Hampaiden mesenkymaalisten kantasolujen eritys: kiehtova lähestymistapa neuronsuojaukseen ja neuroregeneraatioon, osa 4

3.3. Periodontal ligamentin kantasolujen eritys

Relapsoivan remittoivan multippeliskleroosin (RR-MS) potilaiden PDLSC-soluista saadut CM osoittivat anti-inflammatorisia ja antiapoptoottisia vaikutuksia NSC-34-hiiren motorisissa hermosoluissa, jotka oli stimuloitu LPS-käsiteltyjen RAW 264.7 -makrofagien väliaineella.

Multippeliskleroosi (MS) on hermoston autoimmuunisairaus, jonka esiintyvyys kasvaa vuosi vuodelta. Se voi vahingoittaa aivojen ja selkäytimen toimintaa, kuten raajojen puutumista, lihasheikkoutta, näön hämärtymistä jne. Tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että aktiivisen itsehallinnan ja kuntoutuskoulutuksen avulla MS-potilaat voivat ylläpitää kognitiivista ja muistia. kykyjä monilla aloilla.

Yksi yleisimmistä peloista, kun henkilöllä on diagnosoitu MS-tauti, ovat kognitiiviset ja muistiongelmat. Vaikka tämä on yksi MS-potilaiden riskeistä, kaikki potilaat eivät koe tätä ongelmaa tosielämässä. Useimmat MS-potilaat voivat ylläpitää tietyn tason kognitiivisia ja muistikykyjä, ja on olemassa tapoja vahvistaa heidän aivokykyään.

Tutkimus osoitti, että MS-potilaat voivat parantaa muistiaan säännöllisten henkisten ja kognitiivisten harjoitusten avulla. Tarjoamalla MS-potilaille käytännön kokeita, pelejä ja elämäntaitoja harjoittavia kursseja tutkijat havaitsivat, että nämä harjoitukset voivat parantaa tehokkaasti MS-potilaiden muistia. Nämä harjoitusohjelmat sisältävät visuaalisia ja kuulomuistitestejä, matemaattisia tehtäviä, pulmanratkaisupelejä, reaktioaikatestejä jne.

Lisäksi MS-potilaat voivat osallistua myös muihin kuntoutusharjoituksiin, kuten Promotional Rehabilitation Program (PRP) -ohjelmaan ja aivoliiketerapiaan. Nämä istunnot voivat auttaa potilaita vähentämään lihasten spastisuutta ja haurautta, parantamaan tasapainoa ja motorisia taitoja sekä lisäämään itsenäisyyttä ja mukavuutta jokapäiväisessä elämässä. Tämä kuntoutusharjoittelu edistää fyysistä ja henkistä paranemista erilaisilla menetelmillä, kuten biofeedbackilla, joogalla, hieronnalla ja fysioterapialla.

Lopuksi MS-tautia sairastavat ihmiset voivat myös halutessaan omaksua joitain elämäntapakäytäntöjä aivojen terveen toiminnan ylläpitämiseksi. Tämä sisältää riittävän unen, stressin välttämisen, tasapainoisen ruokavalion, kohtuullisen harjoittelun ja hyvän sosiaalisen elämän ylläpitämisen. Nämä toimenpiteet voivat auttaa MS-tautia sairastavia ihmisiä lievittämään stressiä ja väsymystä, parantamaan vastustuskykyä ja suojaamaan edelleen heidän kehoaan ja mieltään.

Yhteenvetona voidaan todeta, että MS-tautia sairastavat voivat parantaa aivotoimintaansa ja muistiaan aktiivisen ja jatkuvan hoito- ja kuntoutuskoulutuksen sekä hyvän elämäntavan avulla. Vaikka MS-taudin kanssa eläminen voi olla haastetta, oikeilla askeleilla jokainen voi voittaa tämän sairauden ja jatkaa nauttimista elämän tarjoamista hyvistä asioista. Voidaan nähdä, että meidän on parannettava muistia, ja Cistanche voi parantaa muistia merkittävästi, koska Cistanche voi myös säädellä välittäjäaineiden tasapainoa, kuten nostaa asetyylikoliinin ja kasvutekijöiden tasoa, jotka ovat erittäin tärkeitä muistille ja oppimiselle. Lisäksi Cistanche deserticola voi parantaa verenkiertoa ja edistää hapen toimitusta, mikä voi varmistaa, että aivot saavat riittävästi ravintoa ja energiaa, mikä parantaa aivojen elinvoimaa ja kestävyyttä.

Napsauta Tiedä 10 tapaa parantaa muistia

Itse asiassa CM-hoito alensi TLR4- ja NF-KB-tasoja yhdessä tulehdusta edistävien sytokiinien kanssa. Päinvastoin, IL-10 lisääntyi neuroprotektiivisten markkerien, kuten nestin, neurofilament 70, NGF ja GAP43, yhteydessä. Mielenkiintoista on, että EV:n hermoja suojaavat vaikutukset saattavat johtua niiden pitoisuudesta IL-10:ssa ja TGF-:ssä [93].

Terveiltä luovuttajilta ja RR-MS-potilailta saatujen PDLSC-CM:n vaikutuksia arvioitiin myös forbol-12-myristaatti-13-asetaatilla (PMA) erilaistetussa THP-1:ssa, jota käytettiin mikroglian mallina, ja erilaistumattomia ja erilaistuneita MO3.13-soluja, joita käytettiin Porphyromonas gingivalisLPS:llä käsiteltyjen progenitorisolujen ja oligodendrosyyttien malleina.

Hoito molemmilla CM:illä vähensi LPS:n aiheuttamaa nousua TNF-, IL-1- ja IL-6-tasoissa ja vähensi TLR-4-arvoa THP-1-soluissa [94].PDLSC- RR-MS-potilailta ja terveiltä luovuttajilta saadut CM ja puhdistetut EXO/MV:t (PDLSCs-EMV:t) vaikuttivat suojaavasti EAE-hiirillä.

Erityisesti PDLSCs-CM ja PDLSCs-EMV:t paransivat sairauspisteitä palauttaen kudoksen eheyden ja remyelinaatiota selkäytimessä. PDLSCs-CM ja PDLSCs-EMV:t vaikuttivat tulehdusta ehkäiseviin vaikutuksiin sekä selkäytimessä että pernassa, kuten tulehdusta edistävien sytokiinien väheneminen ja IL{6}}:n induktio osoittavat.

Samanaikaisesti myös apoptoosi estyi. CM:n tai EMV:n tulehdusta ehkäisevä vaikutus saattaa johtua immunomoduloivien sytokiinien IL-10 ja TGF- [95] läsnäolosta.

Lisäksi RR-MS-potilailta saadut PDLSC:t-CM ja EMV:t estivät NALP3-tulehdusaktivaatiota ja alensivat TLR-4- ja NF-KB-tasoja EAEmicessa. CM:ään sisältyvät immunomodulatoriset tekijät IL-10, TGF- ja SDF-1 saattavat olla vastuussa PDLSC-CM:n ja EMV:iden immunosuppressiivisesta roolista EAE:ssä [96].

Mielenkiintoista on, että hypoksisissa olosuhteissa viljellyistä PDLSC:istä saatu CM oli tehokas parantamaan kliinisiä ja histologisia sairauspisteitä EAE-hiirillä. Erityisesti tämä hoito vähensi tulehdussolujen infiltraatiota ja lisäsi remyelinaatiota selkäytimessä.

Erityisesti hypoksinen CM:n anto lisäsi anti-inflammatorista sytokiini-IL-37-arvoa yhdessä proinflammatoristen sytokiinien vähenemisen kanssa. Lisäksi oksidatiivinen stressi ja apoptoosi estyivät, kun taas BDNF lisääntyi.

CM-hoito pystyi myös säätelemään autofagiaa aktivoimalla PI3K/Akt/mTOR-reitin. Lisäksi in vitro -naarmuuntumisvaurioissa, joissa NSC-34-motoriset neuronit paljastuivat, hypoksia CM pystyi moduloimaan tulehdusta, oksidatiivista stressiä ja apoptoosia.

Mielenkiintoista on, että hypoksia CM sisälsi NT-3, IL-10 ja TGF-, jotka saattavat selittää sen hermostoa suojaavat vaikutukset [97]. Taulukossa 4 on yleiskatsaus tässä kappaleessa esitetyistä tutkimuksista.

CM, vakioitu väliaine; EAE, kokeellinen autoimmuuninen enkefalomyeliitti; EMV:t, EXO:t/MV:t; EXO:t, eksosomit; IL, interleukiini; MCP, Monocyte Chemoattractant Protein; MIP, Macrophage Inflammatory Protein; MV:t, mikrovesikkelit; NF-κB, aktivoitujen B-solujen ydintekijä kappa-kevytketjun tehostaja; NT, neurotrofiini; PMA, forboli 12-myristaatti 13-asetaatti; PDLSC:t, periodontaalisten ligamenttien kantasolut; RR-MS, relapsoiva-remittoiva multippeliskleroosi; SDF-1, stromaalisista soluista peräisin oleva tekijä 1; TGF, transformoiva kasvutekijä; TLR, Toll-like reseptori; TNF, tuumorinekroositekijä; ↑, lisäys/parannukset; ↓, vähennys.

3.4. Muut hammaslääketieteelliset MSC:t

GMSC:illä saadun CM:n neurosuojaavat vaikutukset arvioitiin mekaanisesti vaurioituneissa hiiren motorisia neuronin kaltaisissa NSC-34-soluissa. CM-hoito vähensi naarmuuntumisvamman aiheuttamaa apoptoosia ja oksidatiivista stressiä.

Lisäksi CM vähensi TNF-proteiinia samalla kun nosti anti-inflammatorisen sytokiinin IL-10 tasoa. Mielenkiintoista on, että CM-hoito sääteli BDNF:ää ja NT:tä-3. CM:n osoitettiin sisältävän NGF:ää, NT-3:a, IL-10:a ja TGF-:a, jotka saattavat selittää hermoja suojaavat vaikutukset [98].

 GMSC:istä peräisin olevat EV:t testattiin perifeerisen hermon regeneraation suhteen murskautumisvaurioituneessa iskiashermohiirimallissa. Gelfoamin siirtäminen GMSC-peräisillä EV:illä murskautumiskohtaan in vivo indusoi toiminnallista palautumista ja aksonien regeneraatiota samalla tavalla kuin GMSC:iden suora siirto.

Erityisesti EV:t edistivät Schwann-solujen proliferaatiota ja migraatiota ja säätelivät c-JUN-, Notch1-, GFAP- ja SOX2-geenien proteiini-ilmentymiä, jotka liittyvät Schwann-solujen erilaistumiseen tai korjausfenotyyppiin.

Myös in vitro EV:t edistivät Schwann-solujen erilaistumis-/korjausgeenien ilmentymistä [99]. Positiivinen vaikutus Schwann-solujen lisääntymiseen raportoitiin myös GMSC:iden EXO:illa, jotka myös edistävät DRG-aksonin kasvua in vitro.

Lisäksi arvioitiin GMSC:n EXO:iden vaikutukset yhdessä biohajoavien kitiinijohtojen kanssa ääreishermon regeneraatioon. In vivo rotan iskiashermovikamallissa kitiiniputki yhdistettynä EXO:ihin lisäsi hermosäikeiden määrää ja halkaisijaa ja edisti myeliinin muodostumista.

Samanaikaisesti myös hermojen johtuminen parani. Lisäksi lihasten toiminta ja motoriset toiminnot paranivat [100]. CM:t SCAP:ista, DPSC:istä ja PDLSC:istä testattiin arvioimaan niiden kykyä indusoida neuriittien kasvua.

Tätä tarkoitusta varten erilaistuneita neuroblastoomasoluja SH-SY5Y inkuboitiin erilaisten CM:iden kanssa. CM:n osoitettiin pystyvän lisäämään neuriitteja tuottavien solujen prosenttiosuutta ja neuriitin kasvun kokonaispituutta.

Mielenkiintoista on, että pisimmän neuriitin pituus hermosolua kohti lisääntyi merkittävästi vain SCAPCM:llä, ja erittyneen BDNF:n neutralointi esti neuriitin uloskasvua, mikä osoittaa sen tärkeyden tässä prosessissa [101].

SCAP:ista vapautuva CM osoitti myös suuremman neurogeenisen induktiivisen vaikutuksen DPSC:ihin verrattuna BMSCs-CM:iin. Todellakin, kun DPSC:itä viljeltiin elatusaineessa hermosolujen kantasolujen kasvua varten, neurogeenisten markkerien tasot nousivat SCAPs-CM:n lisäämisen myötä.

Päinvastoin, hermosolumarkkerin ilmentyminen väheni, kun taas neurotrofisen markkerin ekspressio lisääntyi, kun BMSCs-CM lisättiin. SCAPs-CM ei vaikuttanut solujen lisääntymiseen [102].

Suun limakalvon kantasolut (OMSC:t) erilaistettiin soluiksi, joilla oli astrosyyttien kaltainen morfologia ja jotka ilmensivät tunnusomaisia ​​astrosyyttimarkkereita.

Erilaistettujen OMSC-solujen avulla saatu CM lisäsi hypoksiolosuhteissa viljeltyjen tai vetyperoksidille in vitro altistettujen motoristen neuronien solujen elinkelpoisuutta [103]. Taulukossa 5 on yleiskatsaus tässä kappaleessa esitetyistä tutkimuksista.

4. Secretome-sovelluksen kääntäminen prekliinisistä malleista kliiniseen käyttöön

Sekretomin käyttäminen soluvapaaseen hoitoon voi tarjota joitakin etuja MSC:iden käyttöön verrattuna.

Sekretomin käytön tärkeimmät edut kantasoluhoidon sijasta ovat alhainen immunogeenisyys ja sekretomin helpompi tuotanto, käsittely ja varastointi [104]. Sitten tämä hoito voi voittaa soluterapiaan liittyvät riskit, kuten kasvaingeenisyyden, antigeenisyyden, isännän hylkimisreaktion ja infektiot.

Secretome-käsittely voi olla helpompaa verrattuna soluihin, koska se voidaan konsentroida ja pakastaa, eikä se vaadi nestemäisen typen varastointi- ja soluviljelytiloja, mikä tekee myös sen siirtämisen helpommaksi [105,106].

Lisäksi eritystuotanto on taloudellisempaa ja massatuotanto kontrolloiduissa laboratorio-olosuhteissa on myös mahdollista [107]. MSC:iden eloonjäämisaika elinsiirron jälkeen ei kuitenkaan ole selvä, koska jotkut tiedot näyttävät viittaavan rajoitettuun eloonjäämiseen [23].

Siten erityssovellukseen perustuvat terapeuttiset strategiat voisivat olla hyödyllisiä regeneratiivisessa lääketieteessä, koska ne perustuvat niiden bioaktiivisten molekyylien, mukaan lukien proteiinien, ja mRNA:iden, mutta myös ei-koodaavan RNA:n pitoisuuteen, mikä voi olla hyödyllistä indusoimaan korjausmekanismeja vaurioituneissa kudoksissa.

Useita kohtia on kuitenkin selvennettävä, ennen kuin ne siirretään kliinisiin sovelluksiin. Erityisesti on tarpeen määritellä paremmin erityskoostumus, annostus, tiheys ja antoreitti.

Tältä osin on myös tarpeen kehittää standardoituja valmistusprotokollia, joissa on hyvät valmistuskäytännöt uusien soluttomiin tuotteisiin perustuvien lääkkeiden kehittämiseksi [105].

Itse asiassa kliinisissä sovelluksissa sekretomi tulisi esittää standardoidussa ja helposti käsiteltävässä formulaatiossa. Sekretoomessa voi todellakin esiintyä vaihtelua koehenkilöiden, solujen ja kudosten perusteella [30].

Tästä syystä erittymistuotannon standardoimiseksi on tarpeen määritellä viljelyalusta ja lisäaineet, viljelyn kesto ja viljelyolosuhteet [106].

Tässä yhteydessä big data -tutkimukset, jotka arvioivat proteomi-, transkriptio- ja ei-koodaavia RNA-profiileja, voivat auttaa erittymien karakterisoinnissa. Luettelo tutkimuksista, joissa analysoidaan transkriptiota, ei-koodaavaa RNA:ta ja proteomiprofilointia, on saatavilla taulukossa 6.

Eritteiden toimittamisen on kuitenkin myös puututtava huoleen, joka liittyy sekretomin nopeaan diffuusioon ja puhdistumiseen kudoksen korjauskohdasta. Lisäksi erityksen stabiilius ja sen kasvutekijöiden ja miRNA:iden stabiilius on säilytettävä fysiologisissa olosuhteissa koko toimituksen ajan.

Tässä yhteydessä on kehitetty ja optimoitu erilaisia ​​biomateriaaleja MSC-sekreomien kuljetustehokkuuden parantamiseksi, minkä etuina ovat pidennetty vapautumisaika, suoja hajoamista vastaan ​​ja parannettu terapeuttinen kapasiteetti [108].

Toinen vaihtoehto formulaatioiden pitkäaikaisen stabiilisuuden parantamiseksi on pakastekuivausprosessi, jota käytetään erilaisille biologisille tuotteille [109,110].

5. Johtopäätökset

Hammaslääkärin MSC:illä on osoitettu olevan huomattava hermoston regeneratiivinen potentiaali, koska ne ovat peräisin hermoston harjasta. Hammaslääkärin MSC-peräisellä erityksellä on myös samat tehostetut hermostoa suojaavat ja hermostoa regeneratiiviset ominaisuudet.

Sekä CM että EV:t sisältävät neurotrofiineja ja molekyylejä, joilla on hermosuojaa suojaava vaikutus, jopa korkeammalla tasolla kuin muut MSC:t. Tässä katsauksessa arvioidut tutkimukset korostivat, että sekä CM että EV-stimuloivat neuriittien kasvua ja osoittivat neuroprotektiivisia vaikutuksia neurologisten sairauksien ja hermosoluvaurioiden prekliinisissä malleissa.

Erityisesti DPSC- ja SHED-sekreomit olivat eniten tutkittuja, mutta eri tutkimukset korostivat myös PDLSC- ja GMSC-sekreomien hermostoa suojaavia vaikutuksia.

Mielenkiintoista on, että jotkin tutkimukset ehdottivat myös hammaslääketieteellisistä MSC:istä saadun erityksen ylivoimaisuutta muihin MSC-lähteisiin, kuten BMSC:ihin ja AMSC:ihin, verrattuna hermosolujen suojaamiseen.

Yhteenvetona voidaan todeta, että hammaslääketieteellisistä MSC-soluista peräisin oleva eritys vaikuttaa lupaavalta käyttää neurodegeneratiivisella alalla ja saattaa olla hyödyllinen kehitettäessä uusia hermostoa suojaavia hoitoja.

Tekijän panokset: Conceptualization, EM; kirjoitus-alkuperäisen luonnoksen valmistelu, AG; kirjoitus-arviointi ja editointi, EM Kaikki kirjoittajat ovat lukeneet käsikirjoituksen julkaistun version ja hyväksyneet sen.

Rahoitus: Tätä tutkimusta tuki Current Research Funds 2021, terveysministeriö, Italia.

Institutionaalisen arviointilautakunnan lausunto: Ei sovelleta.

Ilmoitettu suostumus: Ei sovelleta.

Eturistiriidat: Kirjoittajat eivät julista eturistiriitoja. Rahoittajalla ei ollut roolia tutkimuksen suunnittelussa; tietojen keräämisessä, analysoinnissa tai tulkinnassa; käsikirjoituksen kirjoittamisessa tai tulosten julkaisupäätöksessä.

Viitteet

1. Vasanthan, J.; Gurusamy, N.; Rajasingh, S.; Sigamani, V.; Kirankumar, S.; Thomas, EL; Rajasingh, J. Ihmisen mesenkymaalisten kantasolujen rooli regeneratiivisessa terapiassa. Cells 2020, 10, 54. [CrossRef] [PubMed]

2. Friedenstein, AJ; Petrakova, KV; Kurolesova, AI; Frolova, GP Luuytimen heterotooppi. Prekursorisolujen analyysi osteogeenisten ja hematopoieettisten kudosten osalta. Transplantation 1968, 6, 230–247. [CrossRef] [PubMed]

3. Friedenstein, AJ; Chailakhjan, RK; Lalykina, KS Fibroblastipesäkkeiden kehitys marsun luuytimen ja pernasolujen yksikerroksisissa viljelmissä. Cell Tissue Kinet. 1970, 3, 393–403. [CrossRef]

4. Caplan, AI Mesenkymaaliset kantasolut. J. Orthop. Res. Pois. Publ. Orthop. Res. Soc. 1991, 9, 641-650. [CrossRef]

5. Dominici, M.; Le Blanc, K.; Mueller, I.; Slaper-Cortenbach, I.; Marini, F.; Krause, D.; Deans, R.; Keating, A.; Prockop, D.; Horwitz, E. Minimaaliset kriteerit multipotenttien mesenkymaalisten stroomasolujen määrittämiseksi. International Society for Cellular Therapy kantalausunto. Cytotherapy 2006, 8, 315–317. [CrossRef]

6. Gronthos, S.; Mankani, M.; Brahim, J.; Robey, PG; Shi, S. Synnytyksen jälkeiset ihmisen hammasmassan kantasolut (DPSC:t) in vitro ja in vivo.Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 13625–13630. [CrossRef] [PubMed]

7. Li, B.; Ouchi, T.; Cao, Y.; Zhao, Z.; Men, Y. Hammaslääketieteelliset mesenkymaaliset kantasolut: uusinta tekniikkaa. Edessä. Cell Dev. Biol. 2021,9, 654559. [CrossRef]

8. Egusa, H.; Sonoyama, W.; Nishimura, M.; Atsuta, I.; Akiyama, K. Kantasolut hammaslääketieteessä - osa I: Kantasolulähteet. J. Prosthodont.Res. 2012, 56, 151–165. [CrossRef] [PubMed]

9. Gan, L.; Liu, Y.; Cui, D.; Pan, Y.; Zheng, L.; Wan, M. Hammaskudoksesta peräisin olevat ihmisen mesenkymaaliset kantasolut ja niiden potentiaalinen terapeuttinen sovellus. Stem Cells Int. 2020, 2020, 8864572. [CrossRef]

10. Yin, JY; Luo, XH; Feng, WQ; Miao, SH; Ning, TT; Lei, Q.; Jiang, T.; Ma, DD Hammasperäisten kantasolujen monidifferentiaatiopotentiaali. World J. Stem Cells 2021, 13, 342–365. [CrossRef]

11. Mayo, V.; Sawatari, Y.; Huang, CY; Garcia-Godoy, F. Neuraaliharjasta peräisin olevat hammaskantasolut – missä olemme ja minne olemme menossa. J. Dent. 2014, 42, 1043–1051. [CrossRef]

12. Luzuriaga, J.; Polo, Y.; Pastor-Alonso, O.; Pardo-Rodriguez, B.; Larranaga, A.; Unda, F.; Sarasua, JR; Pineda, JR; Ibarretxe, G. Edistykselliset ja tulevaisuudennäkymät hammassellun kantasoluihin perustuvissa neuroregeneraatioterapioissa. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 3546.[CrossRef]

For more information:1950477648nn@gamil.com