Эритропоэтин улучшает эффекты мезенхимальных стволовых клеток в экспериментальной модели сепсиса
Автор: Аверьянов Александр Вячеславович, Коноплянников Анатолий Георгиевич, Забозлаев Федор Георгиевич
Журнал: Клиническая практика @clinpractice
Рубрика: Передовая статья
Статья в выпуске: 2 (10), 2012 года.
Бесплатный доступ
В последние годы было доказано, что мезенхимальные стволовые клетки (МСК) способны уменьшить проявления системной воспалительной реакции и снизить летальность в экспериментальной модели сепсиса. Недавно стало известно, что на поверхности стволовых клеток имеются рецепторы к эритропоэтину (ЭПО). Мы предположили, что введение ЭПО совместно со стволовыми клетками может усилить их эффект и улучшить результаты лечения сепсиса. Цель исследования: Изучить морфологические и иммунные эффекты комбинации ЭПО и МСК в экспериментальной ЛПС-модели сепсиса у крыс. Методы: 50 крыс были рандомизированы в 5 групп по 10 животных в каждой: 1-я группа - здоровый контроль, 2-5 группе был внутривенно введен бактериальный ЛПС 20 мг/кг. Через 2 часа после ЛПС животные получили следующее лечение: 3-я группа - МСК (400000 клеток), 4-я группа - эритропоэтин (8,5 мкг), 5-я группа - МСК и эритропоэтин в таких же дозах. Выживших животных забивали на 4-й день эксперимента. Проводилось морфологическое исследование легких, печени, почек, селезенки и тимуса. Также анализировали уровень лейкоцитов, ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-6 и TNF-alfa в сыворотке крови. Результаты: Летальность в группах ЛПС не отличалась. Наибольший уровень лейкоцитов наблюдался в группе, получившей комбинированное лечение (8,5×106/ml). Не было различий между группами в уровнях ТNF, ИЛ-2 и ИЛ-6, но в группах 3 и 5 выявлено достоверное снижение уровня ИЛ-1β. В группе 5 наблюдалось достоверно меньшая лейкоцитарная инфильтрация межальвеолярных перегородок в легких и зон тубулярной атрофии в почках. Самые значительные различия в группе ЛПС+эрипропэтин отмечены в лимфоидной ткани - гиперплазия белой пульпы селезенки и коркового вещества тимуса, тогда как в остальных группах наблюдалась разная степень атрофии соответствующих зон. Выводы: Комбинированное введение эритропоэтина и МСК уменьшает острое повреждение легких и почек, приводит к гиперплазии лимфоидной ткани и усиливает иммунный ответ в большей степени, чем раздельное лечение в экспериментальной модели сепсиса у крыс.
Сепсис, мезенхимальные стволовые клетки, эритропоэтин, эндотоксемия
Короткий адрес: https://sciup.org/14338427
IDR: 14338427
Список литературы Эритропоэтин улучшает эффекты мезенхимальных стволовых клеток в экспериментальной модели сепсиса
- Martin GS, Mannino DM, Eaton S, Moss M. The epidemiology of sepsis in the United States from 1979 through 2000. N Engl J Med 2003; 348:1546-54.
- Levy M.M., Dellinger R.P., Townsend S.R. et al. The Surviving Sepsis Campaign: results of an international guideline-based performance improvement program targeting severe sepsis. Intensive Care Med 2010; 36:222-31.
- Friedenstein AJ, Petrakova KV, Kurolesova AI, Frolova GP. Heterotopic of bone marrow. Analysis of precursor cells for osteogenic and hematopoietic tissues. Transplantation. 1968; 6 (2): 230-47.
- García-Gómez I, Elvira G, Zapata AG et al. Mesenchymal stem cells: biological properties and clinical applications. Expert Opin Biol Ther. 2010 Oct;10(10):1453-68.
- Xu J, Woods CR, Mora AL, et al. Prevention of endotoxin-induced systemic response by bone marrow-derived mesenchymal stem cells in mice. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2007; 293: L131-41.
- Mei SH, Haitsma JJ, Dos Santos CC, et al. Mesenchymal stem cells reduce inflammation while enhancing bacterial clearance and improving survival in sepsis. Am J Respir Crit Care Med. 2010; 182 (8); 1047-57.
- Weil BR, Manukyan MC, Herrmann JL, et al. Mesenchymal stem cells attenuate myocardial functional depression and reduce systemic and myocardial inflammation during endotoxemia Surgery. 2010;148(2):444-52.
- Manukyan MC, Weil BR, Wang Y, et al. Female stem cells are superior to males in preserving myocardial function following endotoxemia. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2011; 300:(6) R1506-R1514.
- Krasnodembskaya A, Song Y, Fang X et al. Antibacterial effect of human mesenchymal Stem Cells is mediated in part from secretion of the antimicrobial peptide LL-37. Stem Cells 2010;28:2229-2238.
- Chen TG, Zhong ZY, Sun GF, Effects of tumour necrosis factor-alpha on activity and nitric oxide synthase of endothelial progenitor cells from peripheral blood. Cell Prolif. 2011 Aug; 44(4):352-9.
- Wei H, Li Z, Hu S, Chen X, Cong XJ Apoptosis of mesenchymal stem cells induced by hydrogen peroxide concerns both endoplasmic reticulum stress and mitochondrial death pathway through regulation of caspases, p38 and JNK. J Cell Biochem. 2010 Nov 1;111(4):967-78.
- McGee S.J., Havens A.M., Shiozawa Y. et al. Effects of erythropoietin on the bone microenvironment. Growth Factors 2012 Feb; 30(1):22-8.
- Цыб А.Ф., Коноплянников А.Г., Колесникова А.И., Павлов В.В. Получение и использование в медицине клеточных культур из мезенхимальных стволовых клеток костного мозга человека. Вестник Российской Академии медицинских наук, 2004, т. 59, № 9, стр. 71-76.
- Jesmin S, Yamaguchi N, Zaedi S. Time-dependent expression of endothelin-1 in lungs and the effects of TNF-α blocking peptide on acute lung injury in an endotoxemic rat model. Biomed Res. 2011 Feb;32(1):9-17.
- Yagi H, Soto-Gutierrez A, KitagawaY et al. Bone marrow mesenchymal stromal cells attenuate organ injury induced by LPS and burn. Cell Transplant. 2010; 19(6): 823-30.
- Harris JF, Aden J, Lyons CR, Tesfaigzi Y. Resolution of LPS-induced airway inflammation and goblet cells hyperplasia is independent of IL-18. Respir Res 2007, 8:24.
- Gupta N, Su X, Popov B, Lee JW, Serikov V, Matthay MA. Intrapulmonary delivery of bone marrow-derived mesenchymal stem cells improves survival and attenuates endotoxin-induced acute lung injury in mice. J Immunol. 2007;179:1855-63.
- Sueblinvong V, Weiss DJ. Stem cells and cell therapy approaches in lung biology and diseases. Transl Res 2010;156:188-205.
- Koroglu TF, Yilmaz O, Ozer E, Erythropoietin attenuates lipopolysaccharide-induced splenic and thymic apoptosis in rats. Physiol Res. 2006; 55(3):309-16.
- Heberlein C, Fischer KD, Stoffel M. The gene for erythropoietin receptor is expressed in multipotential hematopoietic and embryonal stem cells: evidence for differentiation stage-specific regulation. Mol Cell Biol 1992; 12: 1815-1826.
- Walden AP, Young JD, Sharples E. Bench to bedside: A role for erythropoietin in sepsis. Crit Care. 2010; 14(4):227.
- Mitra A, Bansal S, Wang W et al. Erythropoietin ameliorates renal dysfunction during endotoxaemia. Nephrol Dial Transplant 2007; 22: 2349-53.
- Calvillo L, Latini R, Kajstura J et al. Recombinant human erythropoietin protects the myocardium from ischemia-reperfusion injury and promotes beneficial remodeling. Proc Natl Acad Sci USA 2003; 100(8): 4802-06.