Для лікування експериментального цирозу печінки раніше застосовували трансплантацію гепатоцитів [1] або методи генотерапії - наприклад, введення гена HGF [2] або анти-TGF-beta-терапія [3].
Останнім часом з'явилися роботи зі стимуляції регенерації печінки методом трансплантації клітин кісткового мозку - гемопоетичних і / або мезенхімальних. З'ясовано, що це може здійснюватися як шляхом клітинного злиття донорських клітин з гепатоцитами, так і за допомогою прямої диференціювання.
Є ряд робіт, які демонструють, що клітини кісткового мозку відіграють істотну роль у патогенезі цирротической процесу і фіброзу. Хоча думки вчених з цього приводу неоднозначні. Наприклад, показано, що при ушкодженні легенів, клітини кісткового мозку мігрують у вогнище, диференціюються в міофібробласти і активно беруть участь в утворенні фіброзного рубця [5,6]. З іншого боку, при системному введенні мезенхімальних стовбурових клітин мишам з формується токсичним фіброзом легень, показали диференціювання донорських клітин в легеневій епітелій, зменшення синтезу колагену і інтенсивності хронічного запалення [4].
Аналогічні дані отримані і при вивченні ролі клітин кісткового мозку в розвитку цирозу печінки. Так, клінічна робота [7] демонструє пряма участь гемопоетичних клітин у патогенезі аутоімунного гепатиту з формуванням первинного біліарного цирозу. Недавнє дослідження [9], виконане на людському матеріалі, так само вказує на виникнення міофібробластів в цирротической печінки з клітин кісткового мозку. Однак, робота [8] китайських дослідників демонструє диференціювання цих клітин в гепатоцити, але не в міофібробласти при розвитку експериментального цирозу.
У новій роботі, опублікованій в Transplantation, автори виконували внутрішньовенну інфузію сінгенних мезенхімальних стовбурових клітин (МСК) мишам з формується токсичним цирозом печінки. Токсичний цироз моделювали введенням CCl-4 (чотирихлористого вуглецю). Сінгенние клітини кісткового мозку виділяли й виробляли негативний (видаляли позитивну популяцію) магнітний сортінг (MACS) за CD45 (+), GlyA (+), CD34 (+). Потім культивували домагаючись освіти одиничних (1 колонія на 1 лунку 96-ти ямкової плашки) пластик-адгезивних колоній. Перед транспланатціей клітини, виділені з колоній мали фенотип CD34, CD45, CD31, vWF, GlyA, CD11a, CD11b - негативні і Flk1 - позитивні. Подібний фенотип зберігався протягом 30 пасажів.
Трансгендерних клітинну трансплантацію виробляли внутрівено в дозі 1 млн через 1 тиждень від початку моделювання цирозу і негайно (у той же день) після введення токсину. Контрольні тварини отримували фіз. розчин.
Через 5 тижнів після призначення токсину в групах з клітинної трансплантацією спостерігали engraftment і диференціювання введених клітин. Вони мали епітелій-подібну морфологію, несли Y-хромосому (донор - самець, реципієнт - самка) і експрессировалі альбумін. Подібні клітини не ідентифікувалися на більш ранніх строках (2 тижні). Морфологічні ознаки цирозу-фіброзу були значно менше в групі негайної трансплантації, в порівнянні з відстроченою трансплантацією клітин (через тиждень) і контролем (фіз. розчин). Однак «морфологічний регрес» цирозу спостерігався в цій групі тільки через 5 тижнів від початку експерименту, а в більш ранні терміни (2 тижні) між групами не було отримано жодних достовірних відмінностей. У групах з клітинної трансплантацією було так само виявлено зниження (але незначне) змісту гідроксипроліну, як маркера посиленого синтезу колагену в цирротической печінки. У сироватці крові виявили значне зниження таких маркерів розвивається цирозу печінки як трансамінази (ALT), procollagen III-N-peptide і гіалуронової кислоти - в групі з негайною трансплантацією клітин. І тільки у цій же групі ідентифікували значне зниження рівня мРНК TGF-beta1 (трансформуючого фактора росту), як одного з найважливіших маркерів фіброгенеза і синтезу колагену. З іншого боку не виявлялося ніякого впливу клітинної трансплантації на сироватковий загальний біллірубін.
Таким чином, показано позитивний вплив трансплантації flk-1 (+) МСК кісткового мозку на уповільнення розвитку і регрес експериментального цирозу печінки. Однак сприятливий ефект трансплантації проявлявся тільки при негайному, але не відстроченому введення клітин після початку дії, що ушкоджує.
Все-таки залишається незрозумілим механізм дії введених клітин. Так, клітини були схожі на епітелій протоків, але синтезували альбумін. І чому саме Flk-1 (+) популяція як маркер МСК? Нагадаю, що Flk-1 є одним з рецепторів (тирозин-кіназовим) vascular endothelial growth factor (VEGF), а їх взаємодія обусласлівает запуск ангіогенезу [10,11]. Експресується, в основному на ендотеліоцитів і гематопоетичних прогеніторних клітинах [11]. Сортування клітин (ембріональних стовбурових [12] і кісткового мозку дорослих і фетусов [13]) за Flk-1 (+) проводиться, як правило для отримання попередників судинного ендотелію і стимуляції ангіогенезу. І хоча в роботі для трансплантації застосовували очищену від гемопоетичних клітин Flk-1 (+) популяцію клітин, ні слова не було сказано про ангіогенезу в печінці.
Список літератури
1. Nagata H, et al. Treatment of cirrhosis and liver failure in rats by hepatocyte xenotransplantation. Gastroenterol 2003; 124; 2: 422-431
2. Matsuno Y, et al. Hepatocyte growth factor gene transfer into the liver via the portal vein using electroporation attenuates rat liver cirrhosis. Gene Ther 2003; 10; 18: 1559-1566
3. Arias M, et al. Adenoviral exdivssion of a transforming growth factor-beta1 antisense mRNA is effective in divventing liver fibrosis in bile-duct ligated rats. BMC Gastroenterol 2003; 3; 1: 29
4. Ortiz LA, et al. Mesenchymal stem cell engraftment in lung is enhanced in response to bleomycin exposure and ameliorates its fibrotic effects. PNAS 2003; 100: 8407
5. Epperly MW, et al. Bone marrow origin of myofibroblasts in irradiation pulmonary fibrosis. Am J Respir Cell Mol Biol 2003; 29; 2: 213-224
6. Hashimoto, et al. Bone marrow-derived progenitor cells in pulmonary fibrosis. J Clin Invest 2004; 113: 243-252
7. Kyriakou DS, et al. Hemopoietic progenitor cells and bone marrow stromal cells in patients with autoimmune hepatitis type 1 and primary biliary cirrhosis. J Hepatol 2003; 39; 5: 679-685
8. Zhan YT, et al. Differentiation of bone marrow stem cells in rat hepatic fibrogenesis environment. Zhonghua Gan Zang Bing Za Zhi 2003; 11; 11: 673-675
9. Forbes S, et al. A significant proportion of myofibroblasts are of bone marrow origin in human liver fibrosis. Gastroenterol 2004; 126: 955-963
10. Achen MG, et al. Vascular endothelial growth factor D (VEGF-D) is a ligand for the tyrosine kinases VEGF receptor 2 (Flk1) and VEGF receptor 3 (Flt4). PNAS 1998; 95; 2: 548-553
11. Chiang MK, Flanagan JG. Interactions between the Flk-1 receptor, vascular endothelial growth factor, and cell surface proteoglycan identified with a soluble receptor reagent. Growth Factors 1995; 12; 1: 1-10
12. Yamashita J, et al. Flk1-positive cells derived from embryonic stem cells serve as vascular progenitors. Nature 2000; 408; 6808: 92-96
13. Fanga B, et al. Multipotency of Flk1 + CD34-progenitors derived from human fetal bone marrow. J Lab Clin Med 2004; 143; 4