Registration Number
0823U101652, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
16-01-2024
popup.evolution
o
Title
Obtaining and evaluating the biological activity of exometabolites of mesenchymal stem cells
Author
Vitalii Moskalov,
popup.head Anatoly Bozhkov
popup.opponent Liudmyla Derymedvid
popup.opponent Serhii Pavlov
popup.review Tetiana Liadova
popup.review Yurii Kot
popup.rada
V.N. Karazin Kharkiv National University
Description
Дисертація присвячена охарактеризуванню біологічних ефектів екзометаболітів неактивованих ксеногенних мезенхімальних стовбурових клітин (МСК) на прояви фібротичного процесу на експериментальній моделі тетрахлорметанового фіброзу та з’ясуванню внеску окремих імунологічних показників до цих ефектів.
МСК є популяцію високопластичних клітин, які приймають участь у регенеративних процесах і регуляції гомеостазу організму. Механізми їх дії можна поділити на контактні (прямий міжклітинний контакт) та дистантні (екскреція широкого спектру екзометаболітів). МСК також можуть у невеликій кількості диференціюватися у клітини пошкодженої тканини. Відомо багато біологічних та навіть клінічних ефектів стовбурових клітин. Регуляторна дія екзометаболітів (секретому) стовбурових клітин вивчена значно менше, ніж контактні взаємодії. З’ясування його ролі є важливим як для розуміння механізму дії стовбурових клітин, так й для їх практичного застосування у біотехнології. Використання секретому не пов’язано с потенційним ризиком терапії живими клітинами та розв’язує більшість біоетичних проблем.
Секретовані МСК екзометаболіти містять розчинні компоненти – цитокіни, хемокіни, фактори росту – та везикули (мікроРНК), а у сукупності йменуються секретомом. Вплив ліпополісахариду, запальних цитокінів активує МСК та змінює профіль їх секретому, який не завжди може бути достовірно прогнозованим. Вивчення біологічної дії секретому неактивованих МСК, одержаних у відносно стандартизованих умовах культури майже не здійснювалось. Для розуміння механізму дії та потенціального використання компонентів секретому доцільно розробляти ефективні та відносно недорогі способи розділення його на фракції, наприклад мембранну фільтрацію.
В якості експериментальної моделі для оцінки біологічної дії компонентів секретому було обрано фіброз печінки. Хвороби печінки є поширеною причиною смерті у світі. Основним патологічним процесом, у якому виявляються ці хвороби є саме фіброз з потенційним переходом до цирозу. Хоча печінка володіє високою здатністю до регенерації, в умовах інтенсивного фіброзу, що супроводжується персистуючим запаленням, відновлення пошкодженої тканини відбувається неефективно. Важливим є пошук речовин та композицій, які здатні ефективно зміщувати рівновагу «фіброз–регенерація» у бік останньої та, при цьому, зменшувати запальні прояви.
Персистуюче запалення є чинником, що підтримує фібротичний процес, а клітини імунної системи можуть продукувати надлишок прозапальних цитокінів, викликаючи «цитокіновий шторм», який призводить до пошкодження тканин. Вірогідно існують й інші імунологічні механізми підтримки фіброзу печінки. Одним з механізмів дії мезенхімальних стовбурових клітин та, як припускається у роботі, їх екзометаболітів є саме імуномодулювальна та протизапальна дія. Дослідження ефекту секретому МСК на динаміку змін запалення, інтенсивність антитілопродукції, фагоцитарної активності нейтрофілів та клітинних реакцій у моделі гіперчутливості уповільненого типу дозволяє одержати дані для комплексного розуміння впливу секретому МСК, що є важливим для розуміння механізмів їх антифібротичної дії. Тож тема дисертації є актуальною та допоможе розв’язати проблеми практичного застосування МСК.
Розроблено спосіб одержання екзометаболітів МСК кістковомозкого походження, що може включати кріогенне зберігання клітин. Збір кондиційованого екзометаболітами МСК середовища краще здійснювати від культур 3–5 пасажів, на 48 год. росту за умови наявності 5–6 млн клітин/мл. Екзометаболіти можуть бути розділені за масою ультрафільтрацією.
Порівняння спектрів поглинання фракцій секретому показує більшу кількість білків у цільній фракції секретому та їх відмінний від контрольного середовища амінокислотний склад.
Встановлено, що секретом МСК стимулює in vitro формування зони росту навколо фрагментів печінки, одержаних від інтактних тварин. Найбільшу активність виявляє фракція масою <10 кДа, найнижчу – фракція масою вище за 30 кДа.
Вперше досліджено вплив фракції секретому масою менше 10 кДа на фібротичну печінку in vivo. Зафіксовано зниження ендогенної інтоксикації продуктами аутолізу печінки, зменшення фібротичних процесів та анемічних проявів. Також спостерігалося компенсаторне посилення регенеративної активності печінки ex vivo.
Вперше встановлено, що секретом МСК може посилювати антитілопродукцію на фоні імунізації ксеноантигеном. Вплив високих доз більше виражений за в/м введення. Також з’ясовано вперше, що екзометаболіти МСК здатні забезпечувати компенсацію імунодефіцитного стану.
Визначено, що вплив секретому МСК на клітинні відповіді навпроти більш активний за п/ш введення секретому. Показано, що секретом ксеногенних неактивованих МСК не чинить ані супресуючої, ані активуючої дії на фагоцитарну активність нейтрофілів.
Досліджено динаміку антиексудативної активності під впливом екзометаболітів МСК. Вони мають виражену протизапальну дію, яка починається пізніше, ніж дія інгібіторів циклооксигеназ та виявляється більш плавно.
Registration Date
2023-12-07
popup.nrat_date
2024-01-22 / 2026-07-01
