V nové studii vědci podávali stárnoucím myším mezenchymální kmenové buňky odvozené z lidské pupečníkové šňůry (HUCMSCs). Výsledkem bylo zpomalení degenerace několika orgánů, změny ve složení mikrobiomu, metabolické úpravy, zlepšení chování a snížení strachu.
Terapeutický potenciál HUCMSCs
Mezenchymální kmenové buňky (MSCs) jsou známé svou schopností obnovy a diferenciace do různých typů buněk. Rostoucí množství výzkumů ukazuje, že MSCs mohou mít terapeutický potenciál. V nové studii vědci testovali účinky HUCMSCs na čtyřměsíční myši dvou kmenů: senescentní, který simuluje rychlé stárnutí a kognitivní pokles (SAMP8), a normálně stárnoucí kontrolní kmen (SAMR1). Patnáct myší kmenů SAMP8 dostávalo HUCMSCs jednou týdně po dobu osmi týdnů. Po skončení experimentu vědci odebrali vzorky stolice a krve.
Zlepšení na mnoha úrovních
Po podání MSC vědci zjistili, že myši měly lepší kognitivní schopnosti, zvýšenou zvídavost, lepší koordinaci a rovnováhu a menší úzkost než kontrolní myši. Na molekulární úrovni zjistili menší množství jednolomých zlomů v DNA mozkové tkáně. Ve tkáních, jako je čelní lalok a hipokampus, které odpovídají za učení, paměť a pozornost, byla u myší léčených MSCs zachována strukturální integrita.
Kardiální tkáň MSC léčených myší byla podobná zdravé srdeční tkáni kontrolních myší. Podobné zachování zdravých struktur bylo pozorováno také v gastrointestinálním traktu, ledvinách, kosterním svalstvu, slezině, játrech a plicích, kde kontrolní skupiny vykazovaly výraznější projevy stárnutí. Zároveň byla v plicích a slezině myší léčených MSCs nižší úroveň zánětu.
Dopad na mikrobiom a metabolismus
Léčba MSCs vedla k změnám v mikroflóře a metabolických profilech myší. Po podání MSCs se obnovily některé prospěšné bakteriální druhy. Na metabolické úrovni léčba MSCs zvýšila hladiny metabolitů podporujících kardiovaskulární zdraví. Výzkumníci zjistili, že vyšší hladina jednoho z těchto metabolitů, 5-hydroxy-L-tryptofanu, by mohla přispět ke snížení deprese podobného chování, což je pravděpodobně spojeno s normalizací syntézy serotoninu.
Výsledky rovněž ukazují, že MSC léčba může ovlivňovat metabolismy mastných a aminokyselin, což naznačuje komplexní vliv MSC terapie na metabolismus. Vědci však upozorňují, že účinky na metabolické změny vyžadují další výzkum.
Porozumění mechanismu
Ačkoliv je zapotřebí hlubšího výzkumu, vědci naznačují, že MSCs mohou ovlivňovat mikrobiom střev prostřednictvím modulace imunitní funkce střev. Výsledná změna mikrobiomu pak ovlivňuje metabolismus a imunitní funkce, což může vytvořit pozitivní zpětnou vazbu. Tato studie má určité omezení, zejména tím, že vzorky mikrobiomu byly odebrány pouze jednou, což mohlo omezit schopnost zachytit dynamické změny mikrobiomu. Dále použité myší modely mohou mít určité odlišnosti oproti lidské demenci, což by mohlo ovlivnit, jak se výsledky přenesou do lidského výzkumu.
Literatura
- Lian, J., et al. (2024). Multi-omics evaluation of clinical-grade human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells in synergistic improvement of aging related disorders in a senescence-accelerated mouse model. Stem cell research & therapy, 15(1), 383.
- Musiał-Wysocka, A., et al. (2019). The Pros and Cons of Mesenchymal Stem Cell-Based Therapies. Cell transplantation, 28(7), 801–812.
- Wang, M., et al. (2016). Intraperitoneal injection (IP), Intravenous injection (IV) or anal injection (AI)? Best way for mesenchymal stem cells transplantation for colitis. Scientific reports, 6, 30696.
- Sala, E., et al. (2015). Mesenchymal Stem Cells Reduce Colitis in Mice via Release of TSG6, Independently of Their Localization to the Intestine. Gastroenterology, 149(1), 163–176.e20.