Судьба предшественников дофаминергических нейронов с низкой иммуногенностью, дифференцированных из ИПСК человека, при трансплантации в мозг крыс с 6-OHDA-индуцированным паркинсонизмом
- Авторы: Воронков Д.М.1, Лебедева О.С.2, Ставровская А.В.1, Богомякова М.Е.2, Ольшанский А.С.1, Копылова И.В.2, Гущина А.С.1, Симонова А.В.2, Ручко Е.С.2, Иллариошкин С.Н.1, Еремеев А.В.2, Лагарькова М.А.2
-
Учреждения:
- Центр исследований мозга Научного центра неврологии РАН
- Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины им. Ю.М. Лопухина ФМБА России
- Выпуск: Том 18, № 4 (2023)
- Страницы: 582-584
- Раздел: Материалы конференции
- URL: https://ogarev-online.ru/2313-1829/article/view/256277
- DOI: https://doi.org/10.17816/gc623312
- ID: 256277
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Болезнь Паркинсона развивается в результате гибели дофаминергических нейронов чёрной субстанции, что может быть вызвано как факторами внешней среды, так и наследственными факторами. Медикаментозные методы лечения могут лишь замедлить развитие заболевания, но не излечить его. В связи с этим перспективным методом лечения может стать заместительная клеточная терапия. Хотя подобная технология уже была применена в США, для применения на территории России требуется проведение независимых клинических и доклинических испытаний. Технология ИПСК позволяет получать персонифицированные линии ИПСК для каждого пациента, что практически полностью нивелирует иммунный ответ. Хотя терапия аутологичными клетками идеально подходит теоретически, репрограммирование клеток пациента в ИПСК и их дальнейшая дифференцировка для каждого пациента дороги и длительны. В качестве альтернативы могут быть использованы дифференцированные производные низкоиммуногенных ИПСК, лишённых эксперессии HLA I класса. Такие клетки избегают Т-клеточного иммунного ответа, но другие минорные HLA и клетки врождённой иммунной системы, такие как макрофаги и NK-клетки, могут всё же способствовать развитию иммунного ответа, пусть и не такого сильного, как в случае аллогенной трансплантации. Такие клеточные продукты хоть и не позволяют полностью избежать иммунного ответа, но значительно его редуцируют, что, возможно, позволит использовать более мягкую иммуносупрессивную терапию. В настоящей работе по протоколу, ранее разработанному в лаборатории клеточной биологии, ИПСК, лишённые эксперессии HLA I класса, и ИПСК дикого типа были дифференцированы в предшественники дофаминергических нейронов среднего мозга. Была проведена подробная характеристика предшественников и показан правильный паттернинг. Такие предшественники были трансплантированы в мозг крыс с 6-OHDA-индуцированным паркинсонизмом и в течение 6 месяцев отслеживали их дифференцировку in vivo в сравнении со стандартной дифференцировкой in vitro. Был изучен системный воспалительный ответ животных на трансплантацию и биораспределение введённых клеток. Мы обратили внимание на слабо освещённый в литературе вопрос — какие клетки, кроме дофаминергических нейронов, образуются при дифференцировке трансплантата in vivo, поскольку клеточный состав может являться причиной побочных эффектов при клеточной терапии. По данным литературы, лишь около 3% трансплантированных клеток дифференцируются в дофаминергические нейроны, и этого достаточно для восстановления моторных функций у модельных животных. Мы обнаружили, что значительная часть предшественников дифференцируется в глиальные клетки. Была оценена динамика созревания нейронов трансплантата. Таким образом, мы приблизились к проведению доклинических испытаний клеточного продукта, детально охарактеризовав динамику созревания и состав трансплантата. Проведённое сравнение дифференцировки in vivo и in vitro позволит оценивать качество клеточного материала для трансплантации.
Полный текст
Болезнь Паркинсона развивается в результате гибели дофаминергических нейронов чёрной субстанции, что может быть вызвано как факторами внешней среды, так и наследственными факторами. Медикаментозные методы лечения могут лишь замедлить развитие заболевания, но не излечить его. В связи с этим перспективным методом лечения может стать заместительная клеточная терапия. Хотя подобная технология уже была применена в США, для применения на территории России требуется проведение независимых клинических и доклинических испытаний. Технология ИПСК позволяет получать персонифицированные линии ИПСК для каждого пациента, что практически полностью нивелирует иммунный ответ. Хотя терапия аутологичными клетками идеально подходит теоретически, репрограммирование клеток пациента в ИПСК и их дальнейшая дифференцировка для каждого пациента дороги и длительны. В качестве альтернативы могут быть использованы дифференцированные производные низкоиммуногенных ИПСК, лишённых эксперессии HLA I класса. Такие клетки избегают Т-клеточного иммунного ответа, но другие минорные HLA и клетки врождённой иммунной системы, такие как макрофаги и NK-клетки, могут всё же способствовать развитию иммунного ответа, пусть и не такого сильного, как в случае аллогенной трансплантации. Такие клеточные продукты хоть и не позволяют полностью избежать иммунного ответа, но значительно его редуцируют, что, возможно, позволит использовать более мягкую иммуносупрессивную терапию. В настоящей работе по протоколу, ранее разработанному в лаборатории клеточной биологии, ИПСК, лишённые эксперессии HLA I класса, и ИПСК дикого типа были дифференцированы в предшественники дофаминергических нейронов среднего мозга. Была проведена подробная характеристика предшественников и показан правильный паттернинг. Такие предшественники были трансплантированы в мозг крыс с 6-OHDA-индуцированным паркинсонизмом и в течение 6 месяцев отслеживали их дифференцировку in vivo в сравнении со стандартной дифференцировкой in vitro. Был изучен системный воспалительный ответ животных на трансплантацию и биораспределение введённых клеток. Мы обратили внимание на слабо освещённый в литературе вопрос — какие клетки, кроме дофаминергических нейронов, образуются при дифференцировке трансплантата in vivo, поскольку клеточный состав может являться причиной побочных эффектов при клеточной терапии. По данным литературы, лишь около 3% трансплантированных клеток дифференцируются в дофаминергические нейроны, и этого достаточно для восстановления моторных функций у модельных животных. Мы обнаружили, что значительная часть предшественников дифференцируется в глиальные клетки. Была оценена динамика созревания нейронов трансплантата. Таким образом, мы приблизились к проведению доклинических испытаний клеточного продукта, детально охарактеризовав динамику созревания и состав трансплантата. Проведённое сравнение дифференцировки in vivo и in vitro позволит оценивать качество клеточного материала для трансплантации.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Благодарности. Мы благодарим Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины за предоставление ресурсов для этого проекта.
Об авторах
Д. М. Воронков
Центр исследований мозга Научного центра неврологии РАН
Email: oslebedeva@rcpcm.org
Россия, Москва
О. С. Лебедева
Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины им. Ю.М. Лопухина ФМБА России
Автор, ответственный за переписку.
Email: oslebedeva@rcpcm.org
Россия, Москва
А. В. Ставровская
Центр исследований мозга Научного центра неврологии РАН
Email: oslebedeva@rcpcm.org
Россия, Москва
М. Е. Богомякова
Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины им. Ю.М. Лопухина ФМБА России
Email: oslebedeva@rcpcm.org
Россия, Москва
А. С. Ольшанский
Центр исследований мозга Научного центра неврологии РАН
Email: oslebedeva@rcpcm.org
Россия, Москва
И. В. Копылова
Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины им. Ю.М. Лопухина ФМБА России
Email: oslebedeva@rcpcm.org
Россия, Москва
А. С. Гущина
Центр исследований мозга Научного центра неврологии РАН
Email: oslebedeva@rcpcm.org
Россия, Москва
А. В. Симонова
Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины им. Ю.М. Лопухина ФМБА России
Email: oslebedeva@rcpcm.org
Россия, Москва
Е. С. Ручко
Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины им. Ю.М. Лопухина ФМБА России
Email: oslebedeva@rcpcm.org
Россия, Москва
С. Н. Иллариошкин
Центр исследований мозга Научного центра неврологии РАН
Email: oslebedeva@rcpcm.org
Россия, Москва
А. В. Еремеев
Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины им. Ю.М. Лопухина ФМБА России
Email: oslebedeva@rcpcm.org
Россия, Москва
М. А. Лагарькова
Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины им. Ю.М. Лопухина ФМБА России
Email: oslebedeva@rcpcm.org
Россия, Москва
Список литературы
Дополнительные файлы
