Влияние мезенхимальных стромальных клеток, их микровезикул и плазмы, обогащенной растворимыми факторами тромбоцитов, на патологические изменения в ткани поджелудочной железы при остром некротизирующем панкреатите у крыс

Актуальность. Улучшение результатов лечения острого некротизирующего панкреатита (ОНП) остается наиболее сложной и нерешенной проблемой для хирургов и специалистов интенсивной терапии.

Цель. Оценить влияние мезенхимальных стромальных клеток (МСК), их микровезикул (МВ) и плазмы, обогащенной растворимыми факторами тромбоцитов (ПОРФТ), на морфологическую и иммуногистохимическую характеристику поджелудочной железы при ОНП у крыс в зависимости от пути и времени введения, а также раздельного и сочетанного применения.

Материал и методы. Изучено влияние МСК, МВ МСК и ПОРФТ на морфологическую и иммуногистохимическую характеристику поджелудочной железы (ПЖ) при ОНП у крыс в зависимости от пути (региональный/внутривенный) и времени введения (6 и 24 часа от начала моделирования заболевания), а также их раздельного или сочетанного применения (ПОРФТ и МСК, ПОРФТ и МВ МСК). Исследование проведено на 72 половозрелых крысах-самцах линии Wistar. Модель острого некротизирующего панкреатита создавали стандартно введением 0,3 мл 5% неионного детергента полиэтиленгликоль-октилфенолового эфира в хвостовую часть ПЖ крыс. Забор органов и тканей производили на 3-и сутки от начала моделирования заболевания. Гистологические изменения в тканях ПЖ изучались путем окрашивания препаратов гематоксилином и эозином. Иммуногистохимическое окрашивание ткани ПЖ выполняли первичными моноклональными антителами к TGF- â1 и SCARD1 с последующим анализом характера их экспрессии.

Результаты. Было установлено, что более выраженные процессы регенерации и неоангиогенеза наблюдались при внутривенном способе доставки МСК и МВ МСК независимо от времени введения (6 или 24 часов). Полученные данные указывают на иммуномодулирующий и прорегенераторный эффект МСК и МВ МСК путем потенцирования поляризации от воспалительных макрофагов М1 к противовоспалительным М2, о чем свидетельствует выраженная иммуногистохимическая реакция к TGF- â1, который секретируется преимущественно макрофагами фенотипа М2.

Заключение. Применение в эксперименте МСК и МВ МСК для лечения ОНП на ранних стадиях заболевания обеспечивает более выраженные процессы репарации и неоангиогенеза в патологически измененной ткани ПЖ.

1. Goodman RR, Jong MK, Davies JE. Concise review: the challenges and opportunities of employing mesenchymal stromal cells in the treatment of acute pancreatitis. Biotechnol Adv. 2020;42:107338. PMID: 30639517 https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2019.01.005

2. Куделич О.А., Кондратенко Г.Г., Потапнев М.П. Клеточные технологии в лечении острого экспериментального панкреатита. Военная медицина. 2022;3(64):90–99. https://doi.org/10.51922/2074-5044.2022.3.90

3. Ahmed SM, Morsi M, Ghoneim NI, Abdel-Daim MM, El-Badri N. Mesenchymal stromal cell therapy for pancreatitis: a systematic review. Oxid Med Cell Longev. 2018;2018:3250864. PMID: 29743979 https://doi.org/10.1155/2018/3250864

4. Hu F, Lou N, Jiao J, Guo F, Xiang H, Shang D. Macrophages in pancreatitis: mechanisms and therapeutic potential. Biomed Pharmacother. 2020;131:110693. PMID: 32882586 https://doi.org/10.1016/j.biopha.2020.110693

5. Rehg JE, Bush D, Ward JM. The utility of immunohistochemistry for the identification of hematopoietic and lymphoid cells in normal tissues and interpretation of proliferative and inflammatory lesions of mice and rats. Toxicol Pathol. 2012;40(2):345– 374. PMID: 22434870 https://doi.org/10.1177/0192623311430695

6. Saito N, Pulford KA, Breton-Gorius J, Massé JM, Mason DY, Cramer EM. Ultrastructural localization of the CD68 macrophage-associated antigen in human blood neutrophils and monocytes. Am J Pathol. 1991;139(5):1053–1059. PMID: 1719819

7. Deng Z, Fan T, Xiao C, Tian H, Zheng Y, Li C, et al. TGF- β signaling in health, disease, and therapeutics. Signal Transduct Target Ther. 2024;9(1):61. PMID: 38514615 https://doi.org/10.1038/s41392-024-01764-w

8. Peng C, Li Z, Yu X. The role of pancreatic infiltrating innate immune cells in acute pancreatitis. Int J Med Sci. 2021;18(2):534–545. PMID: 33390823 https://doi.org/10.7150/ijms.51618

9. Nishikawa Y, Wang M, Carr BI. Changes in TGF-beta receptors of rat hepatocytes during primary culture and liver regeneration: increased expression of TGF-beta receptors associated with increased sensitivity to TGF-beta-mediated growth inhibition. J Cell Physiol. 1998;176(3):612–623. PMID: 9699514 https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4652(199809)176:33.0.CO;2-0

10. Riesle E, Friess H, Zhao L, Wagner M, Uhl W, Baczako K, et al. Increased expression of transforming growth factor beta s after acute oedematous pancreatitis in rats suggests a role in pancreatic repair. Gut. 1997;40(1):73–79. PMID: 9155579 https://doi.org/10.1136/gut.40.1.73

11. Friess H, Lu Z, Riesle E, Uhl W, Bründler AM, Horvath L, et al. Enhanced expression of TGF-betas and their receptors in human acute pancreatitis. Ann Surg. 1998;227(1):95–104. PMID: 9445116 https://doi.org/10.1097/00000658-199801000-00014

12. Gress T, Müller-Pillasch F, Elsässer HP, Bachem M, Ferrara C, Weidenbach H, et al. Enhancement of transforming growth factor beta 1 expression in the rat pancreas during regeneration from caerulein-induced pancreatitis. Eur J Clin Invest. 1994;24(10):679– 685. PMID: 7851468 https://doi.org/10.1111/j.1365-2362.1994.tb01060.x

13. Wan M, Li C, Zhen G, Jiao K, He W, Jia X, et al. Injury-activated transforming growth factor β controls mobilization of mesenchymal stem cells for tissue remodeling. Stem Cells. 2012;30(11):2498–2511. PMID: 22911900 https://doi.org/10.1002/stem.1208

14. Bax NA, van Oorschot AA, Maas S, Braun J, van Tuyn J, de Vries AA, et al. In vitro epithelial-to-mesenchymal transformation in human adult epicardial cells is regulated by TGF β -signaling and WT1. Basic Res Cardiol. 2011;106(5):829– 847. PMID: 21516490 https://doi.org/10.1007/s00395-011-0181-0

15. Redini F, Galera P, Mauviel A, Loyau G, Pujol JP. Transforming growth factor beta stimulates collagen and glycosaminoglycan biosynthesis in cultured rabbit articular chondrocytes. FEBS Lett. 1988;234(1):172–176. PMID: 3164687 https://doi.org/10.1016/0014-5793(88)81327-9

16. Buss A, Pech K, Kakulas BA, Martin D, Schoenen J, Noth J, et al. TGF-beta1 and TGF-beta2 expression after traumatic human spinal cord injury. Spinal Cord. 2008;46(5):364–371. PMID: 18040277 https://doi.org/10.1038/sj.sc.3102148

17. Théry C, Witwer KW, Aikawa E, Alcaraz MJ, Anderson JD, Andriantsitohaina R, et al. Minimal information for studies of extracellular vesicles 2018 (MISEV2018): a position statement of the International Society for Extracellular Vesicles and update of the MISEV2014 guidelines. J Extracell Vesicles. 2018;7(1):1535750. PMID: 30637094 https://doi.org/10.1080/20013078.2018.1535750

18. Yamaguchi R, Terashima H, Yoneyama S, Tadano S, Ohkohchi N. Effects of platelet-rich plasma on intestinal anastomotic healing in rats: PRP concentration is a key factor. J Surg Res. 2012;173(2):258–266. PMID: 21074782 https://doi.org/10.1016/j.jss.2010.10.001

19. Куделич О.А., Кондратенко Г.Г., Потапнев М.П., Колесникова Т.С., Клименкова О.В., Гончарова Н.В. Сравнительная оценка влияния биопродуктов клеточного происхождения на течение острого некротизирующего панкреатита в эксперименте. Хирургия. Восточная Европа. 2024;13(4):585– 601. https://doi.org/10.34883/PI.2024.13.4.024

20. Kang R, Lotze MT, Zeh HJ, Billiar TR, Tang D. Cell death and DAMPs in acute pancreatitis. Mol Med. 2014;20(1):466– 477. PMID: 25105302 https://doi.org/10.2119/molmed.2014.00117

21. Федоров А.А., Ермак Н.А., Геращенко Т.С., Топольницкий Е.Б., Шефер Н.А., Родионов Е.О. и др. Поляризация макрофагов: механизмы, маркеры и факторы индукции. Сибирский онкологический журнал. 2022;21(4):124– 136. https://doi.org/10.21294/1814-4861-2022-21-4-124-136

22. Булава Г.В. Иммунопатогенез острого панкреатита. Журнал им. Н.В. Склифосовского «Неотложная медицинская помощь». 2022;11(3):484– 492. https://doi.org/10.23934/2223-9022-2022-11-3-484-492

23. Roch AM, Maatman TK, Cook TG, Wu HH, Merfeld-Clauss S, Traktuev DO, et al. Therapeutic use of adipose-derived stromal cells in a murine model of acute pancreatitis. J Gastrointest Surg. 2020;24(1):67–75. PMID: 31745900 https://doi.org/10.1007/s11605-019-04411-w

24. Bernardo ME, Fibbe WE. Mesenchymal stromal cells: sensors and switchers of inflammation. Cell Stem Cell. 2013;13(4):392–402. PMID: 24094322 https://doi.org/10.1016/j.stem.2013.09.006

25. Jung KH, Song SU, Yi T, Jeon MS, Hong SW, Zheng HM, et al. Human bone marrow-derived clonal mesenchymal stem cells inhibit inflammation and reduce acute pancreatitis in rats. Gastroenterology. 2011;140(3):998–1008. PMID: 21130088 https://doi.org/10.1053/j.gastro.2010.11.047

26. Goswami TK, Singh M, Dhawan M, Mitra S, Emran TB, Rabaan AA, et al. Regulatory T cells (Tregs) and their therapeutic potential against autoimmune disorders - advances and challenges. Hum Vaccin Immunother. 2022;18(1):2035117. PMID: 35240914 https://doi.org/10.1080/21645515.2022.2035117