSC).Once all the data has been loaded, some of it needs to be preprocessed. Preprocessing includes, for example, the secretome data. Duplicates are removed as part of the preprocessing. Other steps in this step include removing outliers, constant components, or other noise. Then, for each variable, the mean value is determined for each sample (MSC cell product).

Dla danych fenotypu MNC oraz danych liczby i żywotności MNC wartości zmiennych (parametrów) były wyznaczane zgodnie ze wzorem:For the MNC phenotype data and the MNC number and viability data, the variable (parameter) values were determined according to the formula:

D4 K0H0D0WLA-D4 KONTROLA natomiast w przypadku, gdy nie było dostępnej wartości Do wyznaczana była tylko różnica. Wartości Do nie były dostępne dla zmiennych Th1, Th2, Th17 oraz ich cytokin wewnętrznych.D4 K0H0D0WLA-D4 CONTROL while in the case when the Do value was not available only the difference was determined. Do values were not available for variables Th1, Th2, Th17 and their internal cytokines.

Przed przystąpieniem do analizy składowych głównych brakujące dane uzupełnione zostały dzięki zastosowaniu algorytmu regułaryzowanego iteracyjnego PC A [Josse, J & Husson, F. (2013). Handling missing values in exploratory multivariate data analysis methods. Journal de la SFdS. 153 (2), pp. 79-99.]Before starting the principal component analysis, missing data were filled in using the regularized iterative PC A algorithm [Josse, J & Husson, F. (2013). Handling missing values in exploratory multivariate data analysis methods. Journal de la SFdS. 153 (2), pp. 79-99.]

Etap 1 (podział na klastry)Stage 1 (division into clusters)

1) W celu określenia klastrów terapeutycznych dla podziału komórek banku MSC zastosowano hierarchiczną analizę skupień (metoda ‘complete’), której wynik zilustrowano na fig. 17. Wyznaczono wstępny podział komórek MSC na 3 klastry. Parametry pogrupowano następująco: a) fenotyp MSC, b) fenotyp MNC, c) żywotność MNC, d) procent komórek tworzących kolonie - CFU, e) ekspresja 12 genów, f) aktywność sekrecyjna komórek MSC,1) In order to determine therapeutic clusters for the division of MSC bank cells, hierarchical cluster analysis (‘complete’ method) was used, the result of which is illustrated in Fig. 17. The initial division of MSC cells into 3 clusters was determined. The parameters were grouped as follows: a) MSC phenotype, b) MNC phenotype, c) MNC viability, d) percentage of colony-forming cells - CFU, e) expression of 12 genes, f) secretory activity of MSC cells,

2) W celu sprawdzenia otrzymanego podziału zastosowano analizę składowych głównych (fig. 18).2) Principal component analysis was used to check the obtained division (Fig. 18).

Dane wejściowe do tego etapu przetwarza się na macierz, w której kolumny są kolejnymi zmiennymi (parametrami), natomiast w wierszach są próby (linie komórkowe MSC). Z macierzy tej wyznacza się macierz dystansów. Wynikiem tego etapu jest przyporządkowanie każdej z prób do jednego z 3 klastrów (podziału prób na 3 subpopulacje), które są używane w kolejnym etapie.The input data for this stage is processed into a matrix, where the columns are successive variables (parameters), while the rows are samples (MSC cell lines). A distance matrix is determined from this matrix. The result of this stage is the assignment of each sample to one of 3 clusters (division of samples into 3 subpopulations), which are used in the next stage.

Etap 2 (wyznaczanie puli parametrów)Stage 2 (defining the parameter pool)

Tak jak w pierwszym etapie parametry łączy się w macierz o takich samych wymiarach. Każda próba jest przyporządkowana do jednego z trzech klastrów - proregeneracyjnego, nadaktywnego i antystresowego. Efektem końcowym tego etapu jest zestaw kilku parametrów, które najlepiej rozdzielają próby na określone klastry.As in the first stage, the parameters are combined into a matrix of the same dimensions. Each sample is assigned to one of three clusters - pro-regenerative, hyperactive and anti-stress. The final effect of this stage is a set of several parameters that best divide the samples into specific clusters.

1) Użyto algorytmu Boruta w celu znalezienia istotnych parametrów. Algorytmu Boruta [Miron B. Kursa, Witold R. Rudnicki (2010). Feature Selection with the Boruta Package. Journal of1) The Boruta algorithm was used to find the significant parameters. The Boruta algorithm [Miron B. Kursa, Witold R. Rudnicki (2010). Feature Selection with the Boruta Package. Journal of

Statistical Software, 36(11), p. 1-13.] stosuje się z klasyfikatorem lasów losowych dla znalezienia ważności każdego parametru. W tym celu wyznacza się algorytmem miarę istotności parametrów na podstawie współczynników błędu klasyfikacji każdego parametru. Algorytm Boruta obejmuje następujące etapy:Statistical Software, 36(11), p. 1-13.] is used with a random forest classifier to find the importance of each parameter. For this purpose, the parameter importance measure is determined by the algorithm based on the classification error coefficients of each parameter. Boruta's algorithm includes the following steps:

a) Tworzenie zestawu danych opartego o wejściowe dane ze spermutowanymi etykietami dla grup (tzw. ‘shadow features’).a) Creating a dataset based on the input data with spermuted labels for groups (so-called ‘shadow features’).

b) Użycie klasyfikatora lasów losowych na rozszerzonym zestawie danych i wyznaczenie miary ważności danej zmiennej (domyślnie jest to średnia dokładność spadku tzw. Mean Decrease Accuracy). Następnie to samo dzieje się dla danych bez spermutowanych etykiet. Różnice między tymi dwoma zbiorami są następnie uśredniane dla wszystkich drzew i normalizowane przez odchylenie standardowe różnic (jest to tzw. Z-score).b) Using a random forest classifier on the extended dataset and determining a measure of the importance of a given variable (by default, this is Mean Decrease Accuracy). Then, the same thing is done for the data without spermuted labels. The differences between the two sets are then averaged across all trees and normalized by the standard deviation of the differences (this is the Z-score).

c) W każdej iteracji sprawdzane jest, czy wartość Z-score dla danych rzeczywistych jest wyższa niż dla danych rozszerzonych po spermutowaniu etykiety dla danej zmiennej (tj. czy zmienna predykcyjna ma wyższy wynik Z niż maksymalny wynik Z jej ‘shadow features’) i stale usuwane są zmienne, które są uważane za wysoce nieistotne.c) In each iteration, we check whether the Z-score for the actual data is higher than that for the augmented data after spermuting the label for a given variable (i.e. whether the predictor variable has a higher Z-score than the maximum Z-score of its shadow features), and continuously remove variables that are considered highly unimportant.

d) Algorytm zatrzymuje się, gdy wszystkie zmienne zostaną potwierdzone lub odrzucone.d) The algorithm stops when all variables are confirmed or rejected.

2) Po wytypowaniu istotnych parametrów, aby zweryfikować otrzymane wyniki zastosowano drugi algorytm do szukania istotnych parametrów - DALEX [Biecek P (2018). “DALEX: Explainers for Complex Predictive Models in R.” Journal of Machine Learning Research, 19(84), 1-5]. Stosuje się go w przykładzie podobnie, jak w przypadku Boruty wraz z klasyfikatorem lasów losowych. Wytypowanie parametrów odbywa się tutaj przy pomocy miary istotności parametrów opartej na funkcji straty tzw. entropii krzyżowej.2) After selecting the important parameters, to verify the obtained results, the second algorithm for searching for important parameters was used - DALEX [Biecek P (2018). “DALEX: Explainers for Complex Predictive Models in R.” Journal of Machine Learning Research, 19(84), 1-5]. It is used in the example similarly as in the case of Boruta together with the random forest classifier. The selection of parameters is done here using the parameter importance measure based on the loss function of the so-called cross entropy.

3) Tylko parametry, które są istotne w obu algorytmach brano do dalszych analiz. Następnie sprawdzono istotność korelacji pomiędzy wytypowanymi parametrami.3) Only parameters that are significant in both algorithms were taken into further analysis. Then, the significance of correlations between selected parameters was checked.

4) Następnie wyłączono ze zbioru parametrów istotnych te, które są ze sobą mocno skorelowane. W ten sposób podniesiono efektywność procedury klasyfikacji i zmniejszono złożoność modelu.4) Then, those parameters that are strongly correlated were excluded from the set of significant parameters. This increased the efficiency of the classification procedure and reduced the complexity of the model.

5) Bazując tylko na wytypowanych parametrach sprawdzono, czy zastosowanie hierarchicznej analizy skupień da ten sam podział na klastry, który otrzymano na początku procedury (Etap I) przy użyciu wszystkich parametrów.5) Based only on the selected parameters, it was checked whether the use of hierarchical cluster analysis would give the same division into clusters that was obtained at the beginning of the procedure (Stage I) using all parameters.

6) Efektywność parametrów sprawdzono w procesie klasyfikacji, do którego użyto klasyfikatora ensembl [Datta, Susmita, et al. “An adaptive optimal ensemble classifier via bagging and rank aggregation with applications to high dimensional data.” BMC Bioinformatics, vol. 11, 18 Aug. 2010, p. 427] będącego złożeniem 3 klasyfikatorów: metody wektorów nośnych, lasów losowych oraz partycjonowania rekurencyjnego. Dla każdej linii komórkowej wzięto pod uwagę tylko wybrane parametry (5 najważniejszych: poziom HO, poziom ekspresji POU5F1 (OCT3/4), zmiana % komórek Th pod wpływem MSC; zmiana % komórek Th pozytywnych na CD69 pod wpływem MSC oraz zmiana % komórek ThN (naiwnych)) jako zbiór wejściowy dla klasyfikatora w celu predykcji, czy dana linia MSC należy do jednego z trzech wytypowanych wcześniej klastrów. Wynikiem końcowym tego etapu jest podanie prawdopodobieństw przynależenia linii komórkowej do danego klastra.6) The efficiency of the parameters was checked in the classification process, for which the ensembl classifier [Datta, Susmita, et al. “An adaptive optimal ensemble classifier via bagging and rank aggregation with applications to high dimensional data.” BMC Bioinformatics, vol. 11, 18 Aug. 2010, p. 427] was used, which is a combination of 3 classifiers: support vector method, random forests and recursive partitioning. For each cell line, only selected parameters were taken into account (5 most important: HO level, POU5F1 expression level (OCT3/4), change in % of Th cells under the influence of MSC; change in % of Th cells positive for CD69 under the influence of MSC and change in % of ThN (naive) cells) as the input set for the classifier in order to predict whether a given MSC line belongs to one of the three previously selected clusters. The final result of this stage is to provide the probabilities of belonging of the cell line to a given cluster.

Przykład 7Example 7

Korzystając z procedury opisanej w przykładzie 6 wytypowano i scharakteryzowano 3 klastry. W analizie skupień przyjęto jako poziom odcięcia dla klastrów odległość równą 11.85 (fig. 17). Trzy wytypowane klastry potwierdzono dodatkowo bazując na analizie PCA. W skład pierwszego klastra wchodzą produkty to komórkowe MSC, dla których wartość współrzędnej y w nowym układzie współrzędnych jest ujemna, natomiast współrzędnej x jest dodatnia bądź ujemna (fig. 18). W skład drugiego klastra wchodzą linie komórkowe MSC, dla których wartość współrzędnej y w nowym układzie współrzędnych jest dodatnia, natomiast współrzędnej x jest ujemna. W skład trzeciego klastra wchodzą linie komórkowe MSAC, dla których wartości współrzędnych x i y w nowym układzie współrzędnych są dodatnie (fig. 18).Using the procedure described in Example 6, 3 clusters were selected and characterized. In the cluster analysis, the cut-off level for clusters was assumed to be 11.85 (Fig. 17). Three selected clusters were additionally confirmed based on PCA analysis. The first cluster consists of MSC cell products for which the value of the y coordinate in the new coordinate system is negative, while the x coordinate is positive or negative (Fig. 18). The second cluster consists of MSC cell lines for which the value of the y coordinate in the new coordinate system is positive, while the x coordinate is negative. The third cluster consists of MSAC cell lines for which the values of the x and y coordinates in the new coordinate system are positive (Fig. 18).

Podstawowe statystyki opisowe dla wybranych 5 parametrów zestawiono w Tabeli 2:Basic descriptive statistics for the selected 5 parameters are presented in Table 2:

PL 247114 Β1PL 247114 Β1

Tabela 2. Zestawienie podstawowych statystyk dla 5 najbardziej istotnych parametrów dla każdego z 3 rozważanych klastrów. Wyniki przedstawione są jako odsetek [%] lub krotność zmiany w odniesieniu do linii referencyjnej [FCTable 2. Summary of basic statistics for the 5 most significant parameters for each of the 3 considered clusters. Results are presented as percentage [%] or fold change with respect to the reference line [FC

Parametr Parameter Grupa (klaster) Group (cluster) Mediana Median Średnia Mean Minimum Minimum Maksimum Maximum HO [%] HO [%] 0(1) 0(1) 3,7 3.7 5,27 5.27 3,4 3,4 10,1 10.1 HO [%] HO [%] 1(2) 1(2) 2,9 2.9 2,93 2.93 2 2 3,9 3.9 HO [%] HO [%] 2(3) 2(3) 15,2 15.2 14,7 14.7 11,4 11.4 17 17 POU5F1[FC] POU5F1[FC] 0(1) 0(1) 1,12 1.12 1,1 1,1 0,84 0.84 1,4 1.4 POU5F1[FC] POU5F1[FC] 1(2) 1(2) 0,84 0.84 0,78 0.78 0,5 0.5 1,01 1.01 POU5F1[FC] POU5F1[FC] 2(3) 2(3) 0,68 0.68 0,65 0.65 0,55 0.55 0,7 0.7 Th.CD69+L%] Th.CD69+L%] 0(1) 0(1) -5,2 -5.2 -5,69 -5.69 -10,6 -10.6 0,59 0.59 Th.CD69+[%] Th.CD69+[%] 1(2) 1(2) -17,5 -17.5 -16,11 -16,11 -17,83 -17.83 -13 -13 Th.CD69+[%] Th.CD69+[%] 2(3) 2(3) -14,67 -14.67 -14,56 -14.56 -27,33 -27.33 -1,59 -1.59 Th.naiwne[%] Th.naive[%] 0(1) 0(1) 0,19 0.19 0,21 0.21 0,08 0.08 0,31 0.31 Th.naiwne[%] Th.naive[%] 1 (2) 1 (2) -0,28-0.28 -0,26-0.26 -0,35-0.35 -0,15-0.15 Th. naiwne [%] Th. naive [%] 2(3) 2(3) 0,1 0,1 0,03 0.03 -0,22-0.22 0,16 0.16 Th[%] Th[%] 0(1) 0(1) 0,06 0.06 0,05 0.05 -0,02-0.02 0,09 0.09 Th[%] Th[%] 1(2) 1(2) 0,06 0.06 0,11 0.11 0,05 0.05 0,23 0.23 Th[%] Th[%] 2(3) 2(3) 0,1 0,1 0,1 0,1 0,09 0.09 0,12 0.12

KLASTER 1 (grupa 0)CLUSTER 1 (group 0)

KLASTER PROREGENERACYJNY (7 linii MSC)PRO-REGENERATION CLUSTER (7 MSC lines)

Ogólna charakterystyka: wysoki POU5F1/niski Th[%]/wysoki dodatni Th.naiwne[%]/ najniższy spadek odsetka Th.CD69+[%]General characteristics: high POU5F1/low Th[%]/high positive Th.naive[%]/lowest decrease in Th.CD69+[%]

Opierając się na oznaczonej średniej wyższej ekspresji genu POU5F1 (OCT3/4) w klastrze 1 można założyć, iż ta sub-populacja potencjalnie wykazuje się zwiększonym potencjałem proregeneracyjnym. Wyższa ekspresja OCT3/4 jako to jednego z głównych czynników pluripotencji może być skorelowana z większą plastycznością, bardziej otwartą chromatyną, a tym samym charakteryzować populacje MSC o wyższym niż w klastrach 2 i 3 potencjale do różnicowania (w tym do transdyferencjacji). Należy zaznaczyć, iż mimo że ekspresja OCT3/4 jest oznaczana jako wyższa, nie sięga ona poziomów oznaczanych w liniach pluripotenych, a tym samym nie jest związana z podwyższonym ryzykiem nowotworzenia in vivo. Dodatkowo należy wspomnieć, że populacja MSC z klastra proregeneracyjnego w kontakcie z MNC powodowała zwiększenie odsetka limfocytów T pomocniczych o fenotypie naiwnym (CD3+CD4+CD45RA+)jakopisano w literaturze taki zwiększony odsetek naiwnych Th jest skorelowany z lepszym rokowaniem dla pacjentów z ALS (13, 14 15, 16).Based on the determined average higher expression of the POU5F1 (OCT3/4) gene in cluster 1, it can be assumed that this subpopulation potentially demonstrates increased pro-regenerative potential. Higher expression of OCT3/4 as one of the main pluripotency factors may be correlated with greater plasticity, more open chromatin, and thus characterize MSC populations with a higher differentiation potential (including transdifferentiation) than in clusters 2 and 3. It should be noted that although OCT3/4 expression is determined as higher, it does not reach the levels determined in pluripotent lines, and thus is not associated with an increased risk of in vivo tumorigenesis. Additionally, it should be mentioned that the MSC population from the pro-regenerative cluster in contact with MNCs caused an increased percentage of naive T helper lymphocytes (CD3+CD4+CD45RA+) as described in the literature; such an increased percentage of naive Th is correlated with a better prognosis for ALS patients (13, 14, 15, 16).

KLASTER 2 (grupa 1)CLUSTER 2 (group 1)

KLASTER NADAKTYWNY (3 linie MSC)OVERACTIVE CLUSTER (3 MSC lines)

Ogólna charakterystyka: niski HO/ ujemny Th.naiwne[%]General characteristics: low HO/ negative Th.naive[%]

Subpopulacja MSC wyselekcjonowana na podstawie niskiego poziomu ekspresji HO, przy niskiej ekspresji POU5F1 (OCT3/4) i w kontakcie z MNC powoduje obniżenie odsetka naiwnych limfocytów Th. Na podstawie wstępnych ocen z badania klinicznego produkt MSC pochodzący z linii z klastra 2 nie wywołał oczekiwanego efektu terapeutycznego (3 podania MSC z klastra 2 - dwóch pacjentów). Jak wykazano na mysim modelu sepsy, poziom HO produkowany przez MSC może mieć przełożenie na efekt terapeutyczny in vivo (17).The MSC subpopulation selected on the basis of low HO expression level, with low POU5F1 (OCT3/4) expression and in contact with MNC causes a decrease in the percentage of naive Th lymphocytes. Based on preliminary assessments from the clinical trial, the MSC product derived from the line from cluster 2 did not induce the expected therapeutic effect (3 administrations of MSC from cluster 2 - two patients). As demonstrated in a mouse model of sepsis, the level of HO produced by MSC may translate into a therapeutic effect in vivo (17).

KLASTER 3 (grupa 2)CLUSTER 3 (group 2)

KLASTER ANTYSTRESOWYANTI-STRESS CLUSTER

PL 247114 Β1 (4 linie MSC)PL 247114 Β1 (4 MSC lines)

Ogólna charakterystyka: wysoki HO/niski POU5F1/wysoki Th[%]General characteristics: high HO/low POU5F1/high Th[%]

Subpopulacja wykazująca najwyższy odsetek komórek z błonową ekspresją genu oksygenazy hemu 1 (ΗΜΟΧΙ). Białko ΗΜ0Χ1 jest zaangażowane w komunikację międzykomórkową, immunomodulację oraz odpowiedź na stres oksydacyjny. W literaturze pojawiają się doniesienia o wprowadzeniu wymuszonej ekspresji tego genu do komórek MSCjako podejścia wzmacniającego efekt terapeutyczny komórek mezenchymalnych. W związku z tym populacja MSC z klastra 3 będzie charakteryzowała się stosunkowo wysokim potencjałem do redukcji stresu oksydacyjnego w miejscu chorobowo zmienionym. Należy wspomnieć iż stres oksydacyjny bardzo często jest połączony z aktywnym stanem zapalnym. Populacje z klastra 3 wykazują w interakcji z aktywowanymi MNC zwiększenie odsetka limfocytów Th, co również zostało przedstawione jako pozytywny czynnik prognostyczny dla pacjentów z ALS (16, 18, 19).The subpopulation showing the highest percentage of cells with membrane expression of the heme oxygenase 1 gene (ΗΜΟΧΙ). The ΗΜ0Χ1 protein is involved in intercellular communication, immunomodulation and response to oxidative stress. There are reports in the literature about the introduction of forced expression of this gene into MSC cells as an approach to enhance the therapeutic effect of mesenchymal cells. Therefore, the MSC population from cluster 3 will be characterized by a relatively high potential to reduce oxidative stress in the diseased site. It should be mentioned that oxidative stress is very often associated with an active inflammatory state. Populations from cluster 3 show an increased percentage of Th lymphocytes in interaction with activated MNCs, which has also been presented as a positive prognostic factor for patients with ALS (16, 18, 19).

Tabela 3. Efektywność predykcji klasyfikacji - prawdopodobieństwa przynależności danej serii produktu komórkowego do odpowiedniego klastra terapeutycznego nr 1, 2 lub 3.Table 3. Prediction efficiency of classification – probability of belonging of a given cell product series to the appropriate therapeutic cluster no. 1, 2 or 3.

Nr klastra prawdziwy Cluster number real Nr klastra wyznaczony Cluster number designated Prawdopodobieństwo przynależności do klastra Cluster membership probability Klaster 1 Cluster 1 Klaster 2 Cluster 2 Klaster 3 Cluster 3 ALS366 ALS366 1 1 1 1 0,98 0.98 0,00 0.00 0,02 0.02 ALS393 ALS393 2 2 2 2 0,34 0.34 0,54 0.54 0,12 0.12 ALS397 ALS397 1 1 1 1 1,00 1.00 0,00 0.00 0,00 0.00 ALS410 ALS410 3 3 3 3 0,18 0.18 0,06 0.06 0,76 0.76 ALS414 ALS414 1 1 1 1 1,00 1.00 0,00 0.00 0,00 0.00 ALS432 ALS432 1 1 1 1 1,00 1.00 0,00 0.00 0,00 0.00 ALS439 ALS439 2 2 2 2 0,18 0.18 0,60 0.60 0,22 0.22 ALS487 ALS487 1 1 1 1 1,00 1.00 0,00 0.00 0,00 0.00 ALS502 ALS502 3 3 3 3 0,25 0.25 0,00 0.00 0,75 0.75 ALS558 ALS558 3 3 3 3 0,09 0.09 0,01 0.01 0,90 0.90 ALS613 ALS613 2 2 1 1 0,84 0.84 0,13 0.13 0,03 0.03 ALS628 ALS628 1 1 1 1 0,99 0.99 0,00 0.00 0,01 0.01 ALS633 ALS633 3 3 3 3 0,37 0.37 0,00 0.00 0,63 0.63 ALS634 ALS634 1 1 1 1 1,00 1.00 0,00 0.00 0,00 0.00

BibliografiaBibliography

1. DeVeaux SA, Ogle ME, Vyshnya S, Chiappa NF, Leitmann B, Rudy R, et al. Characterizing human mesenchymal stromal cells’ immune-modulatory potency using targeted lipidomic profiling of sphingolipids. Godoy JAP, Paiva RMA, Souza AM, Kondo AT, Kutner JM, Okamoto OK. Clinical Translation of Mesenchymal Stromal Celi Therapy for Graft Versus Host Disease. Front Celi Dev Biol. 2019;7(listopad): 1-14.1. DeVeaux SA, Ogle ME, Vyshnya S, Chiappa NF, Leitmann B, Rudy R, et al. Characterizing human mesenchymal stromal cells' immune-modulatory potency using targeted lipidomic profiling of sphingolipids. Godoy JAP, Paiva RMA, Souza AM, Kondo AT, Kutner JM, Okamoto OK. Clinical Translation of Mesenchymal Stromal Cell Therapy for Graft Versus Host Disease. Dev Biol Cell Front. 2019;7(November): 1-14.

2. Stroncek DF, Jin P, McKenna DH, Takanashi M, Fontaine MJ, Pati S, et al. Human Mesenchymal Stromal Celi (MSC) Characteristics Vary Among Laboratories When Manufactured From the Same Source Materiał: A Report by the Cellular Therapy Team of the Biomedical Excellence for Safer Transfusion (BEST) Collaborative. Front Celi Dev Biol. 2020;8(czerwiec):1-13.2. Stroncek DF, Jin P, McKenna DH, Takanashi M, Fontaine MJ, Pati S, et al. Human Mesenchymal Stromal Cell (MSC) Characteristics Vary Among Laboratories When Manufactured From the Same Source Material: A Report by the Cellular Therapy Team of the Biomedical Excellence for Safer Transfusion (BEST) Collaborative. Dev Biol Cell Front. 2020;8(June):1-13.

3. Chen Y-S. Mesenchymal Stern Celi: ConsiderationsforManufacturing and Clinical Trialson Celi Therapy Product. Int J Stern celi Res Ther. 2016;3(1): 1-12.3. Chen Y-S. Mesenchymal Stern Cell: ConsiderationsforManufacturing and Clinical Trialson Cell Therapy Product. Int J Stern Cell Res Ther. 2016;3(1): 1-12.

4. Wilson A, Webster A, Genever P. Nomenclature and heterogeneity: Consequences for the use of mesenchymal stem cells in regenerative medicine. Regen Med. 2019;14(6):595-611.4. Wilson A, Webster A, Genever P. Nomenclature and heterogeneity: Consequences for the use of mesenchymal stem cells in regenerative medicine. Regen Med. 2019;14(6):595-611.

5. Tomecka E, Lech W, Zychowicz M, Sarnowska A, Murzyn M, Oldak T, et al. Assessment of the neuroprotective and stemness properties of human wharton’s jelly-derived mesenchymal stem cells under variable (5% vs. 21%) aerobic conditions. Cells. 2021; 10(4).5. Tomecka E, Lech W, Zychowicz M, Sarnowska A, Murzyn M, Oldak T, et al. Assessment of the neuroprotective and stemness properties of human Wharton's jelly-derived mesenchymal stem cells under variable (5% vs. 21%) aerobic conditions. Cells. 2021; 10(4).

6. Munoz-Perez E, Gonzalez-Pujana A, Igartua M, Santos-Vizcaino E, Hernandez RM. Mesenchymal stromal cell secretome for the treatment of immune-mediated inflammatory diseases: Latest trends in isolation, content optimization and delivery avenues. Pharmaceutics. 2021; 13(11).6. Munoz-Perez E, Gonzalez-Pujana A, Igartua M, Santos-Vizcaino E, Hernandez RM. Mesenchymal stromal cell secretome for the treatment of immune-mediated inflammatory diseases: Latest trends in isolation, content optimization and delivery avenues. Pharmaceuticals. 2021; 13(11).

7. Viswanathan S, Shi Y, Galipeau J, Krampera M, Leblanc K, Martin I, et al. Mesenchymal stem versus stromal cells: International Society for Cell & Gene Therapy (ISCT®) Mesenchymal Stromal Cell committee position statement on nomenclature. Cytotherapy [Internet], 2019;21(10): 1019-24.7. Viswanathan S, Shi Y, Galipeau J, Krampera M, Leblanc K, Martin I, et al. Mesenchymal stem versus stromal cells: International Society for Cell & Gene Therapy (ISCT®) Mesenchymal Stromal Cell committee position statement on nomenclature. Cytotherapy [Internet], 2019;21(10): 1019-24.

8. Garcia-Bernal D, Garcia-Arranz M, Yanez RM, Hervas-Salcedo R, Cortes A, FernandezGarcia M, et al. The Current Status of Mesenchymal Stromal Cells: Controversies, Unresolved Issues and Some Promising Solutions to Improve Their Therapeutic Efficacy. Front Cell Dev Biol. 2021;9(marzec):1-18.8. Garcia-Bernal D, Garcia-Arranz M, Yanez RM, Hervas-Salcedo R, Cortes A, FernandezGarcia M, et al. The Current Status of Mesenchymal Stromal Cells: Controversies, Unresolved Issues and Some Promising Solutions to Improve Their Therapeutic Efficacy. Front Cell Dev Biol. 2021;9(March):1-18.

9. Petrenko et al. (2020); A Comparative Analysis of Multipotent Mesenchymal Stromal Cells derived from Different Sources, with a Focus on Neuroregenerative Potential; Scientific Reports volume 10, Article number: 4290.9. Petrenko et al. (2020); A Comparative Analysis of Multipotent Mesenchymal Stromal Cells derived from Different Sources, with a Focus on Neuroregenerative Potential; Scientific Reports volume 10, Article number: 4290.

10. Li et al. (2014) Comprehensive characterization of four different populations of human mesenchymal stem cells as regards their immune properties, proliferation and differentiation; International Journal of Molecular Medicine.10. Li et al. (2014) Comprehensive characterization of four different populations of human mesenchymal stem cells as regards their immune properties, proliferation and differentiation; International Journal of Molecular Medicine.

11. Ouafy et al. (2020); Evaluation of the therapeutic potential of mesenchymal stromal cells during in vitro production: search for markers related to immunomodulatory properties; Cytotherapy, vol. 22, nr 5, suplement, 2020, strony 80-88.11. Ouafy et al. (2020); Evaluation of the therapeutic potential of mesenchymal stromal cells during in vitro production: search for markers related to immunomodulatory properties; Cytotherapy, vol. 22, no. 5, supplement, 2020, pages 80-88.

12. Igor Matic et al., Expression of OCT-4 and SOX-2 in Bone Marrow-Derived Human Mesenchymal Stem Cells during Osteogenic Differentiation, Open Access Maced J Med. Sci. 2016 Mar 15; 4(1): 9-16.12. Igor Matic et al., Expression of OCT-4 and SOX-2 in Bone Marrow-Derived Human Mesenchymal Stem Cells during Osteogenic Differentiation, Open Access Maced J Med. Sci. 2016 Mar 15; 4(1): 9-16.

13. Sei-Myoung Han et ah, Enhanced proliferation and differentiation of Oct4- and Sox2-overexpressing human adipose tissue mesenchymal stem cells, Exp Mol Med. 2014 Jun; 46(6): e101.13. Sei-Myoung Han et ah, Enhanced proliferation and differentiation of Oct4- and Sox2-overexpressing human adipose tissue mesenchymal stem cells, Exp Mol Med. 2014 Jun; 46(6): e101.

14. Aleksandra Musiał-Wysocka et al.., Molecular and Functional Verification of Wharton’s Jelly Mesenchymal Stem Cells (WJ-MSCs) Pluripotency, Int J Mol Sci. 2019 kwiecień 12;20(8):1807.14. Aleksandra Musiał-Wysocka et al., Molecular and Functional Verification of Wharton’s Jelly Mesenchymal Stem Cells (WJ-MSCs) Pluripotency, Int J Mol Sci. 2019 April 12;20(8):1807.

15. Michael P. Gustafson et al., Comprehensive immune profiling reveals substantial immune system alterations in a subset of patients with amyotrophic lateral sclerosis, PLoS One. 2017 lipiec 25;12(7):e0182002.15. Michael P. Gustafson et al., Comprehensive immune profiling reveals substantial immune system alterations in a subset of patients with amyotrophic lateral sclerosis, PLoS One. 2017 Jul 25;12(7):e0182002.

16. Yujun Xu et ah, SPION-MSCs enhance therapeutic efficacy in sepsis by regulating MSCexpressed TRAF1-dependent macrophage polarization. Stem Cell Res Ther. 2021 Oct 9;12(1):531.16. Yujun Xu et ah, SPION-MSCs enhance therapeutic efficacy in sepsis by regulating MSCexpressed TRAF1-dependent macrophage polarization. Stem Cell Res Ther. 2021 Oct 9;12(1):531.

17. Jiwon Oh et ah, Mesenchymal stem cells genetically engineered to express platelet-derived growth factor and heme oxygenase-1 ameliorate osteoarthritis in a canine model, J Orthop Surg Res. 2021 styczeń 11; 16(1):43.17. Jiwon Oh et ah, Mesenchymal stem cells genetically engineered to express platelet-derived growth factor and heme oxygenase-1 ameliorate osteoarthritis in a canine model, J Orthop Surg Res. 2021 January 11; 16(1):43.

18. Dimitrios Mougiakakos et al., The impact of inflammatory licensing on heme oxygenase-1mediated induction of regulatory T cells by human mesenchymal stem cells, Blood. 2011 maj 5; 117(18):4826-35.18. Dimitrios Mougiakakos et al., The effect of inflammatory licensing on heme oxygenase-1mediated induction of regulatory T cells by human mesenchymal stem cells, Blood. 2011 May 5; 117(18):4826-35.

19. Josse, J & Husson, F. (2013). Handling missing values in exploratory multivariate data analysis methods. Journal de la SFdS. 153 (2), pp. 79-99.19. Josse, J & Husson, F. (2013). Handling missing values in exploratory multivariate data analysis methods. Journal de la SFdS. 153 (2), pp. 79-99.

20. Miron B. Kursa, Witold R. Rudnicki (2010). Feature Selection with the Boruta Package. Journal of Statistical Software, 36(11), p. 1-13.20. Miron B. Kursa, Witold R. Rudnicki (2010). Feature Selection with the Boruta Package. Journal of Statistical Software, 36(11), pp. 1-13.

21. Biecek P (2018). “DALEX: Explainers for Complex Predictive Models in R.” Journal of Machine Learning Research, 19(84), 1-5.21. Biecek P (2018). “DALEX: Explainers for Complex Predictive Models in R.” Journal of Machine Learning Research, 19(84), 1-5.

22. Datta, Susmita, et al. “An adaptive optimal ensemble classifier via bagging and rank aggregation with applications to high dimensional data.” BMC Bioinformatics, vol. 11, 18 Aug. 2010, p. 427.22. Datta, Susmita, et al. “An adaptive optimal ensemble classifier via bagging and rank aggregation with applications to high dimensional data.” BMC Bioinformatics, vol. 11, 18 Aug. 2010, p. 427.

Claims (10)

1. Sposób klasyfikacji komórek MSC ze względu na właściwości terapeutyczne, znamienny tym, że obejmuje następujące etapy:1. A method for classifying MSC cells with respect to therapeutic properties, characterized in that it comprises the following steps: a. pomiar poziomu obecności oksygenazy hemu, poziomu ekspresji POU5F1, zmiany udziału limfocytów Th pod wpływem komórek MSC; zmiany udziału limfocytów Th pozytywnych na CD69 pod wpływem komórek MSC oraz zmiany udziału limfocytów Th naiwnych pod wpływem komórek MSC, przy czym zmianę udziału limfocytów Th pod wpływem komórek MSC, zmianę udziału limfocytów Th pozytywnych na CD69 pod wpływem komórek MSC oraz zmianę udziału limfocytów Th naiwnych pod wpływem komórek MSC oznacza się po kohodowli komórek MSC z komórkami jednojądrzastymi w porównaniu do kontroli stanowiącej komórki jednojądrzaste, które hodowano w identycznych warunkach, ale bez kontaktu z komórkami MSC,a. measurement of the level of heme oxygenase presence, POU5F1 expression level, change in the share of Th lymphocytes under the influence of MSC cells; change in the share of CD69-positive Th lymphocytes under the influence of MSC cells and change in the share of naive Th lymphocytes under the influence of MSC cells, wherein the change in the share of Th lymphocytes under the influence of MSC cells, change in the share of CD69-positive Th lymphocytes under the influence of MSC cells and change in the share of naive Th lymphocytes under the influence of MSC cells is determined after co-culture of MSC cells with mononuclear cells in comparison to the control consisting of mononuclear cells that were cultured in identical conditions but without contact with MSC cells, b. klasyfikacja komórek MSC jako należących do jednego z co najmniej trzech klastrów terapeutycznych: klastra terapeutycznego proregeneracyjnego o potencjale regeneracyjnym i potencjale do różnicowania albo klastra terapeutycznego nadaktywnego, który nie wykazuje efektu terapeutycznego albo klastra terapeutycznego antystresowego o potencjale do redukcji stresu oksydacyjnego na podstawie wyników pomiarów z etapu a.b. classification of MSC cells as belonging to one of at least three therapeutic clusters: a pro-regenerative therapeutic cluster with regenerative potential and differentiation potential, or a hyperactive therapeutic cluster that shows no therapeutic effect, or an anti-stress therapeutic cluster with the potential to reduce oxidative stress based on the results of the measurements from step a. 2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że w etapie b2. The method according to claim 1, characterized in that in step b - jeśli poziom komórek MSC wykazujących obecność oksygenazy hemu wynosi od 2% do 3,9% i poziom ekspresji POU5F1 wynosi od 0,5 CF do 1,01 CF i zmiana udziału limfocytów Th pozytywnych na CD69 pod wpływem komórek MSC wynosi od -17,83% do -13% i zmiana udziału limfocytów Th naiwnych wynosi od -0,35% do -0,15% i zmiana udziału limfocytów Th pod wpływem komórek MSC wynosi od 0,05% do 0,23%, komórki MSC klasyfikuje się do klastra nadaktywnego,- if the level of MSC cells showing the presence of heme oxygenase is from 2% to 3.9% and the level of POU5F1 expression is from 0.5 CF to 1.01 CF and the change in the share of CD69-positive Th lymphocytes under the influence of MSC cells is from -17.83% to -13% and the change in the share of naive Th lymphocytes is from -0.35% to -0.15% and the change in the share of Th lymphocytes under the influence of MSC cells is from 0.05% to 0.23%, the MSC cells are classified into the overactive cluster, - jeśli poziom komórek MSC wykazujących obecność oksygenazy hemu wynosi od 11,4% do 17% i poziom ekspresji POU5F1 wynosi od 0,55 CF do 0,7 CF i zmiana udziału limfocytów Th pozytywnych na CD69 pod wpływem komórek MSC wynosi od -27,33% do -1,59% i zmiana udziału limfocytów Th naiwnych wynosi od -0,22% do 0,16% i zmiana udziału limfocytów Th pod wpływem komórek MSC wynosi od 0,09% do 0,12%, komórki MSC klasyfikuje się do klastra anty stresowego,- if the level of MSC cells showing the presence of heme oxygenase is from 11.4% to 17% and the level of POU5F1 expression is from 0.55 CF to 0.7 CF and the change in the share of CD69-positive Th lymphocytes under the influence of MSC cells is from -27.33% to -1.59% and the change in the share of naive Th lymphocytes is from -0.22% to 0.16% and the change in the share of Th lymphocytes under the influence of MSC cells is from 0.09% to 0.12%, the MSC cells are classified into the anti-stress cluster, - jeśli poziom komórek MSC wykazujących obecność oksygenazy hemu wynosi od 3,4% do 10,1% i poziom ekspresji POU5F1 wynosi od 0,84 CF do 1,4 CF i zmiana udziału limfocytów Th pozytywnych na CD69 pod wpływem komórek MSC wynosi od -10,6% do 0,59% i zmiana udziału limfocytów Th naiwnych wynosi od 0,08% do 0,31% i zmiana udziału limfocytów Th pod wpływem komórek MSC wynosi od -0,02% do 0,09%, komórki MSC klasyfikuje się do klastra proregeneracyjnego.- if the level of MSC cells expressing heme oxygenase is from 3.4% to 10.1% and the level of POU5F1 expression is from 0.84 CF to 1.4 CF and the change in the proportion of CD69-positive Th lymphocytes under the influence of MSC cells is from -10.6% to 0.59% and the change in the proportion of naive Th lymphocytes is from 0.08% to 0.31% and the change in the proportion of Th lymphocytes under the influence of MSC cells is from -0.02% to 0.09%, the MSC cells are classified into the pro-regenerative cluster. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w etapie a zmianę udziału limfocytów Th pod wpływem komórek MSC, zmianę udziału limfocytów Th pozytywnych na CD69 pod wpływem komórek MSC oraz zmianę udziału limfocytów Th naiwnych pod wpływem komórek MSC oznacza się po kohodowli komórek MSC z komórkami jednojądrzastymi w stosunku ilościowym odpowiednio 1:10.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in step a the change in the share of Th lymphocytes under the influence of MSC cells, the change in the share of CD69-positive Th lymphocytes under the influence of MSC cells and the change in the share of naive Th lymphocytes under the influence of MSC cells is determined after co-culture of MSC cells with mononuclear cells in a quantitative ratio of 1:10, respectively. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że kohodowlę prowadzi się w temperaturze 37°C i atmosferze 5% CO2.4. The method according to claim 3, characterized in that the co-culture is carried out at a temperature of 37°C and in a 5% CO2 atmosphere. 5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że kohodowlę prowadzi się przez 4 dni.5. The method according to claim 3, characterized in that the co-cultivation is carried out for 4 days. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że komórki MSC pochodzą z galarety Whartona albo ze szpiku kostnego albo z tkanki tłuszczowej, korzystnie z galarety Whartona.6. The method according to claim 1, characterized in that the MSC cells are derived from Wharton's jelly or from bone marrow or from adipose tissue, preferably from Wharton's jelly. 7. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że etap b. jest wspierany komputerowo i obejmuje następujące etapy budowania klasyfikatora:7. The method according to claim 1, characterized in that step b. is computer-aided and comprises the following steps of building a classifier: a1. wyznaczanie co najmniej trzech klastrów terapeutycznych: klastra terapeutycznego proregeneracyjnego o potencjale regeneracyjnym i potencjale do różnicowania albo klastra terapeutycznego nadaktywnego, który nie wykazuje efektu terapeutycznego albo klastra terapeutycznego antystresowego o potencjale do redukcji stresu oksydacyjnego, przy czym wyznaczanie obejmuje pomiar parametrów komórek MSC obejmujący:a1. determining at least three therapeutic clusters: a pro-regenerative therapeutic cluster with regenerative potential and differentiation potential, or a hyperactive therapeutic cluster that does not demonstrate a therapeutic effect, or an anti-stress therapeutic cluster with the potential to reduce oxidative stress, wherein the determination comprises measuring MSC cell parameters comprising: i. test jednostek tworzących kolonie CFU ii. określenie potencjału teratogennego komórek MSC poprzez pomiar ekspresji markerów genetycznych CDKN2A, CLDN1, DNMT3B, ESM1, HAND2, HEY1, MYO3B, NANOG, PDGFRA, POU5F1, TDGF1, TWIST1, ZBTB16 iii. określenie fenotypu komórek MSC poprzez pomiar markerów genetycznych CD119, CD120b, CD274, CD273, CD200, CD72, CD39, HO iv. analizę sekretomu komórek MSC poprzez pomiar wydzielania BDNF, HGF, IL6, IL8, MCP1, RANTES, TGFb1, TGFb2i. CFU assay ii. determination of the teratogenic potential of MSC cells by measuring the expression of genetic markers CDKN2A, CLDN1, DNMT3B, ESM1, HAND2, HEY1, MYO3B, NANOG, PDGFRA, POU5F1, TDGF1, TWIST1, ZBTB16 iii. determination of the phenotype of MSC cells by measuring the genetic markers CD119, CD120b, CD274, CD273, CD200, CD72, CD39, HO iv. analysis of the secretome of MSC cells by measuring the secretion of BDNF, HGF, IL6, IL8, MCP1, RANTES, TGFb1, TGFb2 v. określenie immunomodulacji komórek MSC poprzez kohodowlę komórek MSC z komórkami jednojądrzastymi, przy czym kohodowlę prowadzi się korzystnie w stosunku ilościowym odpowiednio 1:10, w temperaturze 37°C oraz atmosferze 5% CO2 przez 4 dni, przy czym po kohodowli określa się liczbę komórek jednojądrzastych, ich żywotność oraz zmianę udziału % limfocytów T, limfocytów B, NK, NKT, Th, Tc, Th naiwnych, Th pamięci, Tc naiwnych, Tc pamięci, Th CD69+, Th CD25+CD69+, Th CD25+, Th nieaktywowanych, Tc CD69+, Tc ‘CD25+Cd69+, Tc CD25+, Tc nieaktywowanych, Th1, Th2, Th17, cytokin wewnętrznych dla: Th1, Th2 i Th17, oraz T regulatorowych komórek jednojądrzastych vi. podział komórek MSC na co najmniej trzy klastry terapeutyczne: nadaktywny, anty stresowy i proregeneracyjny na podstawie wyników z etapów i.-v., b1. budowanie klasyfikatora, które obejmuje:v. determining the immunomodulation of MSC cells by co-cultivating MSC cells with mononuclear cells, wherein the co-culture is preferably carried out in a quantitative ratio of 1:10, at a temperature of 37°C and in a 5% CO2 atmosphere for 4 days, wherein after the co-culture the number of mononuclear cells, their viability and the change in the % share of T lymphocytes, B lymphocytes, NK, NKT, Th, Tc, naive Th, memory Th, naive Tc, memory Tc, Th CD69+, Th CD25+CD69+, Th CD25+, non-activated Th, Tc CD69+, Tc ‘CD25+Cd69+, Tc CD25+, non-activated Tc, Th1, Th2, Th17, internal cytokines for: Th1, Th2 and Th17, and T regulatory mononuclear cells are determined vi. division of MSC cells into at least three therapeutic clusters: hyperactive, anti-stress and pro-regenerative based on the results from stages i.-v., b1. building a classifier, which includes: i. redukcję ilości parametrów do co najmniej 5 parametrów poprzez identyfikację istotnych parametrów na podstawie współczynników błędu klasyfikacji lub na podstawie miary istotności zmiennych opartej na funkcji straty, ii. przeprowadzenie korelacji parametrów z etapów a1. i.-v. i eliminację parametrów, które są ze sobą skorelowane iii. określenie prawdopodobieństwa przynależności do określonego klastra na podstawie porównania wyników klasyfikacji z wykorzystaniem parametrów wybranych w etapie b1. i. z przynależnością do wyznaczonego klastra w etapie a1. vi.i. reducing the number of parameters to at least 5 parameters by identifying significant parameters based on classification error coefficients or on the basis of a measure of variable significance based on a loss function, ii. performing correlation of parameters from stages a1. i.-v. and eliminating parameters that are correlated with each other, iii. determining the probability of membership in a specific cluster on the basis of comparing the classification results using the parameters selected in stage b1. i. with membership in the designated cluster in stage a1. vi. oraz etapy klasyfikacji komórek MSC, obejmujące:and the steps of MSC classification, including: c1. zapewnienie komórek MSC, d1. pomiar wybranych istotnych parametrów wyznaczonych w etapie b1. i. komórek MSC z etapu c1., e 1. klasyfikację komórek MSC za pomocą klasyfikatora wyznaczonego w etapie b1. jako należących do jednego z klastrów terapeutycznych na podstawie wyników pomiarów z etapu d1./ przy czym etapy a1. i b1. są wykonywane jednorazowo dla danej populacji komórek MSC, etap a1. vi., b1., e1. wykonywane są za pomocą obliczeń w systemie komputerowym, do którego przekazywane są dane z pomiarów w etapie a1. i.-v. lub d1.c1. providing MSC cells, d1. measurement of selected significant parameters determined in step b1. i. of the MSC cells from step c1., e 1. classification of the MSC cells using the classifier determined in step b1. as belonging to one of the therapeutic clusters on the basis of the measurement results from step d1./ wherein steps a1. and b1. are performed once for a given population of MSC cells, step a1. vi., b1., e1. are performed by means of calculations in the computer system to which the data from the measurements in step a1. i.-v. or d1 are transferred. 8. Sposób według zastrz. 7 znamienny tym, że w etapie b1. i. wybierane są tylko te parametry, które zostały wskazane jako istotne.8. The method according to claim 7, characterized in that in step b1. i. only those parameters are selected that have been indicated as significant. 9. Sposób według zastrz. 7 znamienny tym, że w etapie a1. vi. podziału na klastry dokonuje się z zastosowaniem hierarchicznej analizy skupień.9. The method according to claim 7, characterized in that in step a1. vi. the division into clusters is performed using hierarchical cluster analysis. 10. Sposób według zastrz. 7 znamienny tym, że w etapie b1. i. identyfikacji dokonuje się z zastosowaniem algorytmu Boruta z klasyfikatorem lasów losowych.10. The method according to claim 7, characterized in that in step b1. i. the identification is performed using the Boruta algorithm with a random forest classifier.
PL443087A 2022-12-08 2022-12-08 Method of classifying MSC cells based on therapeutic properties PL247114B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL443087A PL247114B1 (en) 2022-12-08 2022-12-08 Method of classifying MSC cells based on therapeutic properties

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL443087A PL247114B1 (en) 2022-12-08 2022-12-08 Method of classifying MSC cells based on therapeutic properties

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL443087A1 PL443087A1 (en) 2024-06-10
PL247114B1 true PL247114B1 (en) 2025-05-19

Family

ID=91432133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL443087A PL247114B1 (en) 2022-12-08 2022-12-08 Method of classifying MSC cells based on therapeutic properties

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL247114B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014011407A2 (en) * 2012-07-12 2014-01-16 Imstem Biotechnology, Inc. Mesenchymal-like stem cells derived from human embryonic stem cells, methods and uses thereof
PL433374A1 (en) * 2020-03-27 2021-10-04 Polski Bank Komórek Macierzystych Spółka Akcyjna Use of a gene panel for determining the teratogenic potential of mesenchymal and perinatal cells

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014011407A2 (en) * 2012-07-12 2014-01-16 Imstem Biotechnology, Inc. Mesenchymal-like stem cells derived from human embryonic stem cells, methods and uses thereof
PL433374A1 (en) * 2020-03-27 2021-10-04 Polski Bank Komórek Macierzystych Spółka Akcyjna Use of a gene panel for determining the teratogenic potential of mesenchymal and perinatal cells

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ALEKSANDRA MUSIAŁ-WYSOCKA, MARTA KOT, MACIEJ SUŁKOWSKI, BOGNA BADYRA, MARCIN MAJKA: "Int. J. Mol. Sci., 2019, 20, 1807;", MOLECULAR AND FUNCTIONAL VERIFICATION OF WHARTON’S JELLY MESENCHYMAL STEM CELLS (WJ-MSCS) PLURIPOTENCY, DOI: 10.3390/ijms20081807 *
DINESH BHARTI, SHARATH BELAME SHIVAKUMAR, JI-KWON PARK, IMRAN ULLAH, RAGHAVENDRA BAREGUNDI SUBBARAO, JI-SUNG PARK, SUNG-LIM LEE, B: "Cell Tissue Res, 2018, 372:51–65", COMPARATIVE ANALYSIS OF HUMAN WHARTON’S JELLY MESENCHYMAL STEM CELLS DERIVED FROM DIFFERENT PARTS OF THE SAME UMBILICAL CORD, DOI: DOI 10.1007/s00441-017-2699-4 *
TOMECKA, E.; LECH, W.; ZYCHOWICZ, M.; SARNOWSKA, A.; MURZYN, M.; OLDAK, T.; DOMANSKA-JANIK, K.; BUZANSKA, L.; ROZWADOWSKA, N.: "Cells, 2021, 10, 717", ASSESSMENT OF THE NEUROPROTECTIVE AND STEMNESS PROPERTIES OF HUMAN WHARTON’S JELLY-DERIVED MESENCHYMAL STEM CELLS UNDER VARIABLE (5% VS. 21%) AEROBIC CONDITIONS, DOI: https://doi.org/10.3390/cells10040717 *
YURIY PETRENKO, IRENA VACKOVA, KRISTYNA KEKULOVA, MILADA CHUDICKOVA, ZUZANA KOCI, KAROLINA TURNOVCOVA, HELENA KUPCOVA SKALNIKOVA, : "Scientific Reports, 2020, 10:4290", A COMPARATIVE ANALYSIS OF MULTIPOTENT MESENCHYMAL STROMAL CELLS DERIVED FROM DIFFERENT SOURCES, WITH A FOCUS ON NEUROREGENERATIVE POTENTIAL, DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-61167-z *

Also Published As

Publication number Publication date
PL443087A1 (en) 2024-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ishige et al. Comparison of mesenchymal stem cells derived from arterial, venous, and Wharton’s jelly explants of human umbilical cord
Pourgholaminejad et al. The effect of pro-inflammatory cytokines on immunophenotype, differentiation capacity and immunomodulatory functions of human mesenchymal stem cells
Hoang et al. Standardized xeno-and serum-free culture platform enables large-scale expansion of high-quality mesenchymal stem/stromal cells from perinatal and adult tissue sources
Yildirim et al. The comparison of the immunologic properties of stem cells isolated from human exfoliated deciduous teeth, dental pulp, and dental follicles
Chen et al. Comparative analysis of biological characteristics of adult mesenchymal stem cells with different tissue origins
Bernardo et al. Optimization of in vitro expansion of human multipotent mesenchymal stromal cells for cell‐therapy approaches: further insights in the search for a fetal calf serum substitute
Javazon et al. Mesenchymal stem cells: paradoxes of passaging
Sovalat et al. Identification and isolation from either adult human bone marrow or G-CSF− mobilized peripheral blood of CD34+/CD133+/CXCR4+/Lin− CD45− cells, featuring morphological, molecular, and phenotypic characteristics of very small embryonic-like (VSEL) stem cells
Roson-Burgo et al. Insights into the human mesenchymal stromal/stem cell identity through integrative transcriptomic profiling
García-Contreras et al. Therapeutic potential of human adipose-derived stem cells (ADSCs) from cancer patients: a pilot study
Leyva-Leyva et al. Characterization of mesenchymal stem cell subpopulations from human amniotic membrane with dissimilar osteoblastic potential
Fazzina et al. Potency testing of mesenchymal stromal cell growth expanded in human platelet lysate from different human tissues
Phuc et al. Isolation of three important types of stem cells from the same samples of banked umbilical cord blood
Ab Kadir et al. Characterization of mononucleated human peripheral blood cells
CN1961069A (en) Methods of Obtaining Mesenchymal Stem Cells
Mehrabani et al. Growth kinetics, characterization, and plasticity of human menstrual blood stem cells
Li et al. Biological characteristics and karyotiping of a new isolation method for human adipose mesenchymal stem cells in vitro
JP2021507711A (en) Methods for obtaining mesenchymal stromal cells and mesenchymal stromal cells from the umbilical cord
Chang et al. Recovery of CD45−/Lin−/SSEA-4+ very small embryonic-like stem cells by cord blood bank standard operating procedures
KR101380561B1 (en) Equine Amniotic Fluid-Derived Multipotent Stem Cells and Method for Producing the Same
Jarczak et al. scRNA-seq revealed transcriptional signatures of human umbilical cord primitive stem cells and their germ lineage origin regulated by imprinted genes
CN103540566A (en) Methods and compositions for long term hematopoietic repopulation
Liu et al. Microfluidic separation of canine adipose-derived mesenchymal stromal cells
Pour et al. Platelet microparticles accelerate proliferation and growth of mesenchymal stem cells through longevity-related genes
PL247114B1 (en) Method of classifying MSC cells based on therapeutic properties