ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ ЕКЗОМЕТАБОЛІТІВ МЕЗЕНХІМАЛЬНИХ СТОВБУРОВИХ КЛІТИН ЯК ПРОТИМІКРОБНИХ ЗАСОБІВ

Abstract

У статті розглянуто вплив живих мезенхімальних стовбурових клітин (МСК) та секретованих ними біологічно активних речовин (екзометаболіти, або секретом) на бактеріальні клітини та їх колонії, а також на імунокомпетентні клітини організму хазяїна. Вивчення ефекту живих МСК на бактеріальні клітини доцільно проводити в умовах in vitro у системах співкультивування або співінкубування. Подібні системи дозволили встановити, що за умови взаємодії клітини бактерій гірше прикріплюються та ростуть, а МСК посилюють експресію білків головного комплексу гістосумісності II класу та костимулюючих факторів, цитокінів та ростових факторів. Також було з'ясовано, що МСК здатні накопичувати антибіотики та вивільняти їх під час контакту з мікробними клітинами. Трикомпонентна система "МСК-мікроб-хазяїн" моделюється ex vivo та in vivo. Найбільш поширеною моделлю ex vivo, що використовується для вивчення протимікробної та супутніх активностей МСК є пневмонія перфузованої легені людини. Вона дозволяє відтворити баланс рідини в органі, запальний процес та бактеріальний кліренс. Було продемонстровано покращення перелічених показників під дією МСК, вірогідно, опосередковане через ростовий фактор кератиноцитів. Схожу динаміку інфекційного процесу можна спостерігати у моделях in vivo, на яких з використанням РНК-інтерференції було встановлено, що зниження концентрації медіаторів запалення вірогідно викликано секрецією МСК бета-дефензину-2, що активує сигнальний шлях пов'язаний з Toll-подібним рецептором 4 типу (TLR-4). Хоча живі МСК можуть виявляти більшу протимікробну активність порівняно з їх екзометаболітами, це може бути пов’язано більшою мірою зі змінами у патерні експресії біологічно активних речовин, ніж з контактними механізмами. Вивчення ефектів екзометаболітів МСК виявило як безпосереднє інгібування росту бактерій, так і пригнічення сигналінгу системи "відчуття кворуму" та формування біоплівки. Ключовим елементом протимікробної активності секретому МСК є пептид LL-37, експресію якого можна посилити за допомогою 1,25-дигідроксивітаміну D3. Однак, спектр протимікробних пептидів та/або інших молекул у складі секретому МСК, вірогідно, значно ширший та потребує докладного вивчення. Крім того, екзометаболіти МСК здатні модулювати роботу, проліферацію та апоптоз імунокомпетентних клітин. Описані властивості екзометаболітів МСК роблять перспективною розробку протимікробних засобів на їх основі.