Μελέτη της επίδρασης της συστηματικής έγχυσης ενδοθηλιακών προγονικών κυττάρων σε επίμυες Apo E-/- στην αθηρωμάτωση

Abstract

Background: The effects of direct infusion or indirect mobilization of progenitor cells on atherosclerotic plaque development and progression is not clear. We sought to investigate the effects of lin-/sca+ cells, endothelial progenitor cells and G-CSF administration on the progression of atherosclerosis. Methods: Apolipoprotein E-deficient (apoE-/-) mice were splenectomized and treated withhigh-cholesterol diet for 5 weeks in order to induce atherosclerotic plaque development. Bone marrow derived Lin-/sca-1+ cells were isolated and further cultured to early growth endothelial progenitor cells (EPCs). Mice were divided in four groups (n=10/group) and received two intravenous injections of 5x105 cells (lin-/sca-1+ or EPCs), or granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF 100mcg/kg/day) for 7 days or normal saline. Effects on inflammatory parameters, lesion severity, atherosclerotic and macrophage area size were assessed. Results: The administration of both G-CSF and progenitor cells significantly decreased the levels of sICAM-1, sVCAM-1, sE-Selectin, and IL-6, 6 weeks after the initiation of treatment. The effects of all treatments on the levels of pro-inflammatory molecules and oxidative stress parameters 7 days post-treatment were not significant. Atherosclerotic lesion area was reduced by G-CSF (atherosclerotic plaque area percentage 22.94%3.68, P=0.001), lin-/sca-1+ (23.27%5.98, P=0.002) and cultured EPCs (23.164.86%,P=0.002). 80% of the lesions in the control group were severe lesions in comparison to 50% in the G-CSF group (p< 0.05), 46% in the lin-/sca-1+ group (p< 0.05) and 56% in the EPC group (p<0.05) G-CSF, lin-/sca-1+ and EPCs reduced macrophage area (-45%, p< 0.05; -35%, p< 0.05;-48%, p< 0.05, respectively).Conclusions: Direct infusion of progenitor cells and indirect mobilization of hematopoietic progenitor cells significantly inhibited atherosclerosis development and decreased the levels of proinflammatory molecules in a murine model of atherosclerosis. Treatment with hematopoietic progenitors, EPCs or G-CSF may exert a major impact on vascular inflammation and atherosclerotic plaque development.

Σκοπός: Η επίδραση της άμεσης έγχυσης προγονικών κυττάρων ή της έμμεσης κινητοποίησης τους από το μυελό των οστών, στη δημιουργία και εξέλιξη της αθηρωματικής πλάκας δεν είναι πλήρως διευκρινισμένα. Μελετήσαμε την επίδραση της χορήγησης αιμοποιητικών προγονικών κυττάρων lin-/sca-1+, νεδοθηλιακών προγονικών κυττάρων (ΕΠΚ) και αυξητικού παράγοντα των κοκκιοκυττάρων G-CSF σε προφλργμονώδη μόρια, μεταβολίτες του οξειδωτικού stress ακθώς και στην εξέλιξη της αθηρωματικής πλάκας.Μέθοδοι: Μύες με έλλειψη του γονιδίου απολιποπρωτεΐνης Ε (Apolipoprotein E-knockout apoE KO) υπέστησαν σπληνεκτομή και υποβλήθηκαν σε δίαιτα με αθηρωματική τροφή υψηλής συγκέντρωσης σε χοληστερόλη με σκοπό τη πρόκληση αθηροσκληρωτικών αλλοιώσεων. Κύτταρα Lin-/sca-1+ απομονώθηκαν από τον μυελό των οστών και καλλιεργήθηκαν περαιτέρω σε ΕΠΚ. Οι μύες διαχωρίστηκαν τυχαία σε 4 ομάδες (ν=10/ομάδα) και έλαβαν 2 ενδοφλέβιες θεραπείες με κύτταρα (5x105 κύτταρα lin-/sca-1+ ή ΕΠΚ), ή G-CSF (100mcg/kg/ημέρα) για 7 ημέρες ή φυσιολογικό ορό. Η επίδραση σε προφλεγμονώδεις παράγοντες, στο οξειδωτικό stress, στο μέγεθος της αθηρωματικής πλάκας και στη βαρύτητα των βλαβών μελετήθηκαν.Αποτελέσματα: Η χορήγηση τόσο του G-CSF όσο και των κυττάρων είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση των επιπέδων των παραγόντων sICAM-1, sVCAM-1, sE-Selectin, ox-LDL, PEROX και IL-6, 6 εβδομάδες μετά τη χορήγηση τους. Δεν παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική μείωση των άνωθεν παραγόντων 7 ημέρες μετά τη χορήγηση των πειραματικών σχημάτων. Η επιφάνεια της αθηρωματικής πλάκας μειώθηκε τόσο από τον G-CSF (επιφάνεια 22.94%3.68, P=0.001), τα κύτταρα lin-/sca-1+ (23.27%5.98, P=0.002) και τα ΕΠΚ (23.164.86%, P=0.002). 80% των βλαβών στην ομάδα ελέγχου χαρακτηρισίτηκαν ως επιπλεγμένες σε σύγκριση με 50% στην ομάδα G-CSF (p< 0.05), 46% στην ομάδα lin-/sca-1+ (p< 0.05) και 56% στην ομάδα ΕΠΚ (p<0.05).Συμπέρασμα: Η άμεση έγχυση προγονικών κυττάρων ή η έμμεση κινητοποίηση τους από το μυελό των οστών είχε σημαντική επίδραση στην εξέλιξη της αθηρωματικής πλάκας και τα επίπεδα προφλεγμονωδών παραγόντων.