Мезенхимальные стволовые клетки пуповины секретируют факторы, способствующие лечению инсульта

Исследователи показали, что мезенхимальные стволовые клетки  (МСК), полученные из тканей человеческой пуповины, обладают более выраженной нейропротективной активностью, а также лучше способствуют нейрогенезу и ангиогенезу, чем МСК, выделенные из костного мозга, благодаря секретируемым факторам.

Мезенхимальные стволовые клетки сегодня считаются многообещающим инструментом для клеточной терапии инсульта, так как они обладают способностью стимулировать эндогенный ангиогенез и нейрогенез благодаря секретируемым факторам. Однако, как было показано ранее, секретомы МСК, полученных из разных источников, отличаются между собой. 

Авторы данного исследования выделили мезенхимальные стволовые клетки из Вартонова студня человеческой пуповины и из костного мозга и сравнили их секретомы. Также было оценено влияние этих МСК на миграцию клеток мышиной нейробластомы (клеточная линия N2a) с помощью технологии Transwell и исследован эффект их кондиционированной среды на дифференцировку клеток N2a. Кроме того, методом ELISA было определено содержание PGF и CXCL5 в кондиционированной среде МСК, выделенных из пуповины и из костного мозга. Также мезенхимальные стволовые клетки из двух источников ко-культивировали с первичной кортикальной культурой в посуде, разделенной мембраной, для оценки паракринного действия МСК. Первичную кортикальную культуру предварительно подвергали кислородно-глюкозной депривации, имитируя условия в головном мозге при остром ишемическом инсульте, а затем в ней оценивали процент погибших и апоптотических клеток. Для оценки ангиогенного эффекта МСК использовали культуру клеточной линии HMEC1 (human microvascular endothelial cells).

Было показано, что в МСК, полученных из Вартонова студня пуповины, экспрессируются транскрипционные факторы нейрогенеза (такие как SOX11 и PITX1), а также транскрипционные факторы, ассоциированные с ангиогенезом (FOXF1). Кроме того, на этих клетках в большем количестве обнаружены рецепторы, участвующие в нейрогенезе и ангиогенезе, включая CDH2, NRP2 и FLT1. Также исследователи продемонстрировали, что в МСК из Вартонова студня были активированы гены HBEGF, CXCL5, CXCL2, EGF, FGF9, MDK и NTF3, при этом в МСК из костного мозга были активированы только гены PGF и ANGPT1. В кондиционированной среде МСК из Вартонова студня обнаружено большее количество CXCL5, в то время как костномозговые МСК секретировали больше PGF.

Сеть взаимодействий между секретируемыми факторами. Факторы, которые относятся к ангиогенезу, нейрогенезу, васкулогенезу, росту аксонов и миграции нейронов, соединены. Гены, отмеченные красным, активированы у МСК из Вартонова студня пуповины, гены, выделенные зеленым - у костномозговых МСК 

Также результаты данной работы свидетельствуют о том, что мезенхимальные стволовые клетки пуповины лучше стимулируют дифференцировку и миграцию нейрональных клеток посредством паракринных механизмов. Более того, МСК из Вартонова студня обладают более выраженным нейропротективным действием, о чем свидетельствует меньший процент погибших и апоптотических клеток в первичной кортикальной культуре после кислородно-глюкозной депривации. С точки зрения ангиогенеза мезенхимальные стволовые клетки, полученные из Вартонова студня пуповины, лучше стимулируют формирование микрососудов и клеточную миграцию при ко-культивировании с эндотелиальными клетками. 

Результаты этого исследования позволяют предположить, что Вартонов студень пуповины является лучшим источником мезенхимальных стволовых клеток для стимуляции восстановления нервной ткани и репарации эндотелия благодаря уникальному секретому получаемых МСК. Таким образом, мезенхимальные стволовые клетки, выделенные из пуповины, могут стать эффективным средством клеточной терапии инсульта.

Литература

Hsieh JY, Wang HW, Chang SJ, Liao KH, Lee IH, Lin WS, Wu CH, Lin WY, Cheng SM. Mesenchymal stem cells from human umbilical cord express preferentially secreted factors related toneuroprotection, neurogenesis, and angiogenesis. PLoS One. 2013 Aug 22;8(8):e72604. doi: 10.1371/journal.pone.0072604.

Полный текст статьи