Эффективность внутривенной инфузии мезенхимальных стволовых клеток костного мозга при экспериментальном циррозе печени

Для лечения экспериментального цирроза печени ранее применяли трансплантацию гепатоцитов [1] или методы генотерапии – например, введение гена HGF [2] или анти-TGF-beta-терапия [3].

В последнее время появились работы по стимуляции регенерации печени методом трансплантации клеток костного мозга – гемопоэтических и/или мезенхимальных. Выяснено, что это может осуществляться как путем клеточного слияния донорских клеток с гепатоцитами, так и посредством прямой дифференцировки.

Имеется ряд работ, демонстрирующих, что клетки костного мозга играют существенную роль в патогенезе цирротического процесса и фиброза. Хотя мнения ученых на этот счет неоднозначны. Например, показано, что при повреждении легких, клетки костного мозга мигрируют в очаг, дифференцируются в миофибробласты и активно участвуют в образовании фиброзного рубца [5,6]. С другой стороны, при системном введении мезенхимальных стволовых клеток мышам с формирующимся токсическим фиброзом легких, показали дифференцировку донорских клеток в легочной эпителий, уменьшение синтеза коллагена и интенсивности хронического воспаления [4].

Аналогичные данные получены и при изучении роли клеток костного мозга в развитии цирроза печени. Так, клиническая работа [7] демонстрирует прямое участие гемопоэтических клеток в патогенезе аутоиммуного гепатита с формированием первичного билиарного цирроза. Недавнее исследование [9], выполненное на человеческом материале, так же указывает на возникновение миофибробластов в цирротической печени из клеток костного мозга. Однако, работа [8] китайских исследователей демонстрирует дифференцировку этих клеток в гепатоциты, но не в миофибробласты при развитии экспериментального цирроза.

В новой работе, опубликованной в Transplantation,авторы выполняли внутривенную инфузию сингенных мезенхимальных стволовых клеток (МСК) мышам с формирующимся токсическим циррозом печени. Токсический цирроз моделировали введением CCl-4 (четыреххлористого углерода). Сингенные клетки костного мозга выделяли и производили негативный (удаляли позитивную популяцию) магнитный сортинг (MACS) по CD45(+), GlyA(+), CD34(+). Затем культивировали добиваясь образования единичных (1 колония на 1 лунку 96-ти луночной плашки) пластик-адгезивных колоний. Перед транспланатцией клетки, выделеные из колоний имели фенотип CD34, CD45, CD31, vWF, GlyA, CD11a, CD11b – негативные и Flk1 – позитивные. Подобный фенотип сохранялся на протяжении 30 пассажей.

Трансгендерную клеточную трансплантацию производили внутривено в дозе 1 миллион через 1 неделю от начала моделирования цирроза и немедленно (в тот же день) после введения токсина. Контрольные животные получали физ. раствор.

Через 5 недель после назначения токсина в группах с клеточной трансплантацией наблюдали engraftment и дифференцировку введенных клеток. Они имели эпителий-подобную морфологию, несли Y-хромосому (донор – самец, реципиент – самка) и экспрессировали альбумин. Подобные клетки не идентифицировались на более ранних сроках (2 недели). Морфологические признаки цирроза-фиброза были значительно меньше в группе немедленной трансплантации, по сравнению с отсроченной трансплантацией клеток (через неделю) и контролем (физ. раствор). Однако «морфологический регресс» цирроза наблюдался в этой группе только через 5 недель от начала эксперимента, а в более ранние сроки (2 недели) между группами не было получено никаких достоверных отличий. В группах с клеточной трансплантацией было так же обнаружено снижение (но незначительное) содержания гидроксипролина, как маркера усиленного синтеза коллагена в цирротической печени. В сыворотке крови обнаружили значительное снижение таких маркеров развивающегося цирроза печени как трансаминазы (ALT), procollagen III-N-peptide и гиалуроновой кислоты – в группе с немедленной трансплантацией клеток. И только в этой же группе идентифицировали значительное снижение уровня мРНК TGF-beta1 (трансформирующего фактора роста), как одного из самых важных маркеров фиброгенеза и синтеза коллагена. С другой стороны не обнаруживалось никакого влияния клеточной трансплантации на сывороточный общий биллирубин.

Таким образом, показано положительное влияние трансплантации flk-1(+) МСК костного мозга на замедление развития и регресс экспериментального цирроза печени. Однако благоприятный эффект трансплантации проявлялся только при немедленном, но не отсроченном введении клеток после начала действия повреждающего фактора.

Все-таки остается неясным механизм действия введенных клеток. Так, клетки были похожи на эпителий протоков, но синтезировали альбумин. И почему именно Flk-1(+) популяция как маркер МСК? Напомню, что Flk-1 является одним из рецепторов (тирозин-киназовым) vascular endothelial growth factor (VEGF), а их взаимодействие обусласливает запуск ангиогенеза [10,11]. Экспрессируется, в основном на эндотелиоцитах и гематопоэтических прогениторных клетках [11]. Сортировка клеток (эмбриональных стволовых [12] и костного мозга взрослых и фетусов [13]) по Flk-1(+) производится, как правило для получения предшественников сосудистого эндотелия и стимуляции ангиогенеза. И хотя в работе для трансплантации применяли очищенную от гемопоэтических клеток Flk-1(+) популяцию клеток, ни слова не было сказано об ангиогенезе в печени.

Список литературы

1. NagataH, etal. Treatment of cirrhosis and liver failure in rats by hepatocyte xenotransplantation. Gastroenterol 2003; 124; 2: 422-431

2. Matsuno Y, et al