Сравнительный анализ состава фракций секретома мезенхимальных стволовых клеток, полученных с помощью ультрафильтрации
Мезенхимальные стволовые/стромальные клетки (МСК) человека выделяют широкий спектр биологически активных молекул (секретом), способный уменьшать воспаление тканей и способствовать их регенерации, что делает их чрезвычайно перспективными для применения в регенеративной медицине и иммунотерапии. При этом секретом МСК, содержащий экзосомы и биологически активные молекулы, может быть использован отдельно от самих клеток как перспективная, бесклеточная альтернатива клеточной терапии, для которой на данный момент существует ряд законодательных ограничений.
Исследование посвящено разработке метода фракционирования и характеристике фракций секретома мезенхимальных стволовых клеток (МСК), продуцируемых клетками в культуральную среду (кондиционированная среда, КС).
Для выделения функционально значимых компонентов секретома была применена последовательная фильтрация КС с использованием фильтров с порами размером 0,2 мкм и молекулярной отсечкой 50 кДа. Этот подход позволяет выделить фракцию, обогащенную экзосомами и белками среднего размера. Именно эта фракция содержит основную биологически активную часть секретома ( в т. ч. факторы роста, цитокины, экзосомы и т. д.). Предлагаемый метод позволяет эффективно отделять более крупные частицы (клеточный дебрис, микровезикулы) и низкомолекулярные соединения (< 50 кДа), которые могут мешать анализу или терапевтическому использованию, и сконцентрировать целевые компоненты. С помощью этого метода были получены фракции для КС, содержащей стандартный компонент питательных культуральных сред — фетальную бычью сыворотку — и КС, полученной в бессывороточных условиях. Затем был проведен качественный и количественный анализ состава фракций. КС, полученная в присутствии сыворотки, демонстрирует более высокое содержание общего белка, свободной РНК, экзосом и внеклеточных везикул, где часть молекул секретируется самими МСК, а часть представляет собой остаточные компоненты сыворотки, вносимые с культуральной средой. КС, полученная в бессывороточных условиях, содержит исключительно продукты секреции МСК, что устраняет проблему контаминации ксеногенными (чужеродными) компонентами сыворотки. Это критически важно для клинического применения, где требуется максимальная стандартизация и безопасность. Таким образом, выбор способа получения КС должен зависеть от целей эксперимента: для фундаментальных исследований, где приоритетом может являться максимальный выход широкого спектра компонентов (особенно экзосом), может быть приемлема КС, полученная в присутствии сыворотки. Для разработки терапевтических продуктов и доклинических/клинических исследований абсолютным приоритетом является использование бессывороточной КС.
В статье подчеркивается, что для использования секретома МСК в терапии необходимы стандартизированные бессывороточные протоколы культивирования МСК и эффективные, легко масштабируемые методы очистки/фракционирования секретома, такие как ультрафильтрация, обеспечивающие получение безопасного и воспроизводимого продукта с известным составом.
Авторы статьи: Е. В. Андреев (ЛЯР ОИЯИ), Е.В. Кравченко (ЛЯП ОИЯИ), Е. Г. Завьялова (МГУ, ЛЯР ОИЯИ), П. С. Еремин (ФГБУ «НМИЦ РК»), А. В. Рзянина (ЛЯП ОИЯИ), П. А. Марков (ФГБУ «НМИЦ РК»), А. Н. Нечаев (ЛЯР ОИЯИ).
Наши публикации
