اثرات ترميمي سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي پيش شرطي شده با پراكسيد هيدروژن در موش‌هاي مدل نارسايي حاد كبدي

H2O2-preconditioned mesenchymal stem cell regenerative effects on acute liver failure mice

چكيده سابقه و هدف سلول‎هاي بنيادي مزانشيمي، جهت سلول درماني مورد توجه قرار گرفته‎اند، ولي بقاي پايين آن‎ها كاربردشان را محدود كرده است. در اين مطالعه، سلول‎هاي بنيادي مزانشيمي با دوز غير كشنده پراكسيد هيدروژن(H2O2) پيش‎شرطي شدند و اثرات درماني پيش‎شرطي كردن در موش‎هاي مدل آسيب حاد كبدي مورد بررسي قرار گرفت. مواد و روش‌ها در يك مطالعه تجربي، سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي مغز استخوان پاساژ چهارم با غلظت‌هاي مختلف H2O2 به مدت 24 ساعت مواجه شده، با دوز كشنده 500 ميكرومولار H2O2تيمار شده، سپس بقاي آن‎ها با روش water soluble tetrazolium-1 ارزيابي شد. مدل آسيب حاد كبدي با استفاده از تتراكلريد كربن در موش (7 گروه 6 تايي) ايجاد شد. گروه‎هاي مختلف سلولي به موش‎ها(4 گروه 10 تايي) تزريق شده و قدرت ترميمي سلول‌ها با آزمايش‌هاي بيوشيميايي و بافت‎شناسي مورد مطالعه قرار گرفت. يافته‌ها بقاي سلول‎هاي پيش شرطي شده با 25 ميكرومولار H2O2 به مدت 24 ساعت 90% ولي بقاي گروه كنترل 15% بود. سه روز پس از سلول درماني، ميزان آنزيم‎هاي‌ كبدي مانند آسپارتات آمينوترانسفراز(AST) در موش‎هاي آسيب حاد كبدي دريافت كننده سلول‌هاي پيش شرطي شده با موش‎هاي نرمال دريافت كننده سلول نرمال، اختلاف معنادار نداشته و نزديك به سطح طبيعي اين آنزيم بود(IU/L 38 ± 154 و IU/L 31 ± 122 value > ). نتايج بافت‎شناسي در موش‌هاي تحت درمان با مزانشيم پيش‎شرطي شده، سطوح درماني بالاتري نسبت به ساير گروه‌ها نشان داد. نتيجه گيري پيش‎شرطي كردن سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي با استرس اكسيداتيو، كارآيي آن‎ها را در سلول درماني آسيب حاد كبدي بهبود مي‌بخشد.

Abstract Background and Objectives Mesenchymal stem cells (MSCs) are attractive cells for cell therapy. However, the efficacy of MSCs is limited because of low survival rate following translation. In this study, MSCs were preconditioned with sub-lethal doses of H2O2. The therapeutic potential of preconditioning MSCs was examined on acute liver failure in mice. Materials and Methods In the present experimental study, MSCs were isolated from bone marrow aspirate. Cells from passage four were treated with different concentrations of H2O2 for 24 hrs, and then were recovered in fresh medium for 7 hrs followed by exposure to lethal doses of H2O2. Cell viability was measured with WST-1 assay. In the in vivo phase, acute liver failure was induced by CCl4; then, the regenerative potential of preconditioned-MSCs was evaluated using biochemical as well as histological methods. Results Survival rates were higher in the engrafted mice with preconditioned-MSCs in comparison to those who received normal MSCs. Three days after cell therapy liver enzymes reached the normal level in engrafted group with preconditioned-MSCs. Interestingly, histological results revealed a significant improvement in liver regeneration potential in transplanted groups with preconditioned-MSCs. Conclusions Preconditioning of MSCs with H2O2 not only enhances their survival but also increases the efficacy of MSC-based cell therapy in liver acute failure.