Antiproliferative effect of multipotent mesenchymal stromal cells is a fundamental property of all mechanocytes

Full Text

К настоящему времени накоплено большое количество данных о способности мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток ММСК (предшественников механоцитов] к проявлению иммуносупрессивного эффекта в отношении практически всехтипов клеток иммунной системы [1]. Однако способность терминально дифференцированных механоцитов к иммуномодуляции до сих пор оставалась малоизученной.

Исследовательская группа профессора F. Dazzi из Imperial College London поставила перед собой задачу оценить способность различных механоцитов человека к подавлению пролиферации активированной фракции Т-лимфоцитов. Авторами было проведено сравнительное исследование ММСК костного мозга взрослых людей, хондроцитов (ХЦ], синовиоцитов (СЦ], фибробластов легкого (ПФ] и дермы (ДФ]. В качестве негативного контроля использовались культуры нейронов и клеток эндотелия.

Установлено, что вне зависимости от дифференцировочного потенциала и/или доли содержания ММСК в образце, все исследуемые клетки in vitro проявляли антипролиферативные свойства и предотвращали апоптоз активированных фитогемагглютинином (ФГА] или анти-С03/С028 мононуклеарных клеток периферической крови (МКПК). Клетки эндотелия и нейроны таких эффектов не вызывали.

Методом проточной цитометрии было показано, что все исследуемые типы механоцитов (ММСК, СФ, ДФ, ПФ, ХЦ) имели сходный характер экспрессии поверхностных антигенов: все они экспрессировали МНС I, CD55, CD73, CD90 (Thy-1), CD105 (SH2), при отсутствии экспрессии МНС II, CD14, CD45, CD80, CD86, CD106 (VCAM-1). Тестирование способности вышеперечисленных клеток к дифференцировке в остеогенном и адипогенном направлениях показало, что дифференцировочный потенциал и содержание клеток предшественников сильно варьировало от образца к образцу. Наибольшее количество клеток, способных к билинейной дифференцировке, содержали образцы ММСК, напротив, ДФ были не способны к дифференцировке ни в одном из направлений. Промежуточное положение занимали ХЦ, культуры которых содержали некоторое количество клеток-предшественников, способных к адипогенной дифференцировке. По мнению авторов в исследовании использовались образцы механоцитов, имеющих разную степень дифференцированности и содержащие разное количество мультипотентных клеток-предшественниц.

Для изучения влияния исследуемых клеток на пролиферацию Т-лимфоцитов, проводили совместное культивирование фракций активированных ФГА или анти-СОЗ/СО28 МКПК с различными типами клеток в течение 3-х суток. Уровень пролиферации оценивали по включению радиоактивной метки ^[3H]TdR в течение последних 15 часов культивирования. В присутствии любых механоцитов наблюдалось подавление пролиферации Т-лимфоцитов. Уровень пролиферации Т-лимфоцитов был прямо пропорционален количеству механоцитов в культуре. Антипролиферативная активность всех исследованных механоцитов по своей эффективности была сопоставима с таковой у ММСК. Совместное культивирование Т-лимфоцитов с нейронами или клетками эндотелия не вызывало такого эффекта.

При активации CD3⁺ лимфоцитов ФГА, происходило повышение уровня экспрессии этими клетками поверхностных антигенов CD69 и CD25. Присутствие механоцитов не оказывало влияния на уровень экспрессии этих антигенов, из чего авторы заключают, что воздействие стромальных клеток не затрагивает раннюю фазу активации Т-лимфоцитов.

Совместное культивирование фракции мононуклеарных клеток периферической крови и механоцитов в течение 3-х суток перед стимуляцией лимфоцитов ФГА и иономицином приводило к значительному снижению продукции Т-лимфоцитами цитокинов [IFN-γ и TNF-α] по сравнению с Т-клетками, культивировавшимися в отсутствие механоцитов. Для того, чтобы выяснить, необходим ли для проявления антипролиферативного эффекта прямой клеточный контакт, были исследованы супернатанты культур механоцитов. Супернатанты оказывали значительный антипролиферативный эффект только в том случае, когда они были получены от совместных культур механоцитов и анти-СDЗ/СD28- активированных лимфоцитов.

Результаты были подтверждены при использовании системы Transwell. МКПК помещали в нижнюю камеру и активировали ФГА. Дермальные фибробласты [ДФ] либо культивировали в той же камере, либо физически отделяли с помощью мембраны. Когда ДФ контактировали с лимфоцитами, пролиферация последних замедлялась, в случае физического разделения клеток уровень пролиферации лимфоцитов не изменялся, однако, если активированные лимфоциты добавляли к механоцитам в верхней камере, пролиферация лимфоцитов в нижней камере существенно ингибировалась. Эндотелиальные клетки не оказывали никакого эффекта, даже при контакте с активированными лимфоцитами. Эти данные свидетельствуют о том, что механоциты оказывают своё антипролиферативное действие путем секреции растворимых факторов, но для этого им необходимо пройти стадию активации, которая запускается после контакта клеток.

S. Jones с соавт. считают, что антипролиферативный и протективный эффекты [показанные ими в отношении Т-лимфоцитов] являются уникальными характеристиками механоцитов, которые могли появиться в процессе эволюции для регуляции протекания воспалительных процессов в тканях. Той же группой исследователей недавно было показано, что ММСК оказывают антипролиферативный эффект и на некоторые другие клетки [5]. Последний факт приводит авторов к предположению, что механоциты разных тканей могут формировать ниши, которые регулируют иммунные реакции, а так же процессы пролиферации, выживания и самообновления резидентных клеток органов, аналогично тому, как это происходит в костном мозге.

Результаты, полученные в этой работе, согласуются с предыдущими публикациями, посвященными изучению иммуномодулирующих свойств ММСК [2-4]. Эти свойства уже находят применение в клинической практике, например для улучшения результатов трансплантации костного мозга и предотвращения реакции «трансплантат против хозяина». В литературе имеются данные об исследованиях в этом направлении и других типов стромальных клеток. Так, в работе С. Bocelli-Tyndall с соавт. [2006] сообщается о том, что хондроциты человека проявляли супрессивный эффект по отношению к анти-СОЗ-стимулированным Т-лимфоцитам [6]. М.А. Haniffa с соавт. [2007] показали, что дифференцированные дермальные фибробласты подавляют активацию аллогенных Т-лимфоцитов, активированных различными аутогенными стимуляторами [7]. В данном исследовании in vitro показано, что иммуномодулирующий эффект является общим свойством всех СК и их дифференцированных потомков. Данное открытие имеет большие перспективы для иммунорегуляторной клеточной терапии.

About the authors

A. D. Krasnodembskaya

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation

References

Supplementary files