Vloga in možna uporaba imunomodulatornih mezenhimskih matičnih celic v zdravljenju bolezni COVID-19

Razglašena pandemija, ki jo je leta 2020 povzročil novi virus SAR-CoV-2, raziskovalnih organizacij in farmacevtskih podjetij ni ujela povsem nepripravljenih, saj so številne raziskovalne skupine že izvajale raziskave, ki so posredno obravnavale številne izzive, s katerimi se danes soočajo mednarodni zdravstveni sistemi. Tudi v Sloveniji je visoka raven znanstvenih in strokovnih zdravstvenih ustanov hitro reorganizirala svoje dejavnosti za boj proti pandemiji koronavirusne bolezni. V predlaganem translacijskem projektu so sodelujoči partnerji iz osnovnih raziskovalnih skupin na Fakulteti za farmacijo in Medicinski fakulteti Univerze v Ljubljani, na Nacionalnem inštitutu za biologijo, skupaj s kliničnim Zavodom za transfuzijsko medicino, in podjetjem Educell, d.o.o., združili svoje dejavnosti, da bi se osredotočili na najbolj kritična medicinska vprašanja COVID-19 bolezni. Bolniki, ki razvijejo to smrtonosno pljučnico, namreč trpijo zaradi sindroma akutne dihalne stiske (ARDS) in se zdravijo z agresivnim mehanskim prezračevanjem, vendar je smrtnost v tej fazi med 30 in 60%. Tudi bolniki z ugodnim izidom imajo pozneje resne težave zaradi fibroznega pljučnega tkiva in s tem občutno oslabljeno dihanje, zato problem in neželeni učinki ostanejo še dolgo po okužbi. Tu predlagamo alternativno in/ali adjuvantno zdravljenje ARDS s terapijo z alogenskimi mezenhimskimi matičnimi celicami. Cilj biotehnološkega dela tega predloga je raziskati in usmeriti biološki pojav, ki ga povzroča virus SARS-CoV-2, tj. hitro sproščanje vnetnih molekul, tako imenovane "citokinske nevihte". Le-to povzročajo interferoni in interlevkini, ki jih izločajo okužene epitelijske celice ter na ta način privlačijo celice imunskega sistema. Akutno vnetje povzroča edeme, poškodbe pljuč in ovira dihanja zaradi motene izmenjave kisika. Med potencialnimi terapevtskimi možnostmi za zmanjšanje klinične in biološke slike obsežnega vnetja je uporaba imunosupresivnih mezenhimskih matičnih celic (MSC), ki se že uporabljajo pri sindromu ARDS drugega patološkega izvora. Proizvodno tehnologijo MSC je aprila lani začelo ameriško podjetje NantKwest, Inc, ki je dobilo odobritev FDA za zdravljenje bolnikov s COVID-19 boleznijo. Sodelujoče podjetje Educell d.o.o. je razvilo z zmogljivim bio-inženiringom nove generacije za biofarmacevtsko proizvodnjo nove terapevtske populacije MSC celic, izolirane iz zdravih darovalcev. Cilj znanstvenega dela predlaganega projekta je identificirati ključne značilnosti imunosupresije MSC in določiti še neznane spremenljivke medceličnih interakcij MSC celic v pljučnem tkivu, okuženem s SARS-CoV-2, povezanih s "citokinsko nevihto". Natančneje bomo: 1) Vzpostavili najsodobnejši sistem kakovosti proizvodnje alogenskih MSC klonov z namenom njihove klinične uporabe za lajšanje akutne ARSD-faze COVID-19 bolezni. 2) Določili bomo biološke označevalce učinkovitosti MSC-jev v več-celičnih in vitro modelih z izbranimi kloni MSC. Čeprav so znani ključni bio-označevalci MSC zaviranja vnetja, pa še ne poznamo specifičnih signalov s SARS-CoV-2, okuženih celic, ki aktivirajo tako močan odziv, pa tudi specifične parakrine navzkrižne pogovore med MSC celicami in limfociti. Bioinformacijska analiza izločanih proteinov bo razkrila potencialne učinke MSC-jev v prisotnosti celic, okuženih s SARS-CoV-2, kar vodi v standardizirano proizvodnjo MSC za zdravljenje ARDS, ki ga povzroča COVID-19. S tem bo vzpostavljena robustna, občutljiva in zanesljiva platforma za hitro in vitro testiranje protivnetnega potenciala MSC. Cilj predlaganega projekta za klinične koristi zdravljenja z MSC pri bolnikih s COVID-19 ARDS so naslednji: 1.) zmanjšanje smrtnosti in hitrejše okrevanje bolnikov, 2.) preprečitev številnih žrtev zaradi morebitnega naslednjega vala bolezni zaradi mutiranih virusov, 3.) drastično zmanjšanje zdravstvenega bremena glede opreme in preobremenjenosti zdravstvenega osebja.