Secretomul celulelor stem mezenchimale dentare: o abordare interesantă pentru neuroprotecție și neuroregenerare Partea 4

3.3. Secretomul celulelor stem ligamentului parodontal

CM obținut din PDLSC-urile pacienților cu scleroză multiplă recidivantă-remisiva (RR-MS) au arătat efecte antiinflamatorii și antiapoptotice în neuronii motori de șoarece NSC-34 stimulați cu mediu de macrofage RAW 264,7 tratate cu LPS.

Scleroza multiplă (SM) este o boală autoimună a sistemului nervos, iar prevalența sa este în creștere de la an la an. Poate provoca leziuni ale funcției creierului și măduvei spinării, cum ar fi amorțeală la nivelul membrelor, slăbiciune musculară, vedere încețoșată etc. Cu toate acestea, studiile au arătat că, printr-un antrenament activ de autogestionare și reabilitare, pacienții cu SM își pot menține memoria cognitivă și memoria. abilități în multe domenii.

Una dintre cele mai frecvente temeri atunci când o persoană este diagnosticată cu SM este problemele cognitive și de memorie. Deși acesta este unul dintre riscurile pacienților cu SM, nu toți pacientii se vor confrunta cu această problemă în viața reală. Majoritatea pacienților cu SM pot menține un anumit nivel de abilități cognitive și de memorie și există modalități de a -și consolida abilitățile creierului.

Un studiu a arătat că pacienții cu SM își pot îmbunătăți memoria prin exerciții mentale și cognitive regulate. Oferind pacienților SM cursuri de experimente practice, jocuri și exerciții de abilități de viață, cercetătorii au descoperit că aceste exerciții pot îmbunătăți eficient memoria pacienților cu SM. Aceste programe de exerciții includ teste de memorie vizuală și auditivă, probleme de matematică, jocuri de rezolvare a puzzle-urilor, teste de timp de reacție etc.

În plus, pacienții cu SM pot participa și la alte forme de formare de reabilitare, cum ar fi Programul de reabilitare promoțională (PRP) și terapia cu mișcarea creierului. Aceste ședințe pot ajuta pacienții să reducă spasticitatea și fragilitatea musculară, să îmbunătățească echilibrul și abilitățile motorii și să crească independența și confortul în viața de zi cu zi. Acest antrenament de reabilitare promovează vindecarea fizică și mentală prin diferite metode, cum ar fi biofeedback, yoga, masaj și terapie fizică.

În cele din urmă, persoanele cu SM pot alege, de asemenea, să adopte unele practici de stil de viață pentru a menține o funcție sănătoasă a creierului. Aceasta include somnul suficient, evitarea stresului, o dietă echilibrată, exerciții fizice moderate și menținerea unei vieți sociale bune. Aceste măsuri pot ajuta persoanele cu SM să elibereze stresul și oboseala, să îmbunătățească imunitatea și să își protejeze în continuare corpul și mintea.

Pe scurt, persoanele cu SM își pot îmbunătăți funcția și memoria creierului printr-un tratament activ și continuu și antrenament de reabilitare și un stil de viață bun. Deși trăirea cu SM poate fi o provocare, făcând pașii potriviți, toată lumea poate depăși această afecțiune și poate continua să se bucure de diferitele lucruri bune pe care le oferă viața. Se poate observa că trebuie să îmbunătățim memoria, iar Cistanche poate îmbunătăți semnificativ memoria deoarece Cistanche poate regla și echilibrul neurotransmițătorilor, cum ar fi creșterea nivelurilor de acetilcolină și a factorilor de creștere, care sunt foarte importanți pentru memorie și învățare. În plus, Cistanche deserticola poate îmbunătăți fluxul sanguin și poate promova livrarea de oxigen, ceea ce poate asigura că creierul obține o nutriție și energie adecvate, îmbunătățind astfel vitalitatea și rezistența creierului.

Faceți clic pe cunoaște 10 moduri de a îmbunătăți memoria

Într-adevăr, tratamentul cu CM a redus nivelul TLR4 și NF-κB, împreună cu citokine pro-inflamatorii. Dimpotrivă, IL -10 a crescut în asociere cu markeri neuroprotenți, cum ar fi Nestin, Neurofilament 70, NGF și GAP43. Interesant este că efectele neuroprotectoare ale EV-urilor pot datora conținutului lor în IL -10 și TGF- [93].

Efectele PDLSC-CM obținute de la donatori sănătoși și de la pacienți cu RR-MS au fost, de asemenea, evaluate în THP-1 diferențiat cu forbol-12-miristat-13-acetat (PMA), utilizat ca model al microgliei și în celule MO3.13 nediferențiate și diferențiate, utilizate ca modele de celule progenitoare și, respectiv, oligodendrocite, tratate cu Porphyromonas gingivalisLPS.

Tratamentul cu ambele CM a redus creșterea indusă de LPS a nivelurilor de TNF, IL-1 și IL{-6și a redus TLR{-4 în celulele THP{-1 [94].PDLSCs- CM și EXO/MV purificate (PDLSC-EMV) obținute de la pacienți cu RR-MS și donatori sănătoși au exercitat efecte protectoare la șoarecii EAE.

În special, PDLSC-CM și PDLSC-EMV au îmbunătățit scorurile bolii, restabilind integritatea țesuturilor și remielinizarea în măduva spinării. PDLSC-CM și PDLSC-EMV au exercitat efecte antiinflamatoare atât în ​​măduva spinării, cât și în splină, așa cum a demonstrat reducerea citokinelor proinflamatorii și inducerea IL-10.

În paralel, a fost inhibată și apoptoza. Efectul antiinflamator al CM sau EMV-urilor s-ar putea datora prezenței citokinesilului imunomodulator -10 și TGF- [95].

Mai mult, PDLSC-CM și EMV-urile obținute de la pacienții cu RR-MS au inhibat activarea inflamazomului NALP3 și au redus nivelurile de TLR-4 și NF-kB la EAEmice. Factorii imunomodulatori IL-10, TGF- și SDF-1 incluși în CM pot fi responsabili pentru rolul imunosupresor al PDLSC-CM și EMVs în EAE [96].

Interesant, CM obținut din PDLSC cultivate în condiții hipoxice a fost eficient în ameliorarea scorurilor clinice și histologice ale bolii la șoarecii EAE. În special, acest tratament a redus infiltrarea celulelor inflamatorii și a crescut remielinizarea în măduva spinării.

În special, administrarea hipoxică de CM a crescut citokinele antiinflamatorii IL-37 în asociere cu reducerea citokinelor proinflamatorii. Mai mult, stresul oxidativ și apoptoza au fost de asemenea inhibate, în timp ce BDNF a crescut.

Tratamentul CM a fost, de asemenea, capabil să regleze autofagia prin activarea căii PI3K/Akt/mTOR. În plus, leziunile in vitro prin zgârieturi au expus neuronii motori NSC-34, hipoxia CM a fost capabilă să moduleze inflamația, stresul oxidativ și apoptoza.

Interesant este că hipoxia CM conținea NT-3, IL{-10 și TGF- care ar putea explica efectele sale neuroprotective [97]. O prezentare generală a studiilor prezentate în acest paragraf este disponibilă în Tabelul 4.

CM, mediu conditionat; EAE, encefalomielita autoimună experimentală; EMV-uri, EXO/MV-uri; EXO, exozomi; IL, interleukină; MCP, proteină chemoatractantă a monocitelor; MIP, Proteină inflamatorie a macrofagelor; MV, microvezicule; NF-kB, Factor nuclear kappa-amplificator de lanț ușor al celulelor B activate; NT, neurotrofină; PMA, 12-miristat 13-acetat de forbol; PDLSC-uri, celule stem ale ligamentului parodontal; RR-MS, scleroză multiplă recidivantă-remisiva; SDF-1, factorul 1 derivat din celulele stromale; TGF, factor de creștere transformator; TLR, receptor de tip Toll; TNF, factor de necroză tumorală; ↑, creștere/îmbunătățiri; ↓, reducere.

3.4. Alte MSC derivate din stomatologie

Efectele neuroprotectoare ale CM obținute de GMSC au fost evaluate în celulele NSC-34 asemănătoare neuronului motor murin rănite mecanic. Tratamentul cu CM a redus apoptoza și stresul oxidativ induse de zgârieturi.

Mai mult, CM a redus TNF- în timp ce crește nivelurile de citokină antiinflamatoare IL-10. Interesant, tratamentul cu CM a reglat BDNF și NT-3. S-a demonstrat că CM conține NGF, NT-3, IL-10 și TGF-, ceea ce poate explica efectele neuroprotective [98].

 EV-urile de la GMSC au fost testate pentru regenerarea nervilor periferici într-un model de șoarece de nerv sciatic zdrobit. In vivo, transplantul de Gelfoam încorporat cu EV-uri derivate de GMSC la locul leziunii prin zdrobire a indus recuperarea funcțională și regenerarea axonală în mod similar în comparație cu transplantul direct de GMSC.

În special, EV-urile au promovat proliferarea și migrația celulelor Schwann și a reglat expresiile proteice ale genelor C-Jun, Notch1, GFAP și Sox2 asociate cu dediferenția sau reparația de reparații ale celulelor Schwann.

De asemenea, in vitro, EV-urile au promovat expresia genelor de diferențiere/reparare a celulelor Schwann [99]. Un efect pozitiv asupra proliferării celulelor Schwann a fost, de asemenea, raportat pentru EXO din GMSC, care a promovat, de asemenea, creșterea axonilor DRG in vitro.

Mai mult, au fost evaluate efectele EXO-urilor GMSC combinate cu conducte de chitină biodegradabile asupra regenerării nervilor periferici. In vivo, într-un model de defect al nervului sciatic de șobolan, conducta de chitină combinată cu EXO a crescut numărul și diametrul fibrelor nervoase și a promovat formarea mielinei.

În paralel, conducerea nervoasă s-a îmbunătățit. Mai mult, funcția musculară și funcția motrică au fost ameliorate [100]. CM de la SCAP, DPSC și PDLSC au fost testate pentru a evalua capacitatea lor de a induce creșterea neuriților.

În acest scop, celulele SH-SY5Y de neuroblastom diferențiate au fost incubate cu diferite CM. Sa demonstrat că CM poate crește procentul de celule producătoare de neurite și lungimea totală a creșterii neuritei.

Interesant este că lungimea celui mai lung neurit pe neuron a fost crescut într -o manieră semnificativă doar cu SCAPCM, iar neutralizarea BDNF secretată a inhibat creșterea neuritelor, ceea ce indică importanța sa în acest proces [101].

CM eliberat de SCAP-uri a arătat, de asemenea, un efect inductiv neurogen mai mare asupra DPSC-urilor în comparație cu BMSC-CM. Într-adevăr, atunci când DPSC au fost cultivate în mediu pentru creșterea celulelor stem neuronale, nivelurile markerilor neurogenici au crescut odată cu adăugarea de SCAP-CM.

Dimpotrivă, expresia markerului neuronal a fost redusă, în timp ce cea a markerului neurotrofic a crescut atunci când s-a adăugat BMSC-CM. Proliferarea celulară nu a fost influențată de SCAP-CM [102].

Celulele stem ale mucoasei orale (OMSC) au fost diferențiate în celule care prezintă o morfologie asemănătoare astrocitelor și au exprimat markeri caracteristici astrocitelor.

CM obținut prin OMSC diferențiate a crescut viabilitatea celulară a neuronilor motori cultivați în condiții hipoxice sau expuși la peroxid de hidrogen in vitro [103]. O prezentare generală a studiilor prezentate în acest paragraf este disponibilă în Tabelul 5.

4. Transpunerea aplicației secretome din modelele preclinice în uz clinic

Aplicarea secretomului pentru o terapie fără celule poate prezenta unele avantaje în comparație cu utilizarea MSC-urilor.

Principalele avantaje ale utilizării secretomului în locul terapiei cu celule stem sunt reprezentate de imunogenitatea scăzută și de producerea, manipularea și depozitarea mai ușoară a secretomului [104]. Apoi, această terapie poate depăși riscurile legate de terapia celulară, cum ar fi tumorgenitatea, antigenicitatea, respingerea gazdei și infecțiile.

Manipularea secretomului poate fi mai ușoară în comparație cu celulele, având în vedere că poate fi concentrat și congelat și că nu necesită depozitare a azotului lichid și facilități de cultură celulară, făcându-i și transferul mai ușor [105,106].

Mai mult, producția de secretom este mai economică și este posibilă și producția de masă în condiții de laborator controlate [107]. Cu toate acestea, perioada de supraviețuire a MSC după transplant nu este clară, având în vedere că unele date par să indice o supraviețuire limitată [23].

Astfel, strategiile terapeutice bazate pe aplicarea secretomului ar putea fi utile în medicina regenerativă, pe baza conținutului lor în molecule bioactive, inclusiv proteine ​​și mRNASBUT, de asemenea, ARN care nu codifică, care pot fi utile pentru a induce mecanisme de reparație în cadrul accidentării.

Cu toate acestea, înainte de traducerea în aplicații clinice, mai multe puncte trebuie clarificate. În special, este necesar să se definească mai bine compoziția secretomului, doza, frecvența și calea de administrare.

În acest sens, este, de asemenea, necesar să se dezvolte protocoale de fabricație standardizate cu bune practici de fabricație pentru dezvoltarea de noi produse farmaceutice bazate pe produse fără celule [105].

Într-adevăr, pentru aplicațiile de practică clinică, secretomul ar trebui să fie prezentat într-o formulare standardizată și ușor de manevrat. Secretomul poate prezenta într-adevăr variații în funcție de subiecți, celule și țesuturi de origine [30].

Din acest motiv, pentru standardizarea producției de secretom este necesar să se definească mediul de cultură și suplimentele, durata culturii și condițiile de cultură [106].

În acest context, studiile de date mari care evaluează profilurile de proteom, transcriptom și ARN necodificant pot ajuta la caracterizarea secretomului. O listă de studii care analizează transcriptom, ARN necodant și profilarea proteomului este disponibilă în Tabelul 6.

Cu toate acestea, livrarea secretomului trebuie, de asemenea, să abordeze preocuparea privind difuzarea rapidă și eliminarea secretomului din locul de reparare a țesuturilor. Mai mult, stabilitatea secretomului și stabilitatea factorilor săi de creștere și a miARN-urilor trebuie menținute în condiții fiziologice pe toată durata eliberării.

În acest context, au fost dezvoltate și optimizate diferite biomateriale pentru a îmbunătăți eficiența de livrare a secretomului MSC, cu avantajele unei durate prelungite de eliberare, protecție împotriva degradării și capacitate terapeutică îmbunătățită [108].

O altă opțiune de îmbunătățire a stabilității de lungă durată a formulărilor este un proces de liofilizare, care este utilizat pentru diferite produse biologice [109,110].

5. Concluzii

S-a demonstrat că MSC-urile dentare, având în vedere originea lor din creasta neură, posedă un potențial neuro regenerativ proeminent. Secretomul dentar derivat din MSC prezintă, de asemenea, aceleași proprietăți neuroprotectoare și neuroregenerative îmbunătățite.

Atât CM, cât și EV-urile conțin neurotrofine și molecule cu acțiune neuroprotectoare, chiar și la niveluri mai mari în comparație cu alte MSC. Studiile evaluate în această revizuire au subliniat că atât CM, cât și Evsstimulate Neurite, și au arătat efecte neuroprotectoare la modelele preclinice de boli venologice și leziuni neuronale.

În special, secretomele DPSC și SHED au fost cele mai studiate, dar diferite studii au evidențiat, de asemenea, efectele neuroprotectoare ale secretomilor PDLSC și GMSC.

Interesant este că unele studii au sugerat, de asemenea, superioritatea secretomului obținut din MSC-urile dentare în comparație cu alte surse MSC, cum ar fi BMSC-urile și AMSC-urile, pentru neuroprotecție.

În concluzie, secretomul derivat din MSC-urile dentare pare promițător pentru aplicarea sa în domeniul neurodegenerativ și poate fi util în dezvoltarea de noi tratamente neuroprotective.

Contribuții autor: Conceptualizare, EM; redactare-întocmire proiect original, AG; scriere-revizuire și editare, EM Toți autorii au citit și au fost de acord cu versiunea publicată a manuscrisului.

Finanțare: Acest studiu a fost susținut de Current Research Funds 2021, Ministerul Sănătății, Italia.

Declarația Comisiei de revizuire instituțională: Nu se aplică.

Declarație de consimțământ informat: Nu se aplică.

Conflicte de interese: Autorii nu declară niciun conflict de interese. Finanțatorul nu a avut niciun rol în proiectarea studiului; în colectarea, analiza sau interpretarea datelor; în scrierea manuscrisului sau în decizia de a publica rezultatele.

Referințe

1. Vasanthan, J.; Gurusamy, N.; Rajasingh, S.; Sigamani, V.; Kirankumar, S.; Thomas, EL; Rajasingh, J. Rolul celulelor stem mezenchimale umane în terapia regenerativă. Cells 2020, 10, 54. [CrossRef] [PubMed]

2. Friedenstein, AJ; Petrakova, KV; Kurolesova, AI; Frolova, GP Heterotopic al măduvei osoase. Analiza celulelor precursoare pentru țesuturile osteogene și hematopoietice. Transplant 1968, 6, 230–247. [CrossRef] [PubMed]

3. Friedenstein, AJ; Chailakhjan, RK; Lalykina, KS Dezvoltarea coloniilor de fibroblast în culturile monostratice ale măduvei osoase de cobai și ale celulelor splinei. Kinet de țesut celular. 1970, 3, 393–403. [CrossRef]

4. Caplan, AI Celulele stem mezenchimale. J. Orthop. Res. Oprit. Publ. Orthop. Res. Soc. 1991, 9, 641–650. [CrossRef]

5. Dominici, M.; Le Blanc, K.; Mueller, I.; Slaper-Cortenbach, I.; Marini, F.; Krause, D.; Decani, R.; Keating, A.; Prockop, D.; Horwitz, E. Criterii minime pentru definirea celulelor stromale mezenchimale multipotente. Declarația de poziție a Societății Internaționale pentru Terapie Celulară. Citoterapie 2006, 8, 315–317. [CrossRef]

6. Gronthos, S.; Mankani, M.; Brahim, J.; Robey, PG; Shi, S. Celulele stem ale pulpei dentare umane postnatale (DPSC) in vitro și in vivo.Proc. Natl. Acad. Sci. SUA 2000, 97, 13625–13630. [CrossRef] [PubMed]

7. Li, B.; Ouchi, T.; Cao, Y.; Zhao, Z.; Men, Y. Dental-Derived Mezenchimal Stem Cells: State of the Art. Faţă. Cell Dev. Biol. 2021,9, 654559. [CrossRef]

8. Egusa, H.; Sonoyama, W.; Nishimura, M.; Atsuta, I.; Akiyama, K. Celulele stem în stomatologie-partea I: surse de celule stem. J. Prostodont.Rez. 2012, 56, 151–165. [CrossRef] [PubMed]

9. Gan, L.; Liu, Y.; Cui, D.; Pan, Y.; Zheng, L.; Wan, M. Celulele stem mezenchimale umane derivate din țesuturi dentare și aplicația terapeutică a potențialei lor. Celulele Stem Int. 2020, 2020, 8864572. [CrossRef]

10. Yin, JY; Luo, XH; Feng, WQ; Miao, SH; Ning, TT; Lei, Q.; Jiang, T.; Ma, DD Potențialul de multidiferențiere al celulelor stem derivate din dentar. World J. Stem Cells 2021, 13, 342–365. [CrossRef]

11. Mayo, V.; Sawatari, Y.; Huang, CY; Garcia-Godoy, F. Celulele stem dentare derivate din creasta neuronală – unde suntem și unde mergem. J. Dent. 2014, 42, 1043–1051. [CrossRef]

12. Luzuriaga, J.; Polo, Y.; Pastor-Alonso, O.; Pardo-Rodriguez, B.; Larranaga, A.; Unda, F.; Sarasua, JR; Pineda, JR; Ibarretxe,G. Progrese și perspective în terapiile de neuroregenerare pe bază de celule stem ale pulpei dentare. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 3546.[CrossRef]

For more information:1950477648nn@gamil.com