В работе показано, что пифитрин α (ПФТα), один из первых низкомолекулярных модификаторов активности опухолевого супрессора р53, увеличивает выживаемость гемопоэтических клоногенных клеток (по критерию образования эндогенных селезеночных колоний - КОЕ-С8) в облученных животных. Эффект проявлялся при введении препарата как до, так и после облучения. Число КОЕ-С8 возрастало также под действием двух аналогов ПФТα из класса производных 2-амино-4,5,6,7-тетрагидробензотиазола, родительского соединения - 2-АТБТ (2-амино-4,5,6,7-тетрагидробензотиазол), из которого синтезируется ПФТα, и продукта его внутримолекулярной циклизации в физиологических условиях цикло-ПФТ (2-(4-метилфенил)имидазо[2,1,-b]-5,6,7,8-тетрагидробензотиазол). Как ранее нами было установлено, многие низкомолекулярные соединения, увеличивающие число КОЕ-С8, в частности из класса производных изо-тиомочевины, проявляют NO-ингибирующую активность. Подобная активность была также определена у 2-АТБТ и цикло-ПФТ с помощью метода ЭПР-спектроскопии спиновой ловушки NO. Эти соединения ин-гибировали продукцию оксида азота in vivo более чем в 2 раза. Таким образом выявлено, что ПФТα и его структурные аналоги стимулируют выживаемость клоногенных гемопоэтических клеток in vivo, а в механизме этого эффекта определенную роль может играть NO.
The thanatogenetic mechanisms of stem cells (SC) of rapidly renewing system of intestinal epithelium still remain unclear. On the one hand, they are definitely involved into basic mechanisms of carcinogenesis in the gastrointestinal tract, because dysregulation of programs responsible for elimination of "unwanted" mutant cells (which are normally under immune and own intrinsic control) is one of the reasons of neoplastic expansion. On the other hand, elucidation and characterization of the regulatory machinery controlling SC survival are interrelated with problems of clinical medicine, including the increase of therapeutic efficiency of treatment of inflammatory and ulcer lesions of the gut, traumatic and surgical wounds, as well as restriction of side effects in normal tissues induced by application of intensive methods chemo- and radiotherapy of cancer. The latter is especially important for treatment of blood diseases and tumors of peritoneal cavity organs mainly due to bone marrow and intestinal epithelium damage. (These tissues are the most sensitive to these treatments.) The review considers data on exogenous and genetic modifiers of SC survival, and also the basic principles of mechanisms involved into renewal and regeneration of SC and the effects of microbiota on these processes.
Till now the thanatological mechanisms that regulated the proliferation and the clearance of the stem cells (SC) in fast renewal systems of organism--intestinal epithelium remain insufficiently investigated as in haematopoietic system too. The relevance of such researches is supported by an essential role of these mechanisms in pathogenesis of widely widespread inflammatory and hyperproliferative diseases. In particular inhibition/disregulation of elimination for the "undesirable", mutant cells leaving from under immune and own control is one of the reasons for neoplastic cell expansion. In this review were summarized data about some mechanisms determining SC-destruction in animals treated by ionizing radiation or antineoplastic preparations, and also treated by modifiers of SC-radiosensitivity.
The study undertaken 3 years ago examined the effect of systemic transplantation of autologous mesenchymal stem cells (MSC) in the complex therapy of 27 patients with pulmonary tuberculosis, including 15 patients with multidrug-resistant pulmonary tuberculosis and 12 with extensive drug resistance of Mycobacterium tuberculosis. All the patients were bacteria-discharging persons with disseminated destructive processes in lung tissue, most (n=17) of them had chronic fibrocavernous tuberculosis. In all the patients, previous long specific antituberculous treatment was ineffective or inadequately effective. After systemic MSC transplantation, 16 patients were followed up for 1.5-2 years or more and the remaining 11 patients for at least 6 months. After MSC administration, a positive clinical effect was observed in all 27 cases; bacterial discharge stopped in 20 patients after 3-4 months; resolution of sustained lung tissue cavities further occurred in 11 patients. At present, a persistent remission of a tuberculous process may be stated in 9 of the 16 patients in whom MSCs were transplanted 1.5-2 years, significant positive bacteriological and morphological changes are observed in 6 patients. Thus, inclusion of transplantation of the autologous MSCs propagated in the culture into a course of antituberculous therapy may be a promising procedure for enhancing the efficiency of therapy in patients with resistant forms of pulmonary tuberculosis.
Доктор биологических наук Анатолий КОНОПЛЯННИКОВ, доктор медицинских наук Михаил КАПЛАН, академик РАМН Анатолий ЦЫБ, Медицинский радиологический научный центр РАМН (город Обнинск Калужской области) ... Одним из перспективных путей внедрения в лечебную практику достижений фундаментальных исследований в области молекулярной и клеточной биологии ныне считается трансплантация стволовых клеток взрослого организма для замещения поврежденных и изношенных клеток и на этой основе запуск процессов восстановления в жизненно важных органах и тканях. Новое направление получило название регенеративная медицина. ... ПРИОРИТЕТ ОТКРЫТИЯ ... Быстрое развитие регенеративной медицины во многом обусловлено тем, что страны с развитым научным потенциалом, прежде всего США и Великобритания, по завершении в 2001 г. международной программы Геном человека включились в реализацию нового проекта - Стволовая клетка. В нашей стране поиск в этой области ведется в рамках утвержденной в мае 2002 г. отраслевой программы Новые клеточные технологии - медицине. Хотя, к сожалению, она не подкреплена реальным финансированием, отечественные специалисты за прошедшие годы не стояли на месте - исследования стволовых клеток продолжались*. ... В международном научном сообществе сложились определенные представления о механизмах реализации их лечебного эффекта. Стало понятно: применение в клинике так называемых эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) - дело отдаленное, требующее детального изучения того, как они дифференцируются, т.е. способов превращения в определенные клеточные линии. Настораживает и то, что при их трансплантации в организм высок риск инициации роста опухолей. Поэтому до решения перечисленных проблем перспективным считают применение стволовых клеток взрослого организма. Они происходят из ЭСК, но в период развития эмбриона прошли необходимое инструктирование, и в конечном счете являются исходными элементами поддержания деятельности систем клеточного обновления и главными инициаторами регенерации тканей и органов, чье восстановление во взрослом ор- ... * См.: В. Ярыгин и др. Всемогущие клетки. - Наука в России, 2004, N 1; С. Попов. Медицина завтрашнего дня рождается сегодня. - Наука в России, 2005, N 3; М. Пальцев и др. От молекул болезни до молекул здоровья. - Наука в России, 2006, N 1 (прим. ред.). ... ганизме практически прекратилось. Особое место занимают в этом ряду мезенхимальные (стромальные) стволовые клетки (МСК) - они обладают рядом уникальных свойств, отличающих их от других аналогов, присутствующих в организме взрослого человека. ... МСК были открыты почти 40 лет назад в лаборатории члена-корреспондента РАМН Александра Фриденштейна (Институт эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. Гамалеи). Он и его ученики нашли их в популяции клеток костного мозга лабораторных животных и выделили по способности формировать на поверхности культурального сосуда колонии фибробластов (клеточной формы соединительной ткани). Поскольку открытие было сделано в то время, когда интенсивно начали изучать гемопоэтические (кроветворные) стволовые клетки* - их также тестировали по способности формировать колонии в клеточной культуре in vitro и в некоторых кроветворных органах in vivo, то по аналогии ранее неизвестные клетки-предшественники назвали КОЕ-Ф (колониеобразующие единицы фибробластов). ... Сам Фриденштейн первоначально считал их формирующими гемопоэтическое микроокружение, а ... * В 1969 г. Рэм Петров (академик с 1984 г.) и Лия Сеславина (впоследствии доктор медицинских наук), исследуя взаимодействие лимфоцитов с кроветворными стволовыми клетками, открыли, что в результате его аллогенные клетки инактивируются, а сингенные изменяют направление своей дифференцировки. Иными словами, был найден путь и выяснена возможность направлять развитие стволовых клеток (взрослых) (прим. ред.). ... также обеспечивающими кроветворные клетки необходимыми цитокинами (сигнальными белковыми молекулами) и ростовыми факторами. Позднее в его лаборатории установили: в условиях in vitro и in vivo КОЕ-Ф способны к остеогенной (костной) и хондрогенной (хрящевой) дифференцировке, т.е. была продемонстрирована их полипотентность - многообразие будущих форм. В дальнейшем, когда культурами КОЕ-Ф занялись во многих странах и они получили название мезенхимальных стволовых клеток, обнаружилась их высокая пластичность - способность дифференцироваться в клетки разных типов тканей взрослого организма, включая жировую, мышечную (в том числе кардиомиоциты - клетки сердечной мышцы), нервную, сосудистого эндотелия* и т.д. ... Затем выяснили, что МСК содержатся не только в костном мозге, но и в пуповинной крови, жировой ткани, а по последним представлениям, пока не принятым окончательно большинством исследователей, они присутствуют практически во всех тканях в составе популяций перицитов (клеток, расположенных вдоль стенок капилляров). Фриденштейн полагал: в отличие от гемопоэтических стволовых клеток КОЕ-Ф не способны к циркуляции в крови.
Systemic transplantation of mesenchymal stem cells (MSC) is known to promote reparative process in a number of tissue damage as well as lung tissue one. It provided the basis for our study which was aimed to the effect of systemic transplantation of autologous MSC (intravenous transfusion) in complex therapy of patients with resistant pulmonary tuberculosis. Started three years ago, 27 tuberculous patients are being under our observation now; 15 patients were classified as having multidrug resistance, 12 cases as being X-drug resistant. Bacterioexcretion and substantial pulmonary cavitation were observed in every patient, most of them (n=17) having chronic tuberculosis of 13 months to 5 years duration, the rest 10 patients diagnosed 6 to 12 months before including them to the study. All these patients had previously been undertreated or unsuccessfully treated, with one patient having one lung removed. Undergone systemic transplantation of 150-200 million of cultured MSCs derived from autlogous bone marrow the patients continued conservative therapy started before. 16 patients have been under observation for 1.5 -2 years and longer after transplantation, the rest 11 patients observed not less than 6 months. MSCintroduction gave positive clinical effects in all 27 cases: somatic status improvement, dyspnoea reduction, relieving of weakness and indisposition, putting on weight (24 cases). 3-4 months after transplantation bacterioexcretion was noticed to stop in 20 patients, in 11 patients long-termed cavities healed later. At present 9 of 16 patients who had MSC transplantation 1.5-2 years ago can be stated to have stable remission of tuberculosis, 6 patients of this group demonstrate significant positive bacteriological and morphological dynamics. Only in one of 16 cases MSC transplantation resulted in short clinical improvement. Thus, MSC transplantation as a part of antitubercular therapy can be perspective in enhancing treatment of patients with drug-resistant tuberculosis.
In this work the attempt to estimate a nitric oxide (NO*) role in regulation of the number of pool haemopoietic stem cells at the irradiated mice was made. With this purpose the number of new compounds from dihydrothiazine-thiazoline line was synthesized, their NO-inhibiting activity was investigated in vivo by the method of ESR-spectroscopy of spin trap and their influence on an output endogenous spleen colonies (CFU-S-8) after the total sublethal y-irradiation of mice in a doze of 6 Gy was also investigated. Was shown, that the tested compounds reduced the contents of NO* in a liver tissue of mice which have received an injection of nitric oxide synthesis inductor - lipopolysaccharide, and also increased an output CFU-S-8 forming endogenous colonies in the spleen of the irradiated mice. Received data testify to perceptivity of search radioprotective agents among NO* synthesis inhibitors.
: In this article is presented the result of the experiments on mice-hybrids F1(CBA x C57B1/6), which indicates the presence of the reaction of "ischemia/reperfusion" for stem cells of two "critical" cell renewal systems of organism (bone marrow and intestinal epithelium) during the irradiation under the conditions of hypoxic radioprotector application. The additional injection of the source of nitric oxide radicals-sodum nitroprusside (SNT) to the mice right after the irradiation under the conditions of hypoxic protection by serotonin, resulted the substantial increase of the survival rate of hematopoietic stem cells (registered by the methods of endogenous and exogenous colony forming in spleen) and stem cells of intestinal epithelium (registered by the method of intestinal "microcolonies"). The similar radioprotective effect was also registered during the test of survival rate of mice under tests of "bone marrow" and "intestinal" forms of radiation lethality that is evidence of the importance of the realization of phenomenon "ischemia/reperfusion" in the reaction of whole organism on the acute radiation injury. As SNP weakens the manifestation apoptosis and necrosis through competition with active forms of oxygen (AFO) during the period of "reperfusion" on basis of the found out phenomenon experimental model for studying mechanisms of stem cells damage in vivo induced by AFO and for the search of the modifiers weakening or strengthening such damage can be developed.
Collecting experimental data testify that cellular necrosis is the same component of "unwanted" cell system elimination in a metaphyte, as well as apoptosis. The essential role of the last in definition of rates of ageing is expressed, in particular, in secretion by phagocytes of the factors overwhelming inflammatory reactions which are rather characteristic for such illnesses as an atherosclerosis, a diabetes and others. Apparently, infringement of balance between necrotic and apoptotic forms "unwanted" cell elimination from an organism can be the important factor of ageing and the reason of reduction of life expectancy as a result of supression of renewal processes in an organism, occurrence and weights of development of some senile illness.
The effect of radioprotectors of different structure on the syntheses of nitric oxide induced by endotoxin in mice was studied. Using ESR-spectroscopy and spin trap techniques, it was shown that compounds of different chemical structure, such as aminothiols, isothiuronium derivatives, thiazolines, indolylalkylamines and others, suppressed the nitric oxide production in a whole body. The analysis of the relevant literature has confirmed the phenomenon described by the authors: radioprotectors show NO-inhibiting activity.