МОЛЕКУЛЯРНІ МЕХАНІЗМИ ДІЇ МЕЗЕНХІМАЛЬНИХ СТОВБУРОВИХ КЛІТИН ПРИ ЛІКУВАННІ ЗАХВОРЮВАНЬ НЕРВОВОЇ СИСТЕМИ

Д. С. Салик; І. Я. Кушнір; О. З. Яремчук

doi:10.11603/mcch.2410-681X.2026.i3.16360

Автор(и)

Д. С. Салик ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ І. Я. ГОРБАЧЕВСЬКОГО МОЗ УКРАЇНИ
І. Я. Кушнір ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ І. Я. ГОРБАЧЕВСЬКОГО МОЗ УКРАЇНИ
О. З. Яремчук Тернопільський державний медичний університет імені І. Я. Горбачевського https://orcid.org/0000-0001-5951-1137

DOI:

https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2026.i3.16360

Ключові слова:

мезенхімальні стовбурові клітини; екзосоми; регенеративна медицина; нейрозапалення; цитокіни

Анотація

Актуальність. Обмежена здатність нейронів до самовідновлення робить патології нервової системи однією з найважливіших проблем сучасної медицини, де традиційна терапія переважно впливає на симптоми, але не відновлює втрачені функції ЦНС. Застосування мезенхімальних стовбурових клітин (МСК) відкриває нові підходи до лікування захворювань нервової системи, проте потребує систематизації механізмів їх впливу на регенеративні процеси у нервовій тканині. Методи дослідження. Проведено систематичний аналіз наукових публікацій 2012–2026 років із баз даних PubMed, Scopus, Web of Science. До аналізу включали систематичні огляди, клінічні та експериментальні дослідження, що висвітлюють механізми клітинної терапії неврологічних захворювань. Мета дослідження. Оцінити та систематизувати сучасні наукові дані щодо молекулярних механізмів впливу мезенхімальних стовбурових клітин при захворюваннях нервової системи, а також виділити ключові біомаркери, що застосовуються для оцінки ефективності клітинної терапії неврологічних захворювань. Результати. Встановлено, що терапевтичний ефект МСК реалізується паракринною секрецією екзосом, факторів росту (BDNF, GDNF) та протизапальних молекул. Мезенхімальні стовбурові клітини інгібують прозапальні каскади (NF-κB/NLRP3), стимулюють проростання аксонів і синаптогенез (через каскад PI3K/Akt). Серед біомаркерів ефективності клітинної терапії при захворюваннях ЦНС виділено легкі ланцюги нейрофіламенту (NfL), гліальний фібрилярний кислий протеїн (GFAP), основний протеїн мієліну (BMP), прозапальні цитокіни (TNF-α, IL-1β). Висновки. Терапія стовбуровими клітинами та їх екзосомами є перспективним інструментом імуномодуляції та нейрозахисту, проте ефективність її клінічного застосування залежить від оптимального терапевтичного підходу, своєчасності втручання та контролю динаміки об’єктивних біомаркерів.

Посилання

1. GBD 2016 Neurology Collaborators. (2019). Global, regional, and national burden of neurological disorders, 1990-2016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016. The Lancet. Neurology, 18(5), 459–480. https://doi.org/10.1016/S1474-4422(18)30499-X DOI: https://doi.org/10.1016/S1474-4422(18)30499-X

2. Feng, Z., & Gao, F. (2012). Stem cell challenges in the treatment of neurodegenerative disease. CNS neuroscience & therapeutics, 18(2), 142–148. https://doi.org/10.1111/j.1755-5949.2011.00239.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.1755-5949.2011.00239.x

3. Chen, M., Gu, C., Lai, Y., Lin, Y., Xu, Y., Li, X., & Chen, X. (2026). Exosome-Based Diagnostics and Cell-Free Therapeutics for Traumatic Brain Injury: From Mechanisms to Bedside. International journal of nanomedicine, 21, 580440. https://doi.org/10.2147/IJN.S580440 DOI: https://doi.org/10.2147/IJN.S580440

4. Zubair, M., Abouelnazar, F. A., Iqbal, M. A., Pan, J., Zheng, X., Chen, T., Shen, W., Yin, J., Yan, Y., Liu, P., Mao, F., & Chu, Y. (2025). Mesenchymal stem cell-derived exosomes as a plausible immunomodulatory therapeutic tool for inflammatory diseases. Frontiers in cell and developmental biology, 13, 1563427. https://doi.org/10.3389/fcell.2025.1563427 DOI: https://doi.org/10.3389/fcell.2025.1563427

5. Zupan, J., Strazar, K., Kocijan, R., Nau, T., Grillari, J., & Marolt Presen, D. (2021). Age-related alterations and senescence of mesenchymal stromal cells: Implications for regenerative treatments of bones and joints. Mechanisms of ageing and development, 198, 111539. https://doi.org/10.1016/j.mad.2021.111539 DOI: https://doi.org/10.1016/j.mad.2021.111539

6. Yari, H., Mikhailova, M. V., Mardasi, M., Jafarzadehgharehziaaddin, M., Shahrokh, S., Thangavelu, L., Ahmadi, H., Shomali, N., Yaghoubi, Y., Zamani, M., Akbari, M., & Alesaeidi, S. (2022). Emerging role of mesenchymal stromal cells (MSCs)-derived exosome in neurodegeneration-associated conditions: a groundbreaking cell-free approach. Stem cell research & therapy, 13(1), 423. https://doi.org/10.1186/s13287-022-03122-5 DOI: https://doi.org/10.1186/s13287-022-03122-5

7. Yao, D., Nie, L., Liu, X., Wu, X., Tang, Y., Pan, C., Chen, S., Chen, D., Wu, D., Nie, H., Liu, N., & Tang, Z. (2026). Mesenchymal stem cells and secretome as modulators of neuroinflammation in neurological disorders. Journal of translational medicine, 24(1), 621. https://doi.org/10.1186/s12967-026-08052-x

8. Yang, S., Zhang, Y., Peng, Q., Meng, B., Wang, J., Sun, H., Chen, L., Dai, R., & Zhang, L. (2024). Regulating pyroptosis by mesenchymal stem cells and extracellular vesicles: A promising strategy to alleviate intervertebral disc degeneration. Biomedicine & pharmacotherapy = Biomedecine & pharmacotherapie, 170, 116001. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2023.116001 DOI: https://doi.org/10.1016/j.biopha.2023.116001

9. Vargas-Rodríguez, P., Cuenca-Martagón, A., Castillo-González, J., Serrano-Martínez, I., Luque, R. M., Delgado, M., & González-Rey, E. (2023). Novel Therapeutic Opportunities for Neurodegenerative Diseases with Mesenchymal Stem Cells: The Focus on Modulating the Blood-Brain Barrier.International journal of molecular sciences, 24(18), 14117. https://doi.org/10.3390/ijms241814117 DOI: https://doi.org/10.3390/ijms241814117

10. Trounson, A., & McDonald, C. (2015). Stem Cell Therapies in Clinical Trials: Progress and Challenges. Cell stem cell, 17(1), 11–22. https://doi.org/10.1016/j.stem.2015.06.007 DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2015.06.007

11. Poliwoda, S., Noor, N., Downs, E., Schaaf, A., Cantwell, A., Ganti, L., Kaye, A. D., Mosel, L. I., Carroll, C. B., Viswanath, O., & Urits, I. (2022). Stem cells: a comprehensive review of origins and emerging clinical roles in medical practice. Orthopedic reviews, 14(3), 37498. https://doi.org/10.52965/001c.37498 DOI: https://doi.org/10.52965/001c.37498

12. Brown, C., McKee, C., Bakshi, S., Walker, K., Hakman, E., Halassy, S., Svinarich, D., Dodds, R., Govind, C. K., & Chaudhry, G. R. (2019). Mesenchymal stem cells: Cell therapy and regeneration potential. Journal of tissue engineering and regenerative medicine, 13(9), 1738–1755. https://doi.org/10.1002/term.2914 DOI: https://doi.org/10.1002/term.2914

13. Acharya, S., Shaha, S., Bibbey, M. G., Mukherji, M., Zhao, Z., & Mitragotri, S. (2025). Stem cell therapies in the clinic. Bioengineering & translational medicine, 10 (3), e70000. https://doi.org/10.1002/btm2.70000 DOI: https://doi.org/10.1002/btm2.70000

14. Phinney, D. G., & Pittenger, M. F. (2017). Concise Review: MSC-Derived Exosomes for Cell-Free Therapy. Stem cells (Dayton, Ohio), 35(4), 851–858. https://doi.org/10.1002/stem.2575 DOI: https://doi.org/10.1002/stem.2575

15. Yáñez-Mó, M., Siljander, P. R., Andreu, Z., Zavec, A. B., Borràs, F. E., Buzas, E. I., Buzas, K., Casal, E., Cappello, F., Carvalho, J., Colás, E., Cordeiro-da Silva, A., Fais, S., Falcon-Perez, J. M., Ghobrial, I. M., Giebel, B., Gimona, M., Graner, M., Gursel, I., Gursel, M., … De Wever, O. (2015). Biological properties of extracellular vesicles and their physiological functions. Journal of extracellular vesicles, 4, 27066. https://doi.org/10.3402/jev.v4.27066 DOI: https://doi.org/10.3402/jev.v4.27066

16. Liddelow, S. A., & Barres, B. A. (2017). Reactive Astrocytes: Production, Function, and Therapeutic Potential. Immunity, 46(6), 957–967. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2017.06.006 DOI: https://doi.org/10.1016/j.immuni.2017.06.006

17. Tsai, C. C., Wu, S. B., Kau, H. C., & Wei, Y. H. (2018). Essential role of connective tissue growth factor (CTGF) in transforming growth factor-β1 (TGF-β1)-induced myofibroblast transdifferentiation from Graves’ orbital fibroblasts. Scientific reports, 8(1), 7276. https://doi.org/10.1038/s41598-018-25370-3 DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-018-25370-3

18. Patel, J., Shim, I., & Agrawal, D. K. (2025). Interventions for Neural Plasticity in Stroke Recovery. Archives of internal medicine research, 8(3), 246–258. https://doi.org/10.26502/aimr.0217 DOI: https://doi.org/10.26502/aimr.0217

19. Liu, K. P., Ma, W., Li, C. Y., & Li, L. Y. (2022). Neurotrophic factors combined with stem cells in the treatment of sciatic nerve injury in rats: a meta-analysis. Bioscience reports, 42(1), BSR20211399. https://doi.org/10.1042/BSR20211399 DOI: https://doi.org/10.1042/BSR20211399

20. Gonçalves, J. T., Schafer, S. T., & Gage, F. H. (2016). Adult Neurogenesis in the Hippocampus: From Stem Cells to Behavior. Cell, 167(4), 897–914. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.10.021 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.10.021

21. Moñivas Gallego, E., & Zurita Castillo, M. (2024). Mesenchymal stem cell therapy in ischemic stroke trials. A systematic review. Regenerative therapy, 27, 301–306. https://doi.org/10.1016/j.reth.2024.03.026 DOI: https://doi.org/10.1016/j.reth.2024.03.026

22. Wobma, H. M., Liu, D., & Vunjak-Novakovic, G. (2018). Paracrine Effects of Mesenchymal Stromal Cells Cultured in Three-Dimensional Settings on Tissue Repair. ACS biomaterials science & engineering, 4(4), 1162–1175. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.7b00005 DOI: https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.7b00005

23. Nagpal, A., Choy, F. C., Howell, S., Hillier, S., Chan, F., Hamilton-Bruce, M. A., & Koblar, S. A. (2017). Safety and effectiveness of stem cell therapies in earlyphase clinical trials in stroke: a systematic review and meta-analysis. Stem cell research & therapy, 8(1), 191. https://doi.org/10.1186/s13287-017-0643-x DOI: https://doi.org/10.1186/s13287-017-0643-x

24. Assinck, P., Duncan, G. J., Hilton, B. J.,Plemel, J. R., & Tetzlaff, W. (2017). Cell transplantation therapy for spinal cord injury. Nature neuroscience, 20(5), 637–647. https://doi.org/10.1038/nn.4541 DOI: https://doi.org/10.1038/nn.4541

25. Punjani, N., Deska-Gauthier, D., Hachem, L. D., Abramian, M., & Fehlings, M. G. (2023). Neuroplasticity and regeneration after spinal cord injury. North American Spine Society journal, 15, 100235. https://doi.org/10.1016/j.xnsj.2023.100235. DOI: https://doi.org/10.1016/j.xnsj.2023.100235

26. Liu, S., Fan, M., Xu, J. X., Yang, L. J., Qi, C. C., Xia, Q. R., & Ge, J. F. (2022). Exosomes derived from bone-marrow mesenchymal stem cells alleviate cognitive decline in AD-like mice by improving BDNF-related neuropathology. Journal of neuroinflammation, 19(1), 35. https://doi.org/10.1186/s12974-022-02393-2 DOI: https://doi.org/10.1186/s12974-022-02393-2

27. Sheikhi, K., Ghaderi, S., Firouzi, H., Rahimibarghani, S., Shabani, E., Afkhami, H., & Yarahmadi, A. (2025). Recent advances in mesenchymal stem cell therapy for multiple sclerosis: clinical applications and challenges. Frontiers in cell and developmental biology, 13, 1517369. https://doi.org/10.3389/fcell.2025.1517369 DOI: https://doi.org/10.3389/fcell.2025.1517369

28. Meamar, R., Nasr-Esfahani, M. H., Mousavi, S. A., & Basiri, K. (2021). Stem cell therapy in amyotrophic lateral sclerosis. Journal of clinical neuroscience : official journal of the Neurosurgical Society of Australasia, 20(12), 1659–1663. https://doi.org/10.1016/j.jocn.2021.04.024 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jocn.2013.04.024

29. Kirkeby, A., Nelander, J., Hoban, D. B., Rogelius, N., Bjartmarz, H., Novo Nordisk Cell Therapy R&D, Storm, P., Fiorenzano, A., Adler, A. F., Vale, S., Mudannayake, J., Zhang, Y., Cardoso, T., Mattsson, B., Landau, A. M., Glud, A. N., Sørensen, J. C., Lillethorup, T. P., Lowdell, M., Carvalho, C., Parmar, M. (2023). Preclinical quality, safety, and efficacy of a human embryonic stemcell-derived product for the treatment of Parkinson’s disease, STEM-PD. Cell stem cell, 30(10), 1299–1314. e9. https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.08.014 DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.08.014

30. Soares, M. B. P., Gonçalves, R. G. J., Vasques, J. F., da Silva-Junior, A. J., Gubert, F., Santos, G. C., de Santana, T. A., Almeida Sampaio, G. L., Silva, D. N., Dominici, M., & Mendez-Otero, R. (2022). Current Status of Mesenchymal Stem/Stromal Cells for Treatment of Neurological Diseases. Frontiers in molecular neuroscience, 15, 883378. https://doi.org/10.3389/fnmol.2022.883378 DOI: https://doi.org/10.3389/fnmol.2022.883378

31. Yao, D., Nie, L., Liu, X., Wu, X., Tang, Y., Pan, C., Chen, S., Chen, D., Wu, D., Nie, H., Liu, N., & Tang, Z. (2026). Mesenchymal stem cells and secretome as modulators of neuroinflammation in neurological disorders. Journal of translational medicine, 24(1), 621. https://doi.org/10.1186/s12967-026-08052-x DOI: https://doi.org/10.1186/s12967-026-08052-x

32. Andrzejewska, A., Dabrowska, S., Lukomska, B., & Janowski, M. (2021). Mesenchymal Stem Cells for Neurological Disorders. Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany), 8(7), 2002944. https://doi.org/10.1002/advs.202002944 DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202002944