Different functional activity of multipotential mesenchymal stromal cells and their precursses

Abstract

Full Text

Общеизвестно, что мультипотетные мезенхимальные стромальные клетки взрослых особей (ММСКв) обладают не только способностью к спонтанной и индуцированной дифференцировке в различные типы клеток, но и регулирующей пролиферативные и иммунные процессы активностью. Источником ММСКв являются различные ткани взрослого организма, в основном, это костный мозг и жировая ткань, содержащие большое количество адгезивных к пластику фибробластоподобных клеток, при длительном культивировании которых образуются ММСКв. Пока что нет единого стандартного протокола получения из адгезивных клеток костного мозга или жировой ткани МСКВ. Длительность культивирования, количество пассажей адгезивных размножающихся клеток не одинаково в работах разных авторов и исчисляется десятками дней, что предполагает прохождение нескольких стадий перехода адгезивных фибробластных или других клеток в ММСКв в процессе культивирования. Можно предположить и выделить как минимум 4 таких стадии трансформации адгезивных клеток в ММСКв и 4 типа клеток: первичные, адгезивные фибробластные клетки («спящие» ММСКв), активированные пролиферирующие фибробласты, предщественники ММСКв (проММСКв), активированные ММСКв (зрелые ММСКв), которые способны к дифференцировке в другие типы клеток. Пока что каждая из этих стадий развития ММСКв из адгезивных клеток четко не охарактеризована и для каждого типа клеток, участвующих в генерации ММСКв, вероятно, имеются свои фенотипические характеристики и различная функциональная активность, которая может реализоваться как путем контактного взаимодействия, так и синтеза активных молекул (цитокинов, NO и ИДО). Имеются многочисленные данные о различных, иногда противоположных, свойствах ММСКв и их предшественников, в частности, о влиянии на иммунные, регенеративные процессы в организме. Так в проведенных нами исследованиях (Лисяный Н.И. и др., 2013) показано, что супернатанты 24-48-часовой культуры первого пассажа адгезивных клеток жировой ткани подавляют пролиферацию лимфоцитов при действии ФГА, а супернатанты 3-4 суточной культуры или второго пассажа клеток, наоборот, стимулируют как спонтанную, так и индуцированную ФГА пролиферацию лимфоцитов. Функциональные отличия между различными типами предшественников ММСКв показано и на модели заживления кожных ран в эксперименте на мышах и крысах. Так, 2-кратное введение в область кожной раны на спине мышей или крыс адгезивных клеток 24 или 48 ч инкубации первичного пассажа («спящие» ММСКв) приводило к достоверному торможению заживления кожной раны. Тогда как введение длительно культивируемых клеток (15-25 сут. культивирования) или клеток 3-4 пассажа) приводило к стимуляции регенерации кожи и более быстрому заживлению раневого кожного дефекта. Следовательно, как клетки, так и супернатанты крат-ковременных (24-48) культур первичных пассажей тормозят пролиферацию лимфоцитов и регенерацию клеток кожи, задерживают заживление ран. Клетки и супернатанты после длительного культивирования адгезивных клеток, стимулируют эти процессы, что совпадает с известными данными о способности ММСКв тормозить или стимулировать иммунные и пролиферативные процессы. Полученные нами экспериментальные данные и многочисленные литературные данные указывают на различия в функциональной активности адгезивных клеток жировой ткани и костного мозга в зависимости от условий выделения, длительности культивирования и количества пассажей, что свидетельствует об этапности генерации ММСКв, а также о наличии нескольких переходящих друг в друга предшественников ММСКв. Особенностью представленных результатов является то, что влияние на регенеративные процессы в коже и функцию клеток иммунной системы может осуществляться как непосредственно клетками, так и продуцируемыми ими гуморальными факторами, что согласуется с известными данными о широком спектре цитокинов, продуцируемых ММСКв. По-видимому, дальнейшие исследования в этом направлении позволят детализировать стадии генерации ММСКв и уточнить отдельные типы предшественников ММСКв и их биологическую активность, что будет иметь как теоретическое, так и практическое значение и расширит область применения ММСКв не только как потенциальных источников для получения в процессе дифференцировки других типов клеток (миоцитов, гепатоцитов, нейроцитов и т.д.), но и для более широкого использования предшественников ММСКв, например, для индукции и регуляции регенеративных и иммунных процессов в организме, для изучения природы регуляторных гуморальных факторов, продуцируемых ММСКв и для получения рекомбинантных их аналогов, пригодных для клинического применения.