پیش سازهای ریوی مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی و سلول های اپی تلیالی آلوئولار، آسیب ریوی ناشی از هایپراکسی را کاهش می دهند
تاریخ انتشار: جمعه 19 آبان 1396
| امتیاز:
اهداف و پیشینه:
دیسپلازی برونکوپولمونری(BPD)، یک بیماری ریوی مزمن است که بوسیله رشد ریوی مختل شده مشخص می شود و شایع ترین مشکل مربوط به نوزادان زود رس می باشد. دیسپلازی برونکوپولمونری در مراحل بعدی زندگی منجر به بیماری های ریوی دائمی می شود. سلول های اپی تلیال آلوئولی نوع دو(AEC2s)، مجموعه ای هستند که سلول های پیش ساز دیستال ریوی(LPCs) را تولید می کنند و منجر به پیشبرد رشد و ترمیم طبیعی ریه ها می شوند. سلول های AEC2 ممکن است در آسیب ریوی دائم در دیسپلازی برونکوپولمونری نقش داشته باشند. ما تصور می کنند که AEC2 های مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs) آسیب ریوی را در دیسپلازی برونکوپولمونری ناشی از اکسیژن در آزمایشگاه مهار می کند.
روش ها:
سلول های AEC موشی(mAECs)، miPSCs/ سلول های بنیادی جنینی موشی، سلول های استرومایی مزانشیمی بند ناف انسانی(hUCMSCs)، iPSCهای انسانی، LPCهای مشتق از hiPSCو AECهای مشتق از hiPSC به صورت درون نایژه ای به نوزادهای موش قرار گرفته در معرض هیپوکسی منتقل شدند. سلول های با رنگ فلورسنس قرمز برای ردیابی درون تنی از پیش نشان دار شدند.
نتایج:
انتقال از طریق مجاری هوایی mAECهای اولیه و سلول های پرتوان موشی تمایز نیافته اختلال ناشی از هایپراکسی در عملکرد ریوی و رشد آلوئولی موش های نوزاد را مهار کردند. مشابه با hUCMSCدرمانی، hiPSCهای تمایز نیافته نیز عملکرد ریوی و رشد آلوئولی را در نوزادان موش NOD/SCID قرار گرفته در معرض هایپراکسی حفظ کرد. ارزیابی طولانی مدت استفاده از hiPSC تشکیل تراتومای موضعی و نفوذ سلول ها به اندام های مختلف را نشان داد. برای ایجاد یک سلول درمانی مناسب برای بالین، ما یک روش بسیار موثر را برای تمایز hiPSCها به جمعیت یکدست از AEC2ها استفاده کردیم. انتقال AEC2های مشتق از hiPSCها و LPCهای مشتق از hiPSC به درون مجاری هوایی، عملکرد و ساختار ریوی را بهبود بخشید و منجر به پیوند دائمی این سلول ها بدون هر گونه شواهدی از تشکیل تومور شد.
جمع بندی:
به نظر می رسد که درمان با AEC2های مشتق از hiPSCها در این مدل موثر و بی خطر بوده و تحقیق بیشتر برای استفاده از آن ها به عنوان یک گزینه درمانی برای دیسپلازی برونکوپولمونری و سایر بیاری های ناشی از آسیب AECها را تضمین می کند.
Cytotherapy. 2017 Oct 20. pii: S1465-3249(17)30702-8. doi: 10.1016/j.jcyt.2017.09.003. [Epub ahead of print]
Human induced pluripotent stem cell-derived lung progenitor and alveolar epithelial cells attenuate hyperoxia-induced lung injury.
Shafa M1, Ionescu LI2, Vadivel A3, Collins JJP4, Xu L5, Zhong S5, Kang M5, de Caen G5, Daneshmand M6, Shi J2, Fu KZ2, Qi A2, Wang Y5, Ellis J7, Stanford WL8, Thébaud B9.
Abstract
BACKGROUND AIMS:
Bronchopulmonary dysplasia (BPD), a chronic lung disease characterized by disrupted lung growth, is the most common complication in extreme premature infants. BPD leads to persistent pulmonary disease later in life. Alveolar epithelial type 2 cells (AEC2s), a subset of which represent distal lung progenitor cells (LPCs), promote normal lung growth and repair. AEC2 depletion may contribute to persistent lung injury in BPD. We hypothesized that induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived AECs prevent lung damage in experimental oxygen-induced BPD.
METHODS:
Mouse AECs (mAECs), miPSCs/mouse embryonic stem sells, human umbilical cord mesenchymal stromal cells (hUCMSCs), human (h)iPSCs, hiPSC-derived LPCs and hiPSC-derived AECs were delivered intratracheally to hyperoxia-exposed newborn mice. Cells were pre-labeled with a red fluorescent dye for in vivo tracking.
RESULTS:
Airway delivery of primary mAECs and undifferentiated murine pluripotent cells prevented hyperoxia-induced impairment in lung function and alveolar growth in neonatal mice. Similar to hUCMSC therapy, undifferentiated hiPSCs also preserved lung function and alveolar growth in hyperoxia-exposed neonatal NOD/SCID mice. Long-term assessment of hiPSC administration revealed local teratoma formation and cellular infiltration in various organs. To develop a clinically relevant cell therapy, we used a highly efficient method to differentiate hiPSCs into a homogenous population of AEC2s. Airway delivery of hiPSC-derived AEC2s and hiPSC-derived LPCs, improved lung function and structure and resulted in long-term engraftment without evidence of tumor formation.
CONCLUSIONS:
hiPSC-derived AEC2 therapy appears effective and safe in this model and warrants further exploration as a therapeutic option for BPD and other lung diseases characterized by AEC injury.
PMID: 29056548