Влияние мезенхимальных стволовых клеток на восстановление периферического нерва после травмы

Однако суммарный эффект от использования pVax1-hBDNF был достоверно слабее, чем эффект от трансплантации на нерв мезенхимальных стволовых клеток. Мезенхимальные стволовые клетки по сравнению с pVax1-hBDNF оказывали достоверно лучшее восстановление функции двигательных нервных волокон и восстановление проводимости поврежденного нерва. Вероятно, это объясняется тем, что МСК экспрессируют не один фактор роста, а целый спектр факторов, обладающих нейротрофическими и ангиогенными свойствами (Pittenger MF, 2004; Haniffa MA, 2009; Nombela-Arrieta C, 2011; Ефименко АЮ, 2010). Секретируемые факторы продуцируются в физиологических отношениях и функционально дополняют друг друга. Также, есть все основания полагать, что мезенхимальные стволовые клетки, которые сразу после трансплантации секретируют широкий спектр протективных факторов, будут лучше способствовать выживанию травмированных нейронов и запуску в них программы регенерации, чем генетическая конструкция, которая начинает экспрессироваться, минимум через 15-18 часов после инъекции (Johnson BD, 2005). Более того, недавно стало известно, что для реализации иммунносупрессивного эффекта МСК недостаточно одной их кондиционированной среды, а необходимо динамическое взаимодействие МСК с Т-лимфоцитами (Nauta AJ, 2007). Возможно, такого рода «диалог» между МСК и нейральными клетками необходим для более полноценного восстановления поврежденного нерва, чего не может обеспечить гиперэкспрессия одного, пусть и ключевого, фактора роста.

Выводы

1. Мезенхимальные стволовые клетки, выделенные из жировой ткани, cтимулируют восстановление структуры и функции периферического нерва после повреждения.

2. Мезенхимальные стволовые клетки экспрессируют нейротрофические факторы, навигационные молекулы, компоненты матрикса и миелина, необходимые для восстановления структуры и функции нервного волокна. Ключевую роль в способности МСК стимулировать восстановление травмированного нерва играет мозговой фактор роста нервов (BDNF).

3. Генетическая конструкция, содержащая кДНК BDNF, стимулирует восстановление структуры и функции травмированного периферического нерва, что подтверждает важный вклад этого фактора в способность МСК стимулировать восстановление поврежденного нерва. Эффект генетической конструкции pVax1-hBDNF на восстановление поврежденного нерва достоверно меньше, чем эффект МСК.

Значимость и рекомендации

Результаты диссертационной работы демонстрируют способность мезенхимальных стволовых клеток стимулировать восстановление структуры и функции травмированного периферического нерва и раскрывают механизм стимулирующего действия МСК. Полученные данные указывают на секреторную активность МСК, как на основной механизм стимуляции восстановления поврежденных нервных волокон. Результаты диссертационной работы демонстрируют целесообразность использования мезенхимальных стволовых клеток для стимуляции восстановления травмированного периферического нерва и позволяют предположить, что улучшить способность МСК стимулировать восстановление поврежденной ткани можно за счет усиления их секреторной активности. Этого можно добиться с помощью генетической модификации МСК конструкциями, кодирующими факторы роста, или с помощью предтрансплантационного культивирования МСК в условиях гипоксии.

В результате проведенной работы была создана генетическая конструкция, кодирующая один из ключевых факторов роста нервов (мозговой фактор роста нервов). Была показана ее способность стимулировать восстановление структуры и функции травмированного нерва. Однако эффективность данной генетической конструкции восстанавливать травмированные нервные волокна значительно уступала эффективности МСК. Это демонстрирует, что МСК оказывают лучший эффект на восстановление травмированного нерва, чем гиперэкспрессия одного, пусть и ключевого нейротрофического фактора. Полученные результаты демонстрируют необходимость использования для стимуляции восстановления поврежденного нерва целого комплекса факторов роста. Такого же эффекта можно добиться, трансплантируя в место повреждения клетки, продуцирующие факторы роста. Такими клетками являются мезенхимальные стволовые клетки.

Результаты работы рекомендуется использовать в материалах лекций для студентов по курсу «Молекулярная медицина» и для разработки более эффективных методов лечения травм периферических нервов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Статьи в журналах и сборниках:

1. Tatiana Lopatina, Natalia Kalinina, Maxim Karagyaur, Dmitry Stambolsky, Kseniya Rubina, Alexander Revischin, Galina Pavlova, Yelena Parfyonova, Vsevolod Tkachuk- Adipose-derived stem cells stimulate regeneration of peripheral nerves: BDNF secreted by these cells promotes nerve healing and axon growth de novo. // PLoS One. 2011; 6 (3): e17899. http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0017899

2. Карагяур М.Н., Лопатина Т.В., Стамбольский Д.В., Калинина Н.И., Ткачук В.А. - Стимуляция восстановления общего малоберцового нерва мыши после травмы с помощью мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток. // сборник статей по материалам конференции «Стволовые клетки и регенеративная медицина», изд. МАКС Пресс, 2011 год, стр. 102-112.

3. Ракитянский М.М., Агранат М.Б., Ашитков С.И., Карагяур М.Н., Мухамеджанова Д.М.,Домогатский С.П., Овчинников А.В., Ситников Д.С., Стамбольский Д.В., Шевелев И.Н. Исследования биологических объектов на клеточном и субклеточном уровне с помощью фемтосекундного лазерного оптического пинцета-скальпеля, Вестник трансплантологии и искусственных органов, 2009 г., том XI № 3, стр.107-113.

4. Белоглазова И.Б., Акопян Ж.А., Карагяур М.Н., Плеханова О.С., Семина Е.В., Стамбольский Д.В. - Перспективы создания противоопухолевых лекарственных средств, направленных на систему активатора плазминогена урокиназного типа. // Технологии живых систем, 2013г., № 1, стр. 3-19.

Тезисы конференций:

1. Карагяур М.Н., Лопатина Т.В., Стамбольский Д.В., Суздальцева Ю.Г., Калинина Н.И., Ткачук В.А. - Стимуляция посттравматического восстановления периферического нерва мезенхимальными стволовыми клетками опосредована продукцией нейротрофических факторов. // III конференция "Биология Стволовых Клеток: Фундаментальные аспекты", посвященная памяти академика Н.Г.Хрущова: сборник тезисов, Москва, 6-8 июня, 2011, стр.51-52.

2. Карагяур М.Н., Лопатина Т.В., Стамбольский Д.В., Калинина Н.И., Ткачук В.А. -Мезенхимальные стволовые клетки стимулируют восстановление периферического нерва благодаря секреции нейротрофических факторов. // Всероссийская конференция "Регенеративная биология и медицина": сборник научных трудов, Москва, издательский дом "Нарконет", 2011, стр.78-79.

3. Ракитянский М.М., Агранат М.Б, Ашитков С.И., Комаров П.С., Овчинников А.В., Ситников Д.С., Карагяур М.Н., Стамбольский Д.В., Шевелев И.Н. - Фемтосекундный лазерный «пинцет-скальпель» для захвата и манипулирования нанообъектами, оптической микро-нанохирургии и тканевой инженерии. // Тезисы докладов международного форума по нанотехнологиям. Москва 2008. http://www.edu-cons.net/atlas_last/doc/200/12_6.pdf

4. Ракитянский М.М., Карагяур М.Н., Агранат М.Б., Мухамеджанова Д.М., Ашитков С.И., Домогатский С.П., Овчинников А.В., Ситников Д.С., Стамбольский Д.В., Шевелев И.Н. Оптическое трехмерное позиционирование и модификация биологических объектов на клеточном и субклеточном уровне // Материалы Всероссийской научной школы-конференции «Аутологичные стволовые клетки: экспериментальные и клинические исследования для молодежи», Москва, 2009, стр.28-29.

5. Ракитянский М.М., Агранат М.Б., Шевелев И.Н., Ашитков С.И., Карагяур М.Н., Мухамеджанова Д.М., Домогатский С.П., Овчинников А.В., Ситников Д.С., Стамбольский Д.В. - Лазерные технологии оптического манипулирования и модификации клеточных объектов, в том числе и нервной ткани. // Симпозиум «Высокие медицинские технологии в нейрохирургии» Москва, 2009.

Подписано в печать.

Формат А4

Бумага офсетная. Печать цифровая.

Тираж - 100 экз. Заказ No 153

Типография ООО “Ай-клуб” (Печатный салон МДМ)

119146, г. Москва, Комсомольский пр-т, д.28

Тел. 8(495)782-88-39

Размещено на Allbest.ru