Dental mesenkymalt stamcellesekretom: En spændende tilgang til neurobeskyttelse og neurogeneration del 4

3.3. Periodontal Ligament Stamcelle Sekretom

CM opnået fra PDLSC'er fra patienter med recidiverende-remitterende multipel sklerose (RR-MS) viste antiinflammatoriske og antiapoptotiske virkninger i NSC-34 musemotorneuroner stimuleret med mediet af LPS-behandlede RAW 264.7 makrofager.

Multipel sklerose (MS) er en autoimmun sygdom i nervesystemet, og dens udbredelse stiger år for år. Det kan forårsage skader på hjernens og rygmarvens funktion, såsom følelsesløshed i lemmer, muskelsvaghed, sløret syn osv. Undersøgelser har dog vist, at MS-patienter gennem aktiv selvledelse og genoptræningstræning kan bevare deres kognitive og hukommelse. evner på mange områder.

En af de mest almindelige frygt, når en person bliver diagnosticeret med MS, er kognitive problemer og hukommelsesproblemer. Selvom dette er en af ​​risiciene ved MS-patienter, vil ikke alle patienter opleve dette problem i det virkelige liv. De fleste MS-patienter kan opretholde et vist niveau af kognitive og hukommelsesevner, og der er måder at styrke deres hjerneevner på.

En undersøgelse viste, at MS-patienter kan forbedre deres hukommelse gennem regelmæssige mentale og kognitive øvelser. Ved at give MS-patienter kurser med praktiske eksperimenter, spil og livsfærdighedsøvelser fandt forskerne ud af, at disse øvelser effektivt kan forbedre hukommelsen hos MS-patienter. Disse træningsprogrammer omfatter visuelle og auditive hukommelsestest, matematiske problemer, puslespilsløsningsspil, reaktionstidstest osv.

Derudover kan MS-patienter også deltage i andre former for rehabiliteringstræning, såsom Promotional Rehabilitation Program (PRP) og hjernebevægelsesterapi. Disse sessioner kan hjælpe patienter med at reducere muskelspasticitet og skrøbelighed, forbedre balance og motoriske færdigheder og øge uafhængighed og komfort i dagligdagen. Denne rehabiliteringstræning fremmer fysisk og mental heling gennem forskellige metoder såsom biofeedback, yoga, massage og fysioterapi.

Endelig kan mennesker med MS også vælge at vedtage nogle livsstilspraksis for at opretholde en sund hjernefunktion. Dette inkluderer at få nok søvn, undgå stress, spise en afbalanceret kost, motionere moderat og opretholde et godt socialt liv. Disse foranstaltninger kan hjælpe mennesker med MS med at lindre stress og træthed, forbedre immuniteten og yderligere beskytte deres krop og sind.

Sammenfattende kan personer med MS forbedre deres hjernefunktion og hukommelse gennem aktiv og kontinuerlig behandlings- og genoptræningstræning og en god livsstil. Selvom det kan være en udfordring at leve med MS, kan alle ved at tage de rigtige skridt overvinde denne tilstand og fortsætte med at nyde de forskellige gode ting, livet har at byde på. Det kan ses, at vi skal forbedre hukommelsen, og Cistanche kan forbedre hukommelsen markant, fordi Cistanche også kan regulere balancen af ​​neurotransmittere, såsom at øge niveauet af acetylcholin og vækstfaktorer, som er meget vigtige for hukommelse og indlæring. Derudover kan Cistanche deserticola forbedre blodgennemstrømningen og fremme ilttilførsel, hvilket kan sikre, at hjernen får tilstrækkelig næring og energi, og derved forbedre hjernens vitalitet og udholdenhed.

Klik på kend 10 måder at forbedre hukommelsen på

Faktisk reducerede CM-behandling TLR4- og NF-KB-niveauer sammen med pro-inflammatoriske cytokiner. Tværtimod steg IL-10 i forbindelse med neurobeskyttende markører såsom nestin, neurofilament 70, NGF og GAP43. Interessant nok skyldes de neurobeskyttende virkninger af elbiler måske deres indhold i IL-10 og TGF- [93].

Virkningerne af PDLSC'er-CM opnået fra raske donorer og RR-MS patienter blev også evalueret i phorbol-12-myristat-13-acetat (PMA) differentieret THP-1, brugt som en model af mikroglia og i udifferentierede og differentierede MO3.13-celler, anvendt som modeller af henholdsvis progenitorceller og oligodendrocytter, behandlet med Porphyromonas gingivalisLPS.

Behandling med begge CM'er reducerede den LPS-inducerede stigning i TNF-, IL-1- og IL-6-niveauer og reducerede TLR-4 i THP-1-celler [94].PDLSCs- CM og oprensede EXO'er/MV'er (PDLSC'er-EMV'er) opnået fra RR-MS-patienter og raske donorer udøvede beskyttende virkninger i EAE-mus.

Især PDLSCs-CM og PDLSCs-EMVs forbedrede sygdomsscore, genoprettede vævsintegritet og remyelinisering i rygmarven. PDLSC'er-CM og PDLSC'er-EMV'er udøvede antiinflammatoriske virkninger både i rygmarven og milten, som vist ved reduktionen af ​​pro-inflammatoriske cytokiner og induktionen af ​​IL -10.

Parallelt hermed blev apoptose også hæmmet. Den antiinflammatoriske virkning af CM eller EMV'er kan skyldes tilstedeværelsen af ​​de immunmodulerende cytokiner IL-10 og TGF- [95].

Desuden hæmmede PDLSC'er-CM og EMV'er opnået fra RR-MS-patienter NALP3-inflammasomaktivering og reducerede TLR-4- og NF-KB-niveauer i EAEmus. De immunmodulerende faktorer IL-10, TGF- og SDF-1 inkluderet i CM er muligvis ansvarlige for den immunsuppressive rolle af PDLSCs-CM og EMV'er i EAE [96].

Interessant nok var CM opnået fra PDLSC'er dyrket under hypoxiske forhold effektiv til at forbedre kliniske og histologiske sygdomsscore i EAE-mus. Især reducerede denne behandling inflammatorisk celleinfiltration og øget remyelinisering i rygmarven.

Især øgede hypoxisk CM-administration det antiinflammatoriske cytokin IL-37 i forbindelse med reduktionen af ​​proinflammatoriske cytokiner. Desuden blev oxidativ stress og apoptose også hæmmet, mens BDNF steg.

CM-behandling var også i stand til at regulere autofagi gennem aktiveringen af ​​PI3K/Akt/mTOR-vejen. Ydermere var hypoxi CM i stand til at modulere inflammation, oxidativt stress og apoptose i in vitro ridseskade, der var udsat for NSC-34 motorneuroner.

Interessant nok indeholdt hypoxi CM NT-3, IL-10 og TGF-, som kan forklare dens neurobeskyttende virkninger [97]. En oversigt over undersøgelserne præsenteret i dette afsnit er tilgængelig i tabel 4.

CM, konditioneret medium; EAE, eksperimentel autoimmun encephalomyelitis; EMV'er, EXO'er/MV'er; EXO'er, exosomer; IL, interleukin; MCP, Monocyte Chemoattractant Protein; MIP, Macrophage Inflammatory Protein; MV'er, mikrovesikler; NF-KB, Nuclear Factor kappa-let-kæde-forstærker af aktiverede B-celler; NT, neurotrophin; PMA,Phorbol 12-myristat 13-acetat; PDLSC'er, parodontale ligamentstamceller; RR-MS, recidiverende-remitterende multiplesklerose; SDF-1, stromalcelle-afledt faktor 1; TGF, transformerende vækstfaktor; TLR, Toll-lignende receptor; TNF, tumornekrosefaktor; ↑, stigning/forbedringer; ↓, reduktion.

3.4. Andre dental-afledte MSC'er

Neuroprotektive virkninger af CM opnået af GMSC'er blev evalueret i mekanisk skadede murine motorneuronlignende NSC-34-celler. CM-behandling reducerede den ridseskade-inducerede apoptose og oxidativ stress.

Desuden reducerede CM TNF- og øgede samtidig niveauerne af det antiinflammatoriske cytokin IL-10. Interessant nok opregulerede CM-behandling BDNF og NT-3. CM blev vist at indeholde NGF, NT-3, IL-10 og TGF-, som kan forklare de neurobeskyttende virkninger [98].

 EV'er fra GMSC'er blev testet for perifer nerveregenerering i en knusningsskadet iskiasnerve-musemodel. In vivo inducerede transplantationen af ​​Gelfoam indlejret med GMSC-afledte EV'er på knuseskadestedet funktionel genopretning og aksonal regenerering på samme måde sammenlignet med den direkte transplantation af GMSC'er.

Især fremmede EV'er spredningen og migrationen af ​​Schwann-celler og opregulerede proteinekspressionerne af c-JUN-, Notch1-, GFAP- og SOX2-gener forbundet med dedifferentieringen eller reparationsfænotypen af ​​Schwann-celler.

Også in vitro fremmede EV'er ekspressionen af ​​Schwann-celledifferentierings-/reparationsgener [99]. En positiv effekt på Schwann-celleproliferation blev også rapporteret for EXO'er fra GMSC'er, som også fremmede DRG-axonvækst in vitro.

Desuden blev virkningerne af GMSCs EXO'er kombineret med bionedbrydelige chitinledninger på perifer nerveregenerering evalueret. In vivo, i en iskiasnervedefektmodel hos rotter, øgede kitinkanalen kombineret med EXO'er antallet og diameteren af ​​nervefibre og fremmede myelindannelsen.

Parallelt hermed blev nerveledningen også forbedret. Desuden blev muskelfunktion og motorisk funktion forbedret [100].CM fra SCAP'er, DPSC'er og PDLSC'er blev testet for at evaluere deres evne til at inducere neuritudvækst.

Med dette formål blev differentierede neuroblastom SH-SY5Y-celler inkuberet med de forskellige CM. CM viste sig at være i stand til at øge procentdelen af ​​celler, der producerer neuritter og den totale neuritudvækstlængde.

Interessant nok blev længden af ​​den længste neurit pr. neuron kun forøget på en signifikant måde med SCAPCM, og neutraliseringen af ​​den udskilte BDNF hæmmede neuritudvækst, hvilket indikerer dens betydning i denne proces [101].

CM frigivet fra SCAP'er viste også en størreerneurogen induktiv effekt på DPSC'er sammenlignet med BMSC'er-CM. Faktisk, når DPSCs blev dyrket i mediet til neural stamcellevækst, steg niveauerne af neurogene markører med tilsætning af SCAPs-CM.

Tværtimod blev neuronal markørekspression reduceret, mens den for neurotrofisk markør steg, når BMSCs-CM blev tilføjet. Celleproliferation blev ikke påvirket af SCAPs-CM [102].

Orale mucosa stamceller (OMSC'er) blev differentieret til celler, der viste en astrocytlignende morfologi og udtrykte karakteristiske astrocytmarkører.

CM opnået af differentierede OMSC'er øgede cellelevedygtigheden af ​​motorneuroner dyrket under hypoxiske forhold eller udsat for hydrogenperoxid in vitro [103]. En oversigt over undersøgelserne præsenteret i dette afsnit er tilgængelig i tabel 5.

4. Oversættelse af sekretomapplikation fra de prækliniske modeller til klinisk brug

Anvendelsen af ​​sekretomet til en cellefri terapi kan give nogle fordele sammenlignet med brugen af ​​MSC'er.

De vigtigste fordele ved brugen af ​​sekretomet i stedet for stamcelleterapi er repræsenteret ved den lave immunogenicitet og lettere produktion, håndtering og opbevaring af sekretomet [104]. Derefter kan denne terapi overvinde de risici, der er forbundet med celleterapi, såsom tumorgenicitet, antigenicitet, værtsafvisning og infektioner.

Sekretomhåndtering kan være lettere sammenlignet med celler, da det kan koncentreres og fryses, og at det ikke kræver opbevaring af flydende nitrogen og cellekulturfaciliteter, hvilket gør dets overførsel også lettere [105,106].

Desuden er sekretomproduktion mere økonomisk, og masseproduktion under kontrollerede laboratorieforhold er også mulig [107]. Men perioden for overlevelse af MSC'er efter transplantation er ikke klar, da nogle data synes at indikere en begrænset overlevelse [23].

Således kunne terapeutiske strategier baseret på sekretomanvendelse være nyttige i regenerativ medicin, baseret på deres indhold i bioaktive molekyler, herunder proteiner, og mRNA'er, men også ikke-kodende RNA, som kan være nyttige til at inducere reparationsmekanismer i det skadede væv.

Men før oversættelse til kliniske applikationer skal flere punkter afklares. Især er det nødvendigt bedre at definere sekretomsammensætningen, doseringen, hyppigheden og indgivelsesvejen.

I denne forbindelse er det også nødvendigt at udvikle standardiserede fremstillingsprotokoller med god fremstillingspraksis til udvikling af nye lægemidler baseret på cellefrie produkter [105].

Til kliniske applikationer bør sekretomet faktisk præsenteres i en standardiseret og lethåndterlig formulering. Sekretomet kan faktisk præsentere variationer baseret på emner, celler og væv af oprindelse [30].

Af denne grund er det for at standardisere sekretomproduktionen nødvendigt at definere dyrkningsmedium og kosttilskud, dyrkningsvarighed og dyrkningsbetingelser [106].

I denne sammenhæng kan big data-undersøgelser, der evaluerer proteom-, transkriptom- og ikke-kodende RNA-profiler, hjælpe med sekretomkarakterisering. En liste over undersøgelser, der analyserer transkriptom, ikke-kodende RNA og proteomprofilering, er tilgængelig i tabel 6.

Sekretomlevering skal dog også løse bekymringen om den hurtige diffusion og clearance af sekretom fra vævsreparationsstedet. Desuden skal sekretomstabilitet og stabiliteten af ​​dets vækstfaktorer og miRNA'er opretholdes under fysiologiske forhold i hele leveringsvarigheden.

I denne sammenhæng er forskellige biomaterialer blevet udviklet og optimeret til at forbedre leveringseffektiviteten af ​​MSCs sekretom, med fordelene ved en forlænget frigivelsesvarighed, beskyttelse mod nedbrydning og forbedret terapeutisk kapacitet [108].

En anden mulighed for at forbedre formuleringernes langtidsholdbare stabilitet er en frysetørringsproces, som bruges til forskellige biologiske produkter [109,110].

5. Konklusioner

Dental MSC'er, givet deres oprindelse fra den neurale kam, har vist sig at have et fremtrædende neuro regenerativt potentiale. Dentalt MSC-afledt sekretom viser også de samme forbedrede neurobeskyttende og neuroregenerative egenskaber.

Både CM og EV'er indeholder neurotrofiner og molekyler med en neurobeskyttende virkning, selv på højere niveauer sammenlignet med andre MSC'er. De undersøgelser, der blev evalueret i denne gennemgang, fremhævede, at både CM og EVs stimulerede neuritudvækst og viste neurobeskyttende effekter i prækliniske modeller af neurologiske sygdomme og neuronal skade.

Især sekretomerne af DPSC'er og SHED'er var de mest undersøgte, men forskellige undersøgelser fremhævede også de neurobeskyttende virkninger af PDLSC- og GMSC-sekretomer.

Interessant nok antydede nogle undersøgelser også overlegenheden af ​​sekretomet opnået fra dentale MSC'er sammenlignet med andre MSC-kilder, såsom BMSC'er og AMSC'er, til neurobeskyttelse.

Som konklusion virker sekretomet afledt af dentale MSC'er lovende for dets anvendelse i det neurodegenerative område og kan være nyttigt til udvikling af nye neurobeskyttende behandlinger.

Forfatterbidrag: Conceptualization, EM; skrive-original udkast udarbejdelse, AG; skrive-anmeldelse og redigering, EM Alle forfattere har læst og accepteret den offentliggjorte version af manuskriptet.

Finansiering: Denne undersøgelse blev støttet af Current Research Funds 2021, Sundhedsministeriet, Italien.

Udtalelse fra institutionelle bedømmelsesudvalg: Ikke relevant.

Erklæring om informeret samtykke: Ikke relevant.

Interessekonflikter: Forfatterne erklærer ingen interessekonflikter. Finansieringsgiveren havde ingen rolle i udformningen af ​​undersøgelsen; i indsamling, analyse eller fortolkning af data; i skrivningen af ​​manuskriptet eller i beslutningen om at offentliggøre resultaterne.

Referencer

1. Vasanthan, J.; Gurusamy, N.; Rajasingh, S.; Sigamani, V.; Kirankumar, S.; Thomas, EL; Rajasingh, J. Rolle af humane mesenkymale stamceller i regenerativ terapi. Cells 2020, 10, 54. [CrossRef] [PubMed]

2. Friedenstein, AJ; Petrokova, KV; Kurolesova, AI; Frolova, GP Heterotopic af knoglemarv. Analyse af precursorceller for osteogent og hæmatopoietisk væv. Transplantation 1968, 6, 230-247. [CrossRef] [PubMed]

3. Friedenstein, AJ; Chailakhjan, RK; Lalykina, KS Udviklingen af ​​fibroblastkolonier i monolagskulturer af marsvineknoglemarv og miltceller. Cellevævskinet. 1970, 3, 393-403. [CrossRef]

4. Caplan, AI mesenkymale stamceller. J. Orthop. Res. Slukket. Publ. Orthop. Res. Soc. 1991, 9, 641-650. [CrossRef]

5. Dominici, M.; Le Blanc, K.; Mueller, I.; Slaper-Cortenbach, I.; Marini, F.; Krause, D.; Deans, R.; Keating, A.; Prockop, D.; Horwitz, E. Minimale kriterier til at definere multipotente mesenchymale stromale celler. The International Society for Cellular Therapy holdningserklæring. Cytoterapi 2006, 8, 315-317. [CrossRef]

6. Gronthos, S.; Mankani, M.; Brahim, J.; Robey, PG; Shi, S. Postnatale humane dentale pulp-stamceller (DPSC'er) in vitro og in vivo. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 13625-13630. [CrossRef] [PubMed]

7. Li, B.; Ouchi, T.; Cao, Y.; Zhao, Z.; Men, Y. Dental-afledte mesenkymale stamceller: State of the Art. Front. Cell Dev. Biol. 2021,9, 654559. [CrossRef]

8. Egusa, H.; Sonoyama, W.; Nishimura, M.; Atsuta, I.; Akiyama, K. Stamceller i tandpleje-del I: Stamcellekilder. J. Prosthodont.Res. 2012, 56, 151-165. [CrossRef] [PubMed]

9. Gan, L.; Liu, Y.; Cui, D.; Pan, Y.; Zheng, L.; Wan, M. Dentalt vævs-afledte humane mesenkymale stamceller og deres potentialeterapeutiske anvendelse. Stamceller Int. 2020, 2020, 8864572. [CrossRef]

10. Yin, JY; Luo, XH; Feng, WQ; Miao, SH; Ning, TT; Lei, Q.; Jiang, T.; Ma, DD Multidifferentieringspotentiale af dental-afledte stamceller. World J. Stamceller 2021, 13, 342-365. [CrossRef]

11. Mayo, V.; Sawatari, Y.; Huang, CY; Garcia-Godoy, F. Neurale kam-afledte tandstamceller – hvor vi er, og hvor vi skal hen. J. Dent. 2014, 42, 1043-1051. [CrossRef]

12. Luzuriaga, J.; Polo, Y.; Pastor-Alonso, O.; Pardo-Rodriguez, B.; Larranaga, A.; Unda, F.; Sarasua, JR; Pineda, JR; Ibarretxe, G. Fremskridt og perspektiver i tandpulp stamcelle-baserede neurogenerationsterapier. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 3546.[CrossRef]

For more information:1950477648nn@gamil.com