CC BY
14
регулирующий процессы метаболизма и обладающий противовоспалительным и антиатерогенным эффектами, а также способностью повышать чувствительность к инсулину. Рецептором высокомолекулярной формы адипонектина является Т-кадгерин, экспрессированный во многих органах и тканях, включая жировую ткань. Именно Т-кадгерин опосредует протективные эффекты адипонектина в сердце и сосудах, полимофризмы в гене Т-кадгерина ассоциированы с различными сердечно-сосудистыми заболеваниями. Механизм участия Т-кадгерина в продукции адипонектина жировой тканью, регуляции обновления и дифференцировки адипоцитов неизвестен [1].
В исследовании использовали человеческие МСК с различным уровнем экспрессии Т-кадгерина: контрольные МСК, МСК с гиперэкспрессией Т-кадгерина (МСК Т+) и клетки, трансдуцированные контрольным вирусом (МСК Квир). Клетки культивировали в среде для адипогенной дифференцировки или в стандартной среде в качестве контроля, после чего выделяли мРНК и анализировали экспрессию следующих генов-маркеров: мезенхималь-ных прогениторов (CD34, PDGFRa, THY1), перицитов (PDGFRß), интерстициальных предшественников (PI16, DPP4), преадипоцитов (CD36, ICAM, PPARG), маркеры белка амфирегулина (Areg) — CLEC11A, CD142 и маркеры вновь образованных адипоцитов (ADIPOQ and CAR3). Анализ полученных данных показал, что гиперэкспрессия Т-кадгерина приводит к повышению экспрессии DPP4 в 44 раза и адипонектина (ADIPOQ) в 2,6 раза в клетках, культивируемых в стандартной среде, что может указывать на их повышенный потенциал к спонтанной адипогенной дифференцировке. Одновременно в МСК Т+ клетках, культивируемых в стандартной среде, повышалась экспрессия маркеров зрелых адипоцитов: CD36 (в 13 раз) и ICAM (в 20 раз) по сравнению с контрольными клетками. Культивирование же клеток в среде для адипогенной дифференцировки приводило к снижению экспрессии DPP4 в клетках всех типов, однако этот эффект был выражен в 2 раза сильнее в клетках МСК Т+ по сравнению с клетками МСК Квир. Напротив, уровень экспрессии PDGFRß (маркера МСК и гладкомы-шечных клеток) был повышен в МСК Т+. В соответствии с нашими данными, мы предполагаем, что Т-кадгерин опосредует петлю отрицательной обратной связи и действует как регулятор в недифференцированных стволовых клетках и прогениторных адипоцитах, поддерживая недифференцированное состояние. Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 20-015-00402.
Литература:
1. Rubina, K.A.; Semina, E.V.; Kalinina, N.I.; Sysoeva, V.Y.; Balatskiy,
A.V.; Tkachuk, V.A. European Journal of Cell Biology 2021, 100,
151183.
РАНЕВЫЕ ПОКРЫТИЯ: ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИ КЛЕТОЧНОЙ ТЕРАПИИ
И.И. Кобякова, М.Н. Егорихина, Д.Я. Алейник, Ю.П. Рубцова, И.Н. Чарыкова, Д.Д. Линькова
ФГБОУ ВО Приволжский исследовательский медицинский университет Минздрава России, Нижний Новгород, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: раневые покрытия, ожоги, цитотоксич-ность, адгезия, клеточная терапия.
Раневые покрытия много лет используются для местного лечения ожоговых и других дефектов кожи, препятствуя инфицированию ран, сохраняя влажную среду, стимулируя ангиогенез, синтез коллагена, формирование грануляционной ткани и др. Новым направлением лечения ран стали клеточные технологии, требующие подбора покрытий при их применении.
Цель работы — исследование раневых покрытий для оценки возможности использования их в сочетании с клеточной терапией.
Исследовано 4 вида используемых в клинике коммерчески доступных покрытий: № 1 — полимерная пленка на основе гидрофильных сополимеров винилацетата, № 2 — двуслойное гидроколлоидное покрытие на основе биополимеров и полиуретановой пленки, № 3 — гидроколлоидная матрица на полиуретановой основе, № 4 — гидро-гелевая повязка на основе гибрида полиуритана. Методы исследования: МТТ-тест, метод прямого контакта, световая и флуоресцентная микроскопия, рН-метрия, вискозиметрия. В качестве тестовой культуры использовали охарактеризованную культуру дермальных фибробластов человека.
Результаты МТТ-теста показали, что суточные экстракты образцов были не токсичны, а экстракты, выделенные на 7 сутки, токсичны. Покрытие № 2 на 7 сутки инкубации изменяло рН ростовой среды в кислую сторону. Показано, что покрытия № 2 и № 3 значительно увеличивают вязкость ростовой среды. При прямом контакте покрытия № 2 и № 4 ингибировали пролиферацию клеток, при сохранении жизнеспособности, а контакт с покрытием № 3 через 3 суток приводил к гибели клеток. При посеве клеток на покрытия оказалось, что на поверхность покрытия № 1 клетки не прикрепляются, на поверхности покрытия № 4 наблюдали адгезию только единичных клеток, а на поверхности покрытий № 2 и № 3 клетки хорошо распластывались.
Заключение. Исследованные покрытия не могут использоваться в качестве матриц-носителей для трансфера клеток. Для кратковременного использования при клеточной терапии ран различного генеза возможно применение покрытия № 1.
БИОИСКУССТВЕННАЯ НАДКОСТНИЦА НА ОСНОВЕ КЛЕТОЧНЫХ СФЕРОИДОВ, ПОЛУЧЕННАЯ МЕТОДОМ БИОПЕЧАТИ
А.В. Ковалев1, М.М. Сморчков1, Е.В. Кудан2, В.А. Миронов1
1 ФГБУ НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова МЗ РФ, Москва, Россия
2 НИТУ МИСиС, Москва, Россия e-mail: [email protected]
Ключевые слова: надкостница, кость, клеточный сфероид, тканевая инженерия, биопечать.
Надкостница проявляет костеобразующий потенциал при регенерации и трансплантации, однако ограниченная доступность этой важной костной оболочки актуализирует разработку персонифицированной биоискусственной надкостницы (БИН) для удовлетворения потребности в эффективном лечении костных дефектов. Клеточные сфероиды могут служить важной составляющей БИН, учитывая высокую плотность клеток внутри сфероидов и преимущества максимизации межклеточных взаимодействий.
Цель — разработать конструкцию БИН с остеоген-ным потенциалом на основе клеточных сфероидов
и коллагенового скаффолда в форме пластины и способ ее производства на основе биопечати.
Клеточные сфероиды получали путем агрегации клеток надкостницы в агарозных лунках. Мембрана сформирована методом электроспиннинга из коллагена-1. Биопечать осуществлена биопринтером BIO X (CELLINK). Сфероиды распечатаны в один слой на поверхности мембраны. Далее конструкт созревал внутри биореактора(6-7 суток). Жизнеспособность сфероидов исследовали с помощью LIVE/DEAD®. Свернутая в трубочку БИН внутри диффузной камеры помещалась под псевдосиновиальную мембрану, предварительно сформированную на животной модели вокруг метилметакрилатного спейсера. В динамике проводились гистологическое исследование, флуоресцентная микроскопия, иммуногистохимия, выявление щелочной фосфатазы, остеопонтина и внеклеточных преципитатов кальция, электронная и лазерная конфокальная сканирующие микроскопии, морфометрия (NIS-Elements).
Клеточные сфероиды из культивированных клеток надкостницы связываются с поверхностью коллагено-вой мембраны. В динамике происходит адгезия, частичное распластывание клеточных сфероидов на мембране, вглубь по волокнам мембраны мигрирует часть клеток сфероидов, они продуцируют коллагеновые волокна, образующие объединяющий волоконный остов, связывающий сфероиды с подлежащей мембраной. Соседние сфероиды сливаются между собой (тканевое слияние). БИН внутри диффузной камеры, имплантируемой в животную модель, образует хрящ и минерализованную соединительную ткань.
Путем биопечати получена БИН, объединяющая клеточные сфероиды со скаффолдом в соответствии с комбинированной синергетической стратегией тканевой инженерии. Конструкт обладает остеогенным потенциалом и прогнозируемо может стимулировать остеогенез при разработке различных биомиметических технологий поднадкостничной регенерации утраченных фрагментов костей in vivo. Статья подготовлена в рамках НИР, выполняемой по государственному заданию в ФГБУ «НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова».
ГЕТЕРОСФЕРОИД С ЯДРОМ ИЗ ДЕМИНЕРАЛИЗОВАННОГО КОСТНОГО МАТРИКСА ДЛЯ СТИМУЛЯЦИИ КОСТНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ
А.В. Ковалев, В.К. Ильина, М.М. Сморчков, Е.В. Прохорова
ФГБУ НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова МЗ РФ, Москва, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: клеточный сфероид, тканевая инженерия, остеогенез.
Производство тканеинженерных трансплантатов для эффективного восстановления целостности костей путем заполнения ими крупных костных дефектов остается одной из важнейших задач биомедицины. Совместное культивирование мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток костного мозга (ММСК КМ) и клеток надкостницы (КН) на скаффолде усиливает остеогенез и васкуляризацию конструкта после трансплантации. Агрегация этих двух типов клеток в одном клеточном сфероиде может объединить терапевтические потенциалы клеток с известными преимуществами сфероидов перед клеточной терапией.
Цель: разработать гомолог клеточного продукта — гетеросфероид из КН и ММСК КМ с фрагментом деминерализованного костного матрикса (ДКМ) в центре — и оценить его регенеративный потенциал in vitro.
В агарозную лунку погружался фрагмент измельченного ДКМ «Перфоост» (ЦИТО), а затем вносились суспензии клеток культур КН и ММСК КМ. После агрегации клеток полученные сфероиды переносили в культу-ральные флаконы на поверхность электроспиннинговых коллагеновых мембран и продолжали культивирование в остеогенной среде. Проводилось морфологическое исследование кинетики сфероидов, в т. ч. флуоресцентная микроскопия, иммуногистохимия, электронная и лазерная конфокальная сканирующие микроскопии, морфо-метрия (NIS-Elements).
Перенесенные в лунку клетки устанавливают межклеточные контакты, продуцируют внеклеточный ма-трикс и образуют сфероид с фрагментом ДКМ в центре. Полученные сфероиды несут жизнеспособные клетки, способны прилипать к коллагеновой мембране и распластываться на ней. Сфероиды способны к тканевому слиянию, образованию из слипшихся сфероидов на неадгезивных поверхностях более сложных конструктов. ДКМ, образующий центральную часть гетеросферои-да, надежно удерживается в т. ч. собственным внеклеточным матриксом сфероида и, вероятно, оказывает остеоиндуктивное влияние. В культуре клетки сфероида частично мигрируют по волокнам мембраны, в остеоген-ной среде формируют минерализованный коллагеновый волоконный остов, объединяющий сфероиды и коллаге-новую мембрану.
Таким образом, нами разработан клеточный гете-росфероид с ядром из ДКМ, который содержит собственный внеклеточный матрикс, обладает регенеративным потенциалом и способностью к формированию минерализованного соединительнотканного матрикса in vitro, ДКМ позволяет увеличить размер сфероида без вероятности образования гипоксического ядра в центре. Статья подготовлена в рамках НИР, выполняемой по государственному заданию в ФГБУ «НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова».
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЭЛАСТОМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИДИМЕТИЛСИЛОКСАНА ДЛЯ ИМПЛАНТАТОВ СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ
B.В. Ковалева1, Н.М. Кузнецов1, Е.П. Банин1, А.Е. Крупнин1, 2,
C.В. Крашенинников1, С.Н. Чвалун1, 3
1 НИЦ Курчатовский институт, Москва, Россия
2 Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
3 Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН, Москва, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: стимул-чувствительные материалы, диэлектрические эластомеры, давление Максвелла, модель Йо, полисилоксаны.
Сердечная недостаточность — ослабление насосной функции сердца, приводит к ухудшению качества жизни пациента или его смерти. Во всем мире от сердечной недостаточности страдает 41 миллион человек [1], поэтому поиск способов лечения данного заболевания является актуальной задачей. В настоящее время
