Выбор стратегии экспансии мультипотентных мезенхимных стромальных клеток костного мозга, полученных от доноров с сердечной недостаточностью и коморбидностями

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

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.

Полный текст

Выбор стратегии экспансии мультипотентных мезенхимных стромальных клеток костного мозга, полученных от доноров с сердечной недостаточностью и коморбидностями
×

Об авторах

Р. И Дмитриева

Институт молекулярной биологии и генетики Федерального Центра сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова, Санкт-Петербург

М. А Клюкина

Институт молекулярной биологии и генетики Федерального Центра сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова, Санкт-Петербург

И. Р Минуллина

Институт молекулярной биологии и генетики Федерального Центра сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова, Санкт-Петербург

С. В Анисимов

Институт молекулярной биологии и генетики Федерального Центра сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова, Санкт-Петербург

А. Ю Зарицкий

Институт Гематологии, Федерального Центра сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Shabbir A., Zisa D., Suzuki G. et al. Am heart failure therapy mediated by the trophic activities of bone marrow mesenchymal stem cells: a noninvasive therapeutic regimen. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 2009; 296: H1888-97.
  2. Trachtenberg B.,Velazquez R.N., Williams A.R. et al. Rationale and design of the transendocardial injection of autologous human cells [bone marrow or mesenchymal) in chronic ischemic left ventricular dysfunction and heart failure secondary to myocardial infarction (TAC-HFT) trial: a randomized, double-blind, placebo-controlled study of safety and efficacy. American Heart Journal 2011; 161(3): 487—93.
  3. Kumar М.Р. Bone marrow-derived mesenchymal stem cells for treatment of heart failure: is it all paracrine actions and immunomodulation? Cardiovascular Medicine 2008; 9(2): 122-8.
  4. Hatzistergos K.E., Quevedo H., Oskouei B.N. et al. Bone marrow mesenchymal stem cells stimulate cardiac stem cell proliferation and differentiation. Circ. Res. 2010; 107: 913—22.
  5. Miyahara Y., Nagaya N.,Kataoka М. et al. Monolayered mesenchymal stem cells repair scarred myocardium after myocardial infarction. Nature Medicine 2006; 12: 459—65.
  6. Quevedoa H.C., Hatzistergosa R.E., Oskouei B.N. et al. Allogeneic mesenchymal stem cells restore cardiac function in chronic ischemic cardiomyopathy via trilineage differentiating capacity. PNAS USA 2009; 106(33): 14022-7.
  7. Hare JM., Traverse J.H., Timothy D. et al. A randomized, double-blind, placebo-controlled, dose-escalation study of intravenous adult human mesenchymal stem cells (Prochymal) after acute myocardial infarction. J. Am. Coll. Cardiol. 2009; 54(24): 2277-86.
  8. Heldman A.W., Zambrano J.P., Hare JM. Cell therapy for heart disease: where are we in 2011? Am. Coll. Cardiol. 2011; 57: 466-8.
  9. Segers V.FM., Richard T. Lee R.T. Stem-cell therapy for cardiac disease. Nature 2008; 451: 937-42.
  10. Angert D., Houser S.R. Stem cell therapy for heart failure. Curr. Treat. Opt. Cardiovas. Med. 2009; 11: 316-27.
  11. Dominici М., Le Blanc K., Mueller I. et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement Cytotherapy 2006; 8: 315-27.
  12. Giordano A., Galderisi U., Marino I.R. From the laboratory bench to the patient's bedside: an update on clinical trials with mesenchymal stem cells. J. Cell Physiol. 2007; 211: 27—35.
  13. Preda M.B., Valen G. Evaluation of gene and cell-based therapies for cardiac regeneration. Curr. Stem Cell Res. Ther. 2013; Epub ahead of print.
  14. Amado L.C., Saliaris A.P., Schuleri K.H. et al. Cardiac repair with intramyocardial injection of allogeneic mesenchymal stem cells after myocardial infarction. PNAS USA 2005; 102: 11474—9.
  15. Shabbir A., Zisa D., Leiker M. et al. Muscular dystrophy therapy by non-autologous mesenchymal stem cells: muscle regeneration without immunosuppression and inflammation. Transplantation 2009; 87(9): 1275-82.
  16. Tyndall A., Walker U.A., Cope A. et al. Immunomodulatory properties of mesenchymal stem cells: a review based on an interdisciplinary meeting held at the Kennedy Institute of Rheumatology Division, London, UK. Arthritis Res. Ther. 2007; 9: 301.
  17. Hare J.M., Traverse J.H., Henry T.D. et al. A randomized, double-blind, placebo-controlled, dose-escalation study of intravenous adult human mesenchymal stem cells (prochymal) after acute myocardial infarction. J. Am. Coll. Cardiol. 2009; 54: 2277-86.
  18. Wong C.Y., Sarwat I. Chaudhry S.I., Desai M.M. et al. Trends in comorbidity, disability, and polypharmacy in heart failure. Am. J. Med. 2011; 124: 136-43.
  19. Stolzing A., Jones E., McGonagle D. et al. Age-related changes in human bone marrow-derived mesenchymal stem cells: consequences for cell therapies. Mechanisms of Ageing and Development 2008; 129: 163-73.
  20. Bork S., Pfister S., Witt H. et al., DNA methylation pattern changes upon long-term culture and aging of human mesenchymal stromal cells. Aging Cell 2010; 9(1): 54-63.
  21. Pittenger M.F., Mackay A.M., Beck S.C. et al. Multilineage Potential of Adult Human Mesenchymal Stem Cells. Science 1999; 284: 143-7.
  22. Cristofalo V.J., Allen R.G., Pignolo R.J. et al. Relationship between donor age and the replicative lifespan of human cells in culture: A reevaluation. PNAS USA 1998; 95(18): 10614-9.
  23. Mitchell J.B., Mcintosh K., Zvonic S. et al. Immunophenotype of human adipose-derived cells: temporal changes in stromal-associated and stem cell-associated markers. Stem Cells 2006; 24: 376-85.
  24. Bianco P., Robey, P.G. Skeletal stem cells. In: R.P. Lanza, editor. Handbook of adult and fetal stem cells. San Diego, CA: Academic Press, 2004: 415-24.
  25. Wagner W., Horn P., Castoldi M. et al. Replicative senescence of mesenchymal stem cells: a continuous and organized process. PloS ONE 2008; 3(5): e2213.
  26. Bianco P., Robey P.G., Simmons P.J. Mesenchymal stem cells: revisiting history, concepts, and assays. Cell Stem Cell 2008; 2(4): 313-9.
  27. Fossett E., W. S. Khan W.S. Optimising human mesenchymal stem cell numbers for clinical application: a literature review. Stem Cells International 2012; Article iD 465259, 5 pages. Published online 2012 January 31.
  28. Fossett E., Khan W.S., Longo U.G. et al. Effect of age and gender on cell proliferation and cell surface characterization of synovial fat pad derived mesenchymal stem cells. J. Orthop. Res. 2012; 30(7): 1013-8.
  29. Tsai C.C., Chen Y.J., Yew T.L. et al. Hypoxia inhibits senescence and maintains mesenchymal stem cell properties through down-regulation of E2A-p21 by HIF-TWIST. Blood 2011; 117(2): 459-69.
  30. Both S.K., Van der Muijsenberg A.J., van Blitterswijk C.A. et al. A rapid and efficient method for expansion of human mesenchymal stem cells. Tissue Eng. 2007; 13: 3-9.
  31. Colter D.C., Class R., DiGirolamo C.M. et al. Rapid expansion of recycling stem cells in cultures of plastic-adherent cells from human bone marrow. PNAS USA 2000; 97: 3213.
  32. Gregory C.A., Singh H., Perry,A.S. et al. The Wnt signaling inhibitor dickkopf-1 is required for reentry into the cell cycle of human adult stem cells from bone marrow. J. Biol. Chem. 2003; 278: 28067.
  33. De Boer J., Wang H.J., Van Blitterswijk C. Effects of Wnt signaling on proliferation and differentiation of human mesenchymal stem cells. Tissue Eng. 2004; 10: 393.
  34. Valorani M.G., Montelatici E., Germani A. et al. Pre-culturing human adipose tissue mesenchymal stem cells under hypoxia increases their adipogenic and osteogenic differentiation potentials. Cell Prolif. 2012; 45; 225-38.
  35. Жамбалова А.П., Гершович Ю.Г., Буравкова Л.Б. и др. Влияние пониженного содержания кислорода на дифференциров-ку мезенхимальных стромальных клеток костного мозга человека in vitro. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 2009; IV(3): 47-51.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2013


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: 

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах