Мезенхимальные стволовые клетки обонятельного эпителия

Разработка технологий получения стволовых клеток различных типов для их последующего использования с целью клеточной терапии является актуальным направлением медико-биологических наук. Более тридцати лет назад было установлено, что в периферическом отделе обонятельного анализатора, обонятельном эпителии, в течение всей жизни млекопитающих происходит гибель обонятельных рецепторных нейронов, которые замещаются вновь образующимися клетками того же типа, начало которым дает пул стволовых клеток.

Обонятельный эпителий у человека занимает ограниченные участки слизистой оболочки носовой полости и расположен в верхних и средних носовых ходах и носовой перегородке. Относительная доступность ткани носовых раковин по сравнению с другими источниками стволовых клеток (ткань центральной нервной системы, костный мозг) дает возможность получить достаточное количество биоматериала, содержащего стволовые клетки, накопить их и использовать как для научно-исследовательских целей, так и для клеточной терапии.

Установлено, что стволовые и прогениторные клетки ОЭ сочетают в себе свойства как мезенхимальных, так и нейральных стволовых клеток. Возможность выделения и накопления в условиях культуры биомассы стволовых и прогениторных клеток из ОЭ открыла новые возможности для разработки протоколов лечения повреждений эпителиального покрова дыхательных путей, а также заболеваний ЦНС различного генеза, путем трансплантации аутологичного и аллогенного клеточного материала.

Сотрудниками нашей лаборатории оптимизированы условия выделения, адаптации и роста в культуре мезенхимальных стволовых клеток обонятельного эпителия (МСК ОЭ) человека

Рисунок - Культура стволовых и прогениторных клеток обонятельного эпителия (увеличение х100)
А – морфология СПК ОЭ при росте на среде DMEM/F12+10% FBS; Б – морфология СПК ОЭ при росте на среде DMEM/F12 + ИТС+ EGF + bFGF (2 сутки после смены среды); В–Д – сферообразования и отделения конгламератов клеток от монослоя СПК ОЭ (4–7 сутки); Е – монослой, образованный клетками сфер на ростовой среде DMEM/F12+10% FBS (1 сутки). Увеличение х100 – 200, фазово-контрастная микроскопия

В настоящее время завершены исследования по разработке системы контроля биобезопасности культур стволовых и прогениторных клеток обонятельного эпителия для предтсрансплантационной подготовки клеточного материала. Оценка биобезопасности включает критери подбора доноров ткани ОЭ, контроль микробиологической чистоты полученных культур на предмет контаминации аэробными и анаэробными бактериями, микоплазмами, дрожжеподобными грибами, цитопатогенными и латентными вирусами, а также выявление туморогенности и потенциальной онкогенности клеток, подготовленных для трансплантации.

Совместно с сотрудниками кафедры отоларингологии БелМАПО обоснована эффективность применения трансплантации стволовых и прогениторных клеток обонятельного эпителия человека при клеточной терапии стенозов трахеи и гортани в эксперименте на животных.

Спектр выявленных на МСК ОЭ молекул свидетельствует, что МСК способны взаимодействовать с различными популяциями клеток иммунной системы. Среди белков, принимающих участие в модуляции функциональной активности клеток иммунитета, выявлена высокая экспрессия коингибиторных молекул CD273 и CD274 и в то же время отсутствие таковой у молекулы PD-1. Это указывает на наличие у МСК ОЭ высокого иммуносупрессивного потенциала при резистентности самих исследованных мезенхимальных клеток к апоптозу. МСК ОЭ не экспрессируют костимуляторные молекулы CD80 и CD86, что наряду с отсутствием на поверхности исследованных клеток молекул HLA-DR свидетельствует о невозможности антигенпредставления. Установлено, что МСК ОЭ присуща экспрессия белков клеточной адгезии CD11b, ICAM-1 и VCAM-1, которые, обеспечивая межклеточное взаимодействие, участвуют в регуляции функций различных клеток иммунной системы.

Рисунок - Иммунофенотип МСК обонятельного эпителия

Нами показано, что МСК ОЭ человека оказывают выраженный иммуносупрессивный эффект на CD4+ Т-клетки периферической крови, что проявляется в снижении их пролиферативной способности. При этом, установлено, что иммуносупрессивный эффект ЭМСК не связан с наличием растворимых факторов, секретируемых ЭМСК, так как рост Т-клеток в кондиционированной стволовыми клетками среде не приводил к подавлению пролиферации, а МСК не продуцировали интерлейкин-10. Экспрессия коингибиторных молекулы СD273 и CD274, может являться одной из причин подавления пролиферации Т-клеток в условиях смешанной культуры, и объяснять необходимость тесного контакта между клетками для проявления иммуносупрессивных свойств МСК. Возможным механизмом ингибирования пролиферации CD4+ лимфоцитов может быть также усиление в них экспрессии молекул PD-1 (CD279) и Tim-3. В данном направлении проводятся дополнительные исследования, включая блокировку поверхностных рецепторов моноклональными антителами.

Рисунок - Подавление ФГА-индуцированной пролиферации Т-клеток под действием МСК

Установлено, что МСК ОЭ существенно изменяют иммунофенотип дендритных клеток, усиливая их толерогенные свойства. Важно отметить, что ДК с толерогенным фенотипом, полученные в серии экспериментов, характеризовались наличием всех присущих ДК молекул, хотя интенсивность их экспрессии существенно снижалась. Из этого можно сделать вывод о «физиологичности» воздействия МСК на ДК и отсутствии существенно подавления функции клеток, что часто выявляют при получении толерогенных ДК воздействием различных химических веществ (цитостатики, глюкокортикоиды, большие дозы витамина Д и пр.).

Таким образом, биомедицинские клеточные продукты на основе МСК ОЭ и МСК-индуцированных ДК в перспективе могут применяться в клеточной терапии иммунных заболеваний. Важным преимуществом применения толерогенных ДК будет возможность подавления пролиферации Т-клеток, специфичных к конкретному причинному антигену(антигенам), чего невозможно достичь на сегодняшний день другими известными способами.


Дата изменения 2016.03.13

Использование материалов сайта возможно исключительно с письменного разрешения авторов. При цитировании обязательна ссылка на сайт.