Secretomul celulelor stem mezenchimale dentare: o abordare interesantă pentru neuroprotecție și neuroregenerare Partea 3

Administrarea pre-simptomatică precoce a DPSC-CM a îmbunătățit inervația joncțiunii neuromusculare în comparație cu șoarecii SOD1G93A tratați cu vehicul.

Neuromusculară și memoria sunt strâns legate. Sistemul nostru nervos și sistemul muscular sunt interdependente și lucrează împreună pentru a finaliza diferite activități ale corpului nostru. Și această cooperare este foarte importantă și pentru memoria noastră.

În primul rând, sistemul nostru nervos este responsabil de transmiterea informațiilor și de controlul mișcării diferitelor părți ale corpului. Când învățăm ceva nou, creierul nostru va produce noi neurotransmițători și sinapse, care ne pot ajuta să ne amintim mai bine noile cunoștințe.

În al doilea rând, sistemul nostru muscular este, de asemenea, strâns legat de memoria noastră. Studiile au arătat că memoria noastră musculară ne poate afecta memoria creierului, adică prin antrenament muscular, ne putem îmbunătăți memoria.

Mai exact, atunci când facem antrenament muscular, mușchii noștri vor forma memoria musculară. Această memorie musculară ne poate ajuta să ne controlăm mai bine mușchii și să ne facem mișcările mai precise și mai coordonate. În același timp, această memorie musculară ne poate îmbunătăți și memoria creierului, deoarece creierul nostru va înregistra mișcările și senzațiile musculare.

Prin urmare, ne putem îmbunătăți memoria făcând antrenament muscular. De exemplu, putem face antrenament de echilibru, dans, tenis de masă și alte sporturi, care ne pot ajuta să ne exersăm mușchii, să ne îmbunătățim coordonarea și capacitatea de reacție și astfel să ne îmbunătățim memoria musculară și memoria creierului.

Pe scurt, relația dintre neuromuscular și memorie este foarte strânsă. Trebuie să ne menținem sănătatea și să efectuăm un antrenament muscular adecvat pentru a ne îmbunătăți memoria. În același timp, trebuie să acordăm atenție dietei, odihnei și sănătății mintale și să menținem un bun obicei de viață pentru a ne îmbunătăți în mod cuprinzător sănătatea fizică și a creierului. Se poate observa că trebuie să îmbunătățim memoria. Cistanche poate îmbunătăți semnificativ memoria deoarece Cistanche are efecte antioxidante, antiinflamatorii și anti-îmbătrânire, care pot ajuta la reducerea oxidarii și a reacțiilor inflamatorii din creier, protejând astfel sănătatea sistemului nervos. În plus, Cistanche poate promova, de asemenea, creșterea și repararea celulelor nervoase, sporind astfel conectivitatea și funcția rețelelor neuronale. Aceste efecte pot ajuta la îmbunătățirea memoriei, a capacității de învățare și a vitezei de gândire și pot preveni, de asemenea, apariția disfuncțiilor cognitive și a bolilor neurodegenerative.

Faceți clic pe cunoașteți modalități de îmbunătățire a funcției creierului

Administrarea în stadiile tardive pre-simptomatice nu numai că a crescut conservarea joncțiunii neuromusculare, ci și supraviețuirea neuronului motor în cornul ventral al măduvei spinării.

Cu toate acestea, astroglioza și microgliareactivitatea au rămas neafectate. Interesant este că tratamentul zilnic cu DPSC-CM de la debutul simptomelor a crescut supraviețuirea post-debut, precum și durata generală de viață [69].

Administrarea DPSC-EXO într-un model murin de leziune a arteriocluziei cerebrale medii tranzitorii (tMCAO) a redus edemul cerebral, infarctul cerebral și afectarea neurologică. DPSC-EXO au inhibat expresia mediată de ischemie/reperfuzie (I/R) a receptorului Toll-like (TLR) 4, MyD88 și a intensificatorului de lanț ușor kappa a factorului nuclear al celulelor B activate (NF-κB).

DPSC-EXO au redus, de asemenea, expresia proteinei citokinelor proinflamatorii IL-6, IL{-1 și TNF- și translocarea citoplasmatică a proteinei cu grupă cu mobilitate ridicată (HMGB) 1 in vivo, dar și in vitro în OGD/ celulele BV2 induse de reperfuzie (OGD/R).

Astfel, rezultatele au indicat că DPSC-EXO pot exercita neuroprotecție împotriva neuroinflamației cerebrale induse de I/R prin inhibarea căii de semnalizare HMGB1/TLR4/MyD88/NFκB [70].

DPSC-CM a ameliorat vasoconstricția indusă de hemoragia anevrismală subarahnoidiană (aSAH) și a îmbunătățit oxigenarea într-un creier lezat. Administrativ DPSC-CM a ameliorat de asemenea tulburările cognitive și motorii.

Administrarea DPSC-CM a scăzut neuroinflamația, așa cum sa demonstrat prin reducerea numărului de celule Iba1-pozitive. Constituentul major al DPSC-CM a fost IGF-1.

Neutralizarea mediată de anticorpi a IGF-1a deteriorat moderat efectul de salvare al DPSC-CM asupra microcirculației, a celulelor Iba1-pozitive în zona lezată a creierului și a tulburărilor cognitive/motorii [71].

Administrarea DPSC-CM a ameliorat viteza de conducere a nervului motor/senzorial sciatic, fluxul sanguin al nervului sciatic și densitatea fibrelor nervoase intraepidermice la nivelul picioarelor șobolanilor diabetici induși de streptozotocină.

În plus, densitatea capilară a mușchilor scheletici a crescut în timp ce reacțiile proinflamatorii din nervii sciatici ai șobolanilor diabetici au fost reduse [72]. Kanada și colab. a confirmat efectele pozitive ale CM în viteza de conducere a nervului sciatic și fluxul sanguin al nervului sciatic.

Mai mult, tratamentul a crescut, de asemenea, dimensiunea fasciculelor musculare, densitatea vasculară în mușchii scheletici și densitatea fibrelor nervoase intraepidermice la șobolanii diabetici.

Cu toate acestea, nu au fost găsite diferențe între rezultatele pentru DPSC și DPSC-CM. Aceste rezultate au sugerat că eficacitatea administrării DPSC și DPSC-CM s-a datorat probabil secretomului.

În special, DPSC-CM conținea factori angiogeni, cum ar fi VEGF-C, factori neurotrofici, cum ar fi BDNF și factori imunomodulatori, inclusiv IL-1, IL-4 și TLR4 [73]. O prezentare generală a studiilor prezentate. în acest paragraf este disponibil în Tabelul 2.

A , amiloid ; aSAH, hemoragie anevrismală subarahnoidiană; AMSC, MSC derivate din țesut adipos; BDNF, factor neurotrofic derivat din creier; BMP, proteină morfogenetică osoasă; BMSC, MSC-uri de măduvă osoasă; CM, mediu conditionat; DFSC, celule stem ale foliculului dentar; DPSC, celule stem pulpei dentare; EXO, exozomi; FGF, factor de creștere a fibroblastelor; GDNF, factor neurotrofic derivat din celule gliale; GFAP, proteină acidă fibrilară glială; G-CSF, factor de stimulare a coloniilor granulocite; HGF, factor de creștere a hepatocitelor; IFN, interferon; IGF, factor de creștere asemănător insulinei; IGFBP, proteina de legare a factorului de creștere asemănător insulinei; IL, interleukină; MCP, proteină chemoatractantă a monocitelor; MSC, celule stem mezenchimale; NGF, factor de creștere a nervilor; NT, neurotrofină; OGD/R, deprivare de oxigen-glucoză-reperfuzie; OPG, osteoprotegerină; PDGF, factor de creștere derivat din trombocite; ROS, specii reactive de oxigen; SCAP, celule stem din papila apicală; SHED-uri, celule stem din dinții de foioase exfoliați umani; TGF, factor de transformare de creștere; TIMP, inhibitor tisular al metaloproteinazei; TLR, Toll like receptor; tMCAO, ocluzie tranzitorie a arterei cerebrale medii; VEGF, factor de creștere a endoteliului vascular; ↑, creștere/îmbunătățiri; ↓, reducere.

3.2. Celulele stem din secretomul dinților de foioase exfoliați umani

S-a raportat că secretomul SHED modulează activitatea celulelor microgliale. EV-urile derivate din SHED au inhibat activarea indusă de lipopolizaharide (LPS) a căii de semnalizare NF-kB în celulele microgliale umane.

Mai mult, EV-urile au indus o reglare în sus a activității fagocitare în celulele nepolarizate, o scădere ușoară a celulelor polarizate M1 și o creștere moderată a celulelor polarizate M2. EV-urile au indus o creștere imediată și susținută a activității glicolitice în celulele polarizate M0, M1 și M2. În mod interesant, EV-urile au acționat într-o manieră dependentă de inversoză [74].

De asemenea, EV-urile au indus o creștere rapidă a eliberării intracelulare de Ca2+ și ATP în celulele microgliale. EV-urile au fost, de asemenea, capabile să promoveze motilitatea microglială prin mecanisme dependente de receptorul P2X4/globul de grăsime din lapte-factor de creștere epidermică VIII (MFG-E8) [75].

Diferite studii raportează efectele benefice ale SHED CM atât în ​​modelele in vitro, cât și in vivo ale bolii Parkinson (PD). Fujii et al. a evidențiat că celulele asemănătoare neuronilor dopaminergici induse de SHED au fost capabile să exercite beneficii terapeutice într-un model de șobolan parkinsonian indus de 6-hidroxi-dopamină({6-OHDA), îmbunătățind deficitele neurologice și crescând mai mult nivelurile de dopamină (DA). eficient decât SHED-urile nediferențiate.

Cu toate acestea, efectele paracrine pot contribui la neuroprotecția împotriva neurodegenerării induse de 6-OHDA. Într-adevăr, CM obținut din SHED diferențiate a fost capabil să protejeze neuronii primari împotriva 6-toxicității OHDA și a creșterii accelerate a neuriților in vitro [76].

Diferite doze de SHED-CM au fost testate într-un model PD. Doza de 10 µg/mL de SHED-CM nu a restabilit capacitatea motrică, în timp ce 30 µg/mL de SHED-CM a indus doar îmbunătățiri ușoare. În schimb, 100 µg/mL de SHED-CM a indus îmbunătățirea maximă a deficitului motor la șobolanii PD și o doză mai mare nu a indus o îmbunătățire suplimentară.

SHED-CM a crescut cantitățile de tirozin hidroxilază (TH) și a scăzut nivelurile de sinucleină atât în ​​substanțanigra cât și în striat. În plus, tratamentul cu SHED-CM a scăzut atât celulele pozitive Iba-1, cât și nivelul CD4 în aceleași zone ale creierului.

Principalii constituenți ai SHED-CM includ proteina de legare a factorului de creștere asemănător insulinei-6 (IGFBP-6), inhibitorul tisular al metaloproteinazei (TIMP)-2, TIMP-1 și TGF -1. Mai mult, analiza bioinformatică a indicat că SHEDCM a fost capabil să promoveze regenerarea neuronală.

Într-adevăr, secvențierea ARN a evidențiat că administrarea SHED-CM a schimbat profilul de expresie a genei la un model similar cu cel al șobolanilor de control, reglând genele care au fost implicate în neurodezvoltarea și generarea nervilor.

Constituenții majori ai SHED-CM pot participa la rețelele moleculare implicate în sinapsele colinergice și serotoninergice, căile de semnalizare a calciului și ghidarea axonilor [77].

EXO și MV derivate din SHED au fost, de asemenea, evaluate pentru efectele lor neuroprotective în modelele PD. EXO, dar nu și MV, derivate din SHED crescute pe micropurtători de alginat tridimensional acoperiți cu laminină, au suprimat neuronii dopaminergici apoptozizini induși de {{3}OHDA. Dimpotrivă, nu au fost exercitate efecte protectoare de către MV sau EXO derivate din SHED cultivate în condiții standard de cultură [78].

În schimb, administrarea intranazală a EV-urilor derivate din SHED s-a dovedit a fi eficientă într-un model de șobolan de PD, îmbunătățind funcția motorie în asociere cu normalizarea expresiei TH în striat și substanța neagră [79].

Administrarea intranazală a fost, de asemenea, testată într-un model AD, arătând că SHEDCM a îmbunătățit funcția cognitivă. SHED-CM a redus stresul oxidativ, a mutat micromediul proinflamator de tip M1-înspre cel antiinflamator și neuroprotector de tip M2-și a crescut nivelurile factorilor neurotrofici. BMSCs-CM a fost mai puțin eficient.

A redus stresul oxidativ și inflamația, dar nu a putut regla expresia markerilor M2 antiinflamatori. Tratamentul cu SHED-CM a suprimat, de asemenea, moartea neuronală indusă de glutamat in vitro [80].SHED-CM a fost, de asemenea, capabil să îmbunătățească scorurile bolii și să reducă demielinizarea, leziunea axonală, infiltrarea celulelor inflamatorii și expresia citokinelor proinflamatorii în măduva spinării encefalomielitei autoimune experimentale ( EAE) şoareci.

Aceste modificări au fost asociate cu o schimbare a fenotipului microglia/macrofag de la M1 la M2. Tratamentul șoarecilor EAE cu ectodomeniul secretat al lectinei asemănătoare Ig care leagă acidul sialic-9(ED-Siglec{-9), o componentă majoră a SHED-CM, a dus la efecte similare în comparație cu SHED-CM tratament, în timp ce epuizarea ED-Siglec-9 a eliminat efectele protectoare ale SHEDCM.

Dimpotrivă, epuizarea HGF nu a provocat o inhibare a protecției mediate de SHED-CM, indicând faptul că HGF a avut un efect redus asupra eficacității SHED-CM. SHED-CMinhiba proliferarea celulelor T CD4+ specifice glicoproteinei oligodendrocitelor de mielină, precum și producerea lor de citokine proinflamatorii in vitro [81].

Matsubara et al. a arătat că SHED și SHED-CM administrate în măduva spinării rănite de șobolani în timpul perioadei acute post-leziune a indus recuperarea funcțională. SHED-CM a arătat activitate antiinflamatoare, reducând nivelurile de citokine proinflamatorii și acțiune imunoreglatoare, inducând macrofagele antiinflamatoare M2.

Pentru a identifica factorii responsabili pentru efectele terapeutice ale CM, au fost caracterizați factorii solubili prezenți în SHEDCM. Au fost identificate în total 79 de proteine, unele dintre ele cunoscute ca fiind implicate în procese neurodegenerative, cu proprietăți anti-apoptotice, antiinflamatorii și de elongare andaxonală. În special, MCP-1 și ED-Siglec-9 pot fi implicate în M2-diferențierea macrofagelor.

Într-adevăr, epuizarea acestor factori din SHED-CM a redus capacitatea CM de a induce macrofagele M2-și de a promova recuperarea funcțională după SCI. În mod interesant, administrarea de BMSC-CM nu a indus nicio diferențiere sau doar o ușoară diferențiere a celulelor asemănătoare M2-și nu a indus recuperarea, cum ar fi SHED-CM [82].

În acord cu studiul anterior, tratamentul cu SHED-CM încărcat pe hidrogel de colagen, utilizat ca sistem de administrare, a indus recuperarea funcțională la șobolanii SCI, așa cum a fost demonstrată prin îmbunătățirea scorurilor evaluate prin scoring Basso, Beattie și Bresnahan, plan înclinat, alodinie rece. , și teste de mers pe fascicul [83].

Tratamentul cu SHED-CM încărcat pe un hidrogel de colagen a crescut, de asemenea, volumul de substanță albă și cenușie conservată și numărul total de neuroni și oligodendrocite într-un model SCI de șobolan. Dimpotrivă, volumul leziunii și lungimea leziunii au scăzut. Cu toate acestea, în acest studiu, SHED-CM singur nu a exercitat nicio protecție.

Autorii au sugerat că acest lucru se poate datora difuziei rapide a SHED-CM și, prin urmare, hidrogelul de colagen poate acționa ca un sistem eficient de eliberare [84]. O singură injecție intravenoasă de SHED-CM a inversat, de asemenea, alodinia mecanică indusă de secțiunea nervului spinal, a suprimat microglia. și activarea astrocitelor și a scăzut numărul de neuroni pozitivi pentru markerul de leziuni neuronale care activează factorul de transcripție 3 (ATF3) și acumularea de macrofage.

În special, fracția SHED-CM cu o greutate moleculară între 30 și 50 kDa a inversat durerea, sugerând că componentele proteice cu masă moleculară în intervalul 30-50 kDa au fost responsabile pentru neuroprotecția raportată [85].

Implantarea unui burete de colagen îmbogățit cu CM fără ser de la SHED în golul nervos format prin transecția nervului facial de șobolan a restabilit funcția neurologică. Dimpotrivă, CM a epuizat de MCP-1 și ED-Siglec-9 , care sunt inductori antiinflamatori de macrofage M2, nu au restabilit funcția neurologică. În special, MCP-1 și ED-Siglec{-9 au indus polarizarea macrofagelor M2 in vitro și in vivo. Astfel, rezultatele au indicat că MCP-1/ED-Siglec-9 a participat la regenerarea nervilor periferici inducând macrofagul M2 [86].

Tratamentul SHED-CM a crescut proliferarea, migrarea și expresia genelor legate de neuroni, ECM și angiogeneză în celulele Schwann. Mai mult, SHED-CM a stimulat creșterea nevrite a ganglionilor rădăcinii dorsale și a crescut viabilitate celulară.

In vivo, regenerarea axonilor și mielinizarea au fost mai mari în grupul SHED-CM după intervenția chirurgicală de transecție nervoasă. Funcția motorie s-a îmbunătățit în timp ce atrofia musculară a fost redusă în grupul SHED-CM. Astfel, SHED-urile pot secreta diverși factori trofici care îmbunătățesc regenerarea nervilor periferici prin multiple mecanisme. În mod specific, SHED-CM a conținut NGF, BDNF, NT-3, GDNF, factor neurotrofic ciliar (CNTF), VEGF și HGF [87].

Administrarea de SHED-EXO a îmbunătățit recuperarea funcțională motorie a șobolanului și a redus leziunile corticale la șobolanii cu leziuni cerebrale traumatice. SHED-EXO poate exercita aceste efecte, reducând neuroinflamația și schimbând polarizarea microgliei [88].

SHED-CM a indus o îmbunătățire a dizabilității motorii și a redus volumul infarctului după MCAO permanent. Grupul tratat cu SHED-CM a arătat niveluri crescute de dublucortină, neurofilament H, nuclei neuronali și antigen de celule endoteliale de șobolan în zona peri-infarctului.

Interesant, SHED-CM a indus migrarea și diferențierea celulelor progenitoare neuronale endogene (NPC), vasculogeneza și a îmbunătățit leziunea cerebrală ischemică [89].

Administrarea intracerebrală a SHED-CM la șoarecii răniți de hipoxie-ischemie a îmbunătățit funcția neurologică, rata de supraviețuire și scorul neuropatologic [90].

CM obținut din SHED-uri și în mod specific doar fracțiunea de<6 kDa, promoted neurite outgrowth of DRG neurons. Moreover, SHED-CM prevented the decline in sensory nerve conduction velocities in diabetic mice and ameliorated the capillary number-to-muscle fiber ratio and capillary blood flow [91]. 

Într-un model animal de leziune a nervului laringian superior, administrarea sistemică a SHED-CM a indus recuperarea funcțională, crescând gradul de mielinizare și promovând regenerarea axonală, deplasând macrofagele către fenotipul M2 [92].

O prezentare generală a studiilor prezentate în acest paragraf este disponibilă în Tabelul 3.

6-OHDA, 6-hidroxi-dopamină; A , amiloid ; BDNF, factor neurotrofic derivat din creier; BMP, proteină morfogenetică osoasă; CM, mediu conditionat; CNTF, factor neurotrofic ciliar; EAE, encefalomielita autoimună experimentală; ECM, matrice extracelulară; ED-Siglec-9, ectodomeniu al lectinei asemănătoare Ig care leagă acidul sialic-9;EXO, exozomi; EV, vezicule extracelulare; FGF, factor de creștere a fibroblastelor; GDNF, factor neurotrofic derivat din celule gliale; HGF, factor de creștere a hepatocitelor; icv, intracerebroventricular; IGFBP, proteina de legare a factorului de creștere asemănător insulinei; LPS, lipopolizaharidă; MCP, proteină chemoatractantă a monocitelor; MV, microvezicule; NF-kB, NuclearFactor kappa-amplificator de lanț ușor al celulelor B activate; NGF, factor de creștere a nervilor; NT, neurotrofină; OGD, deprivare de oxigen-glucoză; SHED-uri, celule stem din dinții de foioase exfoliați umani; MCAO, arteriocluzie cerebrală medie; SCI, leziune a măduvei spinării; TBI, leziune cerebrală traumatică; TGF, factor de creștere transformator; TIMP, inhibitor de țesut al metaloproteinazei; VEGF, factor de creștere a endoteliului vascular; ↑, creștere/îmbunătățiri; ↓, reducere.

For more information:1950477648nn@gmail.com