Характеристика костномозгового клеточного трасплантата больных хронической сердечной недостаточностью до и после кратковременной экспозиции с эритропоэтином

Александр Петрович Лыков; Александр Михайлович Чернявский; Ольга Владимировна Повещенко; Алексей Вячеславович Фомичев; Мария Александровна Суровцева; Наталья Анатольевна Бондаренко; Ирина Иннокентьевна Ким; Юлия Евгеньевна Карева; Александра Романовна Таркова

doi:10.25557/IGPP.2017.4.8523

Александр Петрович Лыков Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии, Новосибирск; Сибирский федеральный биомедицинский исследовательский центр им. академика Е.Н. Мешалкина, Новосибирск http://orcid.org/0000-0003-4897-8676
Александр Михайлович Чернявский Сибирский федеральный биомедицинский исследовательский центр им. академика Е.Н. Мешалкина, Новосибирск http://orcid.org/0000-0001-9818-8678
Ольга Владимировна Повещенко Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии, Новосибирск; Сибирский федеральный биомедицинский исследовательский центр им. академика Е.Н. Мешалкина, Новосибирск http://orcid.org/0000-0001-9956-0056
Алексей Вячеславович Фомичев Сибирский федеральный биомедицинский исследовательский центр им. академика Е.Н. Мешалкина, Новосибирск
Мария Александровна Суровцева http://orcid.org/0000-0002-4752-988X
Наталья Анатольевна Бондаренко Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии, Новосибирск; Сибирский федеральный биомедицинский исследовательский центр им. академика Е.Н. Мешалкина, Новосибирск http://orcid.org/0000-0002-8443-656X
Ирина Иннокентьевна Ким Сибирский федеральный биомедицинский исследовательский центр им. академика Е.Н. Мешалкина, Новосибирск http://orcid.org/0000-0002-7380-2763
Юлия Евгеньевна Карева Сибирский федеральный биомедицинский исследовательский центр им. академика Е.Н. Мешалкина, Новосибирск
Александра Романовна Таркова Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии, Новосибирск; Сибирский федеральный биомедицинский исследовательский центр им. академика Е.Н. Мешалкина, Новосибирск

DOI: https://doi.org/10.25557/IGPP.2017.4.8523

Ключевые слова: сердечная недостаточность; костномозговые стволовые/прогениторные клетки; цитопротекторный эффект эритропоэтина.

Аннотация

Аутологичные костномозговые стволовые клетки являются альтернативным способом терапии пациентов с сердечной недостаточностью. Цель работы — изучение фенотипа и функциональных свойств костномозговых мононуклеарных клеток (КМ-МНК) больных хронической сердечной недостаточностью (ХСН) до и после кратковременной экспозиции с эритропоэтином in vitro. Методика. КМ-МНК выделяли на градиенте плотности фиколл/верографин (r = 1,077 г/л). Фенотип КМ-МНК, клеточный цикл и апоптоз CD34+ клеток определяли до и после экспозиции с эритропоэтином на проточном цитометре. Пролиферативный потенциал КМ-МНК до и после экспозиции с эритропоэтином оценивали в спонтанном и стимулирующем тесте. Пролиферацию, миграцию и ангиогенный потенциал клеток EA.hy 929 изучали в тесте «раневого дефекта» монослоя клеток и на матригеле под влиянием 30% кондиционных сред от КМ-МНК. Результаты. Показано, что КМ-МНК представляют собой смесь гемопоэтических стволовых клеток (ГСК), эндотелиальных прогениторных клеток (ЭПК) на разных этапах созревания и дифференцировки, и мезенхимных стволовых клеток (МСК). Под действием эритропоэтина увеличивается количество CD34+ клеток в G0G1 фазе клеточного цикла, CD45+/EpoR+, CD31-/CD184+, CD31+/CD184+ и CD34+/CD184-, и уменьшается количество CD34+/CD133+, CD34+/EpoR-. Кондиционная среда от КМ-МНК способствует пролиферации, миграции и формированию сосудисто-подобных структур клетками EA.hy 929. Заключение. Полученные результаты свидетельствуют, что кратковременная экспозиция КМ-МНК больных ХСН задерживает CD34+ клетки в стадии покоя, увеличивает пул ЭПК, экспрессирующих «хоуминг» рецептор, а кондиционная среда от КМ-МНК стимулирует пролиферацию, миграцию и ангиогенный потенциал EA.hy 929, что следует учитывать при выборе методов усиления «приживаемости» клеточного трансплантата.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Литература

1. Moiseeva OM, Karelkina EV, Moroshkin VS, Selyutin AV, Shlyakhto EV. The Study of Circulating Endothelial Precursor Cells in Patients With Chronic Heart Failure. Kardiologiya. (Cardiology Russian Journal). 2011; 12: 36-42. (in Russian)

2. Kochegura TN, Efimenko AY, Akopyan ZhA, Parfenova EV. Stem cell therapy of heart failure: clinical trial, problems and perspectives. Geny I kletki. (Gen and cells Russian Journal). 2010; 2: 11-8. (in Russian)

3. Seurder D, Radrizzani M, Turchetto L, Lo Cicero V, Soncin S, Muzzarelli S, Auricchio A, Moccetti T. Combined Delivery of Bone Marrow-Derived Mononuclear Cells in Chronic Ischemic Heart Disease: Rationale and Study Design. Clin Cardiol. 2013; 36(8): 435-41.

4. Tse H-F, Siu C-W, Zhu S-G, Songyan L, Zhang Q-Y, Lai W-H, Kwong Y-L, Nicholls J, Lau C-P. Paracrine effects of direct intramyocardial implantation of bone marrow derived cells to enhance neovascularization in chronic ischaemic myocardium. Eur J Heart Failure. 2007; 9: 747-53.

5. Pokushalov E, Romanov A, Chernyavsky A, Larionov P, Terekhov I, Artyomenko S, Poveshenko O, Kliver E, Shirokova N, Karaskov A, Dib N. Efficiency of intramyocardial injections of autologous bone marrow mononuclear cells in patients with ischemic heart failure: a randomized study. J Cardiovasc Transl Res. 2010; 3(2): 160-68.

6. Lykov AP, Bondarenko NA, Sakhno LV, Shevela EY, Poveschenko OV, Kim II, Nikonorova YV, Konenkov VI. The impact of secretory factors endothelial cells on the functional activity of human multipotent mesenchymal stromal cells. Fundamental’nye issledovaniya. (Fundamental research Russian Journal). 2014; 4(2): 296-301. (in Russian)

7. Bennis Y, Sarlon-Bartoli G, Guillet B, Lucas L, Pellegrini L, Velly L, Blot-Chabaud M, Dignat-Georges F, Sabatier F, Pisano P. Priming of late endothelial progenitor cells with erythropoietin before transplantation requires the CD131 receptor subunit and enhances their angiogenic potential. J Thromb Haemost. 2012; 10(9): 1914-28.

8. Kandala J, Upadhyay GA, Pokushalov E, Wu S, Drachman DE, Singh JP. Meta-analysis of stem cell therapy in chronic ischemic cardiomyopathy. Am J Cardiol. 2013; 112(2): 217-25.

9. Osikov MV, Akhmatov VY, Telesheva LF, Fedosov AA, Ageev YI, Surovyatkina LG. Pleiotropic effects of erythropoietin in chronic renal failure. Fundamental’nye issledovaniya. (Fundamental research Russian Journal). 2013; 7(1): 218-24. (in Russian)

10. Nepomnyashchikh LM, Lushnikova EL, Larionov PM, Shurygin MG. Myocardial regeneration: proliferative potential of cardiomyocytes and induction of cardiomyogenesis at alterative and plastic cardiac failure. Annals of the Russian academy of medical sciences. 2010; 5: 3-11. (in Russian)

11. Hristov M, Zernecke A, Bidzhekov K, Liehn EA, Shagdarsuren E, Ludwig A, Weber C. Importance of CXC chemokine receptor 2 in the homing of human peripheral blood endothelial progenitor cells to sites of arterial injury. Circ Res. 2007; 100(4): 590-7.

12. Colombo E, Marconi C, Taddeo A, Cappelletti M, Villa ML, Marzorati M, Porcelli S, Vezzoli A., Bella SD. Fast reduction of peripheral blood endothelial progenitor cells in healthy human exposed to acute systemic hypoxia. J Physiol. 2012; 590(3): 519-32.

13. Zakharov YuM. Citoprotective effects of erythropoietin. Klinicheskaya nefrologiya. (Clinical Nephrology Russian Journal). 2009; 1: 16-21. (in Russian)

14. Kiani AA, Kazemi A, Halabian R, Mohammadipour M, Jahanian-Najafabadi A, Roudkenar MH. HIF-1a confers resistance to induced stress in bone marrow-derived mesenchymal stem cells. Arch Med Res. 2013; 44(3): 185-93.

15. Parkn J-H, Yoon JY, Ko SM, Jin SA, Kim JH, Cho C-H, Kim J-M, Lee J-H, Choi SW, Seong I-W, Jeong J-O. Endothelial progenitor cell transplantation decreases lymphangiogenesis and adverse myocardial remodeling in a mouse model of acute myocardial infarction. Exp Mol Med. 2011; 43(8): 479-85.

16. Wang QR, Wang BH, Zhu WB, Huang YH, Li Y, Yan Q. An in vitro study of differentiation of hematopoietic cells to endothelial cells. Bone Marrow Res. 2011; 2011: 846096. DOI:10.1155/2011/846096.

17. Ahmed SH, Sabry D, Noh O, Samir M. Potential proliferative effect of lipopolysaccharide preconditioning on human umbilical blood-derived endothelial cells. Afr J Biotechnol. 2015; 14(13): 1167-73.

18. Hur J, Yoon C-H, Kim H-S, Choi J-H, Kang H-J, Hwang K-K, Oh B-H, Lee M-M, Park Y-B. Characterization of Two Types of Endothelial Progenitor Cells and Their Different Contributions to Neovasculogenesis. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2004; 24: 288-93.

19. Roubelakis MG, Tsaknakis G, Pappa KI, Anagnou NP, Watt SM. Spindel shaped human mesenchymal stem/stromal cells from amniotic fluid promote neovascularization. PLoS One. 2013; 8(1). E.54747. DOI: 10.1371/journal.pone.0054747.

20. Hu R, Cheng Y, Jing H, Wu H. Erythropoietin promotes the protective properties of transplanted endothelial progenitor cells against acute lung injury via PI3K/Akt pathway. Shock. 2014; 42(4): 327-36.

21. Kang J, Yun JY, Hur J, Kang JA, Choi JI, Ko SB, Lee J, Kim JY, Hwang IC, Park YB, Kim HS. Erythropoietin priming improves the vasculogenic potential of G-CSF mobilized human peripheral blood mononuclear cells. Cardiovasc Res. 2014; 104(1): 171-82.

22. Temnov A.A., Volkova A.G., Melerzanov A.V., Novoselov V.I. Effect of conditioned medium from mesenchymal stem cells an regeneration of endothelium of HCl-induced damage trachea in rats. Patologicheskaya Fiziologiya I Eksperimental’naya terapiya. 2017; 61(2): 28-36. (in Russian)