Диссертация (Экспериментальный анализ функциональной активности мезенхимных стволовых клеток различного тканевого происхождения), страница 5

Вряде исследований проявления функциональной активности МСК костногомозга, жировой ткани и пупочного канатика по отношению к компонентамиммунной системы были описаны как в целом сходные (Yoo et al., 2009; Najaret al., 2010). В более поздних публикациях указывается на различия впроявлениях иммунномодулирующих свойств МСК из разных источников.Большинство авторов сходятся во мнении, что МСК из костного мозгаобладают менее выраженным действием, чем МСК жировой ткани (Melief etal., 2013; Ribeiro et al., 2013). Проявления функциональной активности МСКпупочного канатика изучены наименее полно, кроме того, в исследованияхиспользовали клетки, полученные только из Вартонова студня (Ribeiro et al.,2013; Li et al., 2014), но не из других регионов пупочного канатика. Результатынемногочисленных исследований на эту тему находятся в противоречии друг сдругом относительно оценки выраженности иммуномодулирующих свойствМСК пупочного канатика при их сравнении с МСК костного мозга.Былапоказана как более высокая интенсивность иммуносупрессорного действия26МСК пупочного канатика (Li et al., 2014), так и сниженная (Ribeiro et al., 2013)по сравнению с МСК костного мозга, а также отсутствие различий в эффектахоказываемых МСК из этих двух источников (Yoo et al., 2009).

При этомосновным и иногда единственным критерием сравнения служила степеньподавления митоген-индуцированной пролиферации Т-лимфоцитов, в то времякак влияние МСК из разных источников на процессы активации Т-лимфоцитови дифференцировки Т-хелперов остается практически не изученным.1.4. Проявления функциональной активности МСК по отношению к ВлимфоцитамХарактер взаимодействия МСК с В-лимфоцитами описан менее полно посравнению с Т-лимфоцитами. Большинство исследований, посвященныхданной теме, были проведены только на МСК костного мозга, кроме того,имеющиеся сведения о влиянии МСК на В-лимфоциты противоречивы.В работе 2006 года было показано подавление пролиферации Влимфоцитов,изолированныхметодомиммуномомагнитнойсепарации(Corcione et al., 2006).

Максимальное ингибирование пролиферации Влимфоцитов наблюдали при равном соотношении МСК и В-клеток, но приуменьшении количества МСК (соотношение 1:5 и 1:10) антипролиферативныйэффект пропадал. При этом не было показано подавления экспрессии HLADR, CD80, CD86, илиCD40 на В-лимфоцитах. Позже снижениепролиферативной активности под воздействием МСК наблюдали на Влимфоцитах,полученныхизселезенки,нетолькоприконтактномсокультивировании (Che et al., 2012), но и при сокультивировании сиспользованиемполупроницаемоймембраныдляустраненияпрямогомежклеточного контакта между компонентами смешанной культуры (Asari etal., 2009). В последнем случае это выражалось не в полном подавлениипролиферации, а в уменьшении доли клеток, вступающих в митоз.

В некоторомпротиворечии c описанными выше исследованиями находится работа Kramperaс соавторами (2006), в которой было показано, что подавление МСК27пролиферации изолированных из периферической крови В-лимфоцитовосуществляется только при добавлении экзогенного IFNγ – цитокина, которыйпродуцируют Т-лимфоциты, натуральные киллеры, но не В-лимфоциты.Необходимость наличия Т-лимфоцитов и непосредственного контакта междуними и МСК для подавления пролиферации и дифференцировки В-клетоктакже продемонстрировали Rosado с соавторами (2015).

Эти данные могутсвидетельствовать об отсутствии прямого влияния МСК на В-лимфоциты, что,однако, требует дополнительного изучения. Согласно, результатам несколькихгрупп исследователей, в присутствии МСК происходит снижение уровняпродукции иммуноглобулинов В-клетками (Corcione et al., 2006, Che et al.,2012).

Кроме того, наблюдали подавление дифференцировки В-лимфоцитов вплазматические клетки и снижение их способности к хемотаксису вовторичные лимфоидные органы в ответ на два основных хемокина (CXCL12 иCXCL13) (Corcione et al., 2006).С другой стороны, существуют работы, описывающие стимулирующеедействие МСК на В-лимфоциты. Было показано, что МСК индуцируютпролиферацию и дифференцировку В-клеток (Traggiai et al., 2008), а такжеповышают секрецию иммуноглобулинов (Rasmusson et al., 2007).Согласно обзору В.Б.

Климовича (2014), данные о супрессорном действииМСК человека в экспериментальных моделях in vitro получены в 9 работах, остимулирующем – в 6, а разнонаправленное - наблюдали в трех исследованиях.То есть при описании функциональной активности МСК по отношению к Влимфоцитамвразныхэкспериментальныхсистемахбылиполученыпротивоположные результаты. Предполагается, что это обусловлено различиемв протоколах экспериментов (Franquesa et al., 2012).ВлияниетканевойпринадлежностиМСКнапролиферациюифункциональную активность В-лимфоцитов также практически не изучено.Однако В-клетки и их предшественники имеют различное функциональноесостояние в костном мозге, в периферической крови или в периферическихлимфоидных органах.

Хорошо известно, что в костном мозге В-лимфоциты28проходят антигеннезависимую дифференцировку до стадии незрелой В-клетки.При этом обязательным условием является их взаимодействие с клеткамистромы костного мозга, которые представлены, в том числе, МСК. Этовзаимодействие осуществляется как за счет межклеточного контакта (наранних стадиях дифференцировки), так и в результате действия паракринныхфакторов (IL-17), секретируемых стромальными клетками или МСК (Рис.1.3.)(Ройт, Бростофф, 2000).Рисунок 1.3.

Взаимодействие В-лимфоцитов с МСК в костном мозге в ходедифференцировки В-лимфоцитов. Цит. по «The Immune system» (Parham, 2009).Таким образом, можно говорить, что одной из функций МСК костного мозга invivo является поддержание антигеннезависимой дифференцировки В-лимфоцитов.Антигензависимая дифференцировка происходит в периферических лимфоидныхорганах и определяется в первую очередь взаимодействием с антигеном. ВажнымэтапомантигензависимойдифференцировкиявяетсяпролиферацияВ-лимфоцитов. Дифференцировка на поздних стадиях регулируется в основномпаракринными факторами, которые продуцируют различные типы клеток, средикоторых могут быть и МСК (Lim et al., 2010).

Поэтому источник получения МСКи В-лимфоцитов, а также стадия их дифференцировки может значительновлиять на модальность взаимодействия МСК и В-лимфоцитов.29В качестве информативной тест-системы для оценки влияния МСКразличной тканевой принадлежности на функциональную активность Влимфоцитов могут быть использованы клеточные линии, соответствующие Вклеткам на разных стадиях созревания. Например лимфобластоидная линияNamalva является потомком клона В-клеток, трансформированных на раннейстадии созревания, клетки данной линии продуцируют IgM (Guy et al., 1987).Миеломная линия U266 была получена из плазматических клеток, в которыхтрансформация произошла после активации гена, кодирующего синтезэпсилон-цепи IgE (Nilsson, 1971; Hardy, Hayakawa, 2001).

Преимуществомиспользования клеточных линий является стабильная пролиферация иконститутивная продукция иммуноглобулинов (Ig) разных классов (AméThomas et al., 2007; Bocelli-Tyndall et al., 2007).1.5.ПроявленияфункциональнойактивностиМСКприаллерген-специфических реакциях лейкоцитов.Считается, что МСК в основном ингибируют реакции, опосредованные Тхелперами 1 (Batten et al., 2006; Lu et al., 2009) и Т-хелперами 17 (Ghannam etal., 2010).

В многочисленных исследованиях in vitro было показано, что МСКподавляют пролиферацию, активацию и дифференцировку CD4+ T-клеток вусловиях, обеспечивающих дифференцировку в направлении T-хелперов 1 илиT-хелперов 17 (Luz-Crawford et al., 2013). На различных моделях Тх1зависимых заболеваний (Gonzalez et al., 2009; Madec et al., 2009; Fiorina et al,2009), а также в ходе проведения клинических испытаний применения МСКдлялеченияболезниКронатакжебылиполученыподтверждениясуществования такого феномена (Forbes et al., 2014). При этом предполагаетсянепрямой механизм супрессивного действия МСК на Тх1 через подавлениепрезентации антигена дендритными клетками и формирование популяции Трегуляторных клеток (Boumaza et al., 2009; Gonzalez et al., 2009).В тоже время, на моделях заболеваний, связанных с преимущественнойдифференцировкой Т-хелперов в Т-хелперы 2 типа (Тх2), также наблюдали30снижение интенсивности проявления патологических реакций после введенияМСК.

Например, введение аллогенных или аутологичных МСК костного мозгамышам с Tх2-опосредованным аллергическим воспалением дыхательнойсистемыприводилокподавлениювоспаления,исопровождалосьингибированием продукции цитокинов IL-13 и IL-4, выделяемых Тх2, а такжеблокированием продукции IgE (Kavanagh, Mahon, 2011; Goodwin et al., 2011).При моделировании на мышах бронхиальной астмы было установлено, чтовнутривенное введение сингенных МСК из костного мозга (Nemeth et al., 2010),аллогенных эмбриональных или индуцированных плюрипотентных стволовыхклеток (iPSC) снижало интенсивность проявлений заболевания (Ogulur et al.,2014).

Подобный позитивный эффект наблюдали также в ксеногенной системепри трансплантации сенсибилизированным мышам МСК, полученных изиндуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека (Sun et al., 2012).Описано ослабление реакций на пищевые и ингаляционные аллергены упациентов, получивших в ходе ограниченных клинических испытанийтрансплантацию культивированных аутологичных МСК костного мозга(Гранов и др., 2005). На основе данных, полученных in vivo, можнопредположить, что одними из основных параметров, которые изменяются подвоздействиемМСК,являютсятитрыIL4иIgE.IL-4стимулируетдифференцировку Т-хелперов в Т-хелперы 2-го типа (Li-Weber, Krammer,2003), поддерживает пролиферацию В-лимфоцитов и стимулирует продукциюIgE, играя, таким образом, существенную роль в реализации аллергическойреакции (Paul et al., 1991; Schmidt-Weber, 2012).В то же время практически не изучены механизмы, которые лежат в основенаблюдаемых изменений.

В качестве медиаторов были предложены TGFβ(Nemeth et al., 2010) и оксигеназа гемма-1 (Li et al., 2013). При этом всенакопленные данные были получены на МСК, выделенных из костного мозга, адействие МСК из других источников на компоненты аллергических реакций неизучено.311.6. Изменение функционального состояния МСК при их взаимодействии скомпонентами иммунной системыИзвестно, что иммуномодулирующее действие МСК не проявляетсяпостоянно и является результатом изменения их функциональной активностипод действием сигналов или медиаторов (INFγ, IL-1β и TNFα), поступающих отиммуннокомпетентных клеток (Krampera et al., 2006; Prasanna et al., 2010). Дляописания этого феномена были введены термины лицензирование («licensing»)или праймирование («praiming») МСК (Waterman et al., 2010; English, 2013).Предполагается, что одним из центральных механизмов, участвующих вовзаимодействии МСК с клетками иммунной системы является активациясигнальных путей, опосредованных Toll-подобными рецепторами (TLR).TLR играют важную роль в реакциях врожденного и приобретенногоиммунитета,обеспечиваяраспознаваниепатоген-ассоциированныхмолекулярных паттернов (pathogen-associated molecular patterns, PAMPs),включающих в себя липиды, липопротеины, белки и нуклеиновые кислотыширокого спектра бактерий, вирусов, паразитов и грибов (Manicassamy et al.,2009; Kawai et al., 2010), а также паттернов, ассоциированных с сигналамиопасности(danger-/damage-associatedmolecularpatterns,DAMPs):внутриклеточные стимулы (белок теплового шока 70 (Asea et al., 2000), доменА фибронектина (Okamura et al., 2001), мочевая кислота (Liu-Bryan et al., 2005),человеческий дефенсин-3 (Funderburg et al., 2007) и др).