Эндогенная токсемия способна привести к сепсису с последующим развитием синдрома полиорганной недостаточности вследствие неконтролируемой активации иммунной системы при фульминантном воспалительном каскаде. И по-прежнему, сепсис и синдром системного воспалительного ответа являются основными причинами смерти в отделениях интенсивной терапии.
В последнее десятилетие широко изучается потенциальный терапевтический эффект стволовых клеток различного происхождения. В многочисленных опытах in vitro и in vivo были получены перспективные результаты при аутоиммунных заболеваниях, нейродегенеративных расстройствах, травм спинного мозга, цереброваскулярных и сердечно-сосудистых заболеваниях, дегенеративных изменениях печени.
Недавние исследования терапевтического применения стволовых клеток при воспалении и сепсисе предоставляют новые потенциальные стратегии в медицине критических состояний. При воспалении и сепсисе факт обладания стволовыми клетками иммуномодулирующих свойств считается общепризнанным. Наблюдаемое иммуномодулирующее действие включает подавление Т-лимфоцитов (CD4 + и CD8 +), а также индукцию регуляторных Т-клеток (Tregs) что, в свою очередь, уменьшает повреждение тканей и органов и повышает выживаемость. Тем не менее, объясняющие эти явления точные молекулярные механизмы остаются неясными.
Потенциал плюрипотентных стволовых клеток из амниотической жидкости (АЖС клетки) был исследован на крысиной модели некротизирующего энтероколита (НЭК). Зани с соавторами сообщили, что после внутрибрюшинного введения клеток АЖС отмечено снижение заболеваемости НЭК вместе с уменьшением повреждения кишечника и увеличением выживаемости. Остается неясным, явились ли непосредственным медиатором иммунологического ответ именно клетки АЖС.
Возникает сомнение, только ли стволовые клетки обладают иммуномодулирующим действием? Недавние исследования показали, что зрелые стромальные клетки различного происхождения обеспечивают мощный иммуномодулирующий эффект, сопоставимый, если не превосходящий, с эффектом стволовых клеток. Более того, совсем недавно было показано, что in vitro АЖС клетки способны подавлять воспалительные реакции посредством активации паракринных путей и водорастворимых факторов.
Данное исследование было разработано для изучения модулирующего эффекта терапии АЖС клетками на воспалительную реакцию, вызванную сублетальной липополисахаридной (ЛПС) эндогенной токсемией. Для оценки зависимости потенциальных иммуномодулирующих свойств от жизнеспособности клеток, мышам вводили либо живые, либо гомогенизированные АЖС клетки. Для сравнения в той же модели была проведена серия опытов, где оценивался эффект человеческих эмбриональных клеток почки — нестволовых клеток эпителиального происхождения.
Материалы и методы. АЖС клетки были получены от доноров добровольцев и иммунологически отобраны по CD117. Для всех экспериментов в данном исследовании использовались особи мужского пола мышей дикого типа (Charles River, Германия), весом 25-30 г.
Для создания модели сублетальной эндогенной токсемии, мышам внутрибрюшинно вводили ЛПС кишечной палочки серотипа 0127, 6 мг/кг, растворенный в фосфатном буферном растворе. Мыши были рандомизированы на три группы:
- 1) введение 10 6 живых АЖС клеток (vitАЖС) в 0,7мл стерильного буферного раствора;
- 2) введение 10 6 гомогенизированных АЖС клеток (homАЖС), обработанных ультразвуком;
- 3) введение 0,7мл физиологического раствора (положительный контроль)
В каждой группе было по 18 самцов мыши. В каждом случае внутрибрюшная инъекция была проведена через 2 часа после введения ЛПС. Для оценки базового уровня цитокинов, подтипов популяции Т-клеток и инфильтрации легких полиморфно-ядерными нейтрофилами еще 6 мышей отрицательной контрольной группы были забиты без введения ЛПС
Для оценки острого цитокинового ответа через 8 часов после инъекции ЛПС в каждой группе умертвили по 6 животных. Для исследования образцов тканей оставшиеся животные забивались через 4 ч после ведения ЛПС. При появлении первых признаков терминального состояния, мыш немедленно умерщвлялась.
По тому же дизайну проводилось изучение действия человеческих эмбриональных клеток почки (ЭКП).
Результаты и выводы. У не обработанных мышей отрицательного контроля в плазме не обнаружено базальной концентрации IL-6 — 0пг/мл. Через 8 ч после внутрибрюшинного введения ЛПС и 6 ч после инъекции vitАЖС, homАЖС или физиологического раствора плазменные уровни IL-6 были значительно увеличены во всех группах в диапазоне от 1546,89 до 5855,86 пг / мл по сравнению с отрицательным контролем. Сравнение между группами не выявило существенных различий. Подобные результаты по уровням IL-6, TNF-?, MCP-1 и IL-10 были получены и через 24 часа, а уровень IL-2 был значительно увеличен в получившей homАЖС группе.
Процент CD4 + CD25 + лимфоцитов, экспрессирующих Foxp3 +(Tregs), был значительно увеличен у получивших homAFS, по сравнению с другими группами. У мышей с vitАЖС, как правило, выявлялась аналогичная лабораторная картина, но в статистически незначимом диапазоне.
Через 24 ч после введения ЛПС инфильтрации лёгких нейтрофилами была значительно более выражена в группе положительного контроля по сравнению с отрицательными мышами. Введение homАЖС привело к значительному снижению инфильтрации нейтрофилами по сравнению с группой положительного контроля. Группа vitАЖС показала схожий с homАЖС эффект, но менее выраженный и статистически незначимый.
Интересные данные были получены при проведении исследования с человеческими эмбриональными клетками почки. Были получены результаты практически идентичные опытам со стволовыми клетками. Такие же изменения были в колебании уровней цитокинов и субпопуляций лимфоцитов, и также уменьшалась инфильтрация легких нейтрофилами в основных группах по сравнению с группой положительного контроля
Заключение. При сублетальной эндогенной токсемии АЖС и ЭКП клетки способны модулировать клеточный иммунный ответ и снижать повреждение органов и тканей. Это говорит о том, что наблюдаемый эффект не может быть отнесен исключительно к компетенции стволовых и клеток, и дальнейшие исследования в этом направлении смогут определить более простой и экономически выгодный терапевтический агент для лечения сепсиса и системного воспалительного ответа.