Когда мелатонин, гормон, выделяемый шишковидной железой, использовался в качестве предварительной обработки мезенхимальных стволовых клеток (МСК) перед их трансплантацией в мозг лабораторных животных для восстановления повреждений, нанесенных инсультом, китайские исследователи обнаружили, что стволовые клетки выживают. дольше после трансплантации. Предыдущие исследования показали, что 80 процентов трансплантированных МСК умерли в течение 72 часов после трансплантации. Напротив, предварительная обработка мелатонином “значительно увеличила” выживаемость клеток, говорят исследователи.
Исследование появилось как ранняя электронная публикация для журнала Cell Transplantation.
Шишковидная железа – это небольшая эндокринная железа, расположенная в центре мозга, но за пределами гематоэнцефалического барьера. Вырабатываемый им мелатонин действует как сигнал и является частью системы, регулирующей цикл сна и бодрствования, вызывая химическую сонливость и понижая температуру тела. Мелатонин также известен как мощный антиоксидант и используется в клинических условиях для лечения нарушений сна.
В этом исследовании исследователи использовали предварительную обработку мелатонином МСК, взятых у лабораторных животных, у которых было химически смоделировано ишемическое повреждение головного мозга (инсульт). Предыдущие исследования показали, что МСК «экспрессируют» рецепторы мелатонина M1 и M2.
«Мезенхимальные клетки могут быть получены от самодоноров (аутологичных) без этических проблем», – сказал соавтор исследования д-р. Го-Юань Ян из Исследовательского центра нейробиологии и нейроинженерии Шанхайского университета Цзяо Тонг в Шанхае, Китай. “Исследования показали, что МСК дифференцируются в различные клетки и могут после трансплантации улучшать функциональное восстановление после ишемического повреждения головного мозга. В этом исследовании мы использовали лабораторных крыс, химически смоделированных с инсультом, и попытались определить, будет ли предварительная обработка мелатонином способствовать выживанию клеток.”
Исследователи трансплантировали предварительно обработанные МСК одной группе крыс с повреждением головного мозга, а также использовали контрольную группу животных, которым вводили МСК, которые не были предварительно обработаны мелатонином.
Результаты исследования продемонстрировали, что предварительно обработанные мелатонином МСК обладают «повышенной выживаемостью при окислительной стимуляции за счет активации пути Erk1 / 2» (внеклеточные киназы, регулируемые сигналом), цепи белков в клетке, которая передает сигнал от рецептора на поверхности клетки к ДНК в ядре клетки.
«Наше исследование продемонстрировало повышенную выживаемость трансплантированных МСК и показало, что предварительно обработанные МСК уменьшали объем инфаркта и улучшали нейроповеденческие исходы в течение как минимум 14 дней», – сказал доктор. Ян.
Исследователи отметили, что влияние предварительного лечения мелатонином не было дифференцировкой МСК, и что развитие зрелых клеток мозга не было важным фактором в благоприятных эффектах, полученных от трансплантации необработанных или предварительно обработанных клеток. Они предположили, что трансплантация МСК, предварительно обработанных мелатонином, может иметь положительное влияние на секрецию фактора роста эндотелия сосудов (VEGF). VEGF – это сигнальный белок, вырабатываемый клетками, которые стимулируют рост сосудов и кровеносных сосудов, что может помочь восстановить снабжение тканей кислородом при недостаточном кровообращении.
«Наше исследование показало, что предварительная обработка мелатонином способствовала выживанию МСК в лабораторных условиях и увеличивала терапевтическую эффективность МСК в головном мозге крыс. Защитный эффект мелатонина достигается за счет активации пути Erk1 / 2 », – заключили они. «Эта стратегия предварительной обработки стволовых клеток может представлять собой безопасный подход к улучшению положительных эффектов терапии стволовыми клетками при церебральной ишемии.”
«Важно определить факторы, которые могут повлиять на выживаемость стволовых клеток после их потенциального терапевтического использования при различных неврологических расстройствах», – сказал д-р. Шинн-Зонг Линь, профессор нейрохирургии и суперинтендант больницы Китайского медицинского университета, Бейган, Тайвань. «Это исследование предполагает, что предварительная обработка мелатонином может быть фактором, и его роль следует дополнительно изучить на других моделях болезни и других типах клеток».