Эффекты аллогенных мезенхимальных стволовых клеток в экспериментальном лечении эмфиземы легких


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель исследования: оценить морфологические и морфометрические изменения ткани легких и активность перитонеальных макрофагов после трансплантации аллогенных мезенхимальных стволовых клеток (МСК) в острой эластазной модели эмфиземы легких (ЭЛ) у крыс.

Материал и методы: 40 крыс линии Вистар в возрасте 3-х месяцев были рандомизированно разделены на 4 равные группы. Животным 1-й группы интратрахеально вводилось 0,4 мл 0,9% NaCl, остальные (2-4 группа) получили эндотрахеально 20 Ед свиной панкреатической эластазы в 0,4 мл 0,9% NaCl. На следующий день (3 группа) и на 7-й день эксперимента (4 группа) крысы получили однократную в/в инъекцию культуры МСК в количестве 2 х 106 клеток суспендированных в 0,5 мл физиологического раствора.. Крысы 2-й группы использовались в качестве контроля эмфиземы. Перед забоем на 21 -й день эксперимента крысы подвергались перитонеальному лаважу с анализом хемилюминесцентной активности перитонеальных макрофагов (ПМ) в лаважной жидкости.

Результаты: у животных 2-4 групп выявлено развитие ЭЛ разной степени выраженности. Ширина альвеолярных ходов в группе 2 экспериментальной эмфиземы увеличивалась на 231 % по отношению к контрольной группе. При введении МСК через сутки после эластазы ширина альвеолярных ходов уменьшалась в среднем на 50,3% по сравнению с эмфиземой в контрольной группе. У животных, которым МСК вводили на 7-е сутки экперимента, этот показатель снижался более значительно - на 64,5%, но был выше на 40,7% по сравнению с первой контрольной группой. Другой количественный показатель выраженности ЭЛ - альвеолярный индекс (АИ) - достоверно возрастал на 149% в группе 2 по отношению к контролю. При введении МСК на 1-е и 7-е сутки эксперимента, АИ уменьшался соответственно на 163,4 и 237%. Индекс пиковой хемилюминисцентной активности ПМ (Мв/106 клеток) составил 28,8+1,1 (1 группа), 57,3 +1,3 (2 группа), 35,8+1,6 (3 группа), 31,9+1,9 (4 группа).

Выводы: Исследование подтвердило возможность регенерации ткани легких после системной (в/в) трансплантации МСК в острой модели ЭЛ у крыс.

Об авторах

А. В. Аверьянов

Клиническая больница №83 ФМБА России

Автор, ответственный за переписку.
Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва

О. П. Кузовлев

Клиническая больница №83 ФМБА России

Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва

Н. С. Кулагина

Клиническая больница №83 ФМБА России

Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва

А. Г. Коноплянников

Медицинский радиологический научный центр Минздравсоцразвития России

Email: info@eco-vector.com
Россия, Обнинск

В. Н. Петров

Медицинский радиологический научный центр Минздравсоцразвития России

Email: info@eco-vector.com
Россия, Обнинск

О. А. Коноплянникова

Медицинский радиологический научный центр Минздравсоцразвития России

Email: info@eco-vector.com
Россия, Обнинск

Е. В. Агаева

Медицинский радиологический научный центр Минздравсоцразвития России

Email: info@eco-vector.com
Россия, Обнинск

А. Ф. Цыб

Медицинский радиологический научный центр Минздравсоцразвития России

Email: info@eco-vector.com
Россия, Обнинск

А. С. Брюховецкий

ЗАО "Нейровита"

Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва

А. Е. Трусов

Клиническая больница №57 Департамента здравоохранения

Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва

К. С. Войтковская

Клиническая больница №57 Департамента здравоохранения
Москвы

Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Halbert R.J., Natoli J.L., Gano A. Global burden of COPD: systematic review and meta-analysis. Eur Respir J. 2006; 28(3): 523-32.
  2. National Heart Lung and Blood Institute. The definition of emphysema. Report of a Division of Lung Diseases workshop. Am Rev Respir. Dis. 1985;132(1): 182-85.
  3. Massaro, G.D., Massaro, D. Retinoic acid treatment partially rescues failed septation in rats and in mice. Am. J Physiol. Lung Cell Mol Physiol. 2000; 278(5), L955-L960.
  4. Kaza A.K., Kron I.L., Kern J.A., et al. Retinoic acid enhances lung growth after pneumonectomy. Ann Thorac Surg., 2001; 71(5), 1645-50.
  5. Vlanovich G., Russel M.L., Mercer R.R., Crapo J.D. Cellular and Connective Tissue Changes in Alveolar Septal Walls in Emphysema. Am J Respir Crit Care Med., 1999; 160(6): 2086-92.
  6. Аверьянов A.B., Самсонова M.B., Черняев А.Л. и др. Аспекты патогенеза эмфиземы легких у больных ХОБЛ. Пульмонология, 2008, (3): 35-41.
  7. Zhen G., Liu Н., Gu N., Zhang H. Mesenchymal stem cells transplantation protects against rat pulmonary emphysema. Front Biosci. 2008; 13: 3415-22.
  8. Schweitzer K.S., Johnstone B.H., Garrison J. et al Adipose Stem Cell Treatment in Mice Attenuates Lung and Systemic Injury Induced by Cigarette Smoking. Am J Respir Crit Care Med. 2011;183(2): 215-25.
  9. Kubo H. Lung Repair and Regeneration -Animal Models. Cell therapy for lung disease. Pub. by Imperial College Press, London, 2010: 199-235.
  10. Цыб А.Ф., Коноплянников А.Г., Колесникова А.И., Павлов В.В. Получение и использование в медицине клеточных культур из мезенхимальных стволовых клеток костного мозга человека. Вестник Российской Академии медицинских наук, 2004; 59(9): 71-6.
  11. Петров В.Н., Конопляников А.Г., Саяпина Е.В. и др. In vitro модифицирующее воздействие мезенхимальных стволовых клеток на продукцию макрофагами активных форм кислорода в аллогенной и ксеногенной системах совместных культур. В кн.: "Аутологичные стволовые клетки. Экспериментальные исследования и перспективы клинического применения, (под редакцией В.А.Ткачука)", М., изд Литтерра, 2009; 429-48.
  12. Таков Р.Г. Патологическая анатомия и патогенез хронической обструктивной эмфиземы легких. Автореферат дисс. .. канд.мед.наук. М.1966. 25 с.
  13. Lest С.Н.А., Versteeg Е.М.М., Veerkamp J.H., Kuppevelt T.H. Digestion of proteoglycans in porcine pancreatic elastase-induced emphysema in rats. Eur Respir J, 1995, 8, 238-245.
  14. Rubio ML, Martin-Mosquero MC, Ortega M et al Oral N-acetylcysteine attenuates elastase-induced pulmonary emphysema in rats. Chest. 2004 Apr; 125(4): 1500-6
  15. Mao M., Wang S.N., Lv X.J. et al. Intravenous delivery of bone marrow-derived endothelial progenitor cells improves survival and attenuates lipopolysaccharide-induced lung injury in rats. Shock. 2010; 34(2): 196-204.
  16. Маянский A.H., Маянский Д.Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге. Новосибирск: Наука. 1989. 344 стр.
  17. Tauber A.I, Babior В.М. 02- and host defense: the production and fate of 02- in neutrophils. Photochem. Photobiol. 1978; 28(4-5): 701-9.
  18. Владимиров Ю.А., Шерстнев M.П. Хемилюминесценция клеток животных. В кн.: Итоги науки и техники. Биофизика. ВИНИТИ. М. 1989; т. 24. 176 с.
  19. Wei Н., Li Z., Hu S. et al., Apoptosis of mesenchymal stem cells induced by hydrogen peroxide concerns both endoplasmic reticulum stress and mitochondrial death pathway through regulation of caspases, p38 and JNK.J Cell Biochem. 2010 Nov 1;111(4): 967-978.
  20. Das R., Jahr H., van Osch G.J., Farrell E. The role of hypoxia in bone marrow-derived mesenchymal stem cells: considerations for regenerative medicine approaches Tissue Eng Part В Rev. 2010 Apr;16(2):159-68
  21. Krause D.S., Theise N.D., Collector M.I. et al. Multi-organ, multi-lineage engraftment by a single bone marrow-derived stem cell. Cell. 2001 May 4; 105(3): 369-77.
  22. Kotton D.N., Ma B.Y., Cardoso W.V. et al. Bone marrow-derived cells as progenitors of lung alveolar epithelium. Development. 2001;128(24):5181-8.
  23. Wang G., Bunnell B.A., Painter R.G. et al. Adult stem cells from bone marrow stroma differentiate into airway epithelial cells: potential therapy for cystic fibrosis. Proc Natl Acad Sci. USA. 2005; 102(1): 186-91.
  24. Kotton D.N., Fabian A.J., Mulligan R.C. Failure of bone marrow to reconstitute lung epithelium. Am J Respir Cell Mol Biol. 2005; 33(4):328-34.
  25. Loi R., Beckett T., Goncz K.K. et al. Limited restoration of cystic fibrosis lung epithelium in vivo with adult bone marrow-derived cells. Am J Respir. Crit Care Med. 2006; 173(2): 171-9.
  26. Zhen G., Xue Z., Zhao J. et al. Mesenchymal stem cell transplantation increases expression of vascular endothelial growth factor in papain-induced emphysematous lungs and inhibits apoptosis of lung cells. Cytotherapy. 2010;12(5): 605-14.
  27. Ingenito E.P., Tsai L., Murthy S., Tyagi S., Mazan M., Hoffman A. Autologous lung-derived mesenchymal stem cell transplantation in experimental emphysema. Cell Transplant. 2011 Feb 3;l-44.
  28. Roomans G.M. Tissue engineering and the use of stem/progenitor cells for airway epithelium. European Cells and Materials. 2010; 19: 284-299.
  29. Gomperts B.N., Belperio J.A., Fishbein M.C., Keane M.P., Burdick M.D., Strieter R.M. Keratinocyte growth factor improves repair in the injured tracheal epithelium. Am J Respir Cell Mol Biol. 2007; 37(1): 48-56.
  30. Mimeault M., Hauke R., Batra S.K. Stem cells: a revolution in therapeutics-recent advances in stem cell biology and their therapeutic applications in regenerative medicine and cancer therapies. Clin Pharmacol Then 2007;82(3): 252-64.
  31. Tse W.T., Pendleton J.D., Beyer W.M. et al. Supression of allogeneic T-cell proliferation by human marrow stromal cells: implications in transplantation Transplantation. 2003;75(3):389-97.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Аверьянов А.В., Кузовлев О.П., Кулагина Н.С., Коноплянников А.Г., Петров В.Н., Коноплянникова О.А., Агаева Е.В., Цыб А.Ф., Брюховецкий А.С., Трусов А.Е., Войтковская К.С., 2011

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».