The ability of hematopoietic bone marrow cells to angiogenesis is lost with age

Full Text

Способность гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) костного мозга дифференцироваться в предшественники эндотелия в ответ на повреждение ткани была показана в эксперименте Grant [1]. ГСК как предшественники ангиобластов успешно использовали в экспериментальных моделях ряда заболеваний для стимуляции ангиогенеза [1-3].

Известно, что проявлениями старения системы гемопоэза являются общее снижение иммунной функции, а также более частое развитие лейкемии [4]. Было также показано, что с возрастом значительно уменьшается и общее количество ГСК в костном мозге [5]. Таким образом, в стареющем организме происходит не только уменьшение количества ГСК, но и снижение или изменение их функции. Однако, остается не изученным изменение потенциала ГСК к дифференцировке в ангиобласты, способность стимулировать ангиогенез и репаративную регенерацию тканей при их трансплантации или миграции в очаг повреждения. Изучение этих процессов представляет особый интерес при современном развитии методов клеточной терапии негематологических заболеваний аутогенными клетками немолодых пациентов.

Биологический процесс ангиогенеза уменьшается физиологически при старении и при ряде патологических состояний, например, таких, как сахарный диабет [4]. Основываясь на этих данных, исследовательская группа из University of Iowa (Iowa, USA) предположила, что способность ГСК к васкуляризации и репарации тканей в целом также может уменьшаться с возрастом. Авторы проверили эту гипотезу на модели повреждения кожи у мышей-диабетиков.

На коже диабетических и обычных линейных мышей создавали повреждение. Через 3 дня выполняли локальные (под рану) сингенные трансплантации свежеизолированных lin(-) клеток костного мозга от молодых (2-4 месяца) и от старых (20-24 месяца) животных. Заживление раны и степень ангиогенеза оценивали морфологически.

Выявлено, что при терапии молодыми и старыми lin(-) клетками через 11 дней у обычных мышей существенного уменьшения раны не наблюдалось. Однако у мышей-диабетиков при введении молодых клеток рана уменьшалась на 42%. Более существенное влияние молодые и старые lin(-) клетки оказывали на степень васкуляризации раны. Так, при трансплантации молодых клеток у обычных мышей значительно повышались объем и плотность сосудов, а у мышей-диабетиков эти показатели были еще выше. При трансплантации старых клеток авторы получили абсолютно противоположный результат - снижение степени ангиогенеза по сравнению с контролем (введение физиологического раствора).

Авторы заключают, что ГСК костного мозга теряют свой терапевтический про-ангиогенетический потенциал с возрастом, превращаясь в «анти-ангиогенетические агенты». При введении старых lin(-) клеток у мышей уменьшается количество сосудов, уменьшается их диаметр, а также преобладает образование капилляров над образованием мелких артериол. В данном эксперименте не были изучены молекулярные механизмы развития таких эффектов, что, возможно, позволило бы усовершенствовать технологию аутотрансплантации у пожилых пациентов.

Таким образом, клеточная терапия негематологических заболеваний собственными ГСК у пожилых пациентов будет иметь низкий «регенеративный эффект», в связи с утратой способности клеток прямо или косвенно участвовать в ангиогенезе. Стимуляция ангиогенеза является одной из ключевых причин применения про-ангиогенетических клеток или агентов в регенеративной медицине. В связи с этим, актуальным направлением будет поиск новых популяций клеток, не утративших способности к стимуляции ангиогенеза у пожилых пациентов, а также использование аллогенных клеток, не обладающих значительной иммуногенностью, полученных от молодых доноров.

About the authors

A. L. Pospelov

Author for correspondence.
Email: redaktor@celltranspl.ru
Russian Federation

References

Supplementary files