Neerukahjustuse tüvi-/eellasrakkude teraapia strateegiad

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

OSA Ⅳ: Neeru tüvirakud/eellasrakud: omadused, kodustamine, koordineerimine ja hooldus

Jiewu Huang, Yaozhong Kong, Chao Xie ja Lili Zhou

Ⅲ OSAKS KLIKI SIIA

• Eelkonditsioneerimine

Pärastneerudvigastus, BMSC-d, EPC-d, HSC-d janeerudtüvirakud / eellasrakud migreeruvad vigastatud piirkonda, kuid kohalik mikrokeskkond võib põhjustada ka nende apoptoosi isheemia, põletiku, hapniku- ja toitumisvaeguse ning oksüdatiivse stressi ülesreguleerimise ja immunoloogilise äratõukereaktsiooni tõttu. Uuringud on näidanud, et EPC-de ja BMSC-de funktsioon kroonilise neeruhaiguse korral on oluliselt halvenenud [200-202]. Kahtlemata sõltub tüvi- / eellasrakkude efektiivsus peamiselt nende võimest migreeruda vigastatud piirkondadesse ja nende ellujäämisajast. Tundub, et on vaja strateegiat tüvirakkude kodustamise ja ellujäämise parandamiseks.

Tüvirakkude eelkonditsioneerimine on meie jaoks paljulubav viis. Need strateegiad hõlmavad inkubeerimist või kaassüstimist tsütokiinide või keemiliste ühenditega, hüpoksia stimuleerimist ja geneetilist modifitseerimist [203]. Hüpoksiline või ultraheliga eelkonditsioneerimine, inkubeerimine TGF- 1 või IGF-1-ga ja samaaegne süstimine erütropoetiiniga võivad suurendada CXCR4 ekspressiooni BMSC-des, soodustades veelgi BMSC-ga seondumistneerudläbi CXCR4/SDF-1 telje[128,168, 204-210]. Leflunomiid suurendab ka BMSC-de, HSC-de ja EPC-de mobilisatsiooni perifeerses veres ning soodustab nende migratsioonivigastatudneerud[211]. Hüpoksiline eelkonditsioneerimine reguleerib üles CXCR7 ekspressiooni BMSC-des [212] ja mitte ainult ei paranda BMSC kemotaksist, vaid suurendab ka terapeutiliselt lahustuvate tegurite, nagu VEGF, IGF-1, HGF, FGF ja angiopoetiin ning suurendab rakkude elujõulisust vigastatud piirkonnas [128,159,213]. Sevofluraaniga eelkonditsioneerimine võib samuti avaldada kaitsvat mõju BMSC ellujäämisele, minimeerides apoptoosi ja taastades mitokondriaalse membraani potentsiaali kadumise [214]. Erütropoetiin ei saa mitte ainult suurendada BMSC-de proliferatsiooni ja neerude kaitsvat funktsiooni [215,216], vaid ka kaitstaneerudtõhustades EPCde mobiliseerimist ja värbamist [217 218]. Statiinide eeltöötlus leevendab oksüdatiivset stressi, inhibeerib kahjustatud neeru põletikulist vastust, suurendab siirdatud BMSC-de ellujäämist [219] ning suurendab ka EPC värbamist ja vähendab apoptoosi [220]. BMSC-de eeltöötlemine melatoniiniga suurendab nende ellujäämist pärast vigastatud neerudesse rännet [221, 222]. Pioglitasooni manustamine võib parandada MSC-de ja EPC-de funktsiooni, vähendades endoplasmaatilise retikulumi stressi ja mitokondriaalset sulandumist [223-226]. Eeltöötlemine dipeptidüülpeptidaasi-4 inhibiitori sitagliptiiniga, mis on 2. tüüpi diabeedi inkretiinipõhise ravi aine [227], võib suurendada EPC mobilisatsiooni, suurendades plasma SDF-1 kontsentratsiooni, mis võib olla tõhus strateegia diabeetilise nefropaatia ravi [228].

Geneetiline modifitseerimine on ka kasulik eelkonditsioneerimisviis, et suurendada tüvirakkude neerudesse jõudmist. CXCR4-üleekspresseerivatel lentiviirusnakkuse poolt loodud BMSC-del on suurem võime neerudesse siseneda ja parakriinsed toimed HGF-i, BMP-7 ja põletikuvastase tsütokiini IL-10 tootmiseks [229] ]. Kallikreiiniga modifitseeritud BMSC-del lentiviirusnakkuse kaudu on ka tugevam antioksüdatiivne, anti-apoptootiline, põletikuvastane ja angiogeenne toime neerukahjustusele [230]. MiR-let7c-d üleekspresseerivad BMSC-d võivad viia rohkem miR-let7c-d läbi EV-de vigastatud neerudesse, fibroosiga seotud geenide ja neerufibroosi ekspressiooni edasine vähendamine [231]. MiR-126-üleekspresseerivatel BMDC-del on CXCR4/SDF-1 telje reguleerimise kaudu paranenud võime vigastatud piirkondadesse mobiliseeruda [232].

cistanche pharma erilinejaoksneerud

• Tüvi-/eellasrakkude poolt sekreteeritud bioaktiivsete molekulide rakendamine

Nagu ülalpool kirjeldatud, näitavad paljud uuringud, et tüvi-/eelasrakkude poolt eritatavad bioaktiivsed molekulid mängivad samuti olulist rolli neerufunktsiooni taastamisel. Nende kasutamisel võib kliinilistes rakendustes olla mitmeid eeliseid, sealhulgas takistada tüvi-/eellasrakkudel vigastatud mikrokeskkonda otseselt uurida ning lihtsam tootmis- ja säilitamisprotsess [233]. Tüvirakkude funktsioon kroonilise neeruhaiguse korral on kahjustatud ja allogeensed tüvirakud võidakse tagasi lükata, seega on tüvirakkude poolt sekreteeritud bioaktiivsete molekulide kasutamine potentsiaalne strateegia selle probleemi lahendamiseks. Teoreetiliselt võivad rakuvabad ravimeetodid olla suurema ohutusega võrreldes tüvirakkude otsese kohaletoimetamisega. BMSC-st tuletatud konditsioneeritud sööde soodustab vigastatud neerukoe taastumist, vähendab neerupõletikku ja -fibroosi ning taastab mikrovaskulaarse struktuuri ühepoolse kusejuha obstruktsiooni (UUO), 5/6 nefrektoomia ja diabeetilise nefropaatia mudelite korral[48,{{9} }]. BMSC-de elektrisõidukite mõju neerude taastumisele on sarnane BMSC-dega manustamisega, seega on elektrisõidukite rakendamine ka meie jaoks potentsiaalne strateegia. Uuringud näitavad, et allogeensed neeruresidendist MSC-st pärinevad EV-d võivad vähendada apoptoosi, suurendada tubulite proliferatsiooni ja tubulite moodustumist ning vähendada põletikuliste rakkude infiltratsiooni IRI ja UUO mudelites [170, 237]. Lisaks võivad nii autoloogsed kui ka allogeensed BMSC-st pärinevad EV-d parandada neerufunktsiooni IRI, ravimitest põhjustatud nefropaatia, UOO ja vahesumma nefrektoomia mudelites [169,177,178,238-241].

cistanche herbavõib ravida neeruhaigusi parandadaneerufunktsioon

• Biomaterjalid

Arvesse tuleks võtta ka biomaterjale, mis võivad parandada tüvi-/eellasrakkude migratsiooni, tõhustada nende funktsiooni ja pakkuda soodsat mikrokeskkonda [242]. Nagu ülalpool kirjeldatud, on tüvirakkude poolt sekreteeritavatel bioaktiivsetel molekulidel palju eeliseid neerufunktsiooni taastamisel, kuid need on ebastabiilsed ja lagunevad kiiresti in vivo. Teatud verekontsentratsiooni säilitamiseks on vajalik mitmeannuseline protokoll. Biomaterjalid, nagu hüdrogeel, mis tagavad bioaktiivsete tegurite kontrollitud vabanemise, võivad selle probleemi lahendada [243]. Elektriautod nõuavad ka sagedast doseerimist, kuna retikuloendoteliaalsüsteem eemaldab need pärast vereringesse süstimist kiiresti kehast [244]. Biomaterjalidega eelkonditsioneerimine on paljutõotav strateegia kiire kliirensi ületamiseks. EV-de kombineerimine või pakkimine biomaterjali maatriksisse võib säilitada nende biosaadavuse pärast manustamist, võimaldades pidevat ja kontrollitud vabanemist, et suurendada terapeutilist efektiivsust[159]. Hüdrogeelid, eriti modifitseeritud hüdrogeelid, võivad suurendada elektrisõidukite säilimist ja stabiilsust [245]. Uuring näitab, et ühte tüüpi mesoskaalalised nanoosakesed võivad pakendada väikseid molekule ja isegi suuri biomolekule, nagu DNA, mis ei sõltu kapseldatud lastist ja millel on 26-kordne neeruselektiivsus ilma kõrvalmõjudeta, nagu immuunreaktsioonid, aga ka maksa- või neerukahjustus. [246]. Biomaterjalidega eelkonditsioneerimine võib samuti suurendada tüvirakkude ellujäämist, siirdamist ja kodunemist. Süstitavad biomaterjalid, nagu hüdrogeelid, võivad suurendada tüvirakkude retentsiooni pärast siirdamist [242]. Arg-Gly-Asp-modifitseeritud alginaathüdrogeelidesse kinni jäänud MSC sferoididel on pärast siirdamist vähenenud apoptoos ja suurenenud elulemus ning VEGF sekretsioon [247]. Lisaks sõltub vigastatud piirkondadesse sattuvate tüvi-/eelsugurakkude saatus peamiselt kohalikust mikrokeskkonnast. Biomaterjalid võivad pakkuda siirdatud tüvi-/eellasrakkudele in vivo tüvirakkude nišilaadset mikrokeskkonda[159]. Ellujäämist soodustavate peptiidide eelkonditsioneerimine kollageenimaatriksi aeglase vabanemisega võib suurendada BMDC-de ellujäämist pärast isheemilist kahjustust [248]. Poorsed alginaatkrüogeelid, sünteetiline nišš, võivad tugevdada MSC-de parakriinset toimet [249]. Lisaks on biomimeetilise makropoorse polüetüleenglükoolhüdrogeeli kasutamine tõhus meetod HSC-de paljunemise oluliseks soodustamiseks enne siirdamist in vitro, jäljendades HSC-de loomulikku mikrokeskkonda [250].

cistanche taim

• Bioinseneri meetodid

Biotehnoloogia võib olla potentsiaalne strateegia vigastatud neerude asendamiseks tulevikus. Kitamura et al. leidis, et S3 segmendi neeru tüvi-/eellasrakud on võimelised taastama kolmemõõtmelise nefronilaadse struktuuri in vitro [72]. Lisaks on kolm peamist protokolli, mis indutseerivad inimese neeru organoidide moodustumist neeru eellasrakkude poolt ESC-dest või indutseeritud pluripotentsetest tüvirakkudest (iPSC)[251]. Esimene protokoll, mille esitasid Taguchi jt, kes olid inspireeritud embrüonaalsete neerude prekursorrakkude populatsioonide analüüsist, konstrueerib neeru eellasrakkudel põhinevad neeruorganoidid ESC-de või iPSC-de abil [252]. Taguchi protokoll indutseerib ESC-d või iPSC-d neeru eellasrakkudesse, mis seejärel genereerivad neerutuubuleid ja glomerulitaolisi struktuure ning vaskulariseeritakse pärast siirdamist tõhusalt [253]. Teine protokoll, mida nimetatakse Takasato protokolliks, kasutab neeru eellasrakkude kahemõõtmelist indutseerimist, millele järgneb kolmemõõtmeline kultiveerimine, genereerides nefroneid, kogumisjuhasid ja interstitsiumi sisaldavaid neeruorganoide, samuti endoteelirakke. ESC-de või iPSC-de puhul. Neeru organoididel on dekstraani [254-256] imendumisvõime. Kolmas protokoll, Morizane'i protokoll, nagu ka Takasato protokoll, on jagatud kahe- ja kolmemõõtmelisteks etappideks, kuid epiteeli nefronilaadseid struktuure sisaldavate organoidide konstrueerimiseks kulub vähem aega [257]. ESC-d/iPSC-st tuletatud funktsionaalne neer organoidid, mida saab tuletada patsientide enda rakkudest, pakuvad suurt potentsiaali neeruasendusraviks tulevikus [258]. Sellegipoolest tuleb enne neeruorganoidide kasutamist inimestel ületada palju väljakutseid, sealhulgas organoidide skaleeritavuse ja vaskularisatsiooni parandamise strateegiad. Veelgi enam, on leitud, et neeru organoidide rakud on palju ebaküpsemad kui täiskasvanud neeru rakud ja organoidides on sihtmärgiväliseid mitte-neerurakke [251].

Detsellulariseeritud ekstratsellulaarse maatriksi (ECM) karkassi kasutamine loob 3D-keskkonna, mis jäljendab looduslikke kudesid. Vormid, mis hõlmavad geele, plaastreid, sektsioone, plokke ja katteid, mängivad tulevikus samuti olulist rolli regeneratiivmeditsiinis ja biotehnoloogias [242]. Neerude ECM-i karkassid, milles puuduvad rakud või olulised rakuga seotud immunogeensed ained. markerid, kuid ainult natiivne neeru arhitektuur ja ekstratsellulaarne maatriksvalk, loovad looduslike neerukudedega sarnase niši, hõlbustavad tüvi-/eelasrakkude värbamist, suurendavad neovaskularisatsiooni ja soodustavad neerufunktsiooni taastumist [259 260]. dECM karkassid sigadelt, natiivse neeruarhitektuuri, rakuväliste komponentide ja puutumata veresoonte võrgustiku säilitamine, mis võib olla paljulubav platvorm neerude biotehnoloogia jaoks, kuna neerupuudulikkus on ravi asendamiseks [261]. SDS-iga töödeldud sigade ECM-karkassid ei näita tsütotoksilisust inimese primaarsetele neerurakkudele ja sea rakumaterjali põhjaliku puhastamise tõttu nõrgenenud immunoreaktiivsus [262]. Uuring näitab, et pärast sea dECM-i karkassi implanteerimist sea neerudesse on karkass kergesti reperfuseeritav, suudab säilitada vererõhku ja on uuringuperioodil talutav ilma vere ekstravasatsioonita. Siiski võib täheldada ka põletikulisi rakke ja täielikku tromboosi [263]. Uuringus istutasid teadlased hiire ESC-d roti neerude dECM-i karkassides, et indutseerida in vitro tsellulariseerumist ja organoidide ehitust ning seejärel implanteerida see mittefrektoomilisele rotile. . Tulemused näitavad, et need tsellulariseeritud karkassid on kergesti reperfuseeritavad, taluvad vererõhku ja toodavad uriini ilma verelekketa ligikaudu 2 nädala jooksul [264]. Kuigi funktsionaalsete tervete elundite regenereerimine ei ole veel lõppenud ja veel on palju takistusi, mida tuleb veel ületada, saab tüvi-/eellasrakkude ja ECM-i karkasside kombinatsioon loodetavasti ühel päeval nendest väljakutsetest üle ja teeb regeneratiivses meditsiinis edusamme [265].

mis on cistanche