МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК НА САРКОМУ М-1

DOI: https://doi.org/None

В.В. Южаков (1), кандидат медицинских наук, Л.Е. Севанькаева (1), А.Г. Коноплянников (1), доктор биологигческих наук, профессор, Л.Н. Бандурко (1), кандидат медицинских наук, М.А. Коноплянников (2), кандидат биологических наук, И.Э. Ингель (1), кандидат биологических наук, Н.К. Фомина 1), кандидат биологических наук, М.Г. Цыганова (1), С.Ш. Кальсина (1), кандидат биологических наук 1 -Медицинский радиологический научный центр Минздрава России, Российская Федерация, 249036, Обнинск, ул. Королева, д. 4; 2 -Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий ФМБА России, Российская Федерация, 115682, Москва, Ореховый бульвар, д. 28 E-mail: yuzh_vad@mail.ru

Введение. Одной из актуальных проблем современной регенеративной медицины является недостаточное понимание влияния мезенхимальных стволовых клеток (МСК) на рост злокачественных новообразований. Цель исследования. Изучение действия аллогенных МСК на рост и функциональную морфологию перевиваемой соединительнотканной опухоли крыс. Методы. На 11-е сутки после имплантации саркомы М-1 беспородным крысам опытной группы в хвостовую вену вводили МСК, выращенные из популяции клеток костного мозга крыс Вистар. Для изучения распределения и локализации МСК в паренхиме опухолей их метили in vitro бромдезоксиуридином (BrdU). Методы исследования реакции опухоли на системное введение МСК включали окрашивание иммуногистохимическим методом на PCNA, BrdU и CD31, а также компьютерный анализ микроскопических изображений. Действие МСК также оценивали по изменению динамики роста опухолей и выживаемости опухоленосителей в опытной и контрольной группах. Результаты. В ранние сроки после трансплантации меченые МСК локализовались периваскулярно в зонах ангиогенеза по периферии опухолевых узлов. Кратковременное стимулирующее действие МСК на рост саркомы М-1 было обусловлено повышением пролиферативной активности опухолевых клеток, опосредованным усилением перитуморальной васкуляризации. В более поздние сроки после трансплантации МСК, наоборот, наблюдалось усиление апоптотической гибели опухолевых клеток, что приводило к замедлению скорости роста саркомы М-1 и улучшению выживаемости животных. Заключение. Однократное введение МСК крысам с саркомой М-1 оказывало онкомодулирующее действие на рост опухолей и повышало выживаемость опухоленосителей.
Ключевые слова: 
мезенхимальные стволовые клетки, саркома М-1, ангиогенез, PCNA, бромдезоксиуридин, CD31

Список литературы: 
  1. Picinich S.C., Mishra P.J., Mishra P.J., Glod J., Banerjee D. The therapeutic potential of mesenchymal stem cells. Cell- & tissue-based therapy. Expert. Opin. Biol. Ther. 2007; 7 (7): 965–73.
  2. Tsyb A.F., Yuzhakov V.V., Roshal’ L.M., Sukhikh G.T., Konoplyannikov A.G., Sushkevich G.N., Yakovleva N.D., Ingel’ I.E., Bandurko L.N., Sevan’kaeva L.E., Mikhina L.N., Fomina N.K., Marei M.V., Semenova Zh.B., Konoplyannikova O.A., Kal’sina S.Sh., Lepekhina L.A., Semenkova I.V., Agaeva E.V., Shevchuk A.S., Pavlova L.N., Tokarev O.Y., Karaseva O.V., Chernyshova T.A. Morphofunctional study of the therapeutic efficacy of human mesenchymal and neural stem cells in rats with diffuse brain injury. Bull. Exp. Biol. Med. 2009; 147 (1): 132–46.
  3. Lazennec G, Jorgensen C. Concise review: adult multipotent stromal cells and cancer: risk or benefit? Stem Cells. 2008; 26(6): 1387-94.
  4. Caplan A.I. Why are MSCs therapeutic? New data: new insight. J. Pathol. 2009; 217 (2): 318–24.
  5. Galderisi U., Giordano A., Paggi M.G. The bad and the good of mesenchymal stem cells in cancer: Boosters of tumor growth and vehicles for targeted delivery of anticancer agents. World J. Stem Cells. 2010; 2 (1): 5–12.
  6. Reagan M.R., Kaplan D.L. Concise Review: Mesenchymal Stem Cell Tumor-Homing: Detection Methods in Disease Model Systems. Stem Cells. 2011; 29 (6): 920–27.
  7. Cuiffo B.G., Karnoub A.E. Mesenchymal stem cells in tumor development. Emerging roles and concepts. Cell Adh. Migr. 2012; 6 (3): 220–30.
  8. Hass R., Otte A. Mesenchymal stem cells as all-round supporters in a normal and neoplastic microenvironment. Cell Commun. Signal. 2012; 10 (1): 26–39.
  9. Ramasamy R., Lam E.W., Soeiro I., Tisato V., Bonnet D., Dazzi F. Mesenchymal stem cells inhibit proliferation and apoptosis of tumor cells: impact on in vivo tumor growth. Leukemia. 2007; 21 (2): 304–10.
  10. Южаков В.В., Севанькаева Л.Е., Ульяненко С.Е., Яковлева Н.Д., Кузнецова М.Н., Цыганова М.Г., Фомина Н.К., Ингель И.Э., Лычагин А.А. Эффективность фракционированного воздействия γ-излучения и быстрых нейтронов на саркому М-1. Радиац. биол. Радиоэкол. 2013; 53 (3): 267–79. [Iuzhakov V.V., Sevan’kaeva L.E., Ul’ianenko S.E., Iakovleva N.D., Kuznetsova M.N., Tsyganova M.G., Fomina N.K., Ingel’ I.E., Lychagin A.A. The effectiveness of fractionated exposure of sarcoma M-1 to gamma-radiation and fast neutrons. Radiats. Biol. Radioecol. 2013; 53 (3): 267–79 (in Russian)]
  11. Konoplyannikov A.G., Petriev V.M., Konoplyannikova O.A., Kal’sina S.Sh., Lepechina L.A., Smorizanova O.A., Semenkova I.V., Agaeva E.V. Effects of (60)Co whole-body gamma-irradiation in different doses on the distribution of (188)Re-labeled autologous mesenchymal stem cells in wistar rats after intravenous (systemic) transplantation during different periods after exposure. Bull. Exp. Biol Med. 2008; 145 (4): 520–5.
  12. Suzuki K., Sun R., Origuchi M., Kanehira M., Takahata T., Itoh J., Umezawa A., Kijima H., Fukuda S., Saijo Y. Mesenchymal Stromal Cells Promote Tumor Growth through the Enhancement of Neovascularization. Mol. Med. 2011; 17 (7–8): 579–87.
  13. Mishra P.J., Mishra P.J., Glod J.W., Banerjee D. Mesenchymal Stem Cells: Flip Side of the Coin. Cancer Res. 2009; 69 (4): 1255–58.
  14. Spaeth E.L., Dembinski J.L., Sasser A.K., Watson K., Klopp A., Hall B., Andreeff M., Marini F. Mesenchymal stem cell transition to tumor-associated fibroblasts contributes to fibrovascular network expansion and tumor progression. PLoS ONE. 2009; 4 (4): e4992.
  15. Coleman R.E., Guise T.A., Lipton A., Roodman G.D., Berenson J.R., Body J.J., Boyce B.F., Calvi L.M., Hadji P., McCloskey E.V., Saad F., Smith M.R., Suva L.J., Taichman R.S., Vessella R.L., Weilbaecher K.N. Advancing treatment for metastatic bone cancer: consensus recommendations from the Second Cambridge Conference. Clin. Cancer Res. 2008; 14 (20): 6387–95.
  16. Roorda B.D., ter Elst A., Kamps W.A., de Bont E.S. Bone marrow-derived cells and tumor growth: Contribution of bone marrow-derived cells to tumor micro-environments with special focus on mesenchymal stem cells. Crit. Rev. Oncol. Hematol. 2009; 69 (3): 187–98.
  17. Yu J.M., Jun E.S., Bae Y.C., Jung J.S. Mesenchymal stem cells derived from human adipose tissues favor tumor cell growth in vivo. Stem Cells. 2008; 17 (3): 463–73.
  18. Khakoo A.Y., Pati S., Anderson S.A., Reid W., Elshal M.F., Rovira I.I., Nguyen A.T., Malide D., Combs C.A., Hall G., Zhang J., Raffeld M., Rogers T.B., Stetler-Stevenson W., Frank J.A., Reitz M., Finkel T. Human mesenchymal stem cells exert potent antitumorigenic effects in a model of Kaposi’s sarcoma. J. Exp. Med. 2006; 203 (5): 1235–47.
  19. Lu Y.R., Yuan Y., Wang X.J., Wei L.L., Chen Y.N., Cong C., Li S.F., Long D., Tan W.D., Mao Y.Q., Zhang J., Li Y.P., Cheng J.Q. The growth inhibitory effect of mesenchymal stem cells on tumor cells in vitro and in vivo. Cancer Biol. Ther. 2008; 7 (2): 245–51.
  20. Ganta C., Chiyo D., Ayuzawa R., Rachakatla R., Pyle M., Andrews G., Weiss M., Tamura M., Troyer D. Rat umbilical cord stem cells completely abolish rat mammary carcinomas with no evidence of metastasis or recurrence 100 days post–tumor cell inoculation. Cancer Res. 2009; 69 (5): 1815–20.