mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-MCF-3037mimmun-3037Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESМононуклеарные клетки пуповинно-плацентарной крови человека: оценка аллергенности и воздействие на иммунный статус в экспериментах на теплокровныхMononuclear cells from human umbilical cord/placental blood: Assessment of allergenicity and impact on immune status in experimental warm-blooded animalshttps://orcid.org/0000-0002-6233-5944СкупневскийС. В.SkupnevskiyS. V.

Скупневский С.В. – д.б.н., заведующий лабораторией системного экологического анализа 

362025, Республика Северная Осетия – Алания, г. Владикавказ, ул. Ватутина, 44-46.

Skupnevskiy S.V., PhD, MD (Biology), Head, Laboratory of Systemic Environmental Analysis 

44-46 Vatutin St., Vladikavkaz, Republic of North Ossetia – Alania 362025

dreammas@yandex.comhttps://orcid.org/0000-0002-4717-1734СавельевР. В.SaveljevR. V.

Савельев Р.В. – лаборант лаборатории системного экологического анализа 

362025, Республика Северная Осетия – Алания, г. Владикавказ, ул. Ватутина, 44-46.

Saveljev R.V., Laboratory Assistant, Laboratory of Systemic Environmental Analysis 

44-46 Vatutin St., Vladikavkaz, Republic of North Ossetia – Alania 362025

23rodion18@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-0850-2537ПухаеваЕ. Г.PukhaevaE. G.

Пухаева Е.Г. – младший научный сотрудник лаборатории системного экологического анализа 

362025, Республика Северная Осетия – Алания, г. Владикавказ, ул. Ватутина, 44-46.

Pukhaeva E.G., Junior Research Associate, Laboratory of Systemic Environmental Analysis 

44-46 Vatutin St., Vladikavkaz, Republic of North Ossetia – Alania 362025

medgenetika435@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9575-0749МорозоваЯ. В.MorozovaYa. V.

Морозова Я.В. – к.п.н., старший научный сотрудник; старший научный сотрудник 

Москва

Morozova Ya.V., PhD (Psychology), Senior Research Associate; Senior Research Associate 

Moscow

yanamorozova0@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4441-3299РадаевС. М.RadaevS. M.

Радаев С.М. – к.м.н., старший научный сотрудник 

Москва

Radaev S.M., PhD (Medicine), Senior Research Associate 

Moscow

radaevsm@mail.ruСмирновВ. А.SmirnovV. A.

Смирнов В.А. – к.м.н., старший научный сотрудник 

Москва

Smirnov V.A., PhD (Medicine), Senior Research Associate 

Moscow

vla_smirnov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3515-8329ГриньА. А.GrinA. A.

Гринь А.А. – д.м.н., член-корр. РАН, профессор, руководитель клиники неотложной нейрохирургии 

Москва

Grin A.A., PhD, MD (Medicine), Professor, Corresponding Member, Russian Academy of Sciences, Head, Department of Emergency Neurosurgery 

Moscow

aagreen@yandex.ruФГБОУ ВО «Северо-Осетинский государственный университет имени К.Л. Хетагурова»РоссияNorth Ossetian State UniversityRussian FederationГБУЗ г. Москвы «Научно-исследовательский институт скорой помощи имени Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения города Москвы»; ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии имени академика Е.И. Чазова» Министерства здравоохранения РФРоссияN. Sklifosovsky Research Institute of Emergency Medicine, Moscow Healthcare Department; E. Chazov National Medical Research Center of CardiologyRussian FederationГБУЗ г. Москвы «Научно-исследовательский институт скорой помощи имени Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения города Москвы»РоссияN. Sklifosovsky Research Institute of Emergency Medicine, Moscow Healthcare DepartmentRussian Federation202507102024272303310Copyright © Скупневский С.В., Савельев Р.В., Пухаева Е.Г., Морозова Я.В., Радаев С.М., Смирнов В.А., Гринь А.А., 20252025Скупневский С.В., Савельев Р.В., Пухаева Е.Г., Морозова Я.В., Радаев С.М., Смирнов В.А., Гринь А.А.Skupnevskiy S.V., Saveljev R.V., Pukhaeva E.G., Morozova Y.V., Radaev S.M., Smirnov V.A., Grin A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/3037

Мононуклеарные клетки пуповинно-плацентарной крови человека (МКППКЧ) применяются в качестве основной или вспомогательной терапии для лечения порядка 80 различных нозологий, что связано с их высокой пролиферативной активностью, низкой иммуногенностью и возможностью подбора редких HLA-типов трансплантатов для этнических меньшинств. В этой связи оценка безопасности клеточного материала в отношении иммунной системы является актуальной. Цель – изучить аллергенное и иммунотоксическое действие мононуклеарных клеток пуповинноплацентарной крови человека в рамках доклинических испытаний на животных. Изучение гиперчувствительности I типа к МКППКЧ проводилось по стандартной методике оценки бронхиолоспазма на трахее самцов и самок морских свинок. Образцы участков трахеи инкубировали в растворе Рингера– Тироде с конечной концентрацией суспензии мононуклеарных клеток 2,5%, позитивный контроль – гистамина гидрохлорид. Определение антител к МКППКЧ осуществлялось на самцах мышей линии CBAxC57B2/6 по реакции связывания комплемента (индикация – отсутствие гемолиза эритроцитов барана). Мышам однократно внутривенно вводили клеточный материал в 10, 50 и 100-кратной дозировке от терапевтической для человека (8,57 × 107  клеток/кг, 4,28 × 108  клеток/кг, 8,57 × 108  клеток/кг массы тела соответственно); кровь для анализа отбирали через 21 день после введения биоматериала. Позитивный контроль – сыворотка мышей, иммунизированных S. aureus. Исследование фагоцитарной активности нейтрофилов проводилось на самцах и самках крыс линии Wistar, которым однократно внутривенно вводили МКППКЧ из расчета 100-кратной терапевтической дозировки. Через 30 дней проводили исследование фагоцитарного индекса и фагоцитарного числа методом тест-туши, анализируя по 600 клеток на каждую группу. Рассчитывали медиану, верхний и нижний квартили (Ме (Q0,25-Q0,75)); сравнение гипотез проводили по U-критерию Манна–Уитни. В ответ на введение МКППКЧ анафилактогенной активности и выработки антител к клеточному материалу в экспериментах на животных не выявлено. У самок крыс статистически значимо (р = 0,004) возросла фагоцитарная активность нейтрофилов относительно контрольных животных (56,5 (53,8-60,8) и 44,0 (40,5- 47,5) соответственно); у самцов крыс отмечена тенденция к увеличению фагоцитарной активности на 13% (р = 0,054). Фагоцитарный индекс во всех сравниваемых группах остался в зоне флуктуаций нормативных величин 1,8-2,0. Мононуклеары пуповинно-плацентарной крови человека не обладают анафилактогенным, а в 100-кратной от терапевтической дозировки (8,57 × 108  кл/кг) – иммунотоксическим действием, но способствуют росту фагоцитарной активности нейтрофилов, что требует дальнейших доклинических и клинических испытаний эффективности и безопасности применения биоматериала с высоким лечебным потенциалом.

Human mononuclear cells from umbilical cord blood (HUCBMCs) are used as the main or adjuvant therapy for treatment of about 80 different diseases, due to high proliferative activity of these cells, low immunogenicity and an opportunity of selecting rare HLA types for transplants. In this regard, assessment of cellular material in protocols of immunopharmacology is relevant. Our objective was to study allergenic and immunotoxic effects of mononuclear cells from human umbilical cord/placental blood as preclinical testing in laboratory animals. The study of type I hypersensitivity to HUCBMCs was carried out using a standard method for assessing bronchiolar spasm in male and female guinea pigs. The samples of tracheal sections were incubated in Ringer–Tyrode solution at the 2.5 per cent concentration of mononuclear cell suspension, with histamine hydrochloride serving a positive control. Antibody detection to HUCBMCs was carried out in the CBAxC57B2/6 male mice using by means of complement fixation test (indexed as absence of hemolysis of sheep erythrocytes). The mice were subjected to single intravenous injections of cell material exceeding the human therapeutic dose 10, 50 and 100-times (8.57 × 107  cells/kg, 4.28 × 108  cells/kg, 8.57 × 108  cells/kg body weight, respectively). Blood for analysis was taken 21 days after administration of the biomaterial. Blood serum from mice immunized with S. aureus was used as a positive control. A study of the phagocytic activity of neutrophils was carried out in male and female Wistar rats, which were subjected to a single intravenous injection of HUCBMCs at 10-fold therapeutic dosage. After 30 days, the phagocytic index and phagocytic number were studied using the ink test method, by analyzing 600 cells for each group. The median, upper and lower quartiles (Me (Q0.25-Q0.75)) were calculated; the hypotheses were compared using the Mann–Whitney U test. We didn’t detect anaphylactogenic activity and production of antibodies to cellular material after administration of HUCBMCs to the animals. In female rats, the phagocytic activity of neutrophils increased statistically significantly (p = 0.004) relative to control animals [56.5 (53.8-60.8) versus 44.0 (40.5-47.5), respectively]. In male rats, there was a tendency to increased phagocytic activity by 13% (p = 0.054). The phagocytic index in all compared groups remained within deviations of standard values (1.8-2.0). Human umbilical cord blood mononuclear cells do not exhibit an anaphylactogenic, and do not show any immunotoxic effect at 100-fold at the human therapeutic dosage (8.57 × 108  cells/kg). However, they contribute to increase of phagocytic activity of neutrophils, thus requiring further preclinical and clinical trials of efficiency and safety for usage of this biomaterial with high therapeutic potential.

анафилактогенная активностьгиперчувствительность немедленного типагуморальный иммунитетиммунотоксичностьклеточный иммунитетмононуклеарные клетки пуповинно-плацентарной крови человекафагоцитозanaphylactogenic activityimmediate hypersensitivityhumoral immunityimmunotoxicitycellular immunitymononuclear cellshuman umbilical/placental bloodphagocytosisДанное исследование выполнено при финансовой поддержке АНО «Московский Центр Инновационных Технологий в Здравоохранении» (грант на реализацию научно-практического проекта в сфере медицины: «Разработка методов регенеративной и клеточной терапии заболеваний и повреждений центральной нервной системы»).Данное исследование выполнено при финансовой поддержке АНО «Московский Центр Инновационных Технологий в Здравоохранении» (грант на реализацию научно-практического проекта в сфере медицины: «Разработка методов регенеративной и клеточной терапии заболеваний и повреждений центральной нервной системы»).ReferencesГришина В.В. Пуповинная кровь – источник стволовых клеток // Онкогематология, 2007. № 3. С. 56-60.Grishina V.V. Umbilical cord blood is a source of stem cells. Onkogematologiya = Onkogematologiya, 2007, no. 3. pp. 56-60. (In Russ.)Масчан А.А., Масчан М.А., Новичкова Г.А., Румянцев А.Г., Калинина И.И. Острые миелоидные лейкозы: клинические рекомендации. М., 2020. 55 с. Режим доступа: https://oncology.ru/specialist/treatment/references/actual/586.pdf.Acute myeloid leukemia: Clinical recommendations. Moscow, 2020. 55 p. Available at: https://oncology.ru/specialist/treatment/references/actual/586.pdf.Морозова Я.В., Смирнов В.Н., Макаров И.В., Емелина Д.А. Применение ядросодержащих клеток пу повинной крови в лечении регрессивного аутизма: клинический случай // Consortium Psychiatricum, 2023. Т. 4, № 4. С. 39-47.Morozova Ya.V., Smirnov V.N., Makarov I.V., Emelina D.A. The use of nucleated cord blood cells in the treatment of regressive autism: a clinical case. Consortium psychiatricum = Consortium Psychiatricum, 2023, Vol. 4, no. 4, pp. 39-47. (In Russ.)Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть 1 / Под ред. А.Н. Миронова. М.: Гриф и К, 2012. С. 94-115.Guidelines for conducting preclinical studies of drugs. Part 1. Ed. A.N. Mironov. Moscow: Grif i K; 2012, pp. 94-115.Смирнов В.Н., Незнанов Н.Г., Морозова Я.В., Макаров И.В., Емелина Д.А., Гасанов Р.Ф., Базанович С.А. Применение концентрата ядросодержащих клеток пуповинной крови у детей с аутизмом: безопасность и эффективность метода // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпу ски, 2021. Т. 121, № 11-2. С. 31-37.Smirnov V.N., Neznanov N.G., Morozova Ya.V., Makarov I.V., Emelina D.A., Gasanov R.F., Bazanovich S.A. The use of umbilical cord blood nucleated cell concentrate in children with autism: safety and effectiveness of the method. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii im. S.S. Korsakova = S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry, 2021, Vol. 121, no. 11-2, pp. 31-37. (In Russ.)Шаманская Т.В., Осипова Е.Ю., Румянцев С.А. Ex vivo экспансия гемопоэтических стволовых кле ток пуповинной крови (обзор литературы) // Онкогематология, 2012. № 1. С. 35-45.Shamanskaya T.V., Osipova E.Yu., Rumyancev S.A. Ex vivo expansion of umbilical cord blood hematopoietic stem cells (literature review). Onkogematologiya = Onkogematologiya, 2012, no. 1, pp. 35-45. (In Russ.)Arisz L., Noble B., Milgrom M., Brentjens J.R., Andres G.A. Experimental chronic serum sickness in rats. A model of immune complex glomerulonephritis and systemic immune complex deposition. Int. Arch. Allergy Appl. Immunol., 1979, Vol. 60, no. 1, pp. 80-88.Arisz L., Noble B., Milgrom M., Brentjens J.R., Andres G.A. Experimental chronic serum sickness in rats. A model of immune complex glomerulonephritis and systemic immune complex deposition. Int. Arch. Allergy Appl. Immunol., 1979, Vol. 60, no. 1, pp. 80-88.Barker J.N., Wagner J.E. Umbilical cord blood transplantation: current state of the art. Curr. Opin. Oncol., 2002, Vol. 14, no. 2, pp. 160-164.Barker J.N., Wagner J.E. Umbilical cord blood transplantation: current state of the art. Curr. Opin. Oncol., 2002, Vol. 14, no. 2, pp. 160-164.Gierlikowska B., Stachura A., Gierlikowski W., Demkow U. The impact of cytokines on neutrophils’ phagocytosis and NET formation during sepsis-a review. Int J Mol Sci., 2022, Vol. 23, no. 9, 5076. doi: 10.3390/ijms23095076.Gierlikowska B., Stachura A., Gierlikowski W., Demkow U. The impact of cytokines on neutrophils’ phagocytosis and NET formation during sepsis-a review. Int J Mol Sci., 2022, Vol. 23, no. 9, 5076. doi: 10.3390/ijms23095076.Glenn J.D., Whartenby K.A. Mesenchymal stem cells: Emerging mechanisms of immunomodulation and therapy. World J. Stem Cells, 2014, Vol. 6, Iss. 5, pp. 526-539.Glenn J.D., Whartenby K.A. Mesenchymal stem cells: Emerging mechanisms of immunomodulation and therapy. World J. Stem Cells, 2014, Vol. 6, Iss. 5, pp. 526-539.Gluckman E., Broxmeyer H.A., Auerbach A.D., Friedman H.S., Douglas G.W., Devergie A., Esperou H., Thierry D., Socie G., Lehn P., Cooper S., English D., Kurtzberg J., Bard J., Boyse E.A. Hematopoietic reconstitution in a patient with Fanconi’s anemia by means of umbilical-cord blood from an HLA-identical sibling. N. Engl. J. Med., 1989, Vol. 321, pp. 1174-1178.Gluckman E., Broxmeyer H.A., Auerbach A.D., Friedman H.S., Douglas G.W., Devergie A., Esperou H., Thierry D., Socie G., Lehn P., Cooper S., English D., Kurtzberg J., Bard J., Boyse E.A. Hematopoietic reconstitution in a patient with Fanconi’s anemia by means of umbilical-cord blood from an HLA-identical sibling. N. Engl. J. Med., 1989, Vol. 321, pp. 1174-1178.González-González A., García-Sánchez D., Dotta M., Rodríguez-Rey J.C., Pérez-Campo F.M. Mesenchymal stem cells secretome: The cornerstone of cell-free regenerative medicine. World J. Stem Cells., 2020, Vol. 12, Iss. 12, pp. 1529-1552.González-González A., García-Sánchez D., Dotta M., Rodríguez-Rey J.C., Pérez-Campo F.M. Mesenchymal stem cells secretome: The cornerstone of cell-free regenerative medicine. World J. Stem Cells., 2020, Vol. 12, Iss. 12, pp. 1529-1552.Han J., Wu J., Silke J. An overview of mammalian p38 mitogen-activated protein kinases, central regulators of cell stress and receptor signaling. F1000Res., 2020, Vol. 9, F1000 Faculty Rev-653. doi: 10.12688/f1000research.22092.1.Han J., Wu J., Silke J. An overview of mammalian p38 mitogen-activated protein kinases, central regulators of cell stress and receptor signaling. F1000Res., 2020, Vol. 9, F1000 Faculty Rev-653. doi: 10.12688/f1000research.22092.1.Jiang W., Xu J. Immune modulation by mesenchymal stem cells. Cell Prolif., 2020, Vol. 53, no. 1, e12712. doi: 10.1111/cpr.12712.Jiang W., Xu J. Immune modulation by mesenchymal stem cells. Cell Prolif., 2020, Vol. 53, no. 1, e12712. doi: 10.1111/cpr.12712.Niederwieser D., Baldomero H., Bazuaye N., Bupp C., Chaudhri N., Corbacioglu S., Elhaddad A., Frutos C., Galeano S., Hamad N., Hamidieh A.A., Hashmi S., Ho A., Horowitz M.M., Iida M., Jaimovich G., Karduss A., Kodera Y., Kröger N., Péffault de Latour R., Lee J.W., Martínez-Rolón J., Pasquini M.C., Passweg J., Paulson K., Seber A., Snowden J.A., Srivastava A., Szer J., Weisdorf D., Worel N., Koh M.B.C., Aljurf M., Greinix H., Atsuta Y., Saber W. One and a half million hematopoietic stem cell transplants: continuous and differential improvement in worldwide access with the use of non-identical family donors. Haematologica, 2021, Vol. 107, no. 5, pp. 1045-1053.Niederwieser D., Baldomero H., Bazuaye N., Bupp C., Chaudhri N., Corbacioglu S., Elhaddad A., Frutos C., Galeano S., Hamad N., Hamidieh A.A., Hashmi S., Ho A., Horowitz M.M., Iida M., Jaimovich G., Karduss A., Kodera Y., Kröger N., Péffault de Latour R., Lee J.W., Martínez-Rolón J., Pasquini M.C., Passweg J., Paulson K., Seber A., Snowden J.A., Srivastava A., Szer J., Weisdorf D., Worel N., Koh M.B.C., Aljurf M., Greinix H., Atsuta Y., Saber W. One and a half million hematopoietic stem cell transplants: continuous and differential improvement in worldwide access with the use of non-identical family donors. Haematologica, 2021, Vol. 107, no. 5, pp. 1045-1053.Ray S.K., Mukherjee S. Clinical practice of umbilical cord blood stem cells in transplantation and regenerative medicine – prodigious promise for imminent times. Recent Pat. Biotechnol., 2022, Vol. 16, no. 1, pp. 16-34.Ray S.K., Mukherjee S. Clinical practice of umbilical cord blood stem cells in transplantation and regenerative medicine – prodigious promise for imminent times. Recent Pat. Biotechnol., 2022, Vol. 16, no. 1, pp. 16-34.Romanov Y.A., Tarakanov O.P., Radaev S.M., Dugina T.N., Ryaskina S.S., Darevskaya A.N., Morozova Ya.V., Khachatryan W.A., Lebedev K.E., Zotova N.S., Burkova A.S., Sukhikh G.T., Smirnov V.N. Human allogeneic AB0/Rh-identical umbilical cord blood cells in the treatment of juvenile patients with cerebral palsy. Cytotherapy, 2015, Vol. 17, no. 7, pp. 969-978.Romanov Y.A., Tarakanov O.P., Radaev S.M., Dugina T.N., Ryaskina S.S., Darevskaya A.N., Morozova Ya.V., Khachatryan W.A., Lebedev K.E., Zotova N.S., Burkova A.S., Sukhikh G.T., Smirnov V.N. Human allogeneic AB0/Rh-identical umbilical cord blood cells in the treatment of juvenile patients with cerebral palsy. Cytotherapy, 2015, Vol. 17, no. 7, pp. 969-978.Sanz J., Veys P., Rocha V. Umbilical cord blood transplantation in children and adults. In: Carreras E., Dufour C., Mohty M., Kröger N., editors. The EBMT Handbook: Hematopoietic Stem Cell Transplantation and Cellular Therapies. 7th edition. Cham (CH): Springer; 2019. Chapter 64. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK554021/.Sanz J., Veys P., Rocha V. Umbilical cord blood transplantation in children and adults. In: Carreras E., Dufour C., Mohty M., Kröger N., editors. The EBMT Handbook: Hematopoietic Stem Cell Transplantation and Cellular Therapies. 7th edition. Cham (CH): Springer; 2019. Chapter 64. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK554021/.Sun L., Sha J., Meng C., Zhu D. Mesenchymal stem cell-based therapy for allergic rhinitis. Stem Cells Int., 2020, Vol. 2020, 2367524. doi: 10.1155/2020/2367524.Sun L., Sha J., Meng C., Zhu D. Mesenchymal stem cell-based therapy for allergic rhinitis. Stem Cells Int., 2020, Vol. 2020, 2367524. doi: 10.1155/2020/2367524.Ternovoy S., Ustyuzhanin D., Morozova Y., Shariya M., Roldan-Valadez E., Smirnov V. Functional MRI evince the safety and efficacy of umbilical cord blood cells therapy in patients with schizophrenia. Schizophr. Res., 2020, Vol. 224, pp. 175-177.Ternovoy S., Ustyuzhanin D., Morozova Y., Shariya M., Roldan-Valadez E., Smirnov V. Functional MRI evince the safety and efficacy of umbilical cord blood cells therapy in patients with schizophrenia. Schizophr. Res., 2020, Vol. 224, pp. 175-177.Thornton T.M., Rincon M. Non-classical p38 map kinase functions: cell cycle checkpoints and survival. Int. J. Biol. Sci., 2009, Vol. 5, no. 1, pp. 44-51.Thornton T.M., Rincon M. Non-classical p38 map kinase functions: cell cycle checkpoints and survival. Int. J. Biol. Sci., 2009, Vol. 5, no. 1, pp. 44-51.Vanegas D., Galindo C.C., Páez-Gutiérrez I.A., González-Acero L.X., Medina-Valderrama P.T., Lozano J.C., Camacho-Rodríguez B., Perdomo-Arciniegas A.M. Human Leukocyte Antigen and Red Blood Cells Impact Umbilical Cord Blood CD34+ Cell Viability after Thawing. Int. J. Mol. Sci., 2019, Vol. 20, no. 19, 4875. doi: 10.3390/ijms20194875.Vanegas D., Galindo C.C., Páez-Gutiérrez I.A., González-Acero L.X., Medina-Valderrama P.T., Lozano J.C., Camacho-Rodríguez B., Perdomo-Arciniegas A.M. Human Leukocyte Antigen and Red Blood Cells Impact Umbilical Cord Blood CD34+ Cell Viability after Thawing. Int. J. Mol. Sci., 2019, Vol. 20, no. 19, 4875. doi: 10.3390/ijms20194875.

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