|
Инфузия клеток пуповинной крови способствуют восстановлению функции и уменьшает размер инфаркта при экспериментальном инсульте
оригинал: статья "Инфузия клеток пуповинной крови способствуют восстановлению функции и уменьшает размер инфаркта при экспериментальном инсульте" на сайте журнала "Клеточная Трансплантология в Медицине"
Для лечения ишемического инсульта в эксперименте применяют различные варианты клеточной трансплантации. Большинство работ, в последние годы посвящено изучению возможностей трансплантации взрослых стволовых клеток костного мозга. Так, было показано, что внутривенная инфузия стромальных клеток костного мозга человека способствуют восстановлению крыс с моделью ишемии головного мозга [1]. Недавние работы продемонстрировали, что трансплантарованные клетки мигрируют через гемато-энцефалический барьер и стимулируют как нейро-, так и ангиогенез в повреждённом мозге [2,3,4].
В последнее время гемопоэтические и мезенхимальные стволовые клетки, выделенные из пуповинной крови человека рассматриваются как альтернатива аутологичной трансплантации клеток костного мозга для целей клеточной терапии. Поток работ, посвященных применению клеток пуповинной крови (ПК) для лечения различных заболеваний продолжает увеличиваться.
По лечебному потенциалу клеток ПК в неврологии уже написаны обзоры [6,8]. Ранее, при инсультах, сравнивали внутривенный и интрастриальный способы трансплантации клеток ПК крысам [7]. А в совсем недавнем исследовании, опубликованом в J Clin Invest, была показана эффективность трансплантации CD34+ клеток, выделенных из ПК для лечения ишемического инсульта у иммунодефицитных мышей [5]. Авторы показали, что ксеноклетки стимулировали эндогенный нейро- и ангиогенез в повреждённом мозге [5].
Сразу 2 статьи по потенциальному применению клеток ПК в лечении ишемических инсультов опубликованы в октябрьском Stroke. Авторы исследовали зависимость поведения животных и размеры зоны ишемии в головном мозге после трансплантации в зависимости от дозы вводимых клеток и сопутствующего состояния гемато-энцефалического барьера (ГЭБ).
Эффекты трансплантации мононуклеарных человеческих клеток ПК изучали на модели лигирования сосудов бассейна средней мозговой артерии у крыс. Клетки вводили в бедренную вену (оперативным доступом) в различных дозах - 10 и 100 тысяч, 1, 10 и 30-50 миллионов через 24 часа от начала ишемии мозга. После трансплантации животные получали иммуносупрессивную терапию циклоспорином А.
Наблюдали дозо-зависимый эффект достоверного улучшения поведенческих реакций и двигательной активности крыс, регестрируемых различными функциональными тестами через 2 и 4 недели после трансплантации. Оказалось, что при введении клеток ПК максимально эффективно в дозе 1 и 10 миллионов. В больших и меньших дозах не было обнаружено достоверно значимых отличий от контрольных групп.
Введённые клетки обнаруживали в головном мозге в периинсультной зоне эпсилатеральной стороны. Клеточная трансплантация значимо уменьшала область повреждения. Так у контрольных животных (введение культуральной среды) область ишемии занимала ~ 33% полушария, а в группе с клеточной трансплантацией ~ 11%.
В другом исследовании, трансплантацию субтерапевтических доз (200 тысяч) клеток ПК сочетали с "ослаблением" ГЭБ введением диуретика - маннитола. Клетки перед трансплантацией метили GFP в лентивирусной конструкции и вводили внутривенно в течение часа от начала ишемии (лигирование средней мозговой артерии).
Было выявлено, что введение клеток с маннитолом достоверно улучшает поведенческие реакции, моторную и когнитивную функции прооперированных животных уже на третий день. Этого не наблюдалась при отсутствии сопутствующей терапии маннитолом и в контрольных группах. Аналогично было показано, что такая терапия (клетки + маннитол) уменьшает размеры зоны ишемии на 40%. Однако, не было обнаружено никаких меченных клеток в головном мозге во всех группах животных. Исследователи делают вывод, что клетки ПК не мигрируют через ГЭБ, а только стимулируют эндогенный нейро- и ангиогенез. В подтверждение к этому было выявлено повышение концентрации GDNF (glial cell line–derived neurotrophic factor) на 68% в головном мозге инсультных животных после введения клеток и маннитола. Кроме того, концентрация 3-х нейротрофических факторов (GDNF, NGF, BDNF) повышалась и в периферической крови на ~ 15% в группе животных получавших клеточную трансплантацию с маннитолом. В остальных группах уровень этих факторов был недетектабелен.
Таким образом, лечение экспериментального ишемического инсульта трансплантацией клетками ПК эффективно за счёт стимуляции эндогенного нейро- и ангиогенеза. Неясным остаётся способность миграции клеток в повреждённый головной мозг через ГЭБ. Способно ли радикальное повышение количества (как показано в первом исследовании) вводимых клеток вызвыть их миграцию через ГЭБ? Интересен тот факт, что если экстраполировать дозозависимую терапию на человека, то для достижения эффекта понадобится около 20 доз размороженных проб ПК (согласно первому исследованию). Этого можно избежать, развивая технологию экспансии in vitro перед трансплантацией. Последние работы продемонстрировали примерно схожие эффекты трансплантации клеток ПК при экспериментальном инсульте, несмотря на разницу в количестве вводимых клеток (1-10 миллионов или 200 тысяч) и степени очистки трансплантата (мононуклеары или CD34+ клетки).
По материалам
 Stroke 2004 35: 2385 - 2389
Stroke 2004 35: 2390 - 2395
Литература:
- Chen J, et al. Therapeutic benefit of intravenous administration of bone marrow stromal cells after cerebral ischemia in rats. Stroke 2001; 32; 4: 1005-1011
- Chen J, et al. Intravenous administration of human bone marrow stromal cells induces angiogenesis in the ischemic boundary zone after stroke in rats. Circ Res 2003; 92; 6: 692-699
- Borlongan CV, et al. Bone marrow grafts restore cerebral blood flow and blood brain barrier in stroke rats. Brain Res 2004; 1010; 1-2: 108-116
- Chen J, et al. Combination therapy of stroke in rats with a nitric oxide donor and human bone marrow stromal cells enhances angiogenesis and neurogenesis. Brain Res 2004; 1005; 1-2: 21-28
- Taguchi A, et al. Administration of CD34+ cells after stroke enhances neurogenesis via angiogenesisin a mouse model. J Clin Invest 2004; 114: 330-338
- Newman MB, et al. Transplantation of human umbilical cord blood cells in the repair of CNS diseases. Expert Opin Biol Ther 2004; 4; 2: 121-130
- Willing AE, et al. Intravenous versus intrastriatal cord blood administration in a rodent model of stroke. J Neurosci Res 2003; 73; 3: 296-307
- Umbilical cord blood cells and brain stroke injury: bringing in fresh blood to address an old problem. J Clin Invest. 2004; 114; 3: 312-314
|
