Трансплантация МСК пуповины и CD34+ клеток пуповинной крови при инфаркте миокарда

Инфаркт миокарда - одно из важнейших заболеваний, для лечения которых необходимо разработать эффективный метод клеточной терапии. Целью данного исследования является изучение эффекта гипоксического прекондиционирования (ГП) на иммуномодулирующие свойства мезенхимальных стволовых клеток (МСК), полученных из пуповины, а также эффекта ко-трансплантации этих клеток и CD34+ клеток из человеческой пуповинной крови кроликам с экспериментальным инфарктом миокарда.

МСК пуповины, после гипоксического прекондиционирования с помощью хлорида кобальта или без него, поместили в 24-луночный планшет и культивировали с CD34+ клетками пуповинной крови и мононуклеарными клетками периферической крови (МКПК) в течение 96 часов в инкубаторе при 37 °C и 5 % CO₂. В качестве негативного контроля использовалась культура без мезенхимальных стволовых клеток. Были сформированы следующие группы культур клеток: А1 - МСК после гипоксического прекондиционирования (ГП-МСК) + CD34+ клетки пуповинной крови + МКПК; А2 - МСК + CD34+ клетки пуповинной крови + МКПК; негативный контроль - CD34+ клетки пуповинной крови и МКПК. После культивирования супернатанты каждой группы культур собирались и методом ELISA в них оценивались уровни интерлейкина-10 (interleukin-10, IL-10) и интерферона-γ (interferon-γ, IFN-γ).

Экспериментальная модель инфаркта миокарда была реализована с использованием модифицированного метода, описанного FujitaM. Животным, случайным образом распределенным на три группы, провели интрамиокардиальную инъекцию 0,4 ml фосфатно-солевого буфера (ФСБ) (n = 8, группа ФСБ), либо суспензии МСК в ФСБ (n = 8, группа МСК), либо суспензии МСК и CD34+ клеток в ФСБ (n = 8, группа ко-трансплантации). Инъекцию выполняли в четырех точках в пограничной зоне. Эхокардиографию выполняли перед операцией, через 4 недели после инфаркта миокарда и через 4 недели после трансплантации клеток соответственно. Дифференцировку стволовых клеток и неоваскуляризацию в области инфаркта оценивали с помощью иммуноцитохимических методов по наличию кардиального тропонина I (cardiac Troponin I, cTnI) и CD31, а протяженность миокардиального фиброза - с помощью окраски гематоксилином и эозином и трехцветной окраски по Массону.

Уровень IFN-γ составлял 27,00 ± 1,11, 14,20 ± 0,81 и 7,22 ± 0,14 pg/ml, а уровень IL-10 - 31,68 ± 3,08, 61,42 ± 1,08 и 85,85 ± 1,80 pg/ml для контрольной группы, групп А1 и А2 соответственно. Эти данные показывают, что CD34+ клетки пуповинной крови индуцируют иммунную реакцию мононуклеарных клеток периферической крови, тогда как МСК пуповины и ГП-МСК демонстрируют иммуноспрессивный эффект, который, однако ослабляется после гипоксического прекондиционирования. В группе ко-трансплантации наблюдалось менее выраженное отложение коллагена в зоне инфаркта, чем в группах ФСБ и МСК, показатели сердечной деятельности также были лучше в этой группе. Наличие TnI-позитивных клеток и CD31-позитивных тубулярных структур указывало на дифференцировку стволовых клеток в кардиомиоциты и на неоваскуляризацию. Плотность микрососудов была равна 12,19 ± 3,05/HP для группы МСК и 31,63 ± 2,45/HP для группы ко-трансплантации соответственно (P < 0,01).

Полученные данные позволяют сделать вывод, что МСК и ГП-МСК оказывают иммуносупрессивный эффект на лимфоциты, который может быть ослаблен с помощью гипоксического прекондиционирования. Совместная трансплантация МСК и CD34+ клеток пуповинной крови может улучшить сердечную деятельность и уменьшить отложение коллагена после инфаркта миокарда у кроликов. Таким образом, комбинированное применение МСК пуповины и CD34+ клеток пуповинной крови может быть более предпочтительным, чем использование этих клеток отдельно благодаря увеличению количества кардиомиоцитов и усилению ангиогенеза в миокарде после инфаркта.

Литература

Li T, Ma Q, Ning M, Zhao Y, Hou Y. Cotransplantation of human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells and umbilical cord blood-derivedCD34+ cells in a rabbit model of myocardial infarction. Mol Cell Biochem. 2013 Oct 29.

Абстракт