safetyriskБезопасность и риск фармакотерапииSafety and Risk of Pharmacotherapy2312-78212619-1164Federal State Budgetary Institution ‘Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products’ of the Ministry of Health of the Russian Federation (FSBI ‘SCEEMP’)10.30895/2312-7821-2025-457safetyrisk-457Research ArticleТРАНСЛЯЦИОННАЯ МЕДИЦИНА: ДОКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, РЕГЕНЕРАТИВНАЯ ТЕРАПИЯ И ПРИНЦИПЫ 3RTRANSLATIONAL MEDICINE: PRECLINICAL STUDIES, REGENERATIVE THERAPY, AND THE 3R PRINCIPLESИзучение профиля безопасности оригинального препарата на основе секретома мезенхимных стромальных клеток при интратестикулярном введении кроликамSafety Profile Evaluation of an Original Mesenchymal Stromal Cell Secretome-Based Medicinal Product after Intratesticular Injection in Rabbitshttps://orcid.org/0000-0002-7123-6374МонаковаА. О.MonakovaА. О.

Монакова Анна Олеговна

Ломоносовский пр-т, д. 27, корп. 10, Москва, 119234

Anna O. Monakova

27/10 Lomonosovsky Ave, Moscow 119234

monakova-anya@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5744-7060БалабаньянВ. Ю.BalabanyanV. Yu.

Балабаньян Вадим Юрьевич, д-р фарм. наук

Ломоносовский пр-т, д. 27, корп. 10, Москва, 119234

Vadim Yu. Balabanyan, Dr. Sci. (Pharm.)

27/10 Lomonosovsky Ave, Moscow 119234

bal.pharm@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1009-3963ВавиловаВ. А.VavilovaV. A.

Вавилова Валерия Александровна

ул. Заводская, д. 3, к. 245, Всеволожский р-н, г.п. Кузьмоловский, Ленинградская обл., 188663

Valeria A. Vavilova

3/245 Zavodskaya St., Kuzmolovsky urban-type settlement, Vsevolozhsky district, Leningrad Region 188663

vavilova.va@doclinika.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2597-8879БасаловаН. А.BasalovaN. A.

Басалова Наталия Андреевна, канд. биол. наук

Ломоносовский пр-т, д. 27, корп. 10, Москва, 119234

Nataliya A. Basalova, Cand. Sci. (Biol.)

27/10 Lomonosovsky Ave, Moscow 119234

natalia_ba@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5039-7152ПоповВ. С.PopovV. S.

Попов Владимир Сергеевич, канд. биол. наук

Ломоносовский пр-т, д. 27, корп. 10, Москва, 119234

Vladimir S. Popov, Cand. Sci. (Biol.)

27/10 Lomonosovsky Ave, Moscow 119234

galiantus@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-0989-7825АкопянЖ. А.AkopyanZh. A.

Акопян Жанна Алексеевна, канд. мед. наук

Ломоносовский пр-т, д. 27, корп. 10, Москва, 119234

Zhanna A. Akopyan, Cand. Sci. (Med.)

27/10 Lomonosovsky Ave, Moscow 119234

zhanna.fbm@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-0696-1369ЕфименкоА. Ю.EfimenkoA. Yu.

Ефименко Анастасия Юрьевна, д-р мед. наук

Ломоносовский пр-т, д. 27, корп. 10, Москва, 119234

Anastasia Yu. Efimenko, Dr. Sci. (Med.)

27/10 Lomonosovsky Ave, Moscow 119234

efimenkoay@my.msu.ruФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»РоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian FederationАкционерное общество «Научно-производственное объединение «ДОМ ФАРМАЦИИ»РоссияResearch-and-manufacturing company “HOME OF PHARMACY”Russian Federation202524062025132213228Copyright © Монакова А.О., Балабаньян В.Ю., Вавилова В.А., Басалова Н.А., Попов В.С., Акопян Ж.А., Ефименко А.Ю., 20252025Монакова А.О., Балабаньян В.Ю., Вавилова В.А., Басалова Н.А., Попов В.С., Акопян Ж.А., Ефименко А.Ю.Monakova А.О., Balabanyan V.Y., Vavilova V.A., Basalova N.A., Popov V.S., Akopyan Z.A., Efimenko A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.risksafety.ru/jour/article/view/457ВВЕДЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. Данная работа является продолжением исследований оригинального биологического лекарственного препарата на основе секретома мезенхимных стромальных клеток (МСК) человека для восстановления сперматогенеза и фертильности. Для обеспечения безопасности препарата необходимо проведение доклинических исследований на двух видах животных: грызунах (проведено ранее) и негрызунах.

ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Изучение общетоксического действия, фармакологической безопасности, пирогенности, иммунотоксических свойств, репродуктивной токсичности и местной переносимости оригинального биологического препарата на основе секретома МСК при двукратном введении под белочную оболочку семенников половозрелым кроликам.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Исследование проведено на 50 самцах кроликов породы Советская шиншилла (5 групп по 10 животных). Исследуемый препарат МедиРег (восстановленный раствор лиофилизата секретома МСК в смеси с носителем, коллагеновым гелем Аппликолл) вводили под белочную оболочку семенника на 1 и 28 сутки в трех дозах: терапевтической (содержание эндотелиального фактора роста сосудов (VEGF) не менее 0,76 нг), превышающей терапевтическую в 1,5 раза (VEGF не менее 1,14 нг) и превышающей терапевтическую в 2,5 раза (VEGF не менее 1,9 нг). Контроль: интактные кролики и кролики, которым вводили смесь коллагенового геля Аппликолл и воды для инъекций. Оценивали клиническое состояние, температуру тела, результаты модифицированного теста Ирвина, электрокардиограмму, частоту сердечных сокращений, дыхательных движений, артериальное давление, показатели мочи, крови, биохимического анализа, состояние системы гемостаза, газовый состав крови, параметры спермограммы. Проводили патоморфологическое исследование органов. Срок наблюдения — 60 суток.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. На 3 сутки у животных в группах, получавших 1,5 и 2,5 терапевтической дозы препарата, обнаружено значимое понижение протромбинового времени, однако в период отсроченного наблюдения показатель снижался только в группе плацебо. При гистологическом исследовании у 1–2 из 5 (20–40%) кроликов во всех группах, кроме интактных, обнаружены единичные участки расслоения соединительнотканных перегородок между канальцами с формированием полости, заполненной рыхлым веществом с выраженным эозинофильным окрашиванием, и деформация канальца вдоль стенки полости. Вероятно, это вызвано механическим сдавлением канальца при введении большого объема вещества. У 2 из 5 (40%) животных группы плацебо выявлено обратимое увеличение пузырьковидных желез с выраженным расширением долек, содержащих прозрачный секрет. Гистологическая картина пузырьковидных желез соответствовала норме.

ВЫВОДЫ

ВЫВОДЫ. Препарат на основе секретома МСК и носитель в составе препарата (коллагеновый гель) при двукратном введении под белочную оболочку семенника кролика обладают приемлемым профилем безопасности.

INTRODUCTION

INTRODUCTION. This work is a continuation of the studies of an original biological product based on the secretome of human mesenchymal stromal cells (MSCs) and intended for the restoration of spermatogenesis and fertility. To ensure the safety of the product, it is necessary to conduct preclinical studies in two types of animals, including rodents (the results of rodent studies were presented earlier) and non-rodents.

AIM

AIM. This study aimed to investigate the systemic toxicity, safety pharmacology, pyrogenicity, immunotoxicity, reproductive toxicity, and local tolerance of the original MSC secretome product in mature rabbits after two injections under the tunica albuginea of the testes.

MATERIALS AND METHODS

MATERIALS AND METHODS. The study was conducted in 50 male Soviet chinchilla rabbits (5 groups of 10 animals). The lyophilised MSC secretome product (MediReg) was reconstituted, mixed with collagen gel (Applicoll), and administered to rabbits subalbugineally on days 1 and 28 at a dose equal to the therapeutic dose (≥0.76 ng of vascular endothelial growth factor (VEGF)), 1.5 therapeutic doses (≥1.14 ng of VEGF), or 2.5 therapeutic doses (≥1.9 ng of VEGF). The control groups included intact rabbits and rabbits that received Applicoll mixed with water for injection. The animals were assessed in terms of their clinical condition, body temperature, electrocardiogram changes, heart and respiratory rates, blood pressure, modified Irwin test results, urinalysis findings, blood counts and biochemistry, haemostasis parameters, arterial blood gas measurements, and spermogram changes. Further, the animals were necropsied, and selected organs were weighed and subjected to histopathology. The follow-up period was 60 days.

RESULTS

RESULTS. On day 3, the groups receiving 1.5 and 2.5 therapeutic doses of the medicinal product demonstrated a significant decrease in prothrombin time; however, only the placebo group still had decreased prothrombin time levels during the follow-up period. The histological examination revealed occasional splitting areas in the intertubular connective tissue with the formation of cavities filled with a loose substance with pronounced eosinophilic staining and deformation of the tubules along the walls of the cavities as a result of compression in 1–2 of 5 (20–40%) rabbits in all groups that received either the medicinal product or placebo. This was probably caused by mechanical compression of the tubules by the administration of large volumes of substances. In the placebo group, 2 of 5 (40%) animals had a transient increase in the size of the vesicular glands; the lobules were markedly expanded and contained a transparent secretion. The histological appearance of the vesicular glands was normal.

CONCLUSIONS

CONCLUSIONS. When administered twice under the tunica albuginea of the testes of rabbits, the medicinal product comprising the MSC secretome and the Applicoll collagen gel carrier has an acceptable safety profile.

мезенхимные стромальные клеткисекретом мезенхимных стромальных клетоккроликиэндотелиальный фактор роста сосудовфармакологическая безопасностьпирогенностьиммунотоксичностьместная переносимостьдоклинические исследованияmesenchymal stromal cellsMSCMSC secretomerabbitsvascular endothelial growth factorVEGFsafety pharmacologypyrogenicityimmunotoxicitylocal tolerancepreclinical studiesРабота выполнена в рамках государственного задания МГУ имени М.В. Ломоносова.This study was conducted under a State Assignment of Lomonosov Moscow State University.ReferencesPunab M, Poolamets O, Paju P, Vihljajev V, Pomm K, Ladva R, et al. Causes of male infertility: A 9-year prospective monocentre study on 1737 patients with reduced total sperm counts. Hum Reprod. 2017;32(1):18–31. https://doi.org/10.1093/humrep/dew284Punab M, Poolamets O, Paju P, Vihljajev V, Pomm K, Ladva R, et al. Causes of male infertility: A 9-year prospective monocentre study on 1737 patients with reduced total sperm counts. Hum Reprod. 2017;32(1):18–31. https://doi.org/10.1093/humrep/dew284Jungwirth A, Giwercman A, Tournaye H, Diemer T, Kopa Z, Dohle G, et al. European Association of Urology guidelines on male infertility: The 2012 update. Eur Urol. 2012;62(2):324–32. https://doi.org/10.1016/j.eururo.2012.04.048Jungwirth A, Giwercman A, Tournaye H, Diemer T, Kopa Z, Dohle G, et al. European Association of Urology guidelines on male infertility: The 2012 update. Eur Urol. 2012;62(2):324–32. https://doi.org/10.1016/j.eururo.2012.04.048Sagaradze G, Basalova N, Kirpatovsky V, Ohobotov D, Nimiritsky P, Grigorieva O, et al. A magic kick for regeneration: Role of mesenchymal stromal cell secretome in spermatogonial stem cell niche recovery. Stem Cell Res Ther. 2019;10(1):342. https://doi.org/10.1186/s13287-019-1479-3Sagaradze G, Basalova N, Kirpatovsky V, Ohobotov D, Nimiritsky P, Grigorieva O, et al. A magic kick for regeneration: Role of mesenchymal stromal cell secretome in spermatogonial stem cell niche recovery. Stem Cell Res Ther. 2019;10(1):342. https://doi.org/10.1186/s13287-019-1479-3Caroppo E, Colpi GM. Male infertility: A review of key papers appearing in the reproductive medicine and andrology section of the Journal of Clinical Medicine. J Clin Med. 2023;12(6):2366. https://doi.org/10.3390/jcm12062366Caroppo E, Colpi GM. Male infertility: A review of key papers appearing in the reproductive medicine and andrology section of the Journal of Clinical Medicine. J Clin Med. 2023;12(6):2366. https://doi.org/10.3390/jcm12062366Fainberg J, Kashanian JA. Recent advances in understanding and managing male infertility. F1000Res. 2019;8:(F1000 Faculty Rev):670. https://doi.org/10.12688/f1000research.17076.1Fainberg J, Kashanian JA. Recent advances in understanding and managing male infertility. F1000Res. 2019;8:(F1000 Faculty Rev):670. https://doi.org/10.12688/f1000research.17076.1Chen G, Kathrins M, Ohlander S, Niederberger C. Medical management of male infertility: Now and future. Curr Opin Urol. 2023;33(1):10–5. https://doi.org/10.1097/MOU.0000000000001056Chen G, Kathrins M, Ohlander S, Niederberger C. Medical management of male infertility: Now and future. Curr Opin Urol. 2023;33(1):10–5. https://doi.org/10.1097/MOU.0000000000001056Dissanayake DMDH, Keerthirathna WLR, Peiris LDC. Male infertility problem: A contemporary review on present status and future perspective. Gender and the Genome. 2019;3:1–7. https://doi.org/10.1177/2470289719868240Dissanayake DMDH, Keerthirathna WLR, Peiris LDC. Male infertility problem: A contemporary review on present status and future perspective. Gender and the Genome. 2019;3:1–7. https://doi.org/10.1177/2470289719868240Minhas S, Bettocchi C, Boeri L, Capogrosso P, Carvalho J, Cilesiz NC, et al. European Association of Urology Guidelines on male sexual and reproductive health: 2021 update on male infertility. Eur Urol. 2021;80(5):603–20. https://doi.org/10.1016/j.eururo.2021.08.014Minhas S, Bettocchi C, Boeri L, Capogrosso P, Carvalho J, Cilesiz NC, et al. European Association of Urology Guidelines on male sexual and reproductive health: 2021 update on male infertility. Eur Urol. 2021;80(5):603–20. https://doi.org/10.1016/j.eururo.2021.08.014Kalinina N, Kharlampieva D, Loguinova M, Butenko I, Pobeguts O, Efimenko A, et al. Characterization of secretomes provides evidence for adipose-derived mesenchymal stromal cells subtypes. Stem Cell Res Ther. 2015;6:221. https://doi.org/10.1186/s13287-015-0209-8Kalinina N, Kharlampieva D, Loguinova M, Butenko I, Pobeguts O, Efimenko A, et al. Characterization of secretomes provides evidence for adipose-derived mesenchymal stromal cells subtypes. Stem Cell Res Ther. 2015;6:221. https://doi.org/10.1186/s13287-015-0209-8Fujii S, Miura Y. Immunomodulatory and regenerative effects of MSC-derived extracellular vesicles to treat acute GVHD. Stem Cells. 2022;40(11):977–90. https://doi.org/10.1093/stmcls/sxac057Fujii S, Miura Y. Immunomodulatory and regenerative effects of MSC-derived extracellular vesicles to treat acute GVHD. Stem Cells. 2022;40(11):977–90. https://doi.org/10.1093/stmcls/sxac057Sagaradze GD, Basalova NA, Kirpatovsky VI, Ohobotov DA, Grigorieva OA, Balabanyan VY, et al. Application of rat cryptorchidism model for the evaluation of mesenchymal stromal cell secretome regenerative potential. Biomed Pharmacother. 2019;109:1428–36. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2018.10.174Sagaradze GD, Basalova NA, Kirpatovsky VI, Ohobotov DA, Grigorieva OA, Balabanyan VY, et al. Application of rat cryptorchidism model for the evaluation of mesenchymal stromal cell secretome regenerative potential. Biomed Pharmacother. 2019;109:1428–36. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2018.10.174Monakova A, Sagaradze G, Basalova N, Popov V, Balabanyan V, Efimenko A. Novel potency assay for MSC secretome-based treatment of idiopathic male infertility employed Leydig cells and revealed vascular endothelial growth factor as a promising potency marker. Int J Mol Sci. 2022;23(16):9414. https://doi.org/10.3390/ijms23169414Monakova A, Sagaradze G, Basalova N, Popov V, Balabanyan V, Efimenko A. Novel potency assay for MSC secretome-based treatment of idiopathic male infertility employed Leydig cells and revealed vascular endothelial growth factor as a promising potency marker. Int J Mol Sci. 2022;23(16):9414. https://doi.org/10.3390/ijms23169414Монакова АО, Сагарадзе ГД, Балабаньян ВЮ, Басалова НА, Матичина АА, Матичин АА и др. Изучение безопасности оригинального препарата на основе секретома мезенхимных стромальных клеток при локальном введении в яички и при внутримышечном введении препарата крысам. Безопасность и риск фармакотерапии. 2023;12(1):99–116. https://doi.org/10.30895/2312-7821-2023-364Monakova AO, Sagaradze GD, Balabanyan VYu, Basalova NA, Matichinа АА, Matichin АА, et al. Safety study of an original mesenchymal stromal cell secretome-based medicinal product for spermatogenesis restoration. Safety and Risk of Pharmacotherapy. 2023;12(1):99–116 (In Russ.). https://doi.org/10.30895/2312-7821-2023-364Irwin S. Comprehensive observational assessment: Ia. A systematic, quantitative procedure for assessing the behavioral and physiologic state of the mouse. Psychopharmacologia. 1968;13(3):222–57. https://doi.org/10.1007/BF00401402Irwin S. Comprehensive observational assessment: Ia. A systematic, quantitative procedure for assessing the behavioral and physiologic state of the mouse. Psychopharmacologia. 1968;13(3):222–57. https://doi.org/10.1007/BF00401402Palozi RAC, Guarnier LP, Romão PVM, Nocchi SR, Dos Santos CC, Lourenço ELB, et al. Pharmacological safety of Plinia cauliflora (Mart.) Kausel in rabbits. Toxicol Rep. 2019;6:616–24. https://doi.org/10.1016/j.toxrep.2019.06.017Palozi RAC, Guarnier LP, Romão PVM, Nocchi SR, Dos Santos CC, Lourenço ELB, et al. Pharmacological safety of Plinia cauliflora (Mart.) Kausel in rabbits. Toxicol Rep. 2019;6:616–24. https://doi.org/10.1016/j.toxrep.2019.06.017Гущин ЯА, Мужикян АА. Влияние фиксирующих жидкостей на микроскопическую структуру органов мелких лабораторных животных. Международный вестник ветеринарии. 2014;(3):88–95. EDN: SUEDYFGushchin YaA, Muzhikyan AA. Effect of fixing liquids on the microscopic structure of organs of small laboratory animals. International Bulletin of Veterinary Science. 2014;(3):88–95 (In Russ.). EDN: SUEDYFМужикян АА, Макарова МН, Гущин ЯА. Особенности гистологической обработки органов и тканей лабораторных животных. Международный вестник ветеринарии. 2014;(2):103–9. EDN: SFLHTJMuzhikyan AA, Makarova MN, Guschin YaA. Features histological processing of organs and tissues of laboratory animals. International Bulletin of Veterinary Medicine. 2014;(2):103–9 (In Russ.). EDN: SFLHTJMelillo A. Rabbit clinical pathology. Journal of Exotic Pet Medicine. 2007;16(3):135–45. https://doi.org/10.1053/j.jepm.2007.06.002Melillo A. Rabbit clinical pathology. Journal of Exotic Pet Medicine. 2007;16(3):135–45. https://doi.org/10.1053/j.jepm.2007.06.002

The authors declare that there are no conflicts of interest present.