Sekretom dentalnih mezenhimalnih matičnih ćelija: intrigantan pristup neuroprotekciji i neuroregeneraciji 3. dio

Rana predsimptomatska primjena DPSC-CM poboljšala je inervaciju neuromuskularnog spoja u usporedbi s miševima SOD1G93A tretiranim nosačem.

Neuromišićna i memorija su usko povezani. Naš nervni sistem i mišićni sistem su međusobno zavisni i zajedno rade na obavljanju različitih aktivnosti našeg tijela. I ova saradnja je takođe veoma važna za naše pamćenje.

Prvo, naš nervni sistem je odgovoran za prijenos informacija i kontrolu kretanja različitih dijelova tijela. Kada naučimo nešto novo, naš mozak će proizvoditi nove neurotransmitere i sinapse, što nam može pomoći da bolje zapamtimo nova znanja.

Drugo, naš mišićni sistem je također usko povezan s našim pamćenjem. Istraživanja su pokazala da naše pamćenje mišića može utjecati na pamćenje mozga, odnosno da kroz trening mišića možemo poboljšati svoje pamćenje.

Tačnije, kada treniramo mišiće, naši mišići će formirati mišićnu memoriju. Ova mišićna memorija može nam pomoći da bolje kontroliramo mišiće i učinimo naše pokrete preciznijim i koordiniranim. U isto vrijeme, ova mišićna memorija također može poboljšati našu moždanu memoriju jer će naš mozak bilježiti naše pokrete i osjećaje mišića.

Stoga možemo poboljšati svoje pamćenje vježbanjem mišića. Na primjer, možemo trenirati ravnotežu, plesati, igrati stolni tenis i druge sportove, što nam može pomoći da vježbamo mišiće, poboljšamo koordinaciju i sposobnost reagovanja, te tako poboljšamo mišićnu i moždanu memoriju.

Ukratko, veza između neuromuskularnog i pamćenja je vrlo bliska. Moramo održavati dobro zdravlje i izvoditi pravilan trening mišića kako bismo poboljšali svoje pamćenje. U isto vrijeme, također moramo obratiti pažnju na ishranu, odmor i mentalno zdravlje, te održavati dobre životne navike kako bismo sveobuhvatno poboljšali svoje fizičko i moždano zdravlje. Vidi se da moramo poboljšati pamćenje. Cistanche može značajno poboljšati pamćenje jer Cistanche ima antioksidativno, protuupalno i anti-age djelovanje, što može pomoći u smanjenju oksidacije i upalnih reakcija u mozgu, čime se štiti zdravlje nervnog sistema. Osim toga, Cistanche također može promovirati rast i popravak nervnih ćelija, čime se poboljšava povezanost i funkcija neuronskih mreža. Ovi efekti mogu pomoći u poboljšanju pamćenja, sposobnosti učenja i brzine razmišljanja, a također mogu spriječiti pojavu kognitivne disfunkcije i neurodegenerativnih bolesti.

Kliknite znati načine za poboljšanje funkcije mozga

Primjena tijekom kasnih pre-simptomatskih faza ne samo da je povećala očuvanje neuromišićnog spoja, već i preživljavanje motornih neurona u ventralnom rogu kičmene moždine.

Međutim, astroglioza i mikrogliareaktivnost su ostale nepromijenjene. Zanimljivo je da je dnevni tretman DPSC-CM od pojave simptoma povećao preživljavanje nakon početka, kao i ukupni životni vijek [69].

Primjena DPSC-EXO u mišjem modelu tranzitorne ozljede srednje cerebralne arterije (tMCAO) smanjila je edem mozga, cerebralni infarkt i neurološka oštećenja. DPSC-EXOs inhibirali su ishemijom/reperfuzijom (I/R) posredovanu ekspresiju Toll-like receptora (TLR) 4, MyD88 i pojačivača kapa-lakog lanca nuklearnog faktora aktiviranih B ćelija (NF-κB).

DPSC-EXOs također smanjuju ekspresiju proteina proinflamatornih citokina IL-6, IL-1 i TNF- i citoplazmatsku translokaciju boxproteina velike pokretljivosti (HMGB) 1 in vivo, ali i in vitro u OGD/ BV2 ćelije izazvane reperfuzijom (OGD/R).

Prema tome, rezultati su pokazali da DPSC-EXO mogu imati neuroprotekciju protiv cerebralne I/R-indukovane neuroinflamacije putem inhibicije HMGB1/TLR4/MyD88/NFκB signalnog puta [70].

DPSC-CM je poboljšao vazokonstrikciju izazvanu aneurizmatičnom subarahnoidalnom hemoragijom (aSAH) i poboljšao oksigenaciju u ozlijeđenom mozgu. DPSC-CM administracija je također poboljšala kognitivna i motorička oštećenja.

Davanje DPSC-CM smanjilo je neuroinflamaciju što je pokazano smanjenjem broja Iba1-pozitivnih ćelija. Glavni sastojak DPSC-CM je bio IGF-1.

Neutralizacija IGF-1 posredovana antitijelima umjereno je pogoršala efekat spašavanja DPSC-CM na mikrocirkulaciju, Iba{3}}pozitivne ćelije u povrijeđenom području mozga i kognitivna/motorička oštećenja [71].

Davanje DPSC-CM poboljšalo je brzinu provodljivosti motornog/osjetnog nerva išijadičnog živca, protok krvi u bedrenom živcu i gustinu intraepidermalnih nervnih vlakana u jastučićima dijabetičkih štakora izazvanih streptozotocinom.

Nadalje, povećana je kapilarna gustoća skeletnih mišića, dok su proinflamatorne reakcije u išijatičnim nervima dijabetičkih štakora smanjene [72]. Kanada i dr. potvrdili pozitivne efekte CM na brzinu provodljivosti išijadičnog živca i protok krvi u išijadičnim živcima.

Osim toga, tretman je također povećao mišićnu snoplje, vaskularnu gustoću u skeletnim mišićima i gustinu intraepidermalnih nervnih vlakana kod dijabetičkih štakora.

Međutim, nisu pronađene razlike između rezultata za DPSC i DPSC-CM. Ovi rezultati sugeriraju da je efikasnost primjene DPSC i DPSC-CM vjerovatno uzrokovana sekretomom.

Konkretno, DPSC-CM je sadržavao angiogene faktore kao što je VEGF-C, neurotrofne faktore, kao što je BDNF, i imunomodulatorne faktore uključujući IL-1, IL-4 i TLR4 [73]. Pregled prikazanih studija. u ovom paragrafu dostupan je u tabeli 2.

A, amiloid; aSAH, aneurizmatično subarahnoidalno krvarenje; AMSC, MSC izvedeni iz masnog tkiva; BDNF, neurotrofni faktor iz mozga; BMP, koštani morfogenetski protein; BMSC, MSC koštane srži; CM, kondicionirani medij; DFSC, matične ćelije zubnog folikula; DPSC, matične ćelije zubne pulpe; EXO, egzosomi; FGF, faktor rasta fibroblasta; GDNF, neurotrofni faktor izveden iz glijalnih ćelija; GFAP, glija fibrilarni kiseli protein; G-CSF, faktor stimulacije granulocitekolonije; HGF, faktor rasta hepatocita; IFN, interferon; IGF, faktor rasta sličan insulinu; IGFBP, protein koji vezuje faktor rasta sličan insulinu; IL, interleukin; MCP, monocitni hemoatraktantni protein; MSC, mezenhimske matične ćelije; NGF, faktor rasta nerava; NT, neurotrofin; OGD/R, deprivacija kiseonika i glukoze – reperfuzija; OPG, osteoprotegerin; PDGF, trombocitni faktor rasta; ROS, reaktivne vrste kiseonika; SCAP, matične ćelije apikalne papile; SHEDs, matične ćelije iz ljudskih eksfolijiranih mliječnih zuba; TGF, transformirajući faktor rasta; TIMP, tkivni inhibitor metaloproteinaze; TLR, Toll like receptor; tMCAO, prolazna okluzija srednje cerebralne arterije; VEGF, faktor rasta vaskularnog endotela; ↑, povećanje/poboljšanja; ↓, smanjenje.

3.2. Matične ćelije iz sekretoma ljudskih eksfolijiranih mliječnih zuba

Izvještava se da sekretom SHED modulira aktivnost mikroglijalnih stanica. EV izvedeni iz SHED-a inhibirali su lipopolisaharidom (LPS) indukovanu aktivaciju NF-κB signalnog puta u ljudskim mikroglijalnim ćelijama.

Štaviše, EV su inducirali povećanje fagocitne aktivnosti u nepolariziranim stanicama, blago smanjenje M1 polariziranih stanica i umjereno povećanje M2 polariziranih stanica. EV su izazvali trenutno i trajno povećanje glikolitičke aktivnosti u M0, M1 i M2 polariziranim ćelijama. Zanimljivo je da su EV-ovi djelovali na način ovisan o inverznoj dozi [74].

EV su također izazvali brzo povećanje intracelularnog oslobađanja Ca2+ i ATP-a u mikroglijalnim ćelijama. EV su takođe bili u stanju da promovišu pokretljivost mikroglija kroz mehanizme zavisne od receptora P2X4/globula mlečne masti-epidermalnog faktora rasta-faktora VIII (MFG-E8) [75].

Različite studije izvještavaju o korisnim efektima SHED CM na modelima in vitro i in vivo Parkinsonove bolesti (PD). Fujii et al. dokazano da su ćelije slične dopaminergičkim neuronima inducirane iz SHED-a bile u stanju da ostvare terapeutske prednosti u modelu Parkinsonove pacove izazvane 6-hidroksi-dopaminom (6-OHDA), poboljšavajući neurološke deficite i povećavajući nivoe dopamina (DA). efikasnije od nediferenciranih SHED-ova.

Međutim, parakrini efekti mogu doprinijeti neuroprotekciji protiv 6-OHDA-inducirane neurodegeneracije. Zaista, CM dobijen iz diferenciranih SHED-a bio je u stanju zaštititi primarne neurone od 6-OHDA toksičnosti i ubrzanog rasta neurita in vitro [76].

Različite doze SHED-CM testirane su na PD modelu. Doza od 10 µg/mL SHED-CM nije obnovila motoričku sposobnost, dok je 30 µg/mL SHED-CM izazvala samo blaga poboljšanja. Umjesto toga, 100 µg/mL SHED-CM je izazvalo maksimalno poboljšanje motoričkih deficita kod PD štakora i veća doza nije izazvala dalje poboljšanje.

SHED-CM je povećao količinu tirozin hidroksilaze (TH) i smanjio nivoe sinukleina u supstancijanigri i strijatumu. Pored toga, SHED-CM tretman je smanjio i Iba-1 pozitivne ćelije i nivoe CD4 u istim područjima mozga.

Glavni sastojci SHED-CM uključuju protein koji vezuje faktor rasta sličan insulinu-6 (IGFBP-6), tkivni inhibitor metaloproteinaze (TIMP)-2, TIMP-1 i TGF -1. Štaviše, bioinformatička analiza je pokazala da je SHEDCM bio u stanju promovirati neuronsku regeneraciju.

Zaista, sekvenciranje RNK je pokazalo da je administracija SHED-CM pomjerila profil ekspresije gena na obrazac sličan onom kod kontrolnih pacova, pojačavajući gene koji su bili uključeni u neurorazvoj i regeneraciju živaca.

Glavni sastojci SHED-CM mogu učestvovati u molekularnim mrežama uključenim u holinergičke i serotoninergičke sinapse, signalne puteve kalcijuma i vođenje aksona [77].

EXO i MV izvedeni iz SHED-a također su procijenjeni zbog svojih neuroprotektivnih efekata u modelima PD. EXO, ali ne i MVs, izvedeni iz SHED-ova uzgojenih na trodimenzionalnim alginatnim mikro-nosačima obloženim lamininom, potisnuli su 6-OHDA-indukovanu apoptozu dopaminergičkih neurona. Naprotiv, MV ili EXOs izvedeni iz SHEDs uzgojenih u standardnim uslovima kulture nisu imali zaštitne efekte [78].

Umjesto toga, pokazalo se da je intranazalna primjena EV-a izvedenih iz SHED-a djelotvorna u modelu PD štakora, poboljšavajući motoričku funkciju u vezi s normalizacijom ekspresije TH u striatumu i supstanciji nigra [79].

Intranazalna primjena je također testirana na AD modelu, pokazujući da SHEDCM poboljšava kognitivne funkcije. SHED-CM je smanjio oksidativni stres, pomjerio proinflamatorno mikrookruženje M1-tipa prema antiinflamatornom i neuroprotektivnom M2-tipu i povećao nivoe neurotrofnog faktora. BMSCs-CM je bio manje efikasan.

Smanjio je oksidativni stres i upalu, ali nije mogao povećati ekspresiju protuupalnih M2 markera. Tretman SHED-CM je također potisnuo smrt neurona izazvanu glutamatom in vitro [80]. SHED-CM je također mogao poboljšati rezultate bolesti i smanjiti demijelinizaciju, aksonalne ozljede, infiltraciju inflamatornih stanica i ekspresiju proinflamatornih citokina u kičmenoj moždini eksperimentalne autoimune bolesti kičmene moždine (eksperimentalna autoimunolitična bolest kičmene moždine). EAE) miševi.

Ove promjene su bile povezane s promjenom fenotipa mikroglije/makrofaga sa M1 na M2. Tretman EAE miševa izlučenim ektodomenom Ig-lektina koji veže sijaličnu kiselinu-9(ED-Siglec-9), glavnom komponentom SHED-CM, rezultirao je sličnim efektima u poređenju sa SHED-CM tretman, dok je ED-Siglec{11}} iscrpljivanje ukinulo zaštitne efekte SHEDCM-a.

Naprotiv, smanjenje HGF nije izazvalo inhibiciju SHED-CM posredovane zaštite, što ukazuje da HGF ima mali uticaj na efikasnost SHED-CM. SHED-CM je inhibirao proliferaciju mijelinskih oligodendrocita glikoprotein-specifičnih CD4+ T ćelija, kao i njihovu proizvodnju proinflamatornih citokina in vitro [81].

Matsubara i dr. pokazali su da su SHED i SHED-CM davani u povrijeđene kičmene moždine pacova tokom akutnog perioda nakon ozljede izazvali funkcionalni oporavak. SHED-CM je pokazao antiinflamatornu aktivnost, smanjujući nivoe proinflamatornih citokina i imunoregulatorno dejstvo, izazivajući M2 antiinflamatorne makrofage.

Da bi se identifikovali faktori odgovorni za terapeutske efekte CM, okarakterisani su rastvorljivi faktori prisutni u SHEDCM. Identificirano je ukupno 79 proteina, za neke od njih je poznato da su uključeni u neurodegenerativne procese, sa antiapoptotičkim, protuupalnim svojstvima i svojstvima elongacije andaksona. Konkretno, MCP-1 i ED-Siglec-9 mogu biti uključeni u M2-poput diferencijacije makrofaga.

Zaista, smanjenje ovih faktora iz SHED-CM smanjilo je sposobnost CM-a da indukuje M2-kao makrofage i promovira funkcionalni oporavak nakon SCI. Zanimljivo je da primjena BMSC-CM nije izazvala ili samo blagu diferencijaciju M2-like ćelija i nije izazvala oporavak kao što je SHED-CM [82].

U skladu sa prethodnom studijom, tretman sa SHED-CM napunjenim akolagenskim hidrogelom, koji se koristi kao sistem za isporuku, izazvao je funkcionalni oporavak kod SCI štakora, što je demonstrirano poboljšanjem rezultata procenjenih kroz Basso, Beattie i Bresnahanskoring, nagnutu ravninu, hladnu alodinju , i testovi hodanja zraka [83].

Tretman sa SHED-CM napunjenim na kolagen hidrogel je također povećao volumen očuvane bijele i sive tvari i ukupan broj neurona i oligodendrocita u SCI modelu pacova. Naprotiv, smanjen je volumen lezije i dužina lezije. Međutim, u ovoj studiji, samo SHED-CM nije imao nikakvu zaštitu.

Autori su sugerirali da to može biti posljedica terapijske difuzije SHED-CM, pa stoga kolagen hidrogel može djelovati kao efikasan sistem za oslobađanje [84]. Jedna intravenska injekcija SHED-CM također je preokrenula mehaničku alodiniju izazvanu transekcijom spinalnog živca, potisnuvši mikrogliju i aktivaciju astrocita, i smanjio broj neurona pozitivnih na marker neuronske povrede koji aktivira faktor transkripcije 3 (ATF3) i akumulaciju makrofaga.

Konkretno, SHED-CMfrakcija s molekulskom težinom između 30 i 50 kDa preokrenula je bol, sugerirajući da su proteinske komponente s molekulskom masom u rasponu od 30-50 kDa odgovorne za navedenu neuroprotekciju [85].

Implantacija kolagenske spužve obogaćene CM-om bez seruma iz SHED-a u nervni jaz nastao transekcijom facijalnog živca štakora vratila je neurološku funkciju. Naprotiv, CM je lišen MCP-1 i ED-Siglec-9 , koji su protuupalni induktori M2 makrofaga, nisu obnovili neurološke funkcije. Značajno je da su MCP-1 i ED-Siglec-9 inducirali polarizaciju M2 makrofaga in vitro i in vivo. Dakle, rezultati su pokazali da je MCP-1/ED-Siglec-9 učestvovao u regeneraciji perifernih nerava izazivajući M2 makrofag [86].

SHED-CM tretman je povećao proliferaciju, migraciju i ekspresiju neurona, ECM- i gena povezanih sa angiogenezom u Schwannovim ćelijama. Štoviše, SHED-CM je stimulirao neuritni rast ganglija dorzalnog korijena i povećao vitalnost stanica.

In vivo, regeneracija aksona i mijelinizacija su bile veće u SHED-CM grupi nakon operacije transekcije nerva. Motorna funkcija se poboljšala dok je atrofija mišića smanjena u SHED-CM grupi. Stoga, SHED mogu lučiti različite trofičke faktore koji pospješuju regeneraciju perifernih živaca kroz više mehanizama. Konkretno, SHED-CM je sadržavao NGF, BDNF, NT-3, GDNF, cilijarni neurotrofni faktor (CNTF), VEGF i HGF [87].

Primjena SHED-EXOs poboljšala je motorički funkcionalni oporavak štakora i smanjila kortikalne lezije kod štakora s traumatskom ozljedom mozga. SHED-EXO mogu da ispolje ove efekte, smanjujući neuroinflamaciju i pomerajući polarizaciju mikroglije [88].

SHED-CM je izazvao poboljšanje motoričke nesposobnosti i smanjen volumen infarkta nakon trajnog MCAO. Grupa koja je tretirana SHED-CM pokazala je povećane nivoe dvostrukog kortina, neurofilamenta H, neuronskih jezgara i antigena endotelnih ćelija pacova u području periinfarkta.

Zanimljivo je da je SHED-CM inducirao migraciju i diferencijaciju endogenih neuronskih progenitornih ćelija (NPC), vaskulogenezu i poboljšao ishemijsku ozljedu mozga [89].

Intracerebralna primjena SHED-CM kod miševa oštećenih hipoksijom-ishemijom poboljšala je neurološke funkcije, stopu preživljavanja i neuropatološki rezultat [90].

CM dobiven iz SHED-ova, a posebno samo dio<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]. 

U životinjskom modelu povrede superiornog laringealnog živca, sistemska primjena SHED-CM-a izazvala je funkcionalni oporavak, povećavajući stupanj mijelinizacije i promovišući aksonalnu regeneraciju pomjerajući makrofage prema M2 fenotipu [92].

Pregled studija predstavljenih u ovom paragrafu dostupan je u Tabeli 3.

6-OHDA, 6-hidroksi-dopamin; A, amiloid; BDNF, neurotrofni faktor iz mozga; BMP, koštani morfogenetski protein; CM, kondicionirani medij; CNTF, cilijarni neurotrofni faktor; EAE, eksperimentalni autoimuniencefalomijelitis; ECM, ekstracelularni matriks; ED-Siglec-9, ektodomen Ig-sličnog lektina koji se vezuje za sijaličnu kiselinu-9;EXO, egzosomi; EV, ekstracelularni vezikuli; FGF, faktor rasta fibroblasta; GDNF, neurotrofni faktor izveden iz glijalnih ćelija; HGF, faktor rasta hepatocita; icv, intracerebroventrikularni; IGFBP, protein koji vezuje faktor rasta sličan insulinu; LPS, lipopolisaharid; MCP, monocitni hemoatraktantni protein; MV, mikrovezikule; NF-κB, NuclearFactor kapa-pojačavač lakog lanca aktiviranih B ćelija; NGF, faktor rasta nerava; NT, neurotrofin; OGD, nedostatak kisika i glukoze; SHEDs, matične ćelije iz ljudskih eksfolijiranih mliječnih zuba; MCAO, srednja cerebralna arteriokluzija; SCI, ozljeda kičmene moždine; TBI, traumatska ozljeda mozga; TGF, transformirajući faktor rasta; TIMP, tkivni inhibitor metaloproteinaze; VEGF, faktor rasta vaskularnog endotela; ↑, povećanje/poboljšanja; ↓, smanjenje.

For more information:1950477648nn@gmail.com