№ 3 / 2014 / 48-55

УДК 612.841.1: 616.001.1: 615.36

Мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки для терапии дисфункции лимбального эпителия

Авторы: Повещенко О.В.¹, Повещенко А.Ф.², Лыков А.П.³, Бондаренко Н.А.⁴, Никонорова Ю.В.⁵, Дружинин И.Б.⁶, Коненков В.И.⁷

Принадлежность авторов

Реферат

Одним из способов терапии дисфункции лимбального эпителия является терапия стволовыми клетками. Мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки представляют собой класс стволовых клеток, которые распределены в различных тканях и органах, они имеют потенциал к самоподдержанию, способны дифференцироваться при определенных условиях в другие типы клеток, помимо репаративного потенциала, оказывают иммуномодулирующее, противовоспалительное и модулирующее ангиогенез действие. Эти потенциальные свойства мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток являются ценными для реконструкции роговицы. В настоящем обзоре обобщена информация о применении мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток для терапии заболеваний роговицы.

Тэги

клеточная терапия, лимбальные стромальные клетки, мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки, регенерация, роговица, цитодифференцировка

Список литературы

1. Аветисов С.Э., Суббот А.М., Антохин А.И. и др. Персонализированная клеточная терапия в офтальмологии (II): цитокиновый профиль аутогенного клеточного продукта // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2012. VII. (1). 49–53.

2. Баторов Е.В., Шевела Е.Я., Крючкова И.В. и др. Влияние мезенхимальных стромальных клеток на клинико-лабораторные показатели эффективности трансплантации аутологичных гемопоэтических стволовых клеток у больных лимфомами // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. 2012. (3/2). 33–37.

3. Беляковский П.В., Лобанок Е.С. Перспективы применения стволовых клеток в офтальмологии // Офтальмология в Беларуси. 2009. (2). 81–91.

4. Кругляков П.В., Соколова И.Б., Зинькова Н.Н. и др. Дифференцировка мезенхимальных стволовых клеток в кардиомиоцитарном направлении in vitro и in vivo // Клеточные технологии в биологии и медицине. 2006. (4). 194–197.

5. Матюков А.А. Влияние интрамиокардиальной аутотрансплантации клеток костного мозга на перфузию ишемизированного миокарда в эксперименте // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2006. (3). 42–48.

6. Половников Е.В., Ступак В.В., Самохин А.Г. и др. Влияние мезенхимальных стромальных клеток костного мозга и жировой ткани // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. 2012. (3/2). 301–304.

7. Повещенко О.В., Колесников А.П., Ким И.И. и др. Способы выделения и условия культивирования мезенхимальных стромальных клеток жировой ткани человека, полученной из различных источников // Бюл. СО РАМН. 2008. (5). 90–95.

8. Повещенко О.В., Повещенко А.Ф., Коненков В.И. Физиологические и цитологические основы клеточной регуляции ангиогенеза // Успехи физиологических наук. 2012. 43. (3). 48–61.

9. Черных Е.Р., Баторов Е.В., Шевела Е.Я. и др. Влияние мезенхимальных стромальных клеток на раннее восстановление лимфоцитов у больных злокачественными лимфомами с аутологичной трансплантацией гемопоэтических стволовых клеток // Бюл. СО РАМН. 2011. 31. (2). 101–107.

10. Шевела Е.Я., Васильев И.А., Ступак В.В. и др. Мезенхимальные стромальные клетки в коррекции неврологического дефицита и морфологических изменений в модели очаговых повреждений головного мозга, индуцированных нарушением венозного кровотока // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. 2012. (3/2). 332–336.

11. Ahn W., Hong H.S., Zhang M. et al. Induction of mesenchymal to epithelial transition of circulating mesenchymal stem cells by conditioned medium of injured cornea // Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 2013. 10. 86–92.

12. Ahrari I., Purhabibi Z.N., Khosravi M.M. et al. Adipose Tissue Derived Multipotent Mesenchy– mal Stromal Cells Can Be Isolated Using Serum-free Media // Iran Red. Cres. Med. J. 2013. 15. 324–329.

13. Ankrum J.A., Ong J.F., Karp J.M. Mesenchymal stem cells: immune evasive, not immune privileged // Nat. Biotechnol. 2014. doi: 10.1038/nbt.2816.

14. Bojic S., Volarevic V., Ljujic B., Stojkovic M. Dental stem cells – characteristics and potential // Histol. Histopathol. 2014. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24446280.

15. Baker P.S., Brown G.C. Stem-cell therapy in retinal disease // Current Opinion in Ophthalmology. 2009. 20. 175–181.

16. Branch M.J., Hashmani K., Dhillon P. et al. Mesenchymal stem cells in the human corneal limbal stroma // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2012. 53. (9). 5109–5116.

17. Bray L.J., Heazlewood C.F., Atkinson K. et al. Evaluation of methods for cultivating limbal mesenchymal stromal cells // Cytotherapy. 2012. 14. (8). 936–947.

18. Bray L.J., Heazlewood C.F., Munster D.J. et al. Immunosuppressive properties of mesenchymal stromal cell cultures derived from the limbus of human and rabbit corneas // Cytotherapy. 2014. 16. (1). 64–73.

19. Chen S.Y., Mahabole M., Tseng S.C.G. Optimization of Ex Vivo Expansion of Limbal Epithelial Progenitors by Maintaining Native Niche Cells on Denuded Amniotic Membrane // TVST. 2013. http://tvstjournal.org/doi/full/10.1167/tvst.2.7.1.

20. Choudhery M.S., Badowski M., Muise A., Harris D.T. Comparison of human mesenchymal stem cells derived from adipose and cord tissue // Cytotherapy. 2013. 15. (3). 330–343.

21. Das M., Sundell I.B., Koka P.S. Adult mesenchymal stem cells and their potency in the cell-based therapy // J. Stem Cells. 2013. 8. (1). 1–16.

22. Decot V., El Omar R., Beroud J. et al. Umbilical cord mesenchymal stem cells: the new gold standard for mesenchymal stem cell based therapies? // Tissue Eng. Part. B. Rev. 2014.

23. Elisseeff J., Madrid1 M.G., Qiaozhi Lu Q. et al. Future Perspectives for Regenerative Medicine in Ophthalmology // Middle East African J. Ophthalmology. 2013. 20. 38–45.

24. Garfias Y., Nieves-Hernandez J., Garcia-Mejia M. et al. Stem cells isolated from the human stromal limbus possess immunosuppressant properties // Mol. Vis. 2012. 18. 2087–2095.

25. Gu S., Xing C., Han J. et al. Differentiation of rabbit bone marrow mesenchymal stem cells into corneal epithelial cells in vivo and ex vivo // Mol. Vis. 2009. 15. 99–107.

26. Holan V., Javorkova E., Trosan P. The growth and delivery of mesenchymal and limbal stem cells using copolymer polyamide 6/12 nanofiber scaffolds // Methods Mol. Biol. 2013. 1014. 187–199.

27. Hu N., Zhang Y.Y., Gu H.W., Guan H.J. Effects of bone marrow mesenchymal stem cells on cell proliferation and growth factor expression of limbal epithelial cells in vitro // Ophthalmic Res. 2012. 48. 82–88.

28. Ichim T.E., Solano F., Lara F. et al. Feasibility of combination allogeneic stem cell therapy for spinal cord injury: a case report // Int. Arch. Med. 2010. doi: 10.1186/1755-7682-3-30.

29. Jia Z., Jiao C., Zhao S. et al. Immunomodulatory effects of mesenchymal stem cells in a rat corneal allograft rejection model // Exp. Eye Res. 2012. 102. 44–49.

30. Jin H.J., Bae Y.K., Kim M. et al. Comparative Analysis of Human Mesenchymal Stem Cells from Bone Marrow, Adipose Tissue, and Umbilical Cord Blood as Sources of Cell Therapy // Int. J. Mol. Sci. 2013. 14. 17986–18001.

31. Johnson T.V., Bull N.D., Hunt D.P. et al. Neuroprotective Effects of Intravitreal Mesenchymal Stem Cell Transplantation in Experimental Glaucoma // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2010. 51. 2051–2059.

32. Jorgensen C., Deschaseaux F., Planat-Benard V., Gabison E. Mesenchymal stem cells: A therapeutic update // Med. Sci. (Paris). 2011. 27. (3). 275–284.

33. Kruglyakov P.V., Sokolova I.B., Zinkova N.N. et al. In vitro and in vivo differentiation of mesenchymal stem cells in the cardiomyocyte direction // Bull. Exp. Biol. Med. 2006. 142. 503–506.

34. Lan Y., Kodati S., Lee H.S. et al. Kinetics and function of mesenchymal stem cells in corneal injury // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2012. 53. 3638–3644.

35. Lee D.S., Hheo J.W., Cho H.J. et al. Combined corneal allotransplantation and vitreoretinal surgery using an Eeckardt temporary keratoprosthesis: analysis for factors determining corneal allograft survival // Clinical Ophthalmology. 2014. 8. 449–454.

36. Lim M.N., Hussin N.H., Othman A. et al. Ex vivo expanded SSEA-4+ human limbal stromal cells are multipotent and do not express other embryonic stem cell markers // Mol. Vis. 2012. 18. 1289–1300.

37. Lv F.J., Tuan R.S., Cheung K.M., Leung V.Y. The surface markers and identity of human mesenchymal stem cells // Stem Cells. 2014. doi: 10.1002/stem.1681.

38. Maggini J., Mirkin G., Bognanni I. et al. Mouse Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stromal Cells Turn Activated Macrophages into a Regulatory-Like Profile // PLoS ONE. 2010. 5. e9252.

39. Mahabole M., Tseng S.C.G. Optimization of Ex Vivo Expansion of Limbal Epithelial Progenitors by Maintaining Native Niche Cells on Denuded Amniotic Membrane // TVST. 2013. http://tvstjournal.org/doi/full/10.1167/tvst.2.7.1.

40. Oh J.Y., Roddy G.W., Choi H. et al. Anti-inflammatory protein TSG-6 reduces inflammatory damage to the cornea following chemical and mechanical injury // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010. 107. 16875–16880.

41. Oh J.Y., Kim M.K., Shin M.S. et al. The anti-inflammatory and anti-angiogenic role of mesenchymal stem cells in corneal wound healing following chemical injury // Stem Cells. 2008. 26. (4). 1047–1055.

42. Oie Y., Nishida K. Regenerative Medicine for the Cornea // BioMed. Research International. 2013. http://dx.doi.org/10.1155/2013/428247.

43. Omoto M., Miyashita H., Shimmura S. et al. The use of human mesenchymal stem cell-derived feeder cells for the cultivation of transplantable epithelial sheets // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2009. 50. 2109–2115.

44. Park S.H., Kim K.W., Chun Y.S., Kim J.C. Human mesenchymal stem cells differentiate into keratocyte-like cells in keratocyte-conditioned medium // Exp. Eye Res. 2012. 101. 16–26.

45. Ricciardi M., Malpeli G., Bifari F. et al. Comparison of epithelial differentiation and immune regulatory properties of mesenchymal stromal cells derived from human lung and bone marrow // PloS ONE. 2012. 7. e35639.

46. Shalaby S.M., El-Shal A.S., Abd-Allah S.H. et al. Mesenchymal stem cell injection protects against oxidative stress in Escherichia coli-induced acute lung injury in mice // Cytotherapy. 2014. doi: 10.1016/j.jcyt.2013.12.006.

47. Takacs L., Toth E., Berta A., Vereb G. Stem cells of the adult cornea: from cytometric markers to therapeutic applications // Cytometry A. 2009. 75. (1). 54–66.

48. Thomas V.J., Caterson B., KaoW.W. Transplantation of human umbilical mesenchymal stem cells cures the corneal defects of Mucopolysaccharidosis VII mice // Stem Cells. 2013. doi: 10.1002/stem.1481.

49. Watson S.L., Marcal H., Sarris M. et al. The effect of mesenchymal stem cell conditioned media on corneal stromal fibroblast wound healing activities // Br. J. Ophthalmol. 2010. 94. 1067–1073.

50. Yao L., Bai H. Mesenchymal stem cells and corneal recons ruction // Molecular. Vision. 2013. 19. 2237–2243.

51. Yao L., Li Z.R., Su W.R. et al. Role of mesenchymal stem cells on cornea wound healing induced by acute alkali burn // PLoS One. 2012. 7. (2). doi: 10.1371/journal.pone.0030842.

52. Ye J., Yao K., Kim J.C. Mesenchymal stem cell transplantation in a rabbit corneal alkali burn model: engraftment and involvement in wound healing // Eye (Lond). 2006. 20. 482–490.

53. Yeum C.E., Park E.Y., Lee S-B. et al. Quantification of MSCs involved in wound healing: use of SIS to transfer MSCs to wound site // J. Tissue Eng. Regen. Med. 2013. 7. 279–291.

54. Zakaria N., Possemiers T., Ni Dhubhghaill S. et al. Results of a phase I/II clinical trial: standardized, non-xenogenic, cultivated limbal stem cell transplantation // J. Transl. Med. 2014. doi:10.1186/1479-5876-12-58.

55. Zhang X.M., Jiao C.N., Jia Z. et al. Investigation of the role of mesenchymal stem cells on keratoplasty rejection // Zhonghua Yan Ke Za Zhi. 2012. 48. (8). 733–738.

56. Zhang X.M., Li X.R. Potential applications of mesenchymal stem cells in ocular diseases // Zhonghua Yan Ke Za Zhi. 2012. 48. (10). 956–960.

Об авторах (для корреспонденции):

Повещенко О.В. – к.м.н., зав. лабораторией клеточных технологий, e-mail: poveschenkoov@yandex.ru

Повещенко А.Ф. – д.м.н., зав. лабораторией физиологии протективной системы, e-mail: poveshchenkoa200@mail.ru

Лыков А.П. – к.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории клеточных технологий, e-mail: lykovalex@freemail.ru

Бондаренко Н.А. – к.б.н., младший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий, e-mail: bond802888@yandex.ru

Никонорова Ю.В. – младший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий, e-mail: jvnik@mail.ru

Дружинин И.Б. – к.м.н., врач-офтальмолог

Коненков В.И. – д.м.н., академик РАН, директор института, e-mail: lymphology@soramn.ru

Полный текст

8-3-2014.pdf

Поступило: 10/02/2015