Научная статья на тему 'Мононуклеарные клетки пуповинной крови человека, трансфицированные двухкассетными плазмидами (vegf + нейротрофический фактор) для терапии бокового амиотрофического склероза'

Мононуклеарные клетки пуповинной крови человека, трансфицированные двухкассетными плазмидами (vegf + нейротрофический фактор) для терапии бокового амиотрофического склероза Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

CC BY
560
284
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГЕННО-КЛЕТОЧНАЯ ТЕРАПИЯ / БОКОВОЙ АМИОТРОФИЧЕСКИЙ СКЛЕРОЗ / МОНОНУКЛЕАРНЫЕ КЛЕТКИ ПУПОВИННОЙ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА / СОСУДИСТЫЙ ЭНДОТЕЛИАЛЬНЫЙ ФАКТОР РОСТА / ОСНОВНОЙ ФАКТОР РОСТА ФИБРОБЛАСТОВ / ГЛИАЛЬНЫЙ НЕЙРОТРОФИЧЕСКИЙ ФАКТОР / НЕЙРОННАЯ МОЛЕКУЛА АДГЕЗИИ L1 / GENE-CELL THERAPY / AMYOTROPHIC LATERAL SCLEROSIS / HUMAN UMBILICAL CORD BLOOD MONONUCLEAR CELLS / VASCULAR ENDOTHELIAL GROWTH FACTOR / BASIC FIBROBLAST GROWTH FACTOR / GLIAL CELL-DERIVED NEUROTROPHIC FACTOR / NEURAL ADHESION MOLECULE L1

Аннотация научной статьи по биотехнологиям в медицине, автор научной работы — Кудряшова Н. В., Гусева Д. С., Салафутдинов И. И., Баширов Ф. В., Киясов А. П.

Для увеличения жизнестойкости нервных клеток при нейродегенеративных заболеваниях после травматических и ишемических повреждений многолетние исследования in vitro и in vivo выявили наиболее значимые нейротрофические и нейропротекторные факторы, которые могут быть применены в качестве лекарственных препаратов. К ним относятся мозговой нейротрофический фактор (BDNF), глиальный нейротрофический фактор (GDNF), инсулиноподобный фактор роста (IGF) и сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF). Одним из перспективных способов доставки поддерживающих выживание нейронов факторов считается трансплантация генетически модифицированных клеток, сверхэкспрессирующих рекомбинантные терапевтические гены. В статье приводится технология создания клеточных носителей терапевтических генов на основе мононуклеарной фракции пуповинной крови человека и двухкассетных плазмид, одновременно экспрессирующих два терапевтических гена. Эффективность экспрессии трансгенов изучена in vitro методом ПЦР-РВ. Анализ выживания, миграции и фенотипа генетически модифицированных клеток исследовали через 2 нед. после трансплантации трансгенным мышам с фенотипом бокового амиотрофического склероза.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биотехнологиям в медицине , автор научной работы — Кудряшова Н. В., Гусева Д. С., Салафутдинов И. И., Баширов Ф. В., Киясов А. П.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Human umbilical cord blood mononuclear cells transfected with dual cassette plasmids (vegf + neurotrophic factor) for the treatment of amyotrophic lateral sclerosis

To increase the viability of neural cells in neurodegenerative diseases, after neurotraumas and ischemic strokes the most important neurotrophic and neuroprotective factors, which can be used as therapeutic agents were identified in long-term studies in vitro and in vivo. These include brain-derived neurotrophic factor (BDNF), glial-derived neurotrophic factor (GDNF), insulin-like growth factor (IGF) and vascular endothelial growth factor (VEGF). One of the promising ways of the delivery of supporting neuron survival factors is considered to be transplantation of genetically modified cells overexpressing recombinant therapeutic genes. This article describes generation of cellular delivery vectors of therapeutic genes human umbilical cord blood mononuclear cells genetically modified by dual cassette plasmids, expressing two therapeutic genes. Efficiency of transgene expression was confirmed in vitro using RT-PCR. Analysis of survival, migration, and phenotype of genetically modified cells was performed 2 weeks after transplantation into transgenic mice with amyotrophic lateral sclerosis phenotype.

Текст научной работы на тему «Мононуклеарные клетки пуповинной крови человека, трансфицированные двухкассетными плазмидами (vegf + нейротрофический фактор) для терапии бокового амиотрофического склероза»

Мононуклеарные клетки пуповинной крови человека, трансфицированные двухкассетными плазмидами (vegf + нейротрофический фактор) для терапии бокового амиотрофического склероза

Н.В. Кудряшова 1, Д.С. Гусева 2, И.И. Салафутдинов 1, Ф.В. Баширов 1, А.П. Киясов 1, А.А. Ризванов 1, Р.Р. Исламов 2

1 Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань 2Казанский государственный медицинский университет, Казань

Human umbilical cord blood mononuclear cells transfected with dual cassette plasmids (vegf + neurotrophic factor) for the treatment of amyotrophic lateral sclerosis

N.V. Kudryashova 1, D.S. Guseva2, I.I. Salafutdinov1, F.V. Bashirov1, A.P. Kiiasov1, A.A. Rizvanov1, R.R. Islamov2

1 ^zan (Volga region) Federal University, Kazan

2 ^zan State Medical University, Kazan

Для увеличения жизнестойкости нервных клеток при нейродегенеративных заболеваниях после травматических и ишемических повреждений многолетние исследования in vitro и in vivo выявили наиболее значимые нейротрофи-ческие и нейропротекторные факторы, которые могут быть применены в качестве лекарственных препаратов. К ним относятся мозговой нейротрофический фактор (BDNF), глиальный нейротрофический фактор (GDNF), инсулиноподобный фактор роста (IGF) и сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF.). Одним из перспективных способов доставки поддерживающих выживание нейронов факторов считается трансплантация генетически модифицированных клеток, сверхэкспрессирующих рекомбинантные терапевтические гены. В статье приводится технология создания клеточных носителей терапевтических генов на основе мононуклеарной фракции пуповинной крови человека и двухкассетных плазмид, одновременно экспрессирующих два терапевтических гена. Эффективность экспрессии трансгенов изучена in vitro методом ПЦР-РВ. Анализ выживания, миграции и фенотипа генетически модифицированных клеток исследовали через

2 нед. после трансплантации трансгенным мышам с фенотипом бокового амиотрофического склероза.

Ключевые слова: генно-клеточная терапия, боковой амиотрофический склероз, мононуклеарные клетки пуповинной крови человека, сосудистый эндотелиальный фактор роста, основной фактор роста фибробластов, глиальный нейротрофический фактор, нейронная молекула адгезии L1.

To increase the viability of neural cells in neurodegenerative diseases, after neurotraumas and ischemic strokes the most important neurotrophic and neuroprotective factors, which can be used as therapeutic agents were identified in long-term studies in vitro and in vivo. These include brain-derived neurotrophic factor (BDNF), glial-derived neurotrophic factor (GDNF), insulin-like growth factor (IGF) and vascular endothelial growth factor (VEGF). One of the promising ways of the delivery of supporting neuron survival factors is considered to be transplantation of genetically modified cells overexpressing recombinant therapeutic genes. This article describes generation of cellular delivery vectors of therapeutic genes — human umbilical cord blood mononuclear cells genetically modified by dual cassette plasmids, expressing two therapeutic genes. Efficiency of transgene expression was confirmed in vitro using RT-PCR. Analysis of survival, migration, and phenotype of genetically modified cells was performed 2 weeks after transplantation into transgenic mice with amyotrophic lateral sclerosis phenotype.

Key words: gene-cell therapy, amyotrophic lateral sclerosis, human umbilical cord blood mononuclear cells, vascular endothelial growth factor, basic fibroblast growth factor, glial cell-derived neurotrophic factor, neural adhesion molecule L1.

Целесообразность генетической модификации мононуклеарных клеток пуповинной крови для клеточной терапии в регенеративной медицине обусловлена: повышением жизнеспособности трансплантированных клеток в тканях реципиента; адресной доставкой специфических ростовых и трофических факторов в область дегенерации; направленной дифференцировкой прогениторных и стволовых клеток пуповинной крови. Ранее на основе плазмидного вектора pcDNA3.1 нами были получены генетические конструкции, экспрессирующие нейрональную молекулу адгезии L1 (pcDNA-hL1CAM), сосудистый эндотелиальный фактор роста (pcDNA-VEGF121, pcDNA-VEGF165, pcDNA-VEGF189), фактора роста

e-mail: rizvanov@gmail.com

фибробластов (pcDNA-FGF2), глиальный нейротрофический фактор (pcDNA-GDNF). Согласно нашей гипотезе, адресную доставку терапевтического гена в нервную ткань можно эффективнее осуществлять с помощью генетически модифицированных моно-нуклеарных клеток пуповинной крови, одновременно экспрессирующих терапевтический ген и ген молекулы адгезии нервных клеток. Нами впервые была создана генетическая конструкция, кодирующая VEGF и L1CAM. Экспрессия гена молекулы адгезии нейронов в генетически модифицированных клетках может не только повысить их способность к адресной миграции, но и выживаемость в нервной ткани реципиента, а следовательно, увеличится продолжительность

действия терапевтического гена на нервные клетки [1, 2]. Одновременно нами решалась задача о возможности доставки в область регенерации нервной ткани сразу двух терапевтических генов. С этой целью нами была создана двухкассетная плазмида, кодирующая VEGF и FGF2 [3]. В настоящем исследовании нами разработана новая двухкассетная плазмидная конструкция, одновременно экспрессирующая VEGF и глиальный нейротрофический фактор (GDNF). Эффективность трансфекции мононуклеарных клеток пуповинной крови оценивали in vitro. Возможность применения полученных генетически модифицированных мононуклеарных клеток пуповинной крови для стимулирования нейрорегенерации исследовали на трансгенных G93A мышах с фенотипом бокового амиотрофического склероза.

Материал и методы

Создание двухкассетных плазмидных конструкций. Создание генетических конструкций pBud-VEGF-FGF2, pBud-EGFP и pBud-VEGF-L1CAM, экспрессирующих vegf, fgf2, egfp и llcam, было описано ранее [4, 5]. Аналогично описанной стратегии была создана конструкция pBud-VEGF-GDNF. Исходя из нуклеотидных последовательностей, представленных в базе данных GeneBank, разработаны специфические праймеры для ПЦР-амплификации полной открытой рамки считывания гена gdnf (5'-ggtaccaccatgaagttatgggatgtcgtg-3', 5'-ggtaccaccatgaagttatgggatgtcgtg-3'). 5'- и 3'-праймеры содержали адаптерные участки с уникальными сайтами рестрикции Kpnl и Xhol, применяемые для клонирования гена в экспрессионный плазмид-ный вектор pcDNA 3.1( + ) (Invitrogen, США). Матрицей для ПЦР-амплификации гена послужила плазмида pLVPT-GDNF-tTR-KRAB [6]. Ко-экспрессирующие векторы собраны на основе pBudCE4.1 (Invitrogen, США) субклонированием гена gdnf под контролем промотора CMV по сайтам рестрикции HindIII и Xbal и изоформы vegf165 под контролем промотора EF-1a по сайтам рестрикции Kpnl и Xhol. Конечное подтверждение получения экспрессионной плазмиды pBud-VEGF-GDNF осуществляли с помощью

ДНК-секвенирования с применением стандартных вектор-специфических праймеров.

Получение генетически модифицированных моно-нуклеарных клеток пуповинной крови. Выделение клеток мононуклеарной фракции пуповинной крови человека производили из свежих образцов крови при помощи седиментации в градиенте плотности фиколла (р = 1,077 г/мл). Затем клетки отмывали фосфатносолевым буфером, эритроциты лизировали в гипотоническом растворе и оставшиеся мононуклеарные клетки использовали для трансфекции [7].

Трансфекцию клеток мононуклеарной фракции пуповинной крови человека проводили с помощью электропорации в 4 мм электропорационных кюветах на приборе Gene Pulser Xcell Electroporation System (BioRad, США). После воздействия электрического импульса клетки переносили в культуральный флакон и добавляли среду Игла, модифицированную по методу Дульбекко (Sigma, США), содержащую 10% сыворотки крови плодов коров (Sigma, США), 2 мМ L-глутамина и 1% смеси антибиотиков пенициллина и стрептомицина (Sigma, США) [8].

Количественная оценка экспрессии мРНК генов с помощью полимеразной цепной реакции в режиме реального времени (ПЦР-РВ). Общую РНК из клеточных осадков выделяли с помощью набора High Pure RNA Isolation Kit (Roche, США), согласно инструкции фирмы-производителя. Синтез кДНК осуществляли с помощью набора Omniscript Reverse Transcriptase Kit (Qiagen, США). Количественный анализ уровня экспрессии мРНК генов в-actin, fgf2 и vegf проводили на приборе iCycler iQ Real-Time PCR Detection System (Bio-Rad, США). Каждая реакция включала в себя универсальный мастер микс для ПЦР, специфичные прямой и обратный праймеры, флуоресцентную пробу TagMan (Синтол, Россия) и целевую кДНК. Последовательности праймеров и проб представлены в табл. 1. Серийное разведение кДНК, синтезированной из мРНК трансфицированных клеток, использовали для построения стандартной кривой и определения уровня экспрессии гена. Количество РНК было нормализовано по р-актину [9].

Таблица 1. Нуклеотидная последовательность праймеров и зондов, использованных для количественного анализа в ПЦР-РВ

Название Последовательность праймеров и зондов

b-actin-TM-F(human) GCGAGAAGATGACCCAGGATC

b-actin-TM-R(human) CCAGT GGTACGGCCAGAGG

b-actin-TMprobe(human)* CCAGCCATGTACGTTGCTATCCAGGC

hVEGF-TM49F TACCTCCACCAT GCCAAGT G

hVEGF-TM110R TGATTCTGCCCTCCTCCTTCT

hVEGF-TMProbe* TCCCAGGCTGCACCCATGG

hFGF2-TM134F CCGACGGCCGAGTTGAC

hFGF2-TM203R TCTTCTGCTT GAAGTT GTAGCTTGA

hFGF2-TMprobe* CCGGGAGAAGAGCGACCCTCAC

* TaqMan пробы, содержащие 5’ FAM флуоресцентную метку и 3’ RTQ-1 гаситель.

Статистический анализ проводили с помощью t-критерия Стьюдента в программе Microsoft Excel 2007.

Ксенотрансплантация генетически модифицированных клеток трансгенным G93A мышам. Доклинические испытания полученных генно-клеточных конструкций были проведены на трансгенных мышах B6SJL-Tg(SOD1-G93A)dl1Gur/J, приобретённых из питомника лабораторных животных «Пущино» при филиале института биоорганической химии им. академика М.М. Шемякина и академика Ю.А. Овчинникова РАН (филиал ИБХ РАН). Данная линия мышей характеризуется присутствием в геноме аллелей мутантного гена человека — Cu/Zn-супероксиддисмутазы sodl (Gly93^Ala; глицин замещён на аланин в позиции 93), в результате чего у мышей развивается заболевание, напоминающее боковой амиотрофический склероз человека. В виварии Казанского государственного медицинского университета половозрелые самцы и самки в возрасте 24—28 нед. были разделены на две группы по 3—4 мыши для трансплантации генетически модифицированных мононуклеарных клеток пуповинной крови человека, трансфицированных: 1) плазмидными векторами pBud-EGFP; 2) pBud-VEGF-GDNF. Трансплантацию выполняли путём инъекции 1х10в генетически модифицированных клеток в ретроорбитальное пространство экспериментальных животных. Через 2 нед. после трансплантации мышей наркотизировали, через большой круг кровообращения транскардиально вводили сначала холодный фосфатно-солевой буфер (ФС) (рН = 7,4), затем — холодный 4% рас-

Результаты

Экспрессия vegf, и fgf2 в трансфицированных мононуклеарных клетках пуповинной крови человека. Мононуклеарные клетки выделяли из свежей пуповинной крови человека с помощью центрифугирования в градиенте плотности фиколла. Полученные клетки трансфицировали плазмидными векторами pBud-EGFP, pBud-VEGF-GDNF, pBud-VEGF-FGF2 и pBud-VEGF-L1САМ с помощью электропорации. Уровень мРНК генов vegf и fgf2 в мононуклеарных клетках пуповинной крови человека определяли через 24 ч после трансфекции (рис. 1). Результаты

твор параформальдегида (рН = 7,4). Спинной мозг извлекали из позвоночного столба, постфиксирова-ли в растворе параформальдегида, после чего, в целях криопротекции, фиксированную ткань насыщали 30% раствором сахарозы.

Иммунофлуоресцентный метод. Для двойного иммунофлуоресцентного окрашивания готовили криостатные серийные продольные срезы спинного мозга толщиной 20 мкм. С целью оптимизации связывания антител (АТ) с антигенами (АГ) срезы обрабатывали 0,01 M раствором цитрата натрия (pH 9,0) при 70°C на водяной бане в течение 30 мин [10]. После охлаждения срезов до комнатной температуры и промывки в ФС буфере блокировали неспецифические места связывания в ФС буфере, содержащем 0,2% Тритон X-100, 0,02% азид натрия и 5% сыворотку осла, в течение 1 ч при комнатной температуре. Для идентификации АГ срезы инкубировали с первичными АТ (табл. 2) в течение 3 сут. при 4°C, промывали в ФС буфере и затем инкубировали со вторичными АТ осла, конъюгированными с флуоресцентными красителями Alexa 594 или Dy Light 649 (разведение 1:200), в течение 2 ч при комнатной температуре. Для визуализации клеточных ядер срезы дополнительно окрашивали в течение 20 мин. при комнатной температуре раствором бис-бензимида (краситель Hoechst 33258, 5 мкг/мл в ФС буфере, Sigma, США). Окрашенные срезы заключали в среду, поддерживающую флуоресценцию, и исследовали при помощи лазерного сканирующего микроскопа (Zeiss Axiovert 200М, Германия).

проведенного анализа показали, что уровень мРНК исследуемых генов в трансфицированных клетках существенно превысил уровень соответствующих мРНК в трансфицированных egfp клетках, что свидетельствует об эффективной экспрессии рекомбинантных генов в мононуклеарных клетках in vitro.

Иммунофенотипирование генетически модифицированных мононуклеарных клеток пуповинной крови человека в спинном мозге трансгенных G93A мышей. Для идентификации и иммунофенотипирования мононуклеарных клеток, трансдуцированных плаз-

Таблица 2. Первичные антитела для идентификации клеточных маркёров

Антиген Антитела Разведение Производитель

CD34 (маркёр эндотелиальных клеток) Кролик, поликлональные 1:100 Abcam

HNA (Human nuclei antigene) ядерный АГ человека Мышь, моноклональные 1:20 Chemicon®

Iba1 (маркёр микроглии) Кролик, поликлональные 1:600 Biocare Medical

OSP (Oligodendrocyte Specific Protein,) специфичный белок олигодендроцитов Кролик, поликлональные 1:2000 Abcam

S-100 (маркёр астроцитов, шванновских клеток) Кролик, поликлональные 1:2000 DakoCytomation

Neuronal р III-tubulin (маркёр нервных клеток) Кролик, поликлональные 1:2000 Covance

мидой pBud-VEGF-GDNF, было проведено двойное иммунофлуоресцентное окрашивание продольных срезов спинного мозга мышей с помощью АТ против ядерного АГ человека (HNA) и АТ против одного из клеточных маркёров (эндотелиальных клеток — CD34, астроцитов — S100, олигодендроцитов — С^Р и микроглии — 1Ьа1).

Через 2 нед. после трансплантации генетически модифицированных клеток в спинном мозге подопытных мышей были обнаружены HNA-позитивные клетки. Генетически модифицированные клетки, экспрессирующие EGFP, при двойном иммунофлуо-ресцентном окрашивании реагировали с АТ к HNA и маркёру микроглии 1Ьа1 (HNA+/IЬa1+-кпетки), или маркёру эндотелиальных клеток CD34 (HNA+/ CD34+-клетки) (рис. 2). HNA+/IЬa1+-кпетки по своим морфологическим признакам напоминали клетки микроглии. Они имели небольшое «тело» овальной формы с многочисленными короткими отростками (рис. 3). Иммунофенотипирование генетически модифицированных клеток, сверхэкспрессирующих GDNF и VEGF, с применением маркёров нервных клеток (нейрональная форма р-Ш тубулина), эндотелиальных клеток (CD34), астроцитов ^100), олигодендроцитов (СSP) и микроглии (1Ьа1) не обнаружило признаков принадлежности клеток ни к одному из клеточных типов ЦНС (рис. 4).

Рис. 1. Уровни экспрессии мРНК генов vegf и fgf2 в мононуклеарных клетках пуповинной крови человека, трансфицированных плазмидами pBud-EGFP, pBud-VEGF-GDNF, pBud-VEGF-FGF2.

Относительный уровень экспрессии мРНК определяли с помощью количественной ПЦР в режиме реального времени со специфичными праймерами и пробами TaqMan. Количество РНК нормализовано по р-актину. Данные получены из двух независимых экспериментов и представлены как среднее значение ± стандартное отклонение. Значение р < 0,01

Рис. 2. CD34-позитивные мононуклеарные клетки пуповинной крови человека, трансфицированные плазмидным вектором pBud-EGFP, в сером веществе спинного мозга трансгенной мыши G93A:

А — ядра, окрашенные бис-бензимид раствором; В - ядерный АГ человека; С - маркёр эндотелиальных клеток CD34; D — объединение панелей, стрелкой обозначена HNA+/CD34+-клетка.

Двойное иммунофлуоресцентное окрашивание с АТ к ядерному АГ человека HNA и маркёру эндотелиальных клеток CD34. Шкала: 50 мкм

Рис. 3.1Ьа1-позитивные мононуклеарные клетки пуповинной крови человека, трансфицированные плазмидным вектором pBud-EGFP, в сером веществе спинного мозга трансгенной мыши G93A:

А — ядра, окрашенные бис-бензимид раствором; В — ядерный АГ человека; С — маркёр микроглии 1Ьа1; D — объединение панелей, стрелкой обозначена HNA+/Iba1+-клетку; Е — HNA+/Iba1+-клетка при большем увеличении. Двойное иммунофлуоресцентное окрашивание с АТ к ядерному АГ человека HNA и маркёру клеток микроглии 1Ьа1. Шкала: А-С - 50 мкм; Е - 10 мкм

Nuclei HNA CD34 Merge

Рис. 4. Поперечный срез спинного мозга трансгенной мыши G93A после трансплантации генетически модифицированных клеток пуповинной крови человека, сверхэкспрессирующих GDNF и VEGF.

Первый столбец — ядра, окрашенные бис-бензимид раствором; второй — ядерный АГ человека; третий — клеточные маркёры; четвертый — объединение изображений, расположенных в одной горизонтальной плоскости. Иммуногистохимическая реакция с антителами

к маркёрам эндотелиальных клеток (CD34), микроглии (Iba1), астроцитов (S100), олигодендроцитов (OSP). Шкала: 50 мкм

Обсуждение

Многолетние исследования in vitro и in vivo выявили наиболее значимые нейротрофические и ней-ропротекторные факторы, которые могут быть применены в качестве лекарственных препаратов для стимулирования нейрорегенерации. К ним относятся мозговой нейротрофический фактор (BDNF), гли-

альный нейротрофический фактор Юй^), инсулиноподобный фактор роста (^) и сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF) [11,12]. При этом установлено, что комбинации нескольких нейротро-фических факторов могут иметь более выраженный эффект на выживание нервных клеток. Одним из перспективных способов доставки поддерживающих

выживание нейронов факторов считается трансплантация генетически модифицированных клеток, сверхэкспрессирующих клонированные терапевтические гены. Однако в настоящее время проводимые доклинические и клинические испытания клеточных носителей терапевтических генов не выявили наиболее эффективную генно-клеточную конструкцию для стимулирования нейрорегенерации.

В наших экспериментах в качестве клеточного носителя были выбраны мононуклеарные клетки пуповинной крови человека. Важно заметить, что мононуклеарные клетки пуповинной крови способны проникать через гематоэнцефалический барьер, а сигнальные молекулы, секретируемые погибающими нервными клеткми, могут усиливать хоуминг мононуклеаров в ЦНС. Полученные нами результаты по трансплантации генетически модифицированных монононуклеарных клеток крови пуповины мышам G93A свидетельствуют, что трансплантированные клетки могут служить не только источником рекомбинантных ростовых и трофических факторов, но и дифференцироваться в паренхиматозные клетки ЦНС. Так, EGFP-трансфицированные клетки, экспрессирующие репортёрный ген, могут дифференцироваться в клетки микроглии (Шэ^позитивные) или эндотелиальные клетки (CD34-позитивные). Другими словами, мононуклеарные клетки крови пуповины реализуют свой эндогенный потенциал, т.е. моноциты дифференцируются в макрофаги, а прогениторные эндотелиальные клетки в эндотелий. Интересно, что после трансфекции плазмидным вектором pBud-VEGF-FGF2 мононуклеарные клетки крови

пуповины дифференцируются в S-100-позитивные клетки. При этом не стоит рассчитывать на замещение утраченных нейронов новыми клетками. Все выявленные HNA+-кпетки не реагировали с АТ против маркёра нервных клеток нейрональной формы р-Ш тубулина (HNA+p-Ш тубулин-клетки) [3].

Таким образом, генетически модифицированные мононуклеарные клетки пуповинной крови могут быть не только клеточным носителем рекомбинантного гена, но дифференцироваться в разные клеточные типы ЦНС. В своих исследованиях мы впервые получили результаты о возможности генетически модифицированных мононуклеарных клеток пуповинной крови дифференцироваться в эндотелиальные клетки, клетки макро и микроглии в спинном мозге мышей с фенотипом бокового амиотрофического склероза. При этом направленность дифференцировки может быть обусловлена терапевтическим геном или задана специальными факторами дифференцировки.

Благодарности

Выполнение данного научного исследования финансируется за счёт государственного контракта ФЦП Министерства образования и науки Российской Федерации № 16.512.11.2101 и грантом Российского Фонда Фундаментальных Исследований 11-04-00902-а. Работа частично выполнена на оборудовании Федерального центра коллективного пользования физико-химических исследований веществ и материалов (ФЦКП ФХИ) и Научно-образовательного центра фармацевтики Казанского (Приволжского) федерального университета.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Ризванов А.А., Гусева Д.С., Салафутдинов И.И. и др. Доклинические исследования терапии бокового амиотрофического склероза с помощью генетически модифицированных мононуклеарных клеток крови пуповины. Клеточная Трансплантология и Тканевая Инженерия 2012; 7(2): 56—63.

2. Исламов Р.Р., Ризванов А.А., Киясов А.П. Боковой амиотрофический склероз: стратегия генно-клеточной терапи. Неврологический вестник 2008; 40(4): 91—101.

3. Rizvanov A.A., Guseva D.S., Salafutdinov I.I. et al., Genetically modified human umbilical cord blood cells expressing vascular endothelial growth factor and fibroblast growth factor 2 differentiate into glial cells after transplantation into amyotrophic lateral sclerosis transgenic mice. Exp. Biol. Med. 2011; 236(1): 91—8.

4. Салафутдинов И.И., Шафигуллина А.К., Ялвач М.Э. и др. Эффект одновременной экспрессии различных изоформ фактора роста эндотелия сосудов VEGF и основного фактора роста фибро-бластов FGF2 на пролиферацию эндотелиальных клеток пупочной вены человека HUVEC. Клеточная Трансплантология и Тканевая Инженерия 2010; 5(2): 62—7.

5. Ризванов А.А., Гусева Д.С., Салафутдинов И.И. и др. Генноклеточная терапия бокового амиотрофического склероза монону-клеарными клетками пуповинной крови человека, трансфицированными генами нейронной молекулы адгезии L1CAM и сосудистого эндотелиального фактора роста VEGF. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 2010; 5(4): 55—65.

6. Szulc J., Wiznerowicz M., Sauvain M.O. et al. A versatile tool for conditional gene expression and knockdown. Nat. Methods. 2006; 3(2): 109-16.

7. Hawley T.S., Hawley R.G., Totowa N.J. Flow Cytometry Protocols 2ed. Methods in Molecular Biology: Humana Press; 2004: 424.

8. Rizvanov A.A., Kiyasov A.P., Gaziziov I.M. et al. Human umbilical cord blood cells transfected with VEGF and L(1)CAM do not differentiate into neurons but transform into vascular endothelial cells and secrete neuro-trophic factors to support neuro-genesis-a novel approach in stem cell therapy. Neurochem. Int. 2008; 53(6): 389-94.

9. Chintalgattu V., Nair D.M., Katwa L.C. Cardiac myofibroblasts: a novel source of vascular endothelial growth factor (VEGF) and its receptors Flt-1 and KDR. J. Mol. Cell Cardiol. 2003; 35(3): 277-86.

10. Jiao Y., Sun Z., Lee T. et al. A simple and sensitive antigen retrieval method for free-floating and slide-mounted tissue sections. J. Neurosci. Methods. 1999; 93(2): 149-62.

11. Lunn J.S., Hefferan M.P., Marsala M. et al. Stem cells: comprehensive treatments for amyotrophic lateral sclerosis in conjunction with growth factor delivery. Growth Factors 2009; 27(3): 133-40.

12. Hester M.E., Foust K.D., Kaspar R.W. et al. AAV as a gene transfer vector for the treatment of neurological disorders: novel treatment thoughts for ALS. Curr. Gene Ther. 2009; 9(5): 428-33.

Поступила 05.08.2012

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.