Использование мезенхимальных стволовых клеток для ускорения процессов регенерации при остром токсическом повреждении печени

Введение. Влияние комплексной химической нагрузки на населения всего мира, применение фармакологических препаратов, спиртосодержащей продукции являются основными факторами, обусловливающими высокую частоту и распространённость токсических гепатитов. Поиск новых подходов для терапии токсических поражений печени с целью восстановления структурных и функциональных нарушений является одной из актуальных задач медицины. Особый интерес представляют методы регенеративной медицины, основанные на применении различных типов стволовых клеток.

Цель исследования — изучение влияния трансплантации мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток на процессы регенерации в печени крыс при индуцированном остром токсическом гепатите.

Материалы и методы. Экспериментальное исследование было проведено на 114 белых беспородных крысах-самцах (3–5 месяцев) массой тела 250–390 г. Животные были разделены на 3 группы: 1 группа (n=15) контроль; 2 группа (n=41) однократное внутрижелудочное введение масляного раствора четырёххлористого углерода (CCl₄) в дозе 1500 мг/кг; 3 группа (n=58) однократное внутрижелудочное введение CCl₄ в дозе 1500 мг/кг и последующая внутривенная трансплантация ММСК (2×10⁶).

На 1-е, 3-и, 5-е, 7-е сутки эксперимента крыс выводили из эксперимента путём декапитации после лёгкого эфирного наркоза, проводили забор печени для гистологического и морфометрического исследований.

Результаты. По данным иммунофлуоресцентного анализа внутривенно трансплантированные ММСК обнаруживались в печени крыс на 3-и и все последующие сроки наблюдения. В настоящем исследовании трансплантация ММСК приводила к статистически значимому уменьшению инфильтративных процессов в ткани печени на 3-и и 5-е сутки исследования на 28,3% (p<0,0001) и 18,75% (p=0,0074) по сравнению с группой позитивного контроля. На 7 сутки трансплантация ММСК уменьшала степень жировой дистрофии органа. Уменьшение патологических проявлений токсического гепатита у крыс связано с более ранней активацией механизмов репаративной регенерации. Реализация регенерации печени на фоне трансплантации ММСК осуществлялась за счёт усиления белково-синтетических процессов в клетках печени, а также повышения митотической активности гепатоцитов.

Заключение. Проведённое экспериментальное исследование показало, что трансплантация ММСК является эффективным методом стимуляции регенеративных процессов в печени после её острого токсического повреждения. 

Ограничения исследования. В данном эксперименте не была проведена оценка процессов перекисного окисления липидов в клетках печени крыс, данные критерии не вошли в исследование, и могут стать предметом дальнейшего изучения.

Этика. Работа с лабораторными животными проведена с одобрением биоэтического комитета СЗГМУ им. И.И. Мечникова от 11.11.2020 г., а также в соответствии с принятыми в РФ международными правилами GLP (Правила надлежащей лабораторной практики), Приказ № 267 МЗ РФ от 19 июня 2003 г.

Участие авторов:
Трапезникова Е.Г. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, написание текста;
Шилов В.В. — концепция и дизайн исследования, редактирование.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Конфликт интересов отсутствует.

Дата поступления: 05.12.2022 / Дата принятия к печати: 08.12.2022 / Дата публикации: 12.12.2022

1. Schwabe R.F., Luedde T. Apoptosis and necroptosis in the liver: a matter of life and death. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2018; 15: 738-52.

2. European Association for the Study of the Liver: EASL clinical practice guidelines: Drug-induced liver injury. J. Hepatol. 2019; 70(6): 1222-61.

3. Hayashi P., Fontana R. Clinical features, diagnosis, and natural history of drug-induced liver injury. Semin Liver Dis. 2014; 34(2): 134-44.

4. Моисеенко В.М. Практические рекомендации по лекарственному лечению злокачественных опухолей (RUSSCO). М.: Общество онкологов-химиотерапевтов; 2016.

5. Kwong S., Meyerson C., Zheng W., Kassardjian A., Stanzione N., Zhang K. et al. Acute hepatitis and acute liver failure: Pathologic diagnosis and differential diagnosis. Semin. Diagn. Pathol. 2019; 36(6): 404-14.

6. Лукашик С.П., Карпов И.А. Острая печеночная недостаточность у взрослых. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2019; 21(1): 46-55.

7. Кoti R., Tzerbinis H., Davidson B. Surgical Complications following liver transplant and their management. Liver Diseases. 2020; 741-56.

8. Perugorria M.J., Olaizola P., Banales J.M. Cholangiocyte-to-hepatocyte differentiation: a context - dependent process and an opportunity for regenerative medicine. Hepatology. 2019; 69: 480-3.

9. Xu J., Kisseleva T. Bone marrow-derived fibrocytes contribute to liver fibrosis. Exp. Bio. Med. 2015; 240: 691-700.

10. Матвеев А.В. Гепатопротекторы. Анализ международных исследований по препаратам группы лекарств для печени. Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2013.

11. Dittmar T., Entschladen F. Migratory properties of mesenchymal stem cells. Adv Biochem Eng Biotechnol. 2013; 129: 117-36. https://doi.org/10.1007/10_2012_144

12. Escacena N., Quesada-Hernandez E., Capilla-Gonzalez V., Soria B., Hmadcha A. Bottlenecks in the efficient use of advanced therapy medicinal products based on mesenchymal stromal cells. Stem Cells Int. 2015; 2015: 895714. https://doi.org/10.1155/2015/895714

13. Jones J., Estirado A., Redondo C., Pacheco-Torres J., Sirerol-Piquer M.-S. Garcia-Verdugo J. M et al. Mesenchymal stem cells improve motor functions and decrease neurodegeneration in ataxic mice. Mol. Ther. 2015; 23(1): 130-8.

14. Xue R., Meng Q., Dong J., Li J., Yao Q., Zhu Y. et al. Clinical performance of stem cell therapy in patients with acute-on-chronic liver failure: A systematic review and meta-analysis. J. Transl. Med. 2018; 16(1): 126. https://doi.org/10.1186/s12967-018-1464-0

15. Li C., Liu Y., Dong Z., Xu M., Gao M., Cong M. et al. TCDD promotes liver fibrosis through disordering systemic and hepatic iron homeostasis. J. Hazard Mater. 2020; 395: 122588. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122588

16. Oses C., Olivares B., Ezquer M., Acosta C., Bosch P., Donoso M. et al. Preconditioning of adipose tissue-derivedmesenchymal stem cells with deferoxamine increases the production of pro-angiogenic, neuroprotective and anti-inflammatoryfactors: Potential application in the treatment of diabetic neuropathy. PLoS ONE. 2017; 12(5): e0178011. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0178011

17. Rehab A.M., Heba M.S., Laila A.R. Elhanbuli H.M., Abdelhafez D.N., Said E.S. et al.Combined effect of hydrogen sulfide and mesenchymal stem cells on mitigating liver fibrosis induced by bile duct ligation: Role of anti-inflammatory, antioxidant, anti-apoptotic, and anti-fibrotic biomarkers. J Basic Med Sci. 2021; 24(12): 1753-62

18. Zhang L. Zhou D., Li J., Yan X., Zhu J., Xiao P. et al. Effects of Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells on Hypoxia and the Transforming Growth Factor beta 1 (TGFβ-1) and SMADs Pathway in a Mouse Model of Cirrhosis. Med Sci Monit. 2019; 25: 7182-90

19. Андреев В.П., Цыркунов В.М., Кравчук Р.И. Клиническая морфология печени: ядерный аппарат гепатоцитов. Hepatology and Gastroenterology. 2020; 2: 126-42.