The effectiveness of autologous mesenchymal stem cells in the treatment of liver cirrhosis and the method of their visualization in the patient’s body


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Abstract. The effectiveness of the influence of autologous mesenchymal stem cells on the function of liver tissue in liver cirrhosis of alimentary etiology is considered, as well as the possibility of visualization of the introduced cell structures with subsequent cytological confirmation. To be able to track autologous mesenchymal stem cells introduced in the patient’s body, they were labeled with iron oxide nanoparticles. Visualization of the introduced cell structures was performed using magnetic resonance imaging and ultrasound examination of the liver. 6 months after the cell therapy, clinical and biochemical blood tests, lidocaine test results, elastography indicators were evaluated, and the dynamics of hepatic encephalopathy was evaluated. The effectiveness of using autologous mesenchymal stem cells was evidenced by the improvement of the above indicators. Also, 6 months after treatment, a liver tissue biopsy was performed from the sites of fixation of previously introduced cell structures. Histological examination revealed the largest number of labeled cells in the liver micro-nodes, as well as at the borders of micro-nodes and fibrous septa. The use of cell therapy in a patient suffering from liver cirrhosis of alimentary etiology helped to improve the indicators of laboratory and instrumental research methods. No complications were detected during the procedure.

About the authors

I. E. Kotkas

North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Author for correspondence.
Email: inna.kotkas@yandex.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

N. I. Enukashvili

North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov; Institute of Cytology of the Russian Academy of Sciences

Email: inna.kotkas@yandex.ru
Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Sh. M. Asadulayev

North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Email: inna.kotkas@yandex.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

A. V. Chubar’

Institute of Cytology of the Russian Academy of Sciences

Email: inna.kotkas@yandex.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Абдурахманов, Д.Т. Противовирусная терапия и регрессия фиброза печени при хроническом гепатите В / Д.Т. Абдурахманов // Росс. журн. гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. – 2010. – № 1. – С. 14–20.
  2. Белякин, С.А. Смертность от цирроза печени как индикатор уровня потребления алкоголя в популяции / С.А. Белякин, А.Н. Бобров // Вестн. Росс. воен.-мед. акад. – 2009. – № 3 (27). – С. 189–194.
  3. Енукашвили, Н.И. Детекция клеток, содержащих интернализованные мультидоменные магнитные наночастицы оксида железа (II,III), методом МРТ / Н.И. Енукашвили [и др.] // Журн. технич. физики. – 2020. – Т. 90, № 9. – С. 1418–1427.
  4. Подымова, С.Д. Болезни печени: руководство. – 4-е изд., перераб. и доп. / С.Д. Подымова. – М.: Медицина, 2005. – 768 с.
  5. Хельсинская декларация Всемирной медицинской ассоциации // Морфологія. – 2010. – Т. ІV, № 2. – С. 69–72.
  6. Crespo, G. Viral hepatitis in liver transplantation / G. Crespo [et al.] // Gastroenterology. – 2012. – № 142. – P. 1373–1383
  7. Dominici, M. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement / M. Dominici [et al.] // Cytotherapy. – 2006. – Vol. 8. – № 4. – P. 315–317.
  8. EASL guidelines. EASL clinical practical guidelines: management of alcoholic liver disease // J. Hepatol. – 2012. – № 57. – P. 399–420.
  9. Kholodenko, I.V. Mesenchymal Stem Cells in the Adult Human Liver: Hype or Hope? / I.V Kholodenko [et al.] // Cells. – 2019. –№ 8 (10). – P. 1127.
  10. Lucey, M.R. Alcoholic hepatitis / M.R. Lucey [et al.] // N. Engl. J. Med. – 2009. – № 360. – P. 2758–2769.
  11. Pogranc, I. D-mannose-Coating of Maghemite Nanoparticles Improved Labeling of Neural Stem Cells and Allowed Their Visualization by ex vivo MRI after Transplantation in the Mouse Brain / I. Pogranc [et al.] // Cell Transplantation. – 2019. – № 28 (5). – P. 553–567.
  12. Rehm, J. Global burden of alcoholic liver diseases / J. Rehm [et al.] // J. Hepatol. – 2013. – № 1. – P. 160–168.
  13. Snykers, S. Hepatic Differentiation of Mesenchymal Stem Cells: In Vitro Strategies / S. Snykers [et al.] // Mesenchymal Stem Cell Assays and Applications, Methods in Molecular Biology. – 2011. – Vol. 698. – P. 305–314.
  14. Stock, P. The generation of hepatocytes from mesenchymal stem cells and engraftment into murine liver / P. Stock [et al.] // Nat Protoc. – 2010. – № 5. – P. 617–627.
  15. Terai, S. Status and prospects of liver cirrhosis treatment by using bone marrow-derived cells and mesenchymal cells / S. Terai [et al.] // Tissue Eng. Part B Rev. – 2014. – № 20. – P. 206–210.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Celiography of patient A. The arrow indicates the right hepatic artery, into which autologous MSCs were injected

Download (70KB)
3. Fig. 2. MRI of the abdominal organs 1 day after the introduction of autologous MSCs into the arterial bed of the liver. The arrow indicates the areas of the liver in which the marked stem cells are visualized

Download (113KB)
4. Fig. 3. Ultrasound of the liver 1 day after the introduction of autologous MSCs into the arterial bed of the liver. The arrow indicates the areas of the liver in which the marked stem cells are visualized

Download (112KB)
5. Fig. 4. The cirrhotic liver of patient A

Download (126KB)
6. Fig. 5. Analysis of the morphofunctional properties of cells containing iron oxide nanoparticles: a - general view of the MSC culture after treatment with IONP 300 μg / ml (scale section - 50 μm). Some of the IONPs are marked with arrows; b - the result of immunophenotyping of MSC cultures after treatment with IONP; c - diagram of the proliferative activity of MSCs not treated with IONP (control) and treated with IONP 300 μg / ml

Download (183KB)
7. Fig. 6. Study of localization of iron oxide nanoparticles in cells by microscopy of preparations stained with iron hexacyanoferrate: a - in MSCs after treatment with IONP 300 μg / ml before transplantation; b - in cells of a histological preparation of a liver biopsy obtained 6 months after transplantation. The scale segment is 50 microns. Some of the IONPs are marked with arrows.

Download (64KB)

Copyright (c) 2020 Kotkas I.E., Enukashvili N.I., Asadulayev S.M., Chubar’ A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 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».