Inhibition of fibrosis of pancreatic stellate cells with microRNA enclosed in extracellular vesicles derived from induced pluripotent stem cells

Chronic pancreatitis (CP) is a disease that is caused by a number of risk factors. It is estimated that about 4 to 12 out of 100,000 people are diagnosed with CP each year, and about 70% of these cases are caused by excessive alcohol consumption. A special feature of CP is long-lasting inflammation, which can lead to tissue damage due to the occurrence of fibrosis. Progressive fibrosis is the result of activation of pancreatic stellate cells (PSCs). Their activation is associated with an increase in the expression of the gene encoding alpha smooth muscle actin (α-SMA), which is an important marker of the phenotypic transition from fibroblast cells to myofibroblasts. In addition, there is an excessive production and deposition of extracellular matrix proteins. Currently known therapeutic strategies target mainly the signaling pathways involved in the propagation of fibrosis. Many of them are in the preclinical stage of research and therefore alternative treatments are still being sought.Therefore, the aim of the study was to test the anti-fibrotic potential of extracellular vesicles (EVs) derived from induced pluripotent stem cells (iPSCs) containing microRNAs in an in vitro pancreatic fibrosis model. The results obtained in this study confirm a decrease in the expression of fibrosis markers, as demonstrated by molecular methods and immunofluorescence staining.In summary, the results presented in this thesis suggest that EVs derived from iPSCs may have anti-fibrotic potential, which would constitute a starting point for further research related to the development of an innovative therapeutic drug for the inhibition of pancreatic fibrosis.

Przewlekłe zapalenie trzustki (ang. chronic pancreatitis, CP) jest chorobą wywoływaną przez szereg czynników ryzyka. Szacuje się, że rocznie u około od 4 do 12 na 100 000 osób diagnozuje się CP, a około 70% tych przypadków jest spowodowanych przez nadmierne spożycie alkoholu. Cechą szczególną CP jest długo utrzymujący się stan zapalny, który może doprowadzić do uszkodzenia tkanki na skutek występującego zwłóknienia. Postępująca fibroza jest wynikiem aktywacji komórek stelarnych trzustki (ang. pancreatic stellate cells, PSCs). Ich aktywacja wiąże się ze wzrostem ekspresji genu kodującego alfa aktynę mięśni gładkich (ang. alpha smooth muscle actin, α-SMA), co prowadzi do przejścia fenotypowego, z komórek o charakterze fibroblastów do miofibroblastów. Dodatkowo dochodzi do nadmiernej produkcji i odkładania białek macierzy zewnątrzkomórkowej. Obecnie znane strategie terapeutyczne ukierunkowane są głównie na szlaki sygnalizacyjne biorące udział w propagacji zwłóknienia. Wiele z nich jest w stadium badań przedklinicznych, dlatego też w dalszym ciągu poszukiwane są alternatywne sposoby leczenia.W związku z powyższym, celem pracy było sprawdzenie potencjału antyfibrotycznego pęcherzyków zewnątrzkomórkowych (ang. extracellular vesicles, EVs) pochodzących z indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (ang. induced pluripotent stem cells, iPSCs) zawierających mikroRNA, w modelu włóknienia trzustki in vitro. Wyniki otrzymane w niniejszej pracy potwierdzają spadek w ekspresji markerów zwłóknienia, co wykazano za pomocą metod molekularnych oraz barwienia immunofluorescecyjnego.Podsumowując, wyniki przedstawione w niniejszej pracy magisterskiej, sugerują, że EVs pochodzące z iPSCs mogą mieć potencjał przeciw zwłóknieniowy, co stanowiłoby punkt wyjścia do dalszych badań związanych z opracowaniem innowacyjnego leku terapeutycznego na zahamowanie zwłóknienia trzustki.