Autologní transplantace mezenchymálních kmenových buněk do vena portae miniprasete; úvodní experiment pro NOTES metodiku

Stáhnout PDF English version

Autoři: S. Juhas ¹; J. Martínek ^1,2; O. Ryska ^1,3; R. Dolezel ^1,4; M. Ryska ^1,4; J. Juhásová ¹
Působiště autorů: Institute of Animal Physiology and Genetics, Czech Academy of Science, PIGMOD, Liběchov ¹; Department of Hepatogastroenterology, Institute for Clinical and Experimental Medicine, Prague ²; Royal Lancaster Infirmary, University Hospitals of Morecambe Bay, NHS Foundation Trust, Lancaster ³; Department of Surgery, 2nd Faculty of Medicine, Charles University and Central Military Hospital, Prague ⁴
Vyšlo v časopise: Rozhl. Chir., 2019, roč. 98, č. 9, s. 350-355.
Kategorie: Original article
doi: https://doi.org/10.33699/PIS.2019.98.9.350–355

Souhrn

Úvod: Existuje důkaz, že mezenchymální kmenové buňky (MSC) mohou trans-diferencovat do jaterních buněk in vitro a in vivo a mohou tak být použity jako spolehlivý zdroj pro terapii kmenovými buňkami jaterních nemocí. Kombinace MSC (s nebo bez trans-diferenciace v in vitro podmínkách) a miniinvazivních technik, jako je laparoskopie nebo NOTES, představuje šanci pro mnohé pacienty marně čekající na transplantaci jater.

Metody: Více než 30 miliónů autologních MSC na 3. pasáži bylo transplantováno přes vena portae u osm měsíců starého miniprasete. Depozice transplantovaných buněk v jaterním parenchymu byla hodnocena histologicky. Trans-diferenciační potenciál CM-DiI značených buněk byl hodnocen pomocí exprese prasečího albuminu pomocí imunofluorescence.

Výsledky: Tři týdny po transplantaci jsme detekovali značené buňky (jednotlivě, malé shluky) ve všech 10 vzorcích (2 vzorky z každého laloku). K difuzní distribuci ve vzorkách nedošlo. CM-DiI⁺ buňky byly pozorovány převážně v okolí portálních triád. Také jsme detekovali lokalizaci signálu pro albumin v CM-DiI značených buňkách.

Závěr: Výsledky studie ukazují, že transplantace autologních MSC (bez dodatečné jaterní diferenciace in vitro) přes vena portae vedla k úspěšné infiltraci intaktního jaterního parenchymu miniprasete s detekovatelnou in vivo trans-diferenciací. NOTES, tak jako jiné nově vyvinuté chirurgické přístupy v kombinaci s buněčnou terapií, se zdají být velmi slibné pro léčbu jaterních nemocí v blízké budoucnosti.

Klíčová slova:

buněčná terapie jater – miniprase – mezenchymální kmenové buňky – Natural Orifice Transluminal Endoscopic Surgery

Zdroje

1. Testino G, Leone S, Pellicano R. Liver transplantation: a new era. Minerva Gastroenterol Dietol. 2019;65 : 163−6. doi:10.23736/s1121-421x.19.02555-8.

2. Lan X, Zhang H, Li HY, et al. Feasibility of using marginal liver grafts in living donor liver transplantation. World J Gastroenterol. 2018;24 : 2441–56. doi:10.3748/wjg.v24.i23.2441.

3. Horisawa K, Suzuki A. Cell-based regenerative therapy for liver disease. In: Nakao K, Minato N, Uemoto S, editors. Innovative Medicine. Tokyo, Springer Japan 2015 : 327–39.

4. Barahman M, Asp P, Roy-Chowdhury N, et al. Hepatocyte transplantation: Quo Vadis? Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2019; 103 : 922-934. doi:10.1016/j.ijrobp.2018.11.016.

5. Vinken M, Decrock E, Doktorova T, et al. Characterization of spontaneous cell death in monolayer cultures of primary hepatocytes. Arch Toxicol. 2011;85 : 1589–96. doi:10.1007/s00204-011-0703-4.

6. Zhou X, Cui L, Zhou X, et al. Induction of hepatocyte-like cells from human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells by defined microRNAs. J Cell Mol Med. 2017;21 : 881–93. doi:10.1111/jcmm.13027.

7. Stock P, Bruckner S, Ebensing S, et al. The generation of hepatocytes from mesenchymal stem cells and engraftment into murine liver. Nat Protoc. 2010;5 : 617–27. doi:10.1038/nprot.2010.7.

8. Zhou B, Shan H, Li D, et al. MR tracking of magnetically labeled mesenchymal stem cells in rats with liver fibrosis. Magn Reson Imaging 2010;28 : 394–9. doi:10.1016/j.mri.2009.12.005.

9. Haga J, Enosawa S, Kobayashi E. Cell therapy for liver disease using bioimaging rats. Cell Med. 2017;9 : 3–7. doi:10.3727/215517916X693104.

10. Avritscher R, Abdelsalam ME, Javadi S, et al. Percutaneous intraportal application of adipose tissue–derived mesenchymal stem cells using a balloon occlusion catheter in a porcine model of liver fibrosis. J Vasc Interv Radiol. 2013;24 : 1871–8. doi:10.1016/j.jvir.2013.08.022.

11. Yu F, Ji S, Su L, et al. Adipose-derived mesenchymal stem cells inhibit activation of hepatic stellate cells in vitro and ameliorate rat liver fibrosis in vivo. J Formos Med Assoc. 2015;114 : 130–8. doi:10.1016/j.jfma.2012.12.002.

12. Chetty SS, Praneetha S, Govarthanan K, et al. Non-invasive tracking and regenerative capabilities of transplanted human umbilical-cord derived mesenchymal stem cells labeled with I-III-IV semiconducting nanocrystals in liver-injured living mice. ACS Appl Mater Interfaces. American Chemical Society 2019. doi:10.1021/acsami.8b19953.

13. Schwaitzberg SD, Roberts K, Romanelli JR, et al. The NOVEL trial: natural orifice versus laparoscopic cholecystectomy—a prospective, randomized evaluation. Surg Endosc. 2017;32 : 2505–16. doi:10.1007/s00464-017-5955-5.

14. Bernhardt J, Sasse S, Ludwig K, et al. Update in natural orifice translumenal endoscopic surgery (NOTES). Curr Opin Gastroenterol. 2017;33 : 346–51. doi:10.1097/MOG.0000000000000385.

15. Martínek J, Ryska O, Filípková T, et al. Natural orifice transluminal endoscopic surgery vs laparoscopic ovariectomy: Complications and inflammatory response. World J Gastroenterol. 2012;18 : 3558−64. doi:10.3748/wjg.v18.i27.3558.

16. Dolezel R, Ryska O, Kollar M, et al. A comparison of two endoscopic closures: over-the-scope clip (OTSC) versus KING closure (endoloop + clips) in a randomized long-term experimental study. Surg Endosc. 2016;30 : 4910–6. doi:10.1007/s00464-016-4831-z.

17. Juhásová J, Juhás Š, Klíma J, et al. Osteogenic differentiation of miniature pig mesenchymal stem cells in 2D and 3D environment. Physiol Res. 2011;60 : 559–71.

18. Smatlikova P, Juhas S, Juhasova J, et al. Adipogenic differentiation of bone marrow-derived mesenchymal stem cells in pig transgenic model expressing human mutant huntingtin. J Huntingtons Dis. 2019;8 : 33–51. doi:10.3233/jhd-180303.

19. Vosough M, Moslem M, Pournasr B, et al. Cell-based therapeutics for liver disorders. Br Med Bull. 2011;100 : 157–72. doi:10.1093/bmb/ldr031.

20. Kurtz A. Mesenchymal stem cell delivery routes and fate. Int J stem cells. Korean Society for Stem Cell Research 2008;1 : 1–7.

21. Lin NC, Wu HH, Ho JH, et al. Mesenchymal stem cells prolong survival and prevent lethal complications in a porcine model of fulminant liver failure. Xenotransplantation 2019;e12542. [Epub ahead of print] doi:10.1111/xen.12542.

22. Kharaziha P, Hellström PM, Noorinayer B, et al. Improvement of liver function in liver cirrhosis patients after autologous mesenchymal stem cell injection: a phase I–II clinical trial. Eur J Gastroenterol Hepatol. 2009;21 : 1199–205. doi:10.1097/MEG.0b013e32832a1f6c.

23. Lin H, Xu R, Zhang Z, et al. Implications of the immunoregulatory functions of mesenchymal stem cells in the treatment of human liver diseases. Cell Mol Immunol. 2011;8 : 19–22. doi:10.1038/cmi.2010.57.

24. Fernandes J, Libanio D, Giestas S, et al. Hybrid NOTES: Complete endoscopic resection of the gastric wall assisted by laparoscopy in a gastric fundus gastrointestinal stromal tumor. GE Port J Gastroenterol. 2019;26 : 215–7. doi:10.1159/000491709.

25. Liu BR, Liu D, Zhao LX, et al. Pure natural orifice transluminal endoscopic surgery (NOTES) nonstenting endoscopic gastroenterostomy: first human clinical experience. VideoGIE. 2019;4 : 206–8. doi:10.1016/j.vgie.2019.01.004.