Экзосомы мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток улучшают восстановление после экспериментального инсульта

В данной работе впервые ученые проверили гипотезу о том, что системное введение экзосом, полученных от мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК), способствует нейроваскулярному ремоделированию и функциональному восстановлению после экспериментального инсульта у крыс. 

Для исследования использовали мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки, выделенные из костного мозга крыс линии Вистар. Для получения экзосом клетки культивировали в питательной среде с бычьей фетальной сывороткой, лишенной экзосом. Затем кондиционированную питательную среду собирали и с помощью многоэтапного центрифугирования изолировали экзосомы, образованные ММСК.

Исследование проводилось на взрослых самцах крыс линии Вистар, для моделирования инсульта животным проводили окклюзию средней мозговой артерии. Через 24 часа после окклюзии крысам в хвостовую вену вводили 100 μg белка, полученного из преципитатов экзосом ММСК (опытная группа, n=6), или эквивалентный объем фосфатно-солевого буфера (контрольная группа, n=6). Для маркировки клеточной пролиферации крысам внутрибрюшинно вводили 5-бромдезоксиуридин (5-bromodeoxyuridine, BrdU, 50 мг/кг) через 24 после инсульта и далее ежедневно в течение 14 дней. Поведенческое тестирование проводилось до окклюзии средней мозговой артерии и на 1, 3, 7, 14, 21 и 28 день после операции. На 28 день после инсульта животных умерщвляли, для оценки ремоделирования аксонов, нейрогенеза и ангиогенеза использовали гистопатологические и иммуногистохимические методы. 

Системное введение экзосом, полученных от мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток, значительно улучшает функциональное восстановление после инсульта у крыс по сравнению с контрольной группой. Плотность аксонов и синаптофизин-позитивные области на границе с зоной ишемии в коре и стриатуме были значительно увеличены у крыс опытной группы. Также введение экзосом ММСК приводит к увеличению образования клеток, позитивных по даблкортину (doublecortin, Dcx - маркер нейробластов) и фактору фон Виллебранда (маркер эндотелиальных клеток). 

Введение экзосом усиливает нейрогенез и ангиогенез на границе зоны ишемии.
PBS - контрольная группа; EXO - введение экзосом ММСК. BrdU - 5-бромдезоксиуридин, Dcx - даблкортин, vWF - фактор фон Виллебранта, DAPI - 4 ',6-диамидино-2-фенилиндол, Merged - совмещение окрашивания.

Полученные данные позволяют предположить, что внутривенное введение экзосом мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток без введения самих клеток улучшает функциональное восстановление, а также ремоделирование аксонов, нейрогенез и ангиогенез после инсульта. 

Литература

Xin H, Li Y, Cui Y, Yang JJ, Zhang ZG, Chopp M. Systemic administration of exosomes released from mesenchymal stromal cells promote functional recovery andneurovascular plasticity after stroke in rats. J Cereb Blood Flow Metab. 2013 Aug 21. doi: 10.1038/jcbfm.2013.152. [Epub ahead of print]

Полный текст статьи