RU2521225C2 - Способ стимулирования регенерации спинного мозга с помощью генетически модифицированных клеток крови пуповины человека - Google Patents

Способ стимулирования регенерации спинного мозга с помощью генетически модифицированных клеток крови пуповины человека Download PDF

Info

Publication number
RU2521225C2
RU2521225C2 RU2013100684/15A RU2013100684A RU2521225C2 RU 2521225 C2 RU2521225 C2 RU 2521225C2 RU 2013100684/15 A RU2013100684/15 A RU 2013100684/15A RU 2013100684 A RU2013100684 A RU 2013100684A RU 2521225 C2 RU2521225 C2 RU 2521225C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spinal cord
cells
gdnf
gene
human umbilical
Prior art date
Application number
RU2013100684/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013100684A (ru
Inventor
Юрий Александрович Челышев
Гульнара Фердинантовна Шаймарданова
Яна Олеговна Мухамедшина
Рустем Робертович Исламов
Альберт Анатольевич Ризванов
Валерия Юрьевна Федотова
Екатерина Евгеньевна Черенкова
Валерия Владимировна Соловьева
Original Assignee
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО Казанский ГМУ Министерства здравоохранения Российской Федерации)
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) Федеральный университет" (ФГАОУВПО "Казанский (Приволжский) Федеральный университет")
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Казанский институт биохимии и биофизики Казанского научного центра Российской академии наук" (КИББ КазНЦ РАН)
Юрий Александрович Челышев
Гульнара Фердинантовна Шаймарданова
Яна Олеговна Мухамедшина
Рустем Робертович Исламов
Альберт Анатольевич Ризванов
Валерия Юрьевна Федотова
Екатерина Евгеньевна Черенкова
Валерия Владимировна Соловьева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО Казанский ГМУ Министерства здравоохранения Российской Федерации), Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) Федеральный университет" (ФГАОУВПО "Казанский (Приволжский) Федеральный университет"), Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Казанский институт биохимии и биофизики Казанского научного центра Российской академии наук" (КИББ КазНЦ РАН), Юрий Александрович Челышев, Гульнара Фердинантовна Шаймарданова, Яна Олеговна Мухамедшина, Рустем Робертович Исламов, Альберт Анатольевич Ризванов, Валерия Юрьевна Федотова, Екатерина Евгеньевна Черенкова, Валерия Владимировна Соловьева filed Critical Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО Казанский ГМУ Министерства здравоохранения Российской Федерации)
Priority to RU2013100684/15A priority Critical patent/RU2521225C2/ru
Publication of RU2013100684A publication Critical patent/RU2013100684A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2521225C2 publication Critical patent/RU2521225C2/ru

Links

Landscapes

  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области медицины. Предложен способ стимулирования посттравматической регенерации спинного мозга, заключающийся в однократной трансплантации в область повреждения мононуклеарных клеток крови пуповины человека, предварительно трансдуцированных рекомбинантным аденовирусом с клонированным геном глиального нейротрофического фактора (gdnf). Использование изобретения позволяет улучшить результаты посттравматической регенерации спинного мозга, сократить сроки пребывания больных с травмой спинного мозга в стационаре и повысить качество жизни таких больных. 1 пр.

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к методам лечения травмы спинного мозга при помощи введения в область повреждения генетически модифицированных мононуклеарных клеток крови пуповины человека, и может быть использовано в нейрохирургии и травматологии.
Способы лечения последствий нейротравмы остаются малоэффективными из-за низкого регенераторного потенциала в мозге. Повышение результативности лечения при данной патологии связывают с генно-клеточной терапией. Трансплантация клеток при экспериментальной травме спинного мозга незначительно стимулирует регенерацию и обеспечивает частичное восстановление утраченных функций. Усиление терапевтического эффекта трансплантации клеток достигают путем их генетической модификации с применением невирусных и вирусных векторов. Трансплантация таких клеток обеспечивает длительную гиперэкспрессию ключевых молекул, которые поддерживают выживание и дифференцировку нейральных клеток. При экспериментальной травме спинного мозга показано, что трансплантация генетически модифицированных клеток при помощи вирусных и плазмидных векторов с клонированными генами нейротрофических факторов, противоапоптозных молекул, молекул адгезии и других стимуляторов нейрорегенерации, оказывается более эффективной, чем трансплантация тех же нативных клеток.
Для доставки в область травматического повреждения спинного мозга терапевтических генов применяют дифференцированные, стволовые, индуцированные плюрипотентные стволовые и прогениторные клетки. Достаточно перспективными представляются клетки крови пуповины, что связано с их низкой иммуногенностью, доступностью, простотой и безопасностью получения, способностью выдерживать длительное хранение. Эти клетки интенсивно исследуют для трансплантаций при травмах мозга (Cao, F. J., S. Q. Feng. ″Human umbilical cord mesenchymal stem cells and the treatment of spinal cord injury.″ Chin Med J (Engl) 122(2). - 2009. - P.225-231; Schira, J., M. Gasis, et al. ″Significant clinical, neuropathological and behavioural recovery from acute spinal cord trauma by transplantation of a well-defined somatic stem cell from human umbilical cord blood.″ Brain 135(Pt 2). - 2012. - P.431-446). Доставка генов при помощи вирусных векторов на различных экспериментальных моделях нейродегенеративных заболеваний показало улучшение функции, что позволяет рассматривать данный метод как наиболее перспективный для направленной терапии при патологии ЦНС.
Член семейства трансформирующего фактора роста бета (TGFβ) глиальный нейротрофический фактор (англ. glial cell line-derived neurotrophic factor, GDNF) является мощным фактором поддержания жизнеспособности нейронов многих популяций, включая мотонейроны. Именно поэтому с данным нейротрофическим фактором связывают перспективы лечения неврологических расстройств.
При экспериментальной травме спинного мозга введение в область повреждения GDNF оказывает нейропротекторное действие, поддерживает экспрессию белков нейрофиламентов, пептида, связанного с кальцитониновым геном (CGRP) и связанного с ростом аксонов белка 43 (GAP-43) (Cheng, Н., J. P. Wu, et al. ″Neuroprotection of glial cell line-derived neurotrophic factor in damaged spinal cords following contusive injury.″ J Neurosci Res 69(3). - 2002. - P.397-405). В комбинации с трансплантацией шванновских клеток GDNF сдерживает выработку астроцитами молекул-ингибиторов роста аксонов, что приводит к уменьшению тормозящего влияния глиального рубца на регенерацию нервных волокон (Deng, L.-X., J. Нu, et al. ″GDNF modifies reactive astrogliosis allowing robust axonal regeneration through Schwann cell-seeded guidance channels after spinal cord injury.″ Experimental neurology 229(2). - 2011. - P.238-250). Многие молекулы, вырабатываемые GFAP-иммунопозитивными астроцитами, оказывают нейротрофическое влияние, а сами астроциты формируют потенциальное пространство для роста аксонов. Приведенные результаты легли в основу концепции о поддерживающем рост аксонов фенотипе GFAP-иммунопозитивных астроцитов (growth-supportive phenotype) (White, R. E., M. Rao, et al. (2011). ″Transforming growth factor alpha transforms astrocytes to a growth-supportive phenotype after spinal cord injury.″ J Neurosci 31(42): 15173-15187). GDNF оказывает прямое стимулирующее влияние на рост аксонов при травме спинного мозга, стимулирует их миелинизацию, уменьшает апоптоз и дегенерацию ткани (Iannotti, С., Н. Li, et al. ″Glial cell line-derived neurotrophic factor-enriched bridging transplants promote propriospinal axonal regeneration and enhance myelination after spinal cord injury.″ Exp Neurol 183(2). 2003. - P.379-393). При экспериментальной травме спинного мозга не только локальное, но также и системное применение GDNF сдерживает развитие патологических проявлений (Као, С.-Н., S.-H. Chen, et al. ″Exogenous administration of glial cell line-derived neurotrophic factor improves recovery after spinal cord injury.″ Resuscitation 77(3). - 2008. - P.395-400). При этом GDNF способствует увеличению количества и калибра регенерирующих аксонов, а также стимулирует рост аксонов в культуре нейронов спинального ганглия (Zhang, L., Z. Ma, et al. ″GDNF-enhanced axonal regeneration and myelination following spinal cord injury is mediated by primary effects on neurons.″ Glia 57(11). - 2009. - P.1178-1191).
Известен способ стимулирования посттравматической регенерации спинного мозга путем доставки в область повреждения не самого нейротрофичского фактора, а его гена. В эксперименте с травмой спинного мозга было показано улучшение функциональных и структурных показателей при локальной доставке гена gdnf в составе плазмидного вектора при помощи катионных липосом (Lu, К. W., Z. Y. Chen, et al. ″Protective effect of liposome-mediated glial cell line-derived neurotrophic factor gene transfer in vivo on motoneurons following spinal cord injury in rats.″ Chin J Traumatol 7(5). - 2004. - P.275-279), наночастиц биорастворимого полимера (Wang, Y.-C., Y.-T. Wu, et al. ″Sustained intraspinal delivery of neurotrophic factor encapsulated in biodegradable nanoparticles following contusive spinal cord injury.″ Biomaterials 29(34). - 2008. - P.4546-4553) или в комплексе с антителами против рецепторов нейротрофических факторов (Barati, S., P. R. Hurtado, et al. ″GDNF gene delivery via the p75(NTR) receptor rescues injured motor neurons.″ Exp Neurol 202(1). - 2006. - P.179-188). По сравнению с невирусными векторами вирусные векторы обладают большей трансфекционной активностью. Инъекция в область травматического повреждения спинного мозга генетической конструкции на основе вируса простого герпеса с геном gdnf улучшает восстановление функции (Natsume, A., D. Wolfe, et al. ″Enhanced functional recovery after proximal nerve root injury by vector-mediated gene transfer.″ Exp Neurol 184(2). - 2003. - P.878-886). Локальная доставка в область травмы спинного мозга того же гена при помощи аденовирусного вектора предотвращает ретроградную атрофию кортикоспинальных мотонейронов и стимулирует восстановление двигательной функции (Tang, X.-Q., Y. Wang, et al. ″Adenovirus-mediated delivery of GDNF ameliorates corticospinal neuronal atrophy and motor function deficits in rats with spinal cord injury.″ Neuroreport 15(3). - 2004. - P.425-429). Инъекция трансгена позволяет трансфицировать клетки, локализация которых ограничена достаточно узкой областью введения. Между тем при травме спинного мозга в патологический процесс вовлекается обширная область, прилегающая к эпицентру травмы. Поэтому для наиболее полного проявления терапевтического действия вводимого гена необходимо обеспечить его присутствие не только в эпицентре травматического повреждения, но и в прилегающих областях, как правило, достаточно удаленных от этой зоны. Для решения этой задачи наиболее перспективным подходом представляется доставка терапевтических генов на клеточных носителях. Многочисленными экспериментальными исследованиями установлено, что трансплантация трансфицированных клеток, несущих трансген, оказывает стимулирующее влияние на посттравматическую регенерацию спинного мозга. Доставку гена gdnf при помощи трансдуцированных ретровирусом фибробластов в область полной перерезки или дорсальной гемисекции спинного мозга крысы осуществили крысам (Blesch, А., М. Н. Tuszynski. ″Cellular GDNF delivery promotes growth of motor and dorsal column sensory axons after partial and complete spinal cord transections and induces remyelination.″ J Comp Neurol 467(3). - 2003. - P.403-417), у которых удалось выявить признаки регенерации нервных волокон и их ремиелинизацию. Однако при этом волокна не прорастали через область повреждения и не восстанавливали связи с клетками-мишенями, что не приводило к улучшению двигательной или чувствительной функции. Клеточно-опосредованная доставка гена gdnf осуществлена в область полной перерезки спинного мозга крысы в грудном отделе путем трансплантации трансфицированных глиальных клеток обонятельных структур (Yan, Н. В., Z. М. Zhang, et al. ″The repair of acute spinal cord injury in rats by olfactory ensheathing cells graft modified by glia cell line-derived neurotrophic factor gene in combination with the injection of monoclonal antibody IN-1.″ Zhonghua Wai Ke Za Zhi 47(23). - 2009. - P.1817-1820). При сравнении групп животных с трансплантацией трансфицированных и нативных клеток авторам удалось показать устойчивое прорастание регенерирующих волокон через область разрыва только в первом случае, что сопровождалось улучшением восстановления двигательной функции.
Трансплантация клеток крови пуповины человека при травме спинного мозга сдерживает воспалительную реакцию, оказывает нейротрофическое действие, стимулирует неоваскуляризацию (Chen, С. Т., N. Н. Foo, et al. ″Infusion of human umbilical cord blood cells ameliorates hind limb dysfunction in experimental spinal cord injury through anti-inflammatory, vasculogenic and neurotrophic mechanisms.″ Pediatr Neonatol 49(3). - 2008. - P.77-83), снижает экспрессию проапоптозных генов и поддерживает выживание нейронов (Dasari, V. R., К. К. Veeravalli, et al. ″Neuronal apoptosis is inhibited by cord blood stem cells after spinal cord injury ″ J. Neurotrauma 26(11). - 2009. - P.2057-2069). На ряде экспериментальных моделей установлено, что клетки крови пуповины, вырабатывая колониестимулирующий фактор 1, тромбопоэтин и интерлейкин-11, обладают иммуномодулирующим действием (Suen, Y., S. М. Lee, et al. ″Decreased macrophage colony-stimulating factor mRNA expression from activated cord versus adult mononuclear cells: altered posttranscriptional stability.″ Blood 84(12). - 1994. - P.4269-4277; Taguchi, A., T. Soma, et al. ″Administration of CD34+ cells after stroke enhances neurogenesis via angiogenesis in a mouse model.″ J Clin Invest 114(3). - 2004. - P.330-338; Vendrame, M., J. Cassady, et al. ″Infusion of human umbilical cord blood cells in a rat model of stroke dose-dependently rescues behavioral deficits and reduces infarct volume.″ Stroke 35(10). - 2004. - P.2390-2395). Согласно нашим данным трансплантация этих клеток, трансфицированных плазмидой с генами нейротрофических факторов, в область травмы спинного мозга крысы оказывает выраженное стимулирующее влияние на нейрорегенерацию (Шаймарданова Г.Ф., Мухамедшина Я.О. и др. ″Эффект трансплантации в область травматического повреждения спинного мозга крысы мононуклеарных клеток крови пуповины человека, рекомбинантные гены VEGF и FGF2.″ Ж. Морфология 142(4). - 2012. - Р.31-36).
Близким к заявленному изобретению является способ стимулирования посттравматической регенерации спинного мозга, примененный в исследовании (Yan, Н. В., Z. М. Zhang, et al. ″The repair of acute spinal cord injury in rats by olfactory ensheathing cells graft modified by glia cell line-derived neurotrophic factor gene in combination with the injection of monoclonal antibody IN-1.″ Zhonghua Wai Ke Za Zhi 47(23). - 2009. - P.1817- 1820), согласно которому выделенные из организма глиальные клетки обонятельных структур трансфицировали in vitro лентивирусным вектором с геном gdnf. Эти клетки трансплантировали крысам в область повреждения сразу после полной перерезки спинного мозга в грудном отделе. При помощи поведенческого теста «ВВВ» показано более выраженное восстановление двигательной функции, чем у животных с той же травмой, но без введения клеток, а также у животных с той же травмой, но с введением нетрансфицированных тех же клеток. Примененный в исследовании способ клеточно-опосредованной доставки гена gdnf имеет следующие недостатки:
• способ доставки гена gdnf при помощи лентивирусного вектора, по сравнению с применением других наиболее исследованных вирусных векторов, таких как вирус простого герпеса, аденовирус, адено-ассоциированный вирус, является наименее безопасным с точки зрения неконтролируемой дифференцировки трансплантированных клеток и онкогенности;
• примененные в качестве носителей трансгена глиальные клетки обонятельных структур, как и шванновские клетки, характеризуются низким миграционным потенциалом, что ограничивает доставку терапевтического гена в ткань-мишень, расположенную на удалении от эпицентра травматического повреждения;
• глиальные клетки обонятельных структур, как и шванновские клетки, по сравнению со стволовыми клетками и ранними клетками-предшественницами характеризуются слабым выживанием, что снижает длительность терапевтического действия доставляемых с ними генов.
Задачей заявляемого способа является стимулирование посттравматической регенерации спинного мозга путем трансплантации в область повреждения мононуклеарных клеток крови пуповины человека, трансдуцированных рекомбинантным репликационно-дефектным аденовирусом, несущим ген глиального нейротрофического фактора (gdnf), что позволит преодолеть вышеупомянутые недостатки ближайшего аналога изобретения и обеспечить достижение нового технического результата, а именно:
• обеспечить более полное восстановление структур спинного мозга, ответственных за выполнение двигательной и чувствительной функции;
• сократить сроки пребывания больных с травмой спинного мозга в стационаре и повысить качество жизни больных данного контингента.
Поставленная задача решается способом стимулирования посттравматической регенерации спинного мозга путем однократной трансплантации тотчас после повреждения мононуклеарных клеток крови пуповины человека, трансдуцированных рекомбинантным аденовирусом с клонированным геном глиального нейротрофического фактора (gdnf).
Исследования эффективности генно-клеточной терапии при травме спинного мозга в условиях трансплантации в область повреждения трансдуцированных рекомбинантным аденовирусом мононуклеарных клеток крови пуповины в качестве носителей клонированного терапевтического гена глиального нейротрофического фактора (gdnf) в доступных заявителю источниках информации не выявлены.
Сущность заявленного технического решения заключается в стимулировании посттравматической регенерации спинного мозга путем однократной трансплантации в область повреждения мононуклеарных клеток крови пуповины человека, предварительно трансдуцированных рекомбинантным аденовирусом с клонированным геном глиального нейротрофического фактора (gdnf).
Заявляемый способ выполняют по известной последовательности этапов. Для создания рекомбинантного аденовируса использован экспрессионный плазмидный вектор pAd/CMV/V5-DEST (Invitrogen, Catalog #V493-20, США), в который клонирован ген gdnf по технологии Gateway® (Invitrogen, США) с помощью реакции LR-рекомбинации (реакция основана на сайт-специфической рекомбинационной системе фага λ). Полученная таким образом рекомбинантная плазмида, кодирующая аденовирусный геном со вставкой гена gdnf (pAd-GDNF), позволяет получить рекомбинантный аденовирус, содержащий необходимый трансген. С помощью рестрикции ферментом Pad была получена линейная плазмида pAd-GDNF, которой трансфицировали клетки НЕК-293А (Invitrogen, Catalog #R705-07, США) для сборки и репликации аденовируса. Расщепление вектора способствует взаимодействию левого и правого инвертированных концевых повторов и удалению бактериальных последовательностей (а именно участка начала репликации pUC и гена устойчивости к ампициллину). Сборка и репликация рекомбинантного аденовируса происходит в клетках линии НЕК-293А - иммортализированная линия первичных эмбриональных клеток почки человека, трансформированных фрагментами ДНК аденовируса серотипа 5. Клеточная линия содержит стабильно интегрированную в геном копию гена e1, который экспрессирует белки E1 (Е1а и E1b), необходимые для получения рекомбинантного аденовируса. После получения неочищенного вирусного лизата для повышения вирусного титра проводили амплификацию аденовируса Ad5-GDNF в клетках НЕК-293А. Через 2 дня после заражения в культуре клеток наблюдался цитопатический эффект, что указывает на то, что клетки продуцируют вирусные частицы. Пуповинную кровь забирали после получения информированного согласия беременной и дородового скрининга на наличие противопоказаний к донорству крови. Мононуклеарные клетки крови пуповины человека получали методом седиментации в градиенте плотности фиколла (Hawley, Hawley et al. 2004). После выделения мононуклеарные клетки пуповины крови человека высевали в количестве 2×107 клеток в 10 см культуральные чашки для суспензионных клеток (″Jet Biofil″) в среде Игла, модифицированной Дульбекко (DMEM) и содержащей 10% сыворотки крови плодов коровы (FBS).
Клетки трансдуцировали добавлением 100 мкл рекомбинантного аденовируса Ad5-GDNF (8×108 БОЕ/мл) на 10 см культуральную чашку. После трансдукции клетки инкубировали в течение суток при 37°С во влажной атмосфере, содержащей 5% СO2. Клетки концентрировали ценрифугированием и очищали от культуральной среды промывкой в растворе Dulbecco (DPBS) без ионов Са2+ и Mg2+. Отмытые клетки ресуспензировали в DPBS и в камере Горяева оценивали их количество и жизнеспособность после окраски трипановым синим. Далее генетически модифицированные клетки использовали для трансплантации в область повреждения крысам с моделью контузионной травмы спинного мозга.
Заявленный способ стимулирования регенерации спинного мозга путем трансплантации трансдуцированных рекомбинантным аденовирусом с геном gdnf мононуклеарных клеток крови пуповины человека был изучен на лабораторных крысах и детально описан в следующих примерах.
Эксперименты проведены на белых крысах-самцах весом 150-200 г в соответствии с требованиями локального этического комитета при ГОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет». Животных содержали в пластмассовых клетках при температуре 18-20°С со свободным доступом к воде и пище. Хирургические манипуляции на крысах проводили после их наркотизирования путем внутрибрюшинной инъекции хлоралгидрата (Sigma) (80 мг/мл, 0,4 мл на 100 г).
На модели дозированной контузионной травмы спинного мозга крысы изучено влияние на нейрорегенерацию трансплантации в область повреждения мононуклеарных клеток крови пуповины человека, трансдуцированных рекомбинантным аденовирусом с геном глиального нейротрофического фактора (gdnf). Крысам под наркозом на уровне восьмого сегмента спинного мозга после ламинэктомии наносили дозированную контузионную травму вертикально падающим металлическим стержнем весом 10 г с высоты 25 мм. Тотчас после ненесения травмы в две точки на расстоянии 1 мм ростральнее и каудальнее от эпицентра травмы и на 0,5 мм латеральнее срединной линии при помощи гамильтоновского шприца инъецировали предварительно трансдуцированные рекомбинантным аденовирусом с геном gdnf мононуклеарные клетки крови пуповины человека по 1 млн клеток в 5 мкл DPBS (фосфатно-солевой буфер Dulbecco, стерильный, без ионов Са2+ и Mg2+, БиолоТ, Россия) в каждую точку. Животным контрольной группы в аналогичных условиях эксперимента вводили те же клетки, трансфицированные аденовирусным вектором с геном зеленого флуоресцентного белка (egfp).
Для оценки эффективности восстановления двигательной функции использовали поведенческий тест в открытом поле «ВВВ» (Basso, D. М., М. S. Beattie, J. С. Bresnahan. ″A sensitive and reliable locomotor rating scale for open field testing in rats.″ Journal of Neurotrauma 12. - 1995. - P.1-21).
Ha 30 сутки после нанесения контузионной травмы выделяли спинной мозг. На криостатных поперечных срезах спинного мозга на расстоянии 1,5 см от эпицентра травмы проводили иммунофлуоресцентную реакцию. Для идентификации антигена срезы инкубировали с первичными антителами против глиального фибриллярного кислого белка (GFAP, Santa Cruz, 1:200) в течение суток при 4°С, промывали в фосфатно-солевом буфере и затем инкубировали со вторичными антителами, конъюгированными с флуоресцентным красителем anti-mouse Alexa 647 (Invitrogen, 1:200) в течение 2 часов при комнатной температуре. Для визуализации ядер клеток срезы дополнительно окрашивали в течение 10 минут при комнатной температуре 4′,6-диамидино-2-фенилиндолом (DAPI, 10 мкг/мл в фосфатном буфере, Sigma). Окрашенные срезы заключали в среду, поддерживающую флуоресценцию, и изучали при помощи конфокального сканирующего микроскопа LSM 510-Meta (Carl Zeiss).
1. Тестирование двигательной функции при помощи поведенческого теста «ВВВ»
Показатель восстановления двигательной функции (ВВВ) при трансплантации в область повреждения спинного мозга мононуклеарных клеток крови пуповины человека, трансдуцированных рекомбинантным аденовирусом с терапевтическим геном gdnf возрастает на 58% (Р<0,05) при сравнении с соответствующим показателем у животных контрольной группы с введением тех же клеток, трансфицированных геном зеленого флуоресцентного белка (egfp). На сроке 9, 11 и 13 суток показатель ВВВ в опытной группе по сравнению с контрольной соответственно возрастает на 62,7%, 59,5% и 53,5%.
2. Иммуногистохимическое исследование спинного мозга
К 30 суткам после контузионной травмы спинного мозга крысы и введения в область повреждения мононуклеарных клеток крови пуповины человека, трансдуцированных рекомбинантным аденовирусом с генами gdnf (опытная группа) и egfp (контрольная группа), в белом и сером веществе обнаружены GFAP+-клетки. В опытной группе в белом веществе (вентро-медиальная часть переднего канатика и латеральная часть бокового канатика) на расстоянии 0,5 см от эпицентра травмы в каудальном направлении популяция GFAP+-клеток в 2 раза превышает аналогичную в контрольной группе.
Таким образом, результаты исследования свидетельствуют о том, что заявляемый способ локальной доставки терапевтического гена глиального нейротрофического фактора (gdnf) в область травмы спинного мозга позволяет эффективно стимулировать посттравматическую регенерацию спинного мозга, что проявляется в виде улучшения показателей восстановления функции и увеличения количества реактивных астроцитов, существенно необходимых для протекания процесса нейрорегенерации. Выявленное нами в результате проведения генно-клеточной терапии увеличение количества GFAP+-астроцитов следует рассматривать как позитивный фактор стимулирования нейрорегенерации. Этот вывод основан на известном представлении о роли реактивных астроцитов, которые оказывают антиоксидантное и цитопротекторное действие на нейроны и мелинобразующие олигодендроциты, в том числе путем увеличения экспрессии мембранного транспортера глутамата и снижения содержания этого возбуждающего нейромедиатора во внеклеточном пространстве (Lepore, А. С, J. O′Donnell, et al. ″Reduction in expression of the astrocyte glutamate transporter, GLT1, worsens functional and histological outcomes following traumatic spinal cord injury.″ Glia. -2011).
Заявителем впервые:
- применен способ локальной доставки в область травматического повреждения спинного мозга терапевтического гена глиального нейротрофического фактора (gdnf) при помощи мононуклеарных клеток крови пуповины человека, трансдуцировванных рекомбинантным аденовирусом с упомянутым клонированным геном;
- показано стимулирующее влияние генно-клеточной терапии, сочетающей доставку в область повреждения мононуклеарных клеток крови пуповины человека, обладающих собственным терапевтическим действием, и клонированного гена gdnf на посттравматическое восстановление структуры и функции спинного мозга.
Использование заявляемого способа стимулирования посттравматической регенерации спинного мозга методом трансплантации мононуклеарных клеток крови пуповины человека, трансдуцированных рекомбинантным аденовирусом с клонированным геном глиального нейротрофического фактора (gdnf), позволяет:
- улучшить результаты посттравматической регенерации спинного мозга в виде более полного восстановления структуры и функции органа;
- сократить сроки пребывания больных с травмой спинного мозга в стационаре и повысить качество жизни больных данного контингента.

Claims (1)

  1. Способ стимулирования посттравматической регенерации спинного мозга, заключающийся в однократной трансплантации в область повреждения мононуклеарных клеток крови пуповины человека, предварительно трансдуцированных рекомбинантным аденовирусом с клонированным геном глиального нейротрофического фактора (gdnf).
RU2013100684/15A 2013-01-09 2013-01-09 Способ стимулирования регенерации спинного мозга с помощью генетически модифицированных клеток крови пуповины человека RU2521225C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013100684/15A RU2521225C2 (ru) 2013-01-09 2013-01-09 Способ стимулирования регенерации спинного мозга с помощью генетически модифицированных клеток крови пуповины человека

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013100684/15A RU2521225C2 (ru) 2013-01-09 2013-01-09 Способ стимулирования регенерации спинного мозга с помощью генетически модифицированных клеток крови пуповины человека

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013100684A RU2013100684A (ru) 2013-05-27
RU2521225C2 true RU2521225C2 (ru) 2014-06-27

Family

ID=48789255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013100684/15A RU2521225C2 (ru) 2013-01-09 2013-01-09 Способ стимулирования регенерации спинного мозга с помощью генетически модифицированных клеток крови пуповины человека

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2521225C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758760C1 (ru) * 2021-01-22 2021-11-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский Государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации Способ лечения травматического повреждения спинного мозга

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050118632A1 (en) * 2003-11-06 2005-06-02 Jian Chen Polynucleotides and polypeptides encoding a novel metalloprotease, Protease-40b
RU2283119C1 (ru) * 2005-03-29 2006-09-10 Андрей Степанович БРЮХОВЕЦКИЙ Препарат аутологичных гемопоэтических стволовых клеток, способ его получения, криоконсервации и использования для лечения травматической болезни центральной нервной системы

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050118632A1 (en) * 2003-11-06 2005-06-02 Jian Chen Polynucleotides and polypeptides encoding a novel metalloprotease, Protease-40b
RU2283119C1 (ru) * 2005-03-29 2006-09-10 Андрей Степанович БРЮХОВЕЦКИЙ Препарат аутологичных гемопоэтических стволовых клеток, способ его получения, криоконсервации и использования для лечения травматической болезни центральной нервной системы

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KUH S.U. et al. Functional recovery after human umbilical cord blood cells transplantation with brain-derived neutrophic factor into the spinal cord injured rat. Acta Neurochir (Wien). 2005 Sep. Epub 2005 Jul 11; 147(9): 985-992. *
TAI M.H. et al. Gene transfer of glial cell line-derived neurotrophic factor promotes functional recovery following spinal cord contusion. Exp Neurol. 2003 Oct; 183(2): 508-515. CHOU A.K. et al. Intrathecal gene delivery of glial cell line-derived neurotrophic factor ameliorated paraplegia in rats after spinal ischemia. Brain Res Mol Brain Res. 2005 Feb 18; 133(2): 198-207. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758760C1 (ru) * 2021-01-22 2021-11-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский Государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации Способ лечения травматического повреждения спинного мозга

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013100684A (ru) 2013-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mukhamedshina et al. Adipose-derived mesenchymal stem cell application combined with fibrin matrix promotes structural and functional recovery following spinal cord injury in rats
Wang et al. Transplantation of neurotrophin-3-expressing bone mesenchymal stem cells improves recovery in a rat model of spinal cord injury
Ban et al. Combination of activated Schwann cells with bone mesenchymal stem cells: the best cell strategy for repair after spinal cord injury in rats
Bahat-Stroomza et al. Induction of adult human bone marrow mesenchymal stromal cells into functional astrocyte-like cells: potential for restorative treatment in Parkinson’s disease
van Velthoven et al. Regeneration of the ischemic brain by engineered stem cells: fuelling endogenous repair processes
JP2010209074A5 (ru)
Ou et al. Intravenous infusion of GDNF gene-modified human umbilical cord blood CD34+ cells protects against cerebral ischemic injury in spontaneously hypertensive rats
Izmailov et al. Spinal cord molecular and cellular changes induced by adenoviral vector-and cell-mediated triple gene therapy after severe contusion
Amano et al. Tumoricidal bystander effect in the suicide gene therapy using mesenchymal stem cells does not injure normal brain tissues
RU2745300C2 (ru) Клетки нервной системы, экспрессирующие e4orf1 аденовируса, и способы их получения и применения
Gao et al. Interleukin-10 genetically modified clinical-grade mesenchymal stromal cells markedly reinforced functional recovery after spinal cord injury via directing alternative activation of macrophages
KR20180053646A (ko) Ets 전사 인자를 발현하는 조작된 내피 세포
Kim et al. Overexpression of pigment epithelium-derived factor in placenta-derived mesenchymal stem cells promotes mitochondrial biogenesis in retinal cells
Ye et al. Transplantation of bone marrow stromal cells containing the neurturin gene in rat model of Parkinson’s disease
Park et al. Restorative benefits of transplanting human mesenchymal stromal cells overexpressing arginine decarboxylase genes after spinal cord injury
Zheng et al. Expression of peptide NAP in rat retinal Müller cells prevents hypoxia-induced retinal injuries and promotes retinal neurons growth
US20210155663A1 (en) Mesenchymal stem cells expressing brain-derived neurotrophic factor and use thereof
Fan et al. Enhancement of angiogenic effect of co-transfection human NGF and VEGF genes in rat bone marrow mesenchymal stem cells
Xie et al. Co-transplantation of MRF-overexpressing oligodendrocyte precursor cells and Schwann cells promotes recovery in rat after spinal cord injury
RU2521225C2 (ru) Способ стимулирования регенерации спинного мозга с помощью генетически модифицированных клеток крови пуповины человека
JP7165979B2 (ja) 骨格筋細胞及びその誘導方法
Richard et al. Electroporation-based gene transfer for efficient transfection of neural precursor cells
EP4265270A1 (en) Neuron activator
EP4151724A1 (en) Method for inducing glial cells transdifferentiation into functional neurons, and application thereof
JP2023540130A (ja) リプログラミング用機能性断片、組み合わせ、およびその用途