همکاری فیبروبلاست و سلولهای بنیادی مزانشیمی مغز استخوان برای بهبود پیوند گزنو جزائر  پانکراس  رت تا موش

تجارب بالینی و تجربی، نیاز به بررسی برخی جنبه های پیوند جزائر پانکراس ، به خصوص توجه به محل پیوند و کنترل پاسخ ایمنی را برجسته می کند. فضای زیر جلدی می تواند جایگزین خوبی برای کبد باشد، اما عروق پراکنده آن محدودیت اصلی آن می باشد. القای تحمل پذیری پیوند با استفاده از سلول هایی با خواص تنظیم کنندگی سیستم ایمنی ، یک روش امیدبخش برای جلوگیری از رد پیوند است. هم فیبروبلاست و هم سلولهای بنیادی مزانشیمی (MSC) خواص رگ زایی و تعدیل کنندگی سیستم ایمنی را نشان داده اند. پیوند جزایر به فضای زیر جلدی با استفاده از پلاسما به عنوان داربست  همراه با فیبروبلاست و یا سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان می تواند یک استراتژی امیدوار کننده برای رسیدن به پیوند عملکردی جزائر کبدی ، بدون استفاده از داروهای سرکوب کننده سیستم ایمنی می باشد. جزایر گزنو رت، فیبروبلاست های اتولوگ ویا سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان آلوژن با پلاسما مخلوط شده و برای تشکیل داربستی پلاسمایی حاوی جزایر (PSI) منعقد شدند که به صورت زیر جلدی به هر دو نوع رت دیابتی با ضعف سیستم ایمنی و سیستم ایمنی سالم پیوند شدند. در موش های دیابتی با ضعف سیستم ایمنی، خود PSI اجازه بازگشت قند خون را به طور موقت داده، اما حضور سلول های رگ زایی کننده (فیبروبلاست ها یا BM-MSC) در PSI برای بهبود عروق زایی مجدد پیوند و بنابراین حفظ  مداوم قند خون نرمال لازم بود. در موش های دیابتی با سیستم ایمنی سالم، تنها PSI شامل BM-MSC و نه فیبروبلاست ، قند خون را به مدت یک هفته بعد از پیوند به حالت نرمال درآورد. جالب توجه این است، هنگامی که PSI شامل هر دونوع سلول فیبروبلاست و مزانشیم بود، مدت نرمال شدن قند خون  افزایش 4 برابری را همراه با پاسخ شبه فیزیولوژیکی در آزمون عملکردی نشان داد. بافت شناسی موش های با سیستم ایمنی سالم، تضعیفی را در پاسخ ایمنی در پیوندهای حاوی BM-MSC نشان داد که با پیوند همزمان فیبروبلاست  ها بهبود یافته بود،چرا که آنها سبب افزایش بقای BM-MSC می شوند. به طور خلاصه، فیبروبلاست ها  و سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان خواص رگزایی مشابهی را در این مدل پیوند گزنوجزائر نشان دادند، در حالی که تنها سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان دارای یک اثرتعدیل کنندگی سیستم ایمنی بوده که با حضور فیبروبلاست ها بهبود یافت. این نتایج نشان می دهد که همکاری انواع سلول های مختلف با جزایر برای رسیدن به یک پیوند عملکردی طولانی مدت مورد نیاز خواهد بود.  

PLoS One. 2013 Aug 29;8(8):e73526. doi: 10.1371/journal.pone.0073526.

Cooperation by Fibroblasts and Bone Marrow-Mesenchymal Stem Cells to Improve Pancreatic Rat-to-Mouse Islet Xenotransplantation.

Perez-Basterrechea M, Obaya AJ, Meana A, Otero J, Esteban MM.

Source

Transplants, Cell therapy and Regenerative Medicine Unit, Hospital Universitario Central de Asturias, Oviedo, Spain ; Department of Functional Biology, Universidad de Oviedo, Oviedo, Spain.

Abstract

Experimental and clinical experiences highlight the need to review some aspects of islet transplantation, especially with regard to site of grafting and control of the immune response. The subcutaneous space could be a good alternative to liver but its sparse vasculature is its main limitation. Induction of graft tolerance by using cells with immune regulatory properties is a promising approach to avoid graft rejection. Both Fibroblasts and Mesenchymal Stem Cells (MSCs) have shown pro-angiogenic and immunomodulatory properties. Transplantation of islets into the subcutaneous space using plasma as scaffold and supplemented with fibroblasts and/or Bone Marrow-MSCs could be a promising strategy to achieve a functional extra-hepatic islet graft, without using immunosuppressive drugs. Xenogenic rat islets, autologous fibroblasts and/or allogenic BM-MSCs, were mixed with plasma, and coagulation was induced to constitute a Plasma-based Scaffold containing Islets (PSI), which was transplanted subcutaneously both in immunodeficient and immunocompetent diabetic mice. In immunodeficient diabetic mice, PSI itself allowed hyperglycemia reversion temporarily, but the presence of pro-angiogenic cells (fibroblasts or BM-MSCs) within PSI was necessary to improve graft re-vascularization and, thus, consistently maintain normoglycemia. In immunocompetent diabetic mice, only PSI containing BM-MSCs, but not those containing fibroblasts, normalized glycemia lasting up to one week after transplantation. Interestingly, when PSI contained both fibroblasts and BM-MSCs, the normoglycemia period showed an increase of 4-times with a physiological-like response in functional tests. Histology of immunocompetent mice showed an attenuation of the immune response in those grafts with BM-MSCs, which was improved by co-transplantation with fibroblasts, since they increased BM-MSC survival. In summary, fibroblasts and BM-MSCs showed similar pro-angiogenic properties in this model of islet xenotransplantation, whereas only BM-MSCs exerted an immunomodulatory effect, which was improved by the presence of fibroblasts. These results suggest that cooperation of different cell types with islets will be required to achieve a long-term functional graft.

PMID: 24009755