Evaluation of Therapeutic Potential of Bone Marrow-Derived Multipotent Mesenchymal Stromal Cells in Experimental Model of Ulcerative Colitis
Authors: Воробей А.В. , Дыбов О.Г. , Адамович А.Ю. , Шадрина В.К. , Нижегородова Д.Б. , Старостин А.М. , Владимирская Т.Э. , Зафранская М.М. 
Published: February 2022

Введение. Язвенный колит – это хроническое рецидивирующее воспалительное заболевание прямой и ободочной кишок, главной целью консервативного лечения которого является купирование клиники заболевания и поддержание ремиссии. В последнее время при данном заболевании стало перспективным экспериментальное изучение трансплантации стволовых клеток и различных путей их введения для стимуляции репаративного процесса в очагах воспаления.Цель. Оценить терапевтический эффект мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток костного мозга при внутривенном и внутриаортальном путях введения на модели острого язвенного колита у крыс.Материалы и методы. Экспериментальное исследование проведено на 13 половозрелых крысах линии Wistar. У животных из опытной группы (n=9) после трансректального введения спиртового раствора 2,4-динитробензолсульфоновой кислоты сформирована экспериментальная модель язвенного колита. На 3-и сутки эксперимента произведена клеточная терапия посредством введения микронизированного раствора мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток внутривенным и внутриаортальным путями. Анализ эффективности терапии произведен на 6-е и 10-е сутки эксперимента путем макроскопической и микроскопической оценки состояния толстой кишки.Результаты. После клеточной терапии отмечена положительная динамика по ряду признаков: изменение массы тела, загрязнение кожи вокруг ануса и консистенция стула. Макроскопическое исследование толстой кишки крыс опытной группы без клеточной терапии установило наличие отечного, плотного и дилатированного нисходящего отдела ободочной кишки. При аутопсии животных с клеточной терапией на 10-е сутки отмечено значительное уменьшение воспаления кишки с сохранением единичных очагов гиперемии слизистой, а микроскопически зафиксировано формирование грануляционной ткани. При оценке миграционнойспособности стволовых клеток в очаг воспаления выявлена их более выраженная флуоресценция на 6-е сутки при внутриаортальном введении, которая сохранялась на 10-е сутки.Заключение. На экспериментальной модели язвенного колита получен положительный клинический, макроскопический и микроскопический эффект от клеточной терапии мультипотентными мезенхимальными стромальными клетками красного костного мозга крыс преимущественно при внутриаортальном введении.

Introduction. Ulcerative colitis is a chronic recurrent inflammatory disease of the rectum and colon, the main goal of conservative treatment of which is to stop the clinical picture of the disease and maintain remission. Recently, it has become promising to experimentally study the transplantation of stem cells and various ways of their introduction to stimulate the preparative process in the foci of inflammation.Purpose. To evaluate the therapeutic effect of multipotent mesenchymal stromal bone marrow cells after intravenous and intra-aortic administration in the rat model of acute ulcerative colitis.Materials and methods. An experimental study was performed on 13 sexually mature Wistar rats. The experimental model of ulcerative colitis was formed in the experimental group of animals (n = 9) after transrectal administration of alcoholic solution of 2,4-dinitrobenzenesulfonic acid. Сell therapy was performed with intra-aortic and intravenous administration of micronized solution of multipotent mesenchymal stromal cells оn the 3rd day of the experiment. The analysis of the effectiveness of therapy was carried out on the 6th and 10th day of the experiment by means of macroscopic and microscopic assessment of the state of the colon.Results. After cell therapy, there was a positive trend in a number of signs: changes in body weight, contamination of the skin around the anus, and stool consistency. Macroscopic colon evaluation of experimental group rats without cell therapy revealed the edematous, dense and dilated descending colon. Autopsy of animals with the cell therapy on the 10th day found a significant decrease of intestinal inflammation with preservation of a single focus of mucosal hyperemia, and the formation of granulation tissue was microscopically recorded. In assessment of migration potential of stem cells into the inflammation focus, there was revealed their more pronounced fluorescence on the 6th day in intra-aortic administration, which was preserved during 10 days.Conclusion. In experimental model of ulcerative colitis, a positive clinical, macroscopic and microscopic effect of cell therapy with multipotent mesenchymal stromal cells of the rat red bone marrow was demonstrated, mainly after intra-aortic administration.