Fusion of bone-marrow-derived cells with Purkinje neurons, cardiomyocytes and hepatocytes

Abstract

Recent studies have suggested that bone marrow cells possess a broad differentiation potential, being able to form new liver cells, cardiomyocytes and neurons. Several groups have attributed this apparent plasticity to 'transdifferentiation'. Others, however, have suggested that cell fusion could explain these results. Using a simple method based on Cre/lox recombination to detect cell fusion events, we demonstrate that bone-marrow-derived cells (BMDCs) fuse spontaneously with neural progenitors in vitro. Furthermore, bone marrow transplantation demonstrates that BMDCs fuse in vivo with hepatocytes in liver, Purkinje neurons in the brain and cardiac muscle in the heart, resulting in the formation of multinucleated cells. No evidence of transdifferentiation without fusion was observed in these tissues. These observations provide the first in vivo evidence for cell fusion of BMDCs with neurons and cardiomyocytes, raising the possibility that cell fusion may contribute to the development or maintenance of these key cell types.

Updates on stem cells and their applications in regenerative medicine

“…Recent papers have demonstrated in vitro cell-cell fusion of neural (Ying et al, 2002) or bone marrow cells (Terada et al, 2002) with male-derived ESCs. Again, cell fusion of BMSCs with Purkinje neurons, cardiomyocytes and hepatocytes was observed in vivo (Alvarez-Dolado et al, 2003). Thereafter, these cells showed a dual phenotype, possessing a large nucleus containing numerous nucleoli and a tetraploid number of chromosomes.…”

La biologie des cellules souchesmésenchymateuses d’origine humaine

“…Ces observations de CSM à très large potentiel de différenciation posent trois types de question : celui d'une reprogrammation partielle éventuelle, celui de l'origine embryonnaire des CSM, et enfin celui de la sélection dans des conditions de culture spécifiques de cellules pluripotentes. Dans certaines études où la différenciation est observée in vivo , un processus de fusion avec des cellules différenciées présentes dans les sites de nichage des CSM paraît avoir eu lieu [22]. Dans d'autres études, les CSM ont été partiellement reprogrammées par traitement in vitro [23].…”

Medicina regenerativa con células madre adultas

“…Existen experimentos que sugieren que es posible que esto se de in vivo, es decir, que tras la inyección en animales de cé-lulas troncales procedentes de la médula ósea 51 se encuentren células con el fenotipo del huésped portadoras de material genético del donante 52 . Sin embargo, existen explicaciones alternativas para este fenóme-no, y una de ellas puede ser la fusión celular 53 . Pero los efectos beneficiosos de las CTN, además de la reposición de neuronas perdidas por otras que puedan sobrevivir durante mucho tiempo integradas en los circuitos neurales del huésped, pueden producirse por otros mecanismos, como la liberación de neurotransmisores u otras sustancias que repongan o modifiquen la actividad neural, la liberación de factores de crecimiento o la estimulación de respuestas regenerativas locales mediadas por la inflamación, sin olvidar que el daño tisular provocado por el hecho mecánico del implante o la reacción inmunológica contra las cé-lulas puede provocar una interferencia en la actividad neural del huésped.…”