DOI: https://doi.org/10.1038/s41536-025-00393-3
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39843512
تاريخ النشر: 2025-01-22
المؤلف: Maria Elena Candela وآخرون
الموضوع الرئيسي: التسمم الكبدي الناتج عن المخدرات والحماية
طرق
في هذه الدراسة، تم حقن ذكور وإناث من فئران C57BL6/JOlaHsd، التي تتراوح أعمارها بين عشرة إلى اثني عشر أسبوعًا، بحقن داخل الصفاق من الباراسيتامول (350 أو 500 ملغ/كغ) بعد فترة صيام لمدة 12 ساعة. بعد الإدارة، تم توفير طعام قياسي وخلطة رطبة للفئران، التي تم مراقبتها في فترات محددة لمدة تصل إلى 28 يومًا. تم جمع عينات الدم بعد القتل من أجل التحليل الهيماتولوجي والبيوكيميائي، بينما تم حصاد أنسجة متنوعة، بما في ذلك الكبد والرئة، لمزيد من الفحص. شمل التصميم التجريبي حقنًا وريديًا لخلايا الدم المحيطية الوحيدة (PBMC) المجمدة، أو البلعميات (البشرية والفأرية)، أو التحكم في المركبات بعد 16 ساعة من علاج الباراسيتامول.
لإنتاج البلعميات البشرية (hMDMs) وشكلها النشط بديلًا (hAAMs)، تم عزل وزراعة الخلايا الوحيدة CD14+ في وسط خالٍ من المصل مع CSF1، تلاها استقطاب باستخدام IL-4 وIL-13. تم تأكيد تمايز hMDMs إلى hAAMs عبر تحليل التدفق الخلوي، مما أظهر زيادات كبيرة في علامات السطح المحددة. تم إذابة hAAMs المجمدة وتقييم حيويتها قبل الإدارة. تم إجراء تحليلات كمية للخلايا الموجبة المزدوجة لـ CD163 وCD206 في أنسجة الرئة والطحال في نقاط زمنية متعددة بعد العلاج، مع تحديد الدلالة الإحصائية باستخدام ANOVA أحادي الاتجاه (P < 0.05).
نتائج
تظهر نتائج هذه الدراسة أن البلعميات البشرية المجمدة النشطة بديلًا (hAAMs) تحافظ على حيوية عالية وسلامة وظيفية، وهو أمر حاسم لتطبيقها العلاجي المحتمل في نماذج إصابة الرئة الحادة (ALI). بعد التمايز من خلايا الدم المحيطية البشرية CD14+ ثم التجميد في محلول Plasma-Lyte عند ≤-135 °C، أظهرت hAAMs معدل بقاء بنسبة 87% بعد الذوبان، مقارنةً بـ 95% في الخلايا المعزولة حديثًا. أظهر تحليل التدفق الخلوي أن علامات السطح الرئيسية المرتبطة بوظائفها التجديدية والمضادة للالتهابات، وبشكل خاص CD169 وCD163، تم الحفاظ عليها بعد الذوبان، دون ملاحظة تدهور كبير (p > 0.05).
بالإضافة إلى ذلك، أظهرت hAAMs نشاطًا بلعوميًا معززًا مقارنةً بالبلعميات البشرية الساذجة، مع سرعة أكبر في امتصاص الجزيئات المعلّمة بالفلور وارتفاع متوسط شدة الفلورسنت (MFI) طوال الاختبار. أشار تحليل NanoString إلى أن كل من hAAMs الطازجة والمجمدة أظهرت ملفات تعبير جيني مشابهة، مع الحفاظ على علامات تشير إلى التنشيط البديل بينما أظهرت مستويات أقل بكثير من العلامات المؤيدة للالتهابات مقارنةً بـ PBMCs. علاوة على ذلك، احتفظت hAAMs المجمدة بالقدرة على إفراز السيتوكينات الرئيسية مثل IL-10 وTGF-β، وأظهرت مستويات أعلى من عوامل إصلاح الأنسجة، مما يؤكد أن قدرتها الوظيفية ظلت سليمة بعد التجميد. بشكل عام، تؤكد هذه النتائج إمكانية استخدام hAAMs المجمدة في السياقات العلاجية، لا سيما في حل النخر والالتهاب في ALI.
مناقشة
تقيّم الدراسة الفعالية العلاجية والسلامة للبلعميات البشرية المجمدة النشطة بديلًا (hAAMs) في نموذج فأري لإصابة الكبد الحادة الناتجة عن الأسيتامينوفين (APAP-ALI). أدى إعطاء hAAMs المجمدة إلى تقليل كبير في نخر الكبد ومستويات السيروم من العلامة الحيوية الالتهابية HMGB1، مما يظهر فعالية مماثلة لـ hAAMs الطازجة. من الجدير بالذكر أن العلاج عزز تكاثر الخلايا الكبدية وانخفض من تسلل العدلات، مما يشير إلى دور مزدوج في كل من إصلاح الأنسجة وتعديل المناعة. تشير النتائج إلى أن hAAMs يمكن أن تخفف بشكل فعال من تلف الكبد والالتهاب في كل من الفئران الذكور والإناث، مما يبرز إمكانياتها للتطبيق السريري في المرضى الذين يقدمون في وقت متأخر مع فشل الكبد الناتج عن APAP.
بالإضافة إلى ذلك، أظهر تقييم سمية أن الجرعات العالية من hAAMs لم تسبب آثارًا سلبية في الفئران الصحية، كما يتضح من وزن الجسم المستقر ومستويات إنزيمات الكبد الطبيعية بعد العلاج. أكدت الدراسات طويلة الأمد سلامة hAAMs، حيث لم تظهر تغييرات كبيرة في أوزان الأعضاء أو معايير الدم على مدى فترة 28 يومًا. تؤكد النتائج على وعد hAAMs المجمدة كخيار علاجي قابل للتطبيق لتعزيز تعافي الكبد في سيناريوهات إصابة الكبد الحادة، لا سيما في الحالات التي قد تكون فيها العلاجات التقليدية غير فعالة.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41536-025-00393-3
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39843512
Publication Date: 2025-01-22
Author(s): Maria Elena Candela et al.
Primary Topic: Drug-Induced Hepatotoxicity and Protection
Methods
In this study, male and female C57BL6/JOlaHsd mice, aged ten to twelve weeks, were subjected to intraperitoneal injections of paracetamol (350 or 500 mg/kg) after a 12-hour fasting period. Following administration, standard chow and wet mash were provided to the mice, which were monitored at specified intervals for up to 28 days. Blood samples were collected post-culling for hematological and biochemical analysis, while various tissues, including liver and lung, were harvested for further examination. The experimental design included the intravenous injection of thawed peripheral blood mononuclear cells (PBMC), macrophages (both human and murine), or vehicle control at 16 hours post-paracetamol treatment.
To generate human macrophages (hMDMs) and their alternatively activated form (hAAMs), CD14+ monocytes were isolated and cultured in a serum-free medium with CSF1, followed by polarization with IL-4 and IL-13. The differentiation of hMDMs into hAAMs was confirmed via flow cytometry, demonstrating significant increases in specific surface markers. Cryopreserved hAAMs were thawed and assessed for viability before administration. Quantitative analyses of double-positive cells for CD163 and CD206 in lung and spleen tissues were conducted at multiple time points post-treatment, with statistical significance determined using one-way ANOVA (P < 0.05).
Results
The results of this study demonstrate that cryopreserved human alternatively activated macrophages (hAAMs) maintain high viability and functional integrity, crucial for their potential therapeutic application in acute lung injury (ALI) models. Following differentiation from human peripheral CD14+ blood mononuclear cells and subsequent cryopreservation in Plasma-Lyte solution at ≤-135 °C, hAAMs exhibited a survival rate of 87% post-thaw, comparable to 95% in freshly isolated cells. Flow cytometry analysis revealed that key surface markers associated with their regenerative and anti-inflammatory functions, specifically CD169 and CD163, were preserved post-thaw, with no significant degradation observed (p > 0.05).
Additionally, hAAMs demonstrated enhanced phagocytic activity compared to human naive macrophages, with faster uptake of fluorescently labeled particles and higher mean fluorescence intensity (MFI) throughout the assay. NanoString analysis indicated that both fresh and frozen hAAMs exhibited similar gene expression profiles, maintaining markers indicative of alternative activation while showing significantly lower levels of pro-inflammatory markers compared to PBMCs. Furthermore, cryopreserved hAAMs retained the ability to secrete key cytokines such as IL-10 and TGF-β, and expressed higher levels of tissue-repair factors, confirming their functional capacity remained intact after cryopreservation. Overall, these findings affirm the viability of using cryopreserved hAAMs in therapeutic contexts, particularly in the resolution of necrosis and inflammation in ALI.
Discussion
The study evaluates the therapeutic efficacy and safety of cryopreserved human alternatively activated macrophages (hAAMs) in a mouse model of acetaminophen-induced acute liver injury (APAP-ALI). The administration of cryopreserved hAAMs resulted in a significant reduction in liver necrosis and serum levels of the inflammatory biomarker HMGB1, demonstrating comparable efficacy to fresh hAAMs. Notably, the treatment promoted hepatocyte proliferation and decreased neutrophil infiltration, indicating a dual role in both tissue repair and immune modulation. The findings suggest that hAAMs can effectively ameliorate liver damage and inflammation in both male and female mice, highlighting their potential for clinical application in patients presenting late with APAP-induced liver failure.
Additionally, a toxicological assessment revealed that high doses of hAAMs did not induce adverse effects in healthy mice, as evidenced by stable body weight and normal liver enzyme levels post-treatment. Long-term studies further confirmed the safety of hAAMs, showing no significant changes in organ weights or blood parameters over a 28-day period. The results underscore the promise of cryopreserved hAAMs as a viable therapeutic option for enhancing liver recovery in acute liver injury scenarios, particularly in cases where traditional treatments may be ineffective.