DOI: https://doi.org/10.3389/fvets.2025.1549870
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40206251
تاريخ النشر: 2025-03-26
المؤلف: Tae Yoon Kim وآخرون
الموضوع الرئيسي: طب البيطرة والعظام والأعصاب
نظرة عامة
تدرس الدراسة آثار خلايا جذعية جنينية بشرية مشتقة من خلايا جذعية ميزانشيمية (ES-MSCs) وحويصلاتها خارج الخلوية (ES-MSC-EVs) على الوظيفة الإدراكية والعضلية في الكلاب الصغيرة المسنّة التي تظهر علامات على خلل إدراكي وتغيرات سلوكية. تم تقييم الحالة الإدراكية والحركية للكلاب باستخدام تقييم خلل الإدراك لدى الكلاب (CCDR) ومقياس التهاب المفاصل في الكلاب (LOAD)، قبل العلاج وبعده بأسابيع. تم مراقبة السلامة من خلال اختبارات الدم، بما في ذلك تعداد الدم الكامل وكيمياء المصل.
أشارت النتائج إلى عدم وجود آثار جانبية كبيرة في أي من مجموعات العلاج، وأظهرت كل من مجموعتي ES-MSC و ES-MSC-EV تحسنًا في درجات CCDR و LOAD بعد العلاج. تشير هذه النتائج إلى أن علاجات ES-MSC و ES-MSC-EV قد تقدم خيارات علاجية واعدة لتخفيف الأعراض المرتبطة بالأمراض التنكسية، مثل خلل الإدراك لدى الكلاب والأمراض العضلية الهيكلية التنكسية في الكلاب المسنّة.
مقدمة
تستعرض المقدمة تعقيدات الشيخوخة، خاصة في الكلاب، مع تسليط الضوء على زيادة عدد الكلاب المسنّة وانتشار الحالات المرتبطة بالعمر مثل متلازمة خلل الإدراك لدى الكلاب (CDS) والأمراض العضلية الهيكلية التنكسية (DMDs). يؤثر CDS على القدرات الإدراكية، مما يؤدي إلى إعاقات وظيفية كبيرة، بينما تؤدي DMDs، بما في ذلك التهاب المفاصل والساركوبينيا، إلى الألم وتقليل الحركة. كلا الحالتين تقلل بشكل كبير من جودة الحياة للكلاب الكبيرة في السن، مع عدم وجود علاجات محددة متاحة حاليًا، فقط خيارات رعاية بديلة.
تناقش المقدمة أيضًا التقدم في الطب البشري، خاصة الإمكانات العلاجية للخلايا الجذعية وحويصلات الخلايا الجذعية المستمدة (EVs) للأمراض المرتبطة بالعمر. تُلاحظ هذه العلاجات لخصائصها المضادة للالتهابات والأكسدة، مما يعزز تكوين الأعصاب وإصلاح الأنسجة. ومع ذلك، لا يزال هناك فجوة في البحث بشأن فعاليتها السريرية وسلامتها في التطبيقات البيطرية. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم آثار خلايا جذعية جنينية بشرية مشتقة من خلايا جذعية ميزانشيمية (ES-MSCs) وحويصلاتها (ES-MSC-EVs) على خلل الإدراك والحركة في الكلاب المسنّة، إلى جانب تقييم سلامتها من خلال اختبارات الدم.
الطرق
في هذه الدراسة، تم إجراء جميع الإجراءات المتعلقة بالموضوعات الحيوانية وفقًا للبروتوكولات المعتمدة من قبل لجنة رعاية واستخدام الحيوانات المؤسسية (IACUC) لشركة دايوونغ للأدوية، جمهورية كوريا. التزمت الأبحاث بالإرشادات المعتمدة، مما يضمن المعاملة الأخلاقية ورفاهية الحيوانات المعنية. رقم الموافقة للدراسة هو IACUC-24-047، مما يدل على الامتثال للمعايير المؤسسية والتنظيمية لأبحاث الحيوانات.
النتائج
ركزت نتائج الدراسة على توصيف الحويصلات خارج الخلوية (ES-MSC-EVs) المستمدة من خلايا جذعية ميزانشيمية مشتقة من خلايا جذعية جنينية (ES-MSCs). تم تحليل الحويصلات المعزولة باستخدام تحليل تتبع الجسيمات النانوية (NTA)، والمجهر الإلكتروني الناقل (TEM)، وقياس التدفق باستخدام كرات الالتقاط. أشارت النتائج إلى أن حجم الحويصلات ES-MSC-EVs يقع ضمن النطاق النموذجي للحويصلات خارج الخلوية، حيث يتراوح بين 30-200 نانومتر في القطر.
علاوة على ذلك، وُجد أن الحويصلات ES-MSC-EVs تعبر عن علامات رئيسية مرتبطة بالاكزوزومات، تحديدًا CD9 و CD63 و CD81، مما يؤكد هويتها كاكزوزومات. تم تمييز شكل الحويصلات المعزولة بشكل كروي، مما يتماشى مع الميزات المعروفة للاكزوزومات. تدعم هذه النتائج مجتمعة تصنيف الحويصلات المعزولة كحويصلات أكزوزومية في الغالب.
المناقشة
تحققت الدراسة من آثار خلايا جذعية جنينية مشتقة من خلايا جذعية ميزانشيمية (ES-MSCs) وحويصلاتها خارج الخلوية (ES-MSC-EVs) على خلل الإدراك وضعف الحركة في الكلاب المسنّة. تم تضمين ما مجموعه 42 كلبًا يبلغ عمرهم 11 عامًا أو أكثر، مع استبعاد دقيق لأولئك الذين يتناولون أدوية لضعف الإدراك أو الذين يعانون من أمراض متداخلة. تم تقسيم الكلاب إلى مجموعتين: واحدة تتلقى حقنة وريدية واحدة من ES-MSCs والأخرى تتلقى حقنتين تحت الجلد من ES-MSC-EVs. أسفرت كلا العلاجات عن تحسينات كبيرة في الوظيفة الإدراكية، كما تم قياسها بواسطة درجات تقييم خلل الإدراك لدى الكلاب (CCDR)، والحركة، التي تم تقييمها من خلال مقياس التهاب المفاصل في الكلاب (LOAD). ومن الجدير بالذكر أن مجموعة ES-MSC-EV أظهرت تحسنًا أكبر في درجات النشاط السريري مقارنة بمجموعة ES-MSC.
أشارت تقييمات السلامة إلى عدم وجود آثار سلبية كبيرة من أي من العلاجين، مع عدم ملاحظة أي ردود فعل تحسسية حادة. كشفت اختبارات الدم عن استقرار المعلمات الدموية وعدم وجود استجابات التهابية كبيرة بعد العلاج. تسلط الدراسة الضوء على إمكانات علاجات ES-MSC و ES-MSC-EV لتخفيف الأعراض المرتبطة بالتدهور الإدراكي المرتبط بالعمر والاضطرابات العضلية الهيكلية في الكلاب، مما يشير إلى طريق واعد لتحسين جودة الحياة في المرضى الكلاب المسنّة. ومع ذلك، يعترف المؤلفون بالقيود، بما في ذلك غياب مجموعة الدواء الوهمي والحاجة إلى دراسات على نطاق أوسع للتحقق من هذه النتائج بشكل أكبر.
DOI: https://doi.org/10.3389/fvets.2025.1549870
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40206251
Publication Date: 2025-03-26
Author(s): Tae Yoon Kim et al.
Primary Topic: Veterinary Orthopedics and Neurology
Overview
The study investigates the effects of human embryonic stem cell-derived mesenchymal stem cells (ES-MSCs) and their extracellular vesicles (ES-MSC-EVs) on cognitive and musculoskeletal function in geriatric small dogs exhibiting signs of cognitive dysfunction and behavioral changes. The cognitive and mobility status of the dogs was evaluated using the Canine Cognitive Dysfunction Rating (CCDR) and the Liverpool Osteoarthritis in Dogs (LOAD) scale, both before and weeks after treatment. Safety was monitored through blood tests, including complete blood count and serum chemistry.
Results indicated no significant side effects in either treatment group, and both ES-MSC and ES-MSC-EV groups demonstrated improvements in CCDR and LOAD scores post-treatment. These findings suggest that ES-MSC and ES-MSC-EV therapies may offer promising therapeutic options for alleviating symptoms associated with degenerative diseases, such as canine cognitive dysfunction and degenerative musculoskeletal disorders in elderly dogs.
Introduction
The introduction outlines the complexities of aging, particularly in dogs, highlighting the increase in elderly canine populations and the prevalence of age-related conditions such as canine cognitive dysfunction syndrome (CDS) and degenerative musculoskeletal diseases (DMDs). CDS affects cognitive abilities, leading to significant functional impairments, while DMDs, including osteoarthritis and sarcopenia, result in pain and reduced mobility. Both conditions severely diminish the quality of life for senior dogs, with no definitive treatments currently available, only alternative care options.
The introduction also discusses advancements in human medicine, particularly the therapeutic potential of stem cells and stem cell-derived extracellular vesicles (EVs) for age-related diseases. These therapies are noted for their anti-inflammatory and antioxidant properties, promoting neurogenesis and tissue repair. However, there remains a gap in research regarding their clinical efficacy and safety in veterinary applications. This study aims to evaluate the effects of human embryonic stem cell-derived mesenchymal stem cells (ES-MSCs) and their EVs (ES-MSC-EVs) on cognitive dysfunction and mobility in geriatric dogs, alongside assessing their safety through blood tests.
Methods
In this study, all procedures involving animal subjects were conducted in accordance with the protocols approved by the Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) of Daewoong Pharmaceutical, Republic of Korea. The research adhered to the authorized guidelines, ensuring ethical treatment and welfare of the animals involved. The approval number for the study is IACUC-24-047, indicating compliance with institutional and regulatory standards for animal research.
Results
The results of the study focused on the characterization of extracellular vesicles (ES-MSC-EVs) derived from embryonic stem cell-derived mesenchymal stem cells (ES-MSCs). The isolated ES-MSC-EVs were analyzed using nanoparticle tracking analysis (NTA), transmission electron microscopy (TEM), and bead-capture flow cytometry. The findings indicated that the size of the ES-MSC-EVs fell within the typical range for extracellular vesicles, measuring between 30-200 nm in diameter.
Furthermore, the ES-MSC-EVs were found to express key markers associated with exosomes, specifically CD9, CD63, and CD81, confirming their identity as exosomes. The morphology of the isolated vesicles was characterized by a spherical shape, aligning with established features of exosomes. These results collectively support the classification of the isolated vesicles as predominantly exosomal in nature.
Discussion
The study investigated the effects of embryonic stem cell-derived mesenchymal stem cells (ES-MSCs) and their extracellular vesicles (ES-MSC-EVs) on cognitive dysfunction and mobility impairment in geriatric dogs. A total of 42 dogs aged 11 years or older were included, with careful exclusion of those on cognitive impairment medications or with confounding diseases. The dogs were divided into two groups: one receiving a single intravenous injection of ES-MSCs and the other receiving two subcutaneous injections of ES-MSC-EVs. Both treatments resulted in significant improvements in cognitive function, as measured by the Canine Cognitive Dysfunction Rating (CCDR) scores, and mobility, assessed through the Liverpool Osteoarthritis in Dogs (LOAD) scale. Notably, the ES-MSC-EV group showed a greater improvement in clinical activity scores compared to the ES-MSC group.
Safety assessments indicated no significant adverse effects from either treatment, with no acute hypersensitivity reactions observed. Blood tests revealed stable hematological parameters and no significant inflammatory responses post-treatment. The study highlights the potential of ES-MSC and ES-MSC-EV therapies to alleviate symptoms associated with age-related cognitive decline and musculoskeletal disorders in dogs, suggesting a promising avenue for enhancing the quality of life in geriatric canine patients. However, the authors acknowledge limitations, including the absence of a placebo group and the need for larger-scale studies to further validate these findings.