Секретом стволовых клеток - Stem cell secretome - Wikipedia

В секретом стволовых клеток (также называемый секретом стромальных клеток) - собирательный термин для паракринные растворимые факторы произведено стволовые клетки и используется для их межсотовая связь. В дополнение к межклеточной коммуникации паракринные факторы также отвечают за развитие тканей, гомеостаз и (регенерацию). Секретом стволовых клеток состоит из внеклеточные везикулы,[1] конкретно экзосомы, микровезикулы, мембранные частицы, пептиды и мелкие белки (цитокины ). Было обнаружено, что паракринная активность стволовых клеток, то есть секретома стволовых клеток, является преобладающим механизмом, с помощью которого терапия на основе стволовых клеток опосредует их эффекты при дегенеративных, аутоиммунных и / или воспалительных заболеваниях.[2] Хотя не только стволовые клетки обладают секретомом, который влияет на их клеточную среду, их секретом в настоящее время кажется наиболее подходящим для терапевтического использования.[3].

Исследование

Лечение стволовыми клетками, здесь называется терапией, не использующейкроветворный, мезенхимальные стволовые клетки, обладают широким спектром потенциальных терапевтических преимуществ при различных заболеваниях, большинство из которых в настоящее время исследуются в клинические испытания.[4] Терапевтические свойства стволовых клеток в основном связаны с их секретомом, который, как было показано, модулирует несколько биологических процессов in vitro и in vivo, таких как пролиферация, выживание, дифференцировка, иммуномодуляция, антиапоптоз, ангиогенез и стимуляция соседних с тканями клеток. . Это противоречит исторической гипотезе о том, что миграция стволовых клеток и трансдифференцировка является основным механизмом воздействия инъекционной терапии стволовыми клетками.[2]

Чаще всего для терапевтического использования используются стволовые клетки человека (аутологичный ) Мезенхимальные стволовые клетки, hMSCs. Секретом hMSCs - один из наиболее широко исследуемых профилей секретома. Секретомы других типов клеток, например дендритных клеток, также исследуются для терапевтического использования.[5]

Исследования hMSC, направленные на изучение их регенеративной способности для предполагаемого лечения нейродегенеративных заболеваний, показали, что hMSC способны секретировать важные нейрорегуляторные молекулы, такие как нейротрофический фактор головного мозга (BDNF), фактор роста нервов (NGF), фактор роста инсулина 1 (IGF-1), фактор роста гепатоцитов (HGF), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), трансформирующий фактор роста бета (TGF-β), нейротрофический фактор глиального происхождения (GDNF), фактор роста фибробластов 2 (FGF-2), фактор стволовых клеток (SCF), гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (G-CSF) и фактор, полученный из стромальных клеток (SDF-1) как in vitro, так и in vivo. Было показано, что все эти молекулы оказывают благоприятное воздействие на лечение нейродегенеративных заболеваний.[6]

Что касается ортопедических заболеваний, таких как артрит, паракринные факторы терапии на основе стволовых клеток, по-видимому, ответственны за большинство регенеративных эффектов. Внеклеточные везикулы играют важную роль в развитии суставов и в регуляции внутрисуставного гомеостаза. В случае артрита этот гомеостаз нарушается по разным причинам. Гипотетически одна из причин может быть связана с накоплением стареющие клетки и связанный с ними секреторный фенотип. Секретом (мезенхимальных) стволовых клеток положительно влияет на восстановление внутрисуставного гомеостаза и стимуляцию регенерации с помощью различных факторов роста, цитокинов и miRNA которые содержатся во внеклеточных пузырьках секретома.[7]

Как следствие, были предприняты усилия по эффективному синтезу специфических секретом стволовых клеток in vitro. Обычно стволовые клетки активируются и производят большее количество секретома в ответ на внешний стресс (например, поврежденные ткани in vivo). Таким образом, основным механизмом прекондиционирования для индукции выработки секретома (внеклеточных везикул) являются методы, вызывающие стресс, в первую очередь аноксия и гипоксия, а также фармакологические, физические или связанные с цитокинами методы, которые заставляют клетки продуцировать секретом in vitro. Этот подход также известен как бесклеточная терапия стволовыми клетками.

Было высказано предположение, что будущие методы лечения, нацеленные на создание (специфического) секретома с определенным профилем и оптимизированные концентрации паракринных факторов, дадут лучший, более надежный и контролируемый результат по сравнению с предыдущими подходами, которые полагались исключительно на инъекционный (мезенхимальный) ствол. клетки в организм и надеются, что их паракринная (или трансдифференцированная) способность окажет благотворное влияние на организм.[8] Однако контролируемое терапевтическое использование секретома стволовых клеток требует высококачественной стандартизации методов выделения и анализа для получения воспроизводимых препаратов секретома.

Различные фармацевтические компании и клинические учреждения приступили к разработке протоколов для экстракции in vitro определенных профилей секретома из аутологичных мезенхимальных стволовых клеток, а также для клинического использования секретома в качестве нового терапевтического средства для многих заболеваний, либо в качестве частной платной процедуры, либо в рамках клинических испытаний.[9][10] Несмотря на то, что по состоянию на май 2017 года эти методы лечения соответствуют нормативной базе в Европе при определенных условиях, пока нет доказательств их эффективности в клинических испытаниях на людях, кроме сообщений об отдельных случаях. Таким образом, в настоящее время клиническое использование секретома стволовых клеток носит экспериментальный характер и в основном основывается на данных in vitro и на животных.[11] Одно из потенциальных применений секретома аутологичных стволовых клеток было в ветеринарии, которое коммерциализировано российской компанией T-Helper Cell Technologies в 2017 году под названием Репарин-Хелпер.

Рекомендации

  1. ^ Поль, Эдвин ван дер; Böing, Anita N .; Харрисон, Пол; Стурк, Огест; Ньюленд, Риенк (01.07.2012). «Классификация, функции и клиническое значение внеклеточных везикул». Фармакологические обзоры. 64 (3): 676–705. Дои:10.1124 / пр.112.005983. ISSN  0031-6997. PMID  22722893.
  2. ^ а б Teixeira, Fábio G .; Карвалью, Мигель М .; Соуза, Нуно; Сальгадо, Антониу Х. (01.10.2013). «Секретома мезенхимальных стволовых клеток: новая парадигма регенерации центральной нервной системы?». Клеточные и молекулярные науки о жизни. 70 (20): 3871–3882. Дои:10.1007 / s00018-013-1290-8. HDL:1822/25128. ISSN  1420-682X. PMID  23456256.
  3. ^ Махла RS (2016). «Применение стволовых клеток в регенеративной медицине и трепевтике болезней». Международный журнал клеточной биологии. 2016 (7): 1–24. Дои:10.1155/2016/6940283. ЧВК  4969512. PMID  27516776.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  4. ^ Teixeira, Fábio G .; Panchalingam, Krishna M .; Ассунсао-Силва, Рита; Серра, София С .; Мендес-Пиньейру, Барбара; Патрисио, Патриция; Юнг, Сонхун; Анджо, Сандра I .; Манадас, Бруно (15.06.2016). «Модуляция секретома мезенхимальных стволовых клеток с использованием биореакторов с компьютерным управлением: влияние на пролиферацию, выживаемость и дифференциацию нейрональных клеток». Научные отчеты. 6 (1): 27791. Дои:10.1038 / srep27791. ISSN  2045-2322. ЧВК  4908397. PMID  27301770.
  5. ^ Джармалавичюте, Аквиле; Пиворунас, Аугустас (2016). «Нейропротекторные свойства внеклеточных везикул, полученных из мезенхимальных стволовых клеток». Исследование нейронной регенерации. 11 (6): 904–5. Дои:10.4103/1673-5374.184480. ЧВК  4962579. PMID  27482210.
  6. ^ Чжан, Бинь; Йео, Ронн Ви Йе; Тан, Кок Хиан; Лим, Сай Кианг (2016-02-06). "В центре внимания внеклеточные везикулы: терапевтический потенциал внеклеточных везикул, полученных из стволовых клеток". Международный журнал молекулярных наук. 17 (2): 174. Дои:10.3390 / ijms17020174. ЧВК  4783908. PMID  26861305.
  7. ^ Мальда, Йос; Боре, Яннеке; Лест, Крис Х. А. ван де; Верен, П. Рене ван; Вобен, Марка Х. М. (2016). «Внеклеточные везикулы - новый инструмент для восстановления и регенерации суставов». Nature Reviews Ревматология. 12 (4): 243–249. Дои:10.1038 / nrrheum.2015.170. PMID  26729461.
  8. ^ Salgado, António J .; Гимбл, Джеффри М. (01.12.2013). «Секретом мезенхимальных стволовых / стромальных клеток в регенеративной медицине». Биохимия. Специальный раздел: Секретом мезенхимальных стволовых клеток в регенеративной медицине. 95 (12): 2195. Дои:10.1016 / j.biochi.2013.10.013. PMID  24210144.
  9. ^ «Центр стволовых клеток Анова ИРМ». anova-irm-stemcell-center.com. 2017.
  10. ^ "Репарин | Главная страница" (на русском). Получено 2020-01-24.
  11. ^ Конала, Виджай Бхаскар Редди; Мамиди, Мурали Кришна; Бхонде, Рамеш; Дас, Анджан Кумар; Почампалли, Радхика; Пал, Раджарши (2016-01-01). «Текущий ландшафт секретома мезенхимальных стромальных клеток: новая парадигма бесклеточной регенерации». Цитотерапия. 18 (1): 13–24. Дои:10.1016 / j.jcyt.2015.10.008. ISSN  1465-3249. ЧВК  4924535. PMID  26631828.