Download full text in PDF

Diab T, Adly EM, Hessien M. Dexamethasone marginally surpasses MSC-secretome in resolving acute liver failure in mice. Bìol. Tvarin. 2024; 26 (4): 12–17. DOI: 10.15407/animbiol26.04.012.
https://doi.org/10.15407/animbiol26.04.012
Received 18.08.2024 ▪ Revision 21.10.2024 ▪ Accepted 20.01.2025 ▪ Published online 22.01.2025

Дексаметазон незначно перевершує МСК-секретом у вирішенні гострої печінкової недостатності у мишей

Торія Діаб, Ейман М. Адлі, Мохамед Гессієн
Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Університет Танта, факультет природничих наук, відділ біохімії, підрозділ молекулярної клітинної біології, м. Танта, 31527, Єгипет

Протизапальну роль мезенхімальних стовбурових клітин (МСК) і глюкокортикоїдів добре описано як у доклінічних, так і в клінічних дослідженнях. Однак неясно, наскільки МСК-секретом забезпечує достатній захист від гострої печінкової недостатності (ГПН) порівняно з глюкокортикоїдами. Для вивчення цього питання у мишей спровокували гостру печінкову недостатність одноразовою токсичною дозою (400 мг/кг) ацетамінофену (APAP). Потім мишей лікували дексаметазоном або переливали MSC-секретом, отриманий з оброблених DEX мезенхімальних стовбурових клітин кісткового мозку. Результати показали, що 10 нМ дексаметазону не впливають на життєздатність або мезенхімальні характеристики МСК. Хоча переливання МСК-секретома забезпечувало значний терапевтичний ефект проти ГПН, воно було дещо менш ефективним, ніж лікування дексаметазоном. Печінкові маркери (АлАТ, ЛФ, ГГТ і білірубін) вираженіше покращилися у мишей, які отримували дексаметазон, ніж у групі, яка отримувала МСК-секретом. Це покращення супроводжувалося помітним полегшенням окислення, оціненого в печінці як Nrf-2, MDA та GSH. Крім того, нормальні рівні ангіогенних (VEGF) і запальних (TNF-α) маркерів були ефективно відновлені після лікування дексаметазоном. Крім того, як МСК-секретом, так і дексаметазон усувають некроз печінки. Ці дані свідчать про те, що дексаметазон демонструє кращий терапевтичний ефект, ніж МСК-секретом, у лікуванні ГПН. Необхідні подальші дослідження для стандартизації МСК-секретома як безклітинного терапевтичного підходу.

Ключові слова: КМ-МСК, дексаметазон, гостра печінкова недостатність, клітини гепатоми, парацетамол, запалення

1. Al Ghrbawy NM, Afify RAAM, Dyaa N, El Sayed AA. Differentiation of bone marrow: Derived mesenchymal stem cells into hepatocyte-like cells. Indian J Hematol Blood Transfus. 2016; 32 (3): 276–283. DOI: 10.1007/s12288-015-0581-7.
2. Andrade AC, Wolf M, Binder HM, Gomes FG, Manstein F, Ebner-Peking P, Poupardin R, Zweigerdt R, Schallmoser K, Strunk D. Hypoxic conditions promote the angiogenic potential of human induced pluripotent stem cell-derived extracellular vesicles. Int J Mol Sci. 2021; 22 (8): 3890. DOI: 10.3390/ijms22083890.
3. Baldari S, Di Rocco G, Piccoli M, Pozzobon M, Muraca M, Toietta G. Challenges and strategies for improving the regenerative effects of mesenchymal stromal cell-based therapies. Int J Mol Sci. 2017; 18 (10): 2087. DOI: 10.3390/ijms18102087.
4. Baranovskii DS, Klabukov ID, Arguchinskaya NV, Yakimova AO, Kisel AA, Yatsenko EM, Ivanov SA, Shegay PV, Kaprin AD. Adverse events, side effects and complications in mesenchymal stromal cell-based therapies. Stem Cell Invest. 2022; 9: 7. DOI: 10.21037/sci-2022-025.
5. Bernal W, Wendon J. Acute liver failure. N Engl J Med. 2013; 369 (26): 2525–2534. DOI: 10.1056/nejmra1208937.
6. Caplan AI, Correa D. The MSC: An injury drugstore. Cell Stem Cell. 2011; 9 (1): 11–15. DOI: 10.1016/j.stem.2011.06.008.
7. Chiabotto G, Pasquino C, Camussi G, Bruno S. Molecular pathways modulated by mesenchymal stromal cells and their extracellular vesicles in experimental models of liver fibrosis. Front Cell Dev Biol. 2020; 8: 594794. DOI: 10.3389/fcell.2020.594794.
8. Di Trapani M, Bassi G, Midolo M, Gatti A, Kamga L, Cassaro A, Carusone R, Adamo A, Krampera M. Differential and transferable modulatory effects of mesenchymal stem cells derived from different tissues on T, B and NK cell functions. Sci Rep. 2016; 6: 24120. DOI: 10.1038/srep24120.
9. Gentile DM, Tomlinson ES, Maggs JL, Park BK, Back DJ. Dexamethasone metabolism by human liver in vitro. Metabolite identification and inhibition of 6-hydroxylation. J Pharmacol Exp Ther. 1996; 277 (1): 105–112. DOI: 10.1016/S0022-3565(25)12795-X.
10. Huang B, Cheng X, Wang H, Huang W, Hu ZG, Wang D, Zhang K, Zhang H, Xue Z, Da Y, Zhang N, Hu Y, Yao Z, Qiao L, Gao F, Zhang R. Mesenchymal stem cells and their secreted molecules predominantly ameliorate fulminant hepatic failure and chronic liver fibrosis in mice respectively. J Transl Med. 2016; 14: 45. DOI: 10.1186/s12967-016-0792-1.
11. Hu C, Li L. In vitro culture of isolated primary hepatocytes and stem cell-derived hepatocyte-like cells for liver regeneration. Protein Cell. 2015; 6 (8): 562–574. DOI: 10.1007/s13238-015-0180-2.
12. Le Blanc K, Mougiakakos D. Multipotent mesenchymal stromal cells and the innate immune system. Nat Rev Immunol. 2012; 12 (5): 383–396. DOI: 10.1038/nri3209.
13. LeCouter J, Moritz DR, Li B, Phillips GL, Liang XH, Gerber HP, Hillan KJ, Ferrara N. Angiogenesis-independent endothelial protection of liver: Role of VEGFR-1. 2003; 299 (5608): 890–893. DOI: 10.1126/science.1079562.
14. Lener T, Gimona M, Aigner L, Börger V, Buzas E, Camussi G, Chaput N, Chatterjee D, Court FA, del Portillo HA, O’Driscoll L, Fais S, Falcon-Perez JM, Felderhoff-Mueser U, Fraile L, Gho YS, Görgens A, Gupta RC, Hendrix A, Hermann DM, Hill AF, Hochberg F, Horn PA, de Kleijn D, Kordelas L, Kramer BW, Krämer-Albers EM, Laner-Plamberger S, Laitinen S, Leonardi T, Lorenowicz MJ, Lim SK, Lötvall J, Maguire CA, Marcilla A, Nazarenko I, Ochiya T, Patel T, Pedersen S, Pocsfalvi G, Pluchino S, Quesenberry P, Reischl IG, Rivera FJ, Sanzenbacher R, Schallmoser K, Slaper-Cortenbach I, Strunk D, Tonn T, Vader P, van Balkom BWM, Wauben M, El Andaloussi S, Théry C, Rohde E, Giebel B. Applying extracellular vesicles based therapeutics in clinical trials — an ISEV position paper. J Extracell Vesicles. 2015; 4 (1): 30087. DOI: 10.3402/jev.v4.30087.
15. Li H, Dai H, Li J. Immunomodulatory properties of mesenchymal stromal/stem cells: The link with metabolism. J Adv Res. 2023; 45: 15–29. DOI: 10.1016/j.jare.2022.05.012.
16. Noreen S, Maqbool I, Madni A. Dexamethasone: Therapeutic potential, risks, and future projection during COVID-19 pandemic. Eur J Pharmacol. 2021; 894: 173854. DOI: 10.1016/j.ejphar.2021.173854.
17. Pittenger MF, Mackay AM, Beck SC, Jaiswal RK, Douglas R, Mosca JD, Moorman MA, Simonetti DW, Craig S, Marshak DR. Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. 1999; 284 (5411): 143–147. DOI: 10.1126/science.284.5411.143.
18. Salama AN, Badr EAE, Holah NS, El Barbary AA, Hessien M. Conservative hypomethylation of mesenchymal stem cells and their secretome restored the follicular development in cisplatin-induced premature ovarian failure mice. Reprod Sci. 2024; 31 (4): 1053–1068. DOI: 10.1007/s43032-023-01389-4.
19. Seljeskog E, Hervig T, Mansoor MA. A novel HPLC method for the measurement of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS). A comparison with a commercially available kit. Clin Biochem. 2006; 39 (9): 947–954. DOI: 10.1016/j.clinbiochem.2006.03.012.
20. Stravitz RT, Lee WM. Acute liver failure. 2019; 394 (10201): 869–881. DOI: 10.1016/S0140-6736(19)31894-X.
21. Sun H, Shi C, Ye Z, Yao B, Li C, Wang X, Qian Q. The role of mesenchymal stem cells in liver injury. Cell Biol Int. 2022; 46 (4): 501–511. DOI: 10.1002/cbin.11725.
22. Vizoso FJ, Eiro N, Cid S, Schneider J, Perez-Fernandez R. Mesenchymal stem cell secretome: Toward cell-free therapeutic strategies in regenerative medicine. Int J Mol Sci. 2017; 18 (9): 1852. DOI: 10.3390/ijms18091852.
23. Wang P, Cui Y, Wang J, Liu D, Tian Y, Liu K, Wang X, Liu L, He Y, Pei Y, Li L, Sun L, Zhu Z, Chang D, Jia J, You H. Mesenchymal stem cells protect against acetaminophen hepatotoxicity by secreting regenerative cytokine hepatocyte growth factor. Stem Cell Res Ther. 2022; 13 (1): 94. DOI: 10.1186/s13287-022-02754-x.
24. Wang YH, Chen EQ. Mesenchymal stem cell therapy in acute liver failure. Gut Liver. 2023; 17 (5): 674–683. DOI: 10.5009/gnl220417.
25. Xu Y, Zhou X, Wang X, Jin Y, Zhou L, Ye J. Progress of mesenchymal stem cells (MSCs) & MSC-exosomes combined with drug intervention in liver fibrosis. Biomed Pharmacother. 2024; 176: 116848. DOI: 10.1016/j.biopha.2024.116848.
26. Xuan X, Tian C, Zhao M, Sun Y, Huang C. Mesenchymal stem cells in cancer progression and anticancer therapeutic resistance. Cancer Cell Int. 2021; 21 (1): 595. DOI: 10.1186/s12935-021-02300-4.
27. Xue R, Meng Q. The management of glucocorticoid therapy in liver failure. Front Immunol. 2019; 10: 2490. DOI: 10.3389/fimmu.2019.02490.
28. Ye C, Li W, Li L, Zhang K. Glucocorticoid treatment strategies in liver failure. Front Immunol. 2022; 13: 846091. DOI: 10.3389/fimmu.2022.846091.
29. Zhou C, Bai XY. Strategies for the induction of anti-inflammatory mesenchymal stem cells and their application in the treatment of immune-related nephropathy. Front Med. 2022; 9: 891065. DOI: 10.3389/fmed.2022.891065.
30. Zhu M, Hua T, Ouyang T, Qian H, Yu B. Applications of mesenchymal stem cells in liver fibrosis: Novel strategies, mechanisms, and clinical practice. Stem Cells Int. 2021; 2021: 6546780. DOI: 10.1155/2021/6546780.