Autologous transplantation of bone marrow derived multipotent mesenchymal stromal cells is considered as a promising treatment for cardiovascular diseases including heart failure. The phenotype of patient with heart failure changed over the last two decades: the percentage of very old individuals, and number of comorbidities increased markedly. These factors could affect the functional properties of mesenchymal stromal cells intended for autologous transplantation. In this study for a first time the functional properties of cell samples from patients with heart failure and co-morbidities (obesity and diabetes mellitus) were investigated and the possibilities to compensate for the effects of patient factors on stromal cell properties by correcting ex vivo expansion strategies were studied. 10 healthy donors, 16 with isolated heart failure, 21 with comorbid obesity, 3 with diabetes and 9 with obesity and diabetes were enrolled. Cultures were evaluated in successive passages for immunophenotype, proliferative activity (population doubling time), frequency of colony-forming units, frequency of adipo- and osteo-progenitors at different seeding density under hypoxia/normoxia. The proliferation rate of mesenchymal stromal cells from patients with heart failure and co-morbidities decreased at early passages while seeded at 3000 cells/ cm2. The cultures with low proliferation rate demonstrated senescence-associated features and low frequency of clonogenic multipotent cells. At seeding density 100 cells/ cm2 cultures maintained high proliferation rate, hypoxia enhanced this effect even further up to 17—28 in vitro population doublings. Some of the donor-specific alterations in cell sample properties could be corrected by changing of culturing strategies.
Трансплантация аутогенных мультипотентных мезенхимных стромальных клеток (ММСК) костного мозга рассматривается в качестве нового перспективного подхода в лечении сердечно-сосудистых заболеваний, в том числе хронической сердечной недостаточности (ХСН). Кандидатами для такого лечения могут оказаться пожилые пациенты с широким спектром сопутствующих заболеваний, которые могут влиять на функциональные свойства клеточного образца — субстрата трансплантации. В данной работе впервые исследовано влияние ХСН, ожирения и сахарного диабета на свойства клеточного препарата, а также исследованы возможности снижения зависимости свойств клеточного материала от индивидуальных характеристик донора. ММСК были получены из образцов костного мозга 10 здоровых доноров, 16 пациентов с изолированной ХСН, 21 пациента с ХСН и ожирением, 3 пациентов с ХСН и сахарным диабетом, и 9 пациентов с ХСН, ожирением и диабетом. Свойства полученных образцов исследовали на последовательных пассажах при различной плотности посева в условиях гипоксии и нормоксии: иммунофенотип, пролиферативная активность, дифференцировочный потенциал. У пациентов с ХСН и коморбидностями пролиферативная активность клеток существенно снижалась по сравнению с полученными от здоровых доноров уже на ранних пассажах и сопровождалось развитием признаков репликативного старения, снижением доли клоногенных мульти-потентных клеток. При уменьшении плотности посева до 100 кл/см 2 наблюдалось существенное увеличение числа удвоений клеточной популяции при сохранении стабильной пролиферативной активности, а гипоксия дополнительно увеличивала продолжительность поддержания высокой пролиферативной активности образца без развития признаков репликативного старения. Показано, что изменение тактики in vitro экспансии существенно снижает влияние индивидуальных особенностей донора на функциональные свойства ММСК костного мозга.