Abstract

Recently, stem cell biology has become an interesting topic. Several varieties of human stem cells have been isolated and identified in vivo and in vitro. Successful application of hematopoietic stem cells in hematology has led to the search for other sources of stem cells and expanding the scale of their application. Perinatal stem cells are a versatile cell population, and they are interesting for both scientific and practical objectives. Stem cells from perinatal tissue may be particularly useful in the clinic for autologous transplantation for fetuses and newborns, and after banking in later stages of life, as well as for in utero transplantation in the case of genetic disorders. In this review paper we focus on the extraction and therapeutic potential of stem cells derived from perinatal tissues such as the placenta, the amnion, amniotic fluid, umbilical cord blood and Wharton’s jelly.

References

• 1. Aggarwal S., Pittenger M.F.: Human mesenchymal stem cells modulateallogeneic immune cell responses. Blood, 2005; 105: 1815-1822
  Google Scholar
• 2. Amariglio N., Hirshberg A., Scheithauer B.W., Cohen Y., LoewenthalR., Trakhtenbrot L., Paz N., Koren-Michowitz M., Waldman D.,Leider-Trejo L., Toren A., Constantini S., Rechavi G.: Donor-derivedbrain tumor following neural stem cell transplantation in an ataxiatelangiectasia patient. PLoS Med., 2009; 6: e1000029
  Google Scholar
• 3. Bieback K., Kluter H.: Mesenchymal stromal cells from umbilicalcord blood. Curr. Stem Cell Res. Ther., 2007; 2: 310-323
  Google Scholar
• 4. Boruczkowski D.: Krew pępowinowa. Przeszłość, teraźniejszość,przyszłość. Ginekologia Polska – Medical Project, 2009; 14: 73-84
  Google Scholar
• 5. Boruczkowski D., Pawelec D., Pieczonka A.: Krew pępowinowa.Część trzecia – przyszłość. Nowa Pediatria, 2011; 3: 61-65 6 Boruczkowski D., Pawelec K., Boruczkowski M.: Możliwości zastosowaniakomórek macierzystych u pacjentów z chorobami genetycznymi.Część pierwsza – niektóre wskazania. Nowa Pediatria,2012; 3: 61-65
  Google Scholar
• 6. (Suppl. 1): 459
  Google Scholar
• 7. Buzańska L., Jurga M., Domańska-Janik K.: Neuronal differentiationof human umbilical cord blood neural stem-like cell line. Neurodegener.Dis., 2006; 3: 19-26
  Google Scholar
• 8. Carraro G., Garcia O., Perin L.: Amniotic Fluid Stem Cells, ResearchInstitute, Children’s Hospital Los Angeles. http://cdn.intechopen.com/pdfs/21373/InTech-Amniotic_fluid_stem_cells.pdf (01.10.2013)
  Google Scholar
• 9. Delo D.M., De Coppi P., Bartsch G.Jr., Atala A.: Amniotic fluid andplacental stem cells. Methods Enzymol., 2006; 419: 426-438
  Google Scholar
• 10. Ericson K., Chhabra A, Mikkola H.: Hematopoietic Stem CellDevelopment in the Placenta. Perinatal Stem Cells, John Wiley &Sons 2013
  Google Scholar
• 11. Gavory G., Farrow M., Balasubramanian S.: Minimum length requirementof the alignment domain of human telomerase RNA to sustaincatalytic activity in vitro. Nucleic Acids Res., 2002; 30: 4470-4480
  Google Scholar
• 12. Hao H., Chen G., Liu J., Ti D., Zhao Y., Xu S., Fu X., Han W.: Culturingon Wharton’s jelly extract delays mesenchymal stem cellsenescence through p53 and p16INK4a/pRb pathways. PLoS One,2013; 8: e58314
  Google Scholar
• 13. Hu J., Yu X., Wang Z., Wang F., Wang L., Gao H., Chen Y., Zhao W.,Jia Z., Yan S., Wang Y.: Long term effects of the implantation of Wharton’sjelly-derived mesenchymal stem cells from the umbilical cordfor newly-onset type 1 diabetes mellitus. Endocr. J., 2013; 60: 347-357
  Google Scholar
• 14. Ilic D., Miere C., Lazic E.: Umbilical cord blood stem cells: clinicaltrials in non-hematological disorders. Br. Med. Bull., 2012; 102: 43-57
  Google Scholar
• 15. In Utero Stem Cell Transplantation. www.chop.edu/service/fetal-diagnosis-and-treatment/fetal-diagnoses/in-utero-stem-cell–transplantation.html (18.01.2013)
  Google Scholar
• 16. Kapelańska J.: Klonowanie człowieka i embrionalne komórki macierzystew świetle prawa porównawczego. Prawo i Medycyna, 2006; 8: 64-76
  Google Scholar
• 17. Karahuseyinoglu S., Cinar O., Kilic E., Kara F., Akay G.G., DemiralpD.O., Tukun A., Uckan D., Can A.: Biology of stem cells in human umbilicalcord stroma: in situ and in vitro surveys. Stem Cells, 2007; 25: 319-331
  Google Scholar
• 18. Le Blanc K., Ringdén O.: Immunobiology of human mesenchymalstem cells and future use in hematopoietic stem cell transplantation.Biol. Blood Marrow Transplant., 2005; 11: 321-334
  Google Scholar
• 19. Lewandowska-Szumiel M., Wójtowicz J.: Bone tissue engineering- a field for new medicinal products? Curr. Pharm. Biotechnol.,2011; 12: 1850-1859
  Google Scholar
• 20. Miki T., Lehmann T., Cai H., Stolz D.B., Strom S.C.: Stem cellcharacteristics of amniotic epithelial cells. Stem Cells, 2005: 23:1549-1559
  Google Scholar
• 21. Murphy S.V., Atala A.: Amniotic fluid stem cells. W: PerinatalStem Cells, Second Edition, red.: K.J. Cetrulo, C.L. Cetrulo Jr., R.R.Taghizadeh. John Wiley & Sons, New Jersey 2013, 1-16
  Google Scholar
• 22. Murphy S.V., Atala A.: Amniotic fluid and placental membranes:unexpected sources of highly multipotent cells. Semin. Reprod.Med., 2013; 31: 62-68
  Google Scholar
• 23. Olszewska-Słonina D.M., Styczyński J., Drewa T.A., CzajkowskiR.: Komórki niezróżnicowane – źródła i plastyczność. Adv. Clin. Exp.Med., 2006; 15: 497-503
  Google Scholar
• 24. Paczkowska E., Dąbkowska E., Nowacki P., Machaliński B.: Terapiakomórkowa w schorzeniach ośrodkowego układu nerwowego.Neurol. Neurochir. Pol., 2009; 43: 550-558
  Google Scholar
• 25. Pipino C., Shangaris P., Resca E., Zia S., Deprest J., Sebire N.J., DavidA.L., Guillot P.V., De Coppi P.: Placenta as a reservoir of stem cells:an underutilized resource. Br. Med. Bull., 2013; 105: 43-68
  Google Scholar
• 26. Poręba R., Czajka R., Czajkowski K., Drews K., Oleszczuk J., WielgośM., Wilczyński J.: Opinia Zespołu Ekspertów Polskiego TowarzystwaGinekologicznego w sprawie pobierania i deponowania komórek macierzystychkrwi pępowinowej. Ginekologia Polska, 2010; 81: 874-876
  Google Scholar
• 27. Poulsom R., Alison M.R., Forbes S.J., Wright N.A.: Adult stem cellplasticity. J. Pathol., 2002; 197: 441-456
  Google Scholar
• 28. Prasanna S.J., Gopalakrishnan D., Shankar S.R., Vasandan A.B.:Pro-inflammatory cytokines, IFNγ and TNFα, influence immuneproperties of human bone marrow and Wharton jelly mesenchymalstem cells differentially. PLoS One, 2010; 5: e9016
  Google Scholar
• 29. Prat-Vidal C., Roura S., Farré J., Gálvez C., Llach A., Molina C.E.,Hove-Madsen L., Garcia J., Cinca J., Bayes-Genis A.: Umbilical cordblood-derived stem cells spontaneously express cardiomyogenictraits. Transplant. Proc., 2007; 39: 2434-2437
  Google Scholar
• 30. Roszek K., Komoszyński M.: Kontrola i kierunki różnicowaniakomórek macierzystych krwi pępowinowej oraz ich zastosowanieterapeutyczne. Postępy Hig. Med. Dośw., 2008; 62: 660- 667
  Google Scholar
• 31. Rozwadowska N., Kurpisz M.: Modyfikacje genetyczne w komórkachmacierzystych na potrzeby terapii genowej ex vivo. PostępyBiol. Kom., 2010; 37: 253-269
  Google Scholar
• 32. Sanak M.: Nagroda Nobla w dziedzinie medycyny lub fizjologiiw roku 2012. Medycyna Praktyczna Ginekologia i Położnictwo,2013; 1
  Google Scholar
• 33. Semenov O.V., Koestenbauer S., Riegel M., Zech N., ZimmermannR., Zisch A.H., Malek A.: Multipotent mesenchymal stem cellsfrom human placenta: critical parameters for isolation and maintenanceof stemness after isolation. Am. J. Obstet. Gynecol., 2010;202: 193.e1-193.e13
  Google Scholar
• 34. Shimazaki J., Kosaka K., Shimmura S., Tsubota K.: Amnioticmembrane transplantation with conjunctival autograft for recurrentpterygium. Ophthalmology, 2003; 110: 119-124
  Google Scholar
• 35. Shiroyanagi Y., Yamato M., Yamazaki Y., Toma H., Okano T.:Transplantable urothelial cell sheets harvested noninvasively fromtemperature-responsive culture surfaces by reducing temperature.Tissue Eng., 2003; 9: 1005-1012
  Google Scholar
• 36. Sikora M.A., Olszewski W.L.: Komórki macierzyste – biologia i zastosowanieterapeutyczne. Postępy Hig. Med. Dośw., 2004; 58: 202-208
  Google Scholar
• 37. Styczyński J., Kałwak K., Ussowicz M., Owoc-Lempach J., ChybickaA., Pieczonka A., Dębski R., Krenska A., Drabko K., KowalczykJ., Boruczkowski D., Wysocki M., Wachowiak J.: Przeszczepianie krwipępowinowej w polskich ośrodkach pediatrycznych: raport PolskiejPediatrycznej Grupy ds. Transplantacji Komórek Krwiotwórczych.Acta Haematol. Pol., 2012; 43: 265-270
  Google Scholar
• 38. Taghizadeh R.R., Cetrulo K.J., Cetrulo C.L.: Wharton’s Jelly stemcells: future clinical applications. Placenta, 2011; 32 (Suppl. 4): S311–S315
  Google Scholar
• 39. Toda A., Okabe M., Yoshida T., Nikaido T.: The potential of amnioticmembrane/amnion-derived cells for regeneration of varioustissues. J. Pharmacol. Sci., 2007; 105: 215-228
  Google Scholar
• 40. Troyer D.L., Weiss M.L.: Wharton’s jelly-derived cells are a primitivestromal cell population. Stem Cells, 2008; 26: 591-599
  Google Scholar
• 41. Tsagias N., Koliakos I., Lappa M., Karagiannis V., Koliakos G.G.:Placenta perfusion has hematopoietic and mesenchymal progenitorstem cell potential. Transfusion, 2011; 51: 976-985
  Google Scholar
• 42. Volarevic V., Ljujic B., Stojkovic P., Lukic A., Arsenijevic N., StojkovicM.: Human stem cell research and regenerative medicine – presentand future. Br. Med. Bull., 2011; 99: 155-168
  Google Scholar
• 43. Wachowiak J., Labopin M., Miano M., Chybicka A., Stary J., SterbaJ., Masszi T., Labar B., Maschan A., Kowalczyk J.R., Lange A., HolowieckiJ., Kalman N., Afanassiev B.V., Dini G.: Haematopoietic stem celltransplantation in children in eastern European countries 1985-2004:development, recent activity and role of the EBMT/ESH OutreachProgramme. Bone Marrow Transplant., 2008; 41 (Suppl. 2): S112-S117
  Google Scholar
• 44. Weiss M.L., Medicetty S., Bledsoe A.R., Rachakatla R.S., Choi M.,Merchav S., Luo Y., Rao M.S., Velagaleti G., Troyer D.: Human umbilicalcord matrix stem cells: preliminary characterization and effectof transplantation in a rodent model of Parkinson’s disease. StemCells, 2006; 24: 781-792
  Google Scholar
• 45. Witkowska A., Ciemerych A.M., Suwińska A.: Ludzkie zarodkowekomórki macierzyste – regulacja pluripotencji i różnicowania.Postępy Biol. Kom., 2010; 37: 23-40
  Google Scholar
• 46. Witkowska-Zimny M., Walenko K.: Stem cells from adipose tissue.Cell. Mol. Biol. Lett., 2011; 16: 236-257
  Google Scholar
• 47. Witkowska-Zimny M., Wróbel E.: Perinatal sources of mesenchymalstem cells: Wharton’s jelly, amnion and chorion. Cell. Mol.Biol. Lett., 2011; 16: 493-514
  Google Scholar
• 48. Zeisberger S., Weber B., Hoerstrup S.P.: Fetal cells used for tissueengineering of cardiovascular implants and prospects for prenatalheart-valve implantation. W: The Regenerative Potential of PlacentaDerived Cells: 2nd International Meeting of the International PlacentaStem Cell Society (IPLASS). J. Tissue Eng. Regen. Med., 2012;
  Google Scholar

Full text