RU2774350C2 - Method for obtaining biomedical cell product for treatment of oncological, neurodegenerative and autoimmune diseases - Google Patents

Method for obtaining biomedical cell product for treatment of oncological, neurodegenerative and autoimmune diseases Download PDF

Info

Publication number
RU2774350C2
RU2774350C2 RU2019136154A RU2019136154A RU2774350C2 RU 2774350 C2 RU2774350 C2 RU 2774350C2 RU 2019136154 A RU2019136154 A RU 2019136154A RU 2019136154 A RU2019136154 A RU 2019136154A RU 2774350 C2 RU2774350 C2 RU 2774350C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cells
cell
hscs
hsc
xen
Prior art date
Application number
RU2019136154A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019136154A3 (en
RU2019136154A (en
Inventor
Андрей Степанович БРЮХОВЕЦКИЙ
Алексей Валерьевич Карнаухов
Original Assignee
Андрей Степанович БРЮХОВЕЦКИЙ
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Степанович БРЮХОВЕЦКИЙ filed Critical Андрей Степанович БРЮХОВЕЦКИЙ
Priority to RU2019136154A priority Critical patent/RU2774350C2/en
Publication of RU2019136154A3 publication Critical patent/RU2019136154A3/ru
Publication of RU2019136154A publication Critical patent/RU2019136154A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2774350C2 publication Critical patent/RU2774350C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: cell biology.
SUBSTANCE: present invention relates to the field of cell biology and medicine, in particular to a method for obtaining a biomedical cellular product for the treatment of oncological, neurodegenerative, autoimmune and endocrine diseases and a product obtained by this method. To implement the method, first, an autologous mononuclear leukoconcentrate (MNC LC) is obtained from the bone marrow or from peripheral blood. After that, a line of autologous hematopoietic stem cells (HSC) or hematopoietic progenitor cells (HPC) with CD34+, CD45+, HLA DR+ markers is obtained. Next, a line of disease-intact autologous regional mesenchymal stem cells (MSCs) or somatic cells is obtained and their cell mass is increased. At the next stage, reprogramming of said MSCs or somatic cells into XEN-like pluripotent cells is carried out. Then, cell-engineering homotopic replacement of HSC and/or HPC nuclei with nuclei of XEN-like cells or whole XEN-like cells is carried out. At the last stage, the reduced HSC and/or HSC are combined with MNC LC.
EFFECT: invention makes it possible to restore the sanogenetic regulatory and regenerative potential of damaged own HSCs and provide them with the necessary and sufficient amount in the body.
7 cl, 4 dwg, 4 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области физиологии и медицины, и в частности, к онкологии, иммунологии, неврологии и геронтологии. Изобретение применяется для лечения рака и других злокачественных новообразований (ЗНО), нейродегенеративных, аутоиммунных и геронтологических заболеваний, а также для продления жизни млекопитающих и человека путем терапии аутологичным биомедицинским клеточным продуктом (БМКП).The invention relates to the field of physiology and medicine, and in particular to oncology, immunology, neurology and gerontology. The invention is used for the treatment of cancer and other malignant neoplasms (MNT), neurodegenerative, autoimmune and gerontological diseases, as well as for prolonging the life of mammals and humans by therapy with an autologous biomedical cell product (BMCP).

Уровень техникиState of the art

На основе хорошо известных знаний и существующих биомедицинских технологий иммунологии, онкологии, неврологии, трансплантологии, клеточной биологии, молекулярной биологии и клеточной инженерии настоящее изобретение, исходя из нового теоретического понимания неразрешимой научной проблемы формирования канцерогенеза, нейродегенерации и аутоиммунного процесса, предлагает принципиально новый и достаточно универсальный методологический и научно-практический подход в лечении основных фатальных болезней цивилизации (рак и другие злокачественные заболевания, болезнь Альцгеймера, деменция, болезнь Паркинсона, сахарный диабет 1-го типа, миокардиодистрофия, системная красная волчанка, ревматизм, рассеянный склероз и другие), а также обеспечивает получение принципиально нового и выдающегося результата в персонализированной медицине и науках о жизни, основываясь на имеющихся и новых постгеномных знаниях о гемопоэтической стволовой клетке человека.Based on the well-known knowledge and existing biomedical technologies of immunology, oncology, neurology, transplantology, cell biology, molecular biology and cell engineering, the present invention, based on a new theoretical understanding of the insoluble scientific problem of the formation of carcinogenesis, neurodegeneration and autoimmune process, offers a fundamentally new and fairly universal methodological and scientific-practical approach in the treatment of major fatal diseases of civilization (cancer and other malignant diseases, Alzheimer's disease, dementia, Parkinson's disease, type 1 diabetes mellitus, myocardial dystrophy, systemic lupus erythematosus, rheumatism, multiple sclerosis and others), as well as provides a fundamentally new and outstanding result in personalized medicine and life sciences, based on existing and new post-genomic knowledge about the human hematopoietic stem cell.

Известно, что иммунная система человека в норме является «дирижером» и «аранжировщиком» всех процессов регуляции, системной и локальной регенерации и саногенеза органов и тканей человека (Селедцов В.И., 2019). Она располагает всем необходимым спектром гуморальных факторов и клеточных инструментов для регуляции этих процессов. Это концептуальное положение в полной мере можно отнести к процессам регенерации и восстановления нервной ткани головного и спинного мозга человека при болезни поврежденного мозга, нейродегенеративных и аутоиммунных процессах и онкологических заболеваниях (Брюховецкий А.С., 2016). Роль иммунной системы в биологии рака и механизмах канцерогенеза при других злокачественных опухолях, а также при нейродегенеративных процессах является центральной и определяющей (Брюховецкий А.С., Хотимченко Ю.С., 2019).It is known that the human immune system is normally a “conductor” and “arranger” of all regulatory processes, systemic and local regeneration and sanogenesis of human organs and tissues (Seledtsov V.I., 2019). It has all the necessary range of humoral factors and cellular tools to regulate these processes. This conceptual position can be fully attributed to the processes of regeneration and restoration of the nervous tissue of the human brain and spinal cord in case of damaged brain disease, neurodegenerative and autoimmune processes, and oncological diseases (Bryukhovetsky A.S., 2016). The role of the immune system in the biology of cancer and the mechanisms of carcinogenesis in other malignant tumors, as well as in neurodegenerative processes, is central and decisive (Bryukhovetsky A.S., Khotimchenko Yu.S., 2019).

Собственные иммунокомпетентные клетки (ИКК) иммунной системы человека абсолютно по-разному повреждаются в своей генетической и постгеномной эпигенетической структуре, а также по-разному функционально страдают при различных заболеваниях, и это по-разному проявляется нарушениями их эффекторных функций и многообразными клиническими проявлениями. Во всех случаях аутоиммунных, нейродегенеративных и онкологических заболеваний всегда выявляются различные генетические поломки, нарушения транскриптомного и белкового обмена и тяжелейшие метаболомные нарушения. Но они каждый раз разные и зависят в каждом конкретном случает от особенностей патогенеза болезни, топической локализации болезни, состояния больного в момент действия этиопатогенетических факторов и еще от целого ряда причин, которые мы не знаем или не учитываем. Например, в случаях онкологического процесса киллерные ИКК врожденного иммунитета, такие как NK-клетки, NKT-клетки, ϒδТ-клетки, цитотоксические лимфоциты крови перестают уничтожать опухолевые клетки (ОК), становятся абсолютно толерантны к опухолевым антигенам и трансформированным ОК и вместо выполнения генетически и эпигенетически детерминированных функций элиминации ОК, перестают их распознавать и уничтожать. Ведущие онкологи и онкоиммунологи страны считают, что ОК легко уклоняются от уничтожения клеточными системами врожденного иммунитета (Кадагидзе З.Г., 2017; Гривцова Л.Ю., Тупицын Н.Н., 2017), но на самом деле это именно ИКК перестают реагировать на ОК на молекулярно-биологическом уровне, так как получили транскриптомную и протеомную модификацию генома и эпигенома и всех своих внутриклеточных сигнальных путей под воздействием горизонтального и вертикального обмена опухолеспецифическими белками (ОСБ) из ОК, которые привели к информационному перепрограммированию их генетически детерминированных транскриптомных алгоритмов киллерных функций (Брюховецкий А.С., 2014; Bryukhovetskiy A.S., 2019). Подобные трансформации в результате канцерогенеза происходят и с ИКК приобретенного иммунитета. Так, макрофаги и дендритные клетки, которые должны уничтожать ОК, презентировать на своей поверхности опухолевые антигены и инструктировать цитоксические Т-лимфоциты, как уничтожать ОК, также перестают выполнять свои эффекторные функции, что приводит к их иммунотолерантности к ОК и беспрепятственному росту опухоли. Именно недостаточность иммунной системы, проявляющаяся гипореактивностью или ареактивностью ИКК врожденного и приобретенного иммунитета становится основной причиной беспрепятственного роста опухоли.Intrinsic immunocompetent cells (ICCs) of the human immune system are damaged in their genetic and postgenomic epigenetic structure in absolutely different ways, and also functionally suffer in different ways in various diseases, and this manifests itself in different ways in violations of their effector functions and diverse clinical manifestations. In all cases of autoimmune, neurodegenerative and oncological diseases, various genetic breakdowns, disorders of transcriptomic and protein metabolism, and severe metabolomic disorders are always detected. But they are different each time and depend in each case on the characteristics of the pathogenesis of the disease, the topical localization of the disease, the patient's condition at the time of the action of etiopathogenetic factors, and on a number of other reasons that we do not know or do not take into account. For example, in cases of oncological process, killer IKCs of innate immunity, such as NK cells, NKT cells, ϒδT cells, cytotoxic blood lymphocytes stop destroying tumor cells (TC), become absolutely tolerant to tumor antigens and transformed TC, and instead of performing genetically and epigenetically determined functions of elimination of OK, cease to recognize and destroy them. Leading oncologists and oncoimmunologists of the country believe that TCs easily evade the destruction of innate immunity by cellular systems (Kadagidze Z.G., 2017; Grivtsova L.Yu., Tupitsyn N.N., 2017), but in fact it is the ICCs that stop responding on TC at the molecular biological level, as they received transcriptomic and proteomic modification of the genome and epigenome and all their intracellular signaling pathways under the influence of horizontal and vertical exchange of tumor-specific proteins (RSP) from TC, which led to informational reprogramming of their genetically determined transcriptomic algorithms of killer functions (Bryukhovetskiy A.S., 2014; Bryukhovetskiy A.S., 2019). Similar transformations as a result of carcinogenesis occur with IKC of acquired immunity. Thus, macrophages and dendritic cells, which should destroy TCs, present tumor antigens on their surface, and instruct cytotoxic T-lymphocytes how to destroy TCs, also cease to perform their effector functions, which leads to their immunotolerance to TCs and unhindered tumor growth. It is the insufficiency of the immune system, manifested by hyporeactivity or unreactivity of the ICC of innate and acquired immunity, that becomes the main reason for the unimpeded growth of the tumor.

При аутоиммунных и нейродегенеративных процессах идут абсолютно противоположные молекулярно-биологические процессы, в результате которых собственные лимфоциты становятся, наоборот, иммунологически гиперактивными, аутоагрессивными и гиперреактивными к определенным специализированным высокодифференцированным клеткам и тканям организма человека и начинают уничтожать собственные клетки и ткани организма, что в исходе проявляется дегенеративным, дистрофическим или атрофическим процессом. При системной красной волчанке и полимиозите мишенью аутореактивных ИКК становится соединительная ткань, при рассеянном склерозе и рассеянном энцефаломиелите мишенью этих ИКК становится миелиновая оболочка аксонов нейронов нервной ткани. При сахарном диабете 1-го типа мишенью аутоагрессивных собственных Т-лимфоидных клеток становятся β-клетки поджелудочной железы. При болезни Альцгеймера и синильной корковой атрофии мишенью аутоагрессиивных собственных ИКК становятся корковые нейроны. При болезни Паркинсона эти агрессивные ИКК повреждают нейроны стриопаллидарной зоны, а при боковом амиотрофическом склерозе (БАС) они повреждают двигательные нейроны, поэтому в современных классификациях БАС даже стали называть болезнью моторного нейрона.In autoimmune and neurodegenerative processes, absolutely opposite molecular biological processes take place, as a result of which own lymphocytes, on the contrary, become immunologically hyperactive, autoaggressive and hyperreactive to certain specialized highly differentiated cells and tissues of the human body and begin to destroy their own cells and tissues of the body, which manifests itself in the outcome degenerative, dystrophic or atrophic process. In systemic lupus erythematosus and polymyositis, the connective tissue becomes the target of autoreactive ICC, in multiple sclerosis and multiple encephalomyelitis, the myelin sheath of axons of neurons of the nervous tissue becomes the target of these ICC. In type 1 diabetes mellitus, pancreatic β-cells become the target of autoaggressive own T-lymphoid cells. In Alzheimer's disease and hydrocyanic cortical atrophy, cortical neurons become the target of autoaggressive own ICCs. In Parkinson's disease, these aggressive ICCs damage the neurons of the striopallidar zone, and in amyotrophic lateral sclerosis (ALS) they damage motor neurons, so in modern classifications of ALS they even began to be called motor neuron disease.

Главное, что объединяет все эти болезни это то, что они возникают в результате агрессивной экспансии собственных лимфоцитов в специализированные клетки, ткани и органы организма, в которые они проникают в результате нарушения гематотканевых барьеров или гематоэнцефалического барьера вследствие воздействия различных этипатогенетических факторов заболеваний и возраста. Это приводит к системному и/или локальному асептическому воспалению в определенных органах, тканях и системах организма, мощнейшему выбросу лейкоцитами провоспалительных цитокинов (цитокиновому шторму) и возникновению генетических мутаций и постгеномных (транскриптомных, протеомных, метаболомных, секретомных) нарушений в ядре специализированных дифференцированных или тканеспецифических стволовых клеток (СК), то есть эти специализированные и высокодифференцированные клетки разных тканей становятся клетками-мишенями для лимфоцитов, в которых запускаются патологические пролиферативные или дегенеративные внутритканевые процессы. Системное или локальное асептическое воспаление в специализированной (нервной, эндокринной, соединительной и т.п.) ткани в обоих случаях становится причиной эксайтотоксичности, нарушений метаболизма в клетках и развития оксидативного стресса во всех элементах тканевого континуума, вовлеченного в патологический процесс органа, что увеличивает спектр генетических и постгеномных нарушений в специализированных клетках. Это ведет к накоплению в клетках-мишенях различных патологических протеинов, от которых, как правило, безуспешно пытается освободиться клетка-мишень. В ряде клеток идет накопление опухолеспецифических белков и формируется ОК и опухолевая стволовая клетка (ОСК), а в других клетках идет накопление tau-белков (болезнь Альцгеймера), FUS и SOD1 белков (боковой амиотрофический склероз, синильная корковая атрофия, БАС-деменция), телец Леви (болезнь Паркинсона) и формируются глобальные атрофические и нейродегенеративные изменения в этих клетках. Эти патологические специфические белки - могильщики клетки, возникшие в результате мутаций генов, на которые в организме нет регуляторных инструментов. Это белки не нашего эволюционного вида (Homo sapiense), называемые также опухолеспецифическими белками (ОСБ), белками внутриклеточного накопления, таупатии и т.д.). Они накапливаются в клетке, не могут быть ею выведены наружу из-за их равномерной диффузии и глобального распределения по всем компартментам клетки и становятся главной причиной гибели клетки или гибели всего организма. Так, ОСБ при глиобластоме, раке молочной железы и раке легкого вовлечены во все пути сигналинга внутриклеточной трансдукции и только 10 путей лишь частично повреждены ими и способны к реальному функционированию (Брюховецкий А.С., 2014).The main thing that unites all these diseases is that they arise as a result of the aggressive expansion of their own lymphocytes into specialized cells, tissues and organs of the body, into which they penetrate as a result of a violation of the hematotissue barriers or the blood-brain barrier due to the impact of various etiopathogenetic factors of diseases and age. This leads to systemic and / or local aseptic inflammation in certain organs, tissues and systems of the body, a powerful release of pro-inflammatory cytokines by leukocytes (cytokine storm) and the occurrence of genetic mutations and postgenomic (transcriptomic, proteomic, metabolomic, secretomic) disorders in the core of specialized differentiated or tissue-specific stem cells (SC), that is, these specialized and highly differentiated cells of different tissues become target cells for lymphocytes, in which pathological proliferative or degenerative interstitial processes are triggered. Systemic or local aseptic inflammation in a specialized (nervous, endocrine, connective, etc.) tissue in both cases causes excitotoxicity, metabolic disorders in cells and the development of oxidative stress in all elements of the tissue continuum involved in the pathological process of the organ, which increases the spectrum genetic and postgenomic disorders in specialized cells. This leads to the accumulation of various pathological proteins in the target cells, from which, as a rule, the target cell tries unsuccessfully to free itself. In a number of cells, tumor-specific proteins accumulate and TC and tumor stem cells (TCCs) are formed, while in other cells, tau proteins (Alzheimer's disease), FUS and SOD1 proteins (amyotrophic lateral sclerosis, hydrocyanic cortical atrophy, ALS dementia) accumulate, Lewy bodies (Parkinson's disease) and global atrophic and neurodegenerative changes are formed in these cells. These pathological specific proteins are cell gravediggers resulting from mutations in genes for which there are no regulatory tools in the body. These are proteins not of our evolutionary species (Homo sapiense), also called tumor-specific proteins (TSPs), intracellular accumulation proteins, taupathies, etc.). They accumulate in the cell, cannot be brought out by it due to their uniform diffusion and global distribution over all compartments of the cell, and become the main cause of cell death or the death of the whole organism. Thus, RSD in glioblastoma, breast cancer, and lung cancer is involved in all signaling pathways of intracellular transduction, and only 10 pathways are only partially damaged by them and are capable of real functioning (Bryukhovetsky A.S., 2014).

Другими словами, одним из фундаментальных механизмов большинства болезней цивилизации (рака и других ЗНО, болезней накопления и аутоиммунных заболеваний), старения и смерти человека в результате экстремального или хронического воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды и эндогенных факторов является появление в специализированной клетке организма человека мутаций генома и нарушений транскриптома, что приводит к накоплению патоспецифических протеомных тел в клетке и к невозможности самостоятельного освобождения от этих вневидовых патологических белковых тел. Клетка всегда пытается освободиться от них достаточно стандартным путем в виде удаления их в форме микровезикул или деления и тем самым спасти себя. Примитивное, но обычно эффективное решение возникшей проблемы путем микровезикулярного транспорта, митозов и репродуктивного клеточного поведения, выбранное специализированной и высокодифференцированной клеткой организма при накоплении в ней патологических белковых тел генетически детерминировано и эволюционно отработано. Деление клетки, с одной стороны, позволяет освободиться от патологических белков путем выведения их наружу или в дочернюю клетку. Однако, при неэффективности данного инструмента саногенеза клетки путем многократного и безуспешного деления, она начинает и проводит пластическую перестройку всего внутриклеточного аппарата сигналинга клетки, что ведет к формированию неопластического процесса в одном из случаев и образованию опухолей. С другой стороны, когда деление пострадавшей клетки сразу невозможно из-за ее многообразных межклеточных связей и контактов, а также системной интеграции клеток в органе и ткани, то для выведения наружу этих патологических белков, специализированная клетка начинает готовиться к делению и перестраивать всю свою геномно-протемную структуру для процесса очищения от патологических белков, разрушает межклеточные связи, межклеточные взаимодействия и мембранные рецепторы, что приводит к ее дегенерации и атрофии, информационной блокаде и смерти. В этом заключается универсальный фундаментальный клеточный механизм развития первичных этапов как канцерогенеза, так и нейродегенерации и дегенеративно-атрофических процессов.In other words, one of the fundamental mechanisms of most diseases of civilization (cancer and other malignancies, accumulation diseases and autoimmune diseases), aging and death of a person as a result of extreme or chronic exposure to adverse environmental factors and endogenous factors is the appearance in a specialized cell of the human body of genome mutations and transcriptome disorders, which leads to the accumulation of pathospecific proteomic bodies in the cell and to the impossibility of independent release from these extraspecies pathological protein bodies. The cell is always trying to get rid of them in a fairly standard way in the form of removing them in the form of microvesicles or division and thereby save itself. A primitive, but usually effective solution to the problem that has arisen through microvesicular transport, mitosis and reproductive cellular behavior, chosen by a specialized and highly differentiated cell of the body when pathological protein bodies accumulate in it, is genetically determined and evolutionarily worked out. Cell division, on the one hand, allows you to get rid of pathological proteins by removing them outside or into a daughter cell. However, if this instrument of cell sanogenesis through repeated and unsuccessful division is ineffective, it begins and carries out plastic restructuring of the entire intracellular signaling apparatus of the cell, which leads to the formation of a neoplastic process in one of the cases and the formation of tumors. On the other hand, when the division of the affected cell is immediately impossible due to its diverse intercellular connections and contacts, as well as the systemic integration of cells in the organ and tissue, then in order to bring out these pathological proteins, the specialized cell begins to prepare for division and rebuild its entire genome. protemic structure for the process of purification from pathological proteins, destroys intercellular connections, intercellular interactions and membrane receptors, which leads to its degeneration and atrophy, information blockade and death. This is the universal fundamental cellular mechanism for the development of the primary stages of both carcinogenesis and neurodegeneration and degenerative-atrophic processes.

Эти болезни не возникают в один день или один-два месяца, они «текут» годами на фоне хронической функциональной патоспецифической недостаточности иммунной системы, а манифестируют только тогда, когда полностью исчерпывается ресурс регуляции и саногенеза иммунной системы или происходит сбой в витальных системах жизнеобеспечения и регуляции иммунной системы, вызванный экзогенными (травма, облучение и т.д.) или эндогенными (нарушение реологии крови, лимфообразования и т.д) факторами. Например, БАС и болезнь Альцгеймера проявляются и могут быть диагностированны только тогда, когда у пациента уже погибло 70-80% специализированных нейронов в головном и спинном мозге, что происходит в течение нескольких предшествующих лет, за которые болезнь формируется.These diseases do not occur in one day or one or two months, they “flow” for years against the background of chronic functional pathospecific insufficiency of the immune system, and manifest only when the resource of regulation and sanogenesis of the immune system is completely exhausted or there is a failure in the vital life support and regulation systems. immune system caused by exogenous (trauma, radiation, etc.) or endogenous (impaired blood rheology, lymph formation, etc.) factors. For example, ALS and Alzheimer's disease appear and can be diagnosed only when the patient has already lost 70-80% of specialized neurons in the brain and spinal cord, which occurs during the several previous years during which the disease forms.

Однако сам по себе механизм появления и накопления патологических белков в специализированной клетке организма в результате мутаций закономерен, очевиден и имеет право на возникновение в связи с возможными погрешностями в процессах митозов клеток, количество которых в организме человека составляет несколько миллиардов в день. Процесс становится патологическим при нарушении механизмов регуляции и контроля за ним иммунной системой человека. Первая линия надзора и контроля это ИКК периферической крови (ПК), функцией которых является уничтожение патологических клеток. Вторая линия регуляторной и саногенетической защиты организма выполняется региональными СК, а третьей линией клеточной и гуморальной иммунной защиты является вовлечение в этот процесс гемопоэтических стволовых клеток (ГСК).However, the mechanism by itself for the appearance and accumulation of pathological proteins in a specialized cell of the body as a result of mutations is natural, obvious and has the right to occur due to possible errors in the processes of cell mitosis, the number of which in the human body is several billion a day. The process becomes pathological in violation of the mechanisms of regulation and control over it by the human immune system. The first line of supervision and control is the peripheral blood (PC) ICC, whose function is the destruction of pathological cells. The second line of regulatory and sanogenetic protection of the body is carried out by regional SCs, and the third line of cellular and humoral immune protection is the involvement of hematopoietic stem cells (HSCs) in this process.

Центральным системным механизмом генерализации и хронизации канцерогенного, аутоиммунного и нейродегенеративного процесса в организме человека является вовлечение региональных и системообразующих СК в патологический процесс. В этих процессах участвуют как тканеспецифические СК, так и главные регуляторные клетки организма - ГСК. Считается, что ГСК это самая медленная клетка в организме человека и млекопитающего, ее клеточный цикл у человека составляет 360 дней и поэтому все клетки организма сверяются с ней и регулируются ей в соответствии с системным законом природы - управляющей в любом системном процессе является самая медленная фаза (Н.Винер, 1960).The central systemic mechanism of generalization and chronicization of the carcinogenic, autoimmune and neurodegenerative process in the human body is the involvement of regional and systemic SCs in the pathological process. Both tissue-specific SCs and the main regulatory cells of the body, HSCs, are involved in these processes. It is believed that HSC is the slowest cell in the human and mammalian body, its cell cycle in humans is 360 days and therefore all cells of the body are checked against it and regulated by it in accordance with the systemic law of nature - the slowest phase is the control in any systemic process ( N. Wiener, 1960).

Несмотря на то, что ГСК это основная кроветворная клетка и родоначальница всех кроветворных и иммунных клеток организма, она почти всегда участвует в процессах тканеспецифической регуляции всех органов и систем организма путем взаимообмена регуляторными белками. Показано (Милькина Е.В. с соавт., 2016; Брюховецкий И.С., 2017), что ГСК при межклеточном взаимодействии с ОК и ОСК различных типов рака (рака легкого, рака груди, мультиформной глиобластоме) секретируют огромное количество регуляторных белков, которые путем экзосомального транспорта попадают в поврежденные клетки и радикально меняют их судьбу, но при этом и сами зачастую получают внутрь цитоплазмы большое количество ОСБ, поэтому и сами аутологичные ГСК могут стать ОСК и быть основной причиной возникновения гемабластоза. Количество ОСБ в ГСК при разных типах межклеточного взаимодействия с ОК может колебаться от 15 до 67% протеомной структуры клетки (Брюховецкий А.С., Шевченко В.Е, 2016; Bryukhovetskiy A.S., 2019).Despite the fact that HSC is the main hematopoietic cell and the ancestor of all hematopoietic and immune cells of the body, it is almost always involved in the processes of tissue-specific regulation of all organs and systems of the body through the exchange of regulatory proteins. It has been shown (Milkina E.V. et al., 2016; Bryukhovetsky I.S., 2017) that HSCs during intercellular interaction with TC and CSC of various types of cancer (lung cancer, breast cancer, glioblastoma multiforme) secrete a huge amount of regulatory proteins, which, through exosomal transport, enter damaged cells and radically change their fate, but at the same time they themselves often receive a large amount of RSP inside the cytoplasm, therefore, autologous HSCs themselves can become CSCs and be the main cause of hemablastosis. The amount of RSP in HSC with different types of intercellular interaction with OC can vary from 15 to 67% of the proteomic structure of the cell (Bryukhovetskiy A.S., Shevchenko V.E., 2016; Bryukhovetskiy A.S., 2019).

Этот универсальный механизм межклеточного белкового обмена между ГСК и патологическими клетками приводит к ее геномно-эпигеномным и глобальным протеомным изменениям и перепрограммированию ее функций. Этот научный факт подтвержден при протеомном картировании и профилировании нормальных клеток, здоровых СК и ОСК и изложен в ряде научных статей и монографий в России и США (Брюховецкий А.С., 2014; Bryukhovetskiy A.S., 2019). Потомки протеом-модифицированной ОСБ собственной ГСК в виде целого пула ИКК с патологическими свойствами наследуют эти изменения в своем геноме и эпигеноме и имеют патологические эффекторные функции, переданные им по наследству.This universal mechanism of intercellular protein exchange between HSC and pathological cells leads to its genomic-epigenome and global proteomic changes and reprogramming of its functions. This scientific fact has been confirmed by proteomic mapping and profiling of normal cells, healthy SCs and CSCs and is described in a number of scientific articles and monographs in Russia and the USA (Bryukhovetskiy A.S., 2014; Bryukhovetskiy A.S., 2019). The descendants of the proteome-modified OSB of their own HSC in the form of a whole pool of ICC with pathological properties inherit these changes in their genome and epigenome and have pathological effector functions inherited from them.

Таким образом, фундаментальным научным фактом и основной причиной системных и болезнеобразующих нарушений процессов регуляции и саногенеза иммунной системы человека является геномно-эпигеномная трансформация белковой, ДНК и РНК структуры ГСК патоспецифическими белковыми телами, полученными ей при горизонтальном и вертикальном информационном обмене из поврежденных ОК или дегенеративных клеток. Очевидно, что патоспецифические белковые тела (ОСБ, тельца Леви, tau-белки и т.д.) появляются в цитоплазме, митохондриях, геноме и эпигеноме высокоспециализированных клеток в результате накопления мутаций в них при различных онкологических, аутоиммунных, эндокринных и нейродегенеративных процессах в тканях организма. Этот феномен протеомного перерождения ГСК в результате патогенеза этих заболеваний характерен не только для рака и других злокачественных онкологических заболеваний, но и для формирования целого ряда аутоиммунных, нейродегенеративных, дегенеративно-атрофических и эндокринных заболеваний. Поэтому применение любых молекулярно нацеленных и таргетных онкоиммунных препаратов для лечения этих заболеваний будет только временно эффективно, но все равно приведет к рецидиву болезни и ее прогрессированию, так как не будет устранена главная причина болезни - геномно-эпигеномная трансформированная ГСК, продуцирующая или гипореактивные (толерантные), или гиперреактивные (агрессивные цитотоксические) ИКК.Thus, the fundamental scientific fact and the main cause of systemic and disease-forming disturbances in the processes of regulation and sanogenesis of the human immune system is the genomic-epigenomic transformation of the protein, DNA and RNA structure of HSC by pathospecific protein bodies obtained by it during horizontal and vertical information exchange from damaged TC or degenerative cells. . Obviously, pathospecific protein bodies (OSB, Lewy bodies, tau proteins, etc.) appear in the cytoplasm, mitochondria, genome, and epigenome of highly specialized cells as a result of the accumulation of mutations in them during various oncological, autoimmune, endocrine, and neurodegenerative processes in tissues organism. This phenomenon of HSC proteomic degeneration as a result of the pathogenesis of these diseases is characteristic not only for cancer and other malignant oncological diseases, but also for the formation of a number of autoimmune, neurodegenerative, degenerative-atrophic and endocrine diseases. Therefore, the use of any molecularly targeted and targeted oncoimmune drugs for the treatment of these diseases will only be temporarily effective, but will still lead to a recurrence of the disease and its progression, since the main cause of the disease, genomic-epigenome transformed HSC, producing or hyporeactive (tolerant) HSCs will not be eliminated. , or hyperreactive (aggressive cytotoxic) ICC.

Если в результате этих протеомных межклеточных взаимодействий между патологической клеткой и СК или ГСК произошла минимальная трансформация эпигенома, а геном ГСК практически не пострадал, то основные изменения эпигенома произошли преимущественно в периферических мононуклеарных клетках, и через 100-120 дней болезнь сама прекратится без лечения или на фоне проводимой терапии, так как это максимальное время жизни пострадавших аутореактивных или иммунотолерантных лимфоцитов ПК. Если же при выраженном эпигенетическом повреждении ГСК их геном не поврежден или пострадал частично и только у небольшой части этих клеток, то болезнь можно остановить путем трансплантации аутологичных ГСК после высокодозной химиотерапии. Это с большим успехом сегодня показано при трансплантации аутологичных ГСК у части больных с рассеянным склерозом, полимиозитом и системной красной волчанкой. Высокодозная химиотерапия перед трансплантацией позволяет «опустошить» костный мозг больного от патологических ГСК и убить все неспособные к миграции и мобилизации ГСК и восстановить нормальный гемопоэз и «перезапустить» заново всю работу иммунной системы от здоровых ГСК.If, as a result of these proteomic intercellular interactions between the pathological cell and SC or HSC, a minimal transformation of the epigenome occurred, and the HSC genome was practically not affected, then the main changes in the epigenome occurred mainly in peripheral mononuclear cells, and after 100-120 days the disease itself will stop without treatment or for against the background of ongoing therapy, since this is the maximum life time of affected autoreactive or immunotolerant PC lymphocytes. If, in case of severe epigenetic damage to HSCs, their genome is not damaged or partially damaged and only in a small part of these cells, then the disease can be stopped by transplantation of autologous HSCs after high-dose chemotherapy. This has been shown with great success today in the transplantation of autologous HSCs in some patients with multiple sclerosis, polymyositis and systemic lupus erythematosus. High-dose chemotherapy before transplantation makes it possible to "empty" the patient's bone marrow from pathological HSCs and kill all HSCs incapable of migration and mobilization, restore normal hematopoiesis and "restart" the entire immune system from healthy HSCs.

Если же при межклеточном взаимодействии с патологической клеткой ГСК получила необратимые изменения в своем геномном и постгеномном статусе, и глобальными протеомными нарушениями поражены все ГСК пациента, то трансплантация аутологичных ГСК будет неэффективной, а любое лечение будут эффективным лишь временно. Как показали исследования, если в результате межклеточного взаимодействия с патологическими клетками протеомная структура ГСК пострадала более чем на 30-35%, то процесс практически необратим (Bryukhovetskiy A.S., 2019).If, however, during intercellular interaction with a pathological cell, HSCs have received irreversible changes in their genomic and postgenomic status, and all HSCs of the patient are affected by global proteomic disorders, then transplantation of autologous HSCs will be ineffective, and any treatment will be effective only temporarily. Studies have shown that if, as a result of intercellular interaction with pathological cells, the HSC proteomic structure was damaged by more than 30-35%, then the process is practically irreversible (Bryukhovetskiy A.S., 2019).

Таким образом, установлен и доказан принципиально важный теоретический и практический научный факт, заключающийся в том, что большинство онкологических, нейродегенеративных, аутоиммунных, геронтологических и эндокринных заболеваний человека не являются уникальными болезнями определенных высокодифференцированных специализированных клеток и тканей (моторных, корковых или мозжечковых нейронов, нейронов стриопаллидарной зоны, фибробластов, нейроглии и микроглии, β-клеток поджелудочной железы, кардиомиоцитов или эндотелиоцитов, фибробластов и т.д.), как было общепризнано в мире, а являются геномно-протеомным заболеванием собственной кроветворной СК пациента, спровоцированы и активно поддерживаются ее потомками в виде аутологичных ИКК с соответствующими геномно-протеомными модификациями белковой структуры (Брюховецкий А.С., Хотимченко Ю.С., 2018). Канцерогенное, аутоиммунное и нейродегенеративное перерождение специализированных клеток в организме человека в результате патогенеза этих болезней является закономерным исходом болезни, а не ее причиной и инструментом для прогредиентности и рецедивирования болезни. Причиной системообразования и фактором хронизации патологического процесса являются геномно-эпигеномные нарушения ГСК и их потомков, а также подобные изменения в региональных СК, вовлеченных в патологический процесс.Thus, a fundamentally important theoretical and practical scientific fact has been established and proven, which consists in the fact that the majority of oncological, neurodegenerative, autoimmune, gerontological and endocrine human diseases are not unique diseases of certain highly differentiated specialized cells and tissues (motor, cortical or cerebellar neurons, neurons striopallidar zone, fibroblasts, neuroglia and microglia, pancreatic β-cells, cardiomyocytes or endotheliocytes, fibroblasts, etc.), as it was generally recognized in the world, but are a genome-proteomic disease of the patient's own hematopoietic SC, provoked and actively supported by its descendants in the form of autologous ICC with the corresponding genomic and proteomic modifications of the protein structure (Bryukhovetsky A.S., Khotimchenko Yu.S., 2018). Carcinogenic, autoimmune and neurodegenerative degeneration of specialized cells in the human body as a result of the pathogenesis of these diseases is a natural outcome of the disease, and not its cause and a tool for the progression and recurrence of the disease. The cause of system formation and the factor of chronicity of the pathological process are genomic and epigenomic disorders of HSCs and their descendants, as well as similar changes in regional SCs involved in the pathological process.

С этих новых теоретических и методологических позиций и инволюционные дегенеративно-атрофические, и старческие изменения органов и тканей нужно рассматривать не как закономерный возрастной процесс дряхлости и изношенности клеток и тканей организма, а как накопительное приобретенное геномно-эпигеномное заболевание ГСК и ее дочерних клеточных систем, приводящее к дегенеративно-дистрофическим изменениям или пролиферативным процессам в специализированных клетках органов и тканей в онтогенезе человека. Старение это не возрастная норма, а реальная транскриптомно-протеомная патология ГСК и региональных СК человека, обусловленная снижением их качественных контролирующих, надзорных и регуляторных характеристик и свойств, дефицитом их количества с возрастом и болезнями, а также нарушением регуляторных, саногенетических и регенеративных способностей этих кроветворных клеточных систем и всего иммунитета. Снижение иммунного надзора и контроля ГСК и ее потомков за клетками специализированных тканей приводит к их несвоевременной замене или реставрации. Универсальная система контроля и надзора за эффективной работой всех специализированных клеток организма и их регуляция и замена генетически заложены в программе ГСК и тканеспецифичных СК, и именно поэтому в процессе эволюции для борьбы с раком и другими болезнями цивилизации не был заложен дополнительный противоопухолевый или нейродегенеративный механизм защиты. Он существует в гемопоэзе и иммунопоэзе человека в самой структуре ГСК и блестяще реализуется при здоровой ГСК, особенно в молодом возрасте. Повреждение геномной и постгеномной структуры ГСК у человека со временем обусловлено в первую очередь неблагоприятными условиями окружающей среды из-за вмешательства человека в природу, и только на последнем месте стоят индивидуальные повреждения ГСК этиологическими факторами болезни (травмы, инфекции и т.д). Этот альтернативный научный взгляд на основные болезни цивилизации, на происходящие возрастные изменения в клетках и тканях с возрастом и на сам процесс старения человека открывает новые пути к раннему предотвращению ряда болезней цивилизации и формированию путей долголетия всего человечества.From these new theoretical and methodological positions, both involutional degenerative-atrophic and senile changes in organs and tissues should be considered not as a natural age-related process of decrepitude and deterioration of cells and tissues of the body, but as a to degenerative-dystrophic changes or proliferative processes in specialized cells of organs and tissues in human ontogenesis. Aging is not an age norm, but a real transcriptomic-proteomic pathology of HSCs and regional human SCs, due to a decrease in their quality control, supervisory and regulatory characteristics and properties, a deficiency in their quantity with age and disease, as well as a violation of the regulatory, sanogenetic and regenerative abilities of these hematopoietic cellular systems and all immunity. Decreased immune surveillance and control of HSC and its descendants over cells of specialized tissues leads to their untimely replacement or restoration. A universal system of control and supervision over the effective work of all specialized cells of the body and their regulation and replacement are genetically incorporated into the program of HSCs and tissue-specific SCs, and that is why in the process of evolution an additional antitumor or neurodegenerative defense mechanism was not laid down to fight cancer and other diseases of civilization. It exists in human hematopoiesis and immunopoiesis in the very structure of HSCs and is brilliantly realized in healthy HSCs, especially at a young age. Damage to the genomic and postgenomic structure of HSCs in humans over time is primarily due to adverse environmental conditions due to human intervention in nature, and only in the last place are individual damage to HSCs by etiological factors of the disease (trauma, infection, etc.). This alternative scientific view on the main diseases of civilization, on the age-related changes in cells and tissues with age, and on the process of human aging itself opens up new ways to early prevention of a number of diseases of civilization and the formation of longevity paths for all mankind.

Манифестация клинических и параклинических проявлений большинства фатальных заболеваний человеческой цивилизации выявляет не причину болезни в форме поражения специализированных клеток органов и систем, а закономерный исход болезни, обусловленный нарушениями иммунологического надзора и контроля за клетками-мишенями в тканях организма, снижением саногенетического потенциала ИКК, являющихся потомками геном- и эпигеном-трансформированных ГСК. Клинические проявления онкологической, аутоиммунной или нейродегенеративной болезни - это манифестация глубокого дефекта ткани за счет повреждения специализированных клеток и нарушения их функции. Именно поэтому авторы настоящего изобретения убеждены, что БАС, на сегодняшний день абсолютно неизлечимое заболевание, является не болезнью моторного нейрона, как общепризнанно в мировых классификациях (МКБ 11 и МКБ 12) и современных учебниках по неврологии, а именно геномно-эпигеномной болезнью ГСК пациента, и в этом представлении у этого заболевания на ранних стадиях возможно полное излечение с использованием БМКП по настоящему изобретению. В частности, было показано, что что нейроспецифический профиль ГСК при семейном БАС позволяет выявить наличие компенсированного заболевания и у здоровых членов семьи, у которых еще нет клиники моторного повреждения (Брюховецкий А.С., Гривцова Л.Ю., 2018).The manifestation of clinical and paraclinical manifestations of most fatal diseases of human civilization reveals not the cause of the disease in the form of damage to specialized cells of organs and systems, but the natural outcome of the disease , due to violations of immunological surveillance and control of target cells in body tissues, a decrease in the sanogenetic potential of ICC, which are descendants of the gene - and epigenome-transformed HSCs. Clinical manifestations of an oncological, autoimmune, or neurodegenerative disease are a manifestation of a deep tissue defect due to damage to specialized cells and disruption of their function. That is why the authors of the present invention are convinced that ALS, today an absolutely incurable disease, is not a disease of the motor neuron, as is generally recognized in the world classifications (ICD 11 and ICD 12) and modern textbooks on neurology, namely, the genomic epigenomic disease of the patient's HSC, and in this view, this disease in the early stages can be completely cured using the BMCP of the present invention. In particular, it was shown that the neurospecific profile of HSC in familial ALS makes it possible to detect the presence of a compensated disease in healthy family members who do not yet have a clinic of motor damage (Bryukhovetsky A.S., Grivtsova L.Yu., 2018).

Таким образом, можно константировать важнейший биологический научный факт, заключающийся в том, что реальным главным дирижером и основным руководителем в самой иммунной системе человека является аутологичные ГСК человека. И если в процессе продолжительной жизни человека и/или в результате информационного регуляторного обмена патологическими белками с поврежденными соматическими специализированными клетками организма его собственные ГСК накапливают значительное количество патоспецифических белковых тел, то эти патоспецифические белки начинают негативно влиять на геном и эпигеном ГСК, повреждают их, вследствие чего формируется патоспецифичное (онкоспецифичное, тау-белок-специфичное, FUS-белок специфичное, SOD-1 белок-специфичное и т.д.) протеомно-транскриптомное перерождение всей атомарно-молекулярной структуры собственной ГСК.Thus, it is possible to state the most important biological scientific fact, which consists in the fact that the real main conductor and the main leader in the human immune system itself is autologous human HSCs . And if in the course of a long life of a person and/or as a result of informational regulatory exchange of pathological proteins with damaged somatic specialized cells of the body, his own HSCs accumulate a significant amount of pathospecific protein bodies, then these pathospecific proteins begin to negatively affect the genome and epigenome of HSCs, damage them, due to which forms a pathospecific (oncospecific, tau-protein-specific, FUS-protein specific, SOD-1 protein-specific, etc.) proteomic-transcriptomic transformation of the entire atomic-molecular structure of its own HSC.

В различных случаях мощного разового или многократного незначительного комбинированного воздействия на человека этиологических факторов окружающей среды, прессинга макро- и микроэкономических факторов общества и негативного влияния социально-психологического микроокружения эти разновекторные воздействия становятся этиопатогенетическими факторами и причинами основных заболеваний цивилизации, и в одних случаях развивается рак и другие злокачественные опухоли, а в других случаях эти же факторы приводят к аутоиммунным и дегенеративным процессам в клетках организма, исходом которого становятся инволюционные, дегенеративные или вообще дегенеративно-атрофические и фиброзные повреждения в специализированных клетках организма. Очевидно, что разнонаправленность повреждений высокодифференцированных клеток вследствие локального или системного асептического воспаления зависит от функционального состояния специализированной клетки, фазы клеточного цикла, в которую воздействует патологический фактор, и от степени иммунной недостаточности, обусловленной уровнем геномно-эпигеномного повреждения ГСК и состоянием ИКК организма, что приводит не только к различным геномным и постгеномным изменениям в специализированных клетках в тканях-мишенях пострадавших органов, но и к информационным пертурбациям в геномной и постгеномной структуре ИКК и ГСК.In various cases of powerful one-time or repeated insignificant combined impact on a person of etiological environmental factors, pressure of macro- and microeconomic factors of society and the negative impact of the socio-psychological microenvironment, these multi-vector effects become etiopathogenetic factors and causes of the main diseases of civilization, and in some cases cancer develops and other malignant tumors, and in other cases, these same factors lead to autoimmune and degenerative processes in the cells of the body, the outcome of which is involution, degenerative or generally degenerative-atrophic and fibrous damage in specialized cells of the body. It is obvious that the multidirectionality of damage to highly differentiated cells due to local or systemic aseptic inflammation depends on the functional state of the specialized cell, the phase of the cell cycle, which is affected by the pathological factor, and on the degree of immune deficiency due to the level of genomepigenomic damage to HSCs and the state of the body's ICC, which leads to not only to various genomic and postgenomic changes in specialized cells in the target tissues of the affected organs, but also to information perturbations in the genomic and postgenomic structure of ICC and HSC.

Поэтому транскриптомная и протеомная перестройка в ИКК и ГСК может сформировать как пролиферативный, так и дегенеративный вектор изменений молекулярной структуры ИКК и ГСК, что в клинике может манифестировать в виде злокачественных онкологических процессов и сопровождаться феноменами «плюс-ткань» (возникновение неконтролируемого количества ОСК, патологическое деление ОСК, избыточная репродукция ОК, миграция ОК, недостаточная иммунная противоопухолевая функциональность ИКК), так и пойти в противоположную сторону, с формированием дегенерации и атрофии и появлением тканевого феномена "минус-ткань" (дегенерация, атрофия, фиброзирование и склерозирование ткани, нарушение и выпадение функции и избыточная иммунная гиперреактивная функциональность).Therefore, transcriptomic and proteomic rearrangement in ICC and HSC can form both a proliferative and degenerative vector of changes in the molecular structure of ICC and HSC, which in the clinic can manifest as malignant oncological processes and be accompanied by “plus-tissue” phenomena (the appearance of an uncontrolled amount of CSC, pathological division of CSCs, excessive reproduction of TCs, migration of TCs, insufficient immune antitumor functionality of ICCs), and go in the opposite direction, with the formation of degeneration and atrophy and the appearance of the tissue phenomenon "minus-tissue" (degeneration, atrophy, fibrosis and sclerosis of the tissue, disruption and loss of function and excess immune hyperreactive functionality).

Как отмечено выше, срок жизни ИКК ПК, даже патологических, ограничен 100-120 днями жизни лимфоцитов и гранулоцитов в организме человека, поэтому хронизация процесса, системность и выраженность хронического воспаления в тканях, наличие оксидативного стресса и эксайтотоксичности большинства фатальных заболеваний цивилизации может поддерживаться только фундаментальными причинами патогенеза болезни, приводящими к специфической иммунной недостаточности, а это возможно только на уровне формирования патологии генома и эпигенома ГСК. Поэтому основной фундаментальной причиной этих болезней цивилизации и формирование возрастной инволюции органов и тканей является не локальная патология специализированных клеток органов и тканей, а геномно-эпигеномное перерождение и трансформация молекулярной протеомной структуры собственной ГСК. Этот научный факт доказан протеомным картированием и профилированием ГСК и других СК при раке и целом ряде нейродегенеративных заболеваний (заявка на изобретение РФ № 2018145635, дата подачи 21.12.2018).As noted above, the life span of ICC PC, even pathological ones, is limited to 100-120 days of life of lymphocytes and granulocytes in the human body, therefore, the chronization of the process, the systemic nature and severity of chronic inflammation in tissues, the presence of oxidative stress and excitotoxicity of most fatal diseases of civilization can only be supported by fundamental causes of the pathogenesis of the disease, leading to specific immune deficiency, and this is possible only at the level of formation of the pathology of the HSC genome and epigenome. Therefore, the main fundamental cause of these diseases of civilization and the formation of age-related involution of organs and tissues is not a local pathology of specialized cells of organs and tissues, but genomic-epigenomic degeneration and transformation of the molecular proteomic structure of one's own HSC. This scientific fact has been proven by proteomic mapping and profiling of HSCs and other SCs in cancer and a number of neurodegenerative diseases (application for invention of the Russian Federation No. 2018145635, filed on 12/21/2018).

Обобщая все вышеизложенное, можно сделать следующее логичное заключение из всех имеющихся в нашем распоряжении современных доказанных фактов и научных знаний о геномно-эпигеномных изменениях ГСК. Решением проблемы излечения от большинства болезней человеческой цивилизации может быть, с одной стороны, только восстановление генетически и эпигенетически детерминированных функций ГСК, обусловленных ее атомарно-молекулярной структурой, и реставрация их функциональных гемопоэтических и иммунопоэтических свойств и характеристик. С другой стороны, необходимо восстановление достаточного количества здоровых ГСК. Качественная и количественная реставрация ГСК пожилого или больного человека и восстановление их регуляторного потенциала позволит полностью блокировать любые процессы канцерогенеза, дегенеративно-дистрофической инволюции и фиброза в тканях организма, остановить онкологические, аутоиммунные и нейродегенеративные заболевания и реально продлить активную жизнь органов и систем человека на 30-40 лет. Именно ГСК, а точнее реставрация или реконструкция поврежденной ГСК у любого человека, есть «золотой ключ» к его долгой активной жизни без старости и основных болезней цивилизации, которые он «насобирал» в геноме и эпигеноме ГСК за время жизни до 40 лет и более.Summarizing all of the above, we can make the following logical conclusion from all the modern proven facts and scientific knowledge at our disposal about the genomic-epigenomic changes in HSCs. The solution to the problem of curing most diseases of human civilization can be, on the one hand, only the restoration of genetically and epigenetically determined functions of HSCs, due to its atomic and molecular structure, and the restoration of their functional hematopoietic and immunopoietic properties and characteristics. On the other hand, it is necessary to restore a sufficient number of healthy HSCs. Qualitative and quantitative restoration of HSCs of an elderly or sick person and the restoration of their regulatory potential will completely block any processes of carcinogenesis, degenerative-dystrophic involution and fibrosis in body tissues, stop oncological, autoimmune and neurodegenerative diseases and actually prolong the active life of human organs and systems by 30- 40 years. It is the HSC, or rather the restoration or reconstruction of the damaged HSC in any person, that is the “golden key” to his long active life without old age and the main diseases of civilization, which he “collected” in the genome and epigenome of the HSC during his life up to 40 years or more.

В качестве аналогов (уровня техники) настоящего изобретения можно указать на существующие в настоящее время стандартные технологии трансплантации клеточных ядер, применяемые при экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО), в которых реализован принцип замены ядра (генома) донорской яйцеклетки на ядро (геном) соматической клетки реципиента (патентная заявка RU 2004117092 А, 20.11.2005; WO 0052145, 08.09.2000; патент RU 2280462 C2, 27.07.2006; патент RU 2252252 C1, 20.05.2005, Stojkovic M., et.al., 2005) и отечественные технологии создания гибридных СК человека (патент RU 2352637 C2 /WO/2009/002223) и применения их у человека (Тепляшин А.С. с соавт., 2009). Также аналогом настоящего изобретения является патент RU 2535972, 20/12/2014 (Противоопухолевый индивидуальный протеом-основанный таргетный клеточный препарат, способ его получения и применение этого препарата для терапии рака и других злокачественных новообразований), а также работы группы китайского профессора Hongkui Deng (Zhao Y., Zhao T., Guan J., Zhang X., et al., 2015, Xiang Li et al., Zhen Chai, Hongkui Deng, 2017). Все перечисленные известные технические решения не обеспечивают восстановление собственных поврежденных ГСК, которое привело бы к излечению млекопитающего, включая человека, от рака и других ЗНО, нейродегенеративных и аутоиммунных заболеваний.As analogues (prior art) of the present invention, one can point to the currently existing standard technologies for transplantation of cell nuclei used in in vitro fertilization (IVF), which implement the principle of replacing the nucleus (genome) of a donor egg cell with the nucleus (genome) of a recipient somatic cell ( patent application RU 2004117092 A, 11/20/2005; WO 0052145, 09/08/2000; patent RU 2280462 C2, 07/27/2006; patent RU 2252252 C1, 05/20/2005, Stojkovic M., et.al., 2005) and domestic technologies) hybrid human SCs (patent RU 2352637 C2 /WO/2009/002223) and their use in humans (Teplyashin A.S. et al., 2009). Also an analogue of the present invention is the patent RU 2535972, 20/12/2014 (Antineoplastic individual proteome-based targeted cell drug, a method for its production and the use of this drug for the treatment of cancer and other malignant neoplasms), as well as the work of a group of Chinese professor Hongkui Deng (Zhao Y., Zhao T., Guan J., Zhang X., et al., 2015, Xiang Li et al., Zhen Chai, Hongkui Deng, 2017). All of the listed known technical solutions do not provide the restoration of their own damaged HSCs, which would lead to the cure of a mammal, including humans, from cancer and other malignant neoplasms, neurodegenerative and autoimmune diseases.

Соответственно, целью настоящего изобретения является получение радикального решения проблемы излечения человека от рака и других ЗНО, нейродегенеративных и аутоиммунных заболеваний путем обеспечения технического результата, заключающегося в восстановлении саногенетического регуляторного и регенеративного потенциала поврежденных собственных ГСК, родоначальниц всех клеточных систем гемопоэза и иммунопоэза, и обеспечение их необходимого и достаточного количества в организме. Именно на биореставрацию молекулярно-биологической структуры ГСК, пострадавшей в результате негативного влияния факторов окружающей среды и этиологических факторов болезни ГСК, как основную системообразующую причину всех основных заболеваний современной цивилизации и инволюционных возрастных процессов в организме, направлено настоящее изобретение.Accordingly, the purpose of the present invention is to obtain a radical solution to the problem of curing a person from cancer and other cancers, neurodegenerative and autoimmune diseases by providing a technical result, which consists in restoring the sanogenetic regulatory and regenerative potential of damaged own HSCs, the ancestors of all cellular systems of hematopoiesis and immunopoiesis, and providing them necessary and sufficient amount in the body. It is the biorestoration of the molecular biological structure of HSC, which has suffered as a result of the negative influence of environmental factors and etiological factors of HSC disease, as the main system-forming cause of all major diseases of modern civilization and involutionary age-related processes in the body, the present invention is directed.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Вышеуказанная цель настоящего изобретения с получением указанного технического результата достигается тем, что предложен способ получения биомедицинского клеточного продукта (БМКП) для лечения онкологических, нейродегенеративных, аутоимунных и эндокринных заболеваний и продления жизни млекопитающего и человека, включающий:The above purpose of the present invention with obtaining the specified technical result is achieved by the fact that a method is proposed for obtaining a biomedical cell product (BMCP) for the treatment of oncological, neurodegenerative, autoimmune and endocrine diseases and prolonging the life of a mammal and a person, including:

получение аутологичного лейкоконцентрата мононуклеаров (МНК) из эксфузата костного мозга или из лейкоферезного продукта мобилизованных мононуклеаров (ЛК МНК) периферической крови;obtaining an autologous mononuclear leukoconcentrate (MNC) from bone marrow exfusate or from a leukopheresis product of mobilized mononuclear cells (LC MNC) of peripheral blood;

получение линии аутологичных гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) с маркерами CD34+, CD45+, HLA DR+ и/или гемопоэтических клеток-предшественников (ГКП) с маркерами CD34+, CD45-, HLA DR- путем их выделения из ЛК МНК иммуносепарацией и культивирования в среде, препятствующей дифференцировке;obtaining a line of autologous hematopoietic stem cells (HSC) with CD34+, CD45+, HLA DR+ markers and/or hematopoietic progenitor cells (HPC) with CD34+, CD45-, HLA DR- markers differentiation;

получение линии неповрежденных заболеванием аутологичных региональных мультипотентных стволовых клеток или соматических клеток и наращивание их клеточной массы;obtaining a line of disease-intact autologous regional multipotent stem cells or somatic cells and increasing their cell mass;

перепрограммирование указанных аутологичных региональных мультипотентных стволовых клеток или соматических клеток в XEN-подобные плюрипотентные клетки посредством химической индукции;reprogramming said autologous regional multipotent stem cells or somatic cells into XEN-like pluripotent cells by chemical induction;

проведение клеточно-инженерной гомотопной замены ядер ГСК и/или ГКП на ядра XEN-подобных клеток или на целые XEN-подобные клетки путем получения цитопластов из нативных ГСК и/или ГКП посредством обработки этих клеток цитохолазином В и трансплантации кариопластов, полученных из XEN-подобных клеток посредством их обработки цитохолазином В, или целых XEN-подобных клеток в цитопласты ГСК и/или ГКП с получением за счет этого восстановленных ГСК и/или ГКП, содержащих мультипотентные цитопласты ГСК и плюрипотентные кариопласты XEN-подобных клеток;carrying out cell-engineering homotopic replacement of HSC and/or HCP nuclei with the nuclei of XEN-like cells or with whole XEN-like cells by obtaining cytoplasts from native HSCs and/or HCPs by treating these cells with cytocholasin B and transplanting karyoplasts obtained from XEN-like cells by their treatment with cytocholasin B, or whole XEN-like cells into HSC and/or HCP cytoplasts, thereby obtaining reduced HSC and/or HCP containing multipotent HSC cytoplasts and pluripotent karyoplasts of XEN-like cells;

соединение восстановленных ГСК и/или ГКП с ЛК МНК, из которого были выделены первоначальные ГСК и/или ГКП, для получения целевого биомедицинского клеточного продукта, содержащего линию постгеномно восстановленных мультипотентных генетически однородных аутологичных ГСК с маркерами
CD34+Lin-, CD38", HLA-DR+, СD45+.
combination of restored HSCs and/or GCPs with LC PBMCs from which the original HSCs and/or GCPs were isolated to obtain a target biomedical cell product containing a line of postgenomically restored multipotent genetically homogeneous autologous HSCs with markers
CD34+Lin-, CD38", HLA-DR+, CD45+.

Кроме того, согласно настоящему изобретению восстановленные ГСК и/или ГКП, соединенные с ЛК МНК, преимущественно культивируют в среде, препятствующей дифференцировке, для увеличения их клеточной массы, формирования и созревания их свойств мультипотентности в гемопоэтическом направлении и контролируют эти свойства проточной цитофлориметрией.In addition, according to the present invention, reduced HSCs and/or HCPs coupled to LK MNCs are preferably cultured in a medium that prevents differentiation to increase their cell mass, form and mature their properties of multipotency in the hematopoietic direction, and control these properties by flow cytometry.

При этом в случае онкологии или нейродегенеративных болезней головного и спинного мозга, а также в случае аутоимунных болезней в качестве неповрежденных заболеванием клеток используют мезенхимальные стромальные стволовые клетки (МССК) с маркерами CD10+, CD13+,CD44+, CD90+ (Thy-1), CD105+, CD34-, CD45- и CD117- и/или мезенхимальные стромальные клетки предшественники (МСКП) с маркерами CD10+,CD13+, CD44-, CD90+ (Thy-1), CD105+, CD34+, CD45+ и CD117+, а в случае онкологии солидных органов в качестве неповрежденных заболеванием клеток используют нейральные стволовые клетки (НСК) с маркером СD 133+ и/или нейральные клетки-предшественники (НКП) с маркером СD 133+.At the same time, in the case of oncology or neurodegenerative diseases of the brain and spinal cord, as well as in the case of autoimmune diseases, mesenchymal stromal stem cells (MSSCs) with markers CD10+, CD13+, CD44+, CD90+ (Thy-1), CD105+, CD34 are used as cells undamaged by the disease. -, CD45- and CD117- and/or mesenchymal stromal progenitor cells (MSPCs) with markers CD10+, CD13+, CD44-, CD90+ (Thy-1), CD105+, CD34+, CD45+ and CD117+, and in the case of oncology of solid organs as intact cell disease, neural stem cells (NSCs) with the CD 133+ marker and/or neural progenitor cells (NPCs) with the CD 133+ marker are used.

Согласно настоящему изобретению перепрограммирование посредством химической индукции преимущественно проводят коктейлем, содержащим низкомолекулярные вещества, выбранные из группы, состоящей из VPA, TD114-2, CHIR, 616452, транилципромина, формсколина, AM580, EPZ004777, CH55 и витамина C (VC), а трансплантацию полученных из XEN-подобных клеток кариопластов или целых XEN-подобных клеток в цитопласты ГСК и/или ГКП проводят in vitro путем электропорации или лазерно-оптическим методом.According to the present invention, reprogramming by chemical induction is preferably carried out with a cocktail containing small molecular weight substances selected from the group consisting of VPA, TD114-2, CHIR, 616452, tranylcypromine, formskolin, AM580, EPZ004777, CH55 and vitamin C (VC), and transplantation of the resulting from XEN-like cells of karyoplasts or whole XEN-like cells into cytoplasts, HSCs and/or HPCs are carried out in vitro by electroporation or by laser-optical method.

Кроме того, согласно настоящему изобретению предложен биомедицинский клеточный продукт (БМКП), полученный способом по настоящему изобретению и содержащий аутологичный ЛК МНК, обедненный собственными ГСК и/или ГКП в результате их иммуносепарации, с линией генетически однородных аутологичных гемопоэтических клеток с маркерами CD34+Lin-, CD38", HLA-DR+СD45+.In addition, according to the present invention, a biomedical cell product (BMCP) obtained by the method of the present invention and containing autologous LA MNCs depleted in their own HSCs and/or HCPs as a result of their immunoseparation, with a line of genetically homogeneous autologous hematopoietic cells with markers CD34+Lin- , CD38", HLA-DR+CD45+.

Перечень графических изображенийList of graphics

На фиг. 1 показаны зависимости выживаемости животных от их возраста, полученные в результате проведения сравнительных экспериментов по трансплантации костного мозга и БМКП по настоящему изобретению (см. Пример 11).In FIG. 1 shows the dependence of the survival of animals on their age, obtained as a result of comparative experiments on bone marrow transplantation and BMCP according to the present invention (see Example 11).

На фиг. 2А-2В представлены результаты GFP-флуоресценции ГСК у доноров, контрольной и экспериментальных групп животных, описанные в Примере 11.In FIG. 2A-2B show the results of GFP fluorescence of HSCs in donor, control and experimental groups of animals described in Example 11.

Подробное раскрытие изобретенияDetailed disclosure of the invention

При создании настоящего изобретения возник вопрос - что может быть предложено для восстановления молекулярно-структурных и функциональных возможностей ГСК с геномно-эпигеномными нарушениями? Любая попытка крайне сложного геномного редактирования патологических ГСК с помощью современных инструментов генной инженерии (цинковые пальцы, CRISP/Cas9 технологии и т.д.) представляется малоэффективной, так как в каждом конкретном случае будет иметь место как персонифицированный тип молекулярного повреждения ДНК-структуры генома ГСК, так и специфические эпигенетические изменения ядра ГСК у каждого пациента, и выяснение локации этих структурных нарушений в этих клетках даже путем самых ультрасовременных диагностических технологий секвенирования генома, полнотранскриптомного анализа с микрочипированием экспрессии 34000 генов или развернутого протемного картирования 8000 белков позволит только очертить и обозначить основные нарушения геномно-транскриптомно-протеомной внутриклеточной конструкции, но реального лечения этот подход не обеспечит и будет очень дорогостоящим. Поэтому очевидно, что поиск конкретных генов, нарушений метилирования и поврежденных гистонов, а также обнаружение транскриптомных, протеомных и метаболомных нарушений в ГСК для возникновения той или иной болезни не конструктивен и не даст желаемого результате на практике. В каждом конкретном случае повреждение ДНК в ядре ГСК будет индивидуальным и специфичным и будет зависеть от характера и силы этиологического воздействия патоспецифических белков, попавших внутрь ГСК и воздействующих на ее геном и эпигенетические структуры, а также от особенностей трансформации протеомного профиля патологической специализированной высокодифференцированной клетки-мишени в органе и ткани человека.When creating the present invention, the question arose - what can be proposed to restore the molecular-structural and functional capabilities of HSCs with genomic and epigenomic disorders? Any attempt at extremely complex genomic editing of pathological HSCs using modern genetic engineering tools (zinc fingers, CRISP / Cas9 technologies, etc.) seems to be ineffective, since in each specific case there will be a personalized type of molecular damage to the DNA structure of the HSC genome and specific epigenetic changes in the core of HSCs in each patient, and elucidation of the location of these structural abnormalities in these cells, even using the most cutting-edge diagnostic technologies of genome sequencing, full-transcriptome analysis with microarraying of the expression of 34,000 genes, or extensive protemic mapping of 8,000 proteins, will only allow to outline and designate the main violations genomic-transcriptome-proteomic intracellular construct, but this approach will not provide real treatment and will be very expensive. Therefore, it is obvious that the search for specific genes, methylation disorders and damaged histones, as well as the detection of transcriptomic, proteomic and metabolomic disorders in HSCs for the occurrence of a particular disease is not constructive and will not give the desired result in practice. In each case, DNA damage in the HSC nucleus will be individual and specific and will depend on the nature and strength of the etiological effect of pathospecific proteins that have entered the HSC and affect its genome and epigenetic structures, as well as on the characteristics of the transformation of the proteomic profile of the pathological specialized highly differentiated target cell. in human organs and tissues.

Поэтому автор настоящего изобретения отказался от самых современных технологий редактирования генома и решил подойти к процессу достаточно радикально, воспользовавшись более «старыми» и хорошо изученными и отработанными технологиями клеточной инженерии, применяемыми для трансплантации клеточных ядер, так как этот подход позволяет технологически убрать патологический геном и сделать невозможным реверсию аберрантных эпигенетических модификаций из ГСК и заменить его на здоровый геном другой соматической клетки организма (заявка на изобретение RU 2004117092 А, МПК C12N 5/00, 20.11.2005; WO 00/52145, МПК C12N 5/06, 08.09.2000; патент RU 2280462 C2, МПК A61K 35/55, 27.07.2006; патент RU 2252252 C1, МПК C12N 5/08, 20.05.2005). Такое предположение связано с тем, что именно ГСК и ГКП, а также тканеспецифические клетки той линии ткани, где разворачивается патологический процесс, являются основным инструментом регуляции в саногенезе. Другие клеточные системы, невовлеченные в патологический процесс, практически не подвергаются тому количеству неблагоприятных воздействий, и их геном и эпигеном практически может не иметь подобных повреждений. Перепрограммирование соматических и СК, невовлеченных в патологический процесс, может быть реализован с использованием современных технологий химического индуцированного перепрограммирования соматических клеток для получения мультипотентных ГСК.Therefore, the author of the present invention abandoned the most modern genome editing technologies and decided to approach the process quite radically, using the more “old” and well-studied and proven cell engineering technologies used for transplantation of cell nuclei, since this approach makes it possible to technologically remove the pathological genome and make impossible to reverse aberrant epigenetic modifications from HSC and replace it with a healthy genome of another somatic cell of the body (application for invention RU 2004117092 A, IPC C12N 5/00, 11/20/2005; WO 00/52145, IPC C12N 5/06, 09/08/2000; patent RU 2280462 C2, IPC A61K 35/55, 07/27/2006; patent RU 2252252 C1, IPC C12N 5/08, 05/20/2005). This assumption is due to the fact that it is HSC and HCP, as well as tissue-specific cells of the tissue line where the pathological process unfolds, that are the main instrument of regulation in sanogenesis. Other cellular systems that are not involved in the pathological process are practically not exposed to the same number of adverse effects, and their genome and epigenome may practically not have such damage. Reprogramming of somatic and SCs not involved in the pathological process can be implemented using modern technologies of chemically induced reprogramming of somatic cells to obtain multipotent HSCs.

Применение клеточной инженерии, как научное биотехнологическое решение, уже очень хорошо зарекомендовало себя в клинических технологиях экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) и создания гетерогенных СК для клеточной терапии. Технические приемы и методики замещения генома одной клетки на геном другой клетки решены в современных медицинских биотехнологиях путем замены их ядер из соматических клеток, описаны и запатентованы (Тепляшин А.С. с соавт., 2009). В современном ЭКО это достаточно рутинная процедура, когда из одной донорской яйцеклетки извлекают геном, который упакован в ядре этой клетки, а на его место ставят ядро (геном), извлеченный из соматической клетки реципиента (будущей матери), и растят эмбрион, который потом подсаживают в матку самой женщины для приживления. Однако, как только мы начнем получать СК из искусственно созданных клеточно-инженерных бластоцист или эмбрионов человека разных стадий гестации (бластоцисты, зиготы, эмбриона и т.д.), то мы вынуждены разрушать уже живой организм человека, что законодательно запрещено в Российской Федерации. Все подобные процедуры создания генетически однородных СК относятся к репродуктивному и терапевтическому клонированию, так как в основе этих технологий лежит создание живого гибридного пациента совместимого эмбрионального организма, клетки которого при его разрушении используются для создания клеточных линий СК. Поэтому необходимо было предложить такую биотехнологию, в которой бы не использовались оплодотворенные или клеточно-инженерно-сконструированные ооциты человека и животных и не применялся эмбриональный материал различных стадий гестации.The use of cell engineering as a scientific biotechnological solution has already proven itself very well in the clinical technologies of in vitro fertilization (IVF) and the creation of heterogeneous SCs for cell therapy. Techniques and techniques for replacing the genome of one cell with the genome of another cell are solved in modern medical biotechnologies by replacing their nuclei from somatic cells, described and patented (Teplyashin A.S. et al., 2009). In modern IVF, this is a fairly routine procedure, when a genome is extracted from one donor egg, which is packaged in the nucleus of this cell, and in its place is put the nucleus (genome) extracted from the somatic cell of the recipient (future mother), and an embryo is grown, which is then implanted into the uterus of the woman herself for engraftment. However, as soon as we start obtaining SCs from artificially created cell-engineered blastocysts or human embryos of different stages of gestation (blastocysts, zygotes, embryos, etc.), we are forced to destroy an already living human body, which is prohibited by law in the Russian Federation. All such procedures for creating genetically homogeneous SCs refer to reproductive and therapeutic cloning, since these technologies are based on the creation of a living hybrid patient of a compatible embryonic organism, whose cells, when it is destroyed, are used to create SC cell lines. Therefore, it was necessary to propose a biotechnology that would not use fertilized or cell-engineered human and animal oocytes and would not use embryonic material of various stages of gestation.

Одним из современных подходов к реализации цели замены ГСК является получение химически индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК или iPSC) путем перерограммирования их из любой соматической клетки (фибробласта, нейрона, СК жировой ткани, клеток крови) с использованием современных известных факторов транскрипции генома (Oct, Sox2, Klf4 и c-Myc). Эти ИПСК с использованием других факторов транскрипции могут быть перепрограммированы в специализированные мультипотентные СК. Так, в результате применения четырех факторов транскрипции (Gata2, Gfi1b, cFos и Etv6) уже удалось получить из фибробласта кожи мыши жизнеспособные ГСК (СD34+, СD45+, СD133+), обладающие всем спектром мультипотентности и способные давать все типы клеток гемопоэза и иммунопоэза (C.F. Pereira, B.Chang, J. Qiu et al., 2013). В другом исследовании из лимфоцитов крови человека после перевода в ИПСК с использованием шести транскрипционных факторов (Run1t1, Hlf, Lmo2, Prdm5, Pbx1 и Zfp37) удалось получить ГСК человека, обладающие полной мультипотентностью и способные восстановить все типы клеток крови (J. Riddell, R. Gazit, B.S. Garrison et al., 2014). Сегодня плюрипотентные СК могут дифференцироваться практически во все типы клеток организма. Этот уникальный потенциал дает многообещающие возможности клеточной терапии для восстановления тканей или органов, разрушенных в результате травм, дегенеративных заболеваний, старения или рака. Открытие технологии получения ИПСК предлагает возможную стратегию создания тканеспецифических для пациента мультипотентных СК. Однако из-за опасений относительно специфичности, эффективности, кинетики и безопасности перепрограммирования ИПСК перед их эффективным клиническим использованием требуются улучшения или фундаментальные изменения в этом процессе, так как введение транскрипционных факторов в геном осуществляется с использованием аденовирусов, лентивирусов или плазмид, что является генетически небезопасным, как для самого больного, так и для его потомства (T.Ma, M.Xie,T.Laurent, S.Ding, 2013).One of the modern approaches to realizing the goal of replacing HSCs is to obtain chemically induced pluripotent stem cells (iPSCs or iPSCs) by reprogramming them from any somatic cell (fibroblast, neuron, adipose tissue SCs, blood cells) using modern known genome transcription factors (Oct , Sox2 , Klf4 and c-Myc). These iPSCs can be reprogrammed into specialized multipotent SCs using other transcription factors. Thus, as a result of the use of four transcription factors (Gata2, Gfi1b, cFos, and Etv6), it has already been possible to obtain viable HSCs (CD34+, CD45+, CD133+) from mouse skin fibroblast, which have the entire spectrum of multipotency and are capable of producing all types of hematopoietic and immunopoetic cells (CF Pereira , B. Chang, J. Qiu et al., 2013). In another study, after transferring to iPSCs using six transcription factors (Run1t1, Hlf, Lmo2, Prdm5, Pbx1, and Zfp37), human HSCs with full multipotency and capable of restoring all types of blood cells were obtained in another study (J. Riddell, R Gazit, BS Garrison et al., 2014). Today, pluripotent SCs can differentiate into almost all cell types in the body. This unique potential provides promising avenues for cell therapy to repair tissues or organs destroyed by injury, degenerative disease, aging, or cancer. The discovery of iPSC production technology suggests a possible strategy for the creation of tissue-specific multipotent SCs for the patient. However, due to concerns about the specificity, efficacy, kinetics, and safety of iPSC reprogramming, improvements or fundamental changes in this process are required before their effective clinical use, since the introduction of transcription factors into the genome is carried out using adenoviruses, lentiviruses, or plasmids, which is genetically unsafe. both for the patient himself and for his offspring (T.Ma, M.Xie, T.Laurent, S.Ding, 2013).

Существует еще один серьезный недостаток, который связан с данным способом получения ИПСК. Любой тип клеток в организме характеризуется своим собственным индивидуальным эпигеномом - определенным спектром и паттерном посттрансляционных ковалентных модификаций гистонов, метилирования ДНК, наличием набора малых некодируемых РНК. Комбинация данных факторов формирует уникальную структуру хроматина, присущую клетке того или иного типа. Хроматин плюрипотентных клеток характеризуется «открытой» архитектурой и декомпактизованным состоянием. Хроматин в такой конфигурации в процессе дифференцировки способен быстро подвергаться различным посттрансляционным модификациям гистонов, процессам метилирования и деметилирования ДНК. Плюрипотентные клетки содержат также «бивалентные домены», то есть области, обогащенные одновременно метками и активного, и неактивного хроматина. Большинство бивалентных доменов ассоциированы с точками старта транскрипции генов, вовлеченных в развитие. В плюрипотентных клетках эти гены характеризуются низким уровнем транскрипции, тогда как в ходе дифференцировки бивалентные домены превращаются в моновалентные, содержащие метки либо активного, либо неактивного хроматина, и соответственно наблюдается активация либо репрессия генов, обуславливающая специализацию клеток конкретного типа (цит. по Васькова Е.А., Стекленева А.Е., Медведев С П., Закиян С.М., 2013). Поэтому при выборе источника для перепрограммирования во внимание следует принимать тот факт, что ИПСК сохраняют эпигенетическую память о тканях, из которых они произошли, что влияет на их способность к направленной дифференцировке (J.G. Crompton, M. Rao, N.P. Restifo, 2013; J.M. Polo, S. Liu, M.E. Figueroa, et al. & К. Hochedlinger, 2010; K. Kim, A. Doi, B. Wen et al., 2010; K. Kim, R. Zhao, A. Doi et al., 2011; O. Bar-Nur, H.A. Russ, S. Efrat, N. Benvenisty, 2011; Denker H.-W., 2012; Jong-Hee Lee, Jung Bok Lee, Zoya Shapovalova et al., 2014; Васькова, Е.А., Стекленева, А.Е., Медведев, С.П., & Закиян, С. М., 2013; Kyttälä, R. Moraghebi, C. Valensisi et al., 2015). Остаточная эпигенетическая память не обязательно проявляется на стадии плюрипотентности. ИПСК, полученные из разных тканей, имеют надлежащую морфологию, в них активны гены, характерные для плюрипотентности, и они способны дифференцироваться в ткани трех эмбриональных слоев как in vitro, так и in vivo (Васькова, Е.А., Стекленева, А.Е., Медведев, С.П., & Закиян, С. М., 2013; A.Kyttälä, R. Moraghebi, C. Valensisi et al., 2015). Однако, эта эпигенетическая память может проявиться позже, во время повторной дифференцировки в специфические типы клеток, которая требует активации локусов, сохранивших элементы остаточной эпигенетической памяти (J.G. Crompton, M. Rao, N.P. Restifo, 2013; J.M. Polo, S. Liu, M.E. Figueroa, et al. & К. Hochedlinger, 2010; K. Kim, A. Doi, B. Wen et al., 2010; K. Kim, R. Zhao, A. Doi et al., 2011; O. Bar-Nur, H.A. Russ, S. Efrat, N. Benvenisty, 2011; Denker H.-W., 2012). Необходимо найти решение, как обойти механизм реверсии (возврата) эпигенетической памяти у этих клеток для широкого использования их в клинике.There is another serious drawback associated with this method of obtaining iPSCs. Any type of cells in the body is characterized by its own individual epigenome - a certain spectrum and pattern of post-translational covalent modifications of histones, DNA methylation, and the presence of a set of small non-coding RNAs. The combination of these factors forms a unique chromatin structure inherent in a particular type of cell. The chromatin of pluripotent cells is characterized by an "open" architecture and a decompacted state. Chromatin in this configuration during differentiation is able to quickly undergo various post-translational modifications of histones, DNA methylation and demethylation. Pluripotent cells also contain "bivalent domains", that is, regions enriched simultaneously with marks of both active and inactive chromatin. Most of the bivalent domains are associated with transcription start points of genes involved in development. In pluripotent cells, these genes are characterized by a low level of transcription, while during differentiation, bivalent domains turn into monovalent domains containing marks of either active or inactive chromatin, and, accordingly, activation or repression of genes is observed, which determines the specialization of cells of a particular type (cited by Vaskova E. A., Stekleneva A.E., Medvedev S.P., Zakian S.M., 2013). Therefore, when choosing a source for reprogramming, one should take into account the fact that iPSCs retain epigenetic memory of the tissues from which they originated, which affects their ability to directed differentiation (J.G. Crompton, M. Rao, N.P. Restifo, 2013; J.M. Polo, S. Liu, M. E. Figueroa, et al. & K. Hochedlinger, 2010; K. Kim, A. Doi, B. Wen et al., 2010; K. Kim, R. Zhao, A. Doi et al., 2011 ; O. Bar-Nur, H.A. Russ, S. Efrat, N. Benvenisty, 2011; Denker H.-W., 2012; Jong-Hee Lee, Jung Bok Lee, Zoya Shapovalova et al., 2014; Vaskova, E. A., Stekleneva, A.E., Medvedev, S.P., & Zakian, S.M., 2013; Kyttälä, R. Moraghebi, C. Valensisi et al., 2015). Residual epigenetic memory does not necessarily appear at the stage of pluripotency. iPSCs obtained from different tissues have the proper morphology, genes characteristic of pluripotency are active in them, and they are able to differentiate into tissues of three embryonic layers both in vitro and in vivo (Vaskova, E.A., Stekleneva, A.E. ., Medvedev, S. P., & Zakian, S. M., 2013; A. Kyttälä, R. Moraghebi, C. Valensisi et al., 2015). However, this epigenetic memory may appear later, during re-differentiation into specific cell types, which requires the activation of loci that retain elements of residual epigenetic memory (J.G. Crompton, M. Rao, N.P. Restifo, 2013; J.M. Polo, S. Liu, M.E. Figueroa , et al. & K. Hochedlinger, 2010; K. Kim, A. Doi, B. Wen et al., 2010; K. Kim, R. Zhao, A. Doi et al., 2011; O. Bar-Nur , H.A. Russ, S. Efrat, N. Benvenisty, 2011; Denker H.-W., 2012). It is necessary to find a solution how to bypass the mechanism of reversion (return) of epigenetic memory in these cells for their wide use in the clinic.

В области биомедицины ИПСК являются наиболее стратегически выгодными, поскольку они могут быть получены из соматических клеток и являются аутологичными по отношению к донору соматических клеток. На сегодняшний день известно, что по своим свойствам ИПСК очень схожи с эмбриональными СК, то есть экспрессируют сходный спектр генов, формируют тератомы, содержащие производные всех трех зародышевых листков. В то же время много работ показывают, что в результате перепрограммирования линии ИСПК приобретают целый ряд генетических и эпигенетических аббераций, включая нарушения в работе импринтированных генов, изменения в количестве копий генов, точечные мутации, аберрантный паттерн метилирования ДНК и ряд других. При этом отличия в эпигеномах и транскриптомах эмбриональных СК и ИСПК обусловлены не только аберрациями, приобретенными в процессе перепрограммирования, но сохранением ряда эпигенетических меток исходных соматических клеток. Подобное наследование свойств эпигеномов и транскриптомов ИПСК получило название «эпигенетической памяти» (Васькова Е.А., Стекленева А.Е., Медведев, С.П., & Закиян, С.М., 2013).In the field of biomedicine, iPSCs are the most strategically advantageous because they can be obtained from somatic cells and are autologous with respect to the somatic cell donor. To date, it is known that iPSCs are very similar in their properties to embryonic SCs, that is, they express a similar range of genes and form teratomas containing derivatives of all three germ layers. At the same time, many works show that, as a result of reprogramming, iPCC lines acquire a number of genetic and epigenetic aberrations, including disturbances in the functioning of imprinted genes, changes in the number of gene copies, point mutations, an aberrant pattern of DNA methylation, and a number of others. At the same time, differences in the epigenomes and transcriptomes of embryonic SCs and ISPCs are due not only to aberrations acquired in the process of reprogramming, but also to the preservation of a number of epigenetic marks of the original somatic cells. Such inheritance of the properties of iPSC epigenomes and transcriptomes is called “epigenetic memory” (Vaskova E.A., Stekleneva A.E., Medvedev, S.P., & Zakian, S.M., 2013).

Таким образом, несмотря на большие успехи современных биотехнологий по созданию и потенциальным возможностям применения ИПСК при создании ГСК из соматических клеток путем их перепрограммирования факторами транскрипции, недостатки этих технологий перекрывают все их достоинства, и нужен принципиально новый подход к этой проблеме, чтобы исключить вирусную интервенцию в геном человека, предотвратить образование тератом и найти механизм преодоления реверсии резидуальной эпигенетической памяти после трансдифференцировки одной клетки в другую.Thus, despite the great success of modern biotechnologies in the creation and potential use of iPSCs in the creation of HSCs from somatic cells by reprogramming them with transcription factors, the disadvantages of these technologies outweigh all their advantages, and a fundamentally new approach to this problem is needed to exclude viral intervention in human genome, prevent the formation of teratomas, and find a mechanism to overcome the reversal of residual epigenetic memory after transdifferentiation of one cell into another.

Альтернативный подход к трансдифференцировке соматических клеток без использования факторов транскрипции и отказ от их вирусных носителей был предложен в 2013 году китайским профессором Хонкуи Денгом (Hongkui Deng ) и его научной группой ученых из Пекинского университета (Zhao Y., Zhao T., Guan J., Zhang X. et al., 2015). Они решили проблему перепрограммирования соматических клеток в требуемые фенотипы других клеточных линий путем создания химически индуцированных ИПСК, точнее путем создания инновационной биотехнологической платформы на основе XEN-подобного состояния (состояния, подобного эмбриональной эндодерме) перепрограммируемых клеточных систем. Полученное ими XEN-подобное состояние клеток, индуцированное определенными коктейлями из низкомолекулярных химических веществ стало мостом, который соединяет соматические клетки с плюрипотентностью при химическом перепрограммировании и как бы обходит стороной плюрипотентное эмбриональное состояние клетки. Внеэмбриональное XEN-подобное состояние опосредует процесс генерации ИПСК. XEN-подобные клетки транскрипционно и функционально сходны с аналогом in vivo. Клетки XEN готовы к экспрессии Oct4 и установлению плюрипотентности. Индукция ИПСК значительно усиливается путем высокоточного манипулирования маленькими молекулами. Процесс химического перепрограммирования требует более раннего образования клеток, подобных эмбриональной энтодерме (XEN), и позднего перехода от клеток, подобных XEN, к химически индуцированным ИПСК уникальным путем, который принципиально отличается от пути перепрограммирования с использованием транскрипционных факторов. Более того, точное манипулирование переходом клеточной судьбы поэтапно через XEN-подобное состояние позволяет идентифицировать низкомолекулярные ускорители и создать надежную систему химического перепрограммирования с выходом до 1000 раз больше, чем в ранее сообщенном протоколе (J. Riddell, R. Gazit, B.S. Garrison et al., 2014) с использованием шести транскрипционных факторов (Run1t1, Hlf, Lmo2, Prdm5, Pbx1 и Zfp37) и собственным протоколом авторов по химической индукции при получении ИПСК от 2013 года (Xiang Li et al., Zhen Chai, Hongkui Deng, 2017). Эти результаты показывают, что химическое перепрограммирование является многообещающим подходом к манипулированию судьбами клеток. Другими словами, в дополнение к возможности получения специфических для пациента аутологичных тканей и органов из ИПСК, другой привлекательной стратегией для регенеративной медицины китайскими учеными предложена стратегия химической трансдифференциации - прямого преобразования одного типа соматических клеток в другой через так называемый клеточный мостик в виде XEN-клеточных систем. Эта трансдифференцировка не только выявляет и использует развивающиеся пластические промежуточные продукты, генерируемые во время перепрограммирования ИПСК, но также продуцирует очень широкий спектр клеток, включая расширяемые тканеспецифические клетки-предшественники. Клетки в индуцированном XEN-подобном состоянии легко расширялись в течение по меньшей мере 20 пассажей и сохраняли стабильность генома и потенциал спецификации линии. Поэтому революционное исследование пекинских ученых устанавливает многофункциональный путь для химического перепрограммирования линии и может предоставить платформу для генерации разнообразных типов клеток посредством применения этого расширяемого XEN-подобного состояния (Xiang Li et al., Zhen Chai, Hongkui Deng, 2017). An alternative approach to the transdifferentiation of somatic cells without the use of transcription factors and the rejection of their viral carriers was proposed in 2013 by the Chinese professor Hongkui Deng and his scientific group of scientists from Peking University (Zhao Y., Zhao T., Guan J., Zhang X. et al., 2015). They solved the problem of reprogramming somatic cells into the desired phenotypes of other cell lines by creating chemically induced iPSCs, more precisely by creating an innovative biotechnological platform based on the XEN-like state (a state similar to the embryonic endoderm) of reprogrammable cell systems. The XEN-like state of cells they obtained, induced by certain cocktails of low molecular weight chemicals, became a bridge that connects somatic cells with pluripotency during chemical reprogramming and, as it were, bypasses the pluripotent embryonic state of the cell. The extraembryonic XEN-like state mediates the process of iPSC generation. XEN-like cells are transcriptionally and functionally similar to the in vivo counterpart. XEN cells are ready for Oct4 expression and pluripotency establishment. The induction of iPSCs is greatly enhanced by highly precise manipulation of small molecules. The chemical reprogramming process requires earlier formation of embryonic endoderm-like (XEN) cells and a late transition from XEN-like cells to chemically induced iPSCs in a unique way that is fundamentally different from the reprogramming pathway using transcription factors. Moreover, precisely manipulating the transition of cell fate stepwise through the XEN-like state allows the identification of small molecular weight accelerators and the creation of a reliable chemical reprogramming system with a yield up to 1000 times greater than in a previously reported protocol (J. Riddell, R. Gazit, B.S. Garrison et al. , 2014) using six transcription factors (Run1t1, Hlf, Lmo2, Prdm5, Pbx1, and Zfp37) and the authors’ own protocol for chemical induction in obtaining iPSCs from 2013 (Xiang Li et al., Zhen Chai, Hongkui Deng, 2017). These results indicate that chemical reprogramming is a promising approach to manipulate cell fate. In other words, in addition to the possibility of obtaining patient-specific autologous tissues and organs from iPSCs, another attractive strategy for regenerative medicine by Chinese scientists is the strategy of chemical transdifferentiation - direct transformation of one type of somatic cells into another through the so-called cell bridge in the form of XEN cell systems. . This transdifferentiation not only detects and exploits the developing plastic intermediates generated during iPSC reprogramming, but also produces a very wide range of cells, including expandable tissue-specific progenitor cells. Cells in the induced XEN-like state readily expanded for at least 20 passages and retained genome stability and lineage specification potential. Therefore, a groundbreaking study by Beijing scientists establishes a multifunctional pathway for chemical reprogramming of the lineage and may provide a platform for generating diverse cell types through the application of this extensible XEN-like state (Xiang Li et al., Zhen Chai, Hongkui Deng, 2017).

В способе по настоящему изобретению при получении генетически однородных ГСК используется не репродуктивное и терапевтическое клонирование и не трансдифференцировка соматических клеток с применением транскрипционных факторов. В предлагаемом способе для химической индукции с целью трансдифференцировки соматических и стволовых клеток в генетически однородные ГСК используют исключительно аутологичные клеточные линии взрослых соматических клеток (фибробластов, кариоцитов, жировых клеток) и линии мультипотентных негемопоэтических СК пациента (нейтральных СК (НСК), СК жировой ткани, мезенхимальные стромальные СК (МССК) и т.д.), выделенных от человека прижизненно. Способ по настоящему изобретению в принципе не предполагает получения зиготы, бластоцисты или эмбриона, как это принято во всех видах клонирования и последующего ее разрушения для получения мультипотентных стволовых клеток, а также не предполагает лишения жизни не родившегося эмбрионального гибридного существа или внедрения в структуру генома собственных клеток вирусных и векторных носителей и плазмид. В изобретении предлагается работать с одной из двух или трех линий взрослых соматических клеток или негемопоэтических стволовых и прогениторных клеток уже вторично дифференцированных организмом пациента в сторону определенной мультипотентности, извлеченных из одного человека и находящихся исключительно в постнатальном периоде онтогенеза. Все манипуляции с трансдифференцировкой клеток в ХЕN-подобное состояние следует производить путем геном-ориентированной химической индукции малыми молекулами по технологии группы профессора H. Deng (Zhao Y., Zhao T., Guan J., Zhang X., et al., 2015; Xiang Li et al., Zhen Chai, Hongkui Deng, 2017). Это позволит получить из соматических или СК полноценные ИПСК, минуя стадию эмбрионального развития, применяя постадийную алгоритмированную обработку клеток, находящихся в индукционной среде с низкомолекулярными химическими веществами (пертурбогенами) в заданной концентрации и экспозиции. Полученные ИПСК культивируют в специальной среде, препятствующей дифференцировке этих клеток и индуцирующей активацию экспрессии генов ядра клетки в сторону гемопоза и имммунопоэза путем применения каскада цитокинов, активирующих гемопоэтическую ориентацию полученных клеток также путем применения культивирования в среде с комплексом специфичных пертурбогенов - специально биоинформационно подобранных низкомолекулярных химических соединений, то есть из плюрипотентного XEN-состояния клетки ее нужно сделать мультипотентной ГСК. Для этого следующим этапом предложено сделать трансплантацию ядер (кариопластов) ХЕN-подобных клеток в цитопласты ГСК, полученных от пациента. Таким образом получают ГСК-подобные аутологичные клеточно-инженерные системы с генетически однородным XEN-подобным клеточным ядром, при этом целью является получение жизнеспособных мультипотентных ГСК из этого клеточно-инженерного микста собственных клеток пациента. На этом этапе авторы настоящего изобретения воспользовались методологическим подходом, предложенным ранее в патенте на изобретение RU 2535972, МПК A61K 48/00, 20.12.2014 на "Противоопухолевый индивидуальный протеом-основанный таргетный клеточный препарат, способ его получения и применение этого препарата для терапии рака и других злокачественных новообразований". В этом патенте раскрыт таргетный клеточный препарат, молекулярно нацеленный на путь интегринов и фокальной адгезии в ОСК путем подбора пертурбогенов (низкомолекулярных химических соединений) в базе клеточных транскриптомов Массачусетского технологического института (МИТ) США. Эта база данных транскриптомных профилей экспрессии генов клеток содержит результаты работ различных исследователей по картированию и профилированию экспрессии генов до и после манипуляций с клетками на аппаратах платформы Affymetrix. Поэтому в связи с настоящим изобретением было предложено снять полнотранскриптомный профиль экспрессии генов ГСК-подобных клеток с ядром, находящимся в ХЕN-подобном состоянии, и биоинформационным путем найти пертурбогены, которые бы путем химической индукции привели клеточно-инженерную систему к клеточным системам, имеющим транскриптомный профиль экспрессии генов здоровых ГСК. Проблему реверсии (возврата) эпигенетической резидуальной памяти в полученных клеточно-инженерных клетках предлагается решить путем добавления к культивируемой среде набора стандартных химических молекул, широко используемых для эпигенетического баланса клеток беременной женщины на ранних стадиях формирования эмбриона человека (фолиевая кислота, витамин В12, витамин С и т.д.). В результате клеточной инженерии в предлагаемомом способе осуществляют равноценную замену поврежденного генома и эпигенома (ядра) мультипотентной ГСК на геном и эпигеном (ядро) другой здоровой мультипотентной ГСК-ориентированной клетки в XEN-подобном состоянии, невовлеченной в патологические процессы в организме больного. Процесс слияния цитопластов ГСК пациента и кариопласта гемопоэтически ориентированной клеточно-инженерной (ГОКИ) ГСК может быть реализован путем их электропорации. «Дозревание» полученных ГОКИ ГСК осуществляют в среде, препятствующей дифференцировке ГСК, с иономицином и фолиевой кислотой, витамином С и витамином В12. Таким образом, в настоящем изобретении предложено новое решение по борьбе с резидуальной эпигенетической памятью ГСК, созданной из соматической клетки через химически индуцированное XEN-подобное состояние путем проведения клеточной инженерии аутологичных ГСК и изъятия из патологической ГСК пациента ядра этой клетки, в котором в компактном виде находится весь ее поврежденный геном, и замещение его на геном здоровой трансдифференципрованной соматической или СК негемопоэтического ряда этого же организма, но которая путем химической индукции стала ГОКИ ГСК.The method of the present invention uses non-reproductive and therapeutic cloning and non-transdifferentiation of somatic cells using transcription factors to obtain genetically homogeneous HSCs. In the proposed method for chemical induction in order to transdifferentiate somatic and stem cells into genetically homogeneous HSCs, exclusively autologous cell lines of adult somatic cells (fibroblasts, karyocytes, fat cells) and lines of multipotent non-hematopoietic SCs of the patient (neutral SCs (NSCs), adipose tissue SCs, mesenchymal stromal SCs (MSSCs), etc.) isolated from humans in vivo. The method of the present invention, in principle, does not involve obtaining a zygote, blastocyst or embryo, as is customary in all types of cloning and its subsequent destruction to obtain multipotent stem cells, and also does not involve the deprivation of life of an unborn embryonic hybrid creature or the introduction of one's own cells into the genome structure viral and vector carriers and plasmids. The invention proposes to work with one of two or three lines of adult somatic cells or non-hematopoietic stem and progenitor cells already secondarily differentiated by the patient's body towards a certain multipotency, extracted from one person and located exclusively in the postnatal period of ontogenesis. All manipulations with transdifferentiation of cells into a XEN-like state should be performed by gene-oriented chemical induction with small molecules using the technology of the group of Professor H. Deng (Zhao Y., Zhao T., Guan J., Zhang X., et al., 2015; Xiang Li et al., Zhen Chai, Hongkui Deng, 2017). This will make it possible to obtain full-fledged iPSCs from somatic or SCs, bypassing the stage of embryonic development, using a stepwise algorithmic processing of cells in an induction medium with low molecular weight chemicals (perturbogens) at a given concentration and exposure. The resulting iPSCs are cultivated in a special medium that prevents the differentiation of these cells and induces the activation of the expression of cell nucleus genes towards hematopoiesis and immunopoiesis by using a cascade of cytokines that activate the hematopoietic orientation of the resulting cells, also by using cultivation in a medium with a complex of specific perturbogens - specially selected low molecular weight chemical compounds for bioinformatics , that is, from the pluripotent XEN state of the cell, it must be made into a multipotent HSC. To do this, the next step is to transplant the nuclei (karyoplasts) of XEN-like cells into HSC cytoplasts obtained from the patient. Thus, HSC-like autologous cell-engineered systems with a genetically homogeneous XEN-like cell nucleus are obtained, with the goal being to obtain viable multipotent HSCs from this cell-engineered mix of the patient's own cells. At this stage, the authors of the present invention took advantage of the methodological approach proposed earlier in the patent for invention RU 2535972, IPC A61K 48/00, 12/20/2014 on "Antineoplastic individual proteome-based targeted cell drug, a method for its preparation and use of this drug for cancer therapy and other malignant neoplasms. This patent discloses a targeted cell preparation molecularly targeting the integrin pathway and focal adhesion in CSCs by selecting perturbogens (low molecular weight chemical compounds) from the Massachusetts Institute of Technology (MIT) cell transcriptome database. This database of transcriptomic gene expression profiles of cells contains the results of the work of various researchers on mapping and profiling gene expression before and after manipulations with cells on the Affymetrix platform devices. Therefore, in connection with the present invention, it was proposed to remove the full transcriptome gene expression profile of HSC-like cells with a nucleus in the XEN-like state, and to find perturbogens by bioinformatics, which would lead the cell-engineering system to cell systems with a transcriptome profile by chemical induction. expression of healthy HSC genes. The problem of reversal (return) of epigenetic residual memory in the resulting cell-engineered cells is proposed to be solved by adding to the cultured medium a set of standard chemical molecules widely used for the epigenetic balance of pregnant woman cells at the early stages of human embryo formation (folic acid, vitamin B12, vitamin C and etc.). As a result of cell engineering in the proposed method, an equivalent replacement of the damaged genome and epigenome (nucleus) of a multipotent HSC is carried out with the genome and epigenome (nucleus) of another healthy multipotent HSC-oriented cell in an XEN-like state, not involved in pathological processes in the patient's body. The process of fusion of cytoplasts of the HSC of the patient and the karyoplast of hematopoietically oriented cell-engineered (GOKI) HSC can be realized by their electroporation. The "ripening" of the obtained GOKI HSCs is carried out in an environment that prevents the differentiation of HSCs, with ionomycin and folic acid, vitamin C and vitamin B12. Thus, the present invention proposes a new solution to combat the residual epigenetic memory of HSCs created from a somatic cell through a chemically induced XEN-like state by performing cell engineering of autologous HSCs and removing the nucleus of this cell from the patient's pathological HSC, in which its entire damaged genome, and its replacement with the genome of a healthy transdifferentiated somatic or SC of a non-hematopoietic series of the same organism, but which, by chemical induction, became GOKI HSC.

При создании настоящего изобретения автор исходил из собственной научной гипотезы об измененной протеомной и траснкриптомной структуры ГСК у пациентов с онкологическими, аутоиммунными и нейродегенративными заболеваниями и, конечно же, патоспецифическом протеомном профиле мультипотентной ГСК пациента (Брюховецкий А.С., 2014; Bryukhovetskiy A.S., 2019). Поэтому возможным решением проблемы борьбы с этими болезнями является функциональное и молекулярное восстановление поврежденной ГСК за счет ее клеточно-инженерной реконструкции и восстановление их необходимого количественного баланса для гомеостаза в организме человека. Материалом для реконструкции ГСК был выбран геном и эпигеном (ядро) любой другой здоровой соматической или мультипотентной СК негемопоэтической линии в организме пациента. Очевидно, что найти здоровую соматическую или тканеспецифическую мультипотентную СК другой тканеспецифической линии в организме человека не представит труда. Каких-либо морально-этических, социально-правовых и юридических ограничений по использованию соматических клеток в качестве источника ядер для переноса их в другие соматические клетки нет. Это в полной мере касается и всех типов СК.When creating the present invention, the author proceeded from his own scientific hypothesis about the altered proteomic and transcriptomic structure of HSC in patients with oncological, autoimmune and neurodegenerative diseases and, of course, the pathospecific proteomic profile of the patient's multipotent HSC (Bryukhovetsky A.S., 2014; Bryukhovetskiy A.S., 2019 ). Therefore, a possible solution to the problem of combating these diseases is the functional and molecular restoration of damaged HSCs due to its cell-engineering reconstruction and the restoration of their necessary quantitative balance for homeostasis in the human body. The material for HSC reconstruction was the genome and epigen (nucleus) of any other healthy somatic or multipotent SC of a non-hematopoietic line in the patient's body. Obviously, it will not be difficult to find a healthy somatic or tissue-specific multipotent SC of another tissue-specific lineage in the human body. There are no moral, ethical, social, legal and legal restrictions on the use of somatic cells as a source of nuclei for their transfer to other somatic cells. This fully applies to all types of SC.

Очевидно, что эффективность способа значительно возрастает при использовании ядер собственных СК или прогениторных клеток. Более того, ткань, из которой как из источника могут выделяться клетки, должна быть доступной и универсальной. Наиболее доступной и универсальной является жировая ткань, костный мозг и обонятельная выстилка носа пациента. Но и аутологичные мультипотентные СК печени и СК, полученные из менструальной крови больной женщины или семенников мужчины, тоже могут использоваться в качестве региональных мультипотентных СК или соматических клеток для реализации поставленной цели. В связи с этим наиболее предпочтительными являются МССК, выделенные из костного мозга или жировой ткани. Данные клетки имеют в культуре уникальные характеристики: способность пролиферировать в течение длительного времени и при индукции к дифференцировке формировать клетки тканей, имеющих мезенхимное происхождение, их можно довольно легко получить от каждого человека, в том числе и от больного. При пересадке таких клеток в энуклеированную ГСК пациента можно получать клеточные объекты, генетически идентичные пациенту, т.е. обладающие генетически однородными характеристиками (Тепляшин А.С. с соавт., 2009).Obviously, the effectiveness of the method increases significantly when using the nuclei of their own SC or progenitor cells. Moreover, the tissue from which cells can be isolated as a source must be accessible and versatile. The most accessible and versatile are adipose tissue, bone marrow and the olfactory lining of the patient's nose. But autologous multipotent liver SCs and SCs obtained from the menstrual blood of a sick woman or testes of a man can also be used as regional multipotent SCs or somatic cells to achieve this goal. In this regard, MSSCs isolated from bone marrow or adipose tissue are most preferred. These cells have unique characteristics in culture: the ability to proliferate for a long time and, upon induction to differentiation, to form tissue cells of mesenchymal origin, they can be quite easily obtained from each person, including the patient. When such cells are transplanted into the enucleated HSC of a patient, it is possible to obtain cellular objects that are genetically identical to the patient, i.e. having genetically homogeneous characteristics (Teplyashin A.S. et al., 2009).

При этом в случаях онкологического (например, мультиформная глиома), нейродегенеративного (например, БАС или БАС-деменция), аутоиммунного (например, рассеянный склероз) заболевания головного или спинного мозга страдают не только ГСК, но и НСК, поэтому лучшим источником для выявления здорового генома (ядра) клеток в организме в этом случае могут стать клетки мезенхимного ряда. Они выделяются из костного мозга пациента, жировой ткани или мобилизованного концентрата мононуклеаров (МНК) периферической крови (ПК). В случае же онкологического заболевания солидных органов (например, рак молочной железы, рак легких, рак почек и т.д.), как правило, страдают ГСК и МССК, но НСК, а также тканеспецифические мультипотентные СК, полученные из забарьерных органов (глаза, яичка и т.д.), СК печени и жировой ткани почти никогда не повреждаются. Таким образом, если у больного имеется процесс в нервной ткани, то для реконструкции ГСК целесообразно использовать МССК костного мозга и жировой ткани, которые не вовлечены в патологический процесс, а при локализации процесса в солидных органах лучшим источником аутологичного генома здоровых клеток станет НСК, полученные из обонятельной выстилки носа.At the same time, in cases of oncological (for example, glioma multiforme), neurodegenerative (for example, ALS or ALS dementia), autoimmune (for example, multiple sclerosis) diseases of the brain or spinal cord, not only HSCs, but also NSCs suffer, therefore, the best source for identifying a healthy genome (nucleus) of cells in the body in this case can become cells of the mesenchymal series. They are isolated from the patient's bone marrow, adipose tissue, or mobilized peripheral blood (PB) mononuclear concentrate (MNC). In the case of oncological diseases of solid organs (for example, breast cancer, lung cancer, kidney cancer, etc.), as a rule, HSCs and MSSCs are affected, but NSCs, as well as tissue-specific multipotent SCs obtained from trans-barrier organs (eyes, testicles, etc.), SCs of the liver and adipose tissue are almost never damaged. Thus, if a patient has a process in the nervous tissue, then for the reconstruction of HSCs it is advisable to use MSSCs of the bone marrow and adipose tissue, which are not involved in the pathological process, and if the process is localized in solid organs, the best source of the autologous genome of healthy cells will be NSCs obtained from olfactory lining of the nose.

Сам процесс замены ядра ГСК на ядро другой тканеспецифичной мультипотентной СК в настоящее время технически реализован на соматических клетках в ЭКО и терапевтическом клонировании и не представляет каких-либо технических трудностей. Он хорошо отработан сегодня большинством молекулярных биологов, и эта технология сегодня стала рутинной. Сам биотехнологический процесс замещения патологического генома ГСК на геном другой здоровой мультипотентной СК равнозначен замещению ядра одной аутологичной ГСК на ядро другой аутологичной тканеспецифичной мультипотентной СК. Поэтому этот биотехнологический процесс в настоящем описании назвается не трансплантацией ядер (как при терапевтическом и репродуктивном клонировании), а заменой или субституцией генома или ядра ГСК. Субституция это хорошо известный в биологии термин (позднелат. substitutio, от лат. substituo - ставлю вместо, назначаю взамен), означающий замещение в процессе эволюции одного органа другим в том же самом организме, который занимает собой подобное положение в организме и выполняет биологически равноценную функцию. В случае с замещением генома целесообразно говорить о гомотопной замене или субституции (homotopic substitution) или равнозначной замене , что означает замещение в процессе эволюции одного органа другим, занимающим сходное положение в организме и выполняющим биологически равноценную функцию (замещаемый орган при этом редуцируется). Например, в целом ряде случаев происходит редукция замещаемого органа и прогрессивное развитие замещающего. Так, у хордовых осевой скелет хорда замещается сначала хрящевым, затем костным позвоночником; у кактусоподобных растений листья (фотосинтезирующие органы) замещены стеблями. Термин «субституция» введен Н. Клайненбергом (1886) (Гиляров М.С. и соавт., 1986) и этот термин очень точно отражает суть предлагаемого феномена искусственной замены генома (ядра), находящегося в одной аутологичной патологической клетке, на геном (ядро) другой здоровой аутологичной клетки, для выполнения той же функции.The very process of replacing the HSC core with the core of another tissue-specific multipotent SC is currently technically implemented on somatic cells in IVF and therapeutic cloning and does not present any technical difficulties. It is well established today by most molecular biologists, and this technology has now become routine. The biotechnological process of replacing the pathological HSC genome with the genome of another healthy multipotent SC is equivalent to replacing the core of one autologous HSC with the core of another autologous tissue-specific multipotent SC. Therefore, this biotechnological process in the present description is not called nuclear transplantation (as in therapeutic and reproductive cloning), but the replacement or substitution of the genome or nucleus of HSCs. substitution it's well known in biology term (late lat.substitutio, from lat.substitute - I put instead, I appoint in return), meaning substitution in the process of evolution of one organ by another in the same organism, which occupies a similar position in the organism and performs a biologically equivalent function. In the case of genome replacement, it is reasonable to speak of homotopic substitution or substitution (homotopic substitution) or equivalent replacement , which means the replacement in the process of evolution of one organ by another, occupying a similar position in the body and performing a biologically equivalent function (the replaced organ is reduced in this case). For example, in a number of cases there is a reduction of the replaced organ and a progressive development of the replacement. So, in chordates, the axial skeleton of the notochord is replaced first by a cartilaginous, then a bony spine; in cactus-like plants, leaves (photosynthetic organs) are replaced by stems. The term "substitution" was introduced by N. Kleinenberg (1886) (Gilyarov M.S. et al., 1986) and this term very accurately reflects the essence of the proposed phenomenon of artificial replacement of the genome (nucleus) located in one autologous pathological cell with the genome (nucleus ) another healthy autologous cell to perform the same function.

Чтобы не путать предлагаемый в настоящем изобретении метод с разными формами репродуктивного и терапевтического клонирования, его можно назвать способом равнозначного замещения клеточного генома (ядра) или методом гомотопной субституции (замены) клеточного генома(ядра). Целью процедуры терапевтического клонирования является получение гибридных СК, генетически совместимых с донорским организмом, а целью метода гомотопной субституции клеточного генома в настоящем изобретении - реконструкция (восстановление) поврежденных собственных ГСК генетическим биоматериалом, полученным исключительно от самого пациента. Также будет неправильным использовать в настоящем изобретении терминологию терапевтического клонирования, называя результат клеточной инженерии «гибридом». Гибрид (от лат. hibrida, hybrida - помесь) это организм или клетка, полученные вследствие скрещивания генетически различающихся форм, а в способе по настоящему изобретению обрабатывают только однородный, аутологичный генетический материал.In order not to confuse the method proposed in the present invention with various forms of reproductive and therapeutic cloning, it can be called the method of equivalent substitution of the cellular genome (nucleus) or the method of homotopic substitution (replacement) of the cellular genome (nucleus). The purpose of the therapeutic cloning procedure is to obtain hybrid SCs that are genetically compatible with the donor organism, and the purpose of the method of homotopic substitution of the cellular genome in the present invention is the reconstruction (restoration) of damaged own HSCs with genetic biomaterial obtained exclusively from the patient himself. It would also be incorrect to use the terminology of therapeutic cloning in the present invention, calling the result of cell engineering a "hybrid". A hybrid (from Latin hibrida, hybrida - crossbreed) is an organism or cell obtained as a result of crossing genetically different forms, and in the method of the present invention, only homogeneous, autologous genetic material is processed.

В отношении манипуляций по блокированию эпигенетической памяти. Предлагаем обозначать факт возврата эпигенетической памяти в клеточно-инженерных ГСК можно назвать реверсией эпигенетической памяти. Ревéрсия (от лат. reversio - возвращение, возврат) - многозначный термин и может означать: Реверсия (биология) - склонность к возвращению частей со смешанными признаками к исходным родительским формам. Поэтому полученные в результате клеточно-инженерных манипуляций генетически однородные ГСК с гомотопной субституцией генома и заблокированным механизмом реверсии эпигенетической памяти можно обозначить как ГСК без реверсии эпигенетической памяти .Regarding manipulations to block epigenetic memory. We propose to designate the fact of the return of epigenetic memory in cell-engineered HSCs can be called the reversion of epigenetic memory. Reversion (from Latin reversio - return, return) is an ambiguous term and can mean: Reversion (biology) - a tendency to return parts with mixed characteristics to their original parental forms. Therefore, genetically homogeneous HSCs with homotopic genome substitution and a blocked mechanism of epigenetic memory reversal obtained as a result of cell engineering manipulations can be designated as HSCs without epigenetic memory reversal .

Итак, в качестве источника получения генома (ядра) в настоящем изобретении следует использовать только здоровые соматические или мультипотентные СК пациента, например НСК, МССК, печеночные СК, даже СК глаза. Однако применение СК и прогениторных клеток в реставрации ГСК наиболее предпочтительно для синхронизации клеточных циклов соединяемых клеточной инженерией клеток. ГСК как правило в 70-80% случаев находятся в G0 фазе клеточного цикла, и другие СК также находятся в клеточной культуре преимущественно в этой же фазе клеточного цикла. Поэтому их мембранные, цитоплазматические и ядерные белки и метаболические факторы практически сбалансированы по фазе клеточного цикла. Транскрипция факторов стволовости ГСК лучше обеспечивается в G0 фазе клеточного цикла, а также поддержанием этих клеток с проведенной субституцией генома культивированием в индукционной среде, препятствующей дифференцировке и благоприятствующей увеличению их количества с последующим созданием терапевтической линии здоровых ГСК пациента.Thus, only healthy somatic or multipotent patient SCs, such as NSCs, MSSCs, hepatic SCs, even eye SCs, should be used as a source for obtaining the genome (nucleus) in the present invention. However, the use of SCs and progenitor cells in the restoration of HSCs is most preferable for the synchronization of cell cycles of cells connected by cell engineering. HSCs are usually in 70-80% of cases in the G 0 phase of the cell cycle, and other SCs are also found in cell culture predominantly in the same phase of the cell cycle. Therefore, their membrane, cytoplasmic and nuclear proteins and metabolic factors are practically balanced in the phase of the cell cycle. Transcription of HSC stemness factors is better ensured in the G0 phase of the cell cycle, as well as the maintenance of these cells with genome substitution by cultivation in an induction medium that prevents differentiation and favors an increase in their number, followed by the creation of a therapeutic line of healthy HSCs in the patient.

Настоящее изобретение базируется на равнозначном клеточно-инженерном замещении поврежденного генома аутологичных ГСК пациента с фатальным заболеванием на здоровый геном соматической или СК другой клеточной, но не гемопоэтической линии того же организма больного, переведенной в XEN-подобное состояние, путем химической индукции малыми молекулами и получения генетически однородных ГСК с гомотопной субституцией генома, и последующим формированием из них клеточной линии аутологичных клеточно-инженерных ГСК для изготовления БМКП. Полученные БМКП могут применяться для лечения целого ряда заболеваний с целью полной остановки прогрессирования и предотвращения рецидивов болезни у пациентов с онкологическим, нейродегенеративным, аутоиммунным или эндокринологическим заболеванием или обеспечивают антиэйджинговый (антивозрастной) клинический эффект и значительно продлевают активную жизнь человека. Технологически субституция генома ГСК (ядра) реализуется путем иммуносепарации ГСК на магнитных шариках с помощью иммуносортера из костного мозга или из ЛК мобилизованных МНК ПК, последующего замещения ядер ГСК на ядра соматически здоровых клеток (стволовой или прогенеторной) и дальнейшего культивирования и наращивания клеточной массы ГСК в среде, препятствующей дифференцировке.The present invention is based on the equivalent cell-engineering replacement of the damaged genome of autologous HSCs of a patient with a fatal disease with a healthy genome of a somatic or SC of another cell line, but not the hematopoietic line of the same patient's organism, transferred to an XEN-like state, by chemical induction with small molecules and genetically homogeneous HSCs with homotopic substitution of the genome, and the subsequent formation of a cell line of autologous cell-engineered HSCs for the manufacture of BMCPs. The obtained BMCPs can be used to treat a number of diseases in order to completely stop the progression and prevent recurrence of the disease in patients with oncological, neurodegenerative, autoimmune or endocrinological diseases or provide an anti-aging (anti-aging) clinical effect and significantly prolong the active life of a person. Technologically, substitution of the HSC genome (nucleus) is realized by immunoseparation of HSCs on magnetic beads using an immunosorter from the bone marrow or from LC mobilized MNCs of PCs, subsequent substitution of HSC nuclei for the nuclei of somatically healthy cells (stem or progenitor) and further cultivation and growth of the HSC cell mass in environment that prevents differentiation.

Основным этапом способа по настоящему изобретению является получение двух аутологичных клеточных линий мультипотентных СК, одной из которых всегда будет линия собственных ГСК пациента. Источником получения линии ГСК будет или костный мозг пациента или лейкоконцентрат мобилизованных МНК ПК. Другим источником СК может быть жировая ткань, обонятельная выстилка слизистой носа, костный мозг или лейкоконцентрат МНК ПК и так далее. Клеточные линии выделенные от пациента культивируется стандартными путями.The main step of the method according to the present invention is to obtain two autologous cell lines of multipotent SCs, one of which will always be the line of the patient's own HSCs. The source of obtaining the HSC line will be either the patient's bone marrow or the leukoconcentrate of mobilized PB MNCs. Another source of SC can be adipose tissue, the olfactory lining of the nasal mucosa, bone marrow or leukoconcentrate of MNC SC, and so on. Cell lines isolated from the patient are cultured in standard ways.

Следующим и центральным этапом предлагаемого способа является проведение химической индукции соматической или мультипотентной региональной стволовой клетки по протоколам профессора Hongkui Deng (Zhao Y., Zhao T., Guan J., Zhang X., et al., 2015, Xiang Li et al., Zhen Chai, Hongkui Deng, 2017). Строгое выполнение данных протоколов позволяет соматическую клетку (например, фибробласт) или региональную СК (нейральную СК или МССК) перепрограммировать в ХЕN-подобное состояние путем геном-ориентированной химической индукции коктейлями, содержащими различные малые молекулы. Это позволит получить из соматических или стволовых клеток полноценные ХЕN-подобные клетки, минуя стадию эмбрионального развития, применяя постадийную химическую обработку клеток, находящихся в индукционной среде с малыми молекулами (пертурбогенами) в заданной концентрации и экспозиции. Полученные ХЕN-подобные клетки будут прокультивированы в специальной среде, препятствующей дифференцировке этих клеток и индуцирующей активацию экспрессии генов ядра клетки в сторону гемопоэза и иммунопоэза путем применения каскада цитокинов, активирующих гемопоэтическую ориентацию полученных клеток.The next and central step of the proposed method is the chemical induction of a somatic or multipotent regional stem cell according to the protocols of Professor Hongkui Deng (Zhao Y., Zhao T., Guan J., Zhang X., et al., 2015, Xiang Li et al., Zhen Chai, Hongkui Deng, 2017). Strict implementation of these protocols allows a somatic cell (for example, a fibroblast) or a regional SC (neural SC or MSSC) to be reprogrammed into an XEN-like state by gene-oriented chemical induction with cocktails containing various small molecules. This will make it possible to obtain full-fledged XEN-like cells from somatic or stem cells, bypassing the stage of embryonic development, using a step-by-step chemical treatment of cells in an induction medium with small molecules (perturbogens) at a given concentration and exposure. The obtained XEN-like cells will be cultivated in a special medium that prevents the differentiation of these cells and induces the activation of cell nucleus gene expression towards hematopoiesis and immunopoiesis by using a cascade of cytokines that activate the hematopoietic orientation of the resulting cells.

Следующим этапом способа по настоящему изобретению является трансплантация ядер (кариопластов) ХЕN-подобных клеток в цитопласты ГСК, полученных от пациента. Таким образом мы получаем ГСК-подобные аутологичные клеточно-инженерные системы с генетически однородным XEN-подобным клеточным ядром, то есть из имеющихся двух клеточных линий пациента (ГСК и мультипотентных СК или соматических клеток) предлагается несколько вариантов получения генетически однородных ГСК с гомотопной субституцией клеточного генома (ядра). Первый вариант получения подобной терапевтической линии ГСК осуществляется путем выделения из реципиентной клеточной линии ГСК пациента суспензии энуклеированных клеток (цитопластов ГСК) путем инкубации их с цитохалазином В, а из донорской линии ХЕN-подобных СК также путем 15 минутной обработки цитохалазином В проводится выделение ядра (кариопласта ХЕN-подобных МССК, ХЕN-подобных НСК и т.д.) и последующее проведение слияния их путем импульсной электростимуляции (электропорации). Другой вариант также предполагает возможность выделения из реципиентной клеточной линии ГСК пациента культуры энуклеированных клеток (цитопластов ГСК) как и в первом варианте, а в качестве кариопласта (генома) используется целые ХЕN-подобные мультипотентные клетки без выделения ядра. Последующее соединение цитопласта ГСК с донорской мультипотентной клеткой происходит путем слияния их мембран и цитоплазм с помощью электрической импульсной стимуляции (электропорации) с получением восстановленных ГСК.The next step of the method according to the present invention is the transplantation of the nuclei (karyoplasts) of XEN-like cells into HSC cytoplasts obtained from the patient. Thus, we obtain HSC-like autologous cell-engineering systems with a genetically homogeneous XEN-like cell nucleus, that is, from the available two patient cell lines (HSC and multipotent SC or somatic cells), several options are offered for obtaining genetically homogeneous HSC with homotopic substitution of the cell genome (kernels). The first option for obtaining such a therapeutic line of HSCs is carried out by isolating a suspension of enucleated cells (HSC cytoplasts) from the recipient HSC cell line of the patient by incubating them with cytochalasin B, and from the donor line of XEN-like SCs, the nucleus (karyoplast) is also isolated by 15 minutes of treatment with cytochalasin B XEN-like MSSCs, XEN-like NSCs, etc.) and their subsequent fusion by pulsed electrical stimulation (electroporation). Another option also suggests the possibility of isolating a culture of enucleated cells (HSC cytoplasts) from the recipient HSC cell line of the patient, as in the first option, and whole XEN-like multipotent cells are used as a karyoplast (genome) without isolating the nucleus. The subsequent connection of the HSC cytoplast with a donor multipotent cell occurs by fusion of their membranes and cytoplasms using electrical impulse stimulation (electroporation) to obtain reduced HSCs.

Завершающим этапом способа по настоящему изобретению является соединение восстановленных ГСК с лейкоконцентратом МНК ПК пациента и совместное культивирование в среде, препятствующей дифференцировке, содержащей иономицин, факторы стимулирующие гемопоэтические свойства этих клеток и содержащей фолиевую кислоту, витамин С и витамин В12. Наличие микроокружения в виде всего спектра МНК ПК клеточно-инженерных ГСК с гомотопопной субституцией генома (ядра) с наличием факторов блокирующих эпигенетическую память (фолиевую кислоту, витамин С, и витамин В12) на самых ранних этапах их культивирования приводит к формированию гемопоэтического транскриптомного профиля экспрессии генов уже на 7-9 день культивирования в СБУ и появлению всех основных маркеров ГСК : CD34+CD45+CD133+HLADR+. Далее полученный БМКП криоконсервируется с ДМСО в жидком азоте при температуре -196°С.The final step of the method according to the present invention is the combination of reduced HSCs with the patient's PC MNC leucoconcentrate and co-cultivation in a medium that prevents differentiation, containing ionomycin, factors stimulating the hematopoietic properties of these cells and containing folic acid, vitamin C and vitamin B12. The presence of a microenvironment in the form of the entire spectrum of MNCs of SCs of cell-engineered HSCs with homotopopic substitution of the genome (nucleus) with the presence of factors blocking epigenetic memory (folic acid, vitamin C, and vitamin B12) at the earliest stages of their cultivation leads to the formation of a hematopoietic transcriptome profile of gene expression already on the 7th-9th day of cultivation in SBU and the appearance of all major HSC markers: CD34+CD45+CD133+HLADR+. Further, the obtained BMCP is cryopreserved with DMSO in liquid nitrogen at a temperature of -196°C.

Главной изобретательской находкой и принципиальным отличием способа получения БМКП по настоящему изобретению на основе линии генетически однородных ГСК с субституцией генома от технологий репродуктивного и терапевтического клонирования является то, что при любом виде клонирования всегда применяют в качестве донорской клетки ооциты, а реципиентом может быть любая соматическая клетка и в результате их слияния из него формируются зигота. В дальнейшем зигота разрушается и из нее получают стволовые клетки или так называемые пациент-специфические клетки. В результате реализации настоящего изобретения реципиентом и донором клеток будет исключительно сам пациент, что практически никогда не применялось ни в эксперименте, ни в клинике, ни при получении генетически однородных СК. Это снимает с повестки дня все морально-этические вопросы пересадки клеточных ядер, связанные с терапевтическим и репродуктивным клонированием и страхи создания клеточных и тканевых гибридов и мутантов, но именно это настоятельно ставит вопросы оценки гемопоэтической и иммунной функциональности полученных аутологичных ГСК и необходимости дотрансплантационного подтверждения факта способности их к полноценной кроветворной функции и возможности участия клеточно-инженерных ГСК пациента в полноценном гемопоэзе и иммунопоэзе.The main inventive finding and the fundamental difference between the method for obtaining BMCP according to the present invention based on a line of genetically homogeneous HSCs with genome substitution from reproductive and therapeutic cloning technologies is that in any type of cloning, oocytes are always used as a donor cell, and any somatic cell can be a recipient and as a result of their fusion, a zygote is formed from it. Subsequently, the zygote is destroyed and stem cells or so-called patient-specific cells are obtained from it. As a result of the implementation of the present invention, the recipient and donor of cells will be exclusively the patient himself, which has almost never been used either in the experiment, or in the clinic, or in obtaining genetically homogeneous SCs. This removes from the agenda all the moral and ethical issues of cell nuclear transplantation associated with therapeutic and reproductive cloning and fears of creating cell and tissue hybrids and mutants, but it is precisely this that urgently raises questions about assessing the hematopoietic and immune functionality of the obtained autologous HSCs and the need for pre-transplantation confirmation of the fact of ability them to a full-fledged hematopoietic function and the possibility of participation of the patient's cell-engineered HSCs in full-fledged hematopoiesis and immunopoiesis.

Предложенное в настоящем изобретении получение аутологичных здоровых (восстановленных) ГСК объясняется уникальной биологией СК в одном организме, которую почему-то не учитывали ранее и тем, что 256 типов различных клеток человека формируются еще во время эмбриогенеза человека и возврата клеток на пройденные этапы уже произошедшего эмбриогенеза (рекапитуляции эмбриогенеза-повторение уже пройденных стадий эмбриогенеза предков) не существует, то есть, обход механизма рекапитуляции эмбриогенеза для соматических клеток в норме не запрограммирован в биологии человека в принципе. Однажды, получив во время эмбриогенеза определенный вектор дифференцировки, клеточные системы будут производить только себе подобные клеточные системы по «лекалам» этого фенотипа и его молекулярной структуре и никогда не переходят в другую клеточную линейность, то есть не трансформируются в другие типы клеток. Поэтому в эмбриогенезе сразу после формирования тотипотентных СК и преобразования их в плюрипотентные СК из них появляются мультипотентные СК, формирующие тканеспецифические СК (ГСК, МССК, НСК и т.д.), которые всю оставшуюся человеку жизнь будут абсолютно автономны в своей линейности, так как пути формирования и онтогенеза этих клеток практически не пересекаются. Так после рождения человека каждая из них отвечает исключительно за формирование клеток определенной линии ткани. Трансдифференцировка или переход одной СК в другую СК в обход рекапитуляции эмбриогенеза в природе также не возможен.The production of autologous healthy (restored) HSCs proposed in the present invention is explained by the unique biology of SCs in one organism, which for some reason was not taken into account earlier, and by the fact that 256 types of different human cells are formed during human embryogenesis and the return of cells to the past stages of embryogenesis that has already occurred. (recapitulation of embryogenesis - repetition of already passed stages of embryogenesis of ancestors) does not exist, that is, bypassing the mechanism of recapitulation of embryogenesis for somatic cells is not normally programmed in human biology in principle. Once, having received a certain differentiation vector during embryogenesis, cell systems will produce only similar cell systems according to the “patterns” of this phenotype and its molecular structure and will never move to another cell lineage, that is, they will not transform into other types of cells. Therefore, in embryogenesis, immediately after the formation of totipotent SCs and their transformation into pluripotent SCs, multipotent SCs appear from them, forming tissue-specific SCs (HSCs, MSSCs, NSCs, etc.), which for the rest of a person’s life will be absolutely autonomous in their linearity, since the paths of formation and ontogenesis of these cells practically do not intersect. So after the birth of a person, each of them is solely responsible for the formation of cells of a certain tissue line. Transdifferentiation or transition of one SC to another SC bypassing the recapitulation of embryogenesis in nature is also not possible.

В искусственных лабораторных условиях было продемонстрировано, что в определенных специальных базовых условиях (СБУ) трансдифференцировка СК возможна и реальна. Было показано, что в особых условиях культивирования ГСК могут получиться из XEN-подобных НСК и XEN-подобных МССК. На экспериментальных животных, которым после высокодозной химиотерапии и опустошения костного мозга, была произведена трансплантация в кровь клеточно-инженерных ГСК, было показано, что донорские клеточно-инженерные ГСК, полученные из XEN-подобных клеточных систем, прижились в костном мозге, стали реципиентными ГСК и сформировали весь гемопоэз и иммунопоэз.Under artificial laboratory conditions, it was demonstrated that, under certain special basic conditions (SBU), SC transdifferentiation is possible and real. It has been shown that, under specific culturing conditions, HSCs can be obtained from XEN-like NSCs and XEN-like MSSCs. On experimental animals, which, after high-dose chemotherapy and bone marrow devastation, were transplanted into the blood of cell-engineered HSCs, it was shown that donor cell-engineered HSCs obtained from XEN-like cell systems took root in the bone marrow, became recipient HSCs and formed the entire hematopoiesis and immunopoiesis.

Придание генетически однородным ГСК с гомотопной субституцией генома пациентов гемопоэтических характеристик осуществляется в СБУ культивирования, в результате чего полученные ГСК приобретают отчетливые маркеры клеточной поверхности ГСК. Однако культивирование клеточно-инженерных ГСК в СБУ еще не может являться гарантией их доказанных гемопоэтических стволовых свойств. Поэтому предлагаемая клеточно-инженерная манипуляция, представляющая собой известный способ пересадки (трансплантации) ядер путем удаления ядра из патологичной ГСК больного и имплантации в нее ядра (генома) аутологичных XEN-подобных МССК или XEN-подобных НСК или других СК и создание здоровых клеточно-инженерных ГСК, не решает задачи гарантированного задания этим клеточным системам отчетливых кроветворных свойств, которым после трансплантации необходимо будет восстановить весь угнетенный гемопоэз и иммунопоэз в организме человека. Поэтому, чтобы придать дополнительные функции стволовости и функции кроветворных клеток полученным клеточно-модифицированным аутологичным ГСК. необходимо их активировать и прокультивировать в среде, препятствующей дифференцировке ГСК и повышающей (индуцирующей) кроветворные свойства полученных аутологичных ГСК. Такие среды известны и техника повышения гемопоэтической стволовости культуры ГСК уже реализована во многих клеточных лабораториях (Быковская С.Н., 2015).Giving genetically homogeneous HSCs with homotopic substitution of the genome of patients with hematopoietic characteristics is carried out in SBU cultivation, as a result of which the resulting HSCs acquire distinct markers of the HSC cell surface. However, the cultivation of cell-engineered HSCs in SBU cannot yet guarantee their proven hematopoietic stem properties. Therefore, the proposed cell-engineering manipulation, which is a well-known method of nuclear transplantation (transplantation) by removing the nucleus from the patient's pathological HSC and implanting the nucleus (genome) of autologous XEN-like MSSCs or XEN-like NSCs or other SCs into it, and creating healthy cell-engineering HSC does not solve the problem of guaranteeing these cellular systems distinct hematopoietic properties, which after transplantation will need to restore all the oppressed hematopoiesis and immunopoiesis in the human body. Therefore, in order to confer additional stem and hematopoietic cell functions to the resulting cell-modified autologous HSCs. it is necessary to activate and cultivate them in a medium that prevents the differentiation of HSCs and increases (induces) the hematopoietic properties of the obtained autologous HSCs. Such media are known and the technique for increasing the hematopoietic stemness of the HSC culture has already been implemented in many cell laboratories (Bykovskaya S.N., 2015).

При этом, понимая все существующие риски трансплантации клеточно-инженерных генетически однородных ГСК с гомотопной субституцией генома (ядра), необходимо снизить риски получения отрицательного результата применения полученных ГСК при трансплантации костного мозга (ТКМ), а также быть уверенным, что эти вновь полученные здоровые аутологичные ГСК смогут сами восстановить заново весь гемопоэз и иммунопоэз организма человека после высокодозной миелоаблативной химиотерапии во время аутологичной трансплантации ГСК и ТКМ. Необходимо не только оценить иммунофенотипически их стволовость по маркерам их клеточной поверхности и их соответствие существующим стандартам ГСК, но сделать биологические пробы с данным биоматериалом на экспериментальных животных (иммуно-дефицитных мышах, крысах), на моделях нарушения гемопоэза путем смертельного облучения костного мозга у этих животных и оценить in vivo гемопоэтические функции этих клеточных систем ГСК. Однако даже при позитивных результатах биологических проб необходимо сделать дубликат трансплантационного биоматериала из неманипулированных ГСК и мобилизованного лейконцентрата МНК ПК или костного мозга, осуществив второй сбор ГСК на 6-й день стимуляции гранулоцитарным колониестимулирующим фактором (Г-КСФ) для возможности проведения повторной трансплантации пациенту, если гемопоэз не восстановится через 1-2 месяца после трансплантации клеточно-инженерных аутологичных ГСК.At the same time, understanding all the existing risks of transplantation of cell-engineered genetically homogeneous HSCs with homotopic substitution of the genome (nucleus), it is necessary to reduce the risks of obtaining a negative result of using the obtained HSCs in bone marrow transplantation (BMT), and also to be sure that these newly obtained healthy autologous HSCs will be able to restore the entire hematopoiesis and immunopoiesis of the human body after high-dose myeloablative chemotherapy during autologous transplantation of HSCs and BMT. It is necessary not only to evaluate immunophenotypically their stemness by markers of their cell surface and their compliance with existing HSC standards, but also to make biological samples with this biomaterial on experimental animals (immune-deficient mice, rats), on models of hematopoiesis disorders by lethal bone marrow irradiation in these animals and evaluate the in vivo hematopoietic functions of these HSC cell systems. However, even with positive results of biological samples, it is necessary to make a duplicate transplant biomaterial from non-manipulated HSCs and mobilized leuconcentrate of PBM or bone marrow by performing a second collection of HSCs on the 6th day of stimulation with granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) in order to be able to re-transplant the patient if hematopoiesis will not recover 1-2 months after transplantation of cell-engineered autologous HSCs.

Важнейшим научно-практическим вопросом настоящего изобретения был вопрос молекулярнонацеленного влияния цитоплазмы донорской ГСК на ядро XEN-подобных плюрипотентных СК и ее способность активировать в пересаженном ядре гены, отвечающие за гемопоэз и иммунопоэз в организме пациента. Положительные результаты экспериментов показали возможность индукции реципиентной цитоплазмы на ядро донорской клетки в XEN-подобном состоянии, когда было высказано предположение о том, что в клетках млекопитающих есть вещества, способные прямо или косвенно влиять на клеточное ядро, изменять его функциональное состояние с помощью положительной или отрицательной регуляции экспрессии определенной части генов. Однако комплекс объективных причин (гетерогенность генома зачастую со значительным дефицитом хромосом, а также с произошедшими хромосомными перестройками, которые происходят в окружении гетерогенной цитоплазмы), присущих методу гибридизации соматических клеток, не позволил идентифицировать вещества, участвующие в экспрессии генома, а также установить их химическое строение и механизм действия. В случае настоящего изобретения эти неблагоприятные факторы исключены, так как ядро будет перенесено в аутологичную цитоплазму в соответствующей фазе клеточного цикла клеток и будет окружено родными, то есть аутологичными компартментами клетки.The most important scientific and practical issue of the present invention was the question of the molecularly targeted effect of the donor HSC cytoplasm on the nucleus of XEN-like pluripotent SCs and its ability to activate genes responsible for hematopoiesis and immunopoiesis in the patient's body in the transplanted nucleus. The positive results of the experiments showed the possibility of inducing the recipient cytoplasm on the nucleus of a donor cell in an XEN-like state, when it was suggested that there are substances in mammalian cells that can directly or indirectly affect the cell nucleus, change its functional state with the help of a positive or negative regulation of expression of a certain part of genes. However, a complex of objective reasons (genome heterogeneity, often with a significant deficiency of chromosomes, as well as chromosomal rearrangements that occur in the environment of a heterogeneous cytoplasm), inherent in the method of hybridization of somatic cells, did not allow us to identify the substances involved in the expression of the genome, as well as to establish their chemical structure. and mechanism of action. In the case of the present invention, these unfavorable factors are excluded, since the nucleus will be transferred to the autologous cytoplasm in the appropriate phase of the cell cell cycle and will be surrounded by native, i.e., autologous compartments of the cell.

Оказалось, что в ядрах, предварительно изъятых из дифференцированной клетки и помещенных в цитоплазму яйцеклетки, начинались процессы клеточной дифференцировки, и во многих случаях развивался нормальный организм, то есть ядра специализированных клеток содержали полный объем информации, необходимой для развития полноценного организма. Эти эксперименты показали, что цитоплазма регулирует активность ядра в специализированных клетках, и многие функции ядра тормозятся компонентами цитоплазмы. Активирующее влияние на транскрипцию факторов стволовости и кроветворной дифференциации окажут факторы цитоплазмы ГСК. Было полностью подтверждено, что ингибирующее влияние, идущего к ядру со стороны цитоплазмы дифференцированной клетки, в пригодном по химическому составу цитоплазматической окружении устраняется, и в ядрах могут снова проходить процессы, определяющие клеточную дифференциацию (Gurdan JB, 1977). Долгое время стоял вопрос, будет ли преодолено факторами цитоплазмы ГСК ингибирующее влияние пересаженного ядра негемопоэтической мультипотентной СК. Сегодня мы получили ответ и знаем, что помещение ядра здоровой (без геномных и постгеномных изменений) мультипотентной СК, переведенной в XEN-подобное состояние, в цитоплазму ГСК окажет свой эффект включения генов ГСК в геноме трансплантированного ядра, что показали полнотранскриптомные исследования экспрессии генов этих клеток. Важнейшим моментом этих исследований будет синхронизация по клеточному циклу между донорским ядром и реципиентной цитоплазмой ГСК.It turned out that in the nuclei previously removed from the differentiated cell and placed in the cytoplasm of the egg, the processes of cell differentiation began, and in many cases a normal organism developed, that is, the nuclei of specialized cells contained the full amount of information necessary for the development of a full-fledged organism. These experiments showed that the cytoplasm regulates nuclear activity in specialized cells and many nuclear functions are inhibited by components of the cytoplasm . HSC cytoplasmic factors will have an activating effect on the transcription of stemness and hematopoietic differentiation factors. It was fully confirmed that the inhibitory effect coming to the nucleus from the cytoplasm of a differentiated cell is eliminated in a suitable chemical composition of the cytoplasmic environment, and the processes that determine cell differentiation can again take place in the nuclei (Gurdan JB, 1977). For a long time, the question was whether the inhibitory effect of the transplanted nucleus of non-hematopoietic multipotent SC would be overcome by HSC cytoplasmic factors. Today we have received an answer and we know that the placement of the nucleus of a healthy (without genomic and postgenomic changes) multipotent SC, transferred to the XEN-like state, into the HSC cytoplasm will have the effect of turning on the HSC genes in the genome of the transplanted nucleus, which was shown by full-transcriptom studies of the expression of the genes of these cells . The most important point of these studies will be the synchronization of the cell cycle between the donor nucleus and the recipient HSC cytoplasm.

В настоящее время в разработке современных клеточно-инженерных методов пересадки клеточных ядер млекопитающих существенную роль сыграло использование цитохалазинов - веществ, синтезированных грибами. Главным действием цитохалазина В является то, что он резко увеличивает устойчивость клетки к механическим повреждениям в процессе энуклеации, вызывая деконденсацию микрофиламентов цитоскелета и резко повышая пластичность и адаптивность поверхностной мембраны к различным механическим воздействиям. При этом после обработки клетки цитохолазином В формируется цитоплазматический тяж, окончательное истончение которого ведет к образованию как бы двух "клеток" или, точнее, двух изолированных компартментов - цитопласта (лишенный ядра ГСК) и кариопласта (ядро мультипотентной ГСК), т.е. по существу происходит искусственное деление. Другими словами, цитохалазин В, разрушая структуру микрофиламентов, способствует уникальному расположению ядра, и оно остается подключенным к клетке тонким «стебельком» в виде цитоплазматического тяжа типа «мини-пуповины». При центрифугировании этот цитоплазматический тяж в большинстве таких клеток разрывается, и образуются энуклеированные (безъядерные) клетки (цитопласты) и ядра, отделившиеся при центрифугировании (кариопласты или мини-клетки), окруженные тонким слоем цитоплазмы и плазматической мембраной. Эффективность энуклеации можно контролировать по методу Гимза, окрашивая клеточный монослой, находящийся на поверхности одной из чашек или дисков.At present, the use of cytochalasins, substances synthesized by fungi, has played a significant role in the development of modern cell-engineering methods for transplanting mammalian cell nuclei. The main effect of cytochalasin B is that it sharply increases the resistance of the cell to mechanical damage during enucleation, causing decondensation of the cytoskeleton microfilaments and dramatically increasing the plasticity and adaptability of the surface membrane to various mechanical influences. At the same time, after treatment of the cell with cytocholasin B, a cytoplasmic cord is formed, the final thinning of which leads to the formation, as it were, of two "cells" or, more precisely, two isolated compartments - a cytoplast (devoid of a HSC nucleus) and a karyoplast (the nucleus of a multipotent HSC), i.e. essentially an artificial division takes place. In other words, cytochalasin B, destroying the structure of microfilaments, contributes to the unique arrangement of the nucleus, and it remains connected to the cell as a thin "stalk" in the form of a "mini-umbilical cord" cytoplasmic cord. During centrifugation, this cytoplasmic cord is torn in most of these cells, and enucleated (non-nuclear) cells (cytoplasts) and nuclei separated during centrifugation (karyoplasts or mini-cells) are formed, surrounded by a thin layer of cytoplasm and a plasma membrane. Enucleation efficiency can be monitored by the Giemsa method by staining a cell monolayer located on the surface of one of the cups or discs.

Методы выделения кариопластов несколько сложнее и включают в себя ряд операций по центрифугированию, разделению в градиенте плотности и т.д. В некоторых случаях к смеси клеток и кариопластов добавляют частицы тантала диаметром 1-3 мкм. Они проникают в клетки и никогда не попадают в кариопласт, поэтому более тяжелые клетки осаждаются быстрее кариопластов. Цитопласты содержат все виды органелл, присущие нормальной клетке, сохраняют способность прикрепляться к субстрату, образовывать складчатую мембрану, передвигаться, осуществлять пиноцитоз. Кариопласты окружены тонким слоем цитоплазмы (около 10% от всей клеточной цитоплазмы), содержат компактный эндоплазматический ретикулум, несколько митохондрий и рибосом. У некоторых клеточных линий 1/10 кариопластов способна восстановить весь утраченный объем цитоплазмы и восстановиться в жизнеспособные клетки.Methods for isolating karyoplasts are somewhat more complex and include a number of operations for centrifugation, density gradient separation, etc. In some cases, tantalum particles with a diameter of 1-3 microns are added to the mixture of cells and karyoplasts. They penetrate the cells and never enter the karyoplast, so heavier cells settle faster than karyoplasts. Cytoplasts contain all types of organelles inherent in a normal cell, retain the ability to attach to the substrate, form a folded membrane, move, and carry out pinocytosis. Karyoplasts are surrounded by a thin layer of cytoplasm (about 10% of the entire cellular cytoplasm), contain a compact endoplasmic reticulum, several mitochondria and ribosomes. In some cell lines, 1/10 karyoplasts are able to restore all the lost volume of the cytoplasm and recover into viable cells.

Для реконструкции клеток суспензию кариопластов в солевом буфере добавляют к монослою культуры цитопластов из пропорции 100 кариопластов на 1 цитопласт. Раньше слияние цитопластов с кариопластами осуществляли путем покрытия их инактивированными вирусными частицами и инкубировали их 45 мин при температуре 4°С, а затем еще 45 минут при температуре 37°С и отмывали раствором Эрла для удаления неслившихся кариопластов. Сегодня есть более щадящие процедуры слияния кариопластов и цитопластов разных клеток путем электростимуляции электрическим током в культуральном растворе.For cell reconstruction, a suspension of karyoplasts in saline buffer is added to a cytoplast culture monolayer at a ratio of 100 karyoplasts per 1 cytoplast. Previously, the fusion of cytoplasts with karyoplasts was carried out by coating them with inactivated viral particles and incubating them for 45 minutes at 4°C, and then for another 45 minutes at 37°C and washing with Earl's solution to remove unfused karyoplasts. Today, there are more sparing procedures for the fusion of karyoplasts and cytoplasts of different cells by electrical stimulation with electric current in a culture solution.

Таким образом, используя известную технологию трансплантации ядер соматических клеток, модифицированную под цели получения здоровых аутологичных ГСК самого пациента путем применения способа разрушения структуры микрофиламентов в ГСК цитохалазином В, можно добиться энуклеации ядер патологических ГСК, выделенных из ЛК МНК ПК путем иммуносортировки с моноклональными антителами CD34+, CD45+. Применяя технологию клеточной индукции соматических и мультипотентных СК негемопоэтической линии, в заявленном способе получают ГСК с ядром, находящимся в XEN-подобном состоянии. В результате предобработки собственных ГСК пациента цитохолазином В, выполнения серии лабораторных этапов, выделения клеток на феколе и центрифугирования получают цитопласты (энуклеированные клетки), а кариопласты (выделенные ядра этих клеток) из ГСК удаляют и отправляют на протеомное картирование (при необходимости). Цитопласты аутологичных ГСК будут использованы далее в текущем биотехнологическом клеточно-инженерном процессе. Аналогичные действия осуществляют с донорской культурой здоровых XEN- подобных СК (НСК, МССК и т.д.) и разделяют их на цитопласты и кариопласты, но от них в технологическом процессе выделяют и оставляют аутологичные кариопласты здоровых клеток. При дальнейшем соединении цитопластов ГСК и XEN-подобных стволовых кариопластов тканеспецифичных СК добиваются их слияния в новые ядросодержащие аутологичные ГСК путем культивирования в СБУ. Создать СБУ можно путем их совместной инкубации, а также с использованием известной технологии электростимуляции электрическим током или путем применения неинвазивных оптико-лазерных приемов пересадки ядер у млекопитающих (Свиридова-Чайлохян Т.А., Кантор Г.М., 2010). По завершению процесса слияния кариопластов ГСК с цитопластами СК получают препарат здоровых клеточно-инженерных ГСК и очищают его путем удаления несоединившихся кариопластов, цитопластов и обломков из разрушенных клеток с использованием этапного центрифугирования. Полученные ГСК проверяют на жизнеспособность трипановым синим и передают в культуральную лабораторию для дальнейшего культивирования и получения клеточной линии в среде, препятствующей дифференцировке ГСК, и наращивания их клеточной массы до требуемого количества (1-2% от общего количества клеток МНК ПК). Цитофлуориметрическим методом на проточном цитофлуориметре оценивают их качественно-количественные характеристики через 4-5 дней культивирования и при их соответствии стандарту замораживают в жидком азоте с ДМСО.Thus, using the well-known technology of transplantation of somatic cell nuclei, modified for the purpose of obtaining healthy autologous HSCs of the patient himself by using the method of destroying the structure of microfilaments in HSCs with cytochalasin B, it is possible to achieve enucleation of the nuclei of pathological HSCs isolated from LC PB MNCs by immunosorting with CD34+ monoclonal antibodies, CD45+. Using the technology of cell induction of somatic and multipotent SCs of a non-hematopoietic line, HSCs with a nucleus in a XEN-like state are obtained in the claimed method. As a result of pretreatment of the patient's own HSCs with cytocholasin B, a series of laboratory steps, cell isolation on fecol, and centrifugation, cytoplasts (enucleated cells) are obtained, and karyoplasts (isolated nuclei of these cells) are removed from HSCs and sent for proteomic mapping (if necessary). Autologous HSC cytoplasts will be used further in the current biotechnological cell engineering process. Similar actions are carried out with a donor culture of healthy XEN-like SCs (NSCs, MSSCs, etc.) and they are separated into cytoplasts and karyoplasts, but autologous karyoplasts of healthy cells are isolated from them in the technological process and left. With further joining of HSC cytoplasts and XEN-like stem karyoplasts of tissue-specific SCs, their fusion into new nucleated autologous HSCs is achieved by culturing in SBU. SBU can be created by their joint incubation, as well as using the known technology of electrical stimulation with electric current or by using non-invasive optical-laser techniques for nuclear transplantation in mammals (Sviridova-Chailokhyan T.A., Kantor G.M., 2010). Upon completion of the process of fusion of HSC karyoplasts with SC cytoplasts, a preparation of healthy cell-engineered HSCs is obtained and purified by removing unconnected karyoplasts, cytoplasts and fragments from destroyed cells using staged centrifugation. The resulting HSCs are tested for viability with trypan blue and transferred to a culture laboratory for further cultivation and obtaining a cell line in a medium that prevents HSC differentiation, and increasing their cell mass to the required amount (1-2% of the total number of MNC SC cells). Their qualitative and quantitative characteristics are assessed by the cytofluorimetric method on a flow cytometer after 4-5 days of cultivation and, if they comply with the standard, they are frozen in liquid nitrogen with DMSO.

При проведении ТКМ после высокодозной стандартной химиотерапии в миелоаблативном режиме пациенту проводим разморозку концентрата МНК ПК больного и культуры здоровых генетически однородных ГСК с гомотопной субституцией генома, отмываем их от криопротектора и ДМСО двухкратным центрифугированием с 0,9% раствором натрия хлорида, смешиваем их в пакете для трансфузии и проводим внутривенное введение при ТКМ в стандартном режиме или используем для интратекального введения. В других случаях, когда дозревание клеточно-инженерных ГСК происходило в концентрате МНК ПК, то для применения размораживаем готовый БМКП и применяем для трансплантации костного мозга или для интратекальных введений.When carrying out TCM after high-dose standard chemotherapy in the myeloablative mode, we perform defrosting of the patient's PC MNC concentrate and the culture of healthy genetically homogeneous HSCs with homotopic substitution of the genome, wash them from the cryoprotector and DMSO by double centrifugation with 0.9% sodium chloride solution, mix them in a bag for transfusion and carry out intravenous administration in TCM in the standard mode or use it for intrathecal administration. In other cases, when the maturation of cell-engineered HSCs occurred in the MNC SC concentrate, then for use we defrost the finished BMCP and use it for bone marrow transplantation or for intrathecal injections.

Технически изготовление БМКП по настоящему изобретению в форме клеточно-модифицированного ГСК с гомотопной субституцией генома состоит из создания и получения его основных клеточных компонентов для БМКП, их совместного культивирования и криоконсервации и последующего размораживания и смешивания (по необходимости) их непосредственно ex tempore перед клиническим применением или применением для трансплантации ГСК. Получение и применение БМКП для аутологичной ТКМ при лечении целого ряда фатальных и пока неизлечимых заболеваний человека начинается с диагностики наличия протеомной патологии ГСК у пациента. Для наиболее ранней диагностики патологии ГСК может быть использован способ ранней молекулярно-биологической диагностики злокачественных новообразований и бокового амиотрофического склерозаза, раскрытый в заявке РФ на изобретение № 2018145635, дата подачи 21.12.2018, решение о выдаче патента от 13.09.2019).Technically, the manufacture of BMCP according to the present invention in the form of a cell-modified HSC with homotopic substitution of the genome consists of creating and obtaining its main cellular components for BMCP, their joint cultivation and cryopreservation, and subsequent thawing and mixing (if necessary) directlyex tempore before clinical use or use for HSC transplantation. Obtaining and using BMCP for autologous BMT in the treatment of a number of fatal and so far incurable human diseases begins with diagnosing the presence of HSC proteomic pathology in a patient. For the earliest diagnosis of HSC pathology, the method of early molecular biological diagnosis of malignant neoplasms and amyotrophic lateral sclerosis, disclosed in the RF application for invention No.

В зависимости от локализации патологического процесса необходимо определиться с тем, какие клетки будут использоваться для изготовления клеточно-модифицированных ГСК с гомотопной субституцией генома. В случае патологии центральной нервной системы, то используют аутологичную линию МССК пациента из жировой ткани. В случае заболевания солидных органов соединительной ткани или других заболеваний, когда ведущая роль в реставрации повреждения или пролиферации тканей принадлежит МССК, то донором ядер выступят НСК, полученные из обонятельной выстилки носа или ядро печеночных СК, СК глаза или других мультипотентных СК.Depending on the localization of the pathological process, it is necessary to determine which cells will be used for the manufacture of cell-modified HSCs with homotopic genome substitution. In the case of pathology of the central nervous system, the patient's autologous line of MSSCs from adipose tissue is used. In the case of diseases of solid organs of the connective tissue or other diseases, when the leading role in the restoration of damage or tissue proliferation belongs to MSSCs, then NSCs obtained from the olfactory lining of the nose or the nucleus of hepatic SCs, SCs of the eye, or other multipotent SCs will act as a nuclear donor.

Способ получения БМКП по настоящему изобретению описывается далее более подробно.The production method of the BMCP of the present invention is described in more detail below.

Стадия 1. Получение лейкоконцентрата МНК из неманипулированного костного мозга, мобилизованной периферической кровиStage 1. Obtaining MNC leucoconcentrate from non-manipulated bone marrow, mobilized peripheral blood

Получение лейкоконцентрата МНК неманипулированного костного мозгаObtaining MNC leucoconcentrate of non-manipulated bone marrow

Требования к донорам костного мозга. Доноры должны быть предварительно обследованы на инфекции ВИЧ 1 и ВИЧ 2, синдром иммунодефицита; сифилис, гепатиты В и С; острые инфекционные заболевания. Requirements for bone marrow donors. Donors should be pre-screened for HIV 1 and HIV 2 infections, immunodeficiency syndrome; syphilis, hepatitis B and C; acute infectious diseases.

Получение костного мозга. Забор материала для последующего выделения клеток осуществляет врач-хирург, имеющий практический опыт проведения данной процедуры. Эксфузия костного мозга производится в операционной посредством пункции дистальной части гребня подвздошной кости под общей или местной анестезией. Пункцию проводят стернальной иглой; забор костного мозга производят шприцем типа "Луер", костномозговую суспензию переносят в мешок с изотоническим антикоагулянтом. Getting bone marrow. The sampling of material for subsequent cell isolation is carried out by a surgeon who has practical experience in this procedure. Bone marrow exfusion is performed in the operating room by puncture of the distal iliac crest under general or local anesthesia. The puncture is carried out with a sternal needle; bone marrow is taken with a Luer type syringe, the bone marrow suspension is transferred into a bag with isotonic anticoagulant.

Мобилизация ГСК в ПКMobilization of GSK in PC

С целью увеличения количества СК в ПК пациент получает 8 инъекций Г-КСФ подкожно с интервалом в 10-12 часов в течение 4 дней. В первые три дня доза препарата составляет 2,5 мкг/кг, в последний день доза удваивается. Ежедневно производят общий анализ крови и на 4-5 день делается УЗИ брюшной полости и фиброгастроскопия.In order to increase the amount of SC in the PC, the patient receives 8 injections of G-CSF subcutaneously with an interval of 10-12 hours for 4 days. In the first three days, the dose of the drug is 2.5 mcg / kg, on the last day the dose is doubled. A general blood test is performed daily and on the 4th-5th day an ultrasound of the abdominal cavity and fibrogastroscopy are performed.

Сбор ГСК и ГКПCollection of GSK and GKP

Осуществляется сбор № 1 на 5 день от начала стимуляции Г-КСФ, а сбор № 2 на 6-й день от начала стимуляции на сепараторе крови СОВЕ-Spectra с использованием одноразовой системы для сепарации и стандартных растворов. Длительность процедуры 3-4 часа в зависимости от скорости процедуры, веса донора и параметров анализа крови. Процедура проводится путем забора крови из одной вены, обработки ее внутри сепаратора, забора определенного объема СК и возврата остальных компонентов крови донору через другую вену. Венозный доступ осуществляется путем пункции двух периферических вен или через двухпросветный центральный катетер, установленный в подключичную вену на время проведения сеанса. Средний объем собранного материала 300-400 мл. Собранный материал оценивают по двум параметрам: по общему количеству ядерных клеток в сепарате и по количеству СD34+ клеток на килограмм веса больного. Ядерные клетки в сепарате определяются путем подсчета в камере Горяева до проведения каких-либо манипуляций. Процент СD34+ клеток в клеточной суспензии, полученной в ходе цитофереза, определяют методом проточной цитофлуориметрии. Весь полученный материал собирают в криомешок № 1. Весь материал, собранный на 6-й день стимуляции пациента собирают аналогичным способом в криомешок № 2. Дальнейшая процедура манипуляций не с биоматериалом в мешках не отличается друг от друга.Collection No. 1 is carried out on the 5th day from the start of G-CSF stimulation, and collection No. 2 on the 6th day from the start of stimulation on the COBE-Spectra blood separator using a disposable separation system and standard solutions. The duration of the procedure is 3-4 hours depending on the speed of the procedure, the weight of the donor and the parameters of the blood test. The procedure is carried out by taking blood from one vein, processing it inside the separator, taking a certain amount of SC and returning the rest of the blood components to the donor through another vein. Venous access is carried out by puncture of two peripheral veins or through a double-lumen central catheter installed in the subclavian vein for the duration of the session. The average volume of collected material is 300-400 ml. The collected material is evaluated by two parameters: by the total number of nuclear cells in the compartment and by the number of CD34+ cells per kilogram of the patient's weight. Nuclear cells in the separate are determined by counting in the Goryaev chamber before any manipulations. The percentage of CD34+ cells in the cell suspension obtained during cytopheresis was determined by flow cytometry. All the material obtained is collected in cryobag No. 1. All material collected on the 6th day of stimulation of the patient is collected in a cryobag No. 2 in a similar way. The further procedure for manipulating non-biomaterial in bags does not differ from each other.

Определение периферических СК и ГКПDefinition of peripheral SCs and GPCs

Установление субпопуляционного состава CD34+ клеток проводится цитофлуориметрически с применением метода тройной метки (одновременная окраска клеток антителами к трем разным антигенам, нагруженными различными флуорохромными красителями).The determination of the subpopulation composition of CD34+ cells is carried out cytofluorimetrically using the triple label method (simultaneous staining of cells with antibodies to three different antigens loaded with different fluorochrome dyes).

Cтандартизация препаратаPreparation standardization

Количество клеток-предшественниц определяют цитофлуориметрически в прямой реакции иммунофлуоресценции (РИФ).The number of progenitor cells is determined cytofluorimetrically in a direct immunofluorescence reaction (RIF).

Проводится метод двойной метки с одновременным окрашиванием клеточного субстрата моноклональными антителами к антигену CD34+ как основному маркеру клеток пула аутологичных мультипотентных СК гемопоэтического ряда и к молекуле CD45- - лейкоцитарному антигену, определяющему ГСК. Подобная методика позволяет сразу рассчитать соотношение количества CD34+ клеток и всех ГСК (CD45+) в материале. Для оценки уровней неспецифического связывания часть клеток окрашивают изотипическими контролями. В качестве изотипических контролей стандартно применяются мышиные иммуноглобулины IgG1 изотипа, меченные красителями, аналогичными метке используемых моноклональных антител (PE, FITC, PerCP).A double labeling method is carried out with simultaneous staining of the cell substrate with monoclonal antibodies to the CD34+ antigen as the main marker of the cells of the pool of autologous multipotent hematopoietic SCs and to the CD45- leukocyte antigen molecule that determines HSC. This technique allows you to immediately calculate the ratio of the number of CD34+ cells and all HSCs (CD45+) in the material. To assess the levels of non-specific binding, a portion of the cells are stained with isotype controls. As isotype controls, murine isotype IgG1 immunoglobulins labeled with dyes similar to those used for monoclonal antibodies (PE, FITC, PerCP) are used as standard.

Подготовка клеточных проб. Перед постановкой реакции клетки ПК и цитаферезного продукта освобождают от примеси эритроцитов путем стандартной процедуры лизиса и последующей отмывки в ЗФР-БСА центрифугированием при 1000g в течение 5 минут. ЗФР-БСА может быть заменен средой Хенкса или 199. Preparation of cell samples. Before setting up the reaction, PC cells and the cytopheresis product are freed from erythrocyte impurities by a standard lysis procedure and subsequent washing in PBS-BSA by centrifugation at 1000g for 5 minutes. PBS-BSA can be replaced with Hank's medium or 199.

С выделенными клетками проводят прямую РИФ в 96-луночном планшете, при этом для определения количества клеток в любом материале используется панель из 3-х лунок: неокрашенные клетки; клетки, окрашенные изотипическими контролями с меткой, соответствующей метке использованных моноклональных антител (МКА); клетки, окрашенные одновременно МКА к антигенам CD34 и CD45.With isolated cells, direct RIF is carried out in a 96-well plate, while a panel of 3 wells is used to determine the number of cells in any material: unstained cells; cells stained with isotype controls with a label corresponding to the label of the used monoclonal antibodies (MCA); cells stained simultaneously with MCA for CD34 and CD45 antigens.

Следует обратить особое внимание, что МКА к CD34+ предпочтительнее использовать с фикоэритриновой (РЕ) или перидининхлорофиловой (PerCP) метками. Данные флуорохромы имеют более высокий уровень специфического сигнала по сравнению с флуоресцеинизотиоционатом (FITC).It should be noted that mAbs to CD34+ are preferably used with phycoerythrin (PE) or peridinine chlorophyll (PerCP) tags. These fluorochromes have a higher level of specific signal compared to fluorescein isothiocyanate (FITC).

Для определения количества CD34+ клеток оптимальными являются антитела к антигену CD34 клона HPCA-2 (8G12), изотипа IgG1.To determine the number of CD34+ cells, antibodies to the CD34 antigen of the HPCA-2 clone (8G12), IgG1 isotype, are optimal.

Таким образом, стандартная панель имеет видThus, the standard panel looks like

1. контроль IgG1 PE+ контроль IgG1FITC; 1. IgG1 PE control + IgG1FITC control ;

2. контроль IgG1 PE+ МКА к CD45 FITC; 2. control IgG1 PE + MCA to CD45 FITC ;

3. МКА к CD34 PE (HPCA-2) + МКА к CD45 FITC. 3. MCA to CD34 PE ( HPCA-2) + MCA to CD45 FITC .

Постановка РИФRIF staging

1. В лунки вносятся клетки в количестве не менее 500 000 на лунку.1. Cells are added to the wells in an amount of at least 500,000 cells per well.

2. Далее в каждую лунку вносят коктейль антител в соответствии с панелью и аккуратно ресуспендируют пипеткой. Каждое МКА берут в количестве 10 мкл на лунку, суммарный объем МКА в лунке - 20 мкл.2. Next, an antibody cocktail is added to each well in accordance with the panel and gently resuspended with a pipette. Each MCA is taken in the amount of 10 μl per well, the total volume of MCA in the well is 20 μl.

3. Клетки инкубируют с антителами в течение 30 минут при 4°С.3. Cells are incubated with antibodies for 30 minutes at 4°C.

4. По окончании времени инкубации клетки дважды отмывают от несвязавшихся антител путем центрифугирования в течение 5-7 минут при 1000g. 4. At the end of the incubation time, the cells are washed twice from unbound antibodies by centrifugation for 5-7 minutes at 1000g.

5. Клетки переносят в специальные пластиковые пробирки для счета на проточном цитометре. 5. Cells are transferred to special plastic tubes for counting on a flow cytometer.

6. Объем клеточной суспензии в каждой пробирке доводят до 200-500 мкл путем добавления к клеткам ЗФР-БСА.6. The volume of the cell suspension in each tube is adjusted to 200-500 µl by adding PBS-BSA to the cells.

Счет должен быть осуществлен сразу после постановки реакции.The account should be carried out immediately after setting the reaction.

Счет и запись на проточном цитофлуориметреCounting and recording on a flow cytometer

Оценка реакции на проточном 5-параметровом цитометре. Данная схема применима для проточного цитофлуориметра любой конфигурации. CD34+ клетки в ПК представляют собой малую клеточную популяцию. Даже в условиях предварительной стимуляции кроветворения максимальный процент данных клеток составляет 1,0-3,0%. Поэтому при подсчете данных клеток в каждой анализируемой пробе следует накапливать не менее 20 000 клеточных событий.Evaluation of the reaction on a 5-parameter flow cytometer. This scheme is applicable to the flow cytometer of any configuration. CD34+ cells in PC represent a small cell population. Even under conditions of preliminary stimulation of hematopoiesis, the maximum percentage of these cells is 1.0-3.0%. Therefore, when counting these cells in each analyzed sample, at least 20,000 cell events should be accumulated.

Сбор и анализ клеток осуществляется в гейте CD45+ клеток, который включает все ГСК. В данном контексте гейт подразумевает область накопления событий, ограниченную определенными параметрами. В данном случае SSC/ FL-1 (CD45 FITC). То есть, по оси абсцисс (FL-1) на точечной цитограмме будут видны все CD45+ события, а по оси ординат (параметр SSC - боковое светорассеяние) клеточные события будут расположены в соответствии с их гранулярностью (цитометрический, а не морфологический термин). Подсчет абсолютного числа CD34+клеток в 1 мкл крови и цитоконцентрата проводили на основании числа лейкоцитов в гемограмме на день исследования.Cell collection and analysis is performed in a CD45+ cell gate that includes all HSCs. In this context, a gate implies an event accumulation area limited by certain parameters. In this case SSC/ FL-1 (CD45 FITC). That is, along the abscissa (FL-1) on the dot cytogram, all CD45+ events will be visible, and along the ordinate (SSC parameter - side light scattering), cell events will be located in accordance with their granularity (cytometric, not morphological term). The absolute number of CD34+ cells in 1 µl of blood and cytoconcentrate was calculated based on the number of leukocytes in the hemogram on the day of the study.

Принцип определения CD34+ клеток в гемопоэтической ткани. Запись проб.The principle of determining CD34+ cells in hematopoietic tissue. Sample recording.

1. Выбор области анализа - гейта.1. Selecting the area of analysis - the gate.

В приборе открыто меню записи клеточных образцов Acquisition. На первом этапе в режиме Setup (режим просмотра клеточного образца без записи) просматриваются пробы № 1 (IgG1PE+ IgG1 FITC) и № 2 (IgG1 PE +CD45 FITC) и выявляются CD45+ события. Данные события расположены правее значений 101 (среднее пороговое значение уровня специфического сигнала для флуоресцеина FITC) по оси абсцисс - FL-1 (CD45+клетки) и достаточно четко визуализируются по сравнению с контрольной пробой № 1.The Acquisition cell sample recording menu is open in the instrument. At the first stage, in the Setup mode (cell sample viewing mode without recording), samples No. 1 (IgG1PE+ IgG1 FITC) and No. 2 (IgG1 PE +CD45 FITC) are viewed and CD45+ events are detected. These events are located to the right of the values of 10 1 (the average threshold value of the specific signal level for fluorescein FITC) along the abscissa - FL-1 (CD45+cells) and are quite clearly visualized compared to control sample No. 1.

По пробе № 1 ограничивается вся область, расположенная правее основной клеточной плотности - гейт, включающий только CD45+ события в пробе № 2 и содержащая минимальное количество клеточных событий в пробе № 1.For sample No. 1, the entire area located to the right of the main cell density is limited - the gate, which includes only CD45+ events in sample No. 2 and contains the minimum number of cellular events in sample No. 1.

2. Прибор переводится в режим записи образцов (normal), и проба № 1 собирается и записывается на 20000 клеточных событий без гейта (вся клеточная популяция). Запись данной пробы в гейте не имеет смысла, так как в ней отсутствуют МКА к CD45 антигену. Как показано выше, данная проба необходима для правильного выбора гейта, содержащего только CD45+ события.2. The instrument is switched to sample recording mode (normal), and sample #1 is collected and recorded for 20,000 cell events without a gate (whole cell population). Recording this sample in the gate does not make sense, since it does not contain mAbs to the CD45 antigen. As shown above, this probe is necessary to correctly select a gate containing only CD45+ events.

3. Пробы № 2 и № 3 собираются и записываются в гейте CD45+. Данный гейт идентичен (то есть в процессе сбора изменения параметров гейта не происходит) и для 2-й, и для 3-й пробы. Минимальное количество клеточных событий - 20 000 для каждой пробы.3. Samples #2 and #3 are collected and recorded in a CD45+ gate. This gate is identical (that is, the gate parameters do not change during the collection process) for both the 2nd and 3rd samples. The minimum number of cell events is 20,000 for each sample.

Анализ записанных пробAnalysis of recorded samples

1. Переходим в меню анализа записанных образцов Analysis. Открываем цитограмму (dot-plot) пробы № 2 в параметрах SSC/FL-2, в гейте R1 - CD45+ (гейт выбран нами ранее в момент записи сбора и автоматически перенесен в режим анализа). При этом по оси ординат будет отражен параметр SSC - гранулярность событий, попавших в анализируемый гейт, а по оси абсцисс FL-2 - детектор, отражающий уровни неспецифического связывания для фикоэритринового красителя, выявляемые анителами к иммуноглобулинам мыши IgG1PE. 1. Go to the Analysis menu of recorded samples. We open the cytogram (dot-plot) of sample No. 2 in the SSC/FL-2 parameters, in the gate R1 - CD45+ (the gate was selected by us earlier at the time of recording the collection and was automatically transferred to the analysis mode). In this case, the ordinate axis will reflect the SSC parameter - the granularity of events that fell into the analyzed gate, and the abscissa axis FL-2 - a detector that reflects the levels of nonspecific binding for the phycoerythrin dye, detected by antibodies to mouse IgG1PE immunoglobulins.

2. По данной цитограмме устанавливается контрольный маркер таким образом, чтобы в правом нижнем квадранте практически не оказалось клеточных событий. В среднем, для вертикальной планки маркера значения будут около 130 (правее 102), а для горизонтальной планки маркера средние значения составят 60, что соответствует понятию SSC-low. То есть клетки с минимальным количеством клеточных включений. Таким образом, уровни неспецифического связывания будут равны или близки к нулю.2. According to this cytogram, a control marker is set in such a way that there are practically no cellular events in the lower right quadrant. On average, for the vertical bar of the marker, the values will be about 130 (to the right of 10 2 ), and for the horizontal bar of the marker, the average values will be 60, which corresponds to the concept of SSC-low. That is, cells with a minimum number of cellular inclusions. Thus, the levels of non-specific binding will be equal to or close to zero.

3. Автоматически переходим к пробе № 3. Все показания прибора, принятые для второй пробы, сохраняются. То есть цитограмма открыта в параметрах SSC/FL-2, сохранен гейт, выбранный ранее при сборе по CD45+ клеточным событиям, и сохранены значения контрольного маркера, установленного по пробе № 2. Только на данной цитограмме по оси абсцисс будут отражены не уровни неспецифического связывания, как в пробе № 2, а специфичные CD34+ события. Процент CD34+ клеток выводится прибором автоматически.3. Automatically go to sample number 3. All instrument readings taken for the second sample are saved. That is, the cytogram is opened in the SSC/FL-2 parameters, the gate selected earlier when collecting for CD45+ cell events is saved, and the values of the control marker set for sample No. 2 are saved. as in sample 2, but specific CD34+ events. The percentage of CD34+ cells is displayed automatically by the device.

Выделение гемопоэтических CD34+ СD133+ Lin- клеток из ЛК МНК ПКIsolation of hematopoietic CD34+ CD133+ Lin- cells from LC MNCs of SC

Данный этап культивирования ГСК в предлагаемом способе выполняется в случае выявления малого (менее 0,5-1%) количества ГСК в ЛК МНК ПК и необходимости увеличения их количества и активации ГСК. Если количество ГСК в ЛК МНК ПК более 1,0-1,5% от общего количества лимфоцитов, то можно сразу перейти к следующему этапу предлагаемого способа - иммуносепарации (см. пункт В данного раздела).This stage of cultivating HSCs in the proposed method is performed in case of detecting a small (less than 0.5-1%) amount of HSCs in LC MNCs of PC and the need to increase their number and activate HSCs. If the number of HSCs in LC MNCs of PC is more than 1.0-1.5% of the total number of lymphocytes, then you can immediately proceed to the next step of the proposed method - immunoseparation (see paragraph B of this section).

А. Культивирование в условиях ограниченной дифференцировкиA. Cultivation under conditions of limited differentiation

как способ увеличения количества ГСК из ЛК МНК ПК в криомешке.as a way to increase the amount of HSC from LC MNC PC in a cryobag.

Цель этого биотехнологического этапа - увеличение количества собственных ГСК пациента для проведения дальнейших манипуляций по клеточной инженерии. Основной проблемой культивирования высокопластичных недифференцированных ГСК с маркерами CD34+, CD133+Lin- является их быстрый выход в дифференцировку, так как для решения описанных выше задач необходимо увеличение количества этих клеток без развития колоний дифференцированных клеток. При этом способность к последующей дифференцировке у таких культивируемых клеток должна быть сохранена, по возможности, в первоначальном виде. Задачей этого этапа является как увеличение количества недифференцированных ГСК пациента ex vivo, так и полное освобождение от эритроцитов и гранулоцитов и незначительное их увеличение путем их культивирования в ростовой среде, содержащей смесь цитокинов, состоящей из фактора роста СК (SCF), лиганда тирозин киназы 3 из фетальной печени (Flt3L) и тромбопоэтина (ТРО), отличием которой является то, что указанная выше смесь цитокинов дополнительно содержит иономицин при следующем соотношении компонентов на 1 мл ростовой среды: SCF - (50-150)⋅103 нг, ТРО - (50-150)⋅103 нг, Flt3L - (10-50)⋅103 нг, иономицин - (10-100)⋅103 нг.The purpose of this biotechnological stage is to increase the number of the patient's own HSCs for further cell engineering manipulations. The main problem of cultivating highly plastic undifferentiated HSCs with CD34+, CD133+Lin- markers is their rapid release into differentiation, since in order to solve the problems described above, it is necessary to increase the number of these cells without developing colonies of differentiated cells. At the same time, the ability for subsequent differentiation in such cultured cells should be preserved, if possible, in its original form. The objective of this stage is both to increase the number of undifferentiated HSCs of the patient ex vivo, and to completely free from erythrocytes and granulocytes and slightly increase them by culturing them in a growth medium containing a mixture of cytokines, consisting of SC growth factor (SCF), a ligand of tyrosine kinase 3 from fetal liver (Flt3L) and thrombopoietin (TPO), the difference of which is that the above mixture of cytokines additionally contains ionomycin in the following ratio of components per 1 ml of growth medium: SCF - (50-150) 10 3 ng, TPO - (50 -150)⋅10 3 ng, Flt3L - (10-50)⋅10 3 ng, ionomycin - (10-100)⋅10 3 ng.

Весь ЛК делят на пробирки по 50 мл и работают с каждой пробиркой индивидуально. Иономицин был использован в качестве стимулирующего агента роста недифференцированных СК клеток в условиях ех vivo. Фактор роста СК (SCF) стимулирует пролиферацию СК, взаимодействуя со специфическим рецептором (протоонкогенный c-kit), обладающим тирозин-киназной активностью (Witte O.N., 1990), индуцирует активацию киназы и трансфосфорилирование цепей рецептора. Фосфотирозиновые остатки рецептора функционируют как места стыковки протеинов, связывающих c-kit с сигнальными путями, что индуцирует активацию пролиферации (Aronica SM et al., 1996). Flt3-лиганд (Flt3L) стимулирует пролиферацию ГСК в не меньшей степени, чем SCF. Flt3 представляет собой III класс рецептора тирозин киназы, экспрессированного на ранних ГКП. Взаимодействие Flt3 с лигандом (Flt3L) активирует сигнальные пути и последующую пролиферацию СК (Matthews Wea, 1991). Тромбопоэтин (ТРО) - это гликопротеиновый гормон, который регулирует продукцию тромбоцитов стволовыми клетками костного мозга. ТРО был сначала охарактеризован как лиганд, который связывается с поверхностным рецептором с-Мр1. ТРО относится к классу I гемопоэтических цитокинов. В суспензионной культуре ТРО в комбинации с SCF стимулирует пролиферацию мультипотентных СК и повышает их количество (Ku et al., 1996). Иономицин повышает концентрацию внутриклеточного Са2+, начиная с мобилизации внутриклеточных запасов, которые затем поддерживаются притоком внеклеточного Са2+, индуцирует гидролиз фосфоинозитидов и стимулирует активацию протеинкиназы С, стимулируя вход катиона регулируемыми запасами кальция, но не прямым действием на плазматическую мембрану. (А.J. Morgan and R. Jacob, 1994, Biochem. J. 1994, 300 (665-672)). Таким образом, иономицин является агентом первичной активации клеток (сферилизация клеток), см., например, патент RU 2108579. Иономицин использовался как агент роста дифференцированных клеток, таких как гибридом и дендридных клеток. Необходимый уровень стволовости ГСК обеспечивается тем, что из равноценного перечня известных цитокинов была выявлена такая их смесь, которая в определенных подобранных концентрациях оказалась способной вместе с новым фактором стимуляции пролиферации для СК - иономицином, индуцировать только клеточную пролиферацию и таким образом не потребовалось использовать дополнительные агенты для подавления дифференцировки клеток. Кроме того, неожиданным результатом для данного технического решения было достижение очень больших скоростей пролиферации клеток, что позволило сократить время культивирования клеток до 7-9 дней и избежать таким образом проблем длительного культивирования клеток. Более того культивирование в этой среде позволило не изменить базовые процентные соотношения фундаментальных клеточных элементов в ЛК МНК и при этом нарастить количество ГСК до 1,5-2%.The entire LC is divided into test tubes of 50 ml and each tube is treated individually. Ionomycin has been used as a growth stimulator for undifferentiated SC cells ex vivo. SC growth factor (SCF) stimulates SC proliferation by interacting with a specific receptor (protooncogenic c-kit) with tyrosine kinase activity (Witte ON, 1990), inducing kinase activation and transphosphorylation of receptor chains. Phosphotyrosine residues of the receptor function as docking sites for proteins that bind c-kit to signaling pathways, which induces proliferation activation (Aronica SM et al., 1996). Flt3 ligand (Flt3L) stimulates HSC proliferation to no lesser extent than SCF. Flt3 is a class III tyrosine kinase receptor expressed in early HPCs. The interaction of Flt3 with the ligand (Flt3L) activates signaling pathways and subsequent SC proliferation (Matthews Wea, 1991). Thrombopoietin (TRO) is a glycoprotein hormone that regulates the production of platelets by bone marrow stem cells. TPO was first characterized as a ligand that binds to the surface receptor c-MP1. TPO belongs to class I hematopoietic cytokines. In suspension culture, TPO in combination with SCF stimulates the proliferation of multipotent SCs and increases their number (Ku et al., 1996). Ionomycin increases the concentration of intracellular Ca 2+ , starting with the mobilization of intracellular stores, which are then maintained by the influx of extracellular Ca 2+ , induces the hydrolysis of phosphoinositides and stimulates the activation of protein kinase C, stimulating the entry of the cation by regulated calcium stores, but not by direct action on the plasma membrane. (A. J. Morgan and R. Jacob, 1994, Biochem. J. 1994, 300 (665-672)). Thus, ionomycin is an agent of primary cell activation (spherilization of cells), see, for example, patent RU 2108579. Ionomycin has been used as a growth agent for differentiated cells, such as hybridomas and dendritic cells. The required level of HSC stemness is ensured by the fact that from an equivalent list of known cytokines, such a mixture of them was identified that, in certain selected concentrations, was able, together with a new proliferation stimulating factor for SC - ionomycin, to induce only cell proliferation and thus did not require the use of additional agents for inhibition of cell differentiation. In addition, an unexpected result for this technical solution was the achievement of very high cell proliferation rates, which made it possible to reduce the cell culture time to 7-9 days and thus avoid the problems of long-term cell culture. Moreover, cultivation in this medium made it possible not to change the basic percentages of fundamental cellular elements in LC MNCs and, at the same time, to increase the amount of HSCs to 1.5-2%.

Таким образом, обобщая все вышеизложенное, ГСК при данном способе не выделяют из аутологичного костного мозга или аутологичного концентрата мобилизованной ПК, как это было принято в ряде исследований, а культивируют прямо в ЛК МНК ПК. Полученную суспензию культивируют в среде Dulbecco M (IMDM) с добавлением инсулина и трансферрина, а также фактора роста СК (SCF), лиганда тирозин киназы 3 из фетальной печени (Flt3L), тромбопоэтина (ТРО) и иономицина (Са2+ ionophore). Через 3-7 дней культивирования в выращенной клеточной суспензии содержится около 1,5-2% клеток CD34+. Методика позволяет за короткий период времени очистить ЛК от примесей крови (эритроцитов) и гранулоцитов, незначительно нарастить увеличенное количество низкодифференцированных ГСК, которые могут быть использованы в терапевтических целях как компонент БМКП по настоящему изобретению.Thus, summarizing all of the above, in this method, HSCs are not isolated from autologous bone marrow or autologous concentrate of mobilized PK, as was customary in a number of studies, but are cultivated directly in the LC MNC PK. The resulting suspension is cultured in Dulbecco M medium (IMDM) supplemented with insulin and transferrin, as well as growth factor CK (SCF), tyrosine kinase 3 ligand from fetal liver (Flt3L), thrombopoietin (TPO), and ionomycin (Ca 2+ ionophore). After 3-7 days of cultivation, the grown cell suspension contains about 1.5-2% of CD34+ cells. The technique allows for a short period of time to clear LC from blood impurities (erythrocytes) and granulocytes, slightly increase the increased number of poorly differentiated HSCs, which can be used for therapeutic purposes as a component of BMCP according to the present invention.

Проводят следующие процедуры:Carry out the following procedures:

1. Транспортировка мешков с клетками костного мозга, мобилизованной крови или ЛК МНК ПК осуществляется в термоконтейнерах ТермоКонт при комнатной температуре (18-25°С).1. Transportation of bags with bone marrow cells, mobilized blood or LC MNC PC is carried out in ThermoCont thermal containers at room temperature (18-25°C).

2. Забор клеток из мешка с мобилизованной кровью производится в ламинарном шкафу класса II, расположенном в стерильном блоке;2. The collection of cells from the mobilized blood bag is carried out in a class II laminar cabinet located in the sterile block;

2.1. Клеточную взвесь забирают шприцем, прокалывая мембрану соединительной трубочки на мешке и делят на пробирки по 50 мл.2.1. The cell suspension is taken with a syringe, piercing the membrane of the connecting tube on the bag and divided into 50 ml test tubes.

3. Получение фракции МНК: клеточную взвесь, взятую шприцем, разводят в соотношении 1:4 фосфатным буферным раствором (PBS) без ионов кальция и магния (PBS Ca2+Mg2+ free) и затем наслаивают на градиетный раствор (d=1,077 г/мл, MP Biomedicals) в 50 мл пробирках.3. Obtaining the MNC fraction: cell suspension taken with a syringe is diluted in a ratio of 1:4 with phosphate buffer solution (PBS) without calcium and magnesium ions (PBS Ca 2+ Mg 2+ free) and then layered on a gradient solution (d=1.077 g /ml, MP Biomedicals) in 50 ml tubes.

3.1. Пробирки центрифугируют при 400g в течение 30 мин при 20°С;3.1. The tubes are centrifuged at 400g for 30 min at 20°C;

3.2. В результате градиентного центрифугирования эритроциты и гранулоциты опускаются на дно пробирки, а фракция мононуклеаров в виде плотного кольца концентрируется между двумя слоями на поверхности градиента;3.2. As a result of gradient centrifugation, erythrocytes and granulocytes sink to the bottom of the tube, and the mononuclear fraction in the form of a dense ring is concentrated between two layers on the surface of the gradient;

3.3. фракцию МНК отбирают пипеткой, разводят в свежем PBS и три раза отмывают центрифугированием в течение 10 мин при 300g и температуре 10°С.3.3. the MNC fraction is taken with a pipette, diluted in fresh PBS and washed three times by centrifugation for 10 min at 300 g and a temperature of 10°C.

4. Подсчет клеток и фенотипический анализ мононуклеарной фракции:4. Cell count and phenotypic analysis of the mononuclear fraction:

4.1. Для определения количества живых МНК к 20 мкл клеточной суспензии добавляют 20 мкл трипанового синего (Gibco). Подсчет клеток производят в гемоцитометре, пропорция живых клеток не должна быть ниже 95%.4.1. To determine the number of live MNCs, 20 µl of trypan blue (Gibco) was added to 20 µl of the cell suspension. Cells are counted in a hemocytometer, the proportion of living cells should not be lower than 95%.

4.2. Для оценки количества клеток CD34+ и CD133+ мононуклеарной фракции 0,1 мл клеточной суспензии окрашивают соответствующими антителами и определяют пропорцию ГСК в исходной клеточной взвеси на приборе FACSCalibur (Beckton Dickinson).4.2. To assess the number of CD34+ and CD133+ cells of the mononuclear fraction, 0.1 ml of the cell suspension is stained with the corresponding antibodies and the proportion of HSCs in the initial cell suspension is determined on a FACSCalibur instrument (Beckton Dickinson).

Пример 1. Данные фенотипического анализа МНК в одном показательном эксперименте, проведенном на клетках ЛК донора Н. Пропорции клеток в ЛК МНК ПК: ГСК (СD34+,CD45+) донора составляла 0,5%, количество нейральных клеток - 5% , Т- лимфоциты 84%, В-клетки -1,2%. Example 1 Phenotypic analysis data of MNCs in one indicative experiment conducted on LC cells of donor H. Proportions of cells in LC MNCs of SC: HSC (CD34+,CD45+) of the donor was 0.5%, the number of neural cells was 5%, T-lymphocytes 84%, B -cells -1.2%.

Культивирование . Жидкая культуральная система состоит из среды Искова в модификации Дульбекко (Iscove's modified Dulbecco's Medium IMDM, Gibco, UK) с добавлением 0,5 г/л бычьего сывороточного альбумина (Sigma Aldrich), 0,39 мкг/мл человеческого инсулина и 60 мкг/мл трансферрина (Gibco). В культуральную среду добавляют фактор роста СК (SCF), другое название c-Kit-ligand (c-KitL, R&D Systems), в концентрации 100 нг/мл, а также Flt3-ligand (Flt3L) в концентрации 20 нг/мл, (R&D Systems), и иономицин (Sigma Aldrich) в концентрации 0,1 мкМ/мл. Cultivation . The liquid culture system consists of Iscove's modified Dulbecco's Medium IMDM (Gibco, UK) supplemented with 0.5 g/l bovine serum albumin (Sigma Aldrich), 0.39 µg/ml human insulin and 60 µg/ml transferrin (Gibco). SC growth factor (SCF), another name c-Kit-ligand (c-KitL, R&D Systems), is added to the culture medium at a concentration of 100 ng/ml, as well as Flt3-ligand (Flt3L) at a concentration of 20 ng/ml, ( R&D Systems), and ionomycin (Sigma Aldrich) at a concentration of 0.1 μM/ml.

Способ культивирования. Клетки культивируют при 37°С во влажной атмосфере с притоком 5% CO2. Свежую среду и цитокины добавляют каждый третий день. Время культивирования составляет 3-7 дней. Использованные факторы роста способствуют пролиферации СК, при этом не нужно добавлять агенты, подавляющие дифференцировку. Получаемые суспензии СК клеток любого индивидуума могут быть сохранены в замороженном виде либо могут быть введены в БМКП непосредственно после культивирования и применены больным. Cultivation method. Cells are cultured at 37°C in a humid atmosphere with an influx of 5% CO2. Fresh medium and cytokines are added every third day. The cultivation time is 3-7 days. The growth factors used promote SC proliferation without the need to add agents that suppress differentiation. The obtained suspensions of SC cells of any individual can be stored frozen or can be introduced into BMCP immediately after cultivation and applied to patients.

Таблица 1Table 1

Оценка чистоты клеточной суспензии после культивированияEvaluation of the Purity of the Cell Suspension after Cultivation

МаркерMarker Процент антиген-позитивных лимфоцитовPercentage of antigen-positive lymphocytes Гемопоэтические СКHematopoietic SCs СD34+CD45+CD34+CD45+ 2,22.2 СD34+CD45-CD34+CD45- 1,11.1 Т-клеточные антигеныT cell antigens CD3+CD56-D16-CD3+CD56-D16- 81,281.2 CD3+CD56+CD16+CD3+CD56+CD16+ 2,062.06 CD3+CD4+CD3+CD4+ 50,250.2 CD3+CD8+CD3+CD8+ 31,431.4 Cd3+ γδ+Cd3+ γδ+ 1,21.2 NK- клеточные антигеныNK cell antigens СD94+CD16 +CD56- CD3-CD94+CD16+CD56-CD3- 10,6310.63 CD16+CD56+CD16+CD56+ 0,120.12 CD16+CD56lowCD16+CD56low 0,00.0 CD16-CD56+ CD94-CD3-CD16-CD56+CD94-CD3- 3,33.3 Субпопуляции NK-клеток (в пределах CD56-CD16+)Subpopulations of NK cells (within CD56 - CD16 + ) CD94-CD94- 100,0%100.0%

Заключение. Материал сохранный. На основании данных проточной цитометрии возможные для анализа лимфоциты составляют 84,7%. Среди них зрелые Т-клетки составляют 81,2% с преобладанием CD4+ субпопуляций. γδ-Тклетки составили 1,2%. Гетерогенные NK клетки представлены популяциями CD94+, CD16+, CD56- и СD94-, CD56+, CD16- и CD16+, CD56+, суммарно составляющими 14,0% от лимфоцитов. Популяции CD16+, CD56low не выявлено. Conclusion. The material is preserved. Based on flow cytometry data, lymphocytes that can be analyzed are 84.7%. Among them, mature T cells account for 81.2% with a predominance of CD4+ subpopulations. γδ-T cells amounted to 1.2%. Heterogeneous NK cells are represented by populations of CD94+, CD16+, CD56- and CD94-, CD56+, CD16- and CD16+, CD56+, totaling 14.0% of lymphocytes. No CD16+, CD56low populations were found.

Эффективность получения предложенного компонента БМКП, позволяющего культивировать СК с цитокинами, которые способствуют пролиферации, но не дифференцировке СК, открывает перспективы для применения собственных СК больного для лечения таких заболеваний, как ишемическая болезнь сердца, ожоги, долго незаживающие раны и травмы конечностей, травмы спинного и головного мозга. Аутологичные здоровые ГСК, полученные в результате клеточной инженерии, могут быть выделены и храниться в замороженном виде, чтобы быть использованы в случае острой необходимости. При этом способность к последующей дифференцировке у таких культивируемых клеток сохранена на уровне первоначально выделяемых СК.The efficiency of obtaining the proposed BMCP component, which makes it possible to cultivate SCs with cytokines that promote proliferation, but not differentiation of SCs, opens up prospects for the use of a patient's own SCs for the treatment of such diseases as coronary heart disease, burns, long-term non-healing wounds and injuries of the extremities, spinal cord and brain. Cell-engineered autologous healthy HSCs can be isolated and stored frozen for immediate use. At the same time, the ability for subsequent differentiation in such cultured cells is retained at the level of initially isolated SCs.

ЛК МНК ПК пациента, обогащенный ГСК, в условиях стерильности в ламинарном шкафу из пробирок собирают в мешок и передают на этап иммуносепарации. LC MNCs of the patient's PC, enriched with HSC, are collected in a bag from test tubes under sterile conditions in a laminar flow hood and transferred to the stage of immunoseparation.

Б. Иммуносепарация как способ выделения ГСК из ЛК МНК ПКB. Immunoseparation as a method for isolating HSCs from LC PB MNCs

Этот этап осуществляется либо в условиях стерильной лицензированной операционной, либо в условиях культуральной лаборатории путем использования сертифицированного и разрешенного к клиническому применению в России иммуносепаратора CliniMACS® plus (Германия) с использованием антител CliniMACS TCR 34+/133+ Kit и специализированных расходных материалов к данному прибору в соответствии с инструкцией производителя. Для этого полученный ЛК помещают в расходный пакет для криоконсервации объемом 400 мл, в него добавляют стандартные антитела к маркерам CD34+ CD133+ на магнитных шариках, подключают к аппарату и проводят иммуносепарацию в обычном режиме. ГСК собирают в иммуносепараторе и передаютя в культуральную лабораторию для дальнейших манипуляций, а истощенный от ГСК CD34+ CD133+ лейкоконцентрат передают в банк костного мозга для криоконсервации в криостойком пакете объемом 400 мл с ДМСО.This stage is carried out either in a sterile licensed operating room or in a culture laboratory using a certified and approved for clinical use in Russia CliniMACS® plus immunoseparator (Germany) using CliniMACS TCR 34+/133+ Kit antibodies and specialized consumables for this device in accordance with the manufacturer's instructions. To do this, the resulting LC is placed in a 400 ml disposable package for cryopreservation, standard antibodies to CD34+ CD133+ markers on magnetic beads are added to it, connected to the apparatus, and immunoseparation is carried out in the usual mode. HSCs are collected in an immunoseparator and transferred to a culture laboratory for further manipulations, and CD34+ CD133+ leukoconcentrate depleted from HSCs is transferred to a bone marrow bank for cryopreservation in a 400 ml cryo-resistant bag with DMSO.

В. Криоконсервация клеточного материалаC. Cryopreservation of cellular material

К охлажденной суспензии клеток в аутологичной плазме добавляется стерильный раствор ДМСО в конечной концентрации 10%. Суспензия расфасовывается в криопакеты или необходимое количество криопробирок, маркируется, упаковывается и замораживается. После замораживания пакет или криопробирки с МНК ПК переносятся в сосуд Дьюара для хранения в парах азота.A sterile DMSO solution at a final concentration of 10% is added to the cooled cell suspension in autologous plasma. The suspension is packaged in cryopackages or the required number of cryotubes, labeled, packaged and frozen. After freezing, the package or cryovials with PBMNCs are transferred to a Dewar vessel for storage in nitrogen vapor.

Г. Криоконсервирование ЛК МНК без ГСКD. Cryopreservation of LA MNC without HSC

Традиционный метод криоконсервирования заключается в добавлении ДМСО к клеточной суспензии в конечной концентрации 10% и стандартного замораживания на 1 градус в минуту до -80°С или -120°С с использованием стандартных программ электронного программного замораживания и хранением в жидком азоте или парах жидкого азота.The traditional method of cryopreservation is to add DMSO to the cell suspension at a final concentration of 10% and standard freezing at 1 degree per minute to -80°C or -120°C using standard electronic software freezing programs and storage in liquid nitrogen or liquid nitrogen vapor.

Д. Выделение клеточной фракции ГСКE. Isolation of the HSC cell fraction

Сепарированные ГСК концентрируются путем центрифугирования при 2000 об/мин в течение 10 мин при +18°С. С помощью ручного плазмоэкстрактора из контейнера максимально удаляется плазма, клетки остаются в объеме 40-60 мл.The separated HSCs are concentrated by centrifugation at 2000 rpm for 10 min at +18°C. With the help of a manual plasma extractor, plasma is removed from the container as much as possible, the cells remain in a volume of 40-60 ml.

Е. Добавление криопротектораE. Addition of cryoprotectant

В качестве криопротектора кроветворных клеток используется высокоочищенный диметилсульфоксид (ДМСО). К полученным клеткам добавляют при постоянном перемешивании равный объем полиглюкина с ДМСО. Смешивание ДМСО с полиглюкином происходит по типу экзотермической реакции с выделением умеренного количества тепла. Концентрация ДМСО в полиглюкине - 10-12%. Таким образом, его конечная концентрация в замораживаемом материале составит 5-6%.Highly purified dimethyl sulfoxide (DMSO) is used as a cryoprotectant for hematopoietic cells. An equal volume of polyglucin with DMSO is added to the obtained cells with constant stirring. Mixing of DMSO with polyglucin occurs as an exothermic reaction with the release of a moderate amount of heat. The concentration of DMSO in polyglucin is 10-12%. Thus, its final concentration in the frozen material will be 5-6%.

Применение полиглюкина позволило снизить количество ДМСО вдвое, до 5-6% конечной концентрации, так как полиглюкин обладает следующими свойствами: во-первых, способностью дезагрегировать клетки и тем самым улучшать проникновение криофилактика в клетки, а во-вторых, полиглюкин (6% декстран) сам по себе является криофилактиком.The use of polyglucin made it possible to halve the amount of DMSO, to 5-6% of the final concentration, since polyglucin has the following properties: firstly, the ability to disaggregate cells and thereby improve the penetration of cryophylactic into cells, and secondly, polyglucin (6% dextran) itself is a cryophylactic.

Ж. Подсчет количества криоконсервируемых клеток J . Counting the number of cryopreserved cells

На следующем этапе обязательно производят подсчет ядросодержащих клеток, а также CD 34+ клеток, оставшихся в ЛК МНК, подлежащего заморозке.At the next stage, it is necessary to count the nucleated cells, as well as the CD 34+ cells remaining in the LK MNC to be frozen.

Выбор оптимального объема замораживаемого материалаSelection of the optimal volume of material to be frozen

При криоконсервировании для создания наилучших условий важное значение имеют соотношение объема пластикового контейнера и объема замораживаемого в нем материала, а также концентрация замораживаемых клеток. Как было установлено, оптимальная концентрация замораживаемых клеток составляет (40-100)⋅106 клеток/мл.In cryopreservation, to create the best conditions, the ratio of the volume of the plastic container and the volume of the material frozen in it, as well as the concentration of frozen cells, are important. As it was found, the optimal concentration of cells to be frozen is (40-100)⋅10 6 cells/ml.

Замораживание ЛК мобилизованных МНКFreezing LC of mobilized MNCs

В зависимости от конечного объема замораживаемого материала выбирается количество пакетов или полимерных ампул (20-25) для глубокого программного замораживания. Далее клеточную взвесь переводят в эти термостойкие пластиковые пробирки.Depending on the final volume of the frozen material, the number of bags or polymer ampoules (20-25) for deep program freezing is selected. Next, the cell suspension is transferred into these heat-resistant plastic tubes.

Для замораживания ампул с клеточной взвесью их помещают в электронный программный замораживатель. Скорость охлаждения биоматериала при температуре от 0°С до -40°С составляет 1,1 градус в минуту, а затем 1 градус в минуту до -80°С или -120°С. После завершения цикла программного электронного замораживания пробирки с замороженным материалом переносят в хранилище для длительного хранения. Затем пробирки с замораживаемым материалом помещают в пары жидкого азота при температуре от -165° до -170°С, где они будут находиться в жидком азоте или его парах до использования.To freeze ampoules with cell suspension, they are placed in an electronic software freezer. The rate of cooling of the biomaterial at a temperature from 0°C to -40°C is 1.1 degrees per minute, and then 1 degree per minute to -80°C or -120°C. After the completion of the program electronic freezing cycle, the tubes with frozen material are transferred to the storage for long-term storage. The test tubes with the material to be frozen are then placed in liquid nitrogen vapor at -165° to -170° C. where they will remain in liquid nitrogen or its vapor until use.

В предлагаемой методике учтены и реализованы основные требования, предъявляемые к биоматериалу, подвергнутому криоконсервированию, а именно максимальное сохранение жизнеспособности СК; минимальный объем (100-120 мл) замораживаемого материала при максимальном количестве содержащихся клеток (до 100⋅106/мл), для ПК минимальный объем 50-60 мл; минимальный объем аутотрансплантата. Преимуществами криоконсервирования в парах жидкого азота являются хорошая безопасность хранения пакетов и пробирок с клеточным биоматериалом, а также значительно меньший расход азота.The proposed method takes into account and implements the basic requirements for a biomaterial subjected to cryopreservation, namely, the maximum preservation of SC viability; the minimum volume (100-120 ml) of the frozen material with the maximum number of cells contained (up to 100⋅10 6 /ml), for PC the minimum volume is 50-60 ml; minimum volume of autograft. The advantages of cryopreservation in liquid nitrogen vapor are the good safety of storage of bags and tubes with cellular biomaterial, as well as a significantly lower nitrogen consumption.

Стадия 2. Получение линии (линий) аутологичных региональных СКStage 2. Obtaining a line (lines) of autologous regional SCs

для клеточной инженерииfor cell engineering

Линию МССК изготавливают из 50 мл эксфузата костного мозга или ЛК МНК ПК, их криомешка № 1, полученном при первом сборе ГСК.The MSSC line is made from 50 ml of bone marrow exfusate or LC MNC PC, their cryobag No. 1, obtained during the first collection of HSC.

А. Способ выделения и культивирования линии МССКA. Method for isolating and cultivating the MSSC line

МССК выделяют и изолируют из разных источников по известным международным протоколам: из костного мозга (P.Penfornis, R. Pochampally et al., 2011), из пуповинной крови (Can A. and Balci D., 2011) или из жировой ткани (Zachar V., Rasmussen J. G., and Fink T., 2011) самого пациента. Для изоляции МССК из жировой ткани использовали отечественную модификацию (Тепляшин А.А., 2012), а для изоляции и выделения МССК из костного мозга использовали модификацию профессора Коноплянникова А.Г. (2014).MSSCs are isolated and isolated from various sources according to well-known international protocols: from bone marrow (P.Penfornis, R. Pochampally et al., 2011), from cord blood (Can A. and Balci D., 2011) or from adipose tissue (Zachar V., Rasmussen J. G., and Fink T., 2011) of the patient himself. For the isolation of MSSCs from adipose tissue, a domestic modification was used (Teplyashin A.A., 2012), and for the isolation and isolation of MSSCs from the bone marrow, a modification by Professor A.G. Konoplyannikov was used. (2014).

Для получения МССК использовали материал забора костного мозга. Осуществляли эксфузию 50 мл костного мозга из гребня подвздошной кости специальными биопсийными иглами.Bone marrow sampling material was used to obtain MSSCs. 50 ml of bone marrow was exfused from the iliac crest with special biopsy needles.

Пример 2. Example 2 Выделение МССК из костного мозга.Isolation of MSSCs from bone marrow.

После отстаивания образца костного мозга в течение 1-2 часов при комнатой температуре выделенная верхняя фракция клеток отбирается пастеровской пипеткой и ресуспендируется в ростовой среде. В качестве ростовой среды служит среда RPMI-1640, содержащая пенициллин-стрептомицин (100 ед/мл), амфотерицин (100 нг/мл), L-глютамин 2 мМ, 20% эмбриональной телячьей сыворотки. Культивирование проводится в пластиковых флаконах c площадью дна 25 см2, в которые вносили (2-10)⋅105 клеток/см2 в 8 мл ростовой среды. Флаконы помещаются в CO2-инкубатор (5% CO2). Через 48 часов среда с неприкрепившимися клетками удаляется и заменяется на свежую. При достижении конфлюентного монослоя (90-100%) клетки пересевают с использованием 0,25% раствора трипсина-ЭДТА в новые флаконы, вначале с площадью дна 75 см2, а впоследствии при нарастании клеточной массы - в большие культуральные флаконы с площадью дна 175 см2 . Такой метод позволяет к концу 5-6 недели добиться получения популяции МССК в количестве (1-2) ⋅ 108 клеток, достаточном для трансплантации в организм реципиентов. Изучение методом проточной цитофлуориметрии специфических маркеров полученных культур МССК показывает, что они относятся к популяции CD10low CD34- CD45- CD44+ CD90+ CD105+ клеток, что характерно для клеток, происходящих из мультипотентных мезенхимальных СК взрослого организма.After settling the bone marrow sample for 1-2 hours at room temperature, the isolated upper fraction of cells is taken with a Pasteur pipette and resuspended in the growth medium. The growth medium is RPMI-1640 containing penicillin-streptomycin (100 U/ml), amphotericin (100 ng/ml), L-glutamine 2 mM, 20% fetal calf serum. Cultivation is carried out in plastic bottles with a bottom area of 25 cm2, into which (2-10)⋅105 cells/cm2 in 8 ml of growth medium. Vials are placed in CO2-incubator (5% CO2). After 48 hours, the medium with non-attached cells is removed and replaced with fresh. Upon reaching a confluent monolayer (90-100%), the cells are subcultured using a 0.25% trypsin-EDTA solution into new vials, initially with a bottom area of 75 cm2, and subsequently, with an increase in cell mass, into large culture flasks with a bottom area of 175 cm2. This method allows, by the end of 5-6 weeks, to obtain a population of MSSCs in the amount of (1-2) ⋅ 10eight enough cells for transplantation into recipients. The study of specific markers of the obtained MSSC cultures by flow cytometry shows that they belong to the CD10 population.lowCD34- CD45- CD44+ CD90+ CD105+ cells, which is typical for cells derived from multipotent mesenchymal SCs of an adult organism.

Производится отмывание полученного клеточного биоматериала от среды культивирования 0,9% физиологичеcким расствором NaCl путем двухкратного центрифугирования клеток при 2000g, и материал может быть использован сразу для клеточной инженерии. Он отмывается от среды культивирования физиологическим раствором и переводится в 200 мл физиологического раствора с 10 ед/мл гепарина. Если материал планируется для интратекального введения, то он должен быть расфасован на аликвоты по 1⋅106 МССК в криопробирки по 2 мл и заморожен в программном замораживателе. Если материал будет использоваться для внутривенного или внутриартериального введения, то криоконсервируется весь объем (1-2)⋅108 МССК в криопробирки по 5-10 мл или специальные мешки для хранения костного мозга.The resulting cellular biomaterial is washed from the culture medium with 0.9% physiological NaCl solution by centrifuging the cells twice at 2000g, and the material can be used immediately for cell engineering. It is washed from the culture medium with saline and transferred to 200 ml of saline with 10 units/ml of heparin. If the material is planned for intrathecal administration, then it should be packaged into aliquots of 1⋅10 6 MSSCs in 2 ml cryotubes and frozen in a program freezer. If the material is to be used for intravenous or intra-arterial administration, then the entire volume (1-2)⋅10 8 MSSCs is cryopreserved in 5-10 ml cryotubes or special bags for bone marrow storage.

Криоконсервация клеточного материалаCryopreservation of cell material

К охлажденной суспензии клеток в аутологичной плазме добавляется стерильный раствор ДМСО в конечной концентрации 10%. Суспензия расфасовывается в необходимое количество криопробирок, маркируется, упаковывается и замораживается. После замораживания криопробирки переносятся в сосуд Дьюара для хранения в парах азота.A sterile DMSO solution at a final concentration of 10% is added to the cooled cell suspension in autologous plasma. The suspension is packaged in the required number of cryotubes, marked, packaged and frozen. After freezing, the cryovials are transferred to a Dewar vessel for storage in nitrogen vapor.

Использование клеточного материала для трансплантацииUse of cellular material for transplantation

1. Материал, предназначенный для трансплантации, отмывается от среды культивирования физиологическим раствором и переводится в 200 мл физиологического раствора с 10 ед/мл гепарина.1. The material intended for transplantation is washed from the culture medium with saline and transferred to 200 ml of saline with 10 units/ml of heparin.

2. Транспортировка клеточного материала в лабораторию клеточной инженерии осуществляется на льду в термоизолированном контейнере.2. Transportation of cell material to the cell engineering laboratory is carried out on ice in a thermally insulated container.

3. Материал для клеточной инженерии передается в культуральную лабораторию и лабораторию клеточной инженерии.3. The cell engineering material is transferred to the culture laboratory and the cell engineering laboratory.

Б. Выделение МССК из жировой тканиB. Isolation of MSSCs from adipose tissue

Пример 3. Жировую ткань забирали биопсией в объеме 10 г. Полученные 10 г трижды промывают PBS (Gibco) при рН 7.2, без ионов Са2+ и Mg2+, содержащим однократный раствор антибиотиков и антимикотика (Gibco), конечная концентрация пенициллина составляет 100 ед/мл, стрептомицина 100 мкг/мл, амфотерицина В 0,25 мкг/мл, и удаляют примеси плотной соединительной ткани. Далее проводят механическую фрагментацию ткани медицинскими ножницами в культуральных чашках диаметром 10 см (Costar) до получения мелкодисперсной массы, которую переносят в две пробирки объемом 50 мл с коническим дном (Costar) и суспендируют каждый образец в 25 мл среды DMEM, содержащей антибиотики и антимикотик. Далее проводят стадию обработки ферментом: в полученные суспензии вводят по 1 мл 2% раствора коллагеназы I типа (Gibco) в буферном растворе PBS без ионов Са2+ и Mg2+ до конечной концентрации фермента 0,075%, инкубируют при температуре 37°С в течение 30 минут при медленном покачивании. Полученную смесь тщательно перемешивают, затем добавляют эквивалентный объем DMEM, содержащую 10% FBS, и антибиотики и антимикотик, и центрифугируют в течение 10 минут при 1000g. Надосадочную жидкость и жировые капли удаляют, осадки объединяют и суспендируют в 10 мл холодного лизирующего буфера (+4°С), содержащего 155 мM NH4Cl, 10 мМ КНСО3, 0,1 мМ Na2EDTA. Смесь тщательно перемешивают и инкубируют 3-5 минут при комнатной температуре. Далее в клеточную суспензию добавляют 10 мл среды DMEM, содержащей антибиотики и антимикотик. Клетки осаждают центрифугированием в течение 10 минут при 1000g. Надосадочную жидкость удаляют и проводят стадию промывания. Клеточный осадок ресуспендируют в 30 мл среды DMEM, содержащей антибиотики и антимикотик, и центрифугируют в режиме 1000g в течение 10 минут. Полученный осадок ресуспендируют в 25 мл среды DMEM, содержащей антибиотики и антимикотик. Полученную клеточную суспензию пропускают через фильтр с размером пор 100 мкм и центрифугируют в течение 10 минут при 300g. Осадок ресуспендируют в среде DMEM, дополненной антибиотиками и антимикотиком, 10% FBS и однократным раствором заменимых аминокислот (Non-Essential Amino Acids, Gibco) в объеме 25 мл. Суспензию пропускают через фильтр с размером пор 10 мкм. В результате получают гомогенную фракцию клеток, свободную от клеточного дебриса и клеток крови. Example 3 Adipose tissue was taken by biopsy in a volume of 10 g. The obtained 10 g were washed three times with PBS (Gibco) at pH 7.2, without Ca ions.2+ and Mg2+containing a single solution of antibiotics and antimycotics (Gibco), the final concentration of penicillin is 100 units / ml, streptomycin 100 μg / ml, amphotericin B 0.25 μg / ml, and impurities of dense connective tissue are removed. Next, mechanical fragmentation of the tissue is carried out with medical scissors in culture dishes with a diameter of 10 cm (Costar) until a finely dispersed mass is obtained, which is transferred into two 50 ml tubes with a conical bottom (Costar) and each sample is suspended in 25 ml of DMEM medium containing antibiotics and an antimycotic. Next, an enzyme treatment step is carried out: 1 ml of a 2% solution of type I collagenase (Gibco) in a PBS buffer solution without Ca ions is injected into the resulting suspensions.2+ and Mg2+ to a final enzyme concentration of 0.075%, incubated at 37°C for 30 minutes with slow shaking. The resulting mixture is thoroughly mixed, then an equivalent volume of DMEM containing 10% FBS and antibiotics and antimycotic is added and centrifuged for 10 minutes at 1000g. The supernatant and fat droplets are removed, the precipitates are combined and suspended in 10 ml of cold lysis buffer (+4°C) containing 155 mM NH4Cl, 10 mM KHCO3, 0.1 mM Na2EDTA. The mixture is thoroughly mixed and incubated for 3-5 minutes at room temperature. Next, 10 ml of DMEM containing antibiotics and an antimycotic are added to the cell suspension. The cells are pelleted by centrifugation for 10 minutes at 1000g. The supernatant is removed and a washing step is carried out. The cell pellet is resuspended in 30 ml of DMEM medium containing antibiotics and antimycotics, and centrifuged at 1000g for 10 minutes. The pellet obtained is resuspended in 25 ml of DMEM medium containing antibiotics and an antimycotic. The resulting cell suspension is passed through a filter with a pore size of 100 μm and centrifuged for 10 minutes at 300g. The pellet is resuspended in DMEM supplemented with antibiotics and antimycotics, 10% FBS, and a 25 ml volume of non-essential amino acids (Non-Essential Amino Acids, Gibco) once. The suspension is passed through a filter with a pore size of 10 μm. As a result, a homogeneous fraction of cells is obtained, free from cellular debris and blood cells.

Полученную клеточную суспензию оценивают подсчетом в камере Горяева и высевают во флаконы площадью 75 см2 из расчета 106 клеток/см2. Доля прикрепившихся клеток составляет приблизительно 1-1,5%. Таким образом, количество МССК, выделенных из 1 г жировой ткани, составляет около (1,5-3)⋅104 клеток. По истечении 24 часов проводят смену среды на DMEM, содержащей антибиотики (100 ед/мл пеницилина, 100 мкг/мл стрептомицина, Gibco), 10% FBS и однократный раствор заменимых аминокислот (Nоn - Essential Amino Acids, Gibco). По достижении монослоя клетки субкультивируют, проводят визуальную оценку морфологии клеток посредством фазово-контрастного микроскопирования, оценивают митотический индекс и время цитогенерации. По результатам морфологического анализа в полученной после выделения фракции клеток выявлено две субпопуляции. Первый тип клеток представляет собой субпопуляцию малых веретеновидных клеток диаметром 10-15 мкм с четко выделенным ядром и гомогенной цитоплазмой. Второй тип представлен клетками округлой формы с вытянутым с одной стороны плоским выростом цитоплазмы, размер клеток достигает 40 мкм; отмечается темное ядро, смещенное к одному краю, гетерогенная цитоплазма и повышенная гранулярность в ядерной области. В фазе логарифмического роста клеток подсчитывают митотический индекс и время цитогенерации. Соотношение количества митотических клеток к общему количеству клеток составляет 34%. Время удвоения 54-62 час. Полученные клетки иммунофенотипируют методом непрямой иммунофлуоресценции. Посредством проточного цитофлуориметра (Beckman Coulter) выявлен высокий уровень экспрессии следующих антигенов CD10, (CALLA), CD13 (APN), CD44 (hyaluronic acid receptor), CD90 (Thy-1), CD105 (endoglin) (Becton Dickinson). Также показано отсутствие экспрессии маркеров ГСК CD34, CD45 и CD117 (Becton Dickinson). Результаты иммунофенотипирования показывают, что по экспрессии поверхностных антигенов популяция полученных клеток соответствует МССК.The resulting cell suspension is evaluated by counting in a Goryaev chamber and seeded into vials with an area of 75 cm 2 at the rate of 106 cells/cm 2 . The proportion of attached cells is approximately 1-1.5%. Thus, the number of MSSCs isolated from 1 g of adipose tissue is about (1.5-3)⋅10 4 cells. After 24 hours, the medium is changed to DMEM containing antibiotics (100 U/ml penicillin, 100 μg/ml streptomycin, Gibco), 10% FBS and a single solution of non-essential amino acids (Non - Essential Amino Acids, Gibco). Upon reaching the monolayer, the cells are subcultivated, a visual assessment of the cell morphology is carried out by means of phase-contrast microscopy, the mitotic index and the time of cytogeneration are assessed. According to the results of morphological analysis, two subpopulations were identified in the cell fraction obtained after isolation. The first type of cells is a subpopulation of small fusiform cells with a diameter of 10-15 μm with a clearly defined nucleus and homogeneous cytoplasm. The second type is represented by cells of a round shape with a flat outgrowth of the cytoplasm elongated on one side, the size of the cells reaches 40 microns; there is a dark nucleus, shifted to one edge, heterogeneous cytoplasm and increased granularity in the nuclear region. In the phase of logarithmic cell growth, the mitotic index and cytogeneration time are calculated. The ratio of the number of mitotic cells to the total number of cells is 34%. Doubling time 54-62 hours. The resulting cells are immunophenotyped by indirect immunofluorescence. Using a flow cytometer (Beckman Coulter), a high level of expression of the following antigens CD10, (CALLA), CD13 (APN), CD44 (hyaluronic acid receptor), CD90 (Thy-1), CD105 (endoglin) (Becton Dickinson) was detected. The absence of expression of HSC markers CD34, CD45 and CD117 was also shown (Becton Dickinson). The results of immunophenotyping show that the population of obtained cells corresponds to MSSCs in terms of the expression of surface antigens.

В. Способ выделения и культивирования НСК CD133+B. Method for isolating and culturing NSC CD133+

из обонятельной выстилки носа человекаfrom the olfactory lining of the human nose

Требования к донорам обонятельной выстилки носа. Доноры, то есть сами пациенты, должны быть предварительно обследованы на инфекции ВИЧ 1 и ВИЧ 2, синдром иммунодефицита; сифилис, гепатиты В и С; острые инфекционные заболевания. Методика и протокол получения НСК описан в работах Zhang X. et al., (2004-2006). Ткань обонятельной выстилки носа получают от пациентов и обрабатывают по стандартному культуральному протоколу C.T. Marshal et al., (2005-2006). В отечественной практике используется модификации метода, предложенная проф. И.В. Викторовым (2012). Requirements for donors of the olfactory lining of the nose. Donors, that is, the patients themselves, must be pre-screened for HIV 1 and HIV 2 infections, immunodeficiency syndrome; syphilis, hepatitis B and C; acute infectious diseases. The technique and protocol for obtaining NSC is described in the works of Zhang X. et al., (2004-2006). Olfactory nasal lining tissue is obtained from patients and processed according to the standard culture protocol of CT Marshal et al., (2005-2006) . In domestic practice, a modification of the method proposed by prof. I.V. Viktorov (2012).

Пример 4. Для получения здоровых НСК берут ткань обонятельной выстилки носа путем эндоскопической резекции куска слизистой (10мм х 10 мм) верхних хоан носа донора. Полученную ткань доставляют в лабораторию в охлажденном растворе Хенкса без Ca2+ и Mg2+ (HBSS), содержащем антибиотики и антимикотики (1:100; Gibco). Время доставки не превышает 2 ч. После повторной промывки в том же растворе из ткани опухоли удаляют кровеносные сосуды, после чего ткань измельчают и инкубируют в течение 40 мин при 36,5°С в растворе трипсина/ЭДТА 025%, приготовленном на 0,01 М фосфатном буфере (PBS, рН 7,4). Действие ферментов блокируют средой DMEM (Gibco), содержащей 3% сыворотки, ткань промывают в трех сменах сбалансированного солевого раствора Хенкса (HBSS, Hanks’ balanced salt solution, Sigma) и диссоциируют повторным пипетированием в питательной среде. Состав среды: минимальная среда Игла (MEM, Sigma) 90%, эмбриональная сыворотка телят (Fetal bovine serum, FBS, Gibco, Ivitrogen), глюкоза 0,8%, глутамин 2мМ (Gibco), добавок В27 (Sigma), HEPES 20 мM, ростовые факторы (только для первичных культур) - фактор роста фибробластов (FGF2, 1ng/ml, Sigma), нейроростовой фактор (NGF, 2 ng/ml, Sigma). Example 4 To obtain healthy NSCs, the tissue of the olfactory lining of the nose is taken by endoscopic resection of a piece of mucosa (10 mm x 10 mm) of the upper choanas of the donor's nose. The resulting tissue is delivered to the laboratory in a chilled Ca-free Hank's solution.2+ and Mg2+ (HBSS) containing antibiotics and antimycotics (1:100; Gibco). The delivery time does not exceed 2 hours. After repeated washing in the same solution, blood vessels are removed from the tumor tissue, after which the tissue is crushed and incubated for 40 minutes at 36.5°C in a trypsin/EDTA 025% solution prepared at 0.01 M phosphate buffer (PBS, pH 7.4). The action of the enzymes is blocked with DMEM (Gibco) containing 3% serum, the tissue is washed in three changes of Hanks' balanced salt solution (HBSS, Hanks' balanced salt solution, Sigma) and dissociated by repeated pipetting in the nutrient medium. Medium composition: Minimum Eagle medium (MEM, Sigma) 90%, fetal calf serum (Fetal bovine serum, FBS, Gibco, Ivitrogen), glucose 0.8%, glutamine 2mM (Gibco), B27 supplements (Sigma), HEPES 20mM , growth factors (only for primary cultures) - fibroblast growth factor (FGF2, 1ng/ml, Sigma), neurogrowth factor (NGF, 2 ng/ml, Sigma).

Полученную суспензию клеток центрифугируют (3 мин при 1200 об/мин), осадок ресуспендируют в питательной среде того же состава. Количество и жизнеспособность диссоциированных клеток определяют в камере Горяева после окраски 0,1% раствором трипанового синего. Для последующего культивирования используют клеточные суспензии только с 85-95% жизнеспособных клеток. Диссоциированные клетки (5⋅105 кл/мл) культивируют в 12-луночных планшетах на полилизин-ламининовом субстрате в течение 14 суток (36,5°C, 5% СО2). Частичную смену 1/3 питательной среды производят два раза в неделю. Первичную культуру после формирования сливного монослоя снимают с помощью раствора трипсина/ЭДТА. После промывки в HBSS и центрифугирования клетки ресуспендируют в питательной среде. Клеточную суспензию (10000-12000 кл/см2) переносят в 12-луночные планшеты или флаконы (площадь 25 см2). Таким способом культуры пассируют 4 раза до формирования сливного монослоя. Формирующиеся в клеточном монослое прикрепленные к субстрату и свободноплавающие нейросферы отбирают с помощью пастеровских пипеток и диссоциируют описанным выше методом ферментной обработки. Выделение нейросфер позволяет отделить их от прикрепленных к субстрату обкладочных глиальных клеток, фибробластов и стромальных (опорных) клеток. Клеточную суспензию клеток нейросфер после промывки и центрифугирования ресуспендируют в питательной среде и культивируют в 12-луночных планшетах (10000-12000 кл/см2) и на покровных стеклах (18х18 мм) в чашках Петри до формирования сливного монослоя. Полученные культуры используют для цитологических и иммуноцитохимических исследований. Часть клеток последних пассажей замораживют в среде для криоконсервирования (90% сыворотки, 10% диметилсульфоксида) и хранят в жидком азоте.The resulting cell suspension is centrifuged (3 min at 1200 rpm), the pellet is resuspended in a nutrient medium of the same composition. The number and viability of dissociated cells are determined in a Goryaev chamber after staining with 0.1% trypan blue solution. For subsequent cultivation, cell suspensions with only 85-95% of viable cells are used. Dissociated cells (5×10 5 cells/ml) were cultured in 12-well plates on polylysine-laminin substrate for 14 days (36.5°C, 5% CO 2 ). A partial change of 1/3 of the nutrient medium is performed twice a week. The primary culture after the formation of a confluent monolayer is removed using a solution of trypsin/EDTA. After washing in HBSS and centrifugation, the cells are resuspended in nutrient medium. The cell suspension (10,000-12,000 cells/cm 2 ) is transferred into 12-well plates or flasks (area 25 cm 2 ). Cultures are passaged in this manner 4 times until a confluent monolayer is formed. Formed in the cell monolayer attached to the substrate and free-floating neurospheres are selected using Pasteur pipettes and dissociated by the enzyme treatment method described above. Isolation of the neurospheres makes it possible to separate them from the parietal glial cells, fibroblasts, and stromal (supporting) cells attached to the substrate. The cell suspension of neurosphere cells after washing and centrifugation is resuspended in a nutrient medium and cultured in 12-well plates (10000-12000 cells/cm 2 ) and on cover slips (18x18 mm) in Petri dishes until a confluent monolayer is formed. The resulting cultures are used for cytological and immunocytochemical studies. Some of the last passage cells are frozen in cryopreservation medium (90% serum, 10% dimethyl sulfoxide) and stored in liquid nitrogen.

Клеточный монослой фиксируют в 4% растворе параформальдегида, приготовленном на 0,01 М фосфатном буфере (рН 7,4) в течение 30 мин. После промывки в PBS (30 мин) клетки инкубируют 24 ч при 4°С с первичными антителами к β-тубулину (1:300; Chemicon), нестину (1:100, Chemicon ) и нейрональной специфической енолазе (1:100). После промывки в PBS клетки последовательно обрабатывают биотинилированными антителами с авидин-биотиновым комплексом (ABC, Vector Laboratories, Inc), раствором диаминобензидина, приготовленном на фосфатном буфере (DBA 0,5 мг/мл, перекись водорода 0,03%,). Препараты обезвоживают и заключают под покровные стекла в синтетическую смолу (Entellan, Merk).The cell monolayer is fixed in a 4% paraformaldehyde solution prepared in 0.01 M phosphate buffer (pH 7.4) for 30 min. After washing in PBS (30 min), the cells are incubated for 24 h at 4°C with primary antibodies to β-tubulin (1:300; Chemicon), nestin (1:100, Chemicon) and neuronal specific enolase (1:100). After washing in PBS, cells are sequentially treated with biotinylated antibodies with avidin-biotin complex (ABC, Vector Laboratories, Inc), diaminobenzidine solution prepared in phosphate buffer (DBA 0.5 mg/ml, hydrogen peroxide 0.03%,). The preparations are dehydrated and placed under coverslips in synthetic resin (Entellan, Merk).

Материал отмывается от среды культивирования физиологическим раствором и переводится в пробирку с физиологическим раствором. Поскольку материал планируется для клеточной инженерии, то он должен быть расфасован на аликвоты по (0,5-0,6⋅106 НСК в криопробирки по 2 мл и заморожен в программном замораживателе.The material is washed from the culture medium with physiological saline and transferred to a test tube with saline. Since the material is planned for cell engineering, it should be packaged into aliquots of (0.5-0.6⋅10 6 NSC) in 2 ml cryotubes and frozen in a program freezer.

Стадия 3. Химически индуцированная трансдифференцировка (перепрограммирование) аутологичных соматических и мультипотентных МССК и НСК в XEN-подобные клеточные системыStage 3. Chemically induced transdifferentiation (reprogramming) of autologous somatic and multipotent MSSCs and NSCs into XEN-like cell systems

Подробный протокол проведения химической индукции соматических или региональных СК приведен в работах Xiang Li et al., Zhen Chai, Hongkui Deng (2017) Direct Reprogramming of Fibroblasts via a Chemically Induced XEN-like State. Cell Stem Cell DOI:10.1016/j.stem.2017.05.019A detailed protocol for chemical induction of somatic or regional SCs is given in Xiang Li et al., Zhen Chai, Hongkui Deng (2017) Direct Reprogramming of Fibroblasts via a Chemically Induced XEN-like State. Cell Stem Cell DOI:10.1016/j.stem.2017.05.019

(https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(17)30185-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1934590917301856%3Fshowall%3Dtrue).(https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(17)30185-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1934590917301856%3Fshowall %3Dtrue).

В используемом методе химической индукции получения клеток в XEN-состоянии из соматических и СК есть три существенных этапа процесса химического перепрограммирования. На этих стадиях коктейль из пяти небольших молекул «VC6TF» (VPA, CHIR99021, 616452, транилципромин и форсколин) использовался на стадии 1 в течение 16-20 дней; другая небольшая молекула, DZNep, была добавлена в начале стадии 2 в течение следующих 20-24 дней; и 2i-среду (с двойным ингибированием ERK и GSK3 с PD0325901 и CHIR99021 соответственно) использовали на стадии 3 в течение последних 12-16 дней. В целом, процесс химического перепрограммирования может занять до 48-60 дней. Чтобы проанализировать этот процесс, необходимо тщательно следить за изменением морфологии клеток во время химического перепрограммирования на каждой стадии. Примечательно, что в конце стадии 1 образовалось несколько эпителиальных колоний, и эти эпителиальные клетки быстро размножались во время стадии 2. Что еще более важно, нужно отслеживать динамические изменения судьбы клеток во время химического перепрограммирования, так как iPSC преимущественно появляются изнутри этих колоний эпителиальных клеток. В некоторых экспериментах 100% iPSC было получено из этих колоний, даже когда клетки были повторно посажены с более низкой плотностью; колонии эпителиальных клеток выросли до слияния <20%. Эти данные указывают на то, что iPSC могут генерироваться из этих эпителиальных клеток.In the method of chemical induction used to obtain cells in the XEN state from somatic and SC, there are three essential steps in the process of chemical reprogramming. In these stages, a cocktail of five small molecules "VC6TF" (VPA, CHIR99021, 616452, tranylcypromine and forskolin) was used in stage 1 for 16-20 days; another small molecule, DZNep, was added at the start of step 2 over the next 20-24 days; and 2i medium (double inhibition of ERK and GSK3 with PD0325901 and CHIR99021 respectively) was used in step 3 for the last 12-16 days. In general, the chemical reprogramming process can take up to 48-60 days. To analyze this process, it is necessary to carefully monitor the change in cell morphology during chemical reprogramming at each stage. Notably, several epithelial colonies formed at the end of stage 1, and these epithelial cells proliferated rapidly during stage 2. More importantly, dynamic changes in cell fate during chemical reprogramming should be monitored, as iPSCs predominantly originate from within these epithelial cell colonies. In some experiments, 100% iPSC was obtained from these colonies even when the cells were replanted at a lower density; epithelial cell colonies grew to <20% confluence. These data indicate that iPSCs can be generated from these epithelial cells.

XEN-подобное состояние есть основная технологическая платформа для промышленного получения химически индуцированных ГСК. Этому предшествует тонкая настройка химического рецепта для получения XEN-подобных клеток в надежной манере. Чтобы индуцировать iPSC из фибробластов или региональных СК, XEN-подобные первичные колонии можно индуцировать на ранней стадии перепрограммирования, и с этой целью предложена модификация метода трасндифференцировки клеток с помощью семикомпонентного коктейля (VPA, CHIR99021, 616452, транилципромин, форсколин, AM580 и EPZ004777; VC6TFAE) (Zhao Y., Zhao T., Guan J., Zhang X., Fu Y., Ye J., Zhu J., Meng G., Ge J., Yang S., Cheng L., Du Y., Zhao C., Wang T., Su L., Yang W., Deng H. A XEN-like State Bridges Somatic Cells to Pluripotency during Chemical Reprogramming. (англ.) // Cell. - 2015. - Vol. 163, no. 7. - P. 1678-1691. - DOI:10.1016/j.cell.2015.11.017. - PMID 26686652) (см.Таблицу 2 ниже). Модификация XEN-подобной индукции позволила оптимизировать химический рецепт, заменив каждую из семи маленьких молекул функциональными аналогами. TD114-2 был идентифицирован как более предпочтительный ингибитор GSK3-бета, чем CHIR99021 (Таблица 2). При замене CHIR99021 на TD114-2 выход первичных колоний был увеличен в 3 раза без изменения установления XEN-подобного состояния. Таким образом, было идентифицировано, что низкомолекулярный коктейль индуцирует XEN-подобные клетки из фибробластов значительно улучшенным образом. Низкомолекулярные коктейли, которые используются в химическом перепрограммировании, были идентифицированы фенотипическим скринингом и не включают прямую активацию классических факторов перепрограммирования, такие как Oct4, Sox2, Klf4 и c-Myc. Кроме того, основным преимуществом химического подхода является то, что малые молекулы могут быть точно настроены с точки зрения их концентраций, длительности, структур и комбинаций, предоставляя возможность более точно управлять процессом генерирования iPSC на каждом этапе перепрограммирования. Следовательно, идентификация ключевых молекулярных событий и промежуточных состояний клеток поможет значительно повысить эффективность перепрограммирования, позволяя проводить тонкую настройку малых молекул и условий культивирования на основе маркеров каждой стадии перепрограммирования.The XEN-like state is the main technological platform for the industrial production of chemically induced HSCs. This is preceded by fine tuning of the chemical recipe to produce XEN-like cells in a reliable manner. To induce iPSCs from fibroblasts or regional SCs, XEN-like primary colonies can be induced at an early stage of reprogramming, and for this purpose, a modification of the cell transdifferentiation method using a seven-component cocktail (VPA, CHIR99021, 616452, tranylcypromine, forskolin, AM580 and EPZ004777; VC6TFAE ) (Zhao Y., Zhao T., Guan J., Zhang X., Fu Y., Ye J., Zhu J., Meng G., Ge J., Yang S., Cheng L., Du Y., Zhao C., Wang T., Su L., Yang W., Deng H. A XEN-like State Bridges Somatic Cells to Pluripotency during Chemical Reprogramming (Eng.) // Cell. - 2015. - Vol. 163, no 7. - P. 1678-1691. - DOI:10.1016/j.cell.2015.11.017. - PMID 26686652) (see Table 2 below). Modification of the XEN-like induction made it possible to optimize the chemical recipe by replacing each of the seven small molecules with functional analogues. TD114-2 has been identified as a preferred GSK3-beta inhibitor over CHIR99021 (Table 2). By replacing CHIR99021 with TD114-2, primary colony yield was increased 3-fold without changing the establishment of the XEN-like state. Thus, the low molecular weight cocktail was identified to induce XEN-like cells from fibroblasts in a significantly improved manner. Small molecular weight cocktails that are used in chemical reprogramming have been identified by phenotypic screening and do not involve direct activation of classical reprogramming factors such as Oct4, Sox2, Klf4 and c-Myc. In addition, a major advantage of the chemical approach is that small molecules can be fine-tuned in terms of their concentrations, durations, structures, and combinations, allowing more precise control of the iPSC generation process at each reprogramming step. Therefore, the identification of key molecular events and intermediate cell states will greatly improve the efficiency of reprogramming, allowing fine-tuning of small molecules and culture conditions based on the markers of each reprogramming step.

Длительность обработки низкомолекулярных клеток и плотность перезаряжаемых клеток были крайне важны на более поздних стадиях перепрограммирования. Хотя старый протокол поддерживает повторную посевную плотность 300 000 клеток на лунку, новый протокол поддерживает плотность 50 000-100 000 клеток на лунку 6-луночного планшета. Кроме того, модифицированный протокол химической индукции имел оптимальную продолжительность 2-й стадии 12 дней. Таким образом, был значительно улучшен переход клеток от XEN к плюрипотентным СК с добавлением новых малых молекул, изменением структуру малых молекул и оптимизацией плотности перезарядки и время обработки малых молекул.The duration of treatment of low molecular weight cells and the density of cells to be recharged were extremely important in the later stages of reprogramming. Although the old protocol supports a re-seeding density of 300,000 cells per well, the new protocol supports a density of 50,000-100,000 cells per well of a 6-well plate. In addition, the modified chemical induction protocol had an optimal duration of stage 2 of 12 days. Thus, the transition of cells from XEN to pluripotent SCs was significantly improved with the addition of new small molecules, changing the structure of small molecules and optimizing the density of charge exchange and processing time of small molecules.

Таблица 2table 2

Малые молекулы, используемые для проведения трансдифференцировкиSmall molecules used to carry out transdifferentiation

соматических и региональных СК в XEN-подобные клеточные состоянияsomatic and regional SCs into XEN-like cellular states

Полное имяFull name АбревиатураAbbreviation ДозаDose ИсточникSource Молекулярный весMolecular weight VPAVPA VV 500 (μM) 500 (μM) Sigma, cat. no.P4543 Sigma, cat. no.P4543 166.19166.19 CHIR99021 CHIR99021 СFROM 10-20 10-20 Synthesized by WUXI APPTECSynthesized by WUXI APPTEC 465.34465.34 616452616452 66 10ten Synthesized by WUXI APPTECSynthesized by WUXI APPTEC 287.12287.12 TranylcypromineTranylcypromine ТT 5-105-10 Enzo, cat. no.BML-EI217-0005Enzo, cat. no.BML-EI217-0005 182.23182.23 ForskolinForskolin FF 10-5010-50 Enzo, cat. no.BML-CN100-0100Enzo, cat. no.BML-CN100-0100 410.50410.50 AM580AM580 AA 0,050.05 Tocris, cat. no.0760Tocris, cat. no.0760 351.44351.44 EPZ004777EPZ004777 EE 55 Selleckchem, cat. no.S7353Selleckchem, cat. no.S7353 539.67539.67 TD114-2TD114-2 TD114-2TD114-2 2-42-4 Synthesized by WUXI APPTECSynthesized by WUXI APPTEC 529529 DorsomorpinDorsomorpin DD 1-21-2 Tocris, cat. no. 3093Tocris, cat. no. 3093 472.41472.41 LDN193189 LDN193189 LL 0,10.1 Selleckchem, cat. no.S2618Selleckchem, cat. no.S2618 472.41472.41 SB431542SB431542 SS 2-102-10 Tocris, cat. no. 1614Tocris, cat. no. 1614 384.39384.39 CH55CH55 55 1one Tocris, cat. no. 2020Tocris, cat. no. 2020 364.47364.47 L-Ascorbic acid 2-phosphateL-Ascorbic acid 2-phosphate VC VC 50 (μg/ml)50 (µg/ml) Sigma, cat. no.A8960Sigma, cat. no.A8960 289.54 289.54

Надежный протокол индукции iPSC был создан путем модуляции клеточных переходов через XEN-подобное состояние, так как были объединены оптимизированные условия перепрограммирования для этапов №№ 1-3. С использованием этого нового протокола была индуцирована лунка из 50 000 исходных фибробластов, и клетки были размножены до > 1 000 000 или более повторно посаженных клеток (пересаженных в 10-15 скважин). В конце периода репрограммирования было получено в общей сложности 1 000-9 000 колоний iPSC с общим временем индукции 40 дней (16, 12 и 12 дней для этапов №1, №2 и №3 соответственно). Кроме того, этот новый протокол был воспроизведен независимо более 30 раз, и iPSC также можно было генерировать из дермальных фибробластов и фибробластов легких взрослых со значительно повышенной эффективностью. Используя условия культивирования на основе TD114-2, XEN-подобные колонии могут быть расширены в течение длительного периода времени (по меньшей мере, 20 протестированных пассажей) даже при выборе одной колонии и отдельных клеток в среднем соотношении 1:20-30 каждые 3-4 дня. Несмотря на их высоко расширяемые свойства, онкогенез не был обнаружен после инъекции XEN-подобных клеток мышам с тяжелым комбинированным иммунодефицитом (XEN-подобные клетки при тестировании пассажа 6 и пассажа 19). Кроме того, как показали результаты анализа кариотипа и сравнительной геномной гибридизации, долгосрочные расширенные XEN-подобные интермедиаты сохранили генетическую целостность и стабильность генома. Что наиболее важно, помимо сохранения XEN-подобных паттернов экспрессии, эти расширенные XEN-подобные клетки сохраняли свой функциональный специфический потенциал без снижения их эффективности индукции ГСК даже после 20 пассажей.A robust iPSC induction protocol was created by modulating cellular transitions through a XEN-like state, as optimized reprogramming conditions for steps #1-3 were combined. Using this new protocol, a well of 50,000 original fibroblasts was induced and the cells were expanded to >1,000,000 or more replanted cells (transplanted in 10-15 wells). At the end of the reprogramming period, a total of 1,000-9,000 iPSC colonies were obtained with a total induction time of 40 days (16, 12, and 12 days for stages #1, #2, and #3, respectively). In addition, this new protocol has been independently replicated over 30 times, and iPSCs could also be generated from adult dermal and lung fibroblasts with significantly increased efficiency. Using culture conditions based on TD114-2, XEN-like colonies can be expanded over a long period of time (at least 20 passages tested) even when single colony and single cells are selected at an average ratio of 1:20-30 every 3-4 day. Despite their highly expandable properties, tumorigenesis was not detected after injection of XEN-like cells into severe combined immunodeficient mice (XEN-like cells in passage 6 and passage 19 testing). In addition, as shown by the results of karyotype analysis and comparative genomic hybridization, long-term extended XEN-like intermediates retained the genetic integrity and stability of the genome. Most importantly, in addition to maintaining XEN-like expression patterns, these expanded XEN-like cells retained their functional specific potential without reducing their HSC inducing efficiency even after 20 passages.

Протокол для химически индуцирующих ХЕN-подобных клетокProtocol for chemically inducing XEN-like cells

из фибробластов и региональных СКfrom fibroblasts and regional SCs

Подготовка малых молекул.Preparation of small molecules.

Малые молекулы, использованные в этом протоколе, в том числе: VPA, TD114-2, 616452, Tranylcypromine, форсколин, AM580, EPZ004777 и другие, перечислены выше в Таблице 2. Низкомолекулярные соединения были получены в соответствии с инструкцией производителя. TD114-2 был синтезирован в соответствии с химической структурой (Kuo et al.,2003, Storm et al., 2007).The small molecules used in this protocol, including: VPA, TD114-2, 616452, Tranylcypromine, Forskolin, AM580, EPZ004777, and others, are listed above in Table 2. Small molecules were prepared according to the manufacturer's instructions. TD114-2 was synthesized according to the chemical structure (Kuo et al., 2003, Storm et al., 2007).

Приготовление питательной среды.Preparation of nutrient medium.

Этап № 1 приготовления питательной среды для всех типов соматических и региональных стволовых клеток.Stage No. 1 of the preparation of a nutrient medium for all types of somatic and regional stem cells.

KnockOut DMEM (GIBCO) с добавлением 10% KSR (GIBCO), 10% FBS (Pan-Biotech), 1% GlutaMAX ™ -I (GIBCO), 1% NEAA (GIBCO), 0,055 мМ β-ME (Sigma), 1% пенициллин-стрептомицин (GIBCO), 100 нг / мл bFGF (Origene), содержащий низкомолекулярный коктейль для химической индукции: 0,5 мМ VPA, 2-4 мкМ TD114-2 или 20 мкМ CHIR, 10 мкМ 616452, 10 мкМ Tranylcypromine, 10-50 мкМ форсколин, 0,05 мкМ AM580 и 5 мкМ EPZ004777. Для значительного повышения эффективности индукции фибробластов рекомендовано 1 мкМ CH55 и 50 мкг мл витамина C (VC).KnockOut DMEM (GIBCO) supplemented with 10% KSR (GIBCO), 10% FBS (Pan-Biotech), 1% GlutaMAX™-I (GIBCO), 1% NEAA (GIBCO), 0.055 mM β-ME (Sigma), 1 % penicillin-streptomycin (GIBCO), 100 ng/ml bFGF (Origene) containing a small molecular weight chemical induction cocktail: 0.5 mM VPA, 2-4 µM TD114-2 or 20 µM CHIR, 10 µM 616452, 10 µM Tranylcypromine, 10-50 µM forskolin, 0.05 µM AM580 and 5 µM EPZ004777. To significantly increase the efficiency of fibroblast induction, 1 μM CH55 and 50 μg ml of vitamin C (VC) are recommended.

Этап № 2 приготовления питательной среды.Stage number 2 of the preparation of the nutrient medium.

А. для соматических клеток и клеток мезенхимного происхождения.A. for somatic cells and cells of mesenchymal origin.

Среда Dulbecco M (IMDM) с добавлением инсулина и трансферрина должна содержать смесь цитокинов, состоящую из фактора роста стволовых клеток (SCF), лиганда тирозин киназы 3 из фетальной печени (Flt3L) и тромбопоэтина (ТРО), иономицин при следующем соотношении компонентов: SCF(50-150)⋅103 нг , ТРО(50-150)⋅103 нг , Flt3L (10-50)⋅103 нг, иономицина (10-100)⋅103 нг на 1 мл ростовой среды, 1% пенициллин-стрептомицин (GIBCO), 25 нг/мл bFGF, а также содержать низкомолекулярный коктейль для химической индукции: 10-50 мкМ форсколина, 3 мкМ CHIR, 1 мкМ дорсоморфина.Dulbecco M medium (IMDM) supplemented with insulin and transferrin should contain a mixture of cytokines consisting of stem cell growth factor (SCF), fetal liver tyrosine kinase ligand 3 (Flt3L) and thrombopoietin (TPO), ionomycin in the following ratio: SCF( 50-150)⋅10 3 ng , TPO(50-150)⋅10 3 ng , Flt3L (10-50)⋅10 3 ng, ionomycin (10-100)⋅10 3 ng per ml growth medium, 1% penicillin -streptomycin (GIBCO), 25 ng/ml bFGF, and also contain a low molecular weight cocktail for chemical induction: 10-50 μM forskolin, 3 μM CHIR, 1 μM dorsomorphine.

Б. Для нейральных СК.B. For neural SCs.

Нейробазал (GIBCO) с 0,5% N-2 (GIBCO), 1% B-27 (GIBCO), 1% GlutaMAX ™ -I (GIBCO), 1% пенициллин-стрептомицин (GIBCO), 25 нг / мл bFGF, 20 нг / мл BDNF, 20 нг / мл GDNF, содержащий низкомолекулярный коктейль: 10-50 мкМ форсколина, 3 мкМ CHIR, 1 мкМ дорсоморфина.Neurobasal (GIBCO) with 0.5% N-2 (GIBCO), 1% B-27 (GIBCO), 1% GlutaMAX™-I (GIBCO), 1% penicillin-streptomycin (GIBCO), 25 ng/mL bFGF, 20 ng/ml BDNF, 20 ng/ml GDNF containing a small molecule cocktail: 10-50 uM forskolin, 3 uM CHIR, 1 uM dorsomorphine.

Химическая индукция.Chemical induction.

1. Соматические клетки (фибробласты) или региональные СК высевали с плотностью 30 000-50 000 клеток на лунку 6-луночного планшета или 300 000 клеток на 100 мм чашки (день 1). Культуральные чашки или чашки предварительно покрывали 0,1% желатином.1. Somatic cells (fibroblasts) or regional SCs were seeded at a density of 30,000-50,000 cells per well of a 6-well plate or 300,000 cells per 100 mm dish (day 1). Culture dishes or dishes were pre-coated with 0.1% gelatin.

2. Изменили среду на культуральную среду стадии 1 (день 0). Культуральная среда обновлялась каждые 4 дня. XEN-подобные колонии будут сформированы на 6-8 день.2. Changed medium to stage 1 culture medium (day 0). The culture medium was updated every 4 days. XEN-like colonies will form on days 6-8.

3. На 12-й день индуцированные клетки должны быть переведены в культуральную среду гемопоэтической индукционной стадии № 2. Обновляли среду каждые 4 дня.3. On the 12th day, the induced cells should be transferred to the culture medium of the hematopoietic induction stage No. 2. The medium was updated every 4 days.

Необязательно: XEN-подобные колонии в конце стадии 1 были компактными. Операция повторного посева на 12-й день может расширить XEN-подобные колонии и увеличить выход клеток. Трипсинизировали и повторно засевали первичные XEN-подобные клетки в соотношении 1:10-20 в культуральной среде стадии 1. Ксеноподобные колонии реформировали через 4-6 дней после повторного посева и затем переключали в среду гемопоэтической индукции стадии 2. Учитывая, что FSK, используемый в высокой концентрации 50 мкМ, был токсичным для пассированных XEN-подобных клеток на стадии 2, была рекомендована концентрация 10-20 мкМ в гемопоэтической индукционной культуральной среде на пассированных XEN-подобных клетках и 50 мкМ на стадии 2 для непроходной индукции. Optional: XEN-like colonies at the end of stage 1 were compact. Reseeding operation on day 12 can expand XEN-like colonies and increase cell yield. Primary XEN-like cells were trypsinized and reseeded at a ratio of 1:10-20 in the stage 1 culture medium. high concentration of 50 µM, was toxic to passaged XEN-like cells at stage 2, a concentration of 10-20 µM in hematopoietic induction culture medium on passaged XEN-like cells and 50 µM at stage 2 for non-passing induction was recommended.

4. Через 8-12 дней в среде стадии №2 XEN-подобные колонии становятся гемопоэтически-позитивными. Увеличение периода индукции может привести к появлению большего количества гемопоэтически-позитивных колоний и повышению зрелости, что проявляется в появлении маркеров гемопоэза. Эти гемопоэтически-позитивные клетки могут быть подвергнуты характеристике или пересажены для совместного культивирования с первичными МНК ПК в условиях низкой дифференцировки для дальнейшего созревания.4. After 8-12 days in stage #2 medium, XEN-like colonies become hematopoietic-positive. Increasing the induction period can lead to more hematopoietic-positive colonies and increased maturity, which is manifested in the appearance of markers of hematopoiesis. These hematopoietic-positive cells can be characterized or transplanted for co-cultivation with primary PK MNCs under low differentiation conditions for further maturation.

XEN-подобные клетки: Пассирование и расширение.XEN-like cells: Passaging and expansion.

На 12-й день индуцированные XEN-подобные колонии трипсинизировали из всей лунки и повторно высевали на покрытые желатином культуральные планшеты в соотношении 1:10-20 в среде стадии 1 для первого пассажа. После того, как XEN-подобные клетки в пассаже 1 станут 100% слияниями, пассивировали клетки в соотношении 1:20-30 каждые 3-4 дня в среде стадии 1. Клетки, подобные XEN, могут быть длительно размножены на среде стадии 1 для более чем 20 пассажей с потенциалами, определяющими клон.On day 12, induced XEN-like colonies were trypsinized from the whole well and replated on gelatin-coated culture plates at a ratio of 1:10-20 in stage 1 medium for the first passage. After the XEN-like cells in passage 1 become 100% confluent, the cells were passivated at a ratio of 1:20-30 every 3-4 days in stage 1 medium. XEN-like cells can be expanded continuously in stage 1 medium for more than 20 passages with clone-determining potentials.

Для одного первичного XEN-подобного пассажа колоний необходимы питающие слои MEF, обработанных митомицином С. Брали одну первичную XEN-подобную колонию с помощью 1 мл шприца, трипсинизировали в течение 5 минут и нейтрализовали культуральной средой стадии 1, затем пипетировали вверх и вниз, чтобы получить суспензию отдельных клеток. Сеяли клеточную суспензию на питающие слои с питательной средой стадии 1 для дальнейшего расширения. Последующее пассирование XEN-подобных клеток может быть без фидера.One primary XEN-like colony passage requires feeder layers of mitomycin C-treated MEFs. One primary XEN-like colony is taken with a 1 ml syringe, trypsinized for 5 minutes and neutralized with stage 1 culture medium, then pipetted up and down to obtain suspension of individual cells. The cell suspension was seeded onto feed beds with stage 1 growth medium for further expansion. Subsequent passaging of XEN-like cells can be without a feeder.

Для гемопоэтической индукции от пассированных XEN-подобных клеток клетки высевали в количестве 50000-100000 клеток на лунку 6-луночного планшета (с желатиновым покрытием) в среде стадии 1 (день 0). До тех пор пока пассированные клетки не сойдутся на 70-80% в день 2 или 3, переключали XEN-подобные клетки в среду гемопоэтической индукции стадии 2. Через 12-20 дней появятся гемопоэтически-позитивные колонии.For hematopoietic induction from passaged XEN-like cells, cells were seeded at 50,000-100,000 cells per well of a 6-well plate (gelatin coated) in stage 1 medium (day 0). Until passaged cells converge 70-80% on day 2 or 3, switch XEN-like cells to stage 2 hematopoietic induction medium. After 12-20 days, hematopoietic-positive colonies will appear.

Стадия 4. Клеточная инженерия и получение генетически однородных гемопоэтических стволовых клеток с гомотопной субституцией геномаStage 4. Cell engineering and obtaining genetically homogeneous hematopoietic stem cells with homotopic genome substitution

А. Получение клеточно-инженерного препарата ГСК с гомотопной субституцией генома для трансплантацииA. Obtaining a cell-engineered HSC preparation with homotopic genome substitution for transplantation

Вариант 1. Клеточно-инженерный способ реконструкции поврежденной ГСК путем слияния цитопласта ГСК с кариопластом химически индуцированных клеток в ХEN-подобном состоянии (Сi XEN-like SC).Option 1. Cell-engineering method for the reconstruction of damaged HSC by fusion of the HSC cytoplast with the karyoplast of chemically induced cells in the XEN-like state (Ci XEN-like SC).

Для энуклеации ядер использовали технологию обработки культуры клеток цитохалазином В, когда концентрация цитохалазина В рассчитывалась из такого расчета, чтобы на 1 мл обычной питательной среды, в которой культивировались клетки, количество цитохалазина В достигало 10 мкг. При центрифугировании в большинстве таких предобработанных цитохолазином В клеток разрывается цитоплазматический тяж и образуются энуклеированные (безъядерные) клетки (цитопласты) и ядра, отделившиеся при центрифугировании (кариопласты), окруженные тонким слоем цитоплазмы и плазматической мембраной, то есть, следующая клеточно-инженерная операция должна была быть направлена на получение популяции цитопластов или получение безъядерных ГСК клеток с маркерами клеточной поверхности CD34+, CD45+,CD133+, и она производилась с использованием отделения карипластов от целых клеток. В некоторых случаях эффективность энуклеации не превышает 50%. С целью повышения процента энуклеации энуклеированные (цитопласты) и целые клетки, содержащиеся на поверхности пластиковых чашек и стеклянных дисков, снимали и обрабатывали трипсином, в результате чего в 1 мл солевого раствора с фосфатным буфером содержалось 106 целых клеток и цитопластов. Клеточно-цитопластическую смесь помещали на 14 мл линейного градиента ренографина-76, который находился в центрифужных пробирках, объемная концентрация которого изменялась от 15 до 30%, и центрифугировали при 1000g и температуре 25°С в течение 5 мин. Четко разграниченные слои целых клеток и цитопластов удаляли из центрифужных пробирок и использовали по назначению. Полученные в градиенте плотности ренографина-76 цитопласты не окрашивались трипановым синим, что послужило контролем эффективности разделения. Они сохраняли способность снова прикрепляться к поверхности культуральной чашки и могли использоваться в дальнейшем для реконструкции жизнеспособных клеток путем слияния с аутологичными кариопластами.For enucleation of the nuclei, the technology of treatment of cell culture with cytochalasin B was used, when the concentration of cytochalasin B was calculated in such a way that the amount of cytochalasin B reached 10 μg per 1 ml of the usual nutrient medium in which the cells were cultivated. During centrifugation, in most of these cells pretreated with cytocholasin B, the cytoplasmic cord ruptures and enucleated (non-nuclear) cells (cytoplasts) and nuclei separated during centrifugation (karyoplasts) are formed, surrounded by a thin layer of cytoplasm and a plasma membrane, that is, the next cell-engineering operation should have been be aimed at obtaining a population of cytoplasts or obtaining non-nuclear HSC cells with cell surface markers CD34+, CD45+, CD133+, and it was produced using the separation of caryplasts from whole cells. In some cases, the efficiency of enucleation does not exceed 50%. In order to increase the percentage of enucleation, enucleated (cytoplasts) and whole cells contained on the surface of plastic dishes and glass discs were removed and treated with trypsin, resulting in 10 6 whole cells and cytoplasts in 1 ml of saline with phosphate buffer. The cell-cytoplastic mixture was placed on 14 ml of a linear gradient of renographin-76, which was placed in centrifuge tubes, the volume concentration of which varied from 15 to 30%, and centrifuged at 1000g and a temperature of 25°C for 5 min. Clearly demarcated layers of whole cells and cytoplasts were removed from centrifuge tubes and used as directed. The cytoplasts obtained in the renographin-76 density gradient were not stained with trypan blue, which served as a control for separation efficiency. They retained the ability to reattach to the surface of the culture dish and could be used later for the reconstruction of viable cells by fusion with autologous karyoplasts.

Б. Способы получения биоматериала ядра из СiXEN-like SC (кариопластов ) варьировались.B. Methods for obtaining nuclear biomaterial from CiXEN-like SC (karyoplasts) varied.

Вариант 1. Методы энуклеации из СiXEN-like SC были аналогичны тем, что были применены для ГСК и в той же дозировке цитохолазина В (10 мкг/мл) для получения кариопластов и цитопластов. Раствор цитохалазина В готовят добавлением стокового раствора на основе DMSO к среде ТСМ 199, дополненной 4% BSA и антибиотиками в конечной концентрации 5-7,5 мкг/мл. Клетки СiXEN-like SC, предназначенные для выделения кариопластов, за 2 дня до энуклеации высевали на вырезанные из культуральных флаконов пластиковые пластинки, перед помещением в 50-миллилитровые центрифужные пробирки, заполненные обычной питательной средой, составляли так, чтобы поверхности этих пластинок с прикрепленными клетками находились снаружи. Линии СiXEN-like SC пациента центрифугировали при 9500g и 35°С в течение 15 мин. Назначение этой процедуры сводилось к тому, чтобы в осадке кариопластов, который должен быть получен, уменьшить количество целых клеток. После удаления слабо прикрепленных к субстрату клеток пластиковой пластинки с клетками монослоя, оставшиеся переносили в пробирки, где концентрация цитохалазина В из расчета на 1 мл обычной питательной среды достигает 10 мкг. Содержимое пробирок инкубировали при 37°С в течение 15 мин, продолжительность центрифугирования при 35°С и 7000 об./мин составила 45 мин. Образовавшуюся надосадочную жидкость сливали, а осадок, представленный в основном кариопластами СiXEN-like SC, ресуспендировали в обычной питательной среде. Option 1. Methods for enucleation from CiXEN-like SC were similar to those used for HSC and at the same dosage of cytocholasin B (10 μg/ml) to obtain karyoplasts and cytoplasts. Cytochalasin B solution is prepared by adding a DMSO-based stock solution to TCM 199 medium supplemented with 4% BSA and antibiotics at a final concentration of 5-7.5 µg/ml. CiXEN-like SC cells intended for the isolation of karyoplasts were seeded on plastic plates cut from culture flasks 2 days before enucleation, before being placed in 50-ml centrifuge tubes filled with normal nutrient medium, they were arranged so that the surfaces of these plates with attached cells were outside. The patient's CiXEN-like SC lines were centrifuged at 9500g and 35°C for 15 min. The purpose of this procedure was to reduce the number of whole cells in the sediment of karyoplasts to be obtained. After removing the cells of the plastic plate with monolayer cells weakly attached to the substrate, the remaining cells were transferred into test tubes, where the concentration of cytochalasin B per 1 ml of the usual nutrient medium reaches 10 μg. The contents of the tubes were incubated at 37°C for 15 min, the duration of centrifugation at 35°C and 7000 rpm was 45 min. The resulting supernatant was discarded, and the sediment, represented mainly by CiXEN-like SC karyoplasts, was resuspended in a normal nutrient medium.

В изготовленных по описанной методике препаратах карипластов находились фрагменты цитоплазмы, погибшие кариопласты и целые клетки. Отделение фрагментов цитоплазмы проводится осаждением в градиенте фиколла 1-6% концентрации при 1g и 37°С в течение 90 мин в увлажненной атмосфере, содержащей 5% СО2. Фрагменты цитоплазмы, находящиеся в верхнем слое, отсасывали и удаляли, а осадок кариопластов СiXEN-like SC, образовавшийся после удаления и разведения питательной средой, снова осаждали центрифугированием и ресуспендировали в свежей питательной среде. Целые клетки (их 0,4-4%) удаляли путем двукратного 90-минутного инкубирования суспензии кариопластов в культуральных чашках. Инкубирование в течение 3 часов позволяет резко уменьшить загрязнение кариопластов целыми клетками, и оно обязательно для всех экспериментов с трансплантацией ядер.Fragments of the cytoplasm, dead karyoplasts, and whole cells were found in caryplast preparations prepared according to the described method. Separation of cytoplasmic fragments is carried out by deposition in a Ficoll gradient of 1-6% concentration at 1g and 37°C for 90 min in a humidified atmosphere containing 5% CO 2 . Fragments of the cytoplasm located in the upper layer were aspirated and removed, and the sediment of СiXEN-like SC karyoplasts formed after removal and dilution with nutrient medium was again precipitated by centrifugation and resuspended in fresh nutrient medium. Whole cells (their 0.4-4%) were removed by double 90-minute incubation of the suspension of karyoplasts in culture dishes. Incubation for 3 hours dramatically reduces whole-cell contamination of karyoplasts and is mandatory for all nuclear transplantation experiments.

Следующая операция - отделение жизнеспособных карипластов от тех, которые погибли. Она включала ресуспендирование осадка в питательной среде до концентрации 107 мини-клеток в 1 мл, наслоение суспензии на Ficoll-paque (раствор содержит 5% фиколла и 9% диатризоата натрия), находящийся в центрифужных пробирках, и осторожное добавление свыше 1 мл среды так, чтобы добавленная среда и суспензия кариопластов образовали два самостоятельных слоя. Следующее центрифугирование при 800 об/мин (130 g) в течение 75 мин при комнатной температуре позволяет получить осадок, который на 99% состоял из погибших кариопластов. На границе питательной среды и Ficoll-paque находится слой, состоящий на 98% из жизнеспособных кариопластов, которые и использовались далее в работе.The next operation is the separation of viable caryplasts from those that died. It included resuspending the pellet in nutrient medium to a concentration of 10 7 mini-cells per 1 ml, layering the suspension on Ficoll-paque (solution containing 5% ficoll and 9% sodium diatrizoate) in centrifuge tubes, and carefully adding more than 1 ml of the medium so so that the added medium and the suspension of karyoplasts form two independent layers. The next centrifugation at 800 rpm (130 g) for 75 min at room temperature allows you to get a pellet, which consisted of 99% of dead karyoplasts. At the border of the nutrient medium and Ficoll-paque, there is a layer consisting of 98% viable karyoplasts, which were used further in the work.

Для очистки кариопластов можно использовать и другие методы, в частности частицы тантала размером 1-3 мкм. Ко времени энуклеации практически все клетки содержат более 12 частиц тантала. В связи с тем, что плотность тантала более чем в 15 раз превосходит плотность клетки, компоненты, содержащие частицы тантала, осаждаются значительно быстрее кариопластов, в которых тантал отсутствует.Other methods can be used to clean karyoplasts, in particular, tantalum particles with a size of 1-3 microns. By the time of enucleation, almost all cells contain more than 12 tantalum particles. Due to the fact that the density of tantalum is more than 15 times higher than the density of the cell, components containing tantalum particles are deposited much faster than karyoplasts in which tantalum is absent.

Вариант 2. В качестве второго варианта получения биоматериала для клеточной инженерии могут использоваться нативные тканеспецифические СiXEN-like SC пациента, полученные путем культивирования по описанной выше технологии. Option 2. As a second option for obtaining a biomaterial for cell engineering, native tissue-specific CiXEN-like SC of the patient, obtained by cultivation according to the technology described above, can be used.

ВAT . . Клеточно-инженерная биосборка аутологичных реконструированных ГСК.Cell-engineered bioassembly of autologous reconstructed HSCs.

Следующей операцией была биосборка и реконструкция клеточно-инженерных ГСК. В первом варианте для реконструкции (восстановления) ГСК суспензию кариопластов СiXEN-like SC в солевом буфере добавляли к монослою культуры цитопластов из ГСК в пропорции 100 кариопластов СiXEN-like SC на 1 цитопласт ГСК. Цитопласты ГСК должны быть уже покрыты инактивированными частицами вируса Синдай (по методу McGras и Solter, 2005). Инкубируют 45 минут при температуре 4°С, а затем еще 45 минут при температуре 37°С. Отмывают раствором Эрла для удаления неслившихся кариопластов, так как 10% кариопластов некоторых клеточных линий способны восстанавливать весь объем потерянной при энуклеации цитоплазмы и снова превращаться в жизнеспособные клетки. Способность кариопластов регенерировать утраченную в процессе энуклеации цитоплазму и формировать жизнеспособные колонии клеток зависит от количества цитоплазмы, окружающей ядро. Во фракции кариопластов СiXEN-like SC, у ядер которых сосредоточено 2-4% количества цитоплазмы, содержащейся в интактной клетке (мелкие кариопласты), только один из 106 очищенных элементов может сформировать жизнеспособную колонию клеток. Для слияния цитопластов и кариопластов СiXEN-like SC применяли электропорацию (электрослияние) с использованием мультипоратора - прибора, способного воздействовать импульсами заданного напряжения. Во время воздействия импульса вследствие образования пор в цитоплазматических мембранах объединяемых клеток их цитоплазмы объединяются. Реконструированные клеточно-инженерные XEN-подобные ГСК пациента помещают в камеру для электрослияния, которую предварительно заполняют слабым гипотоническим буфером (200-240 мОсмоль/кг), содержащим сорбитол. Слияние проводят после предварительного элигмента в 0,3 кВ/см продолжительностью 10 секунд посредством двух последовательных пульсов продолжительностью 30 секунд напряжением 1-1,4 кВ/см. После этого полученные аутологичные ГСК с гомотопной субституцией генома тщательно отмывают от буфера в промывочной среде и переносят в постактивирующий раствор. Использование слабого гипотонического буфера в сочетании с низким напряжением, с одной стороны, позволяет повысить процент слияния кариотипов СiXEN-like SC и цитопластов ГСК пациента, а с другой стороны, обеспечить наилучшую выживаемость полученных реконструированных клеток. Можно для повышения эффективности слияния цитопластов ГСК и кариопластов СiXEN-like SC применять технологию оптико-механического лазерного слияния, предложенную российскими учеными Л.М Чайлохяном, Т. А. Свиридовой-Чайлохян (2010).The next operation was bioassembly and reconstruction of cell-engineered HSCs. In the first variant, for the reconstruction (recovery) of HSCs, a suspension of CiXEN-like SC karyoplasts in saline buffer was added to a monolayer of HSC cytoplast culture in the proportion of 100 CiXEN-like SC karyoplasts per 1 HSC cytoplast. HSC cytoplasts should already be coated with inactivated Sindai virus particles (according to McGras and Solter, 2005). Incubate for 45 minutes at 4°C and then another 45 minutes at 37°C. Washed with Earle's solution to remove unfused karyoplasts, since 10% of karyoplasts of some cell lines are able to restore the entire volume of cytoplasm lost during enucleation and again turn into viable cells. The ability of karyoplasts to regenerate the cytoplasm lost during enucleation and form viable cell colonies depends on the amount of cytoplasm surrounding the nucleus. In the fraction of CiXEN-like SC karyoplasts, whose nuclei contain 2-4% of the amount of cytoplasm contained in an intact cell (small karyoplasts), only one of 10 6 purified elements can form a viable cell colony. For the fusion of cytoplasts and karyoplasts of CiXEN-like SC , electroporation (electrofusion) was used using a multiporator - a device capable of acting with pulses of a given voltage. During the impact of the pulse, due to the formation of pores in the cytoplasmic membranes of the combined cells, their cytoplasms are combined. The patient's reshaped cell-engineered XEN-like HSCs are placed in an electrofusion chamber, which is pre-filled with a weak hypotonic buffer (200-240 mOsmol/kg) containing sorbitol. The fusion is carried out after a preliminary eligment of 0.3 kV/cm lasting 10 seconds by means of two successive pulses lasting 30 seconds with a voltage of 1-1.4 kV/cm. After that, the resulting autologous HSCs with homotopic substitution of the genome are thoroughly washed from the buffer in the washing medium and transferred to the post-activation solution. The use of a weak hypotonic buffer in combination with low voltage, on the one hand, makes it possible to increase the percentage of fusion of CiXEN-like SC karyotypes and HSC cytoplasts of the patient, and, on the other hand, to ensure the best survival of the obtained reconstructed cells. It is possible to increase the efficiency of fusion of HSC cytoplasts and CiXEN-like SC karyoplasts using the technology of optical-mechanical laser fusion, proposed by Russian scientists L.M. Chailokhyan, T.A. Sviridova-Chailokhyan (2010).

Вариант 2. Клеточно-инженерный способ реконструкции ГСК путем слияния цитопласта ГСК с цельноклеточными СiXEN-like SC.Option 2. Cell-engineering method for HSC reconstruction by fusion of the HSC cytoplast with whole-cell CiXEN-like SCs.

Данный вариант клеточной инженерии предполагает удаление ядра из ГСК пациента и пересадка ядер соматических клеток не путем выделения кариопласта из СiXEN-like SC, а путем слияния цитопласта с целой СiXEN-like SC. Процедура получения цитопластов из ГСК не отличается от первого варианта. Полученные в результате энуклеации цитопласты ГСК переносят из среды, препятствующей дифференцировке и созреванию, в среду ТСМ 199, содержащую 0,1% гиалуронидазы, и инкубируют при 37°С в течение 1 минуты. Цитопласты ГСК удаляют осторожным пипетированием в промывающей среде и переносят в раствор цитохалазина В на 5 минут. Раствор цитохалазина В также готовят добавлением стокового раствора на основе DMSO к среде ТСМ 199, дополненной 4% BSA и антибиотиками в конечной концентрации 5-7,5 мкг/мл. Следующий этап предлагаемого варианта клеточной инженерии заключается в слиянии цельноклеточной СiXEN-like SC с цитопластом энуклеированной ГСК с получением клеточно-инженерных генетически однородных ГСК пациента.This variant of cell engineering involves the removal of the nucleus from the patient's HSC and the transplantation of somatic cell nuclei not by isolating the karyoplast from CiXEN-like SC , but by fusion of the cytoplast with the whole CiXEN-like SC . The procedure for obtaining cytoplasts from HSCs does not differ from the first variant. The HSC cytoplasts obtained as a result of enucleation are transferred from the medium preventing differentiation and maturation into the TCM 199 medium containing 0.1% hyaluronidase and incubated at 37°C for 1 minute. HSC cytoplasts are removed by gentle pipetting in washing medium and transferred to cytochalasin B solution for 5 minutes. Cytochalasin B solution is also prepared by adding a DMSO-based stock solution to TCM 199 medium supplemented with 4% BSA and antibiotics at a final concentration of 5-7.5 µg/ml. The next stage of the proposed variant of cell engineering consists in the fusion of whole-cell CiXEN-like SC with the cytoplast of enucleated HSC to obtain cell-engineered genetically homogeneous HSC of the patient.

Для создания клеточно-инженерных ГСК пациента, способных к развитию, цитоплазму перенесенной СiXEN-like SC следует объединить с цитоплазмой энуклеированной ГСК с последующей активацией полученных клеточно-инженерных ГСК пациента. Для этого обычно используют электрослияние, описанное выше. Активацию проводят одновременно с электрослиянием. Процедуру слияния и активации проводят при температуре 25-28°С. Соблюдение данного температурного режима обеспечивает оптимальные условия для воздействия буфера и, как следствие, увеличивает проницаемость цитоплазматических мембран, обеспечивая лучшее воздействие создаваемого напряжения без вреда для жизнеспособности ооцитов и клеток.To create cell-engineered HSCs of the patient capable of development, the cytoplasm of the transferred CiXEN-like SC should be combined with the cytoplasm of the enucleated HSC, followed by activation of the resulting cell-engineered HSCs of the patient. This is usually done using electrofusion, as described above. Activation is carried out simultaneously with electrofusion. The fusion and activation procedure is carried out at a temperature of 25-28°C. Compliance with this temperature regime provides optimal conditions for the effect of the buffer and, as a result, increases the permeability of cytoplasmic membranes, providing a better effect of the generated voltage without harming the viability of oocytes and cells.

Г.G. Постактивирование ГСК с гомотопной субституцией генома.Post-activation of HSCs with homotopic substitution of the genome.

Известно, что для предотвращения процессов метилирования полученные реконструированные ГСК постактивируют и только затем культивируют до нужной стадии. Активированные клетки культивируют сначала в течение 30 минут в растворе цитохалазина В вышеуказанного состава, а затем в среде для культивирования, содержащей DMAP (среду получают добавлением 100 × стокового раствора DMAP на основе DMSO в конечной концентрации в среде 2 мМ). Через 2-4 часа постактивации реконструированные ГСК анализируют и отбирают те, у которых произошло объединение цитопластов и кариопластов, после чего реконструированные ГСК, в которых визуализировано слияние, переносят в среду подходящего состава для дальнейшего культивирования. Состав среды для культивирования в ростовой среде, содержащей смесь цитокинов, состоял из фактора роста стволовых клеток (SCF), лиганда тирозин киназы 3 из фетальной печени (Flt3L) и тромбопоэтина (ТРО), отличием которой является то, что указанная выше смесь цитокинов, также как и при культивировании ЛК МНК ПК, дополнительно содержит иономицин при следующем соотношении компонентов на 1 мл ростовой среды: SCF (50-150)⋅103 нг , ТРО (50-150)⋅103 нг, Flt3L (10-50)⋅103 нг, иономицин (10-100)⋅103 нг. Постактивацию и культивирование проводят в средах, не содержащих феноловый красный. Данное вещество добавляют в качестве индикатора уровня рН, но оно обладает токсическими свойствами, что снижает жизнеспособность клеток.It is known that, to prevent methylation processes, the resulting reconstructed HSCs are post-activated and only then cultivated to the desired stage. Activated cells are cultured first for 30 minutes in a solution of cytochalasin B of the above composition, and then in a culture medium containing DMAP (the medium is prepared by adding 100 × stock solution of DMAP based on DMSO at a final concentration in medium of 2 mM). After 2-4 hours of post-activation, the reconstructed HSCs are analyzed and those that have combined cytoplasts and karyoplasts are selected, after which the reconstructed HSCs, in which fusion is visualized, are transferred to a medium of a suitable composition for further cultivation. The composition of the growth medium culture medium containing the mixture of cytokines consisted of stem cell growth factor (SCF), tyrosine kinase ligand 3 from fetal liver (Flt3L) and thrombopoietin (TPO), the difference of which is that the above mixture of cytokines, also as in the cultivation of LC MNC PC, additionally contains ionomycin in the following ratio of components per 1 ml of growth medium: SCF (50-150)⋅10 3 ng , TPO (50-150)⋅10 3 ng, Flt3L (10-50)⋅ 10 3 ng, ionomycin (10-100)⋅10 3 ng. Post-activation and cultivation is carried out in media that do not contain phenol red. This substance is added as a pH indicator, but it has toxic properties, which reduces cell viability.

Эффективность получения предложенного компонента БМКП, позволяющего культивировать СК с цитокинами, которые способствуют пролиферации, но не дифференцировке СК, открывает перспективы для применения собственных СК больного для лечения таких заболеваний, как ишемическая болезнь сердца, ожоги, долго незаживающие раны и травмы конечностей, травмы спинного и головного мозга. Аутологичные СК могут быть выделены и храниться в замороженном виде, чтобы быть использованными в случае острой необходимости. При этом способность к последующей дифференцировке у таких культивированных генно-инженерных клеток сохранена на уровне первоначально выделяемых СК.The efficiency of obtaining the proposed BMCP component, which makes it possible to cultivate SCs with cytokines that promote proliferation, but not differentiation of SCs, opens up prospects for the use of a patient's own SCs for the treatment of such diseases as coronary heart disease, burns, long-term non-healing wounds and injuries of the extremities, spinal cord and brain. Autologous SCs can be isolated and stored frozen for immediate use. At the same time, the ability for subsequent differentiation in such cultured genetically engineered cells is retained at the level of initially isolated SCs.

Стадия 5.Stage 5 Получение линии генетически однородных ГСК с гомотопной субституцией генома (ядра) без реверсии эпигенетической памятиObtaining a line of genetically homogeneous HSCs with homotopic substitution of the genome (nucleus) without epigenetic memory reversal

Цель этой биотехнологической стадии является "дозревание" полученных клеточных систем до полной гемопоэтической дифференцировки и мультипотентности, позволяющей этим клеткам дифференцироваться во все типы клеток крови, увеличение количества полученных клеточно-инженерных ГСК пациента и полная блокировка в этих клетках реверсии эпигенетической памяти соматических и СК негемопоэтической направленности, из которых они были получены. Задачи этого этапа состоят в осуществлении «дозревания» полученных клеточно-инженерных клеток до мультипотентного гемопоэтического состояния и появления у них высокопластичных недифференцированных ГСК с маркерами CD34+, CD133+Lin-, но без развития колоний дифференцированных клеток. При этом способность к последующей дифференцировке у таких культивируемых клеток должна быть сохранена, по возможности, в первоначальном виде. Эту задачу способно обеспечить влияние собственной цитоплазмы ГСК на траснплантированное ядро клетки, находящейся в ХЕN-подобном состоянии, соответствующее гемопоэтическое микроокружение клеточно-инженерной клетки клетками крови при культивировании и наличие в культуральных условиях факторов, стимулирующих созревание клетки в гемопоэтическом направлении. Также очень важно на этом раннем этапе формирования гемопоэтической ориентации клетки применить факторы, блокирующие в ней эпигенетическую память о модификациях ДНК и эпигенетических изменениях гистонов, связаных с предыдущими этапами дифференцировки клетки в "прошлой" жизни, до клеточной инженерии.The purpose of this biotechnological stage is the "ripening" of the resulting cell systems to complete hematopoietic differentiation and multipotency, allowing these cells to differentiate into all types of blood cells, increasing the number of received cell-engineered HSCs of the patient and completely blocking the reversion of epigenetic memory of somatic and non-hematopoietic SCs in these cells. from which they were derived. The tasks of this stage are to carry out the "ripening" of the obtained cell-engineered cells to a multipotent hematopoietic state and the appearance of highly plastic undifferentiated HSCs with CD34+, CD133+Lin- markers, but without the development of differentiated cell colonies. At the same time, the ability for subsequent differentiation in such cultured cells should be preserved, if possible, in its original form. This task can be ensured by the influence of HSC own cytoplasm on the transplanted cell nucleus in the XEN-like state, the appropriate hematopoietic microenvironment of the cell-engineered cell with blood cells during cultivation, and the presence of factors under culture conditions that stimulate cell maturation in the hematopoietic direction. It is also very important at this early stage of formation of the hematopoietic orientation of the cell to apply factors blocking in it the epigenetic memory of DNA modifications and epigenetic changes in histones associated with the previous stages of cell differentiation in the "past" life, before cell engineering.

Самой главной составляющей этого этапа является соединение клеточно-инженерных ГСК с ЛК собственных МНК ПК для совместного их культивирования. Весь криоконсервированный ЛК размораживают, отмывают от криопрофилактика и 10% ДМСО центрифугированием с физиологическим раствором, делят на пробирки по 50 мл и работают с каждой пробиркой индивидуально. Клеточную суспензию, состоящую на 98,5-99,5% из ЛК МНК ПК пациента и 0,5-1,0% клеточно-инженерных ГСК, культивируют в среде Dulbecco M (IMDM) с добавлением инсулина и трансферрина, а также фактора роста стволовых клеток (SCF), лиганда тирозин киназы 3 из фетальной печени (Flt3L), тромбопоэтина (ТРО) и иономицина (Са2+ ionophore). Через 3-7 дней культивирования в выращенной клеточной суспензии содержится около 1,5-2% клеток CD34+. Отличием этой среды является то, что указанная выше смесь цитокинов дополнительно содержит иономицин при следующем соотношении компонентов на 1 мл ростовой среды: SCF (50-150)⋅103 нг, ТРО (50-150)⋅103 нг, Flt3L (10-50)⋅103 нг, иономицин (10-100)⋅103 нг. Как и на стадии 1 способа по настоящему изобретению (при наращивании количества ГСК), иономицин добавляют в культуральную среду в качестве стимулирующего агента роста недифференцированных СК в условиях ех vivo. Свойства компонентов используемой культуральной среды описаны выше при описании стадии 1 способа по настоящему изобретению.The most important component of this stage is the combination of cell-engineered HSCs with LAs of own MNCs of SCs for their joint cultivation. All cryopreserved LA is thawed, washed from cryoprevention and 10% DMSO by centrifugation with physiological saline, divided into 50 ml tubes, and each tube is treated individually. A cell suspension consisting of 98.5-99.5% of LC MNCs of the patient's PC and 0.5-1.0% of cell-engineered HSCs is cultured in Dulbecco M medium (IMDM) with the addition of insulin and transferrin, as well as growth factor stem cells (SCF), tyrosine kinase 3 ligand from fetal liver (Flt3L), thrombopoietin (TPO), and ionomycin (Ca 2+ ionophore). After 3-7 days of cultivation, the grown cell suspension contains about 1.5-2% of CD34+ cells. The difference of this medium is that the above mixture of cytokines additionally contains ionomycin in the following ratio of components per 1 ml of growth medium: SCF (50-150)⋅10 3 ng, TPO (50-150)⋅10 3 ng, Flt3L (10- 50)⋅10 3 ng, ionomycin (10-100)⋅10 3 ng. As in step 1 of the method of the present invention (when increasing the number of HSCs), ionomycin is added to the culture medium as a stimulating agent for the growth of undifferentiated SCs in ex vivo conditions. The properties of the components of the culture medium used are described above in the description of step 1 of the method of the present invention.

ИПСК (iPSC), полученные из нейральных предшественников и фибробластов, характеризуются остаточным метилированием локусов, ответственных за образование кроветворной линии, что вызывает снижение уровня дифференцировки этих ИПСК в соответствующем гемопоэтическом направлении. Обработка малыми молекулами вальпроевой кислоты (ингибитор гистондеацетилазы 1 (HDAC1)) клонов клеточно-инженерных ГСК, в которых репрессирован импринтированный локус Dlk1-Dio3, приводит в ряде линий к реактивации генов данного локуса. Такие ИПСК были способны давать вклад в развитие организма при тетраплоидной комплементации (Stadtfeld M., Apostolou E., Akutsu H., Fukuda A., Follett P., Natesan S., Kono T., Shioda T., Hochedlinger K. // Nature. 2010. V. 465. № 7295. P. 175-181).iPSCs (iPSCs) derived from neural progenitors and fibroblasts are characterized by residual methylation of the loci responsible for the formation of the hematopoietic lineage, which causes a decrease in the level of differentiation of these iPSCs in the corresponding hematopoietic direction. Treatment with small molecules of valproic acid (an inhibitor of histone deacetylase 1 (HDAC1)) of clones of cell-engineered HSCs in which the imprinted Dlk1-Dio3 locus is repressed leads to reactivation of the genes of this locus in a number of lines. Such iPSCs were able to contribute to the development of the organism with tetraploid complementation (Stadtfeld M., Apostolou E., Akutsu H., Fukuda A., Follett P., Natesan S., Kono T., Shioda T., Hochedlinger K. // Nature 2010. V. 465. No. 7295. P. 175-181).

Для блокирования эпигенетической памяти клетки, получившие клеточно-инженерную реконструкцию, с самых первых дней их культивирования предобрабатывают вальпроевой кислотой, витамином группы В12 и аскорбиновой кислотой. Известно, что аберрантное молчание импринтированного локуса Dlk1-Dio3 наблюдалось в определенных клонах iPSC, в том числе полученных из ГПК, которые также характеризуются низким уровнем транскрипции этого локуса. Предполагается, что этот эффект вызван "эпигенетической памятью". Из-за транскрипционных нарушений в Dlk1-Dio3 локусы ИПСК становятся неспособными к эффективному образованию химеры и не могут образовывать новый химерный организм посредством тетраплоидной комплементации. Лечение вальпроевой кислотой, ингибитором гистондеацетилазы, приводит к активации транскрипции в локусе Dlk1-Dio3 и восстанавливает способность ИПСК к тетраплоидной комплементации и эффективному образованию химерных животных. Эти низкомолекулярные вещества высоко себя зарекомендовали как индукторы правильной клеточной дифференциации клеток в эмбриогенезе плода при приеме этих веществ беременными женщинами в самом раннем периоде беременности. Сегодня показано, что аскорбиновая кислота (витамин С) влияет на паттерн метилирования ДНК. Так, в ИПСК, культивируемых с добавлением в среду аскорбиновой кислоты, в зависимости от ее дозы, наблюдалась реактивация импринтированного гена Meg3 локуса Dlk1-Dio3. Однако аскорбиновая кислота не приводит к масштабному деметилированию всего генома, она в состоянии только предотвратить аберрантное метилирование локуса Dlk1-Dio3 в процессе репрограммирования, но не способна привести к деметилированию ДНК в уже стабильных клонах ИПСК (Stadtfeld M., Apostolou E., Ferrari F., Choi J., Walsh R.M., Chen T., Ooi S.S., Kim S.Y., Bestor T.H., Shioda T., et al. // Nat. Genet. 2012. V. 44. № 4. P. 398-405). В то же время способность клеток к дифференцировке в определенном направлении и профиль метилирования можно восстановить путем повторных раундов репрограммирования. Показано, что, например, ИПСК, полученные из клеток-предшественников нейрального ряда, обладали очень низкой способностью формировать колонии ГСК. Но когда такие колонии подвергались репрограммированию, то формирование гемопоэтических колоний "вторичными" ИПСК значительно возрастало (Kim K., Doi A., Wen B., Ng K., Zhao R., Cahan P., Kim J., Aryee M.J., Ji H., Ehrlich L.I., et al. // Nature. 2010. V. 467. № 7313. P 285-290). Если ИПСК, полученные из нейрональных предшественников, дифференцируются в линии ГСК, и вторичные ИПСК в последующем получают из этих производных, эти вторичные ИПСК будут иметь более высокий потенциал дифференцировки в клетки крови.To block epigenetic memory, cells that have received cell-engineering reconstruction are pretreated with valproic acid, vitamin B12 and ascorbic acid from the very first days of their cultivation. It is known that aberrant silencing of the imprinted Dlk1-Dio3 locus was observed in certain iPSC clones, including those derived from GPC, which are also characterized by a low level of transcription of this locus. This effect is thought to be caused by "epigenetic memory". Due to transcriptional disturbances in Dlk1-Dio3, iPSC loci become unable to efficiently form a chimera and cannot form a new chimeric organism through tetraploid complementation. Treatment with valproic acid, a histone deacetylase inhibitor, leads to transcriptional activation at the Dlk1-Dio3 locus and restores the ability of iPSCs to tetraploid complementation and efficient formation of chimeric animals. These low molecular weight substances have proven themselves as inducers of proper cell differentiation of cells in fetal embryogenesis when these substances are taken by pregnant women in the very early period of pregnancy. Today, ascorbic acid (vitamin C) has been shown to influence the DNA methylation pattern. Thus, in iPSCs cultivated with the addition of ascorbic acid to the medium, depending on its dose, reactivation of the imprinted Meg3 gene of the Dlk1-Dio3 locus was observed. However, ascorbic acid does not lead to large-scale demethylation of the entire genome, it is only able to prevent aberrant methylation of the Dlk1-Dio3 locus during reprogramming, but is not able to lead to DNA demethylation in already stable iPSC clones (Stadtfeld M., Apostolou E., Ferrari F. , Choi J., Walsh R.M., Chen T., Ooi S.S., Kim S.Y., Bestor T.H., Shioda T., et al., Nat Genet 2012 V 44 No 4 pp 398-405). At the same time, the ability of cells to differentiate in a certain direction and the methylation profile can be restored byrepeated rounds of reprogramming. It has been shown that, for example, iPSCs derived from neural progenitor cells had a very low ability to form HSC colonies. But when such colonies were reprogrammed, the formation of hematopoietic colonies by "secondary" iPSCs increased significantly (Kim K., Doi A., Wen B., Ng K., Zhao R., Cahan P., Kim J., Aryee M.J., Ji H., Ehrlich L.I., et al., Nature 2010 V 467 No 7313 P 285-290. If iPSCs derived from neuronal progenitors differentiate into HSC lines, and secondary iPSCs are subsequently derived from these derivatives, these secondary iPSCs will have a higher potential to differentiate into blood cells.

Таким образом, дополнительной изобретательской находкой в настоящем изобретении стало культивирование клеточно-инженерных ГСК вместе с ЛК МНК ПК в условиях ограниченной дифференцировки и в присутствии факторов, стимулирующих гемопоэтические характеристики этих клеток и обеспечивающих формирование генетически однородных мультипотентных ГСК с гомотопной субституцией генома. При подсчете клеток и фенотипическом анализе мононуклеарной фракции для определения количества живых МНК к 20 мкл клеточной суспензии добавляют 20 мкл трипанового синего (Gibco). Подсчет клеток производят в гемоцитометре, пропорция живых клеток не должна быть ниже 95%. Для оценки количества клеток CD34+ и CD133+ мононуклеарной фракции 0,1 мл клеточной суспензии окрашивают соответствующими антителами и определяют пропорцию ГСК в исходной клеточной взвеси на приборе FACSCalibur (Beckton Dickinson).Thus, an additional inventive finding in the present invention was the cultivation of cell-engineered HSCs together with LC PBMs under conditions of limited differentiation and in the presence of factors that stimulate the hematopoietic characteristics of these cells and ensure the formation of genetically homogeneous multipotent HSCs with homotopic substitution of the genome. When counting cells and phenotypic analysis of the mononuclear fraction to determine the number of live MNCs, 20 μl of trypan blue (Gibco) is added to 20 μl of the cell suspension. Cells are counted in a hemocytometer, the proportion of living cells should not be lower than 95%. To assess the number of CD34+ and CD133+ cells of the mononuclear fraction, 0.1 ml of the cell suspension is stained with the corresponding antibodies and the proportion of HSCs in the initial cell suspension is determined on a FACSCalibur instrument (Beckton Dickinson).

Пример 5. Данные фенотипического анализа МНК в одном показательном эксперименте, проведенном на клетках ЛК пациента С. Пропорции клеток в ЛК МНК ПК: ГСК СD34+CD45+ донора составляла 0,7%, количество нейральных клеток - 15% , Т- лимфоциты 74%, В-клетки -10,2%. Example 5 Phenotypic analysis of MNCs in one representative experiment conducted on LC cells of patient C. Cell proportions in LC MNCs of SC: HSC CD34+CD45+ of the donor was 0.7%, the number of neural cells was 15%, T-lymphocytes 74%, B cells -10.2%.

Культивирование . Жидкая культуральная система состоит из среды Искова в модификации Дульбекко (Iscove's modified Dulbecco's Medium IMDM, Gibco, UK) с добавлением 0,5 г/л бычьего сывороточного альбумина (Sigma Aldrich), 0,39 мкг/мл человеческого инсулина и 60 мкг/мл трансферрина (Gibco). В культуральную среду добавляют фактор роста СК (SCF), другое название c-Kit-ligand (c-KitL, R&D Systems), в концентрации 100 нг/мл, а также Flt3-ligand (Flt3L) в концентрации 20 нг/мл, (R&D Systems), и иономицин (Sigma Aldrich) в концентрации 0,1 мкМ/мл. Для блокирования эпигенетической памяти добавлен коктейль из вальпроевой кислоты (Merck.) (VPA) в концентрации 1 μM (Sigma), Витамин В1 (Vb1) (Sigma) в концентрации 9 мг/л, и аскорбиновой кислоты (VC) (Sigma) в концентрации 25 или 50 мкг/мл. VC добавляли со второго дня и до конца культивирования на данной стадии. VPA добавляли с 3 по 7 день генерации ГСК человека соответственно. Cultivation . The liquid culture system consists of Iscove's modified Dulbecco's Medium IMDM (Gibco, UK) supplemented with 0.5 g/l bovine serum albumin (Sigma Aldrich), 0.39 µg/ml human insulin and 60 µg/ml transferrin (Gibco). SC growth factor (SCF), another name c-Kit-ligand (c-KitL, R&D Systems), is added to the culture medium at a concentration of 100 ng/ml, as well as Flt3-ligand (Flt3L) at a concentration of 20 ng/ml, ( R&D Systems), and ionomycin (Sigma Aldrich) at a concentration of 0.1 μM/ml. To block epigenetic memory, a cocktail of valproic acid (Merck.) (VPA) at a concentration of 1 μM (Sigma), Vitamin B1 (Vb1) (Sigma) at a concentration of 9 mg/l, and ascorbic acid (VC) (Sigma) at a concentration of 25 or 50 mcg/ml. VC was added from the second day until the end of the cultivation at this stage. VPA was added from day 3 to day 7 of human HSC generation, respectively.

Способ культивирования. Клетки культивируют при 37ºС во влажной атмосфере с притоком 5% CO2. Свежую среду и цитокины добавляют каждый третий день. Время культивирования составляет 3-7 дней. Использованные факторы роста способствуют пролиферации СК, при этом не нужно добавлять агенты, подавляющие дифференцировку. Получаемые суспензии СК любого индивидуума могут быть сохранены в замороженном виде либо могут быть введены в БМКП непосредственно после культивирования и применены больным. Cultivation method. Cells are cultured at 37°C in a humid atmosphere with an influx of 5% CO2. Fresh medium and cytokines are added every third day. The cultivation time is 3-7 days. The growth factors used promote SC proliferation without the need to add agents that suppress differentiation. The resulting SC suspensions of any individual can be stored frozen or can be introduced into BMCP immediately after cultivation and applied to patients.

Таблица 3Table 3

Оценка чистоты клеточной суспензии после культивированияEvaluation of the Purity of the Cell Suspension after Cultivation

МаркерMarker Процент антиген-позитивных лимфоцитовPercentage of antigen-positive lymphocytes Гемопоэтические СКHematopoietic SCs СD34+CD45+CD34+CD45+ 1,81.8 СD34+CD45-CD34+CD45- 1,61.6 Т-клеточные антигеныT cell antigens CD3+CD56-CD16-CD3+CD56-CD16- 79,579.5 CD3+CD56+CD16+CD3+CD56+CD16+ 3,13.1 CD3+CD4+CD3+CD4+ 51,251.2 CD3+CD8+CD3+CD8+ 33,133.1 Cd3+ γδ+Cd3+ γδ+ 5, 25, 2 NK-клеточные антигеныNK cell antigens СD94+CD16+CD56- CD3-CD94+CD16+CD56-CD3- 9,39.3 CD16+CD56+CD16+CD56+ 1,11.1 CD16+CD56lowCD16+CD56low 1,01.0 CD16-CD56+ CD94-CD3-CD16-CD56+CD94-CD3- 3,33.3 Субпопуляции NK-клеток (в пределах CD56-CD16+)Subpopulations of NK cells (within CD56 - CD16 + ) CD94-CD94- 100,0%100.0%

Заключение: Материал сохранный. На основании данных проточной цитометрии ГСК составляют 1,8%, а ГМК - 1,6% без нарушения процентных отношений субпопуляций всех лимфоцитов. Conclusion: The material is intact. Based on flow cytometric data, HSCs are 1.8%, and SMCs are 1.6% without disturbing the percentage of subpopulations of all lymphocytes.

Стадия 6. Криоконсервация клеточного материалаStage 6. Cryopreservation of cell material

Криоконсервацию на этой стадии по существу проводят также как на стадии 1 способа по настоящему изобретению.Cryopreservation at this stage is essentially carried out as in stage 1 of the method of the present invention.

Стадия 7. Использование клеточного материала для трансплантацииStage 7. Use of cellular material for transplantation

Материал, предназначенный для трансплантации, в виде концентрата МНК ПК с линией клеточно-инженерных ГСК пациента размораживается на водяной бане, отмывается двухкратным центрифугированием от ДМСО и среды культивирования физиологическим раствором и помещается в стерильный пакет с 200 мл физиологического раствора и 10 ед/мл гепарина. Количество клеточно-модифицированных ГСК должно быть в количестве не менее 1,5-2% от общего объема трансплантируемых клеток мобилизованных МНК ПК.The material intended for transplantation, in the form of a concentrate of PK MNCs with a line of cell-engineered HSCs of the patient, is thawed in a water bath, washed off by double centrifugation from DMSO and culture medium with physiological saline, and placed in a sterile bag with 200 ml of saline and 10 units/ml of heparin. The number of cell-modified HSCs should be at least 1.5-2% of the total volume of transplanted cells mobilized by PB MNCs.

Транспортировка клеточного материала осуществляется на льду в термоизолированном контейнере.Transportation of cellular material is carried out on ice in a thermally insulated container.

Клеточный материал вводится внутривенно с использованием трансфузионной системы в течение 1 ч. За 10 мин до начала процедуры пациент получает 4 мг метипреда.Cellular material is administered intravenously using a transfusion system for 1 hour. 10 minutes before the start of the procedure, the patient receives 4 mg of metipred.

Данное изобретение иллюстрируется далее следующими примерами, которые не должны рассматриваться как ограничение объема данного изобретения.The present invention is further illustrated by the following examples, which should not be construed as limiting the scope of the present invention.

Пример 6 . Больной С-вой Л.В., 42 лет с диагнозом "боковой амиотрофический склероз", высокая форма с выраженными мышечными атрофиями конечностей, псевдобульбарным синдромом и вялым тетрапарезом. С информированного согласия начата стимуляция гемопоэза теваграмтином в дозе 300 мг внутримышечно в течение 4 дней, а на 5 день введена двойная доза Г-КСФ. На 6 день после катетеризации центральной вены проведен лейкоцитоферез на аппарате Spectra Coba. Получено 480 мл ЛК МНКПК, которые были переданы в Банк костного мозга, где после оседания клеточного ЛК на градиенте фиколла произведена очистка ЛК от эритроцитов и гранулоцитов. Очищенный ЛК передан в операционную клиники, где с использованием моноклональных антител CD133+ CD34+CD45+kit на магнитных шариках на клеточном сортере CliniMACS произведена иммуносорбция ГСК пациентки. Получены ГСК в объеме 5мл в физиологическом растворе с концентрацией клеток 5⋅109 в 10 мл Концентрация ГСК в ЛК МНК ПК составила 1,5%, поэтому ГСК направлены на исследование в лабораторию иммунологии гемопоэза для проведения проточной цитофлуориметрии. Example 6 .Patient S-howl L.V., 42 years old, diagnosed with amyotrophic lateral sclerosis,high form with severe muscle atrophy of the limbs, pseudobulbar syndrome and flaccid tetraparesis. With informed consent, stimulation of hematopoiesis with tevagramtin at a dose of 300 mg intramuscularly for 4 days was started, and on the 5th day a double dose of G-CSF was introduced. On the 6th day after catheterization of the central vein, leukocytopheresis was performed on the Spectra Coba apparatus. Received 480 ml of LA PBMC, which were transferred to the Bone Marrow Bank, where after the sedimentation of cellular LA on the ficoll gradient, LA was purified from erythrocytes and granulocytes. The purified LA was transferred to the operating room of the clinic, where, using monoclonal antibodies CD133+CD34+CD45+kit on magnetic beads on a CliniMACS cell sorter, the patient's HSC was immunosorbed. HSCs were obtained in a volume of 5 ml in physiological saline with a cell concentration of 5⋅109 in 10 ml. The concentration of HSCs in LC MNCs of SC was 1.5%, therefore, HSCs were sent for research to the laboratory of hematopoiesis immunology for flow cytometry.

Пример 7. Энуклеация ГСК из ЛК МНК ПК у С-вой Л.В., 42 лет. Example 7 Enucleation of HSCs from LC MNCs of SC in S-voi L.V., 42 years old.

ГСК, полученные в примере 6, обрабатывали в течение 1 минуты 0,1% раствором гиалуронидазы (Sigma), приготовленного добавлением 90 мкл 10 × стокового раствора к промывочной среде, препятствующей дифференцировке, с иономицином. Многократно отмывали в данной среде и переносили в свежую промывочную среду, содержащую цитохалазин В. Раствор готовили добавлением 100 × стокового (конечная концентрация 5-7,5 мкг/мл) раствора цитохалазина В. В данной среде аутологичные ГСК культивировали в условиях инкубатора при 38,5°С и 5% СО2 в течение 30 минут. Прокультивированные в растворе цитохалазина В аутологичные ГСК помещали в пробирку и центрифугировали двухкратно при 2000 об/мин в среде, в которой проводили процедуру энуклеации. В результате центрифугирования цитопласты ГСК плавали в надосадочной жидкости, а кариопласты оседали внизу пробирки. Пипеткой цитопласты переносили в культуральную среду. После этого цитопласты окрашивали Hoechst 33342 (5 кг/мл). Далее цитопласты тщательно отмывали в манипуляционной среде и переносили в каплю свежей среды под слоем минерального масла. На микроскопе Olympus в ультрафиолетовом свете проводили оценку качества удаления ДНК. Для слияния использовали только ГСК, несодержащие собственной ДНК. После подтверждения факта энуклеации цитопласты замораживали со средой ДМСО в программном замораживателе до температуры -196°С и помещали в дюар с жидким азотом.The HSCs obtained in Example 6 were treated for 1 minute with a 0.1% hyaluronidase solution (Sigma) prepared by adding 90 μl of 10× stock solution to an anti-differentiation wash with ionomycin. Washed many times in this medium and transferred to a fresh washing medium containing cytochalasin B. The solution was prepared by adding 100 × stock (final concentration 5-7.5 μg/ml) solution of cytochalasin B. In this medium, autologous HSCs were cultivated in an incubator at 38 5°C and 5% CO 2 for 30 minutes. Autologous HSCs cultured in a solution of cytochalasin B were placed in a test tube and centrifuged twice at 2000 rpm in the medium in which the enucleation procedure was performed. As a result of centrifugation, the HSC cytoplasts floated in the supernatant liquid, and the karyoplasts settled at the bottom of the tube. The cytoplasts were pipetted into the culture medium. After that, the cytoplasts were stained with Hoechst 33342 (5 kg/ml). Next, the cytoplasts were thoroughly washed in the manipulation medium and transferred to a drop of fresh medium under a layer of mineral oil. The quality of DNA removal was assessed using an Olympus microscope in ultraviolet light. Only HSCs that do not contain their own DNA were used for fusion. After confirming the fact of enucleation, the cytoplasts were frozen with DMSO medium in a program freezer to a temperature of -196°C and placed in a dewar with liquid nitrogen.

Пример 8 . Получение мультипотентных МССК у пациентки С-вой Л.В., 42 лет. Example 8 .Obtaining multipotent MSSCs in patient S-voi L.V., 42 years old.

ММСК получали из жировой ткани пациентки, для чего жировую ткань забирали открытым способом во время хирургической операции из подкожно-жировой клетчатки передней стенки живота пациентки через разрез размером 3 см, сделанный под местной анестезией 1% раствора новокаина, и тщательно промывали в фосфатно-солевом буфере, измельчали маленькими острыми ножницами и подвергали ферментативной обработке 0,075% раствором коллагеназы типа I на среде ДМЕМ при 37°С в течение 30 минут. Коллагеназу отмывали эквивалентным объемом питательной среды (ДМЕМ, дополненная 10% эмбриональной сывороткой теленка) и центрифугировали при 1000g в течение 5 минут. Полученный осадок ресуспендировали и пропускали через фильтры с диаметром пор 100 мкм для удаления клеточных остатков. Концентрация клеток для посева составляла 5×106 клеток на культуральный флакон 75 см3. Культивировали МССК в среде ДМЕМ (фирмы Gibco) с низким содержанием глюкозы, дополненной эмбриональной сывороткой теленка, однократным раствором заменимых аминокислот и антибиотиками при 37°С и 5% СО2 в воздухе. Через двое суток культивирования были замечены колонии прикрепившихся клеток. Среду меняли каждые 4 суток и по достижению 90% прочности монослоя их субкультивировали и замораживали. В нужное время аликвоту замороженных клеток размораживали и отмывали от криопротектора двукратным центрифугированием при 1500 об/мин в течение 5 минут в питательной среде ДМЕМ, содержащей 10% эмбриональную сыворотку теленка. После этого клетки высевали в культуральные чашки Петри и культивировали в условиях, используемых перед замораживанием, до получения плотного монослоя. Последние двое суток клетки культивировали в бессывороточной среде. Непосредственно перед процедурой пересадки ядер клетки снимали с субстрата раствором трипсин-ЭДТА, отмывали и разводили в небольшом количестве манипуляционной среды ТСМ 199 с получением суспензии клеток.MMSCs were obtained from the adipose tissue of the patient, for which the adipose tissue was taken openly during a surgical operation from the subcutaneous fat of the anterior abdominal wall of the patient through a 3 cm incision made under local anesthesia with 1% novocaine solution, and thoroughly washed in phosphate-buffered saline , minced with small sharp scissors and subjected to enzymatic treatment with 0.075% collagenase type I solution in DMEM medium at 37°C for 30 minutes. Collagenase was washed out with an equivalent volume of nutrient medium (DMEM supplemented with 10% fetal calf serum) and centrifuged at 1000g for 5 minutes. The resulting pellet was resuspended and passed through filters with a pore diameter of 100 μm to remove cell debris. The cell concentration for seeding was 5×10 6 cells per 75 cm 3 culture flask. MSSCs were cultured in DMEM medium (Gibco) with low glucose content, supplemented with fetal calf serum, a single solution of non-essential amino acids and antibiotics at 37°C and 5% CO 2 in air. After two days of cultivation, colonies of attached cells were observed. The medium was changed every 4 days, and upon reaching 90% strength of the monolayer, they were subcultivated and frozen. At the right time, an aliquot of frozen cells was thawed and washed from the cryoprotectant by double centrifugation at 1500 rpm for 5 minutes in DMEM nutrient medium containing 10% fetal calf serum. After that, the cells were seeded in culture Petri dishes and cultured under the conditions used before freezing until a dense monolayer was obtained. For the last two days, the cells were cultured in a serum-free medium. Immediately before the nuclear transfer procedure, the cells were removed from the substrate with a trypsin-EDTA solution, washed, and diluted in a small amount of TCM 199 manipulation medium to obtain a cell suspension.

Пример 9 . Электрослияние и активация полученных реконструированных (восстановленных) аутологичных ГСК. Example 9 .Electrofusion and activation of the obtained reconstructed (restored) autologous HSCs.

Аутологичные цитопласты (энуклеированная ГСК) и аутологичный кариопласт (МССК в XEN-подобном состоянии, полученная из жировой ткани С-вой Л.В.,42 лет, объединяли методом электрослияния в микрокамере с использованием мультипоратора фирмы Eppendorf. Реконструированные ГСК переносили в камеру для электрослияния с 50 мкл раствора сорбитола (200-240 мОсмоль/кг). Слияние и активацию проводили после предварительного элигмента в 0,3 кВ/см в течение 10 минут посредством двух последовательных импульсов в 1-1,4 кВ/см продолжительностью 30 секунд. Температура раствора сорбитола при этом составляла 25-28°С. После воздействия импульсов реставрированные ГСК тщательно отмывали от раствора сорбитола в среде для манипуляций.Autologous cytoplasts (enucleated HSCs) and autologous karyoplasts (MSSCs in XEN-like state obtained from adipose tissue S-voi L.V., 42 years old) were combined by electrofusion in a microchamber using an Eppendorf multiporator. The reconstructed HSCs were transferred to the electrofusion chamber with 50 µl of sorbitol solution (200-240 mOsmol/kg) Fusion and activation was carried out after a preliminary elugment at 0.3 kV/cm for 10 minutes with two successive pulses at 1-1.4 kV/cm for 30 seconds. sorbitol solution in this case was 25-28 ° C. After exposure to pulses, the restored HSCs were thoroughly washed from the sorbitol solution in the medium for manipulations.

Пример 10 . Культивирование полученных восстановленных ГСК. Example 10 .Cultivation of the obtained recovered HSCs.

Подвергшиеся процедуре электрослияния восстановленные ГСК сначала культивировали в среде NCSU-23, содержащей 5 мкг/мл цитохалазина В в течение 30 минут, а затем 3 часа в среде NCSU-23, к которой добавлен DMAP (стоковый раствор DMAP, разведенный в DMSO, добавляли к среде в конечной концентрации 2 мМ). По истечению данного периода отбирали ГСК, в которых произошло полное объединение цитопласта и содержимого МССК. Отобранные клеточные комплексы культивировали в течение 5-6 дней в условиях инкубатора при 38,5°С, 5% CO2 в воздухе и максимальной влажности. В процессе культивирования проводили оценку количества полученных ГСК. В течение 5 дней вследствие оптимизации приемов энуклеации и пересадки МССК из жировой ткани были успешно реконструировано 54,7% ГСК. Режимы электрослияния и составы буферных растворов обеспечивают слияние цитоплазматических мембран ГСК и пересаженных ММСК в 75% случаев. Активированные клеточные комплексы обладают способностью к полноценному гемопоэзу, о чем свидетельствовали маркеры ГСК в гейте CD34+, что представлено в таблице 4 - результаты иммунофенотипического исследования культуры ГСК пациентки С-вой Л.В., 42 г., дата поступления материала: 10.01.2019 г.).The electrofusion-treated reduced HSCs were first cultured in NCSU-23 medium containing 5 µg/mL cytochalasin B for 30 minutes and then in NCSU-23 medium supplemented with DMAP for 3 hours (DMAP stock solution diluted in DMSO was added to medium at a final concentration of 2 mM). At the end of this period, HSCs were selected, in which the cytoplast and MSSC contents were completely combined. Selected cell complexes were cultured for 5-6 days in an incubator at 38.5°C, 5% CO 2 in air and maximum humidity. In the process of cultivation, the amount of obtained HSCs was estimated. Within 5 days, due to the optimization of enucleation techniques and transplantation of MSSCs from adipose tissue, 54.7% of HSCs were successfully reconstructed. Electrofusion modes and compositions of buffer solutions ensure the fusion of cytoplasmic membranes of HSCs and transplanted MMSCs in 75% of cases. Activated cell complexes have the ability to complete hematopoiesis, as evidenced by HSC markers in the CD34+ gate, which is presented in Table 4 - the results of an immunophenotypic study of the HSC culture of the patient S-voi L.V., 42 years old, date of receipt of the material: 10.01.2019 .).

Таблица 4Table 4

Результат иммунофенотипического исследования восстановленных ГСКThe result of an immunophenotypic study of restored HSCs

СОДЕРЖАНИЕ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК (%)STEM CELL CONTENT (%) CD34+ (в гейте Syto-16+)CD34+ (in Syto-16+ gate) 1,611.61 CУБПОПУЛЯЦИИ СD34+ КЛЕТОК (%)SUBPOPULATIONS OF CD34+ CELLS (%) СD45CD45 9292 HLA-DR CD34+
CD38
HLA-DR CD34 +
CD38
98,698.6
96,296.2 CD33 CD34+
CD13
CD33CD34 +
CD13
88,488.4
99,699.6 CD71 CD34+
CD117
CD71CD34 +
CD117
73,273.2
92,992.9 CD90 CD34+
CD56
CD90CD34 +
CD56
95,695.6
62,662.6 CD19 CD34+
CD61
CD19CD34 +
CD61
3,43.4
6,856.85 CD7 CD34+
CD10
CD7CD34 +
CD10
3,023.02
91,491.4 CD2 CD34+
CD62L
CD2CD34 +
CD62L
00
0,30.3 CD8 CD34+
CD44
CD8CD34 +
CD44
98,798.7
97,397.3 CD133 CD34+
CD28
CD133CD34 +
CD28
95,595.5
92,092.0

Полученные в результате клеточной инженерии или трансдифференцировки линии генетически однородных ГСК с гомотопной субституцией генома всегда должны трансплантироваться только в комбинации с ЛК мобилизованных МНК ГСК, так как изолированное применение клеток этой линии будет клинически неэффективно.Lines of genetically homogeneous HSCs with homotopic substitution of the genome obtained as a result of cell engineering or transdifferentiation should always be transplanted only in combination with LC of mobilized HSC MNCs, since the isolated use of cells of this line will be clinically ineffective.

Так и при трансплантации генетически однородных ГСК с гомотопной субституцией генома принципиально важно, чтобы клетки полученной линии при трансплантации были в микроокружении мобилизованных лимфоцитов ПК, так как эта сбалансированная комбинация лимфоцитов работает как единый костно-мозговой кластер, механизм действия которого был описан японским исследователем K.Ono (2002).So, when transplanting genetically homogeneous HSCs with homotopic genome substitution, it is fundamentally important that the cells of the resulting line during transplantation be in the microenvironment of mobilized PC lymphocytes, since this balanced combination of lymphocytes works as a single bone marrow cluster, the mechanism of action of which was described by the Japanese researcher K. Ono (2002).

При этом необходимо при трансплантации соблюдать количественные параметры содержания клеток полученной линии ГСК и не допускать снижения их количества менее 1% от общего клеточного содержания МНК ПК.At the same time, during transplantation, it is necessary to observe the quantitative parameters of the content of cells of the obtained HSC line and not to reduce their number to less than 1% of the total cellular content of PB MNCs.

Пример 11 . Проверка эффективности БМКП. Example 11 . Checking the effectiveness of BMCP.

Исследование на животных проводилось в соответствии с рекомендациями Московского частного медицинского университета "Реавиз" и протоколом доклинических исследований, который был утвержден локальным этическим комитетом этого университета (протокол 02-2018). Три группы реципиентов были использованы для экспериментов. Все реципиенты были GFP-отрицательными мышами линии B10-GFP, которая является гетерозиготной для трансгена GFP. В контрольной группе первоначально было 20 животных. В первой экспериментальной группе было 56 животных, пять из которых были использованы для контроля уровня химеризма и были исключены из статистики смертности, а во второй экспериментальной группе было 50 животных. Начиная с возраста 15 месяцев, когда около 50% мышей оставались живыми во всех группах, экспериментальные животные первой группы получали серию внутривенных инъекций костного мозга от молодых (от 3 до 15 недель) мышей-доноров, которые были GFP-положительными особями той же линии B10-GFP, а животные второй экспериментальной группы получали внутривенные инъекции БМКП, полученного на основе их (аутологичных) ГСК согласно настоящему изобретению. Мыши в возрасте 3-15 недель и гетерозиготные по зеленому флуоресцентному белку-трансгену (т.е. экспрессирующий GFP) той же B10-GFP линии были использованы в качестве доноров костного могзга. Все мыши были приобретены в том же самом питомнике, где эта линия мышей содержалась как маленькое стадо, тем самым была увеличена их инбредность и уменьшена их средняя продолжительность жизни.The animal study was carried out in accordance with the recommendations of the Moscow Private Medical University "Reaviz" and the protocol of preclinical studies, which was approved by the local ethics committee of this university (protocol 02-2018). Three groups of recipients were used for the experiments. All recipients were GFP-negative B10-GFP mice, which are heterozygous for the GFP transgene. The control group initially consisted of 20 animals. In the first experimental group there were 56 animals, five of which were used to control the level of chimerism and were excluded from mortality statistics, and in the second experimental group there were 50 animals. Starting at the age of 15 months, when about 50% of mice remained alive in all groups, the experimental animals of the first group received a series of intravenous injections of bone marrow from young (from 3 to 15 weeks) donor mice that were GFP-positive individuals of the same B10 strain. -GFP, and the animals of the second experimental group received intravenous injections of BMCP obtained on the basis of their (autologous) HSC according to the present invention. Mice aged 3-15 weeks and heterozygous for the green fluorescent protein transgene (ie expressing GFP) of the same B10-GFP strain were used as bone marrow donors. All mice were purchased from the same nursery where this line of mice was kept as a small herd, thereby increasing their inbredness and reducing their life expectancy.

Выделение и трансплантация костного могзга проводились в соответствии с процедурой, описанной Colvin et al. (2004) с несущественными модификациями. Животные были умерщвлены вывихом шеи и стерилизовались в течение 3-5 минут в 70% этаноле. Кости всего скелета (череп, позвоночник и бедра) были очищены от мышц и измельчены в стерильной ступке с пестиком (обработаны этанолом и ультрафиолетом) в 5 мл стерильного сбалансированного солевого раствора Хенкса (HBSS) (Life Technologies Gibco BRL) с 10 ед / мл гепарина. Полученную суспензию фильтровали через фильтр 70 мкм (BD Biosciences), затем фильтр промывали 2 мл буфера, и два фильтрата были объединены и центрифугированы в течение 5 минут при 340g. Осадок ресуспендировали в 8 мл HBSS/гепарина и центрифугировали в течение 5 минут при 340g. Шарик ресуспендировали в тот же буферный раствор (общий объем 2-4 мл), и клетки подсчитывали в камере Горяева или с использованием автоматического счетчика клеток. Обычно выход составлял (2-4)⋅108 ядросодержащих клеток ((5-6)⋅107 ядросодержащих клеток на мл) в зависимости от возраста донора. Непосредственно перед инъекцией (в течение 20 минут) клетки дополнительно фильтровали через фильтр 40 мкм (BD Biosciences). Всего (15-20)⋅106 клеток на животное-реципиента медленно, в течение примерно 1 мин, вводилось в объеме 200-300 мкл на животное инсулиновым шприцем (игла 0.33GX 12.7 mm) через хвостовую вену; хвост предварительно прогревался в ванне с водой в течение 2-3 минут при температуре 44°C. У 15 животных клетки костного мозга пересаживались в течение каждого дня трансплантации. Трансплантации повторяли 6 раз в течение 3 месяцев с 10-20-дневные интервалами у экспериментальных животных первой и второй групп. Для контроля уровня химеризма (степени приживления донорских клеток) бала проанализирована доля клеток GFP+ в клетках реципиента. Для этого 200 мкл клеточной суспензии, содержащей 10-20 миллионов клеток на 1 мл, было помещено на предметное стекло, 10 мкл раствора NucBlue (Thermo Scientific), и после инкубации в течение 5 минут клетки покрывали покровным стеклом. Изображения были получены с помощью флуоресцентного микроскопа NICON 2000, на котором было сделано 10-20 фотографий с возбуждением длины волн для NucBlue (Hoechst 33342) и GFP с использованием Cellinsight CX7 (Thermo Scientific), которые равномерно распределяются по всему препарату. Средний процент флуоресцентных клеток определяли автоматически с помощью программного обеспечения. Для анализа флуоресцентных структур в твердой ткани кусок ткани объемом 1×3 мм был раздавлен между предметным и покровным стеклами, и были сделаны фотографии на флуоресцентном микроскопе NICON 2000. Максимальная продолжительность жизни для опытных групп животных (MПЖ exp) была определена как средняя продолжительность жизни 10% большинства долгоживущих мышей. MПЖ для контрольных мышей (MПЖ К) был определен двумя способами. Первое значение MПЖ К1, была прямая оценка средней продолжительности жизни 10% наиболее долгоживущих животных из первой группы мышей (т.е. 2 из 20) и во-вторых, MПЖ К2 был рассчитан с использованием приближения выживания. Кривую выживаемости в экспериментальной группе мышей, умерших от естественных причин до начала трансплантации костного мозга см. на фиг. 1. Приближение было сделано с помощью нелинейной функции приближения из Nonlinear Model Fit программного пакета MATHEMATICA. Доверительный интервал для P = 0,05 рассчитывался стандартным способом с использованием критерия Стьюдента. Два значения (MПЖ C1 и MПЖ C2) полученные таким образом были сопоставлены и было рассчитано полученное значение MПЖ К. Этот метод позволил увеличить точность расчета MПЖ К, так как количество животных было ограничено.Isolation and transplantation of bone marrow were performed according to the procedure described by Colvin et al. (2004) with minor modifications. Animals were euthanized by neck dislocation and sterilized for 3-5 minutes in 70% ethanol. The bones of the entire skeleton (skull, spine and hips) were demuscled and ground in a sterile mortar and pestle (treated with ethanol and UV light) in 5 ml of sterile Hank's Balanced Salt Solution (HBSS) (Life Technologies Gibco BRL) with 10 U/ml heparin . The resulting suspension was filtered through a 70 μm filter (BD Biosciences), then the filter was washed with 2 ml of buffer, and the two filtrates were combined and centrifuged for 5 minutes at 340g. The pellet was resuspended in 8 ml HBSS/heparin and centrifuged for 5 minutes at 340g. The pellet was resuspended in the same buffer solution (total volume 2-4 ml) and cells were counted in a Goryaev chamber or using an automatic cell counter. Typically, the yield was (2-4)⋅10 8 nucleated cells ((5-6)⋅10 7 nucleated cells per ml) depending on the age of the donor. Immediately prior to injection (within 20 minutes), the cells were further filtered through a 40 μm filter (BD Biosciences). A total of (15-20)⋅10 6 cells per recipient animal was slowly injected over about 1 min in a volume of 200-300 µl per animal with an insulin syringe (0.33GX 12.7 mm needle) through the tail vein; the tail was preheated in a water bath for 2-3 minutes at 44°C. In 15 animals, bone marrow cells were transplanted during each day of transplantation. Transplantations were repeated 6 times within 3 months with 10-20-day intervals in experimental animals of the first and second groups . To control the level of chimerism (degree of engraftment of donor cells) the proportion of GFP+ cells in recipient cells was analyzed. For this, 200 μl of cell suspension containing 10-20 million cells per 1 ml was placed on a glass slide, 10 μl of NucBlue solution (Thermo Scientific), and after incubation for 5 minutes, the cells were covered with a coverslip. Images were acquired with a NICON 2000 fluorescent microscope, which took 10-20 wavelength excitation photographs for NucBlue (Hoechst 33342) and GFP using Cellinsight CX7 (Thermo Scientific), which are evenly distributed throughout the slide. The average percentage of fluorescent cells was determined automatically using the software. For the analysis of fluorescent structures in hard tissue, a piece of tissue with a volume of 1×3 mm was crushed between a glass slide and a cover slip, and photographs were taken using a NICON 2000 fluorescent microscope. % of most long-lived mice. The MF for control mice (MFK) was determined in two ways. The first value of MLS K1 was a direct estimate of the average life expectancy of the 10% longest-lived animals from the first group of mice (ie 2 out of 20) and secondly, MLS K2 was calculated using a survival approximation. For the survival curve in the experimental group of mice that died of natural causes prior to bone marrow transplantation, see FIG. 1. The approximation was made using the non-linear approximation function from Nonlinear Model Fit of the MATHEMATICA software package. Confidence interval for P = 0.05 was calculated in a standard way using Student's t-test. The two values (MFC1 and MFC2) thus obtained were compared and the resulting value of MFK was calculated. This method increased the accuracy of the calculation of MFK since the number of animals was limited.

Результаты. На фиг. 1 показано влияние сингенной трансплантации костного мозга молодых доноров (первая экспериментальная группа, незакрашенные круги) и сингенной трансплантации БМКП по настоящему изобретению (вторая экспериментальная группа, черные круги) на продолжительность жизни реципиентов. Контрольная группа (черные квадраты) была использована для непосредственного определения максимальной продолжительности жизни необработанных мышей (MПЖ К1). Возраст смерти последних 10% этой группы (две мыши) было 17,6 и 19,3 месяца, что дает прямая оценка для контрольной группы мышей: MПЖ C1 = 18,45 ± 2,6 месяца. Это значение MПЖ К1 имеет высокое стандартное отклонение из-за довольно небольшого размера контрольной группы. Для того, чтобы повысить точность MПЖ К мы использовали данные о смертности в экспериментальной группе до трансплантации (например, до возраста 15 месяцев), когда смертность была вызвана естественными причинами. Принимая стандартную форму кривой выживания в соответствии с законом Гомперца-Макхема (Makeham, 1860): Results. In FIG. 1 shows the effect of syngeneic bone marrow transplantation of young donors (first experimental group, open circles) and syngeneic BMCD transplantation according to the present invention (second experimental group, black circles) on the life expectancy of recipients. The control group (black squares) was used to directly determine the maximum lifespan of untreated mice (MTL K1). The age of death of the last 10% of this group (two mice) was 17.6 and 19.3 months, which gives a direct estimate for the control group of mice: MRV C1 = 18.45 ± 2.6 months. This value of MRV K1 has a high standard deviation due to the rather small size of the control group. In order to improve the accuracy of NRV C, we used data on mortality in the experimental group before transplantation (for example, before the age of 15 months), when mortality was due to natural causes. Taking the standard shape of the survival curve according to the Gompertz-Makham law (Makeham, 1860):

f (t) = N0 ⋅ Exp - Exp (μ0 + μ1t) μ1, гдеf (t) = N0 ⋅ Exp - Exp (μ0 + μ1t) μ1, where

N0 = 100% ⋅ Опыт - Exp (μ0),N0 = 100% ⋅ Experience - Exp (μ0),

μ1, μ1 и μ2 - параметры, позволяющие на их основе минимизировать квадратичное отклонение модельной кривой от естественной гибели животных.μ1, μ1 and μ2 are the parameters that allow, on their basis, to minimize the quadratic deviation of the model curve from the natural death of animals.

Численные значения параметров были определены следующим образом:The numerical values of the parameters were determined as follows:

μ0 = -11,4 и μ1 = 0,7.μ0 = -11.4 and μ1 = 0.7.

Это позволяет рассчитать максимальный срок жизни, то есть среднюю продолжительность жизни животных, которые жили с t10 до 1, для мышей в первой экспериментальной группе до лечения (трансплантация), что таким образом служит дополнительным контроль (MПЖ К2):This allows us to calculate the maximum lifespan, i.e. the average lifespan of animals that lived from t10 to 1, for mice in the first experimental group before treatment (transplantation), thus serving as an additional control (MTV K2):

MПЖ К2 знак равно ∞. R t10 t ⋅ f (t) d t∞ R t 10f (t) dt = 17,2 ± 0,6 месяца,MTW K2 = ∞. R t10 t ⋅ f (t) d t∞ R t 10f (t) dt = 17.2 ± 0.6 months,

где t 10 - момент времени, когда 10% животных осталось в популяции.where t 10 is the point in time when 10% of the animals remained in the population.

MПЖ К2 значение находится в хорошем согласии с MПЖ К1, полученным с использованием первого метода оценки MПЖ в контрольной группе. Между двумя методами имеется небольшая разница. Оценка MПЖ нужна из-за меньшей надежности первого метода в условиях, когда случайные отклонения становятся значительными, то есть, если количество мышей мало.The MRV K2 value is in good agreement with the MRV K1 obtained using the first method for estimating the MRV in the control group. There is little difference between the two methods. Estimation of MLV is needed because of the lower reliability of the first method under conditions when random deviations become significant, that is, if the number of mice is small.

Следовательно, чтобы компенсировать малое число в конце контрольного исследования (две мыши), данный факт можно исправить, усредняя значения, полученные из двух методов определения MПЖ:Therefore, in order to compensate for the low number at the end of the control study (two mice), this fact can be corrected by averaging the values obtained from the two methods for determining MMT:

MПЖ C = 12 ⋅ MПЖ К1 + 11 ⋅ MПЖ К2( 11 + 12) = 17, 4 ± 0,5 месяца,MVA C = 12 ⋅ MVA K1 + 11 ⋅ MVA K2( 11 + 12) = 17.4 ± 0.5 months,

где 11 и 12 - стандартные отклонения MПЖ К1 а также MПЖ К2 соответственно.where 11 and 12 are the standard deviations of MF K1 and MF K2, respectively.

В возрасте 15 месяцев (начало инъекций донорского костного мозга) выжила 31 мышь первой экспериментальной группы и 26 мышей второй экспериментальной группы. В первой экспериментальной группе 9 мышей умерли во время инъекции на операционном столе (эмболия) при трансплантации КМ молодых мышей. Еще 5 мышей были забиты для отбора проб ткани, а остальные (42 мыши) умерли естественным путем. Во второй экспериментальной группе 5 мышей погибли от эмболии (костный мозг смешивался БМКП по настоящему изобретению) во время трансплантации, 2 мыши были забиты для отбора проб, а остальные мыши (19 мышей) умерли естественным путем. Как видно, кривые летальности животных первой и второй групп практически не отличаются. Немедленная смерть была вызвана у 9 эмболических мышей первой экспериментальной группы из-за неточности исследователя в устранении агрегатов из введенных материала, а также путем индуцированной активации тромбоцитов в кровяном русле. Дополнительный контроль проведен на 15 старых животных аналогичной породы, которые получили в общей сложности 75 инъекций по 300 мкл HBSS-гепарина, и не показал летальности. Таким образом, эмболический риск требует дальнейшего изучения. Возможно, что самые старые особи умерли после инъекций костного мозга. Приняв это соображение во внимание, было решено включить эмболических мышей в статистику анализа для расчета MПЖ. В статистическом анализе эмболические мыши учитывались так, как будто они умерли от естественных причин. Ступенчатые кривые на фиг. 1 отражают динамику смертности с поправкой на эмболических животных. Забитые для отбора проб мыши не учитывались в статистике и при построении графиков на фиг. 1.At the age of 15 months (beginning of donor bone marrow injections), 31 mice of the first experimental group and 26 mice of the second experimental group survived. In the first experimental group, 9 mice died during the injection on the operating table (embolism) during transplantation of BM of young mice. An additional 5 mice were sacrificed for tissue sampling and the rest (42 mice) died naturally. In the second experimental group, 5 mice died from embolism (bone marrow mixed with BMCP of the present invention) during transplantation, 2 mice were sacrificed for sampling, and the remaining mice (19 mice) died naturally. As can be seen, the lethality curves of the animals of the first and second groups practically do not differ. Immediate death was caused in 9 embolic mice of the first experimental group due to the inaccuracy of the researcher in the elimination of aggregates from the injected material, as well as by induced activation of platelets in the bloodstream. An additional control was carried out on 15 old animals of the same breed, which received a total of 75 injections of 300 μl of HBSS-heparin, and showed no lethality. Thus, embolic risk requires further study. It is possible that the oldest individuals died after injections of bone marrow. Taking this consideration into account, it was decided to include embolic mice in the analysis statistics for calculating MRV. In the statistical analysis, embolic mice were counted as if they had died of natural causes. The stepped curves in Fig. 1 reflect the dynamics of mortality adjusted for embolic animals. Mice killed for sampling were not counted in the statistics and plotted in FIG. one.

Для расчета MПЖ после трансплантации костного мозга использовали максимальный возраст 10% наиболее долгоживущих мышей из экспериментальных групп, что соответствует возрасту 5 последних мышей. Максимальная продолжительность жизни после трансплантации костного мозга 21,0, 22,5, 22,7, 23,8 и 24,2 месяца, что дает MПЖ exp = 22,8 ± 0,8 мес.To calculate the life expectancy after bone marrow transplantation, the maximum age of 10% of the longest-lived mice from the experimental groups was used, which corresponds to the age of the last 5 mice. The maximum life expectancy after bone marrow transplantation is 21.0, 22.5, 22.7, 23.8, and 24.2 months, which gives MRV exp = 22.8 ± 0.8 months.

Таким образом, неабляционная сингенная траснплантация костного мозга увеличила максимальную продолжительность жизни мышей в первой экспериментальной группе на 100% × (22,8-17,4) /17,4 = 31 ± 5%, а время выживания с начала трансплантация увеличилась в (22,8-15) / (17,4-15) = 3,25 ± 0,3 раза. Thus, non-ablative syngeneic bone marrow transplantation increased the maximum lifespan of mice in the first experimental group by 100% × (22.8–17.4)/17.4 = 31 ± 5%, and the survival time from the start of transplantation increased by (22 .8-15) / (17.4-15) = 3.25 ± 0.3 times.

Время максимальной продолжительности жизни во второй экспериментальной группе увеличилась на 100% х ( 50 -26) (-11,4 + 0,7) = 25,6 ± 8%, а время выживания с начала трансплантация увеличилась в (22,8-15)/ (25,6-19) = 1,2 ± 0,5 раза.The time of maximum life expectancy in the second experimental group increased by 100% x (50 -26) (-11.4 + 0.7) = 25.6 ± 8%, and the survival time from the start of transplantation increased by (22.8-15 )/ (25.6-19) = 1.2 ± 0.5 times.

В возрасте 19,3 месяца, когда последняя мышь контрольной группа умерла сидячей, почти неподвижной (сгорбленный вид, плохие волосы), а мыши экспертиментальных групп были активны, имели ровный позвоночник и блестящую ровную шерсть. At the age of 19.3 months, when the last mouse of the control group died sedentary, almost immobile (hunched appearance, bad hair), and the mice of the experimental groups were active, had a straight spine and a shiny even coat.

GFP-флуоресценция (зеленая) ГСК в костном мозге молодых мышей-доноров показана на фиг. 2А. GFP-флуоресценция ГСК у старых мышей контрольной группы показана на фиг. 2Б. GFP-флуоресценция реципиентных клеток костного мозга после траснплантации ГСК как нативных (первая экспериментальная группа), так и клеточно-инженерных в составе БМКП по настоящему изобретению практически не отличима (фиг. 2В). В обоих экспериментальных группах через шесть месяцев после трансплантации GFP-флуоресценция была обнаружена у 7% реципиентных клеток костного мозга. Учитывая, что только четверть (25%) клеток-предшественников флуоресцируют в костном мозге гетерозиготного донора (фиг. 2А), степень химерности пересаженного реципиента был (7/25) × 100% = 28%. Таким образом, более четверти реципиентных клеток костного мозга через 6 месяцев после неабляционной трансплантации были донорского происхождения. Следовательно, продление срока жизни должно быть следствием не только паракринного эффекта ГСК, но также и клеточной замены. Флуоресцентные структуры также визуализировались в других тканях реципиентов, таких как печень, селезенка, почки и мышцы через 6 месяцев после последней инъекции.GFP fluorescence (green) of HSCs in the bone marrow of young donor mice is shown in FIG. 2A. GFP fluorescence of HSCs in aged control mice is shown in FIG. 2B. GFP fluorescence of recipient bone marrow cells after transplantation of both native (first experimental group) and cell-engineered HSCs in the BMCP according to the present invention is practically indistinguishable (Fig. 2C). In both experimental groups, six months after transplantation, GFP fluorescence was detected in 7% of recipient bone marrow cells. Considering that only a quarter (25%) of progenitor cells fluoresce in the bone marrow of a heterozygous donor (Fig. 2A), the chimeric rate of the transplanted recipient was (7/25) × 100% = 28%. Thus, more than a quarter of recipient bone marrow cells 6 months after non-ablative transplantation were of donor origin. Therefore, life extension should be due not only to the paracrine effect of HSCs, but also to cell replacement. Fluorescent patterns were also visualized in other tissues of the recipients such as liver, spleen, kidney and muscle 6 months after the last injection.

Перечень сокращенийList of abbreviations

БАС - боковой амиотрофический склерозALS - amyotrophic lateral sclerosis

БМКП - биомедицинский клеточный продукт по настоящему изобретениюBMCP - biomedical cell product according to the present invention

ГСК - гемопоэтические стволовые клеткиHSC - hematopoietic stem cells

Г-КСФ - гранулоцитарный колониестимулирующий факторG-CSF - granulocyte colony stimulating factor

ГКП - гепомоэтические клетки-предшественникиHPC - hepomoetic progenitor cells

ГОКИ - гемопоэтически ориентированная клеточно-инженерная (клетка)GOKI - hematopoietically oriented cell-engineering (cell)

ЗНО - злокачественные новообразованияMN - malignant neoplasms

ИКК - иммунокомпетентные клеткиICC - immunocompetent cells

ИПСК (iPSC) - индуцированные плюрипотентные стволовые клеткиiPSCs - induced pluripotent stem cells

ЛК - лейкоконцентратLC - leucoconcentrate

МКА - моноклональные антителаMCA - monoclonal antibodies

МНК - мононуклеарыMNCs - mononuclear cells

МССК - мезенхимальные стромальные стволовые клеткиMSSC - mesenchymal stromal stem cells

НСК - нейральные стволовые клеткиNSC - neural stem cells

ОСБ - опухолеспецифические белкиOSB - tumor-specific proteins

ОК - опухолевые клеткиOK - tumor cells

ОСК - опухолевые стволовые клеткиTSC - tumor stem cells

ПК - периферическая кровьPC - peripheral blood

РИФ - реакция иммунофлуоресценцииRIF - immunofluorescence reaction

СБУ - специальные базовые условияSBU - special basic conditions

СК - стволовые клеткиSC - stem cells

ТКМ - трансплантация костного мозгаTCM - bone marrow transplant

ЭКО - экстракорпоральное оплодотворениеIVF - in vitro fertilization

Claims (13)

1. Способ получения биомедицинского клеточного продукта для лечения онкологических, нейродегенеративных, аутоимунных и эндокринных заболеваний,1. A method for obtaining a biomedical cell product for the treatment of oncological, neurodegenerative, autoimmune and endocrine diseases, включающий получение аутологичного лейкоконцентрата мононуклеаров (МНК) из эксфузата костного мозга или из лейкоферезного продукта мобилизованных мононуклеаров (ЛК МНК) периферической крови;including obtaining an autologous mononuclear leukoconcentrate (MNC) from bone marrow exfusate or from a leukopheresis product of mobilized mononuclear cells (LC MNC) of peripheral blood; получение линии аутологичных гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) с маркерами CD34+, CD45+, HLA DR+ и/или гемопоэтических клеток-предшественников (ГКП) с маркерами CD34+, CD45-, HLA DR- путем их выделения из ЛК МНК иммуносепарацией и культивирования в среде, препятствующей дифференцировке;obtaining a line of autologous hematopoietic stem cells (HSC) with CD34+, CD45+, HLA DR+ markers and/or hematopoietic progenitor cells (HPC) with CD34+, CD45-, HLA DR- markers differentiation; получение линии неповрежденных заболеванием аутологичных региональных мультипотентных стволовых клеток или соматических клеток и наращивание их клеточной массы;obtaining a line of disease-intact autologous regional multipotent stem cells or somatic cells and increasing their cell mass; перепрограммирование указанных аутологичных региональных мультипотентных стволовых клеток или соматических клеток в XEN-подобные плюрипотентные клетки посредством химической индукции;reprogramming said autologous regional multipotent stem cells or somatic cells into XEN-like pluripotent cells by chemical induction; проведение клеточно-инженерной гомотопной замены ядер ГСК и/или ГКП на ядра XEN-подобных клеток или на целые XEN-подобные клетки путем получения цитопластов из нативных ГСК и/или ГКП посредством обработки этих клеток цитохолазином В и трансплантации кариопластов, полученных из XEN-подобных клеток посредством их обработки цитохолазином В, или целых XEN-подобных клеток в цитопласты ГСК и/или ГКП с получением за счет этого восстановленных ГСК и/или ГКП, содержащих мультипотентные цитопласты ГСК и плюрипотентные кариопласты XEN-подобных клеток;carrying out cell-engineering homotopic replacement of HSC and/or HCP nuclei with the nuclei of XEN-like cells or with whole XEN-like cells by obtaining cytoplasts from native HSCs and/or HCPs by treating these cells with cytocholasin B and transplanting karyoplasts obtained from XEN-like cells by their treatment with cytocholasin B, or whole XEN-like cells into HSC and/or HCP cytoplasts, thereby obtaining reduced HSC and/or HCP containing multipotent HSC cytoplasts and pluripotent karyoplasts of XEN-like cells; соединение восстановленных ГСК и/или ГКП с ЛК МНК, из которого были выделены первоначальные ГСК и/или ГКП, для получения целевого биомедицинского клеточного продукта, содержащего линию постгеномно восстановленных мультипотентных генетически однородных аутологичных ГСК с маркерами CD34+Lin-, CD38", HLA-DR+, СD45+.combination of restored HSCs and/or GPCs with LC PBMCs from which the original HSCs and/or GPCs were isolated to obtain a target biomedical cell product containing a line of postgenomically restored multipotent genetically homogeneous autologous HSCs with markers CD34+Lin-, CD38", HLA- DR+, CD45+. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что восстановленные ГСК и/или ГКП, соединенные с ЛК МНК, культивируют в среде, препятствующей дифференцировке, для увеличения их клеточной массы, формирования и созревания их свойств мультипотентности в гемопоэтическом направлении и контролируют эти свойства проточной цитофлориметрией.2. The method according to claim 1, characterized in that the reduced HSCs and/or HCPs, connected to LA MNCs, are cultivated in a medium that prevents differentiation to increase their cell mass, form and mature their properties of multipotency in the hematopoietic direction and control these properties flow cytometry. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае онкологии или нейродегенеративных болезней головного и спинного мозга, а также в случае аутоимунных болезней в качестве неповрежденных заболеванием клеток используют мезенхимальные стромальные стволовые клетки (МССК) с маркерами CD10+, CD13+, CD44+, CD90+ (Thy-1), CD105+, CD34-, CD45- и CD117- и/или мезенхимальные стромальные клетки-предшественники (МСКП) с маркерами CD10+, CD13+, CD44-, CD90+ (Thy-1), CD105+, CD34+, CD45+ и CD117+.3. The method according to claim 1, characterized in that in the case of oncology or neurodegenerative diseases of the brain and spinal cord, as well as in the case of autoimmune diseases, mesenchymal stromal stem cells (MSSCs) with markers CD10+, CD13+, CD44+ are used as cells undamaged by the disease, CD90+ (Thy-1), CD105+, CD34-, CD45- and CD117- and/or mesenchymal stromal progenitor cells (MSPCs) with CD10+, CD13+, CD44-, CD90+ (Thy-1), CD105+, CD34+, CD45+ and CD117+. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае онкологии солидных органов в качестве неповрежденных заболеванием клеток используют нейральные стволовые клетки (НСК) с маркером СD 133+ и/или нейральные клетки-предшественники (НКП) с маркером СD 133+.4. The method according to claim 1, characterized in that in the case of oncology of solid organs, neural stem cells (NSCs) with the CD 133+ marker and/or neural progenitor cells (NPCs) with the CD 133+ marker are used as cells undamaged by the disease. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перепрограммирование посредством химической индукции проводят коктейлем, содержащим низкомолекулярные вещества, выбранные из группы, состоящей из VPA, TD114-2, CHIR, 616452, транилципромина, формсколина, AM580, EPZ004777, CH55 и витамина C (VC).5. The method according to claim 1, characterized in that the reprogramming by chemical induction is carried out with a cocktail containing low molecular weight substances selected from the group consisting of VPA, TD114-2, CHIR, 616452, tranylcypromine, formskolin, AM580, EPZ004777, CH55 and vitamin C(VC). 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что трансплантацию полученных из XEN-подобных клеток кариопластов или целых XEN-подобных клеток в цитопласты ГСК и/или ГКП проводят in vitro путем электропорации или лазерно-оптическим методом.6. The method according to claim 1, characterized in that the transplantation of karyoplasts obtained from XEN-like cells or whole XEN-like cells into HSC and/or HCP cytoplasts is carried out in vitro by electroporation or by a laser-optical method. 7. Биомедицинский клеточный продукт для лечения онкологических, нейродегенеративных, аутоимунных и эндокринных заболеваний, полученный способом по одному из пп. 1-6 и содержащий аутологичный лейкоконцентрат мобилизованных мононуклеаров, обедненный собственными ГСК и/или ГКП в результате их иммуносепарации, с линией генетически однородных аутологичных гемопоэтических клеток с маркерами CD34+Lin–, CD38", HLA-DR+СD45+.7. Biomedical cell product for the treatment of cancer, neurodegenerative, autoimmune and endocrine diseases, obtained by the method according to one of paragraphs. 1-6 and containing an autologous leukoconcentrate of mobilized mononuclear cells, depleted in its own HSCs and/or GPCs as a result of their immunoseparation, with a line of genetically homogeneous autologous hematopoietic cells with markers CD34+Lin–, CD38", HLA-DR+CD45+.
RU2019136154A 2019-11-11 Method for obtaining biomedical cell product for treatment of oncological, neurodegenerative and autoimmune diseases RU2774350C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019136154A RU2774350C2 (en) 2019-11-11 Method for obtaining biomedical cell product for treatment of oncological, neurodegenerative and autoimmune diseases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019136154A RU2774350C2 (en) 2019-11-11 Method for obtaining biomedical cell product for treatment of oncological, neurodegenerative and autoimmune diseases

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019136154A3 RU2019136154A3 (en) 2021-05-11
RU2019136154A RU2019136154A (en) 2021-05-11
RU2774350C2 true RU2774350C2 (en) 2022-06-17

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2647429C1 (en) * 2017-02-06 2018-03-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) Biomedical cell preparation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2647429C1 (en) * 2017-02-06 2018-03-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) Biomedical cell preparation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CICUTTINI F.M., et al "Characterization of CD34+HLA-DR-CD38+ and CD34+HLA-DR-CD38- progenitor cells from human umbilical cord blood", Growth Factors, 1994, 10(2), 127-134; DOI: 10.3109/08977199409010986. История клинической и фундаментальной нейрофизиологии в России: вклад в европейскую нейронауку (под ред. К.А. Пашкова). - М.: МГМСУ, 2016. - 136 с.. ВЕЧКАНОВ Е.М. и др. Основы клеточной инженерии: Учебное пособие. - Ростов-на-Дону, 2012. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mahla Stem cells applications in regenerative medicine and disease therapeutics
KR101012952B1 (en) Post-partum mammalian placenta, its use and placental stem cells therefrom
AU2011249406B2 (en) Stem cell bank for personalized medicine
Deng et al. Urine-derived stem cells facilitate endogenous spermatogenesis restoration of busulfan-induced nonobstructive azoospermic mice by paracrine exosomes
US20090170059A1 (en) Methods for Preparing Cord Matrix Stem Cells (CMSC) for Long Term Storage and for Preparing a Segment of umbilical cord for cryopreservation
KR20080056302A (en) Production of oligodendrocytes from placenta-derived stem cells
MXPA03007175A (en) Post-partum mammalian placenta, its use and placental stem cells therefrom.
JP2009533059A5 (en)
KR20200084916A (en) Generating pluripotent cells de novo
KR20050109941A (en) Methods of using adipose tissue-derived cells in the treatment of cardiovascular conditions
CN104755609B (en) For the method and composition for preventing stem cell from crushing and assembling
BR102014006335A2 (en) multifunctional immature dental pulp stem cells and therapeutic applications
KR101520536B1 (en) Differentiation method from tonsil-derived mesenchymal stem cells to hepatocytes and cell therapy composition comprising tonsil-derived mesenchymal stem cells for treatment of hepatopathy
US20090016997A1 (en) Autologous/allogeneic human DNA grafting, anti-and reverse aging stem cell, and bone marrow compositions/methods
Imran et al. Regenerative medicine therapy in Malaysia: an update
RU2774350C2 (en) Method for obtaining biomedical cell product for treatment of oncological, neurodegenerative and autoimmune diseases
US20080102063A1 (en) Methods and compositions for stem cell therapies
WO2018051340A1 (en) A process for retrieval of matrix dependent mesenchymal stromal cells from tissue
KR102233568B1 (en) Method for Improved Cell Viability of Mesenchymal Stem Cells Infected Oncolytic-Virus
RU2160112C1 (en) Method for producing cellular transplant from fetus tissues
Fergany Faculty of Biotechnology Research Project RS400 (Pre-Cryopreservation Umbilical Cord Blood quality: The significance of Gestational age and
Oliveira et al. Stem Cell Diversity and Applications in Therapy
DANIEL HUMAN WHARTON'S JELLY STEM CELLS AND/OR ITS EXTRACT FOR THE MANAGEMENT OF HEMATOLOGICAL MALIGNANCIES AND BLOOD DISORDERS
Rojphaisarn Isolation and characterization of mesenchymal stem cells from umbilical cord, placenta and amnion