МЕЗЕНХИМАЛЬНЫЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ И ПЕПТИДЫ: РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ В МЕХАНИЗМАХ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ТАРГЕТНОЙ ТЕРАПИИ

DOI: https://doi.org/None

А.Ф. Повещенко (1,2), доктор медицинских наук, О.В. Повещенко (1,2), доктор медицинских наук, А.О. Соловьева (1), К.Э. Зубарева (1,5), Т.В. Миллер (1), М.А. Шестопалов (1,3), кандидат химических наук, Л.А. Шундрин (1,4), доктор химических наук, В.И. Коненков (1,2), академик РАН, профессор 1 -НИИ клинической и экспериментальной лимфологии СО РАН, Российская Федерация, 630117, Новосибирск, ул. Тимакова, 2; 2 -Новосибирский НИИ патологии кровообращения им. акад. Е.Н. Мешалкина Минздрава России, Российская Федерация, 630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15; 3 -Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, Российская Федерация, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, д. 3; 4 -Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН, Российская Федерация, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, д. 9 5 -ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор», Новосибирская обл, п. Кольцово E-mail: poveshchenkoa200@mail.ru

Обзор посвящен системам доставки лекарственных биологически активных веществ в органы ткани и клетки-мишени, что актуально для медицины. Описаны свойства мезенхимальных стромальных клеток (МСК), которые многие авторы предлагают использовать в качестве транспортных систем доставки биоактивных веществ в органы и ткани. В обзоре описаны уникальные свойства МСК, на которых базируется их применение в регенеративной медицине, методы их выделения, способы применения в качестве транспортных систем и противоопухолевой терапии. Показано, что после трансплантации клеток маркер трансплантированных клеток определялся во всех исследуемых органах, однако количество клеток в опухолевой ткани было достоверно выше, чем в остальных исследуемых органах. Таким образом, на сингенной модели отмечен достоверно более высокий уровень миграции МСК в опухолевую ткань, что может свидетельствовать о тропности МСК костного мозга к клеткам меланомы В16. Это свойство МСК дает возможность использовать их как уникальное средство избирательной доставки продуктов генов противоопухолевых средств в опухолевые клетки in vivo. Описаны исследования системы адресной доставки лекарств не только в определенные ткани, но и непосредственно в определенные клетки-мишени на основе наночастиц пептидов PEP, MPG и CADY. Использование в качестве контейнеров наночастиц с металлическим ядром и полимерной оболочкой, в которой содержатся лекарственные соединения, позволяет управлять высвобождением лекарства. Одна из целей обзора – привлечение внимания исследователей к изучению свойств конъюгатов октаэдрических кластерных комплексов молибдена и(или) рения с различными биомолекулами. Изучение свойств нового класса препаратов для рентгеновской и(или) флюоресцентной диагностики может привести к созданию новых фотосенсибилизаторов для фотодинамической противоопухолевой терапии.
Ключевые слова: 
мезенхимальные стромальные клетки, системы доставки на основе пептидов
Для цитирования: 
Повещенко А.Ф., Повещенко О.В., Соловьева А.О., Зубарева К.Э., Миллер Т.В., Шестопалов М.А., Шундрин Л.А., Коненков В.И. МЕЗЕНХИМАЛЬНЫЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ И ПЕПТИДЫ: РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ В МЕХАНИЗМАХ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ТАРГЕТНОЙ ТЕРАПИИ. Молекулярная медицина, 2016; (5): -

Список литературы: 
  1. Пальцев М.А., Белушкина Н.Н. Трансляционная медицина – новый этап развития молекулярной медицины. Молекулярная медицина. 2012; 4: 2–6.[Paltsev MA Belushkina NN Translational Medi-cine – new stage of development molekular medicine. Molecular Medicine. 2012; 4: 2–6 (in Russian)]
  2. Friedenstein A.J., Chailakhyan R.K., Latsinik N.V., Panasyuk A.F., Keiliss-Borok I.V. Stromal cells responsible for transferring the microenvi-ronment of the hemopoietic tissues. Cloning in vitro and retransplantation in vivo. Transplanta-tion. 1974; 17 (4): 331–40.
  3. Caplan A.I.. Mesenchymal stem cells. J. Orthop. Res. 1991; 9 (5): 641–50.
  4. Galotto M., Berisso G., Delfino L., Podesta M., Ottaggio L., Dallorso S., Dufour C., Ferrara G.B., Abbondandolo A., Dini G., Bacigalupo A., Cancedda R., Quarto R., Stromal damage as consequence of high-dose chemo/radio-therapy in bone marrow transplant recipients, Exp. Hematol. 1999; 27 (9): 1460–6.
  5. Caplan A.I., Bruder S.P. Mesenchymal stem cells: building blocks for molecular medicine in the 21st century. Trends Mol. Med. 2001; 7 (6): 259–64.
  6. Pittenger M.F., Mackay A.M., Beck S.C., Jaiswal R.K., Douglas R., Mosca J.D., Moorman M.A., Simonetti D.W., Craig S., Marshak D.R., Multilin-eage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science. 1999; 284 (5411): 143–7.
  7. Повещенко О.В., Колесников А.П., Ким И.И., Ульянов Е.В., Мозжерина А.Н., Янкайте Е.В., Соловьева Т.В., Гертер А.О., Зонова Е.В., Повещенко А.Ф., Коненков В.И. Cпособы выделения и условия культивирования мезенхимальных стромальных клеток жировой ткани человека, полученной из различных источников. Бюллетень Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2008; 5: 90–5. [Poveschenko OV Kolesnikov, AP, Kim II, Ulyanov EV Mozzherina AN, Jankajite EV, Solovieva AO, Herter AO, Zonova EV Pov-eshchenko AF Konenkov VI Process for the isolation and culture conditions of mesen-chymal stromal cells of human adipose tissue obtained from various sources. Bulletin of the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences. 2008; 5: 90–5 (in Russian)]
  8. Повещенко О.В., Повещенко А.Ф., Коненков В.И. Эндотелиальные прогениторные клетки и неоваскулогенез. Успехи современной биологии. 2012; 132 (1): 69–76. [Poveschenko OV Poveschenko AF Konenkov VI Endothelial progenitor cells and neo-vaskulogenez. Advances in modern biology. 2012;132 (1): 69–76 (in Russian)]
  9. Simmons P.J., Torok-Storb B., Identification of stromal cell precursors in human bone marrow by a novel monoclonal antibody, STRO-1. Blood. 1991; 78 (1): 55–62.
  10. Colletti E.J., Airey J.A., Liu W., Simmons P.J., Zanjani E.D., Porada C.D., Almeida-Porada G., Generation of tissue-specific cells from MSC does not require fusion or donor-to-host mitochondrial/membrane transfer. Stem Cell Res. 2009; 2 (2): 125–38.
  11. Mitchell J.B., McIntosh K., Zvonic S., Garrett S., Floyd Z.E., Kloster A., Di Halvorsen Y., Storms R.W., Goh B., Kilroy G., Wu X., Gimble J.M., Im-munophenotype of human adipose-derived cells: temporal changes in stromal-associated and stem cell-associated markers. Stem Cells. 2006; 24 (2): 376–85.
  12. Ozawa K., Sato K., Ozaki I. Oh, K., Uchibori R., Obara Y., Kikuchi Y., Ito T., Okada T., Urabe M., Mizukami H., Kume A., Cell and gene therapy using mesenchymal stem cells. J. Autoimmun. 2008; 30 (3): 121–7
  13. Gnecchi M., Melo L.G. Bone marrow-derived mesenchymal stem cells: isolation, expan-sion, characterization, viral transduction, and production of conditioned medium. Methods Mol. Biol. 2009; 482: 281–94.
  14. Fan L., Lin C., Zhuo S., Chen L., Liu N., Luo Y., Fang J., Huang Z., Lin Y., Chen J., Transplanta-tion with survivin-engineered mesenchymal stem cells results in better prognosis in a rat model of myocardial infarction. Eur. J. Heart Fail. 2009; 11 (11): 1023–30.
  15. Lu Z., Hu X., Zhu C., Wang D., Zheng X., Liu Q., Overexpression of CNTF in Mesenchymal Stem Cells reduces demyelination and induces clinical recovery in experimental autoimmune encephalomyelitis mice. J. Neuroimmunol. 2009; 206 (1–2): 58–69.
  16. Aquino J.B., Bolontrade M.F., Garcia M.G., Podhajcer O.L., Mazzolini G., Mesenchymal stem cells as therapeutic tools and gene carriers in liver fibrosis and hepatocellular carcinoma. Gene Ther. 2010; 17 (6): 692–708.
  17. Повещенко А.Ф., Повещенко О.В., Коненков В.И. Современные достижения в создании методов изучения миграции стволовых клеток. Вестник Российской академии медицинских наук. 2013; 9: 46–51.[Poveshchenko A.F., Poveschenko O.V., Ko-nenkov V.I. Recent advances in the creation of methods for studying the migration of stem cells. Bulletin of the Russian Academy of Medi-cal Sciences. 2013; 9: 46–51 (in Russian)]
  18. Соловьева А.О., Зубарева К.Э., Повещенко А.Ф., Нечаева Е.А., Коненков В.И.. Способы мечения клеток для визуализации in vivo. КТТИ. 2013; VIII (4): 33–8.[Solovyov A.O., Zubarev K.E., Poveschenko A.F., Nechayev E.A. Konenkov V.I. Methods for visualization of cell labeling in vivo. KTTI. 2013; VIII (4): 33–8 (in Russian)]
  19. Studeny M., Marini F.C., Dembinski J.L., Zompetta C., Cabreira-Hansen M., Bekele B.N., Champlin R.E., Andreeff M., Mesenchymal stem cells: potential precursors for tumor stroma and tar-geted-delivery vehicles for anticancer agents. J. Natl Cancer Inst. 2004; 96 (21): 1593–603
  20. Loebinger M.R., Eddaoudi A., Davies D., Janes S.M., Mesenchymal stem cell delivery of TRAIL can eliminate metastatic cancer. Cancer Res. 2009; 69 (10): 4134–42.
  21. Deshayes S., Konate K., Aldrian G., Crombez L., Heitz F., Divita G., Structural polymorphism of non-covalent peptide-based delivery systems: Highway to cellular uptake Biochimica et Biophysica Acta. 2010; 1798: 2304–14.
  22. Zorko M., Langel U., Cell-penetrating peptides: mechanism and kinetics of cargo delivery. Adv. Drug Deliv. Rev. 2005; 57: 529–45.
  23. Beven L., Wroblewski H. Effect of natural amphipathic peptides on viability, membrane potential, cell shape and motility of mollicutes Res. Microbiol. 1997; 148: 163–75.
  24. Александрова Н.М., Бевова М.П., Говорун В.М. Цитотоксическая активность мелити-на, экспрессируемого рекомбинантными векторами в клетках Acholeplasma laidlawii и Mycoplasma hominis. Генетика. 2001: 37: 46–53.[Alexandrov N.M., Bevova M.P., Gabby V.M. Melitina cytotoxic activity expressed by the recombinant vectors in cells Acholeplasma laidlawii and Mycoplasma hominis. Genetics. 2001; 37: 46–53 (in Russian)]
  25. Fischer R., Fotin-Mleczek M., Hufnagel H., Brock R. Break on through to the other side-biophysics and cell biology shed light on cell-penetrating peptides. Chem. Biochem. 2005; 6: 2126–42.
  26. Jones A.T. Macropinocytosis: searching for an endocytic identity and role in the uptake of cell penetrating peptides. J. Cell. Mol. Med. 2007; 11: 670–84.
  27. Richard J.P., Melikov K., Brooks H., Prevot P., Lebleu B., Chernomordik L.V. Cellular uptake of unconjugated TAT peptide involves clathrin dependent endocytosis and heparan sulfate receptors. J. Biol. Chem. 2005; 280: 15300–6.
  28. Crombez L., Morris M.C., Deshayes S., Heitz F., Divita G. Peptide-based nanoparticle for ex vivo and in vivo drug delivery. Curr. Pharm. Des. 2008; 14: 3656–65.
  29. Morris M.C., Vidal P., Chaloin L., Heitz F., Divita G. A new peptide vector for efficient delivery of oligonucleotides into mammalian cells. Nucleic Acids Res. 1997; 25: 2730–6
  30. Konate K., Crombez L., Deshayes S., Thomas A., Brasseur R., Aldrian-Herrada G., Heitz F., Divita G. Insight into the cellular uptake mechanism of a secondary amphipathic cell penetrating peptide for siRNA delivery. Biochemistry. 2010; 49: 3393–402.
  31. Efremova O.A., Shestopalov M.A., Chirtsova N.A., Smolentsev A.I., Mironov Y.V., Kitamura N., Brylev K.A., Sutherland A.J. A highly emissive inorganic hexamolybdenum cluster complex as a handy precursor for the preparation of new luminescent materials. Dalton Trans. 2014; 43: 6021–5.
  32. Kazantseva J., Palm K. Diversity in TAF Proteom-ics: Consequences for Cellular Differentiation and Migration Int. J. Mol. Sci. 2014; 15: 16680–97.