Strategije zdravljenja z matičnimi/progenitornimi celicami za poškodbo ledvic

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

DEL Ⅳ: Matična/progenitorna celica v ledvicah: značilnosti, navajanje, koordinacija in vzdrževanje

Jiewu Huang, Yaozhong Kong, Chao Xie in Lili Zhou

KLIKNITE TUKAJ ZA DEL 3

• Predkondicioniranje

Poledvicapoškodba, BMSC, EPC, HSC inledvicaizvorne/progenitorne celice migrirajo v poškodovano območje, vendar lahko lokalno mikrookolje povzroči tudi njihovo apoptozo zaradi ishemije, vnetja, pomanjkanja kisika in prehrane ter povečane regulacije oksidativnega stresa in imunološke zavrnitve. Študije so pokazale, da je delovanje EPC in BMSC pri CKD močno oslabljeno [200-202]. Nedvomno je učinkovitost izvornih/predniških celic odvisna predvsem od njihove sposobnosti migriranja v poškodovana področja in njihovega časa preživetja. Zdi se, da je potrebna strategija za izboljšanje navajanja in preživetja matičnih celic.

Predkondicioniranje matičnih celic je za nas obetaven način. Te strategije vključujejo inkubacijo ali sočasno injiciranje citokinov ali kemičnih spojin, stimulacijo hipoksije in gensko modifikacijo [203]. Hipoksično ali ultrazvočno predkondicioniranje, inkubacija s TGF- 1 ali IGF-1 in sočasno injiciranje z eritropoetinom lahko povečajo izražanje CXCR4 v BMSC, kar dodatno spodbuja navajanje BMSC vledvicaskozi os CXCR4/SDF-1 [128,168, 204-210]. Leflunomid tudi poveča mobilizacijo BMSC, HSC in EPC v periferni krvi ter spodbuja njihovo migracijo vpoškodovaniledvica[211]. Hipoksično predkondicioniranje uravnava ekspresijo CXCR7 v BMSC [212] in ne le izboljša kemotaksijo BMSC, ampak tudi poveča izločanje terapevtsko topnih faktorjev, kot so VEGF, IGF -1, HGF, FGF in angiopoetin ter poveča viabilnost celic na poškodovanem območju [128,159,213]. Predkondicioniranje s sevofluranom lahko povzroči tudi zaščitne učinke na preživetje BMSC z zmanjšanjem apoptoze in obnovitvijo izgube potenciala mitohondrijske membrane [214]. Eritropoetin lahko ne le poveča proliferacijo in zaščitno funkcijo ledvic BMSC [215,216], ampak tudi zaščitiledvicas povečanjem mobilizacije in zaposlovanja EPC [217,218]. Predhodno zdravljenje s statini ublaži oksidativni stres, zavira vnetni odziv v poškodovani ledvici, poveča preživetje vsajenih BMSC [219] ter poveča tudi rekrutacijo EPC in zmanjša apoptozo [220]. Predhodna obdelava BMSC z melatoninom poveča njihovo preživetje po migraciji v poškodovano ledvico [221, 222]. Dajanje pioglitazona bi lahko izboljšalo delovanje MSC in EPC z zmanjšanjem stresa endoplazmatskega retikuluma in mitohondrijske fuzije [223-226]. Predhodno zdravljenje z zaviralcem dipeptidil peptidaze-4 sitagliptinom, sredstvom za terapije na osnovi inkretina za sladkorno bolezen tipa 2 [227], lahko poveča mobilizacijo EPC s povečanjem koncentracije SDF-1 v plazmi, kar je morda učinkovita strategija za zdravljenje diabetične nefropatije [228].

Genetska modifikacija je tudi koristen način predkondicioniranja za izboljšanje prenosa matičnih celic v ledvice. BMSC s prekomerno izraženostjo CXCR4-, ki jih je ustvarila okužba z lentivirusom, imajo močnejšo zmožnost vstopa v ledvice in okrepljeno parakrino delovanje za proizvodnjo HGF, BMP-7 in protivnetnega citokina IL-10 [229 ]. S kalikreinom spremenjeni BMSC prek okužbe z lentivirusom imajo tudi močnejše antioksidativne, anti-apoptotične, protivnetne in angiogene učinke na poškodbo ledvic [230]. nadaljnje zmanjšanje izražanja genov, povezanih s fibrozo, in ledvične fibroze [231]. MiR-126-, ki prekomerno izražajo BMDC, imajo povečano sposobnost mobilizacije v poškodovana območja z uravnavanjem osi CXCR4/SDF-1 [232].

cistanche pharma specialzaledvica

• Uporaba bioaktivnih molekul, ki jih izločajo matične/progenitorne celice

Kot je opisano zgoraj, številne študije kažejo, da imajo bioaktivne molekule, ki jih izločajo matične/progenitorne celice, tudi pomembno vlogo pri ponovni vzpostavitvi delovanja ledvic. Njihova uporaba bi lahko imela več prednosti v kliničnih aplikacijah, vključno s preprečevanjem matičnih/predniških celic pri neposrednem raziskovanju poškodovanega mikrookolja ter lažjo proizvodnjo in proces shranjevanja [233]. Delovanje matičnih celic pri kronični ledvični bolezni je oslabljeno in alogenske matične celice so lahko zavrnjene, zato je uporaba bioaktivnih molekul, ki jih izločajo matične celice, možna strategija za premagovanje te težave. Teoretično lahko brezcelične terapije izkazujejo večjo varnost v primerjavi z neposredno dostavo izvornih celic. Kondicionirani medij, pridobljen iz BMSC, spodbuja regeneracijo poškodovanega ledvičnega tkiva, zmanjša ledvično vnetje in fibrozo ter obnovi mikrovaskularno strukturo pri modelih enostranske ureteralne obstrukcije (UUO), 5/6 nefrektomije in diabetične nefropatije[48,{{9} }]. Učinek EV iz BMSC na okrevanje ledvic je podoben dajanju z BMSC, zato je uporaba EV tudi za nas možna strategija. Študije kažejo, da lahko alogenski EV, pridobljeni iz MSC, zmanjšajo apoptozo, povečajo tubularno proliferacijo in tvorbo tubulov ter zmanjšajo infiltracijo vnetnih celic v modelih IRI in UUO [170, 237]. Poleg tega lahko avtologni in alogenski EV, pridobljeni iz BMSC, izboljšajo ledvično delovanje pri IRI, z zdravili povzročeni nefropatiji, UUO in modelih subtotalne nefrektomije [169,177,178,238-241].

cistanche herbalahko zdravi bolezen ledvic izboljšadelovanje ledvic

• Biomateriali

Upoštevati je treba tudi biomateriale, ki lahko izboljšajo migracijo matičnih/predniških celic, povečajo njihovo delovanje in zagotovijo ugodno mikrookolje [242]. Kot je opisano zgoraj, imajo bioaktivne molekule, ki jih izločajo matične celice, veliko prednosti pri obnavljanju delovanja ledvic, vendar so nestabilne in se hitro razgradijo in vivo. Za vzdrževanje določene koncentracije v krvi je potreben protokol večkratnih odmerkov. To težavo lahko rešijo biomateriali, kot je hidrogel, ki zagotavlja nadzorovano ponovno sproščanje bioaktivnih faktorjev [243]. EV zahtevajo tudi pogosto odmerjanje, ker jih retikuloendotelijski sistem hitro odstrani iz telesa po injiciranju v krvni obtok [244]. Predkondicioniranje z biomateriali je obetavna strategija za premagovanje hitrega očistka. Združevanje ali ovijanje EV v matriko biomateriala lahko ohrani njihovo biološko uporabnost po dajanju, kar omogoča podaljšano in nadzorovano sproščanje, da se poveča terapevtska učinkovitost[159]. Hidrogeli, zlasti modificirani hidrogeli, bi lahko povečali zadrževanje in stabilnost električnih vozil [245]. Študija kaže, da bi lahko ena vrsta nanodelcev na mezoskalnem nivoju zapakirala majhne molekule in celo velike biomolekule, kot je DNK, ki ni odvisna od inkapsuliranega tovora in kaže 26-kratno selektivnost za ledvice brez stranskih učinkov, kot so imunske reakcije, pa tudi okvare jeter ali ledvic [246]. Predkondicioniranje z biomateriali lahko tudi izboljša preživetje, presaditev in navajanje izvornih celic. Biomateriali za injiciranje, kot so hidrogeli, bi lahko povečali zadrževanje izvornih celic po presaditvi [242]. MSC sferoidi, ujeti v Arg-Gly-Asp-modificirane alginatne hidrogele, kažejo zmanjšano apoptozo in povečano preživetje ter izločanje VEGF po presaditvi [247]. Poleg tega je usoda matičnih/progenitornih celic, ki se usmerijo na poškodovana območja, v glavnem odvisna od lokalnega mikrookolja. Biomateriali bi lahko zagotovili mikrookolje, podobno niši matičnih celic, za presajene matične/predniške celice in vivo [159]. Predkondicioniranje peptidov za preživetje s počasnim sproščanjem kolagenskega matriksa lahko poveča preživetje BMDC po ishemični poškodbi [248]. Porozni alginatni kriogeli, sintetična niša, lahko povečajo parakrine učinke MSC [249]. Poleg tega je uporaba biomimetičnega makroporoznega polietilen glikol hidrogela učinkovita metoda za znatno spodbujanje razmnoževanja HSC pred presaditvijo in vitro s posnemanjem naravnega mikrookolja HSC [250].

rastlina cistanča

• Bioinženirske metode

Bioinženiring je lahko potencialna strategija za zamenjavo poškodovanih ledvic v prihodnosti. Kitamura et al. ugotovili, da so izvorne/progenitorne celice ledvic v segmentu S3 sposobne rekonstituirati tridimenzionalno nefronu podobno strukturo in vitro [72]. Poleg tega obstajajo trije glavni protokoli za induciranje tvorbe organoidov v človeških ledvicah s progenitornimi celicami ledvic iz ESC ali induciranih pluripotentnih izvornih celic (iPSC)[251]. Prvi protokol, ki so ga predstavili Taguchi et al, ki so bili navdihnjeni z analizo populacij embrionalnih ledvičnih prekurzorskih celic, konstruira ledvične organoide na osnovi matičnih celic ledvic z ESC ali iPSC [252]. Protokol Taguchi inducira ESC ali iPSC v matične celice ledvic, ki nato ustvarijo ledvične tubule in glomerulom podobne strukture in so po presaditvi učinkovito vaskularizirane [253]. Drugi protokol, imenovan protokol Takasato, uporablja dvodimenzionalno indukcijo matičnih celic ledvic, ki ji sledi tridimenzionalna kultura, ki generira ledvične organoide, ki vsebujejo nefrone, zbiralne kanale in intersticij ter endotelne celice, na podlagi posvojitve ESC ali iPSC. Ledvični organoidi kažejo sposobnost absorpcije dekstrana [254-256]. Tretji protokol, protokol Morizane, je tako kot protokol Takasato razdeljen na dvodimenzionalne in tridimenzionalne korake, vendar zahteva manj časa za izdelavo organoidov, ki vsebujejo epitelne nefronom podobne strukture [257]. ESC/iPSC-izpeljana funkcionalna ledvica organoidi, ki jih je mogoče pridobiti iz bolnikovih lastnih celic, predstavljajo velik potencial za nadomestno zdravljenje ledvic v prihodnosti [258]. Kljub temu obstaja veliko izzivov, ki jih je treba premagati pred uporabo organoidov ledvic pri ljudeh, vključno s strategijami za izboljšanje razširljivosti in vaskularizacije organoidov. Poleg tega je bilo ugotovljeno, da so celice v organoidih ledvic veliko bolj nezrele kot celice v ledvicah odraslih in da so znotraj organoidov neciljane neledvične celice [251].

Uporaba ogrodja decelulariziranega zunajceličnega matriksa (ECM) zagotavlja 3D okolje, ki posnema naravna tkiva. Oblike, ki vključujejo gele, obliže, odseke, bloke in prevleke, bodo prav tako igrale pomembno vlogo v regenerativni medicini in bioinženiringu v prihodnosti [242]. Ogrodje ECM iz ledvic, v katerih ni celic ali pomembnih imunogenih celic, povezanih s celicami. označevalci, ampak samo naravna ledvična arhitektura in zunajcelični matrični protein, ustvarijo nišo, podobno naravnim ledvičnim tkivom, olajšajo rekrutacijo izvornih/progenitornih celic, povečajo neovaskularizacijo in spodbujajo obnovo ledvične funkcije [259,260]. dECM ogrodja iz prašičev, ohranjanje naravne ledvične arhitekture, zunajceličnih komponent in nedotaknjene vaskulaturne mreže, morda obetavna platforma za bioinženiring ledvic zaradi pomanjkanja ledvic za nadomestno zdravljenje [261]. Z SDS obdelani ECM ogrodja iz prašičev ne kažejo citotoksičnosti za primarne človeške ledvične celice in zmanjšane imunoreaktivnosti s temeljitim čiščenjem prašičjega celičnega materiala [262]. Študija je pokazala, da se po vsaditvi ogrodja prašičjega dECM v prašičjo ledvico ogrodje zlahka reperfuzira, lahko vzdržuje krvni tlak in se med obdobjem študije prenaša brez ekstravazacije krvi. Vendar pa je mogoče opaziti tudi vnetne celice in popolno trombozo [263]. V študiji so raziskovalci posadili mišje ESC v dECM ogrodja podganjih ledvic, da inducirajo recelularizacijo in konstrukcijo organoida in vitro in jih nato vsadijo v nenefrektomizirano podgano. . Rezultat kaže, da se te recelularizirane ogrodje zlahka reperfuzirajo, lahko prenašajo krvni tlak in proizvajajo urin brez uhajanja krvi približno 2 tedna [264]. Čeprav regeneracija funkcionalnih celih organov ni bila dosežena in je še vedno treba premagati veliko ovir, upamo, da bo kombinacija matičnih/predniških celic in ogrodij ECM nekega dne premagala te izzive in dosegla napredek v regenerativni medicini [265].

kaj je cistanche