ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2022-1-28-34ssmu-4691Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSИзучение противовоспалительной и иммунотропной активности секретома мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток, индуцированных эритропоэтином, вальпроевой кислотой или дексаметазоном in vitroStudy of the anti-inflammatory and immunotropic activity of the secretome from multipotent mesenchymal stromal cells induced by erythropoietin, valproic acid or dexamethasone in vitrohttps://orcid.org/0000-0002-1765-9042ГолубинскаяП. А.GolubinskayaP. A.

Голубинская Полина Александровна – аспирант, кафедра фармакологии и клинической фармакологии; клеточный инженер

308015, г. Белгород, ул. Победы, 85309927, Белгородская обл., с. Малобыково, ул. Белая Вежа, 1

85, Pobedy Str., Belgorod, 3080151, Belaya Vezha Str., Malobykovo village, Belgorod region, 309927

polinapigeon@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-9279-7584ПузановМ. В.PuzanovM. V.

Пузанов Максим Викторович – генеральный директор

309927, Белгородская обл., с. Малобыково, ул. Белая Вежа, 1

1, Belaya Vezha Str., Malobykovo village, Belgorod region, 309927

maxbff@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3618-5284СарычеваМ. В.SarychevaM. V.

Сарычева Марина Владиславовна – аспирант, кафедра фармакологии и клинической фармакологии

308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

85, Pobedy Str., Belgorod, 308015

dr.sarycheva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7944-2319БурдаС. Ю.BurdaS. Yu.

Бурда Светлана Юрьевна – мл. науч. сотрудник, опытно-производственный участок «Клеточные и вспомогательные репродуктивные технологии»

308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

85, Pobedy Str., Belgorod, 308015

svetlanaburda@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-6249-2464НадеждинС. В.NadezhdinS. V.

Надеждин Сергей Викторович – канд. биол. наук, доцент, кафедра биологии, Институт фармации, химии и биологии

308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

85, Pobedy Str., Belgorod, 308015

nadezdin@bsu.edu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5402-0697КорокинМ. В.KorokinM. V.

Корокин Михаил Викторович – д-р мед. наук, профессор, кафедра фармакологии и клинической фармакологии

308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

85, Pobedy Str., Belgorod, 308015

mkorokin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1183-4436БурдаЮ. Е.BurdaYu. E.

Бурда Юрий Евгеньевич – канд. мед. наук, доцент, кафедра фармакологии и клинической фармакологии; директор по науке

308015, г. Белгород, ул. Победы, 85309927, Белгородская обл., с. Малобыково, ул. Белая Вежа, 1

85, Pobedy Str., Belgorod, 3080151, Belaya Vezha Str., Malobykovo village, Belgorod region, 309927

burda@bsu.edu.ruБелгородский государственный национальный исследовательский университет (НИУ «БелГУ»); ООО «Центр клеточных технологий Бирюч» (ООО «ЦКТ Бирюч»)РоссияBelgorod State National Research University (NRU BelSU); Biruch Center of Cell Technologies LLCRussian FederationООО «Центр клеточных технологий Бирюч» (ООО «ЦКТ Бирюч»)РоссияBiruch Center of Cell Technologies LLCRussian FederationБелгородский государственный национальный исследовательский университет (НИУ «БелГУ»)РоссияBelgorod State National Research University (NRU BelSU)Russian Federation2022140420222112834Copyright © Голубинская П.А., Пузанов М.В., Сарычева М.В., Бурда С.Ю., Надеждин С.В., Корокин М.В., Бурда Ю.Е., 20222022Голубинская П.А., Пузанов М.В., Сарычева М.В., Бурда С.Ю., Надеждин С.В., Корокин М.В., Бурда Ю.Е.Golubinskaya P.A., Puzanov M.V., Sarycheva M.V., Burda S.Y., Nadezhdin S.V., Korokin M.V., Burda Y.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/4691Цель

Цель. Исследовать влияние обработки вальпроевой кислотой, эритропоэтином и дексаметазоном на противовоспалительную и иммуносупрессивную активность секретома мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК) жировой ткани в эксперименте in vitro.

Материалы и методы

Материалы и методы. ММСК выделяли из жира шести здоровых доноров. Клетки растили в культуре до четвертого пассажа, затем обрабатывали вальпроевой кислотой, эритропоэтином или дексаметазоном в течение 3 ч, отмывали от препаратов и инкубировали в бессывороточной среде в течение 48 ч. Часть клеток не обрабатывали препаратами. Супернатанты от культур клеток сконцентрировали ультрафильтрацией, стандартизировали по содержанию белка с помощью нанофотометра, стерилизовали и добавляли к мононуклеарам из периферической крови восьми здоровых доноров. Мононуклеары выделяли в градиенте плотности фиколла по стандартному протоколу. Концентрации цитокинов фактора некроза опухоли альфа (TNFα), интерлейкина (IL) 2, IL-4, IL-6, IL-10, интерферона гамма (IFNγ) в суточных культурах и IL-9, IL-10, IL-17A, IL-21 в 48-часовых культурах определяли с помощью мультиплексного анализа.

Результаты

Результаты. Продукция IL-2, IL-6, TNFα, IL-10 снижается под действием секретома от обработанных вальпроевой кислотой ММСК. Продукция IL-2, IL-6, TNFα уменьшается при инкубации мононуклеаров с секретомом клеток, обработанных эритпропоэтином. Секретом обработанных дексаметазоном ММСК подавляет продукцию IFNγ, IL-1β, IL-1ra, IL-2, IL-6, IL-9, IL-10, IL-17A. Статистически значимых различий по изменению продукции IL-4, IL-5, IL-9, IL-21 не выявлено.

Заключение

Заключение. Среди изученных индукторов дексаметазон показал себя более активным в усилении противовоспалительной и иммуносупрессивной активности ММСК, выраженной через влияние их супернатантов на мононуклеары периферической крови.

The aim of this study was to evaluate the effect of treatment with valproic acid, erythropoietin, and dexamethasone on the anti-inflammatory and immunosuppressive activity of the secretome of adipose-derived multipotent mesenchymal stromal cells (MMSCs) in an in vitro experiment.

Materials and methods

Materials and methods. MMSCs were isolated from the fat of 6 healthy donors. The cells were grown in the culture up to passage 4. Then they were treated with valproic acid, erythropoietin or dexamethasone for 3 hours, washed from preparations, and incubated in a serum-free medium for 48 hours. Some of the cells were not treated with preparations. Supernatants from the cell cultures were concentrated by ultrafiltration, and protein standardization was performed using a nanophotometer. Then the supernatants were sterilized and added to mononuclear cells from peripheral blood of 8 healthy donors. The mononuclear cells were isolated by Ficoll density gradient centrifugation according to the standard protocol. Concentrations of TNFα, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, and IFNγ cytokines in 24-hour cultures and IL-9, IL-10, IL-17A, and IL-21 cytokines in 48-hour cultures were determined using multiplex analysis.

Results

Results. The production of IL-2, IL-6, TNFα, and IL-10 was reduced by the secretome of MMSCs treated with valproic acid. The production of IL-2, IL-6, and TNFα decreased during incubation of the mononuclear cells with the secretome of MMSCs treated with erythropoietin. The secretome of dexamethasone-treated MMSCs suppressed the production of IFNγ, IL-1β, IL-1ra, IL-2, IL-6, IL-9, IL-10, and IL-17A. No statistically significant differences were revealed in the production of IL-4, IL-5, IL-9, and IL-21.

Conclusion

Conclusion. Among the studied inducers, dexamethasone enhanced the anti-inflammatory and immunosuppressive activity of MMSCs the most, which was manifested through the effect of their supernatants on peripheral blood mononuclear cells.

мультипотентные мезенхимальные стромальные клеткивальпроевая кислотаэритропоэтиндексаметазонцитокинывоспалениеmultipotent mesenchymal stromal cellsvalproic aciderythropoietindexamethasonecytokinesinflammationАвторы заявляют о финансировании со стороны ООО «Инновационный центр «Бирюч – новые технологии», ООО «Центр клеточных технологий Бирюч» и программы «У.М.Н.И.К.».The authors declare funding from the Innovation Center “Biruch – New Technologies” LLC, Biruch Cell Technology Center LLC and the UMNIK program.ReferencesGolubinskaya P.A., Sarycheva M.V., Burda S.Y., Puzanov M.V., Nadezhdina N.A., Kulikovskiy V.F. et al. Pharmacological modulation of cell functional activity with valproic acid and erythropoietin. Research Results in Pharmacology. 2019;5(2):89–99. DOI: 10.3897/rrpharmacology.5.34710.Golubinskaya P.A., Sarycheva M.V., Burda S.Y., Puzanov M.V., Nadezhdina N.A., Kulikovskiy V.F. et al. Pharmacological modulation of cell functional activity with valproic acid and erythropoietin. Research Results in Pharmacology. 2019;5(2):89–99. DOI: 10.3897/rrpharmacology.5.34710.Lu H., Wu X., Wang Z., Li L., Chen W., Yang M. et al. Erythropoietin-activated mesenchymal stem cells promote healing ulcers by improving microenvironment. Journal of Surgical Research. 2016;205(2):464–473. DOI: 10.1016/j.jss.2016.06.086.Lu H., Wu X., Wang Z., Li L., Chen W., Yang M. et al. Erythropoietin-activated mesenchymal stem cells promote healing ulcers by improving microenvironment. Journal of Surgical Research. 2016;205(2):464–473. DOI: 10.1016/j.jss.2016.06.086.Leu S.J., Yang Y.Y., Liu H.C., Cheng C.Y., Wu Y.C., Huang M.C. et al. Valproic acid and lithium meditate antiinflammatory effects by differentially modulating dendritic cell differentiation and function. Journal of Cellular Physiology. 2017;232(5):1176–1186. DOI: 10.1002/jcp.25604.Leu S.J., Yang Y.Y., Liu H.C., Cheng C.Y., Wu Y.C., Huang M.C. et al. Valproic acid and lithium meditate antiinflammatory effects by differentially modulating dendritic cell differentiation and function. Journal of Cellular Physiology. 2017;232(5):1176–1186. DOI: 10.1002/jcp.25604.De Almeida A.R., Dantas A.T., Pereira M.C., Cordeiro M.F., Gonçalves R.S.G., de Melo Rêgo M.J.B. et al. Dexamethasone inhibits cytokine production in PBMC from systemic sclerosis patients. Inflammopharmacology. 2019;27(4):723–730. DOI: 10.1007/s10787-019-00600-w.De Almeida A.R., Dantas A.T., Pereira M.C., Cordeiro M.F., Gonçalves R.S.G., de Melo Rêgo M.J.B. et al. Dexamethasone inhibits cytokine production in PBMC from systemic sclerosis patients. Inflammopharmacology. 2019;27(4):723–730. DOI: 10.1007/s10787-019-00600-w.Baliwag J., Barnes D.H., Johnston A. Cytokines in psoriasis. Cytokine. 2015;73(2):342–350. DOI: 10.1016/j.cyto.2014.12.014.Baliwag J., Barnes D.H., Johnston A. Cytokines in psoriasis. Cytokine. 2015;73(2):342–350. DOI: 10.1016/j.cyto.2014.12.014.Cain D.W., Cidlowski J.A. Immune regulation by glucocorticoids. Nature Reviews Immunology. 2017;17(4):233–247. DOI: 10.1038/nri.2017.1.Cain D.W., Cidlowski J.A. Immune regulation by glucocorticoids. Nature Reviews Immunology. 2017;17(4):233–247. DOI: 10.1038/nri.2017.1.Zhang Q., Bai H., Wang M.L., Ma H., Zhang X.L., Wang C.B. et al. Effects of the interleukin-21 expression in patients with immune thrombocytopenia and its regulation by high-dose dexamethasone. Zhongguo shi yan xue ye xue za zhi. 2015;23(2):465–470. DOI: 10.7534/j.issn.1009-2137.2015.02.033.Zhang Q., Bai H., Wang M.L., Ma H., Zhang X.L., Wang C.B. et al. Effects of the interleukin-21 expression in patients with immune thrombocytopenia and its regulation by high-dose dexamethasone. Zhongguo shi yan xue ye xue za zhi. 2015;23(2):465–470. DOI: 10.7534/j.issn.1009-2137.2015.02.033.Steinborn B., Żarowski M., Winczewska-Wiktor A., Wójcicka M., Młodzikowska-Albrecht J., Losy J. Concentration of Il-1β, Il-2, Il-6, TNFα in the blood serum in children with generalized epilepsy treated by valproate. Pharmacological Reports. 2014;66(6):972–975. DOI: 10.1016/j.pharep.2014.06.005.Steinborn B., Żarowski M., Winczewska-Wiktor A., Wójcicka M., Młodzikowska-Albrecht J., Losy J. Concentration of Il-1β, Il-2, Il-6, TNFα in the blood serum in children with generalized epilepsy treated by valproate. Pharmacological Reports. 2014;66(6):972–975. DOI: 10.1016/j.pharep.2014.06.005.Melashchenko O.V., Meniailo M.E., Malashchenko V.V., Gazatova N.D., Goncharov A.G., Seledtsova G.V. et al. Erythropoietin directly affects human macrophage functionality. Current Pharmaceutical Biotechnology. 2018;19(11):902–909. DOI: 10.2174/1389201019666181031164520.Melashchenko O.V., Meniailo M.E., Malashchenko V.V., Gazatova N.D., Goncharov A.G., Seledtsova G.V. et al. Erythropoietin directly affects human macrophage functionality. Current Pharmaceutical Biotechnology. 2018;19(11):902–909. DOI: 10.2174/1389201019666181031164520.Banuelos J., Lu N.Z. A gradient of glucocorticoid sensitivity among helper T cell cytokines. Cytokine & Growth Factor Review. 2016; (31):27–35. DOI: 10.1016/j.cytogfr.2016.05.002.Banuelos J., Lu N.Z. A gradient of glucocorticoid sensitivity among helper T cell cytokines. Cytokine & Growth Factor Review. 2016; (31):27–35. DOI: 10.1016/j.cytogfr.2016.05.002.Pouya S., Heidari M., Baghaei K., Aghdaei H.A., Moradi A., Namaki S. et al. Study the effects of mesenchymal stem cell conditioned medium injection in mouse model of acute colitis. International Immunopharmacology. 2018;54:86–94. DOI: 10.1016/j.intimp.2017.11.001.Pouya S., Heidari M., Baghaei K., Aghdaei H.A., Moradi A., Namaki S. et al. Study the effects of mesenchymal stem cell conditioned medium injection in mouse model of acute colitis. International Immunopharmacology. 2018;54:86–94. DOI: 10.1016/j.intimp.2017.11.001.Rütten S., Schrödl W., Abraham G. Modulation of TNF-α, IL-1Ra and IFN-γ in equine whole blood culture by glucocorticoids. Veterinary Immunology and Immunopathology. 2019;(210):1–5. DOI: 10.1016/j.vetimm.2019.03.002.Rütten S., Schrödl W., Abraham G. Modulation of TNF-α, IL-1Ra and IFN-γ in equine whole blood culture by glucocorticoids. Veterinary Immunology and Immunopathology. 2019;(210):1–5. DOI: 10.1016/j.vetimm.2019.03.002.Olivares-Morales M.J., De La Fuente M.K., Dubois-Camacho K., Parada D., Diaz-Jiménez D., Torres-Riquelme A. et al. Glucocorticoids impair phagocytosis and inflammatory response against crohn’s disease-associated adherent-invasive Escherichia coli. Frontiers in Immunology. 2018;(9):1026. DOI: 10.3389/fimmu.2018.01026.Olivares-Morales M.J., De La Fuente M.K., Dubois-Camacho K., Parada D., Diaz-Jiménez D., Torres-Riquelme A. et al. Glucocorticoids impair phagocytosis and inflammatory response against crohn’s disease-associated adherent-invasive Escherichia coli. Frontiers in Immunology. 2018;(9):1026. DOI: 10.3389/fimmu.2018.01026.Abd-Elhalem S.S., Haggag N.Z., El-Shinnawy N.A. Bone marrow mesenchymal stem cells suppress IL-9 in adjuvant-induced arthritis. Autoimmunity. 2018;51(1):25–34. DOI: 10.1080/08916934.2018.1428956.Abd-Elhalem S.S., Haggag N.Z., El-Shinnawy N.A. Bone marrow mesenchymal stem cells suppress IL-9 in adjuvant-induced arthritis. Autoimmunity. 2018;51(1):25–34. DOI: 10.1080/08916934.2018.1428956.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.