Cold adaptation in mice and its impact on immunomodulatory properties of mesenchymal stem cells

Abstract

Adaptace na nízké okolní teploty je doprovázena lokálními změnami v mikroprostředí tukové tkáně. Kromě vlivu na stromální buňky ovlivňuje chlad i imunitní buňky tukové tkáně. Předchozí výzkumy ukázaly, že akutní vystavení chladu je spojeno se stresovou reakcí, zatímco dlouhodobé vystavení chladu je spojeno s protizánětlivým nastavením, což přispívá k adaptaci na chladné prostředí. Domníváme se, že změny v imunitním systému tukové tkáně vyvolané chladem mohou mít vliv na vlastnosti mezenchymálních kmenových buněk (MSC) izolovaných z tukové tkáně. Pochopení těchto změn by mohlo poskytnout nové strategie pro stimulaci MSC s cílem zlepšit jejich imunomodulační potenciál. Zaměřili jsme se na změny v metabolismu a imunomodulační funkci MSC izolovaných z myší vystavených chladu. Pozorovali jsme, že vystavení chladu způsobilo změny v metabolismu MSC a rozdílnému využívání glykolytického a oxidativního metabolismu. U MSC izolovaných z myší adaptovaných na nízké teploty jsme zaznamenali výraznou produkci oxidu dusnatého, což poukazuje na zvýšený imunomodulační potenciál těchto buněk. Imunomodulační schopnost však nebyla potvrzena v kokultivačních experimentech se splenocyty. Dalším cílem tohoto projektu bylo prozkoumat účinek kultivace MSC při snížené teplotě, jelikož dřívější publikace zaznamenaly změny v...

Adaptation to cold ambient temperatures is accompanied by local changes in the adipose tissue microenvironment. Besides impacting stromal cells within the adipose tissue, cold shapes the adipose tissue immune compartment. Previous research showed that acute cold exposure is associated with stress response, whereas prolonged exposure is associated with an anti-inflammatory setting, contributing to adaptation to the cold environment. We believe that cold-induced changes in the adipose tissue immune system might impact the properties of adipose tissue-derived mesenchymal stem cells (MSCs). Understanding these alterations could provide a novel strategy for preconditioning MSCs to improve their immunomodulatory potential. Thus, we focused on alterations in the metabolism and immunomodulatory function of MSCs isolated from cold-exposed mice. We observed that cold exposure resulted in a different MSC metabolic state and the use of glycolytic and oxidative metabolism. We noticed a significant upregulation of nitric oxide production in MSCs isolated from mice adapted to cold temperatures, pointing to an augmented immunomodulatory potential of those cells. The immunomodulatory capacity was, however, not confirmed in co-culture experiments with splenocytes. Another aim of this project was to examine the...