На кафедре экспериментальной медицины под руководством проф. Юрия Захарова разработаны новые технологии клеточной терапии сахарного диабета 1 типа, в том числе с помощью внеклеточных везикул — экзосом.
At the Department of Experimental Medicine under the leadership of prof. Yuria Zakharova has developed a new technology for cell therapy for type 1 diabetes mellitus, including using extracellular vesicles-exosomes.
Почти все клетки могут производить и высвобождать везикулы эндосомного происхождения (30–2000 нм), называемые ЭВ. ЭВ являются важными медиаторами межклеточной коммуникации и содержат липиды, метаболиты, ДНК, белки и виды РНК, такие как микроРНК, мРНК, тРНК. Существует три основных подтипа ЭВ в зависимости от механизма их биогенеза: экзосомы (ЭКСО), микровезикулы (МВ) и апоптотические тельца. Размер EXO варьируется от 30 до 180 нм и характеризуется маркерами, включая тетраспанины (CD9, CD63, CD81, TSPAN29 и TSPAN30), компоненты ESCRT, HSP70, ALIX, флотиллин, MFGE8 и TSG101.
ЭВ естественным образом присутствуют в жидкостях организма, включая кровь, мочу, слюну, сперму, мокроту и молоко; и высвобождаются из многих клеток, таких как стволовые клетки, клетки-предшественники, мезенхимальные стромальные клетки (МСК), соматические клетки, такие как бета-клетки поджелудочной железы, и многие другие клетки.
ЭВ известны своей уникальной способностью транспортировать различные интактные молекулы между клетками. Межклеточная связь, опосредованная ЭМ, требует перемещения и взаимодействия с плазматической мембраной. В месте-мишени ЭВ могут действовать через мембранные рецепторы и активировать нижестоящую внутриклеточную передачу сигналов или напрямую сливаться с клеточной мембраной и высвобождать свое содержимое в цитоплазму клетки-мишени. ЭВ также могут интернализоваться посредством клатрин-опосредованного или клатрин-независимого эндоцитоза.
В последние десятилетия для ЭВ было идентифицировано несколько физиологических функций, поскольку они играют важную роль в ответе врожденной и приобретенной иммунной системы (например, презентация антигена и активация врожденного противовирусного иммунного ответа). С другой стороны, ЭВ также приписывают неблагоприятную роль, когда состояние является патологическим, что указывает на то, что ЭВ участвуют в развитии или прогрессировании многих заболеваний, включая диабет 1 и 2 типа, неврологические заболевания, аутоиммунные заболевания и рак (например, первичный и метастатические опухоли головного мозга, рак яичников, рак молочной железы и рак поджелудочной железы).
Профиль содержания ЭВ и биологическая активность зависят от клетки их происхождения и микроокружения. ЭВ также продемонстрировали значительные свойства в модуляции иммунной системы, главным образом, путем переноса иммуномодулирующих эффекторов, таких как транскрипционные факторы (например, Nanog и Oct4), мРНК и цитокины (например, TGF-β и IL-10). По этим причинам разнообразные терапевтические свойства сделали их популярными, особенно в сфере доставки лекарств и регенеративной медицины.
Мы используем экзосомы полученные как из ГСК, так и МСК (мобилизованных из адипоцитов).
Регенерация β-клеток поджелудочной железы является многообещающей стратегией лечения СД1. В этом отношении ЭВ продемонстрировали значительный потенциал в индуцировании пролиферации β-клеток. EXO, выделенные из МСК, индуцируют регенерацию островковых клеток и секрецию инсулина посредством активации гомеобокса1 поджелудочной железы и двенадцатиперстной кишки (pdx1), TGF-β и smad1/2. Pdx1 участвует в дифференцировке, выживании и функциональном поддержании β-клеток, а TGF-β также отвечает за пролиферацию и дифференцировку клеток. Более того, MSC-EXO продемонстрировали более высокий регенеративный потенциал по сравнению с родительскими MSC. EXO, полученные из МСК менструальной крови, также показали аналогичные результаты в индукции регенерации β-клеток посредством активации pdx1 у крыс с СД1. Здоровые ЭВ, полученные из адипоцитов, также улучшают выживаемость, пролиферацию и инсулин-продуцирующую функцию β-клеток поджелудочной железы. В исследовании Цукита и соавт. Трансплантация костного мозга способствовала регенерации β-клеток у мышей с СД1 за счет высвобождения EXO, содержащих миР-106b-5p и миР-222-3p, в кровоток. Эти микроРНК, инкапсулированные в EXO, достигают β-клеток и подавляют p21Cip1 и p27Kip1, которые являются негативными регуляторами регенерации β-клеток после повреждения, индуцируя пролиферацию β-клеток.
ЭВ могут эффективно снижать стресс β-клеток. Гипотеза «немаскированных β-клеток» поддерживает методы лечения, которые помогают восстановлению/регенерации β-клеток, одновременно модулируя иммунную систему. Поскольку считается, что нарушение регуляции иммунной системы является результатом первоначального неправильного поведения β-клеток; таким образом, последующий аутоиммунитет не может быть решен до восстановления β-клеток. В этом отношении ЭВ-терапия предполагает оба эффекта. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9024141/
