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Mesenchymal stromal cell–based therapies for obesity-associated metabolic complications: Mechanistic insights, translational evidence, and future perspectives - 07/11/26

Doi : 10.1016/j.biopha.2026.119996 
Xianglu Zeng a, 1, Jiaxin Cao a, 1, Wei Xin a, 1, Kelly Harrison b, Ying Wan c, Elise Slevin d, Lixia Lu a, Kostas Terzidis e, James E. Klaunig f, ⁎ , Fanyin Meng a, ⁎
a Department of Regenerative Medicine, Tongji University School of Medicine, Shanghai 200331, China 
b Department of Transplant Surgery, Baylor Scott & White Memorial Hospital, Temple, TX 76504, USA 
c Department of Pathophysiology, School of Basic Medical Science, Southwest Medical University, Luzhou, Sichuan Province, China 
d Department of Medicine, Indiana University School of Medicine, Indianapolis, IN, USA 
e Tongji University College of Design and Innovation, Shanghai 200092, China 
f Laboratory of Investigative Toxicology and Pathology, Department of Environmental and Occupational Health, Indiana School of Public Health, Indiana University, Bloomington, IN, USA 

⁎ Correspondence to: Laboratory of Investigative Toxicology and Pathology, Department of Environmental and Occupational Health, Indiana School of Public Health, Indiana University Bloomington, Bloomington, IN, USA. Laboratory of Investigative Toxicology and Pathology, Department of Environmental and Occupational Health, Indiana School of Public Health, Indiana University Bloomington Bloomington IN USA ⁎⁎ Correspondence to: Department of Regenerative Medicine, Tongji University School of Medicine, 500 Zhennan Road, Putuo District, Shanghai 200331, China. Department of Regenerative Medicine, Tongji University School of Medicine 500 Zhennan Road, Putuo District Shanghai 200331 China

Abstract

Obesity is a major global health challenge and a key driver of type 2 diabetes mellitus, cardiovascular disease, and metabolic syndrome. Although pharmacological therapies and bariatric surgery have improved both short- and long-term outcomes, with GLP-1 receptor agonists now demonstrating cardiovascular and heart-failure benefits beyond weight reduction (SELECT, SUMMIT), durable and broadly applicable treatments for all patients remain limited. In this context, mesenchymal stem/stromal cell (MSC)–based therapies, particularly adipose-derived MSCs, have gained increasing attention due to their immunomodulatory, anti-inflammatory, and metabolic regulatory properties demonstrated in preclinical models. Experimental studies suggest that MSCs influence adipose tissue remodeling, immune cell polarization, insulin sensitivity, and energy homeostasis predominantly through paracrine mechanisms, including the release of cytokines and extracellular vesicles, rather than long-term engraftment or differentiation. However, accumulating evidence indicates that obesity itself profoundly impairs endogenous MSC function through oxidative stress, endoplasmic reticulum stress, mitochondrial dysfunction, and epigenetic alterations, raising important concerns regarding the feasibility of autologous MSC-based approaches in obese individuals. Critically, no randomized controlled trial has evaluated MSC therapy for obesity with weight loss, body composition, or obesity-related clinical outcomes as primary endpoints; the available human evidence addresses glycemic control in type 2 diabetes and metabolic complications. In this review, we summarize current mechanistic insights, preclinical findings, and clinical data on MSC-based interventions for obesity-associated metabolic disorders, while critically discussing key biological, manufacturing, and regulatory challenges. Finally, we define the prerequisites for rational translation — standardized potency assays, obesity-specific early-phase trials with active comparators, objective body-composition endpoints, hemocompatibility testing, and long-term surveillance.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Graphical Abstract




 : 

A dedicated graphical abstract summarizing MSC/MSC-EV paracrine mechanisms and the translational gap in obesity-associated metabolic dysfunction is provided as a separate file.


A dedicated graphical abstract summarizing MSC/MSC-EV paracrine mechanisms and the translational gap in obesity-associated metabolic dysfunction is provided as a separate file.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Highlights

•
No RCT has tested MSC therapy for obesity with weight-loss endpoints.
•
MSCs act mainly via paracrine signaling and EVs, not engraftment.
•
Obesity impairs endogenous MSC function, limiting autologous use.
•
Human evidence covers glycemic control in T2DM, not weight loss.
•
Translation needs potency assays, active comparators, hard endpoints.

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Abbreviations : ADMSC or ASC, ATM, BAT, BeAT or brite, BMI, CGM, CRISPR, CVD, DIO, ER, ESC, EV, FDA, GLP-1 RA, HFpEF, IPSC, IR, M-BA, MACE, MCP-1, MSC, NAFLD, NASH, NR, OCR, PGC-1α, P-MSC, PPARα, PPARγ, PRDM16, RCT, ROS, SASP, SEV, SGLT2i, SVF, T2DM or T2D, TIR, UC-MSC, UCP1, UPR, WAT, WHO

Keywords : Adipose-derived mesenchymal stromal cells (ADMSCs), Obesity-associated metabolic complications, Type 2 diabetes mellitus, Extracellular vesicles, Stromal cell therapy


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