انتقال هدفمند نانو وزیکول های مشتق از سلول های بنیادی مزانشیمی برای درمان آسیب طناب نخاعی
تاریخ انتشار: چهارشنبه 04 تیر 1399
| امتیاز:
به دلیل مباحث ایمنی و ایمپلنت شدن ضعیف سلول های بنیادی مزانشیمی، اگزوزوم های مشتق از سلول های بنیادی مزانشیمی به عنوان یک درمان قابل توجه برای آسیب طناب نخاعی(SCI) در نظر گرفته شده اند. با این حال، بهره وری ناکافی اگزوزوم ها، پتانسیل درمانی آن ها برای کاربرد بالینی را محدود می کند. علاوه بر این، توانایی پایین هدفمند بودن اگزوزوم های تعدیل نشده، یک مانع حیاتی برای کاربرد بیشتر آن ها به عنوان عامل درمانی است. در مطالعه حاضر، ما نانو وزیکول های مقلد اگزوزومی ادغام شده با غشا ماکروفاژی(MF-NVs) را از سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از خون بند ناف ادغام شده با غشای ماکروفاژی(MF-MSCs) تولید کردیم و پتانسیل درمانی آن ها را در یک مدل آسیب طناب نخاعی موشی متناسب با بالین(مدل آسیب کنترل شده ایجاد شده با فشار مکانیکی) ثابت کردیم. MF-NVs حاوی مقادیر زیادتری از مولکول های هدف قرار دهنده ایسکمی در مقایسه با نانو وزیکول های مشتق از سلول های بنیادی مزانشیمی طبیعی (N-NVs) هستند. هدف قرار دادن مولکول ها در MF-NVs، که از غشاهای ماکروفاژی مشتق می شوند، تجمع MF-NVs در طناب نخاعی آسیب دیده را بعد از تزریق درون تنی سیستمیک افزایش دادند. تجمع افزایش یافته MF-NVs آپوپتوز و التهاب را کاهش داد، از دست رفتن آکسون ها را مهار کرد، تشکیل عروق خونی را تقویت کرد، فیبروز را کاهش داد و نتیجتا عملکرد طناب نخاعی را بهبود بخشید. به طور مصنوعی، ما نانووزیکول های مقلد اگزوزومی پتانسیل دار شده برای کارایی هدفمند را تولید کردیم و امکان استفاده از آن ها در بالین برای آسیب طناب نخاعی را نشان دادیم.
Int J Mol Sci . 2020 Jun 11;21(11):E4185. doi: 10.3390/ijms21114185.
Targeted Delivery of Mesenchymal Stem Cell-Derived Nanovesicles for Spinal Cord Injury Treatment
Ju-Ro Lee 1 , Jae Won Kyung 2 , Hemant Kumar 3 , Sung Pil Kwon 1 , Seuk Young Song 1 , In-Bo Han 2 , Byung-Soo Kim 1 4 5
Abstract
Due to the safety issues and poor engraftment of mesenchymal stem cell (MSC) implantation, MSC-derived exosomes have been spotlighted as an alternative therapy for spinal cord injury (SCI). However, insufficient productivity of exosomes limits their therapeutic potential for clinical application. Moreover, low targeting ability of unmodified exosomes is a critical obstacle for their further applications as a therapeutic agent. In the present study, we fabricated macrophage membrane-fused exosome-mimetic nanovesicles (MF-NVs) from macrophage membrane-fused umbilical cord blood-derived MSCs (MF-MSCs) and confirmed their therapeutic potential in a clinically relevant mouse SCI model (controlled mechanical compression injury model). MF-NVs contained larger quantity of ischemic region-targeting molecules compared to normal MSC-derived nanovesicles (N-NVs). The targeting molecules in MF-NVs, which were derived from macrophage membranes, increased the accumulation of MF-NVs in the injured spinal cord after the in vivo systemic injection. Increased accumulation of MF-NVs attenuated apoptosis and inflammation, prevented axonal loss, enhanced blood vessel formation, decreased fibrosis, and consequently, improved spinal cord function. Synthetically, we developed targeting efficiency-potentiated exosome-mimetic nanovesicles and present their possibility of clinical application for SCI.
PMID: 32545361