vestimИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series1814-60232524-2350The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1814-6023-2021-18-2-177-185vestim-759Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINEИммуномодулирующий эффект клеточной терапии на экспериментальной модели воспалительных заболеваний кишечникаImmunomodulatory effect of cell therapy on the experimental inflammatory bowel disease modelАдамовичА. Ю.AdamovichH. Y.

Адамович Анна Юрьевна ‒ мл. науч. сотрудник

ул. П. Бровки, 3/3, 220013, г. Минск

Hanna Yu. Adamovich ‒ Junior Researcher

3/3, P. Browka Str., 220013, Minsk 

anik_adamovich@mail.ruНижегородоваД. Б.NizheharodavaD. B.

Нижегородова Дарья Борисовна ‒ канд. биол. наук, вед. науч. сотрудник, заведующий отделом

ул. П. Бровки, 3/3, 220013, г. Минск

Darya B. Nizheharodava ‒ Ph. D. (Biol.), Leading Researcher, Head of the Department

3/3, P. Browka Str., 220013, Minsk 

nzh@tut.byШадринаВ. К.ShadrynaV. K.

Шадрина Виктория Кирилловна ‒ мл. науч. сотрудник

ул. П. Бровки, 3/3, 220013, г. Минск

Viktoriya K. Shadrina ‒ Junior Researcher

3/3, P. Browka Str., 220013, Minsk 

nika.shadrina@bk.ruДыбовО. Г.DybauA. G.

Дыбов Олег Геннадьевич ‒ аспирант

ул. П. Бровки, 3/3, 220013, г. Минск

Aleh G. Dybau ‒ Postgraduate student

3/3, P. Browka Str., 220013, Minsk 

AlehDybau@protonmail.comСтаростинА. М.StarastsinA. M.

Старостин Андрей Михайлович ‒ аспирант

ул. П. Бровки, 3/3, 220013, г. Минск

Andrei M. Starastin ‒ Postgraduate student

3/3, P. Browka Str., 220013, Minsk 

bio_star@mail.ruВладимирскаяТ. Э.VladimirskayaT. E.

Владимирская Татьяна Эрнстовна ‒ канд. биол. наук, вед. науч. сотрудник, заведующий отделом

ул. П. Бровки, 3/3, 220013, г. Минск 

Tat’yana E. Vladimirskaya ‒ Ph. D. (Biol.), Leading Researcher, Head of the Department

3/3, P. Browka Str., 220013, Minsk 

ВоробейА. В.VarabeiA. U.

Воробей Александр Владимирович ‒ член-корреспондент, д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой

ул. П. Бровки, 3/3, 220013, г. Минск

Aliaksandr U. Varabei ‒ Corresponding Member, D. Sc. (Med.), Professor, Head of the Department

3/3, P. Browka Str., 220013, Minsk 

dept-surg@hotmail.comЗафранскаяМ. М.ZafranskayаM. М.

Зафранская Марина Михайловна ‒ д-р мед. наук, доцент, заведующий кафедрой

ул. Долгобродская, 23/1, 220070, г. Минск 

Marina M. Zafranskaya ‒ D. Sc. (Med.), Associate Professor, Head of the Department

23/1, Dolgobrodskaya Str., 220070, Minsk 

zafranskaya@gmail.comБелорусская медицинская академия последипломного образованияBelarusian Medical Academy of Postgraduate EducationМеждународный государственный экологический институт имени А. Д. Сахарова Белорусского государственного университетаInternational Sakharov Environmental Institute of Belarusian State University202104062021182177185Copyright © Адамович А.Ю., Нижегородова Д.Б., Шадрина В.К., Дыбов О.Г., Старостин А.М., Владимирская Т.Э., Воробей А.В., Зафранская М.М., 20212021Адамович А.Ю., Нижегородова Д.Б., Шадрина В.К., Дыбов О.Г., Старостин А.М., Владимирская Т.Э., Воробей А.В., Зафранская М.М.Adamovich H.Y., Nizheharodava D.B., Shadryna V.K., Dybau A.G., Starastsin A.M., Vladimirskaya T.E., Varabei A.U., Zafranskayа M.М.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestimed.belnauka.by/jour/article/view/759

Дисрегуляция врожденного и адаптивного иммунитета является центральным механизмом патогенеза воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК), к которым относятся болезнь Крона (БК) и язвенный колит (ЯК). Учитывая иммуномодулирующие свойства мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК), перспективным направлением представляется разработка новых патогенетических подходов к лечению ВЗК с использованием клеточной терапии.Изучено влияние ММСК при их внутриартериальном и внутривенном введении на цитокин-продуцирующую функцию моноцитов/макрофагов in vitro и на пролиферативную активность спленоцитов лабораторных животных с экспериментальным ВЗК в условиях неспецифической и специфической (использование маннана ‒ компонента клеточной стенки дрожжей Saccharomyces cerevisiae) стимуляции.Показано, что культуры ММСК оказывают иммуномодулирующее действие на фоне улучшения клинических, морфометрических показателей и патоморфологической картины повреждения при экспериментальном ВЗК. Внутриартериальное и внутривенное введение клеточных культур в разной степени снижало маннан-индуцированную продукцию ФНО-α CD68+-клетками и митоген/маннан-стимулированную пролиферацию спленоцитов, что подтверждает иммуносупрессивное действие культур ММСК на аутореактивные клоны спленоцитов при экспериментальном ВЗК. Полученные результаты свидетельствуют о противовоспалительном эффекте клеточной терапии при экспериментальном моделировании ВЗК и являются обоснованием для комбинированного введения культур ММСК.

Dysregulation of innate and adaptive immunity is a central mechanism in the pathogenesis of inflammatory bowel diseases (IBD) that include Crohn’s disease (CD) and ulcerative colitis (UC). Given the immunomodulatory properties of multipotent mesenchymal stromal cells (MMSCs), developing new pathogenetic approaches to the IBD treatment using cell therapy seems to be promising.In this article, the effect of intra-arterial and intravenous MMSCs on in vitro monocytes/macrophages cytokine-producing function and splenocytes proliferative activity in laboratory animals with experimental IBD under the conditions of nonspecific and specific stimulation (mannan – cell wall component of Saccharomyces cerevisiae yeast) was studied.MMSC cultures have been shown to possess an immunomodulatory effect against the background of improved clinical, morphometric parameters, and the pathomorphological picture of experimental IBD damage. Intra-arterial and intravenous administration of cell cultures decreased the mannan-induced TNF-α production by CD68+ cells and mitogen/mannan-stimulated splenocyte proliferation that confirms the immunosuppressive effect of MMSC cultures on autoreactive splenocyte clones in experimental IBD. The obtained results testify to the anti-inflammatory effect of cell therapy in the experimental modeling of IBD and justified a combined administration of MMSC cultures.

мультипотентные мезенхимальные стромальные клеткивоспалительные заболевания кишечникаэкспериментальная модельиммуномодуляцияmultipotent mesenchymal stromal cellsinflammatory bowel diseasesexperimental modelimmunomodulationReferencesФенотипический профиль лимфоидных клеток периферической крови пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника / М. М. Зафранская [и др.] // Мед. иммунология. – 2020. – Т. 22, № 6. – С. 1131–1140.Zafranskaya M. M., Adamovich A. Yu., Vorobei A. V., Starostin A. M., Nizhegorodova D. B. Phenotypic peripheral blood lymphoid cells profile in patients with inflammatory bowel diseases. Meditsinskaya immunologiya [Medical immunology], 2020, vol. 22, no. 6, pp. 1131–1140 (in Russian).Воспалительные заболевания кишечника: на перекрестке проблем / А. В. Ткачев [и др.] // Практ. медицина. – 2012. – Т. 3, № 58. – С. 17–22.Tkachev A. V., Mkrtchyan L. S., Nikitina K. E., Volynskaya E. I. Inflammatory bowel disease: crossing of the problems. Prakticheskaya meditsina [Practical medicine], 2012, vol. 3, no. 58, pp. 17–22 (in Russian).Danese, S. Etiopathogenesis of inflammatory bowel diseases / S. Danese, C. Fiocchi // World J. Gastroenterol. – 2006. – Vol. 12, N 30. – P. 4807–4812. https://doi.org/10.3748/wjg.12.4807Danese S., Fiocchi C. Etiopathogenesis of inflammatory bowel diseases. World Journal of Gastroenterology, 2006, vol. 12, no. 30, pp. 4807–4812. https://doi.org/10.3748/wjg.12.4807The achievements and challenges of mesenchymal stem cell-based therapy in inflammatory bowel disease and its associated colorectal cancer / D. K. W. Ocansey [et al.] // Stem Cells Int. – 2020. – Vol. 2020, art. ID 7819824. https://doi.org/10.1155/2020/7819824Ocansey D. K. W., Qiu W., Wang J., Yan Y., Qian H., Zhang X., Xu W., Mao F. The achievements and challenges of mesenchymal stem cell-based therapy in inflammatory bowel disease and its associated colorectal cancer. Stem Cells International, 2020, vol. 2020, art. ID 7819824. https://doi.org/10.1155/2020/7819824Immunopathogenesis of inflammatory bowel disease and mechanisms of biological therapies / B. Ahluwalia [et al.] // Scand. J. Gastroenterol. – 2018. – Vol. 53, N 4. – P. 379–389. https://doi.org/10.1080/00365521.2018.1447597Ahluwalia B., Moraes L., Magnusson M. K., Öhman L. Immunopathogenesis of inflammatory bowel disease and mechanisms of biological therapies. Scandinavian Journal of Gastroenterology, 2018, vol. 53, no. 4, pp. 379–389. https://doi.org/10.1080/00365521.2018.1447597Review article: mesenchymal stromal cell therapy for inflammatory bowel diseases / C. Grégoire [et al.] // Aliment. Pharmacol. Ther. – 2017. – Vol. 45, N 2. – P. 205–221. https://doi.org/10.1111/apt.13864Grégoire C., Lechanteur C., Briquet A., Baudoux É., Baron F., Louis E., Beguin Y. Review article: mesenchymal stromal cell therapy for inflammatory bowel diseases. Alimentary Pharmacology and Therapeutics, 2017, vol. 45, no. 2, pp. 205–221. https://doi.org/10.1111/apt.13864Systematic exposition of mesenchymal stem cell for inflammatory bowel disease and its associated colorectal cancer / J. Kang [et al.] // BioMed Res. Int. – 2018. – Vol. 2018, art. ID 9652817. https://doi.org/10.1155/2018/9652817Kang J., Zhang L., Luo X., Ma X., Wang G., Yang Y. [et al.]. Systematic exposition of mesenchymal stem cell for inflammatory bowel disease and its associated colorectal cancer. BioMed Research International, 2018, vol. 2018, art. ID 9652817. https://doi.org/10.1155/2018/9652817Kim, D. H. Pathogenesis of inflammatory bowel disease and recent advances in biologic therapies / D. H. Kim, J. H. Cheon // Immune Network. – 2017. – Vol. 17, N 4. – P. 25–40. https://doi.org/10.4110/in.2017.17.1.25Kim D. H., Cheon J. H. Pathogenesis of inflammatory bowel disease and recent advances in biologic therapies. Immune Network, 2017, vol. 17, no. 1, pp. 25–40. https://doi.org/10.4110/in.2017.17.1.25Guan, Q. A comprehensive review and update on the pathogenesis of inflammatory bowel disease / Q. A Guan // J. Immunol. Res. – 2019. – Vol. 2019, art. ID 7247238. https://doi.org/10.1155/2019/7247238Guan Q. A comprehensive review and update on the pathogenesis of inflammatory bowel disease. Journal of Immunology Research, 2019, vol. 2019, art. ID 7247238. https://doi.org/10.1155/2019/7247238Mesenchymal stem cell-gut microbiota interaction in the repair of inflammatory bowel disease: an enhanced therapeutic effect / D. K. W. Ocansey [et al.] // Clin. Transl. Med. – 2019. – Vol. 8, N 31. – P. 1–17. https://doi.org/10.1186/s40169-019-0251-8Ocansey D. K. W., Wang L., Wang J., Yan Y., Qian H., Zhang X., Xu W., Mao F. Mesenchymal stem cell-gut microbiota interaction in the repair of inflammatory bowel disease: an enhanced therapeutic effect. Clinical and Translational Medicine, 2019, vol. 8, no. 31, pp. 1–17. https://doi.org/10.1186/s40169-019-0251-8Экспериментальное моделирование ВЗК in vivo / А. Ю. Адамович [и др.] // Колопроктология. – 2019. – Т. 18, № 3 (прил.). – С. 78.Adamovich A. Yu., Dybov O. G., Starostin A. M., Vanslav M. I., Ignatovich T. V., Nizhegorodova D. B. Experimental modeling IBD in vivo. Koloproktologiya [Koloproctology], 2019, vol. 18, no. 3 (suppl.), p. 78 (in Russian).Экспериментальное моделирование воспалительных заболеваний кишечника / А. Ю. Адамович [и др.] // Современные проблемы инфекционной патологии человека : сб. науч. тр. / РНПЦ ЭиМ. – Минск, 2019. – № 12. – С. 206–207.Adamovich A. Yu., Dybov O. G., Starostin A. M., Ignatovich T. V. Experimental model of inflammatory bowel disease. Sovremennye problemy infektsionnoi patologii cheloveka: sbornik nauchnykh trudov [Modern problems of infectious human pathology: collection of scientific papers]. Minsk, 2019, no. 12, pp. 206–207 (in Russian).Влияние мезенхимальных стволовых клеток на пролиферацию Т-клеток памяти у пациентов с рассеянным склерозом / М. М. Зафранская [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. мед. навук. – 2010. – № 3. – С. 24–31.Zafranskaya M. M., Fedulov A. S., Nizhegorodova D. B., Motuzova Ya. M., Kolobova M. Yu., Bagatka S. S., Milanovich N. F., Ivanchik G. I. Influence of mesenchymal stem cells on the memory T-cells proliferation in patients with multiple sclerosis. Vestsі Natsyyanal’nai akademіі navuk Belarusі. Seryya meditsinskіkh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Medical series, 2010, no. 3, pp. 24–31 (in Russian).Влияние мононуклеаров костного мозга и мезенхимальных стволовых клеток на пролиферацию спленоцитов крыс in vitro / М. М. Зафранская [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. мед. навук. – 2015. – № 4. – С. 30–37.Zafranskaya M. M., Nizhegorodova D. B., Kondratovich T. V., Yurkevich M. Yu., Komissarov K. S., Ivanchik G. I., Kulinich S. S., Pilotovich V. S. Influence of bone marrow mononuclear cells and mesenchymal stem cells on the splenocyte proliferation of rats in vitro. Vestsі Natsyyanal’nai akademіі navuk Belarusі. Seryya meditsinskikh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Medical series, 2015, no. 4, pp. 30–37 (in Russian).Association of deficiency for mannan-binding lectin with antimannan antibodies in Crohn’s disease: a family study / F. Seibold [et al.] // Inflamm. Bowel Dis. – 2007. – Vol. 13, N 9. – P. 1077–1082. https://doi.org/10.1002/ibd.20156Seibold F., Boldt A. B. W., Seibold-Schmid B., Schoepfer A. M., Flogerzi B., Müller S., Kun J. F. J. Association of deficiency for mannan-binding lectin with antimannan antibodies in Crohn’s disease: a family study. Inflammatory Bowel Diseases, 2007, vol. 13, no. 9, pp. 1077–1082. https://doi.org/10.1002/ibd.20156

The authors declare that there are no conflicts of interest present.