Введение к работе
Актуальность исследования. Мультиформная глиобластома человека
(Glioblastoma multiforme (GBM)) – наиболее инвазивная низкодифференцированная глиальная опухоль, характеризующаяся быстрым ростом и практически 100%-ным рецидивированием после хирургического удаления. Все методы комбинированной терапии, существующие на сегодняшний день (хирургическая резекция, химиотерапия, радиотерапия), оказываются малоэффективными, поскольку почти не влияют на опухолевые микроочаги, активно инвазирующие нервную ткань (Sathornsumetee S. и др., 2008; Wen P.Y. и др., 2008). Медиана выживаемости пациентов с GBM составляет, в среднем, 14 месяцев с момента постановки диагноза и около 6 месяцев после рецидива (Sin W.C. и др., 2015). Низкая эффективность при лечении глиомы объясняется, прежде всего, высокой инвазивностью и гетерогенной природой этой опухоли. Для глиомных клеток характерно перинейронное и периваскулярное разрастание (Holland E.C. и др., 2000), а так же миграция через белое вещество в области мозга, удаленные от основного очага опухоли (Silbergeld D.L. и др., 1997). В процессе инвазии, мигрирующие опухолевые клетки на время выходят из клеточного цикла, что делает их устойчивыми к терапии, нацеленной на быстроделящиеся клетки (Berens M.E. и др., 1999). На данный момент, среди новых подходов к лечению GBM все активнее начинает применяться клеточная терапия. В качестве клеточных препаратов выступают, как правило, дендритные клетки и стволовые клетки. На основе первых изготавливаются дендритные вакцины против специфических опухолевых антигенов (Sampson J.H. и др., 2010), вторые же (гемопоэтические (ГСК), нейральные (НСК), индуцированные плюрипотентные (ИПСК) и мезенхимальные стволовые клетки (МСК)), используются в качестве векторов для направленной терапии опухоли, как на экспериментальных моделях, так и в клинике (Aghi M. и др., 2005). Именно мезенхимальные стволовые клетки считаются наиболее перспективными агентами для клеточной терапии опухолей. Эти клетки обладают уникальными особенностями: тропностью к опухоли, противовоспалительным и иммуносупрессивным свойствами. Кроме того, процесс получения мезенхимальных стволовых клеток несоизмеримо проще и дешевле по сравнению с получением, например, индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, в то время как все эти виды стволовых клеток близки по своим свойствам. В свете этого, множество исследований было посвящено тому, чтобы использовать МСК для направленной доставки
химиотерапевтических препаратов к опухоли. При этом клетки могут быть модифицированы различными способами. Однако, известно, что МСК могут оказывать опухоль-супрессивные эффекты и в неизмененном виде (Tabatabai G. и др., 2005; Balyasnikova I.V. и др., 2010; Sonabend A.M. и др., 2008). В силу чего, применение МСК в терапии глиом высокой степени злокачественности является целесообразным и, следовательно, актуальным.
Цель исследования:
Изучение опухоль-супрессивного воздействия мезенхимальных стволовых клеток крысы на клетки экспериментальной глиомы С6 крысы.
Задачи исследования:
-
Получить и охарактеризовать культуру мезенхимальных стволовых клеток крысы.
-
Исследовать выживаемость клеток глиомы С6 при прямом и непрямом кокультивировании с МСК, а так же при культивировании клеток глиомы С6 на среде, кондиционированной МСК.
-
Изучить возможность образования гетерологичных межклеточных щелевых контактов между МСК крысы и клетками глиомы С6 крысы.
4. Оценить влияние изменения функциональной активности щелевых контактов между МСК и опухолевыми клетками на пролиферативный потенциал клеток глиомы С6.
-
Изучить миграцию МСК по направлению к клеткам глиомы С6.
-
В экспериментах in vivo оценить противоопухолевую эффективность терапии экспериментальной глиомы С6 крысы с помощью клеточного препарата МСК.
Научная новизна:
Было показано образование функционально активных щелевых контактов между клетками глиомы С6 и мезенхимальными стволовыми клетками крысы in vitro. Миграция МСК к клеткам глиомы С6 была оценена в режиме реального времени. Было продемонстрировано, что блокирование щелевых контактов снижает эффект опухолевой супрессии МСК при прямом совместном культивировании МСК с клетками глиомы С6 in vitro. Обнаружено, что неизмененные МСК крысы способны ингибировать рост глиомы С6 при их совместной имплантации в головной мозг крысы.
Научно-практическая значимость:
Результаты данной работы внесут вклад в понимание фундаментальных механизмов, посредством которых дефинитивные мезенхимальные стволовые клетки способны оказывать эффекты опухолевой супрессии на клетки глиомы in vitro и ингибировать рост экспериментальной глиомы С6, имплантированной в головной мозг крысы.
Апробация, внедрение, публикации:
Результаты работы доложены и обсуждены на Международных Пироговских
научных медицинских конференциях студентов и молодых ученых (Москва, 2012-2014),
VIII Московском международном конгрессе "Биотехнология: состояние и перспективы
развития» (Москва 2015), на II национальном конгрессе по регенеративной медицине
(Москва, 2015). По материалам диссертационной работы опубликовано три статьи в
журналах, рекомендованных ВАК, а так же три тезиса в материалах международных и
российских конференций. Апробация диссертации была проведена на совместном
заседании кафедры медицинских нанобиотехнологий и отдела медицинских
нанобиотехнологий медико-биологического факультета ГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России.
Объем и структура диссертации:
Диссертация изложена на 135 машинописных страницах; состоит из введения, трех глав, выводов, списка цитируемой литературы, включающего 316 ссылок. В основных главах работы приведены данные обзора литературы, характеристика объекта, методов исследования, а также используемого материала, результаты собственных исследований и их обсуждение. Диссертация иллюстрирована 22 рисунками и 5 таблицами.