Dental Mezenkimal Kök Hücre Salgısı: Nöroproteksiyon ve Nörorejenerasyona İlgi Çekici Bir Yaklaşım Bölüm 4

3.3. Periodontal Ligament Kök Hücre Sekretome

Tekrarlayan-düzelen multipl skleroz (RR-MS) hastalarının PDLSC'lerinden elde edilen CM, LPS ile tedavi edilen RAW 264.7 makrofaj ortamı ile uyarılan NSC-34 fare motor nöronlarında anti-inflamatuar ve antiapoptotik etkiler gösterdi.

Multipl Skleroz (MS), sinir sisteminin otoimmün bir hastalığıdır ve görülme sıklığı her geçen yıl artmaktadır. Uzuvlarda uyuşma, kas zayıflığı, bulanık görme gibi beyin ve omurilik fonksiyonlarında hasara neden olabilir. Ancak çalışmalar, aktif öz yönetim ve rehabilitasyon eğitimi yoluyla MS hastalarının bilişsel ve hafıza özelliklerini koruyabildiğini göstermiştir. birçok alanda yetenekler.

Bir kişiye MS tanısı konduğunda en yaygın korkulardan biri bilişsel ve hafıza sorunlarıdır. MS hastalarının risklerinden biri bu olsa da gerçek hayatta her hasta bu sorunu yaşamayacaktır. MS hastalarının çoğu belirli düzeyde bilişsel ve hafıza yeteneklerini koruyabilir ve beyin yeteneklerini güçlendirmenin yolları vardır.

Bir çalışma, MS hastalarının düzenli zihinsel ve bilişsel egzersizler yoluyla hafızalarını geliştirebileceklerini gösterdi. Araştırmacılar, MS hastalarına uygulamalı deneyler, oyunlar ve yaşam becerileri egzersizlerinden oluşan kurslar sağlayarak, bu egzersizlerin MS hastalarının hafızasını etkili bir şekilde geliştirebileceğini buldu. Bu egzersiz programları arasında görsel ve işitsel hafıza testleri, matematik problemleri, bulmaca çözme oyunları, reaksiyon süresi testleri vb. yer almaktadır.

Ayrıca MS hastaları Promosyonel Rehabilitasyon Programı (PRP) ve beyin hareketi terapisi gibi diğer rehabilitasyon eğitimlerine de katılabilirler. Bu seanslar hastaların kas spastisitesini ve kırılganlığını azaltmasına, denge ve motor becerilerini geliştirmesine, günlük yaşamda bağımsızlığını ve konforunu artırmasına yardımcı olabilir. Bu rehabilitasyon eğitimi biofeedback, yoga, masaj, fizik tedavi gibi çeşitli yöntemlerle fiziksel ve zihinsel iyileşmeyi destekler.

Son olarak, MS'li kişiler sağlıklı beyin fonksiyonlarını sürdürmek için bazı yaşam tarzı uygulamalarını da benimsemeyi seçebilirler. Buna yeterli uyku almak, stresten kaçınmak, dengeli beslenmek, orta derecede egzersiz yapmak ve iyi bir sosyal yaşam sürdürmek dahildir. Bu önlemler MS'li kişilerin stresi ve yorgunluğu azaltmalarına, bağışıklıklarını geliştirmelerine ve vücutlarını ve zihinlerini daha fazla korumalarına yardımcı olabilir.

Özetle, MS'li kişiler aktif ve sürekli tedavi ve rehabilitasyon eğitimi ve iyi bir yaşam tarzı yoluyla beyin fonksiyonlarını ve hafızalarını geliştirebilirler. MS'le yaşamak zor olsa da, doğru adımları atarak herkes bu durumun üstesinden gelebilir ve hayatın sunduğu çeşitli güzel şeylerin tadını çıkarmaya devam edebilir. Belleği geliştirmemiz gerektiği görülebilir ve Cistanche hafızayı önemli ölçüde geliştirebilir çünkü Cistanche aynı zamanda hafıza ve öğrenme için çok önemli olan asetilkolin ve büyüme faktörlerinin seviyelerini arttırmak gibi nörotransmiterlerin dengesini de düzenleyebilir. Ek olarak, Cistanche Deserticola kan akışını iyileştirebilir ve oksijen dağıtımını destekleyebilir, bu da beynin yeterli beslenme ve enerji almasını sağlayarak beyin canlılığını ve dayanıklılığını artırır.

Belleği geliştirmenin 10 yolunu bilin'e tıklayın

Aslında CM tedavisi, proinflamatuar sitokinlerle birlikte TLR4 ve NF-κB seviyelerini azalttı. Aksine, IL-10, Nestin, Neurofilament 70, NGF ve GAP43 gibi nöroprotektif belirteçlerle ilişkili olarak arttı. İlginç bir şekilde EV'lerin nöroprotektif etkileri, IL-10 ve TGF- [93] içeriklerinden kaynaklanıyor olabilir.

Sağlıklı donörlerden ve RR-MS hastalarından elde edilen PDLSCs-CM'nin etkileri ayrıca mikroglia modeli olarak kullanılan forbol-12-miristat-13-asetat (PMA) ile farklılaştırılmış THP-1'de de değerlendirildi. Porphyromonas gingivalisLPS ile tedavi edilen, sırasıyla progenitör hücrelerin ve oligodendrositlerin modeli olarak kullanılan farklılaşmamış ve farklılaşmış MO3.13 hücreleri.

Her iki CM ile tedavi, TNF, IL-1 ve IL-6 düzeylerinde LPS kaynaklı artışı azalttı ve THP-1 hücrelerinde TLR-4'yi azalttı [94].PDLSCs- RR-MS hastalarından ve sağlıklı donörlerden elde edilen CM ve saflaştırılmış EXO'lar/MV'ler (PDLSC'ler-EMV'ler), EAE farelerinde koruyucu etkiler gösterdi.

Özellikle PDLSC'ler-CM ve PDLSC'ler-EMV'ler hastalık skorlarını iyileştirdi, omurilikteki doku bütünlüğünü ve remiyelinizasyonu yeniden sağladı. PDLSC'ler-CM ve PDLSC'ler-EMV'ler, proinflamatuar sitokinlerin azalması ve IL-10'nin uyarılmasıyla gösterildiği gibi, hem omurilikte hem de dalakta antiinflamatuar etkiler gösterdi.

Buna paralel olarak apoptoz da inhibe edildi. CM veya EMV'lerin antiinflamatuar etkisi, immünomodülatör sitokinler IL-10 ve TGF-'nin varlığına bağlı olabilir [95].

Ayrıca, RR-MS hastalarından elde edilen PDLSC'ler-CM ve EMV'ler, NALP3 inflamatuar aktivasyonunu inhibe etti ve EAE farelerinde TLR-4 ve NF-κB seviyelerini azalttı. CM'de yer alan immünomodülatör faktörler IL-10, TGF- ve SDF-1, EAE'de PDLSCs-CM ve EMV'lerin immünosupresif rolünden sorumlu olabilir [96].

İlginç bir şekilde, hipoksik koşullar altında kültürlenen PDLSC'lerden elde edilen CM, EAE farelerinde klinik ve histolojik hastalık skorlarının iyileştirilmesinde etkili olmuştur. Özellikle bu tedavi, omurilikteki inflamatuar hücre infiltrasyonunu azalttı ve remiyelinizasyonu arttırdı.

Özellikle hipoksik CM uygulaması, proinflamatuar sitokinlerin azalmasıyla bağlantılı olarak anti-inflamatuar sitokinIL-37'yi arttırdı. Ayrıca BDNF artarken oksidatif stres ve apoptoz da inhibe edildi.

CM tedavisi aynı zamanda PI3K/Akt/mTOR yolunun aktivasyonu yoluyla otofajiyi de düzenleyebildi. Ayrıca in vitro çizik yaralanmasında NSC-34 motor nöronları açığa çıktı, hipoksi CM inflamasyonu, oksidatif stresi ve apoptozu modüle edebildi.

İlginç bir şekilde hipoksi CM, nöroprotektif etkilerini açıklayabilen NT-3, IL-10 ve TGF- içermekteydi [97]. Bu paragrafta sunulan çalışmalara genel bir bakış Tablo 4'te mevcuttur.

CM, şartlandırılmış ortam; EAE, deneysel otoimmün ensefalomiyelit; EMV'ler, EXO'lar/MV'ler; EXO'lar, eksozomlar; IL, interlökin; MCP, Monosit Kemoatraktan Protein; MIP, Makrofaj İnflamatuar Proteini; MV'ler, mikroveziküller; NF-κB, aktive edilmiş B hücrelerinin Nükleer Faktör kappa-hafif zincir arttırıcısı; NT, nörotrofin; PMA,Phorbol 12-miristat 13-asetat; PDLSC'ler, periodontal bağ kök hücreleri; RR-MS, tekrarlayan-düzelen multipl skleroz; SDF-1, stromal hücreden türetilen faktör 1; TGF, dönüştürücü büyüme faktörü; TLR, Toll benzeri reseptör; TNF, Tümör Nekroz Faktörü; ↑, artış/iyileşmeler; ↓, azalma.

3.4. Diğer Diş Kaynaklı MSC'ler

GMSC'ler tarafından elde edilen CM'nin nöroprotektif etkileri, mekanik olarak hasar görmüş fare motor nöron benzeri NSC-34 hücrelerinde değerlendirildi. CM tedavisi çizik yaralanmasının neden olduğu apoptozu ve oksidatif stresi azalttı.

Üstelik CM, antiinflamatuar sitokin IL-10'nin düzeylerini artırırken TNF-'yi azalttı. İlginç bir şekilde, CM tedavisi BDNF ve NT-3'yi yukarı regüle etti. CM'nin nöroprotektif etkileri açıklayabilen NGF, NT-3, IL-10 ve TGF- içerdiği gösterilmiştir [98].

 GMSC'lerden gelen EV'ler, ezilme yaralanmalı siyatik sinir fare modelinde periferik sinir rejenerasyonu açısından test edildi. İn vivo olarak, ezilme yaralanması bölgesinde GMSC'den türetilmiş EV'ler ile gömülü Gelfoam'un transplantasyonu, GMSC'lerin doğrudan transplantasyonuna kıyasla benzer şekilde fonksiyonel iyileşmeyi ve aksonal rejenerasyonu indükledi.

EV'ler özellikle Schwann hücrelerinin çoğalmasını ve göçünü teşvik etti ve Schwann hücrelerinin farklılaşmama veya onarım fenotipiyle ilişkili c-JUN, Notch1, GFAP ve SOX2 genlerinin protein ekspresyonlarını yukarı doğru düzenledi.

Ayrıca in vitro olarak, EV'ler Schwann hücre farklılaşması/onarım genlerinin ekspresyonunu desteklemiştir [99]. GMSC'lerden gelen EXO'lar için Schwann hücre proliferasyonu üzerinde olumlu bir etki de rapor edildi; bu aynı zamanda in vitro DRG akson büyümesini de destekledi.

Ayrıca GMSC EXO'ların biyolojik olarak parçalanabilen kitin kanallarıyla birleştirilmesinin periferik sinir rejenerasyonu üzerindeki etkileri değerlendirildi. İn vivo olarak, bir sıçan siyatik sinir defekti modelinde, EXO'larla birleştirilmiş kitin kanalı, sinir liflerinin sayısını ve çapını arttırdı ve miyelin oluşumunu teşvik etti.

Buna paralel olarak sinir iletimi de gelişti. Üstelik kas fonksiyonu ve motor fonksiyonu iyileştirildi [100]. SCAP'lerden, DPSC'lerden ve PDLSC'lerden CM, nörit büyümesini tetikleme kapasitelerini değerlendirmek için test edildi.

Bu amaçla farklılaşmış nöroblastoma SH-SY5Y hücreleri farklı CM ile inkübe edildi. CM'nin, nörit üreten hücrelerin yüzdesini ve toplam nörit büyüme uzunluğunu artırabildiği gösterilmiştir.

İlginç bir şekilde, nöron başına en uzun nöritin uzunluğu yalnızca SCAPCM ile anlamlı bir şekilde arttı ve salgılanan BDNF'nin nötralizasyonu, nörit büyümesini inhibe ederek bu süreçteki önemini gösterdi [101].

SCAP'lerden salınan CM, BMSC'ler-CM'ye kıyasla DPSC'ler üzerinde daha büyük bir nörojenik endüktif etki gösterdi. Aslında, DPSC'ler nöral kök hücre büyümesi için ortamda kültürlendiğinde, SCAP'ler-CM'nin eklenmesiyle nörojenik belirteçlerin seviyeleri arttı.

Aksine, BMSCs-CM eklendiğinde nöronal marker ekspresyonu azalırken nörotrofik markerin ekspresyonu arttı. Hücre proliferasyonu SCAPs-CM'den etkilenmedi [102].

Oral mukoza kök hücreleri (OMSC'ler), astrosit benzeri bir morfoloji sergileyen ve karakteristik astrosit belirteçlerini eksprese eden hücrelere farklılaştırıldı.

Farklılaştırılmış OMSC'ler yoluyla elde edilen CM, hipoksik koşullarda kültürlenen veya in vitro hidrojen peroksite maruz bırakılan motor nöronların hücre canlılığını arttırdı [103]. Bu paragrafta sunulan çalışmalara genel bir bakış Tablo 5'te mevcuttur.

4. Secretome Uygulamasının Klinik Öncesi Modellerden Klinik Kullanıma Dönüştürülmesi

Hücresiz bir terapi için sekretomun uygulanması, MSC'lerin kullanımına kıyasla bazı avantajlar sunabilir.

Kök hücre tedavisi yerine sekretom kullanımının ana avantajları, düşük immünojenite ve sekretomun daha kolay üretimi, kullanımı ve saklanması ile temsil edilmektedir [104]. Daha sonra bu terapi, tümör oluşumu, antijenite, konak reddi ve enfeksiyonlar gibi hücre terapisine bağlı risklerin üstesinden gelebilir.

Konsantre edilebilmesi ve dondurulabilmesi, sıvı nitrojen depolama ve hücre kültürü tesisleri gerektirmemesi nedeniyle sekretomun işlenmesi hücrelere göre daha kolay olabilir, bu da transferini kolaylaştırır [105,106].

Ayrıca sekretom üretimi daha ekonomik olup kontrollü laboratuvar koşullarında seri üretim de mümkündür [107]. Bununla birlikte, bazı verilerin sınırlı bir hayatta kalma süresine işaret ettiği göz önüne alındığında, MSC'lerin nakil sonrası hayatta kalma süresi net değildir [23].

Bu nedenle, sekretom uygulamasına dayalı terapötik stratejiler, proteinler ve mRNA'lar dahil olmak üzere biyoaktif moleküllerdeki ve aynı zamanda yaralı dokularda onarım mekanizmalarını indüklemek için yararlı olabilen kodlayıcı olmayan RNA'daki içeriklerine dayanarak rejeneratif tıpta yararlı olabilir.

Ancak klinik uygulamalara geçmeden önce birkaç noktanın açıklığa kavuşturulması gerekmektedir. Özellikle sekretome bileşiminin, dozajının, sıklığının ve uygulama yolunun daha iyi tanımlanması gerekmektedir.

Bu bağlamda, hücre içermeyen ürünlere dayalı yeni farmasötiklerin geliştirilmesi için iyi üretim uygulamaları ile standartlaştırılmış üretim protokollerinin geliştirilmesi de gereklidir [105].

Aslında, klinik uygulama uygulamaları için sekretome standartlaştırılmış ve kullanımı kolay bir formülasyonda sunulmalıdır. Sekretom aslında kökene, hücrelere ve dokulara bağlı olarak farklılıklar gösterebilir [30].

Bu nedenle sekretom üretimini standardize etmek için kültür ortamı ve takviyelerini, kültür süresini ve kültür koşullarını tanımlamak gerekir [106].

Bu bağlamda proteom, transkriptom ve kodlamayan RNA profillerini değerlendiren büyük veri çalışmaları sekretom karakterizasyonuna yardımcı olabilir. Transkriptomu, kodlamayan RNA'yı ve proteom profilini analiz eden çalışmaların bir listesi Tablo 6'da mevcuttur.

Bununla birlikte, sekretomun verilmesinin aynı zamanda sekretomun doku onarım bölgesinden hızlı difüzyonu ve temizlenmesi endişesini de gidermesi gerekmektedir. Ayrıca, sekretom stabilitesi ve büyüme faktörlerinin ve miRNA'larının stabilitesinin, tüm dağıtım süresi boyunca fizyolojik koşullarda muhafaza edilmesi gerekir.

Bu bağlamda, uzun süreli salınım süresi, bozulmaya karşı koruma ve arttırılmış terapötik kapasite avantajlarıyla MSC'lerin sekretomunun dağıtım verimliliğini artırmak için farklı biyomateryaller geliştirilmiş ve optimize edilmiştir [108].

Formülasyonların uzun süreli stabilitesini arttırmaya yönelik diğer bir seçenek, farklı biyolojik ürünler için kullanılan dondurarak kurutma işlemidir [109,110].

5. Sonuçlar

Nöral kretten kökenleri göz önüne alındığında, dental MSC'lerin belirgin bir nöro rejeneratif potansiyele sahip olduğu gösterilmiştir. Dental MSC'den türetilen sekretom da aynı gelişmiş nöroprotektif ve nörorejeneratif özellikleri gösterir.

Hem CM hem de EV'ler, diğer MSC'lere kıyasla daha yüksek seviyelerde bile nörotrofinler ve nöroprotektif etkiye sahip moleküller içerir. Bu derlemede değerlendirilen çalışmalar, hem CM'nin hem de EV'lerin nörit büyümesini uyardığını ve nörolojik hastalıklar ve nöronal hasarın klinik öncesi modellerinde nöroprotektif etkiler gösterdiğini vurguladı.

Özellikle DPSC'lerin ve SHED'lerin sekretomları en çok çalışılanlardı ancak farklı çalışmalar aynı zamanda PDLSC ve GMSC sekretomlarının nöroprotektif etkilerini de vurguladı.

İlginç bir şekilde, bazı çalışmalar aynı zamanda dental MSC'lerden elde edilen sekretomun, nöroproteksiyon açısından BMSC'ler ve AMSC'ler gibi diğer MSC kaynaklarına kıyasla üstünlüğünü öne sürdü.

Sonuç olarak, dental MSC'lerden türetilen sekretom nörodejeneratif alanda uygulanması açısından umut verici görünmektedir ve yeni nöroprotektif tedavilerin geliştirilmesinde faydalı olabilir.

Yazar Katkıları: Kavramsallaştırma, EM; yazı-orijinal taslak hazırlama, AG; yazma-inceleme ve düzenleme, EM Tüm yazarlar yazının yayınlanmış versiyonunu okudu ve kabul etti.

Finansman: Bu çalışma, İtalya Sağlık Bakanlığı Güncel Araştırma Fonları 2021 tarafından desteklenmiştir.

Kurumsal İnceleme Kurulu Beyanı: Geçerli değil.

Bilgilendirilmiş Onam Beyanı: Geçerli değil.

Çıkar Çatışmaları: Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan etmemektedir. Fon sağlayıcının çalışmanın tasarımında hiçbir rolü yoktu; verilerin toplanması, analizi veya yorumlanmasında; Makalenin yazılmasında veya sonuçların yayınlanması kararında.

Referanslar

1. Vasanthan, J.; Gurusamy, N.; Rajasingh, S.; Sigamani, V.; Kirankumar, S.; Thomas, EL; Rajasingh, J. Rejeneratif Tedavide İnsan Mezenkimal Kök Hücrelerinin Rolü. Hücreler 2020, 10, 54. [CrossRef] [PubMed]

2. Friedenstein, AJ; Petrakova, KV; Kurolesova, AI; Frolova, GP Kemik iliğinin heterotopikliği. Osteojenik ve hematopoietik dokular için öncü hücrelerin analizi. Transplantasyon 1968, 6, 230–247. [CrossRef] [PubMed]

3. Friedenstein, AJ; Chailakhjan, RK; Lalykina, KS Kobay kemik iliği ve dalak hücrelerinin tek katmanlı kültürlerinde fibroblast kolonilerinin gelişimi. Hücre Dokusu Kinet. 1970, 3, 393–403. [ÇaprazRef]

4. Caplan, AI Mezenkimal kök hücreler. J. Orthop. Res. Kapalı. Yayın. Ortopedik. Res. Sos. 1991, 9, 641–650. [ÇaprazRef]

5. Dominici, M.; Le Blanc, K.; Mueller, I.; Slaper-Cortenbach, I.; Marini, F.; Krause, D.; Deans, R.; Keating, A.; Prockop, D.; Horwitz, E. Multipotent mezenkimal stromal hücreleri tanımlamak için minimum kriterler. Uluslararası Hücresel Terapi Derneği'nin görüş beyanı. Sitoterapi 2006, 8, 315–317. [ÇaprazRef]

6. Gronthos, S.; Mankani, M.; Brahim, J.; Robey, PG; Shi, S. Doğum sonrası insan diş özü kök hücreleri (DPSC'ler) in vitro ve in vivo.Proc. Natl. Acad. Bilim. ABD 2000, 97, 13625–13630. [CrossRef] [PubMed]

7.Li, B.; Ouchi, T.; Cao, Y.; Zhao, Z.; Men, Y. Dental Türetilmiş Mezenkimal Kök Hücreler: Son Teknoloji. Ön. Hücre Geliştirme Biyol. 2021,9, 654559. [CrossRef]

8. Egusa, H.; Sonoyama, W.; Nishimura, M.; Atsuta, I.; Akiyama, K. Diş hekimliğinde kök hücreler-bölüm I: Kök hücre kaynakları. J. Prosthodont.Res. 2012, 56, 151–165. [CrossRef] [PubMed]

9. Gan, L.; Liu, Y.; Cui, D.; Pan, Y.; Zheng, L.; Wan, M. Diş Dokusundan Türetilmiş İnsan Mezenkimal Kök Hücreleri ve Terapötik Uygulamadaki Potansiyelleri. Kök Hücreler Uluslararası 2020, 2020, 8864572. [CrossRef]

10. Yin, JY; Luo, XH; Feng, WQ; Miao, SH; Ning, TT; Lei, Q.; Jiang, T.; Ma, DD Diş kaynaklı kök hücrelerin çoklu farklılaşma potansiyeli. Dünya J. Kök Hücreler 2021, 13, 342–365. [ÇaprazRef]

11. Mayo, V.; Sawatari, Y.; Huang, CY; Garcia-Godoy, F. Sinir kretinden türetilen diş kök hücreleri – neredeyiz ve nereye gidiyoruz. J. Dent. 2014, 42, 1043–1051. [ÇaprazRef]

12.Luzuriaga, J.; Polo, Y.; Papaz-Alonso, O.; Pardo-Rodriguez, B.; Larranaga, A.; Unda, F.; Sarasua, JR; Pineda, JR; Ibarretxe, G. Dental Pulpa Kök Hücre Tabanlı Nörorejenerasyon Tedavilerinde Gelişmeler ve Perspektifler. Uluslararası J. Mol. Bilim. 2021, 22, 3546.[CrossRef]

For more information:1950477648nn@gamil.com