БРОНХОЛЕГЕНЕВА ДИСПЛАЗІЯ НОВОНАРОДЖЕНИХ ТА ПЕРСПЕКТИВИ КЛІТИННОЇ ТЕРАПІЇ В УКРАЇНІ ТА СВІТІ

Introduction. Premature birth is a serious challenge for modern medicine – in the world, about 14.9 million babies are born before 37 weeks of pregnancy, which is approximately 11.0% of all newborns. Bronchopulmonary dysplasia (BLD) is the most common form of chronic lung disease that affects premature babies and contributes to their morbidity and mortality. BPD develops in approximately 25.0% of infants with a birth weight of less than 1,500 g. Among infants born at less than 28 weeks' gestational age, the overall incidence of BPD is estimated to be 48–68%. The limited possibilities of BPD pharmacotherapy prompted the search for new therapeutic approaches. One of the alternatives is biological therapy based on mesenchymal stem cells (MSCs), secretome of MSCs, cryopreserved tissue extracts, etc. The aim of the study: to characterize current information on the therapeutic potential of mesenchymal stem cells in the treatment of newborns with bronchopulmonary dysplasia. Materials and methods. Publications were selected based on the databases PubMed, Clinical Key Elsevier, Cochrane Library, eBook Business Collection, and Google Scholar, which covered information about the pathogenesis of BPD and the prospects for the use of MSCs in the treatment of newborns. Results. Over the past decades, the understanding of the pathogenesis of BPD has evolved from a complication of secondary lung damage after mechanical ventilation and the effect of increased oxygen concentration to a multifactorial disease in which prenatal and postnatal factors are involved. Adult stem cells have been found to be naturally capable of sustaining, generating and replacing terminally differentiated cells. Stem cells function in response to physiological cell turnover or tissue damage due to trauma caused by mechanical ventilation, barotrauma, volutrauma, and hyperoxia in preterm infants. It is believed that the therapeutic effect of MSCs is related to their immunomodulatory, anti-inflammatory, angiogenic, antibacterial and regenerative effects. According to ClinicalTrials.gov, out of 301 clinical studies devoted to BPD, 18 clinical studies are currently known to study the effectiveness of MSCs in the treatment of newborns with BPD, which have already involved 770 newborns. The largest number of studies is conducted in East Asian countries (5 in China, 5 in the Republic of Korea, and 2 in Taiwan). Conclusions. Currently, research into the clinical therapy of BPD with stem cells is mainly focused on umbilical cord blood MSCs, umbilical cord MSCs, and bone marrow MSCs. Success in proving the safety and feasibility of incorporating stem cells for BPD led to the appearance of the biological drug PNEUMOSTEM® – a product of allogeneic MSCs obtained from human umbilical cord blood.Вступ. Передчасні пологи є серйозним викликом для сучасної медицини – у світі близько 14,9 мільйонів дітей народжуються до 37 тижнів вагітності, що становить приблизно 11,0% усіх новонароджених. Найпоширенішою формою хронічного захворювання легень, яке вражає недоношених дітей і сприяє їх захворюваності та смертності виступає бронхолегенева дисплазія (БЛД). БЛД розвивається приблизно у 25,0% немовлят з вагою при народженні менше 1500 г. Серед немовлят, які народилися менше 28 тижнів гестаційного віку, загальна захворюваність на БЛД оцінюється в межах 48–68%. Обмежені можливості фармакотерапії БЛД спонукали до пошуку нових терапевтичних підходів. Однією з альтернатив є біологічна терапія на основі мезенхімальних стовбурових клітин (МСК), секретому МСК, кріоконсервованих екстрактів тканин та ін. Ціль дослідження: охарактеризувати сучасні відомості щодо терапевтичного потенціалу мезенхімальних стовбурових клітин у лікуванні новонароджених з бронхолегеневою дисплазією. Матеріали та методи. Підбір публікацій виконано за базами даних PubMed, Clinical Key Elsevier, Cochrane Library, eBook Business Collection, та Google Scholar, у яких висвітлювались відомості про патогенез БЛД та перспективи застосування МСК у лікуванні новонароджених. Результати. За останні десятиліття уявлення про патогенез БЛД еволюціонувало від ускладнення вторинного ураження легень після механічної вентиляції та дії підвищеної концентрації кисню до мультифакторного захворювання, у якому задіяні пренатальні та постнатальні фактори. Було виявлено, що стовбурові клітини дорослої людини природно здатні підтримувати, генерувати та замінювати кінцево-диференційовані клітини. Стовбурові клітини функціонують у відповідь на фізіологічний обмін клітин або пошкодження тканин внаслідок травми, викликаної механічною вентиляцією, баротравмою, волютравмою та гіпероксією у недоношених дітей. Вважається, що терапевтична дія МСК пов’язана з їх імуномодулюючою, протизапальною, ангіогенною, антибактеріальною та регенеративною ефектами. За даними ClinicalTrials.gov з 301 клінічного дослідження, присвячених БЛД, на сьогодні відомо про 18 клінічних досліджень, присвячених вивченню ефективності МСК у лікуванні новонароджених з БЛД, у які на сьогодні вже залучено 770 новонароджених. Найбільша кількість досліджень у проводиться у країнах Східної Азії (5 у Китаї, 5 у Республіці Корея та 2 на Тайвані). Висновки. В даний час дослідження клінічної терапії БЛД стовбуровими клітинами в основному зосереджені на МСК пуповинної крові, МСК пуповини та МСК кісткового мозку. Успіхи у доведенні безпеки та доцільності включення стовбурових клітин для БЛД привів до появи біологічного препарату PNEUMOSTEM® – продукту алогенних МСК, отриманих з пуповинної крові людини

Sex differences in the hepatotropic effects of antiulcer drugs and placenta cryoextract in an experimental rat liver injury model

Background/Aim: Sex-related variances in drug metabolism provide a foundation for refining treatment protocols for prevalent conditions based on the patient's sex. Tailoring treatment strategies based on sex is particularly noteworthy among patients with comorbid illnesses due to the potential for drug interactions and the impact of concurrent diseases on clinical outcomes. Aim of this study was to assess the hepatotropic effects of antiulcer drugs (esomeprazole, clarithromycin and metronidazole - E/C/M) and placenta cryoextract (CEP) within a simulated model of tetrachloromethane (CCl4 )-induced hepatitis combined with underlying ethanol-induced liver cirrhosis (EILC), with a focus on the role of subjects' sex. Methods: Using 112 male and female rats, the research explored the effects of different sex hormone levels. Chronic EILC was induced by administering a 50.0 % CCl4 oil solution (8 mL/kg) twice a week, combined with a 5.0 % ethanol solution, over 45 days. Total protein (TP) levels and alkaline phosphatase (AP) activity were measured spectrophotometrically. Results: The research findings indicate that the onset of EILC and the administration of E/C/M resulted in a significantly greater 10.8 % (p = 0.03) reduction in TP levels among females compared to males, without altering hormonal status. Introducing CEP led to a noteworthy (p < 0.001) rise in TP levels, by 30.8 % in males and 33.9 % in females, in the context of EILC and E/C/M administration, while maintaining hormonal status. Among male rats, the most elevated AP activity was observed with excess testosterone propionate administration (5.0 [5.0; 5.9] mmol/L), while the lowest level was recorded in rats after testectomy, measuring 3.8 [2.5; 4.7] mmol/L, exhibiting a significant 20.8 % decrease (p < 0.05) compared to male rats without hormonal status changes. In female rats, the study revealed that against the backdrop of EILC and E/C/M administration, the highest AP level was seen in ovariectomised females, reaching 5.8 [5.1; 6.2] mmol/L, reflecting a substantial 9.4 % increase compared to rats without hormonal status changes. Conclusions: The administration of CEP under similar experimental conditions led to the recovery of the liver's protein-synthesising function in both male and female rats. When female sex hormones were introduced to sham-operated female rats, a significant 20.8 % greater reduction in AP levels was observed. Additionally, gonadectomy led to a more pronounced decrease in this enzyme's levels in male rats compared to female rats, indicating the cytoprotective properties of female sex hormones

MESENCHYMAL STEM CELLS: EXOSOMES AND CONDITIONED MEDIA AS INNOVATIVE STRATEGIES IN THE TREATMENT OF PATIENTS WITH AUTOIMMUNE DISEASES

Introduction. Autoimmune diseases are a class of immunopathological conditions heterogeneous in clinical manifestations, characterized by immune disorders that cause the loss of the body's autoimmune tolerance and, as a result, abnormal reactivity of B-cells and T-cells, which leads to damage to own tissues. Today, about 10% of the population suffers from diseases of this class, which are clinically manifested in the form of more than 80 forms of autoimmune diseases. The aim of the study. Summarize current ideas about the therapeutic potential of conditioned media and exosomes of MSCs in the treatment of patients with autoimmune diseases based on data from open sources of information. Materials and methods. Publications were selected based on PubMed, Clinical Key Elsevier, Cochrane Library, eBook Business Collection and Google Scholar databases, which covered information on the use of conditioned media and MSC exosomes in the treatment of diseases of premature newborns using the Keywords: mesenchymal stem cells, conditioned media, secretion, autoimmune diseases. Results. The technical complexity and high costs associated with the production and regulatory approval procedures of MSC therapy create barriers to their clinical use. Studies have shown that the cell-free secretome of MSCs, which consists of a wide range of growth factors, cytokines, chemokines and extracellular vesicles, exhibits a pluripotent effect. Today, extracellular vesicles are classified according to their diameter into apoptotic bodies (>1000 nm), microvesicles (100–1000 nm) and exosomes (30–150 nm). Exosome activity can be easily manipulated by preconditioning MSCs, by simply adding cytokines or chemicals to the culture medium, by introducing gene modifications, or by using hypoxic culture conditions. A number of studies have demonstrated the comparable effectiveness of conditioned media and MSC exosomes in the treatment of patients with autoimmune diseases. Conclusions. Exosomes and conditioned media with MSCs have the potential to replace cell therapy or serve as a comparable clinical strategy to biological therapy in neonatology. MSC preconditioning will allow modulating the therapeutic effects of exosomes and will become the basis for establishing recommendations and standards for effective and safe cell-free therapy

СТАТЕВІ ВІДМІННОСТІ ВПЛИВУ ПРОТИВИРАЗКОВИХ ЗАСОБІВ ТА КРІОЕКСТРАКТУ ПЛАЦЕНТИ НА ІНТЕНСИВНІСТЬ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕННЯ ЛІПІДІВ ТА АКТИВНІСТЬ АНТИОКСИДАНТНОЇ СИСТЕМИ ЗА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ГЕПАТИТУ ТА ЕТАНОЛ-ІНДУКОВАНОГО ЦИРОЗУ

Introduction. It is well recognized that drug metabolism products in the liver can induce oxidative stress and mitochondrial dysfunction, leading to the development of hepatocellular injury. As a potential agent capable of counteracting the hepatotoxic effects of drugs, we focused our attention on a domestic biotechnological preparation – cryopreserved placental extract (CPE). The aim. To characterize gender differences in the effect of esomeprazole, clarithromycin, metronidazole (E/C/M), and CPE on the intensity of lipid peroxidation and the activity of the antioxidant system in tetrachloromethane (CCl4) hepatitis with a background of ethanol-induced cirrhosis (ETCM). Materials and methods. The study was conducted with varying levels of sex hormones on 112 male and female rats. Chronic ETCM was induced by administering a 50.0% oil solution of CCl4 at a dose of 8 ml/kg body weight of the animals twice a week, in combination with a 5.0% ethanol solution for drinking over a period of 45 days. The content of TBA-RP in liver homogenates was determined spectrophotometrically by the method described by Asakawa T. et al. Catalase activity in liver homogenates was determined spectrophotometrically according to the method of Korolyuk M.A. and co-authors. Results. The most pronounced increase in lipid peroxidation processes was observed in females with chronic ETCM-induced liver damage and administration of antiulcer drugs following ovariectomy, resulting in a TBA-RS content of 36.1±2.79 μmol/kg of tissue. Administration of E/C/M in animals with chronic liver damage led to a suppression of the antioxidant system, as evidenced by a decrease in catalase activity in liver tissues. Conclusion. The combined use of anti-ulcer drugs and CPE on the background of chronic ETCM mitigated the activation of lipid peroxidation processes, which was indicated by a statistically significant (p &lt; 0.001) 2.7-fold lower content of TBA-RP in liver homogenates. Additionally, it was established that the administration of CPE was accompanied by a statistically significant increase in catalase activity in females, more prominently than in males. In females without changes in hormonal status, the introduction of CPE resulted in a growth (p &lt; 0.001) of catalase activity by 75.0%, with the most significant increase observed in females after ovariectomy – catalase activity statistically significantly (p &lt; 0.001) increased by 2.6 times compared to the indicators of females not administered with CPE. The administration of CPE in female rats without altering hormonal status was accompanied by a twofold (p &lt; 0.01) increase in the antioxidant-prooxidant index compared to male rats, indicating more pronounced antioxidant properties of CPE in female rats.ВСТУП. Добре відомо, що продукти метаболізму лікарських засобів у печінці можуть спричинювати окислювальний стрес та мітохондріальну дисфункцію, призводячи до розвитку гепатоцелюлярного ушкодження. У якості потенційного засобу, спроможного нівелювати гепатотоксичні ефекти лікарських засобів нашу увагу привернув вітчизняний біотехнологічний препарат – кріоекстракт плаценти (КЕП). Мета роботи. Охарактеризувати статеві відмінності впливу езомепразолу, кларитроміцину і метронідазолу (Е/К/М) та КЕП на інтенсивність перекисного окислення ліпідів та активність антиоксидантної системи при тетрахлорметановому (CCl4) гепатиті з фоновим етанол-індукованим цирозом (ЕТХМ). Матеріали та методи. Дослідження проведено за різного вмісту статевих гормонів на 112 самцях та самицях щурів. Хронічний ЕТХМ відтворювали шляхом введення 50,0 % олійного розчину CCl4 у дозі 8 мл/кг маси тіла тварини двічі на тиждень в комбінації з 5,0% розчином етанолу для пиття впродовж 45 днів. Вміст реактантів з тіобарбітуровою кислотою (ТБК-РП) у гомогенатах печінки визначали спектрофотометрично за методом Asakawa Т. et al. Активність каталази у гомогенатах печінки визначали спектрофотометрично за методом Королюка М.А. та співав. Результати та обговорення. Найвиразніша активація процесів перекисного окислення ліпідів відмічена у самиць на тлі хронічного ЕТХМ-індукованого ураження печінки та введення противиразкових препаратів після оваріектомії, у яких вміст ТБК-РП становив 36,1±2,79 мкмоль/кг тканини. Введення Е/К/М при хронічному ураженні печінки у тварин супроводжувалось пригніченням антиоксидантної системи, на що вказувало зниження активності каталази у тканинах печінки. Висновки. Комбіноване застосування противиразкових препаратів та КЕП на тлі хронічного ЕТХМ нівелювало активацію процесів перекисного оксиення ліпідів, на що вказувало статистично вірогідно (р &lt; 0,001) нижчий вміст ТБК-РП в гомогенатах печінки у 2,7 рази. Крім того, встановлено, що введення КЕП супроводжувалось статистично вірогідним зростанням активності каталази у самиць виразніше ніж у самців. Так у самиць без зміни гормонального статусу введення КЕП викликало зростання (р &lt; 0,001) активності каталази на 75,0 %, а найвиразніше вказаних показник збільшився у самиць після оваріектомії – активність каталази статистично вірогідно (р &lt; 0,001) зросла у 2,6 рази відносно показників самиць, яким КЕП не вводили. Введення КЕП у самиць щурів без зміни гормонального статусу супроводжувалось вдвічі більшим (р &lt; 0,01) зростанням антиоксидантно-прооксидантного індексу, ніж у щурів-самців, що вказує на виразніші антиоксидантні властивості КЕП у щурів-самиць