استراتژی‌های درمان سلول‌های بنیادی/پیش‌ساز برای آسیب کلیه

مخاطب:joanna.jia@wecistanche.com/ واتساپ: 008618081934791

بخش Ⅳ: سلول بنیادی / پیش ساز در کلیه: ویژگی ها، محل سکونت، هماهنگی و نگهداری

Jiewu Huang، Yaozhong Kong، Chao Xie و Lili Zhou

برای قسمت Ⅲ اینجا را کلیک کنید

• پیش شرط

بعد ازکلیهصدمه، BMSCها، EPCها، HSCها وکلیهسلول‌های بنیادی/پیش‌ساز به ناحیه آسیب‌دیده مهاجرت می‌کنند، اما ریزمحیط محلی ممکن است به دلیل ایسکمی، التهاب، کمبود اکسیژن و تغذیه، و تنظیم مثبت استرس اکسیداتیو و همچنین رد ایمنی منجر به آپوپتوز آنها شود. مطالعات نشان داده اند که عملکرد EPC و BMSCs در CKD به شدت مختل شده است [200-202]. بدون شک، کارایی سلول های بنیادی/پیش ساز در درجه اول به توانایی آنها در مهاجرت به مناطق آسیب دیده و زمان بقای آنها بستگی دارد. به نظر می رسد یک استراتژی برای بهبود خانه سازی و بقای سلول های بنیادی ضروری است.

آماده سازی سلول های بنیادی روشی امیدوارکننده برای ما است. این استراتژی ها شامل انکوباسیون یا تزریق همزمان با سیتوکین ها یا ترکیبات شیمیایی، تحریک هیپوکسی و اصلاح ژنتیکی می شود [203]. آماده سازی هیپوکسیک یا اولتراسوند، انکوباسیون با TGF- 1 یا IGF-1، و تزریق همزمان با اریتروپویتین می تواند بیان CXCR4 را در BMSCها افزایش دهد و باعث افزایش بیشتر BMSC به سلول های بنیادی شود.کلیهاز طریق محور CXCR4/SDF-1[128,168, 204-210]. لفلونوماید همچنین حرکت BMSCها، HSCها و EPCها را در خون محیطی افزایش می دهد و مهاجرت آنها را به داخل خون افزایش می دهد.مجروحکلیه[211]. پیش آماده سازی هیپوکسیک بیان CXCR7 را در BMSCها تنظیم می کند [212]، و نه تنها شیمی تاکسی BMSC را بهبود می بخشد، بلکه ترشح فاکتورهای محلول درمانی مانند VEGF، IGF{5}}، HGF، FGF، و آنژیوپویتین و زنده ماندن سلولی در ناحیه آسیب دیده را افزایش می دهد [128,159,213]. پیش شرطی کردن با سووفلوران همچنین می تواند اثرات محافظتی بر بقای BMSC با به حداقل رساندن آپوپتوز و بازیابی از دست دادن پتانسیل غشای میتوکندری ایجاد کند [214]. اریتروپویتین نه تنها می تواند تکثیر و عملکرد محافظتی کلیه BMSCها را تقویت کند [215,216]، بلکه از سلول های بنیادی هم محافظت می کند.کلیهبا افزایش بسیج و استخدام EPCها [217,218]. پیش درمانی با استاتین استرس اکسیداتیو را بهبود می بخشد، پاسخ التهابی در کلیه آسیب دیده را مهار می کند، بقای BMSCهای کاشته شده را افزایش می دهد [219]، و همچنین جذب EPC را افزایش می دهد و آپوپتوز را کاهش می دهد [220]. قبل از درمان BMSCها با ملاتونین، بقای آنها را پس از مهاجرت به کلیه آسیب دیده افزایش می دهد [221، 222]. تجویز پیوگلیتازون می تواند عملکرد سلول های بنیادی مزانشیمی و EPC را با کاهش استرس شبکه آندوپلاسمی و همجوشی میتوکندری بهبود بخشد [223-226]. پیش درمانی با مهارکننده دی پپتیدیل پپتیداز{9}} سیتاگلیپتین، عاملی برای درمان های مبتنی بر اینکرتین برای دیابت نوع 2 [227]، می تواند با افزایش غلظت SDF پلاسما، تحرک EPC را افزایش دهد، که احتمالاً یک استراتژی موثر برای درمان نفروپاتی دیابتی [228].

اصلاح ژنتیکی نیز یک روش مفید برای پیش‌شرطی کردن سلول‌های بنیادی به کلیه است. CXCR4-بیان بیش از حد BMSCهای ساخته شده توسط عفونت لنتی ویروس، توانایی قوی تری برای خون رسانی به کلیه و اقدامات پاراکرین افزایش یافته برای تولید HGF، BMP-7 و سیتوکین ضد التهابی IL-10 [229] دارند. ]. BMSCهای اصلاح شده با کالیکرئین از طریق عفونت لنتی ویروس نیز دارای اثرات آنتی اکسیداتیو، ضد آپوپتوز، ضد التهابی و رگ زایی قوی تری بر آسیب کلیه هستند [230]. کاهش بیشتر بیان ژن های مرتبط با فیبروز و فیبروز کلیه [231]. MiR{17}}BMDCهایی که بیش از حد بیان می‌کنند، با تنظیم محور CXCR4/SDF{19}} توانایی افزایش یافته‌ای برای حرکت در مناطق آسیب دیده دارند [232].

سیستانچ فارما ویژهبرایکلیه

• استفاده از مولکول های فعال زیستی ترشح شده توسط سلول های بنیادی/پیش ساز

همانطور که در بالا توضیح داده شد، بسیاری از مطالعات نشان می‌دهند که مولکول‌های فعال زیستی ترشح شده توسط سلول‌های بنیادی/پیش‌ساز نیز نقش مهمی در بازگرداندن عملکرد کلیه دارند. کاربرد آن‌ها می‌تواند مزایای متعددی در کاربردهای بالینی داشته باشد، از جمله جلوگیری از کاوش مستقیم سلول‌های بنیادی/پیش‌ساز در ریزمحیط آسیب‌دیده و فرآیند تولید و ذخیره‌سازی آسان‌تر [233]. عملکرد سلول های بنیادی در CKD مختل می شود و سلول های بنیادی آلوژن ممکن است رد شوند، بنابراین استفاده از مولکول های زیست فعال ترشح شده توسط سلول های بنیادی یک استراتژی بالقوه برای غلبه بر این مشکل است. از نظر تئوری، درمان‌های بدون سلول ممکن است ایمنی بالاتری نسبت به تحویل مستقیم سلول‌های بنیادی نشان دهند. محیط شرطی شده مشتق از BMSC باعث بازسازی بافت کلیه آسیب دیده، کاهش التهاب و فیبروز کلیه، و بازسازی ساختار ریز عروقی در مدل های انسداد یک طرفه حالب (UUO)، نفرکتومی 5/6 و نفروپاتی دیابتی می شود[48،{9} }]. تأثیر EVs از BMSCها بر بهبود کلیه مشابه تجویز با BMSCها است، بنابراین استفاده از EVs نیز یک استراتژی بالقوه برای ما است. مطالعات نشان می‌دهند که EVهای مشتق از MSC مقیم کلیه می‌توانند آپوپتوز را کاهش دهند، تکثیر توبولی و تشکیل توبول را افزایش دهند و نفوذ سلول‌های التهابی را در مدل‌های IRI و UUO کاهش دهند[170، 237]. علاوه بر این، EVهای مشتق از BMSC اتولوگ و آلوژنیک می‌توانند عملکرد کلیه را در مدل‌های IRI، نفروپاتی ناشی از دارو، UUO و نفرکتومی ساب توتال بهبود بخشند [169،177،178،{20}}].

گیاه سیستانچمی تواند بیماری کلیوی را بهبود بخشدعملکرد کلیه

• بیومواد

مواد زیستی، که می‌توانند مهاجرت سلول‌های بنیادی/پیش‌ساز را بهبود بخشند، عملکرد آن‌ها را افزایش داده و یک ریزمحیط مطلوب را فراهم کنند، نیز باید در نظر گرفته شوند [242]. همانطور که در بالا توضیح داده شد، مولکول های زیست فعال ترشح شده توسط سلول های بنیادی مزایای زیادی در بازگرداندن عملکرد کلیوی از خود نشان می دهند، اما ناپایدار هستند و به سرعت در داخل بدن تجزیه می شوند. برای حفظ غلظت خون مشخص، پروتکل چند دوز مورد نیاز است. مواد زیستی مانند هیدروژل، که آزادسازی مجدد کنترل شده عوامل زیست فعال را تضمین می کند، می تواند این مشکل را حل کند [243]. EVها همچنین به دوز مکرر نیاز دارند زیرا پس از تزریق به گردش خون به سرعت توسط سیستم رتیکولواندوتلیال از بدن پاک می شوند [244]. آماده سازی با بیومواد یک استراتژی امیدوارکننده برای غلبه بر پاکسازی سریع است. ترکیب یا بسته بندی EV ها در یک ماتریس بیومتریال می تواند فراهمی زیستی آنها را پس از تجویز حفظ کند، و اجازه انتشار پایدار و کنترل شده را می دهد تا اثربخشی درمانی را افزایش دهد [159]. هیدروژل‌ها، به‌ویژه هیدروژل‌های اصلاح‌شده، می‌توانند حفظ و پایداری EVs را افزایش دهند [245]. یک مطالعه نشان می‌دهد که نوعی از نانوذرات در مقیاس مزو مقیاس می‌تواند مولکول‌های کوچک و حتی مولکول‌های زیستی بزرگ مانند DNA را که به محموله محصور شده وابسته نیست بسته‌بندی کند و انتخاب‌پذیری کلیوی {{8} برابر بدون عوارض جانبی مانند واکنش‌های ایمنی و همچنین اختلالات کبدی یا کلیوی را نشان دهد. [246]. پیش شرطی کردن با بیومواد همچنین می‌تواند بقای سلول‌های بنیادی، پیوند و خانه‌سازی را افزایش دهد. مواد زیستی تزریقی مانند هیدروژل ها می توانند حفظ سلول های بنیادی را پس از پیوند افزایش دهند [242]. اسفروئیدهای MSC که در هیدروژل های آلژینات اصلاح شده با Arg-Gly-Asp به دام افتاده اند، کاهش آپوپتوز و افزایش بقا و همچنین ترشح VEGF را پس از پیوند نشان می دهند [247]. علاوه بر این، سرنوشت سلول‌های بنیادی/ پیش‌سازنده که به مناطق آسیب‌دیده سرازیر می‌شوند، عمدتاً به ریزمحیط محلی بستگی دارد. بیومواد می‌تواند محیطی شبیه به سلول‌های بنیادی را برای سلول‌های بنیادی/پیش‌ساز پیوندی در داخل بدن فراهم کند[159]. آماده سازی پپتیدهای حامی بقا با آزادسازی آهسته ماتریکس کلاژن می تواند بقای BMDC ها را پس از آسیب ایسکمیک افزایش دهد [248]. کرایوژل‌های آلژینات متخلخل، یک طاقچه مصنوعی، می‌توانند اثرات پاراکرین سلول‌های بنیادی مزانشیمی را افزایش دهند [249]. علاوه بر این، استفاده از هیدروژل پلی اتیلن گلیکول درشت متخلخل بیومیمتیک، روشی موثر برای افزایش قابل توجهی تکثیر HSCs قبل از پیوند در شرایط آزمایشگاهی با تقلید از ریزمحیط طبیعی HSCs است [250].

گیاه سیستانچ

• روش های مهندسی زیستی

مهندسی زیستی ممکن است یک استراتژی بالقوه برای جایگزینی کلیه های آسیب دیده در آینده باشد. کیتامورا و همکاران دریافتند که سلول های بنیادی/پیش ساز کلیه در بخش S3 قادر به بازسازی یک ساختار نفرون مانند سه بعدی در شرایط آزمایشگاهی هستند [72]. علاوه بر این، سه پروتکل اصلی برای القای تشکیل ارگانوئیدهای کلیه انسان توسط سلول های پیش ساز کلیه از ESCs یا سلول های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) وجود دارد[251]. اولین پروتکل، ارائه شده توسط تاگوچی و همکاران، که از تجزیه و تحلیل جمعیت های سلولی پیش ساز کلیوی جنینی الهام گرفته شده بودند، ارگانوئیدهای کلیه مبتنی بر سلول های پیش ساز کلیه را توسط ESCs یا iPSCs می سازد [252]. پروتکل تاگوچی ESCها یا iPSCها را به سلول‌های پیش ساز کلیه القا می‌کند، که سپس لوله‌های کلیه و ساختارهای گلومرول‌مانند تولید می‌کنند و پس از پیوند به طور موثر عروقی می‌شوند [253]. پروتکل دوم که پروتکل تاکاساتو نامیده می‌شود، از القای دو بعدی سلول‌های پیش‌ساز کلیه استفاده می‌کند و به دنبال آن کشت سه‌بعدی، تولید ارگانوئیدهای کلیوی که حاوی نفرون‌ها، مجرای جمع‌کننده و بینابینی و همچنین سلول‌های اندوتلیال است، بر اساس پذیرش استفاده می‌کند. از ESC ها یا iPSC ها. ارگانوئیدهای کلیوی ظرفیت جذب دکستران را نشان می دهند [254-256]. پروتکل سوم، پروتکل موریزان، مانند پروتکل تاکاساتو، به مراحل دو بعدی و سه بعدی تقسیم می شود، اما به زمان کمتری برای ساخت ارگانوئیدهای حاوی ساختارهای نفرون مانند اپیتلیال نیاز دارد [257]. کلیه عملکردی مشتق از ESCs/iPSC ارگانوئیدها، که می توانند از سلول های خود بیمار مشتق شوند، پتانسیل زیادی برای درمان های جایگزین کلیه در آینده ارائه می دهند [258]. با این وجود، چالش‌های زیادی وجود دارد که باید قبل از استفاده از ارگانوئیدهای کلیوی در انسان، از جمله استراتژی‌هایی برای بهبود مقیاس‌پذیری و عروقی شدن ارگانوئیدها غلبه کرد. علاوه بر این، مشخص شده است که سلول‌های موجود در ارگانوئیدهای کلیه بسیار نابالغ‌تر از سلول‌های کلیه بالغ هستند و سلول‌های غیرکلیوی غیرکلیوی خارج از هدف درون ارگانوئیدها وجود دارند [251].

استفاده از داربست ماتریکس خارج سلولی سلول زدایی شده (ECM)، محیطی سه بعدی را با تقلید از بافت های طبیعی فراهم می کند. اشکالی که شامل ژل، تکه‌ها، بخش‌ها، بلوک‌ها و پوشش‌ها می‌شوند، همچنین نقش مهمی در پزشکی احیاکننده و مهندسی زیستی در آینده خواهند داشت. نشانگرها، اما فقط یک معماری کلیوی بومی و پروتئین ماتریکس خارج سلولی، یک طاقچه شبیه به بافت‌های طبیعی کلیوی ایجاد می‌کنند، جذب سلول‌های بنیادی/پیش‌ساز را تسهیل می‌کنند، نئوواسکولاریزاسیون را افزایش می‌دهند و ترمیم عملکرد کلیه را ارتقا می‌دهند [259,260]. داربست‌های dECM از خوک، حفظ معماری کلیوی بومی، اجزای خارج سلولی، و یک شبکه عروقی دست نخورده، شاید یک پلتفرم امیدوارکننده برای مهندسی زیستی کلیه به دلیل کمبود کلیه برای جایگزینی درمان [261]. داربست‌های ECM تیمار شده با SDS از خوک هیچ سمیت سلولی برای سلول‌های کلیوی اولیه انسان نشان نمی‌دهند و با پاکسازی کامل مواد سلولی خوک، واکنش‌پذیری ایمنی را کاهش می‌دهند [262]. یک مطالعه نشان می دهد که پس از کاشت داربست dECM خوک در کلیه خوک، داربست به راحتی خونرسانی مجدد می شود، می تواند فشار خون را حفظ کند و در طول دوره مطالعه بدون تخلیه خون تحمل می شود. با این حال، سلول‌های التهابی و ترومبوز کامل را نیز می‌توان مشاهده کرد [263]. در مطالعه‌ای، محققان ESC‌های موش را در داربست‌های dECM کلیه موش‌ها کاشتند تا سلول‌سازی مجدد و ساخت ارگانوئید را در شرایط آزمایشگاهی القاء کنند و سپس آن را در یک موش صحرایی بدون ضایعه کاشت کنند. . نتایج نشان می‌دهد که این داربست‌های سلولی‌شده به راحتی خونرسانی مجدد می‌شوند، می‌توانند فشار خون را تحمل کنند و تقریباً ۲ هفته ادرار بدون نشت خون تولید می‌کنند [264]. اگرچه بازسازی کل اندام‌های عملکردی انجام نشده است و هنوز موانع زیادی وجود دارد که باید بر آنها غلبه کرد، ترکیب سلول‌های بنیادی/پیش‌ساز و داربست‌های ECM امیدواریم روزی بر این چالش‌ها غلبه کند و پیشرفتی در پزشکی بازساختی ایجاد کند [265].

سیستانچ چیست