В представленных работах отражены основные результаты фундаментальных и трансляционных исследований в области изучения механизмов обновления и регенерации тканей человека, связанных с физиологической регуляцией тканеспецифичных стволовых клеток их специализированным микроокружением, которое получило название «ниша стволовой клетки». Нарушение функции ниши может приводить к утрате целостности и дисфункции ткани. Цикл исследований посвящен изучению роли мультипотентных мезенхимных стволовых/стромальных клеток (МСК), в поддержании и восстановлении поврежденных ниш, реализуемой за счет секреции широкого спектра факторов (секретом), вовлеченных в регуляцию обновления и ответа тканей на повреждение. Теоретическое значение работы заключается в разработке и обосновании концепции «управления нишей стволовых клеток» за счет направленного изменения комплекса биологических сигналов, участвующих в регуляции ниши. Раскрыты механизмы способности МСК через действие их секретома восстанавливать функцию ниши на моделях повреждения ниши сперматогониальных стволовых клеток и увеличения фертильности самцов грызунов при нарушении сперматогенеза, подавлять развитие фиброза в исходе повреждения тканей и регулировать направленную дифференцировку стволовых клеток. Доказано на моделях in vitro и in vivo, что секретируемые МСК факторы роста, такие как фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) и фактор роста гепатоцитов (HGF), а также микроРНК, переносимые в составе внеклеточных везикул (микроРНК-21, -29с, -92а, -129), играют критически важную роль в способности МСК стимулировать ангиогенез и управлять развитием фиброза путем регуляции дифференцировки фибробластов в миофибробласты. Установлены механизмы, за счет которых секретируемые МСК компоненты внеклеточного матрикса поддерживают жизнеспособность тканеспецифичных стволовых клеток и потенциируют ответ мультипотентных стволовых клеток при индукции дифференцировки в различных направлениях.
Эти открытия стимулировали развитие нового направления в регенеративной биомедицине — так называемой «клеточной терапии без клеток», основанной на использовании компонентов клеточного секретома в качестве терапевтических средств для лечения тяжелых заболеваний, которые связаны с повреждением и дисфункцией ниш стволовых клеток. Работы Ефименко А. Ю. позволили впервые обосновать возможность восстановления поврежденной сперматогенной ниши с помощью экзогенного локального введения секретома МСК и доказать преимущества этого подхода по сравнению с введением самих клеток. Для подтверждения предложенной концепции возможности управления восстановлением ниш стволовых клеток у человека был разработан первый оригинальный отечественный препарат «МедиРег"® на основе секретома МСК человека для лечения мужского бесплодия, предложен механизм действия препарата, разработаны технология получения и подходы к его стандартизации. Результаты доклинического изучения эффективности и безопасности препарата в составе регистрационного досье обосновали запуск в 2024 году клинического исследования по лечению мужского бесплодия в Университетской клинике МГУ.
Таким образом, эти работы позволили реализовать в МГУ уникальный проект «полного цикла» по созданию биологических препаратов нового класса на основе секретома стволовых клеток человека от этапа фундаментальных исследований до клинического применения. Развитие этого платформенного подхода, направленного на регуляцию восстановления поврежденных ниш стволовых клеток в тканях, обеспечит разработку целой линейки оригинальных препаратов для регенеративной биомедицины с целью продления активной жизни и восстановления здоровья человека.