Эффективность клеточной терапии острого лучевого синдрома у мышей при внутривенном и внутрибрюшинном введении клеточного продукта
- Авторы: Мурзина Е.В.1, Пак Н.В.1, Аксенова Н.В.1, Жирнова Н.А.1, Веселова О.М.1, Ховпачев А.А.1, Белый Н.В.1
-
Учреждения:
- Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
- Выпуск: Том 26, № 2 (2024)
- Страницы: 169-184
- Раздел: Оригинальное исследование
- URL: https://journals.rcsi.science/1682-7392/article/view/267233
- DOI: https://doi.org/10.17816/brmma609492
- ID: 267233
Цитировать
Аннотация
На мышиной экспериментальной модели исследовано терапевтическое действие популяции фибробластоподобных клеток, полученных из стромально-васкулярной фракции подкожной жировой ткани мышей и выращенных в культуре, для лечения костномозговой формы острого радиационного синдрома. Клетки были идентифицированы как мультипотентные мезенхимальные стволовые (стромальные) клетки, поскольку обладали адгезивностью к пластику, формируя при культивировании конфлюэнтный монослой, а процесс их остеогенной дифференцировки in vitro завершался созреванием остеобластов и формированием кальциевых депозитов, что свидетельствовало об их мультипотентной природе. Облучение лабораторных грызунов осуществляли с помощью рентгенотерапевтической установки «РУМ-17». В качестве клеточного продукта использовали популяцию стромальных клеток, полученных из подкожной жировой ткани мыши и выращенных в культуре 3–4-го пассажа. Трансплантацию клеток осуществляли через 24 ч после общего относительно равномерного рентгеновского облучения мышей в дозе 7,8 Гр. Впервые сравнивается терапевтическая эффективность аллогенной трансплантации мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток при разных путях введения клеточной суспензии — внутривенном и внутрибрюшинном. Показано существенное повышение выживаемости мышей в течение 30-суточного периода наблюдения после облучения в летальной дозе, которое зависело от количества введенных клеток и способа доставки биомедицинского клеточного продукта. Так, при внутривенном введении 30 и 60 × 103 мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток 30-суточная выживаемость мышей после облучения в дозе 7,8 Гр по сравнению с группой животных без лечения повышалась на 54,5 и 40 % соответственно (р = 0,03). Увеличение численности клеток в клеточном продукте до 120 × 103/мышь приводило к снижению эффективности терапии. При внутрибрюшинном введении защита животных от гибели составила 57 % после трансплантации 30 и 60 × 103 клеток (р = 0,039) и 50 % после применения 120 × 103 клеток. На 30-е сутки после облучения на фоне введения клеточного продукта в разных схемах у 70–80 % животных было отмечено восстановление значений основных показателей системы кроветворения до исходного уровня. Таким образом, клеточная терапия с использованием мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток, выделенных из жировой ткани, при внутривенном и внутрибрюшинном путях доставки клеточного продукта в облученный организм обеспечивает защиту мышей от гибели после воздействия рентгеновского излучения в летальных дозах, способствуя снижению тяжести лучевого поражения гемопоэтической системы у мышей, и имеет несомненные перспективы для дальнейших исследований в качестве эффективного и безопасного средства лечения острой лучевой болезни.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Елена Викторовна Мурзина
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Автор, ответственный за переписку.
Email: elenmurzina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7052-3665
SPIN-код: 5188-0797
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургНаталья Викторовна Пак
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Email: elenmurzina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1239-5663
SPIN-код: 7181-3780
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургНаталия Владимировна Аксенова
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Email: elenmurzina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5645-7072
SPIN-код: 6821-6887
канд. мед. наук
Россия, Санкт-ПетербургНаталья Андреевна Жирнова
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Email: elenmurzina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9948-6260
SPIN-код: 8308-2139
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургОльга Михайловна Веселова
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Email: elenmurzina@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-9345-1845
SPIN-код: 4864-8391
научный сотрудник
Россия, Санкт-ПетербургАлексей Андреевич Ховпачев
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Email: khovpachev@gmail.com
ORCID iD: 0009-0002-5780-1557
SPIN-код: 6189-3624
канд. мед. наук
Россия, Санкт-ПетербургНиколай Викторович Белый
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Email: elenmurzina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9370-8678
SPIN-код: 8676-3186
врач клинической лабораторной диагностики
Россия, Санкт-ПетербургСписок литературы
- Меркулов В.А., Бунятян Н.Д., Радаев С.М. Проблемы и перспективы применения клеточной терапии в клинической практике // Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения. Регуляторные исследования и экспертиза лекарственных средств. 2011. № 2. С. 35–38. EDN: RWVTFZ
- Москалев А.В., Гумилевский Б.Ю., Апчел А.В., Цыган В.Н. Стволовые клетки и их физиологические эффекты // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2019. T. 58, № 4. С. 172–180. EDN: ZBDYZF
- Qian L., Cen J. Hematopoietic stem cells and mesenchymal stromal cells in acute radiation syndrome // Oxid Med Cell Longev. 2020. Vol. 2020. P. 8340756. doi: 10.1155/2020/8340756
- Singh V.K., Seed T.M. Pharmacological management of ionizing radiation injuries: current and prospective agents and targeted organ systems // Expert Opin Pharmacother. 2020. Vol. 21, N. 3. P. 317–337. doi: 10.1080/14656566.2019.1702968
- Власенко А.Н., Гайдук С.В., Легеза В.И., и др. Клиническая радиология. Санкт-Петербург: Фолиант, 2020. 448 с.
- Самойлов А.С., Кончаловский М.В., Бушманов А.Ю., и др. Рекомендации по диагностике и лечению костномозговой формы острой лучевой болезни // Гематология и трансфузиология. 2023. Т. 68, № 1. С. 98–128. EDN: NONQCI doi: 10.35754/0234-5730-2023-68-1-98-12
- Asano S. Current status of hematopoietic stem cell transplantation for acute radiation syndromes // Int J Hematol. 2012. Vol. 95, N. 3. P. 227–231. doi: 10.1007/s12185-012-1027-8
- Калмыкова Н.В., Александрова С.В. Терапевтическое действие полипотентных мезенхимальных стромальных клеток после радиационного воздействия // Радиационная биология. Радиоэкология. 2016. Т. 56, № 2. С. 117–137. EDN: VVHLHR doi: 10.7868/S0869803116020077
- Rezvani M. Therapeutic potential of mesenchymal stromal cells and extracellular vesicles in the treatment of radiation lesions — a review // Cells. 2021. Vol. 10, N. 2. P. 427. doi: 10.3390/cells10020427
- Потапнев М.П. Пути повышения эффективности клеточной терапии на основе мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток // Гены и клетки. 2021. Т. 16, № 4. С. 22–28. EDN: FWMWHS doi: 10.23868/202112003
- Директива 2010/63/EU Европейского парламента и совета европейского союза по охране животных, используемых в научных целях. Санкт-Петербург: Rus-LASA «НП объединение специалистов по работе с лабораторными животными», 2012. 48 с.
- Zuk P.A., Zhu M., Ashjian P. Human adipose tissue is a source of multipotent stem cells // Mol Biol Cell. 2002. Vol. 13, N. 12. P. 4279–4295. doi: 10.1091/mbc. E02–02–0105
- Dominici M., Le Blanc K., Mueller I., et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells // Cytotherapy. 2006. Vol. 8, N.4. P. 315–317. doi: 10.1080/14653240600855905
- Васильев В.С., Мантурова Н.Е., Васильев С.А., Терюшкова Ж.И. Биологическая характеристика жировой ткани // Пластическая хирургия и эстетическая медицина. 2019. № 2. C. 33–42. EDN: FFFVTP doi: 10.17116/plast.hirurgia201902133
- Bandekar M., Maurya D.K., Sharma D., Sandur S.K. Preclinical studies and clinical prospects of Wharton’s Jelly-derived MSC for treatment of acute radiation syndrome // Curr Stem Cell Rep. 2021. Vol. 7, N. 2. P. 85–94. doi: 10.1007/s40778-021-00188-4
- Kovalenko O.A., Azzam E.I., Ende N. Human umbilical cord blood mononucleated cells enhance the survival of lethally irradiated mice: dosage and the window of time // J Radiat Res. 2013. Vol. 54, N. 6. P. 1010–1014. doi: 10.1093/jrr/rrt062
- Lee R.H., Pulin A.A., Seo M.J., et al. Intravenous hMSCs improve myocardial infarction in mice because cells embolized in lung are activated to secrete the anti-inflammatory protein TSG-6 // Cell Stem Cell. 2009. Vol. 5, N. 1. P. 54–63. doi: 10.1016/j.stem.2009.05.003
- Schmuck E.G., Koch J.M., Centanni J.M., et al. Biodistribution and clearance of human mesenchymal stem cells by quantitative three-dimensional cryo-imaging after intravenous infusion in a rat lung injury model // Stem Cells Transl Med. 2016. Vol. 5, N. 12. P. 1668–1675. doi: 10.5966/sctm.2015-0379
- Паюшина О.В., Цомартова Д.А., Черешнева Е.В., и др. Регуляторное влияние мезенхимных стромальных клеток на развитие фиброза печени: клеточно-молекулярные механизмы и перспективы клинического применения // Журнал общей биологии. 2020. Т. 81, № 2. С. 83–95. EDN: EOGIBI doi: 10.31857/S0044459620020062
- Chinnapaka S., Yang K.S., Samadi Y., et al. Allogeneic adipose-derived stem cells mitigate acute radiation syndrome by the rescue of damaged bone marrow cells from apoptosis // Stem Cells J. 2021. Vol. 10, N. 7. P. 1095–1114. doi: 10.1002/sctm.20-0455
- Pinzur L., Akyuez L., Levdansky L., et al. Rescue from lethal acute radiation syndrome (ARS) with severe weight loss by secretome of intramuscularly injected human placental stromal cells // J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2018. Vol. 9, N. 6. P. 1079–1092. doi: 10.1002/jcsm.12342
- Майбородин И.В., Маслов Р.Н., Михеева Т.В., и др. Распределение мультипотентных мезенхимных стромальных клеток и их детрита по организму после подкожного введения // Журнал общей биологии. 2020. Т. 81, № 2. С. 96–107. EDN: JPTPXD doi: 10.31857/S0044459620020050
- Hu K.X., Sun Q.Y., Guo M., Ai H.S. The radiation protection and therapy effects of mesenchymal stem cells in mice with acute radiation injury // British J Rad. 2010. Vol. 83, N. 985. P. 52–58. doi: 10.1259/bjr/61042310
Дополнительные файлы
