2_ Было показано, что дистанционное ишемическое кондиционирование (RIC) посредством коротких циклов ишемии-реперфузии в удаленном органе (конечности) эффективно ослабляет ИРИ миокарда в различных доклинических моделях и у пациентов с острым повреждением сердца ИРИ [ 26 , 27 , 28 , 29 ]. Точный механизм, лежащий в основе RIC, остается неясным. В процессе передачи сигнала участвуют нейрональные и гуморальные факторы, такие как активация периферических сенсорных волокон и высвобождение оксида азота и микроРНК [ 26 ]. Чтобы исследовать кинетику гуморальных факторов RIC, Hildebrandt et al. собирали плазму у добровольцев в разные моменты времени после РИК [ 30 ]. Диализаты образцов плазмы вводили в изолированные сердца мышей и подвергали глобальной ишемии и реперфузии. В результате диализаты, полученные в период от 5 минут до 6 дней после RIC, значительно уменьшали размер инфаркта и повышали фосфорилирование STAT3 по сравнению с исходным диализатом. В другом исследовании внеклеточные носители (EV), выделенные из плазмы людей-добровольцев после того, как RIC уменьшил размер инфаркта в модели IRI ex vivo крысиного сердца, и исследователи идентифицировали миР-16-5p, миР-144-3p и миР-451a как значительно усиливается в RIC EV как потенциальных эффекторах эффекта модуляции RIC [ 31 ].
_9_
Кондиционированная среда, полученная из МСК (MSC-CM), содержит большое количество цитокинов и паракринных факторов, которые оказывают сравнимый эффект с терапией на основе МСК. Фактически, MSC-CM были способны ослаблять воспаление, апоптоз и некроз, одновременно способствуя пролиферации клеток в различных моделях острого повреждения печени [ 61 , 62 ]. Более того, MSC-CM эффективно улучшали функцию митохондрий и резистентность к инсулину, а также уменьшали отложение коллагена у мышей с хронической моделью неалкогольной жировой болезни печени и холестатического фиброза соответственно [ 63 , 64 ]. Однако большинство биологических эффектов MSC-CM опосредованы содержащимися в нем ЭМ.
ЭВ представляют собой гетерогенную группу покрытых мембраной структур разного размера и разного происхождения, которые высвобождаются практически из всех типов клеток [ 65 ]. Они действуют как паракринные факторы, неся различные функциональные молекулы, преимущественно белки и РНК, которые могут выявить состояние родительских клеток и способствовать межклеточной коммуникации как при физиологических, так и при патологических состояниях. Эти характеристики побудили использовать ЭВ в качестве диагностических маркеров и терапевтических мишеней, а также, учитывая, что по сравнению с МСК их легче хранить и вводить, они действуют более похоже на лекарство, чем на клеточную терапию [ 66 ] . ЭВ можно разделить по размеру на (1) экзосомы (диаметром 30–150 нм), которые высвобождаются в результате слияния мультивезикулярных телец с плазматической мембраной, (2) крупные ЭВ, такие как микровезикулы, также называемые везикулами внешней мембраны, эктосомами. или отслаивающиеся везикулы (диаметром от 100 до 1000 нм), которые образуются в результате отпочкования плазматической мембраны, и (3) апоптотические тельца, которые отпадают в процессе клеточного апоптоза (диаметр от 50 до 5000 нм) [ 65 , 67 ]. Более того, ЭВ также можно классифицировать на основе их содержания, биогенеза, функций или секреторного происхождения, и такое большое разнообразие подкатегорий ясно демонстрирует необходимость стандартизированных протоколов производства и характеристики, которые делают их терапевтическое использование осуществимым и воспроизводимым [ 68 ].
Исследования на животных показали, что при заболеваниях печени ЭВ, полученные из МСК (MSC-EV), могут ингибировать апоптоз, усиливать функцию гепатоцитов, способствовать ангиогенезу и пролиферации, а также снижать воспалительную реакцию на ИРИ [ 69 , 70 , 71 ], что делает их пригодными для лечения заболеваний печени. кандидаты на терапию не только при острых и хронических заболеваниях печени [ 72 ], но и при трансплантации. Аналогичные результаты были получены с EV, полученными из HLSC (HLSC-EV), которые, как было показано, способствуют регенерации печени у крыс, перенесших субтотальную гепатэктомию [ 73 ], ослабляют фиброз [ 74 ] и уменьшают IRI печени [ 75 ].
По сравнению с лечением на основе стволовых клеток ЭВ могут иметь преимущества с точки зрения генетической стабильности, условий хранения и пути введения, в том числе во время динамической консервации, когда потенциального вредного воздействия, которое компоненты NMP могут оказывать на клеточные мембраны, можно избежать, используя бесклеточные подходы. [ 89 , 90 ]. На модели гипоксического NMP печени наша группа продемонстрировала возможность доставки ЭВ к гепатоцитам во время NMP [ 91 , 92 ]. HLSC-EV вводили в начале перфузии и обнаруживали в гепатоцитах через 4 часа NMP, что подтверждалось эпифлуоресцентной микроскопией. Цитолиз, маркеры повреждения тканей, а также сверхэкспрессия HIF-1α и TGF-β1 были значительно снижены в группе, получавшей лечение, что указывает на защитный эффект от гипоксии. Для дальнейшего изучения роли HLSC-EV в более клинически значимом сценарии мы создали NMP-модель печени крыс DCD, характеризующуюся длительным временем тепловой ишемии, имитируя сценарий высокого риска клинической DCD LT в Италии [ 93 ]. HLSC-EV, которые вводились во время NMP в двух разных дозах, эффективно поглощались печенью и значительно улучшали цитолиз, саморегуляцию pH и утилизацию фосфатов. Только более высокая доза была связана с более высокой выработкой желчи, более низкой резистентностью, уменьшением некроза и усиленной пролиферацией, что позволяет предположить взаимосвязь «доза-эффект».
Поскольку метаболически активный орган обычно считается необходимым условием для применения клеточной терапии, для таких целей чаще используется NMP. Тем не менее, некоторым группам удалось успешно доставить ЭВ при низких температурах во время HMP почек, продемонстрировав их поглощение и предполагая полезный биологический эффект [ 94 , 95 ]. Тем не менее, механизмы приживления и биологической активности в гипотермических условиях мало изучены, и необходимы дальнейшие исследования, подтверждающие этот подход.
Активация восстанавливающего сигналинга