CC BY
5
адсорбционной способности с поверхности ГМ путем дегазации удаляли грубые крошки, мелкую пыль и пузырьки воздуха. Пассивную дегазацию проводили в физиологическом растворе при 37°С в течение 20 минут. Далее проводили активную дегазацию в лимонной кислоте с рН1 при 37°С в течение 10 минут, с последующим ультразвуковым воздействием УЗУ-0,25 в течение 60 секунд на частоте 18 кГц и мощности 250 Вт.
По результатам сканирующей электронной микроскопии во всех ГМ на внутренних поверхностях каналов и пор уменьшилось содержание крупнодисперсной крошки, мелкодисперсной пыли и пузырей воздуха. Нами рассчитаны показатели адсорбционной ёмкости исследуемых ГМ. Экспериментально выявлено, что значение фактической адсорбционной емкости может быть использовано для определения объема факторов роста кости, адсорбированного трансплантатом, который материал может размещать на своих поверхностях.
Таким образом, очищенные поры и каналы позволят увеличить площадь контакта с внутренними поверхностями графта компонентов микроциркуляторного русла, жидкости, клеточных элементов и разместить требуемое количество факторов роста кости.
Литература:
1. H.Schilephake Int. J. Oral Maxillofac. Sung. - 2002. - № 5. - Р. 469-484.
2. T.Tian, T.Zhang, Y. Lin Journal of Dental Research. — 2018. — Vol. 97(9). — Р. 969-976.
3. V. Wu, Ma. Helden, N. Bnavenboen, C. Bnuggenkate, J. Klein-Nulend Hindawi Stem Cells International. 2019. Р. 1-15.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ 14-СУТОЧНОГО АНТИОРТОСТАТИЧЕСКОГО ВЫВЕШИВАНИЯ НА СТРОМАЛЬНЫЕ ПРЕДШЕСТВЕННИКИ КОСТНОГО МОЗГА И КОСТНОЙ ТКАНИ БЕДРЕННОЙ И БОЛЬШЕБЕРЦОВОЙ КОСТЕЙ КРЫС ЛИНИИ WISTAR
Е.А. Маркина, П.И. Бобылева, И.В. Андрианова, Е.А. Тырина, Л.Б. Буравкова
ГНЦ РФ - ИМБП РАН, Москва, Россия
Ключевые слова: микрогравитация, костная ткань, остеогенез
Микрогравитация негативно сказывается на состоянии костной ткани. В условиях реального космического полета, наиболее сильные проявления остеопении у космонавтов и астронавтов, выражены в дистальных отделах нижних конечностей и отделах позвоночника, ответственных за поддержание позы.
Гомеостаз костной ткани зависит от функциональной активности стромальных предшественников кости и костного мозга. Данных о влиянии микрогравитации на стромальные предшественники, вовлекаемые в ре-моделирование костной ткани, немного. Поэтому многие вопросы, связанные с потенциалом малодифференциро-ванных стромальных предшественников, локализованных в костном мозге и костной ткани, в условиях опорной разгрузки остаются открытыми.
Цель исследования — повести анализ морфофунк-ционального состояния мезенхимальных стромальных клеток (МСК) костного мозга и костной ткани, полученных из бедренной и большеберцовой костей крыс после 14-суточного антиортостатического вывешивания
(наземная модель микрогравитации in vivo) и 14-суточ-ного периода реадаптации.
Для исследования были взяты самцы крыс линии Wistar 4-6-месячного возраста, следующих групп: ви-варный контроль, антиортостатическое вывешивание (АОВ) и 14-суточная реадаптация. Были определены пролиферативный и остеогенный потенциал МСК, а также транскриптомная активность генов, ответственных за гомеостаз костной ткани (Mmp9, Spp1, Runx2, RANKL, OPG, Ibsp, BMP10, Sost, Alpl).
АОВ приводило к уменьшению клеточного прироста и остеогенного потенциала стромальных прогениторов костного мозга и костной ткани бедренной и больше-берцовой костей. Анализ транскриптомной активности показал снижение экспрессии генов, ответственных за остеосинтез и увеличение экспрессии генов, приводящих к остеорезорбции. Более выраженные негативные изменения наблюдались в клетках большеберцовой кости. В период реадаптации не происходило полного восстановления остеопотенциала и транскриптомной активности клеток из костной ткани и костного мозга боль-шеберцовой кости.
Таким образом, опорная разгрузка приводит к снижению остеогенных свойств МСК на транскриптомном и функциональном уровнях. Этот эффект был более выражен в МСК костного мозга и костной ткани дистальных отделов конечностей. Работа выполнена по программе фундаментальных исследований ГНЦ РФ — ИМБП РАН № 65.3
БИОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ИОННО-ТРЕКОВОЙ МЕМБРАНЫ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ХИТОЗАН-КОЛЛАГЕНОВЫМИ НАНОВОЛОКНАМИ
П.А. Марков1, И.И. Виноградов2, Е. Костромина1, П.С. Еремин1, И.Р. Гильмутдинова1, А.П. Рачин1, А.Н. Нечаев2
1 НМИЦ реабилитации и курортологии Минздрава России, Москва, Россия
2 Объединённый институт ядерных исследований, Дубна, Россия
e-mail: p.a.markov@mail.ru
Ключевые слова: трековые мембраны, коллаген, хитозан, раневой покрытие, биополимеры, нановолокна.
Исследование проведено с целью охарактеризовать влияние химического и термического способа стабилизации биополимерного слоя ионно-трековой мембраны на её физико-химические и биофункциональные свойства.
В исследовании использовалась полиэтилентереф-талатная пленка, перфорированная ионами тяжелых металлов (Xe, Kr) на ускорителе ядерных частиц. Нанесение биополимерного слоя из раствора хитозана и коллагена проводили методом электроспиннинга, с использованием установки Nanon — 01A (MECC Co. LDT Япония). Для стабилизации биослоя использовали термическую (120°С, 60 мин) и химическую (в парах глутарового альдегида, 60 мин) обработку.
Установлено, что тип обработки не влияет на структуру биослоя, основным структурным элементом биослоя являются спонтанно переплетенные между собой волокна, толщиной 170 ± 40 нм. Выявлено, что термическая обработка вызывает увеличение дзета-потенциала биоматериала и повышает сорбционную емкость в отношении
бычьего сывороточного альбумина. Установлено, что термический способ стабилизации биополимерного слоя не оказывает ингибирующего действия на проли-феративную активность адгезированных фибробластов человека, в то время как химическая обработка снижает пролиферативную активность клеток, однако сохраняя при этом жизнеспособность клеток.
Таким образом, установлено, что, варьируя способ фиксации биополимерного слоя, можно регулировать физико-химические и биофункциональные свойства биоматериала. Сочетание высокой биосовместимости натуральных полимеров и стабильности синтетических материалов может быть успешной стратегией при изготовлении раневых покрытий нового типа, с заданными функциональными свойствами.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИОННО-ТРЕКОВОЙ МЕМБРАНЫ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ХИТОЗАН-КОЛЛАГЕНОВЫМИ НАНОВОЛОКНАМИ В КАЧЕСТВЕ СРЕДСТВА ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
П.А. Марков1, И.И. Виноградов2, Е. Костромина1, П.С. Еремин1, И.Р. Гильмутдинова1, А.П. Рачин1, А.Н. Нечаев2
1 НМИЦ реабилитации и курортологии Минздрава России, Москва, Россия
2 Объединённый институт ядерных исследований, Дубна, Россия
e-mail: p.a.markov@mail.ru
Ключевые слова: трековые мембраны, коллаген, хитозан, раневой покрытие, биополимеры, средства доставки.
Успешной регенерации кожных покровов, в результате ранений различного генеза (механические, термические или химические поражения) может препятствовать ряд факторов, среди которых ключевое значение играет контаминация раневого ложа патогенной микрофлорой. Изоляция раны от экзогенной микрофлоры и своевременная доставка в раневое ложе антибиотиков может повысить эффективность лечения кожных ран.
Цель исследования оценить сорбционные свойства ионно-трековой мембраны модифицированной электро-прядным слоем из хитозана и коллагена.
В исследовании использовалась полиэтилентереф-талатная пленка, перфорированная ионами тяжелых металлов (Xe, Kr) на ускорителе ядерных частиц. Нанесение биополимерного слоя из раствора хитозана и коллагена проводили методом электроспиннинга, с использованием установки Nanon — 01A (MECC Co. LDT Япония). Для стабилизации биослоя использовали термическую (120°С, 60 мин. Для насыщения биоматериала антибиотиком исследуемые образцы погружали в раствор гентамицина (40мг/мл) на 60 минут, после чего высушивали при 37°С.
Установлено, что после нанесение электропрядного слоя на поверхность трековой мембраны сорбционная емкость биоматериала, в отношении гентамицина, увеличивается на 80%. Модифицированный биоматериал обладает повышенной продолжительностью высвобождения гентамицина, максимум высвобождения гентами-цина приходится на первые 60 мин. инкубации. Показано, что полученный биоматериал не оказывает цитотоксиче-ского действия на клетки и поддерживает пролифератив-ную активность фибробластов.
Таким образом, полученные результаты указывают на возможность использования модифицированной
ионно-трековой мембраны в качестве компонента раневых покрытий с улучшенными функциональными свойствами.
ИЗМЕНЕНИЕ ВНЕКЛЕТОЧНОГО МАТРИКСА МУЛЬТИПОТЕНТНЫХ МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ СТРОМАЛЬНЫХ КЛЕТОК ПРИ СТАРЕНИИ IN VITRO
Д.К. Матвеева1, Д.Н. Каширина1, М.И. Ездакова1, А.Ю. Ратушный1
ФГБУН ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН, Москва, Россия
e-mail: matveeva.dajana@vandex.ru
Ключевые слова: мезенхимальные стромальные клетки, внеклеточный матрикс, клеточное старение.
Исследование процессов старения является актуальной задачей регенеративной медицины. Мезенхимальные стромальные клетки (МСК) — важные участники поддержания гомеостаза в различных тканях, поскольку обладают широким секреторным профилем. В том числе МСК продуцируют внеклеточный матрикс (ВКМ), молекулы которого вовлечены в регуляцию функциональной активности клеток. Изучение ремоделирова-ния ВКМ у сенесцентных МСК может внести вклад в понимание процессов старения их ниши.
Для получения сенесцентных МСК (линия ASC52telo) применяли подход стресс-индуцированного старения с помощью митомицина С (МмС). После 10 дней культивирования характеризовали ВКМ, накопленный под монослоем «молодых» (МмС-) и сенесцентных (МмС+) МСК, а также после децеллюляризации (дцВКМ) с помощью гистологического окрашивания и масс-спектрометрии. Депонированные в дцВКМ факторы роста изучали с помощью иммуноферментного анализа. Для оценки транскрипции генов ВКМ использовали количественный ПЦР анализ.
У сенесцентных МСК было выявлено снижение продукции структурных молекул ВКМ и усиление протеоли-тических процессов. Полуколичественный анализ после окрашивания коллагеновых и неколлагеновых белков продемонстрировал снижение тотального содержания данных компонентов ВКМ у МмС+ МСК в 1,6 раз и 1,9 раз, соответственно. Также было установлено снижение экспрессии генов, кодирующих коллаген 1 типа (COL1A1), эластин (ELN) и фибронектин (FN) и увеличение экспрессии гена коллагеназы MMP1 в 3 раза у МмС+ МСК. Масс-спектрометрически было выявлено, что в экстракте дцВКМ от МмС+ по сравнению с МмС-МСК снижено содержание структурных белков ВКМ: коллагенов (COL1A2, COL3A1, COL6A1-A3), адгезионных и регуляторных гликопротеинов (FBLN1, FBLN2, EMIL1, POSTN, TNC, MXRA5, TGFBI). При этом было идентифицировано увеличение содержания ряда белков ВКМ, которые участвуют в регуляции активности плазмина (PAI1 и PAI2, A2M, VTN). В клеточных лизатах сенес-центных по сравнению с «молодыми» МСК обнаружено уменьшенное количество ферментов, отвечающих за организацию коллагеновых фибрилл, таких как PLOD1-3, P4HA1, P4HA3, PCOC1, LOXL1.
С помощью иммуноферментного анализа в экстракте дцВКМ от МмС+ МСК было выявлено увеличение содержания факторов роста CTGF и снижение VEGF. Среди других секретируемых факторов, идентифицированных масс-спектрометрически, в сенесцентных
