Исследование механизмов и возможностей стимуляции эндогенных регенеративных процессов в сердце при экспрессии факторов роста и трансплантации генетически модифицированных прогениторных клеток.

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 16-15-00181

НазваниеИсследование механизмов и возможностей стимуляции эндогенных регенеративных процессов в сердце при экспрессии факторов роста и трансплантации генетически модифицированных прогениторных клеток.

Руководитель Меньшиков Михаил Юрьевич, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии имени академика Е.И. Чазова" Министерства здравоохранения Российской Федерации , г Москва

Конкурс №11 - Конкурс 2015 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по приоритетным тематическим направлениям исследований» (11)

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-101 - Экспериментальная медицина

Ключевые слова эндогенная регенерация, стволовые клетки сердца, факторы роста, инфаркт миокарда, сердечная недостаточность, генная терапия, клеточная терапия

Код ГРНТИ34.03.37

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Несмотря на значительный прогресс в фармакотерапии и интервенционных подходах к лечению инфаркта миокарда и постинфарктной хронической сердечной недостаточности (ХСН) их прогноз остается неблагоприятным. ХСН сохраняет лидирующие позиции в списке причин смерти и заболеваемости населения развитых стран. Разработка походов к лечению этих заболеваний основанных на трансплантации стволовых клеток явилась многообещающей стратегией восстановления поврежденного сердца. Результаты клинических исследований, основанных на использовании внесердечных стволовых клеток взрослого организма (стволовых клеток костного мозга и периферических тканей) для лечения инфаркта миокарда были также оптимистичными, хотя восстановление функции сердца было довольно скромным. Первоначальные ожидания того, что введение экзогенных стволовых клеток будет способствовать кардиомиогенезу не оправдались, и большинство исследований не смогли подтвердить дифференцировки этих клеток в кардиомиоциты. Обнаружение эндогенных стволовых клеток сердца (СКС), способных регенерировать кардиомиоциты и клетки сосудов, стало основой для стратегии восстановления миокарда посредством трансплантации этих клеток. Наличие у СКС более явной способности стимулировать кардиомиогенез, чем у других типов стволовых клеток, делает их наиболее подходящим типом клеток для трансплантации при инфаркте и постинфарктной сердечной недостаточности. Однако, достаточно длительная, дорогостоящая и сложная процедура экспансии этих клеток в культуре осложняет их клиническое применение, особенно при остром инфаркте. В последние годы большое внимание исследователей привлечено к разработке альтернативной стратегии восстановления миокарда, основанной на локальной активации СКС. Центральной темой предлагаемого проекта является исследование возможности и механизмов стимуляции эндогенного регенеративного резерва миокарда, а именно, резидентных стволовых/прогениторных клеток сердца, при экспрессии факторов роста и трансплантации генетически модифицированных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК), продуцирующих цитокины и факторы роста, стимулирующие эндогенные процессы регенерации. Достижение указанной цели проекта будет осуществляться через решение следующих научных задач: 1. Исследовать возможность активации резидентных СКС при экспрессии в миокарде крысы с моделью инфаркта факторов роста (VEGF и HGF). 2. Разработать методику генетической модификации ММСК с помощью рекомбинантного аденоассоциированного вируса, несущего ген SDF-1 или SCF, и исследовать влияние модификации на основные функции ММСК. 3. Исследовать влияние продуктов секреции генетически модифицированных ММСК на функцональное состояние культивированных СКС (с-kit+ СКС и клеток кардиосфер). 4. Исследовать секрецию внеклеточных везикул (микровезикул и экзосом) генетически модифицированными ММСК, состав везикул и их влияние на функции СКС и апоптоз культивированных кардиомиоцитов. 5. Разработать методику получения многослойных клеточных конструкций (cell sheets) из генетически модифицированных ММСК, продуцирующих SDF-1 или SCF, и исследовать характеристики ММСК в составе этих конструкций. 6. Исследовать влияние прямых контактов между СКС и ММСК на функциональные характеристики СКС в составе комбинированных многослойных клеточных конструкций (cell sheets), состоящих из СКС и ММСК 7. Разработать метод эпикардиальной имплантации многослойных клеточных конструкций (cell sheets) из модифицированных ММСК, продуцирующих SDF-1 или SCF, на модели инфаркта у крысы, исследовать состояние клеток в имплантате, его васкуляризацию и интеграцию в ткань сердца. 8. Исследовать влияние эпикардиальной имплантации многослойных клеточных конструкций (cell sheets) из модифицированных ММСК, продуцирующих SDF-1 или SCF, на эндогенные регенеративные процессы, ремоделирование и функцию сердца после инфаркта, ангио-артериогенез, развитие фиброза, воспалительные реакции.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Дергилев К.В., Макаревич П.И., Цоколаева З.И., Болдырева М.А., Белоглазова И.Б., Зубкова Е.С., Меньшиков М.Ю., Парфенова Е.В. Comparison of cardiac stem cell sheets detached by Versene solution and from thermoresponsive dishes reveals similar properties of constructs Tissue and cell (год публикации - 2016)

2. Дергилев К.В., Макаревич П.И., Меньшиков М.Ю., Парфенова Е.В. Применение тканеинженерных конструкций на основе пластов клеток для восстановления тканей и органов. Гены и клетки, №3, том XI, cтр. 23-32 (год публикации - 2016)

Публикации

1. Стафеев Ю. С, Меньшиков М. Ю, Ткачук В. А., Парфёнова Е. В. Роль макрофагов в репарации миокарда после повреждения и перспективы метаболического перепрограммирования иммунных клеток в целях регуляции постинфарктного восстановления миокарда Кардиология, 12, 57, 53-58 (год публикации - 2017)
10.18087/cardio.2017.12.10067

2. Дергилев К., Макаревич П., Шевченко Е., Цоколаева З., Белоглазова И., Зубкова Е., Меньшиков М., Парфенова Е. Tissue Repair by VEGF and HGF Gene Therapy Is Mediated by Cardiac Stem Cell Mobilization, Induction of Angiogenesis and Inflammation Control Molecular Therapy, No 5S1, Vol. 25 323-324 (год публикации - 2017)

3. Дергилев К., Цоколаева З., Каневская Д., Макаревич П., Белоглазова И., Зубкова Е., Меньшиков М., Парфенова Е. Notch signaling is involved in regulation of cardiac stem cells functions in cell sheet after epicardial implantation European Heart Journal, Volume 38, Issue suppl_1, Page 534-534 (год публикации - 2017)

4. Макаревич П., Дергилев К., Цоколаева З., Болдырева М., Шевченко Е., Глуханюк Е., Галингер Ю., Меньшиков М.Ю., Парфенова Е. Angiogenic and pleiotropic effects of VEGF165 and HGF combined gene therapy in a rat model of myocardial infarction PLOS ONE (год публикации - 2018)

5. Зубкова Е.С., Стафеев Ю.С., Шевченко Е.К., Цоколаева З.И., Болдырева М.А., Дергилев К.В., Меньшиков М.Ю. Получение генетически- модифицированных МСК жировой ткани, продуцирующих SDF-1а и SCF, для использования в регенеративной медицине Гены и клетки, Том XII, № 3, 99-100 (год публикации - 2017)

6. Дергилев К.В., Цоколаева З.И., Белоглазова И.Б., Зубкова Е.С., Болдырева М.А., Меньшиков М.Ю., Парфенова Е.В. Влияние способа трансплантации прогениторных клеток на репаративные процессы после инфаркта миокарда Гены и клетки, Том XII, № 3, 84 (год публикации - 2017)

7. Дергилев К.В., Цоколаева З.И., Белоглазова И.Б., Зубкова Е.С., Болдырева М.А., Меньшиков М.Ю., Парфенова Е.В. Интрамиокардиальная трансплантация резидентных прогениторных клеток сердца вызывает активацию клеток эпикарда и стимуляцию неоваскулогенеза в зоне повреждения Гены и клетки, Том XII, № 3, 83-84 (год публикации - 2017)

8. Дергилев К., Макаревич П., Цоколаева З., Белоглазова И., Зубкова Е., Болдырева М., Меньшиков М., Парфенова Е. Epicardial cardiac progenitor cell sheets results in better structural integration and neovascularisation than intramyocardial injections HUMAN GENE THERAPY, 28: A89 (год публикации - 2017)
10.1089/hum.2017.29055.abstracts

9. Дергилев К.В., Цоколаева З.И., Белоглазова И.Б., Зубкова Е.С., Болдырева М.А., Меньшиков М.Ю., Парфенова Е.В. Сигнальный путь Notch регулирует функции резидентных прогениторных клеток сердца Гены и клетки, Том XII, № 3, 82-83 (год публикации - 2017)

10. Дергилев К.В., Цоколаева З.И.,, Белоглазова И.Б., Зубкова Е.С., Болдырева М.А., Ратнер Е.И., Дыйканов Д.Т., Меньшиков М.Ю., Парфенова Е.В. Интрамиокардиальные инъекции резидентных C-kit+ прогениторных клеток сердца вызывают активацию прогениторных клеток эпикарда и стимулируют васкуляризацию миокарда после инфаркта Гены и клетки (год публикации - 2018)

Публикации

1. Е.К.Шевченко, К.В.Дергилев, З.И.Цоколаева, И.Б.Белоглазова, Ю.Д.Молокотина, Е.В.Парфенова, М.Ю.Меньшиков Комбинация мезенхимных стромальных клеток и стволовых клеток сердца в составе многослойной клеточной конструкции способствует активации сигнального пути Notch и инициации эндотелиальной дифференцировки Клеточные технологии в биологии и медицине, №4, 233-238 (год публикации - 2018)

2. Е.С. Зубкова, И.Б. Белоглазова, Е.Г. Евтушенко, А.Т. Копылов, Е.К. Шевченко, К.В. Дергилев, Е.И. Ратнер, Е.В. Парфенова, М.Ю. Меньшиков Использование адено-ассоциированного вирусного вектора для получения SCF-содержащих внеклеточных везикул мезенхимальных стромальных клеток Клеточные технологии в биологии и медицине Клеточные технологии в биологии и медицине, № 4, 211-219 (год публикации - 2018)

3. К.В. Дергилев, З.И. Цоколаева, П.И. Макаревич, И.Б. Белоглазова, Е.С. Зубкова, М.А. Болдырева, Д.Т. Дыйканов, М.Ю. Меньшиков, А.И. Овчинников, Ф.Т. Агеев, Е.В. Парфенова C-Kit Cardiac Progenitor Cell Based Cell Sheet Improves Vascularization and Attenuates Cardiac Remodeling following Myocardial Infarction in Rats BioMed Research International, Volume 2018, Article ID 3536854, 13 pages (год публикации - 2018)
10.1155/2018/3536854

4. Белоглазова И., Зубкова Е., Болдырева М., Меньшиков М., Парфенова Е., Дергилев К. HUMAN PLATELET LYSATE AS A XENO FREE ALTERNATIVE OF FETAL BOVINE SERUM FOR THE IN VITRO ISOLATION AND EXPANSION Poster abstract book of 16th Annual Meeting of the International Society for Stem Cell Research, F-1029, 399 (год публикации - 2018)

5. Е. Зубкова, И. Белоглазова, К. Дергилев, Е. Шевченко, Е. Парфенова, М. Меньшиков Reparative Potential of SCF-expressing Adipose Tissue-Derived Mesenchymal Stromal Cells Poster abstract book of 16th Annual Meeting of the International Society for Stem Cell Research, F-1018, 492-493 (год публикации - 2018)

6. Зубкова Е.С., Евтушенко Е.Г., Белоглазова И.Б., Дергилев К.В., Парфенова Е.В., Меньшиков М.Ю СОЗДАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ МСК ЖТ ПРОДУЦИРУЮЩИХ SCF, И ПОЛУЧЕНИЕ КЛЕТОЧНЫХ МИКРОВЕЗИКУЛ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В РЕГЕНЕРАТИВНОЙ МЕДИЦИНЕ Сборник Российского национального конгресса кардиологов 2018, 1030 (год публикации - 2018)