Mezenchymální kmenové buňky (MSC) mají různé jedinečné vlastnosti a schopnosti, například migrovat do místa tkáňového poškození, kde se diferencují do typu buněk potřebných pro zhojení či obnovu konkrétní tkáně, či modulovat imunitní systém. V nedávné době vědci zjistili, že léčebný přínos MSC spočívá také v sekreci různých unikátních faktorů (imunomodulačních, imunoregulačních) a extracelulárních vezikul (EV). Prokázalo se, že tento sekretom má rovnocenné léčebné účinky jako buňky, ze kterých je vylučován. Tím se otevřela nová cesta rozvoje regenerativní medicíny s využitím bezbuněčné terapie.

Sekretomy jsou souborem rozpustných faktorů (bílkoviny, cytokiny, chemokiny a růstové faktory) a EV vylučovaných různými buňkami do extracelulárního prostředí. EV jsou v podstatě váčky tvořené fosfolipidovou dvojvrstvou a zapouzdřují se do nich různé působky včetně nukleových kyselin, lipidů a bílkovin. Tyto působky v cílových buňkách snižují oxidační stres a zánět, slouží k ochraně a podpoře regenerace tkání, k posílení buněčné proliferace, chrání buňky před apoptózou a senescencí. Vzhledem k tomu, že EV jsou nanočástice s lipidovou dvojvrstvou, jsou v oběhu poměrně stabilní a ve srovnání s MSC mohou vzhledem ke svým rozměrům procházet různými tkáňovými bariérami včetně hematoencefalické, při nitrožilní aplikaci nehrozí, že by mohly „uvíznout“ v kapilárním řečišti. Lipidová dvojvrstva chrání EV přenášený „náklad“, včetně proteinů a genetické informace (miRNA, mRNA), před destrukcí nebo biologickým zneškodněním v oběhu.

Prospěšné účinky sekretomů v léčbě zvířat již byly prokázané v případě reparace kostí, koňského astmatu, endometriózy, sepse atd. Nedávné studie ukázaly, že exozomy (EV o velikosti 30–150 nm) získané z MSC mohou být prospěšné téměř ve všech stadiích hojení ran, včetně kontroly imunitní odpovědi, inhibice zánětu, podpory buněčné proliferace a angiogeneze, a zároveň mohou snížit tvorbu jizev během procesu hojení. V jiných studiích na modelech malých savců EV získané z multipotentních kmenových buněk dokázaly zvýšit proliferaci chondrocytů, oddálit experimentálně navozenou osteoartrózu, a dokonce obnovit chrupavku.

Ve veterinární klinické studii byl kůň s poraněním šlach léčen EV izolovanými z kmenových buněk získaných z tukové tkáně. Léčba EV byla slibná, podporovala angiogenezi a elasticitu tkání. In vitro studie zkoumaly léčebný účinek z MSC odvozených EV na psích a koňských buňkách. Tyto EV prokázaly in vitro reparační efekt na endometriální a gliové buňky příjemce poškozené zánětem.

Procesů, které sekretomy v organismu zprostředkovávají nebo se na nich podílí, je samozřejmě mnohem více. K úplnému pochopení jejich terapeutického potenciálu a také mechanismů, kterými se sekretomy podílejí na regeneračních procesech, je však zapotřebí další výzkum.

Autor: MVDr. Mária Vinczeová

Zdroje:

Moccia V, Sammarco A, Cavicchioli L, Castagnaro M, Bongiovanni L, Zappulli V. (2022): Extracellular Vesicles in Veterinary Medicine. Animals. 12(19):2716.

Keshtkar S, Azarpira N, Ghahremani MH (2018): Mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles: novel frontiers in regenerative medicine. Stem Cell Res Ther. 9(1):63.

Zakirova E. Y., Aimaletdinov A. M., Malanyeva A. G., Rutland C. S.,  Rizvanov A. A. (2020): Extracellular Vesicles: New Perspectives of Regenerative and Reproductive Veterinary Medicine. Frontiers in Veterinary Science (Vol. 7).

Nallakumarasamy A, Jeyaraman M, Maffulli N, Jeyaraman N, Suresh V, Ravichandran S, Gupta M, Potty AG, El-Amin SF III, Khanna M, Gupta A. (2022): Mesenchymal Stromal Cell-Derived Extracellular Vesicles in Wound Healing. Life. 12(11):1733.

Contentin R, Jammes M, Bourdon B, Cassé F, Bianchi A, Audigié F, Branly T, Velot É, Galéra P. (2022): Bone Marrow MSC Secretome Increases Equine Articular Chondrocyte Collagen Accumulation and Their Migratory Capacities. International Journal of Molecular Sciences. 23(10):5795.