Мировой опыт использования мезенхимальных стромальных клеток в репаративной медицине (обзор)

Проанализирован мировой опыт применения секретома мезенхимальных стромальных клеток (МСК) при респираторных заболеваниях животных, в том числе в динамике экспериментального повреждения легких. Научно-практический интерес представляет применение препаратов на основе секретома МСК в ветеринарии. В частности, лошадь является уникальной трансляционной моделью для изучения эффективности МСК по трем важнейшим направлениям: астма, кожная гиперчувствительность и остеоартрозные поражения. В основу работы положен систематический обзор методов и результатов применения секретома мезенхимальных стромальных клеток при кардио-респираторной патологии животных и человека. Представлены некоторые клинические наблюдения и перспективные научно-практические направления изучения препаратов МСК в конной медицине. Ключевыми звеньями патогенеза астмы как человека, так и лошади признают гиперчувствительность бронхов, гиперпродукцию бронхиальной слизи (генетически или спонтанно) и нарушение мукоцилиарного клиренса. Пусковым механизмом обычно является вирусное повреждение с необратимой утратой респираторного эпителия и формирование гиперчувствительности по любому из пяти известных типов. Независимо от ведущих факторов внешней среды происходит контаминация бронхиальной слизи бактериямисапрофитами. Это лишь одна из причин того, чтобы активность провоспалительных факторов оставалась на достаточно высоком уровне. Перечисленные процессы и состояния привлекают нейтрофилы и другие иммунокомпетенные клетки в ткани легких, что обеспечивает незавершенность процесса воспаления. Показано, что ведущим клиническим маркером астмы лошадей во всем мире признают в первую очередь непереносимость физических нагрузок. Кашель, респираторные шумы, смешанная одышка, брюшной тип дыхания – клинические проявления типовых патофизиологических процессов, обеспечивающих обструкцию бронхо-альвеолярных структур.

1. Antoniou KM, Karagiannis K, Tsitoura E, Bibaki E, Lasithiotaki I, Proklou A, Spandidos DA, Tzanakis N. Clinical applications of mesenchymal stem cells in chronic lung diseases. Biomed Rep. 2018 Apr;8(4):314-318. doi: 10.3892/br.2018.1067. Epub 2018 Feb 16. PMID: 29556380; PMCID: PMC5844081.

2. Antunes MA, Abreu SC, Cruz FF, et al. Effects of different mesenchymal stromal cell sources and delivery routes in experimental emphysema. Respir Res. 2014; 15(1):1–14.

3. Bullone M, Lavoie JP. The equine asthma model of airway remodeling: from a veterinary to a human perspective. Cell Tissue Res. 2020 May;380(2):223-236. doi: 10.1007/s00441-019-03117-4. Epub 2019 Nov 12. PMID: 31713728.

4. Diez de Castro E, Fernandez-Molina JM. Environmental Management of Equine Asthma. Animals (Basel). 2024 Jan 30;14(3):446. doi: 10.3390/ani14030446. PMID: 38338089; PMCID: PMC10854533.

5. Robins TJ, Bedenice D, Mazan M. A Longitudinal Analysis of Equine Asthma Presentation and Response to Treatment Using Lung Function Testing and BAL Cytology Analysis in Combination with Owner Perception. Animals (Basel). 2023 Nov 1;13(21):3387. doi: 10.3390/ani13213387. PMID: 37958142

6. Davis KU, Sheats MK. The Role of Neutrophils in the Pathophysiology of Asthma in Humans and Horses. Inflammation. 2021 Apr;44(2):450-465. doi: 10.1007/s10753-020-01362-2. Epub 2020 Nov 5. PMID: 33150539.

7. Eaton DC, Helms MN, Koval M, Bao HF, Jain L. The contribution of epithelial sodium channels to alveolar function in health and disease. Annu Rev Physiol. 2009;71:403-23.

8. Ionescu L, Byrne RN, van Haaften T, Vadivel A, Alphonse RS, Rey-Parra GJ, Weissmann G, Hall A, Eaton F, Thébaud B. Stem cell conditioned medium improves acute lung injury in mice: in vivo evidence for stem cell paracrine action. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2012 Dec 1;303(11)

9. Goolaerts A, Pellan-Randrianarison N, Larghero J, Vanneaux V, Uzunhan Y, Gille T, Dard N, Planès C, Matthay MA, Clerici C. Conditioned media from mesenchymal stromal cells restore sodium transport and preserve epithelial permeability in an in vitro model of acute alveolar injury. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2014 Jun 1;306(11):L975-85. doi: 10.1152/ajplung.00242.2013. Epub 2014 Mar 28.

10. Kinnison T, McGilvray TA, Couëtil LL, Smith KC, Wylie CE, Bacigalupo SA, Gomez-Grau E, Cardwell JM. Mildmoderate equine asthma: A scoping review of evidence supporting the consensus definition. Vet J. 2022 Aug;286:105865. doi: 10.1016/j.tvjl.2022.105865. Epub 2022 Jul 8.

11. Couetil L, Cardwell JM, Leguillette R, Mazan M, Richard E, Bienzle D, Bullone M, Gerber V, Ivester K, Lavoie JP, Martin J, Moran G, Niedźwiedź A, Pusterla N, Swiderski C. Equine Asthma: Current Understanding and Future Directions. Front Vet Sci. 2020 Jul 30;7:450. doi: 10.3389/fvets.2020.00450. PMID: 32903600; PMCID: PMC7438831.

12. Hunter CL, Bowser JE, Wills RW, Byars P, Moore JW, Wilson RM, Byrne R, Swiderski CE. Airway Hyperresponsiveness Is Severe and Persistent in an Equine Model of Neutrophilic Asthma. Am J Respir Cell Mol Biol. 2020 Jun;62(6):808- 810. doi: 10.1165/rcmb.2019-0049LE. PMID: 32469276

13. Harman RM, Marx C, Van de Walle GR. Translational Animal Models Provide Insight Into Mesenchymal Stromal Cell (MSC) Secretome Therapy. Front Cell Dev Biol. 2021 Mar 19;9:654885. doi: 10.3389/fcell.2021.654885. PMID: 33869217; PMCID: PMC8044970.

14. Wang MY, Zhou TY, Zhang ZD, Liu HY, Zheng ZY, Xie HQ. Current therapeutic strategies for respiratory diseases using mesenchymal stem cells. MedComm (2020). 2021 Sep 2;2(3):351-380. doi: 10.1002/mco2.74. PMID: 34766151; PMCID: PMC8554668

15. Simões J, Tilley P. Decision Making in Severe Equine Asthma-Diagnosis and Monitoring. Animals (Basel). 2023 Dec 16;13(24):3872. doi: 10.3390/ani13243872. PMID: 38136909; PMCID: PMC10740644.