العلاج بالخلايا الجذعية للمرضى المصابين بأمراض المناعة الذاتية عن طريق التسريب النظامية من الأنسجة الدهنية ذاتي المملوءة الثقافة المستمدة الخلايا الجذعية الوسيطة

 

متوسط ​​العمر المتوقع لفترات طويلة, تسبب نمط الحياة والتغيرات البيئية في تغيير نمط المرض في البلدان المتقدمة نحو زيادة الأمراض التنكسية والمناعة الذاتية. أصبحت الخلايا الجذعية أداة واعدة لعلاجهم من خلال تعزيز إصلاح الأنسجة والحماية من الأضرار المرتبطة بالهجوم المناعي. تقدم الخلايا الجذعية الذاتية المستمدة من المريض خيارًا آمنًا لهذا العلاج لأنها لن تؤدي إلى رفض المناعة وبالتالي يمكن استخدام علاجات متعددة دون أي خطر من حساسية التحسس., والتي قد تنشأ من زرع الخلايا الجذعية الخيفية. هنا نذكر نتائج العلاجات مع الثقافة المستمدة من الدهون المشتقة البشرية الخلايا الجذعية الوسيطة (hAdMSCs) من 10 المرضى الذين يعانون من تلف الأنسجة المرتبط بالمناعة الذاتية والخيارات العلاجية المنهكة, بما في ذلك فقدان السمع المناعي الذاتي, التصلب المتعدد, التهاب العضلات, التهاب الجلد التأتبي والتهاب المفاصل الروماتويدي. لتلقي العلاج, قمنا بتطوير بروتوكول قياسي لتوسيع الثقافة لـ hAdMSCs من كميات ضئيلة من الأنسجة الدهنية, توفير عدد كاف من الخلايا للحقن المتكررة. تم تحقيق كفاءات التوسع العالية بشكل روتيني من مرضى المناعة الذاتية ومن المتبرعين المسنين دون خسارة يمكن قياسها في ملف الأمان, الاستقرار الجيني, حيوية والتمايز قوة, خصائص الهجرة والهجوم. على الرغم من أن الاستنتاجات التي يمكن استخلاصها من علاجات الاستخدام الرحيمة من حيث الفعالية العلاجية هي أولية فقط, تقدم البيانات أدلة مقنعة لسلامة وخصائص علاجية لـ AdMSC تدار بشكل منهجي في المرضى من البشر مع عدم وجود خيارات علاجية أخرى. يعتقد المؤلفون أن AdMSCs ذاتية التوسيع في الجسم الحي السابق توفر بديلاً واعدًا لعلاج أمراض المناعة الذاتية. هناك حاجة لدراسات سريرية أخرى أن تأخذ في الاعتبار نتائج التي تم الحصول عليها من دراسات الحالة عن تلك المقدمة هنا.

المقدمة

في القرن ال 21, المتوقع الحية قد تقدم بسرعة كما فعلت عدد من الأمراض شائعة في السابق مع أي علاج. واقترح العلاجات القائمة على الخلايا الجذعية لتكون قادرة على إصلاح وتجديد الأنسجة في الأمراض المرتبطة بالشيخوخة, نمط الحياة المتغير والتعرض البيئي, مثل أمراض المناعة الذاتية والسكتة الدماغية. خاصه, الخلايا الجذعية الوسيطة (اللجان الدائمة) تم تطبيقه لعلاج هذه الأمراض [1–3]. ومع ذلك, عدم وجود بروتوكولات الثقافة الأمثل لتحقيق عدد كاف من الخلايا, قضايا السلامة المتعلقة بالخلايا الموسعة في الجسم الحي السابق, إن الانخفاض المحتمل في فاعلية الخلايا الجذعية المستمدة من كبار السن والمرضى الذين يعانون من أمراض المناعة الذاتية شكك في التطبيقات السريرية للخلايا الجذعية الذاتية في هؤلاء المرضى.

من أجل تطبيق الأنسجة الدهنية الذاتية البشرية المشتقة MSC (hAdMSC) في البيئة السريرية, قمنا بتطوير بروتوكول موحد لعزل وتوسيع ثقافة AdMSC من الحد الأدنى من الدهون في المختبر, تحقيق أرقام خلايا كافية لاختراعات علاجية متعددة [4]. حافظت AdMSCs الموسعة على فاعلية التمايز الفعال بشكل مستقل عن عمر المانح وحالة المرض [5]. الاستقرار الجيني المؤكد والسلامة في الجسم الحي من hAdMSCs الموسعة في الجسم الحي في النماذج الحيوانية والمرضى [4] تشير إلى أن AdMSCs من كبار السن تنطبق على العلاج الذاتي ويمكن مقارنتها بتلك المستمدة من الشباب المتبرعين [5]. علاوة على ذلك, لقد بحثنا في قدرة الهجرة على hAdMSCs وهومينج في الجسم الحي في نموذج حيواني بعد التسريب الجهازي.

يتضمن MSC عددًا من الخلايا الجذعية ذات القدرة الكامنة على التجديد الذاتي وإمكانية التمايز للخطأ الوسطي والأنساب الجنينية الأخرى, بما في ذلك الخلايا الشحمية, خلية عظمية, الخلايا الغضروفية, خلايا الكبد, الخلايا العصبية, خلايا العضلات والخلايا الظهارية [6–8], اعتمادًا على البيئة الدقيقة المحيطة. أثبتت مجموعة كبيرة من الأدلة أن MSC عادة ما يكون لها خصائص مناعية ومضادة للالتهابات [9–12]. بينما يبدو أن خصائص التمايز لـ MSC تعتمد على القرائن البيئية الدقيقة في الجسم الحي, يبدو أن التأثيرات المناعية ذاتية إلى حد ما ، وبالتالي تقدم أساسًا جذابًا لعلاج أمراض المناعة الذاتية والالتهابات عن طريق التسريب الجهازي. علاوة على ذلك, أظهرت الخصائص الجوهرية لـ MSC إفراز عوامل مختلفة, تعديل البيئة المحلية وتفعيل الخلايا السلف المحلية [13, 14]. بالتالي, أثار العلاج MSC وعود علاجية لمرض الكسب غير المشروع مقابل المضيف (GVHD), الذئبة الحمامية الجهازية (الذئبة الحمراء), التهاب المفاصل الروماتويدي (RA), التصلب المتعدد (السيدة), داء السكري, احتشاء عضلة القلب, التهاب الغدة الدرقية وأنواع مختلفة من الاضطرابات العصبية, من بين أمور أخرى [15–23].

طرق مختلفة لإدارة MSCS, بما في ذلك الوريد (آي.) [24], داخل البطين [25] أو داخل الدماغ [26] تم الإبلاغ عن تطبيق الخلايا الجذعية. من هذه الطرق, إ. هي استراتيجية ملائمة لتوصيل الخلايا والتأثيرات العلاجية إلى موقع الإصابة. قد يتم حبس MSC عن طريق الوريد عابرًا في الرئتين, حبس في الطحال, ويتم التخلص منها في الغالب عن طريق الكلى [27]. قد يؤدي التراكم الأولي لـ MSC في الرئتين إلى إفراز مؤثرات مضادة للالتهابات الثانوية [28].وقد حفز العرض الأخير للخصائص في الجسم الحي من MSCs المستمدة من النخاع العظمي و AdMSCs مزيد من IV. تطبيق MSC للعلاج [29]. في هذا الاستعراض, نحن نصف حالات عديدة من تطبيق AdMSCs ذاتي الحركة في ظروف المناعة الذاتية, بما في ذلك فقدان السمع المناعي الذاتي, السيدة, التهاب العضلات (مساء), مرض في الجلد (ميلادي) و RA. نقترح أن ضخ العديد من AdMSC قد ينشئ التوازن المناعي على مدى فترات طويلة من الزمن.

إمكانات النمط الظاهري والتمايز MSC

تم اقتراح المعايير الدنيا لتعريف الخلايا الجذعية المتوسطة من قبل لجنة الخلايا الجذعية من الأنسجة المتوسطة للجمعية الدولية للعلاج الخلوي. هؤلاء هم: 1) القدرة على الانضمام البلاستيك; 2) عدم وجود علامات للدم, مثل CD45, CD34, CD14, CD11b, CD79a, قرص مضغوط 19, أو HLA-DR; 3) قوة التمايز الأديم المتوسط ​​الثلاثية في خلايا بانيات العظم, الخلايا الغضروفية, والخلايا الدهنية; و 4) القدرة المناعية [30]. بالإضافة إلى قدرتها التمايز الأديم المتوسط, كما ظهر أن الخلايا الجذعية السرطانية متعددة الخلايا تفرق في المختبر إلى سلالة الأديم الظاهر مثل الخلايا العصبية, ولكن أيضا في النسب الأديم الباطن مثل الخلايا العضلية والخلايا الكبدية [7, 31]. قد تكون شروط التمايز بين الخلايا الجذعية المحفورة في الجسم الحي أكثر تعقيدًا ويتم تنظيمها من خلال الارتباطات البيئية الدقيقة للأنسجة المحلية. فمثلا, MSCs engrafted into heart could differentiate into cardiomyocytes, smooth muscle cells, and vascular endothelial cells [32–34]. بالاضافة, through a series of signals from local tissue, engrafted MSCs can be induced to secrete diverse cytokines that posses trophic and immunomodulatory functions and subsequently contribute to tissue repair and regeneration [11].

Sources of MSCs
MSC were first isolated as fibroblast colony-forming units (CFU-Fs) or marrow stromal cells from bone marrow (BMMSC) by Friedenstein and colleagues [35]. Their most common name is based on their property of differentiate into a variety of mesodermal tissues including bone, cartilage and fat. MSCs were found in various organs and tissues, including fat, periosteum, synovial membrane, synovial fluid, عضلة, dermis, deciduous teeth, pericytes, trabecular bone, infrapatellar fat pad, articular cartilage, umbilical cord and cord blood [36, 37], and placenta [38].

BMMSCs have first been applied for therapy [39, 40]. ومع ذلك, aspirating BM from the patient is an invasive procedure that yields only low numbers of cells (حول 1-10 per 1 × 105 أو 0.0001-0.01% of all BM nucleated cells), requiring high expansion rates [41]. علاوة على ذلك, the therapeutic potential of BMMSCs may be diminished with increasing donor age and is associated with declining differentiation capacity and reduced vitality in vitro [42]. In any case, for autologous transplantation, expanded BMMSCs and AdMSCs have safely been applied in numerous human studies [4, 39, 40].

Adipose mesenchymal stem cells
Adipose tissue is an attractive source of MSCs for autologous stem cell therapy, because adipose tissue is easily obtainable in sufficient quantities using a minimally invasive procedure [23, 43]. بالاضافة, adipose tissues contain more MSCs than BM (حول 100, 000 MSCs per gram of fat) [44]. علاوة على ذلك, differentiation and immunomodulatory potencies of AdMSCs are equivalent to those of BMMSCs [23].

The efficacy of AdMSCs in treating various diseases has been reported in vivo [45]. Local or systemic administration of AdMSCs was reported to have repair capacity in myocardial infarction [19] liver injury [24], hypoxia-ischemia-induced brain damage [46], allergic rhinitis [47] and muscular dystrophy [48]. علاوة على ذلك, AdMSCs are immune regulatory and potentially suitable to treat immune-related diseases including GVHD [15], السيدة [16], rheumatic disease [17, 18] and thyroditis [20].

Establishment of standard culture-expansion procedure of hAdMSCs for clinical applications
Due to the small number of MSC in tissues, ex vivo expansion is required to generate the cell quantities required to achieve therapeutic results with MSCs through systemic delivery. In case of BMMSCs, ومع ذلك, long-term culture alters the quality of MSCs, including morphological changes, attenuated expression of specific surface markers, reduced proliferative capacity, differentiation potential [49–52], and trophic activity [53].

To produce sufficient numbers of hAdMSCs for stem cell therapy, optimized culture conditions were developed [4], which allow proliferation of hAdMSC from minimal amounts of fat since large amounts of fat are rarely obtainable from patients suffering from incurable diseases. Usage of a special cannular maximizes survival rate of stem cells in fat tissues and a 3 times higher rate of subsequent early stem cell attachment when compared to other devices. The developed cell collection, cultivation and expansion protocol requires less than 5 g fat to obtain more than 109 الخلايا (بعد 3 passages). To improve proliferation and differentiation of AdMSC, we tested more than 15 commercially available culture media and eventually developed the hAdMSC culture media, named as RCME (MSC attachment media) and RKCM (MSC proliferation media) [4]. These media provide high viability, shortened doubling times and maintained morphology and improved potency.

The characteristics, stability, toxicity, and tumorigenicity of the culture-expanded hAdMSCs were determined in animals and in human studies [4]. With regard to the safety of culture-expanded stem cells in vitro, genetically stability and consistency on the morphological, immunophenotypic, and differentiation characteristics, as well as toxicity and tumorigenicity need to be verified. We demonstrated that cultured hAdMSCs showed the typical immunophenotype and differentiation capability of MSCs [4]; cells expressed MSC markers CD90, CD105, CD44 and CD29, but did not express hematopoietic or endothelial markers (CD31, CD34 and CD45) and differentiated to adipogenic, osteogenic, neurogenic, myogeneic and chondrogeneic lineages in vitro. Culture-expanded hAdMSCs were genetically stable for at least 12 passages as determined by karyotype and single nucleotide polymorphism (SNP) assays.

Cells suspended in physiological saline maintained their MSC properties, viability and potency at cold storage conditions (2 to 8°C) for at least 72 ح, a critical time period for shipping stem cells into the clinic. ومع ذلك, we noticed that physical vibration during shipment might negatively impact cell viability. No evidence of bacterial, fungal, or mycoplasma contamination was observed in cells tested before shipping and cell viability evaluated by trypan blue exclusion was > 95% prior to cell transplantation.

In vivo safety of expanded hAdMSCs
To test the toxicity of hAdMSCs, different cell doses were intravenously injected into immunodeficient severe combined immunodeficiency (SCID) mice, and mice were observed for 13 أسابيع. Even at the highest cell dose (2.5 × 108 cells/kg body weight), mice showed no sign of discomfort. Although the safety of i.v. injection of culture expanded autologous and allogenic MSCs has been confirmed in patients [54] in numerous human clinical studies including osteogenesis imperfect [55], metachromatic leukodystrophy [56], acute myocardial infarction [57] and GVHD [58], there were some reports presenting that MSCs can induce sarcoma [59] or facilitate the growth of tumors [60]. In order to test tumorigenicity of hAdMSCs, we performed a tumorigenicity test in Balb/c-nude mice for 26 أسابيع. Even at the highest cell dose (2 × 108 MSCs/kg, subcutaneous injection), no evidence of tumor development was found. The safety of hAdMSCs was further investigated in a phase I human clinical trial, with no serious adverse event after i.v. administration of 4 × 108 hAdMSCs within an observation period of 12 أسابيع [4]. The minor adverse events found are common to spinal cord injury patients and disappeared spontaneously or were alleviated with medication. One idiopathic case of asymptomatic hyperthyroidism that did not require medical treatment remained sustained during follow-up. Based on these studies, we conclude that the systemic administration of hAdMSCs is safe and does not induce tumor development. In line with these data, Vilalta et al. [61] reported that hAdMSCs implanted in mice tended to maintain a steady state, ولا شذوذ الكروموسومات للكشف أو الأورام شكلت خلال 8 أشهر من الإقامة في أنسجة العائل. والجدير بالذكر, كان تطوير ساركوما في دراسة تولار آخرون بسبب اللجان الدائمة المملوءة الثقافة الشاذة cytogenetically [59]. بالاضافة, Izadpanah وآخرون. [62] أثبتت أن زراعة على المدى الطويل من وراء MSC مرور 20 قد يؤدي إلى تحولها إلى خلايا خبيثة. وتشير هذه النتائج إلى أن من الضروري للسيطرة على الاستقرار الجيني للخلايا المملوءة الثقافة.

Comparison of neural cell differentiation of hAdMSC derived from young and old donors
Because many diseases that are candidates for stem cells therapy are age-associated degenerative diseases, stem cells obtained from the elderly for autologous use should possess potency in order to have therapeutic effects. In terms of BMMSCs, there have been controversial results regarding the effects of aging. Using human BMMSCs from juveniles and adults seeded onto three-dimensional scaffolds, Mendes et al. [63] have demonstrated that actual bone formation decreased significantly as patient age increased. Huibregtse et al. [64] demonstrated that overall reduction in colony-forming efficiency was observed in rabbit BMMSCs derived from older animals. Bergman et al. [65] demonstrated that differences in basal proliferation rates were observed between young and old BMMSCs isolated from mice, while production of early markers of osteoblastic differentiation in vitro were equivalent. Stenderup et al. [42] have shown that human BMMSC isolated from older donors have a decreased lifespan and rate of population doubling, while both BMMSCs formed similar amounts of bone both in vitro and in vivo [51].

Adipose derived MSC seem not to undergo the same senescence pattern as BMMSC [66, 67]. When hAdMSC were derived from elderly (mean 71.4 سنوات) and young donors (mean 36.4 سنوات), cells from both age groups showed similar proliferation, osteogenic differentiation and senescence marker patterns, while BMMSC from the same cohorts showed reduced proliferation, انخفضت التمايز وزيادة الشيخوخة [66]. في التوافق مع هذه النتائج والبيانات من AdMSC الفئران المستمدة من هشاشة العظام الشيخوخي SAMP6 الفئران, والتي أظهرت صيانة التيلومير طول, النشاط التيلوميراز والتمايز عظمي المنشأ [67]. من أجل تحديد قوة من hAdMSCs معزولة من المانحين الذين تتراوح أعمارهم بين الثلاثين, أربعين وخمسين, وكان التحقيق من انتشار والتمايز القدرة على الخلايا العصبية [5]. وقد تبين أن عدد الخلايا, بقاء, كان التشكل وإمكانية التفريق العصبية لا يختلف بين hAdMSC من مختلف الأعمار والمرور. وتشير نتائج يمكن تطبيقها أن الدهنية المشتقة الخلايا الجذعية ذاتي من الأشخاص الذين تتراوح أعمارهم عن العلاج بالخلايا الجذعية لمرض العصبي تعتمد على عمر مع نفس نوعية الخلايا الجذعية والقدرة كما الخلايا الجذعية المستمدة من المرضى الأصغر سنا.

توزيع, الهجرة وصاروخ موجه إمكانات اللجان الدائمة المزروعة بعد الحقن في الوريد
توزيع اللجان الدائمة بعد i.v. حقنة
بعد i.v. توصيل, تم العثور على اللجان الدائمة عموما على ترددات منخفضة أو منخفضة جدا في معظم الأجهزة المستهدفة, كما يتضح من الأنسجة, تفاعل البلمرة المتسلسل أو المناعية [68-70]. DEAK وآخرون. [71] أجريت تقييمات الحركية المنهجية في النماذج غير إصابة باستخدام تعزيز الخضراء الفلورسنت البروتين transfected اللجان الدائمة الفئران. وأظهروا أن 24 ساعة بعد تطبيق MSC, كانت معظم أجهزة إيجابية في كثير من الأحيان الرئتين, كبد, الكلى, بشرة, والقناة الهضمية بين الأنسجة التحقيق. في الرباح, ديفين وآخرون. [69] أثبتت أن لوحظ ارتفاع تركيز الحمض النووي زرع محددة في أنسجة الجهاز الهضمي. أنها أظهرت أيضا أن الكلى, رئة, كبد, الغدة الضرقية, والجلد لديها كميات عالية نسبيا من مكافئات DNA. وبناء على دراستهم, وقدرت مستويات engraftment في هذه الأنسجة, تتراوح من 0.1 إلى 2.7%, مع نتائج مماثلة مع خلايا ذاتي وخيفي [69]. بعد إدارة النظامية, لي الله وآخرون. [28] وجدت 80% من اللجان الدائمة التي غرست في رئات الفئران 15 دقيقة بعد التسريب, في حين بعد 4 days the specific signal for the presence of human MSCs decreased to 0.01%. Of importance, clinical studies with systemically delivered human MSCs did not induce significant intolerance symptoms from the pulmonary or circulatory systems, while murine MSCs displayed a somewhat different behavior. DEAK وآخرون. [72] have demonstrated in a C57BL/6 syngenic murine MSCs transfusion model, that in contrast to human MSCs, murine MSCs home to lungs and might clog in the lungs.

Migration and homing potential of MSCs after i.v. حقنة
وأظهر عدد من الدراسات المجراة في أن اللجان الدائمة التي غرست بشكل منتظم يمكن أن تهاجر إلى جرح, ملتهبة الأنسجة وبذل العلاجية الآثار [73, 74]. BMMSCs تسليمها عن طريق الوريد للفئران التالية عضلة القلب احتشاء المعربة في المنطقة احتشاء وتحسين وظيفة البطين, في حين اللجان الدائمة تسليمها للفئران-محتشية غير توطين إلى BM [75]. المترجمة البطن أشعة يعزز إلى حد كبير MSC صاروخ موجه على وجه التحديد إلى الأنسجة جرح الإشعاع في الفئران [76]. أظهرت دراسة حديثة خصائص صاروخ موجه من i.v. hAdMSCs إلى المناطق التي تضررت من الخلايا تدار في حساسية الأنف نموذج حيواني [47]. وجرى تقييم التوزيع النسبي للجهاز hAdMSCs مضان المسمى من قبلنا في الدماغ, الحبل الشوكي, طحال, الغدة الضرقية, الكلى, كبد, رئة, والقلب بعد i.v. الحقن في العمود الفقري الفئران إصابة الحبل بواسطة المجهر مضان ومحددة البشري ألو PCR. في المنطقة المصابة من النخاع الشوكي, نسبة عالية نسبيا من AdMSCs (13%) وجد, بينما ظلت معظم الخلايا في الطحال (40%) والغدة الصعترية (21%) [البيانات غير ظاهرة].

Numerous studies showed the involvement of chemokines or growth factors in MSCs trafficking to the injury region. The interactions of stromal cell-derived factor-1α (SDF-1α)- and C-X-C chemokine receptor type 4 (CXCR4) mediated the trafficking of transplanted BMMSCs in a rat model of left hypoglossal nerve injury. بالاضافة, BMMSCs were attracted by chemokines that are presented in the supernatants of primary cultures of human pancreatic islets culture in vitro and in vivo[77]. When we compared soluble factors by in vitro migration assay, platelet derived growth factor (PDGF)-AB and transforming growth factor-ß1 (TGF-β1) were most potent for migration activity of hAdMSCs [78]. hAdMSCs pre-stimulated with tumor necrosis factor (TNF-α) showed the highest migration activity. When analyzed by flow cytometry and reverse transcriptase-polymerase chain reaction, hAdMSC expressed C-C chemokine receptor type 1 (CCR1), CCR7, C-X-C chemokine receptor type 4 (CXCR4), CXCR5, CXCR6, EGFR (EGF receptor), FGFR1 (FGF receptor 1), TGFBR2 (TGF receptor 2), TNFRSF1A (TNF receptor 1), PDGFRA (PDGF receptor A) and PDGFRB (PDGF receptor B) at protein and mRNA levels. This study indicates that the migration of hAdMSCs is controlled by various growth factors or chemokines. بالتالي, modulating the homing capacity of hAdMSCs in vivo could stimulate its migration into injured sites after i.v. administration, and thereby improve their therapeutic potential.

Immunomodulation and anti-inflammatory effects by MSCs
Several characteristics may play a role for the immune regulatory capability and anti-inflammatory effects of MSCs: 1) MSCs have low immunogenicity due to low expression levels of major histocompatibility complex-I (MHC-I) and no expression of MHC-II molecules and costimulatory molecules including B7-1 (CD80), B7-2 (CD86), or CD40 [79], (2) MSCs secrete soluble factors such as interleukin (IL)-6 and macrophage-colony stimulating factor [80] and suppress the activation and proliferation of T and B lymphocytes, and interfere with differentiation, maturation and function of dendritic cells, (3) MSC release anti-inflammatory and anti-apoptotic molecules and hence may protect damaged tissues [79, 81].

Due to these properties, MSC transplantation has been used for the treatment of GVHD, and several autoimmune diseases, including autoimmune thyroditis [20], RA [17, 18] and MS [16] and implicated for allogeneic stem cell transplantation. Systemic infusion of AdMSCs controlled lethal GVHD in mice transplanted with haploidentical hematopoietic stem cell grafts when the MSCs were injected early after transplantation [15] although ongoing clinical studies with allogeneic BMMSC were not successful. Therapeutic efficacy of BMMSCs was reported in the animal model of MS [16]. In this experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) model, إ. infusion of MSCs decreased clinical symptoms when MSCs were injected before or at the onset of the disease. In an experimental collagen-induced arthritis (CIA) دراسة, a single intraperitoneal injection of BMMSCs prevented the occurrence of severe arthritis, and was associated with a decrease in serum levels of pro-inflammatory cytokines [18]. Human AdMSCs have been demonstrated to ameliorate experimental autoimmune thyroiditis via down-regulation of Th1 cytokines [20]. Systemic infusion of hAdMSCs prevented lymphocyte infiltration to thyroid glands, decreased the production of pro-inflammatory cytokines and improved Th1/Th2 balance [20]. MSCs suppressed T-cell proliferation and cytokine production in response to alloantigen and nonspecific antigen, and prolong skin graft survival in vivo [82]. بالاضافة, MSCs inhibit function of B cells [83], natural killer cells [84] and dendritic cells [85]. The immunomodulatory function of MSC was mediated both by soluble factors [86], and by direct cell to cell interactions [87].

Whether MSC derived from patients with autoimmune diseases will have therapeutic functions after autologous transplantation in a clinical situation is controversial and has not been addressed clinically [88]. Papadaki et al. [89] showed that while BMMSCs isolated from RA patients were found to be impaired in their ability to support hematopoiesis, BMMSCs isolated from MS patients displayed normal ability [89, 90]. Other data demonstrated that BMMSCs derived from patients with RA, السيدة, autoimmune SLE, systemic sclerosis (SSc) and Sjogren’s syndrome retained their immunomodulatory capabilities in vitro [91, 92].

Clinical application of MSCs in autoimmune diseases
Given their confirmed in vivo safety and the rationale that MSCs possess immunomodulatory and anti-inflammatory properties, compassionate-use treatments for autoimmune diseases were initiated in patients after other treatment options were exhausted. All patients provided informed consent to the treatment. هنا, we describe treatment of AdMSCs in autoimmune hearing loss (AIED), السيدة, مساء, AD and RA. Details on the patients disease and treatment histories, disease status and treatments are provided in Table 1 and Additional File 1; Case Reports, Table S1 and Figure S1. Additional clinical scores for AD before and after treatment are shown in Table 2. Patient analysis was based mostly on clinical parameters. في بعض الحالات, immunological and blood status parameters were also measured (cases 3, 4, 5, 8, 9, 10); all cases showed decrease in inflammatory responses and eosinophil counts.

الطاولة 1 Summary of hAdMSC treatments of 10 patients with different autoimmune-associated diseases.

الطاولة 2 SCORing results of AD patients.

For all treatments, 5 g of fat tissues were collected by liposuction, transferred immediately to the GMP facility and Stem Cell Research Center of RNL BIO and culture-expanded for 3 passages using the standard protocol to obtain AdMSCs [4]. The patients received between 1 و 6 إ. infusions of 200 million AdMSCs suspended in physiological saline (each 100 million cells/100 ml) in different intervals (see Table 1 and Additional File 1; Case Reports). Two patients received additional intrathecal (MS-patient) and intrarticular (RA-patient) injections of cells (الطاولة 1 and Additional File 1; Case Reports and Table S1).

الاستنتاجات
Human AdMSC can be isolated from small amounts of adipose tissue, efficiently expanded to achieve more than 109 cells after 3 إلى 4 passages independent on donor age and disease status. The sustained potency and genetic stability of the cells make adipose tissue a very attractive source for multipotent cells. Their immunmodulatory function, homing and migratory patterns as well as previous clinical trials suggest that these cells are efficient for treatment for several classes of autoimmune diseases and their application is safe. هنا, we demonstrated considerable therapeutic effects of culture-expanded autologous AdMSCs in a variety of autoimmune diseases in the frame of an ethically justified compassionate use application for patients with exhausted therapeutic options. Multiple intravenous infusions of cells resulted in clinical benefit in all treated patients in the follow up period. No adverse events were observed. The data provide first evidence for clinical benefit in autoimmune diseases, yet further scrutiny in controlled clinical trials with a sufficient numbers of patients are needed to draw a definitive conclusion on therapeutic efficacy and long term benefit. Importantly, the data show that multiple AdMSC infusion of up to 1 × 109 cells in a period of less than one month is safe, corroborating data from preclinical and clinical trials using BMMSC and AdMSC. علاوة على ذلك, within this small sample size, no evidence of donor age-dependent efficacy, or age dependent in vitro cell expansion rate was found. The autologous stem cell application described here is based on the current state of the art and provides an outlook into treatments for patients suffering from a variety of incurable autoimmune related diseases with no remaining treatment options.

While it is shown here that the technology for treatment of autoimmune using autologous AdMSC is in place and the expectations derived from preclinical studies can be confirmed, there is still a limited understanding of the modes of action. In conclusion, the systemic infusion of autologous stem cells described here offers promise for better management of a wide spectrum of autoimmune diseases, independent on patient’s age.

العلاج بالخلايا الجذعية