CC BY
17
ОТВЕТ ММСК КОСТНОГО МОЗГА КРОЛИКА НА БИОКЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДО И ПОСЛЕ ПОКРЫТИЯ ЕГО КОЛЛАГЕНОМ I ТИПА
С.А. Александрова1, Ю.А. Нащекина1, А.А. Гайдаш2, М.И. Блинова1
1 Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург, Россия
2 Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси, Минск, Белоруссия
e-mail: alekssvet2205@gmail.com
Ключевые слова: остеозамещающие материалы, биоси-талл, гидроксиапатит, коллаген I типа, мультипотентные ме-зенхимные стромальные клетки, жизнеспособность.
Биокерамика является одним из перспективных остеозамещающих материалов. Биоситалл силико-алюмофосфатной группы «Биосит-Ср Элкор» (ООО «ПК«ЭЛКОР», Санкт-Петербург) является синтетическим аналогом природной формы гидроксиапатита. На данный момент этот материал используется в клинической практике, однако при этом были отмечены — невысокая скорость восстановления костной ткани и возникновение осложнений воспалительного характера.
В настоящей работе исследовали жизнеспособность мультипотентных мезенхимных стромальных клеток (ММСК) костного мозга кролика при культивировании на гранулах биоситалла разных фракций (0,1-0,3 мм; 0,3-0,5 мм; 0,5-1,5 мм, 2-3 мм) методами световой и электронной микроскопии, а также с помощью МТТ-теста. Жизнеспособность ММСК была значительно ниже, чем в контроле, и отличалась на различных фракциях материала. Оказалось, что в питательной среде присутствуют очень мелкие частицы материала («микрочастицы») размером до 20 мкм. Эти частицы со временем обнаруживались в цитоплазме клеток и негативно влияли на внутриклеточные процессы, вызывая клеточную гибель. Дальнейшие исследования показали, что микрочастицы механически разрушают клетку, попадая внутрь и препятствуя нормальной работе органелл. Поэтому гранулы биоситалла покрывали раствором коллагена I типа (0,1 мг/мл), полученного из хвостов крыс. С помощью СЭМ было выявлено, что ММСК хорошо адгезируют к поверхности материала, покрытого тонким слоем коллагена, а их жизнеспособность сопоставим с контролем.
Таким образом, при использовании биоситалла «Биосит-Ср Элкор» необходимо нивелировать воздействие микрочастиц, влияющих на клеточную жизнеспособность.
ЭКВИВАЛЕНТЫ ЭПИТЕЛИЯ РОГОВИЦЫ В СТРАТЕГИИ ТЕРАПИИ РОГОВИЧНОЙ СЛЕПОТЫ
Э.И. Александер-Синклер, М.И. Блинова
Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург, Россия e-mail: elga.aleks@gmail.com
Ключевые слова: клеточные технологии, реэпителизация, роговица, стволовые клетки, трансплантация, фармакотерапия, эквиваленты роговицы.
Нарушение целостности эпителия роговицы являются основой для развития осложнений, ухудшающих функции роговицы и приводящих к слепоте. Консервативные и хирургические методы лечения роговичной слепоты имеют как свои преимущества, так и ограничения. Целый ряд
новых возможностей в стратегии терапии роговичной слепоты связан с разработкой эквивалентов роговицы разных уровней сложности, которые могут быть использованы как в качестве моделей роговицы in vitro для исследования механизмов ее реэпителизации и скрининга фармакологических и токсикологических свойств лекарственных препаратов, так и для замены ткани роговицы при трансплантации. Актуальной задачей является поиск источников клеток и материалов для создания эффективных эквивалентов роговицы, которые могут стать инструментом для открытия новых вариантов терапии роговичной слепоты.
В Институте цитологии РАН, совместно с Клиникой офтальмологии Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова и Санкт-Петербургским филиалом «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова», проводятся исследования по разработке эквивалентов эпителия роговицы. Клетки, выделенные с использованием разработанных нами методов из биоптатов роговично-го лимба и слизистой нижней губы человека и кролика, были введены в культуру и охарактеризованы. Клетки имеют нормальный стабильный кариотип, обладают высоким пролиферативным потенциалом и экспрес-сируют основные стволовые и эпителиальные маркеры (ABCB5, ABCG2, ALDH3A1, CK15, CK14, CK3/12, CK5). Способность клеток дифференцироваться в различных направлениях подтверждает их статус мульти-потентных стволовых клеток (МСК). Проведена оценка биосовместимости этих клеток со скаффолдами на основе амниотической мембраны и коллагеновых гелей. Эксперименты in vivo на кроликах продемонстрировали высокий потенциал использования таких конструкций для восстановления эпителия роговицы при лимбальной недостаточности. Полученные МСК и эпителиальные клетки конъюнктивы и роговицы человека были успешно использованы как тест-системы для скрининга фармакологических и токсикологических свойств глазных капель различных фармакологических групп (антибиотики, антисептики, анестетики, противовоспалительные препараты, медриатики, слезозаместители) в целях рационального подбора фармакотерапии.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ
ЗАЖИВЛЕНИЯ КОЖНЫХ РАН У ГРЫЗУНОВ:
МЕТОДОЛОГИЯ И ОГРАНИЧЕНИЯ
ТРАНСЛЯЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Н.А. Александрушкина1, В.С. Попов2,
П.И. Макаревич1
1 Институт регенеративной медицины, МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
2 Факультет фундаментальной медицины МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
e-mail: n.alexandrushkina@gmail.com
Ключевые слова: ранозаживление кожи, модели повреждения кожи in vivo, регенеративная медицина
Острые и хронические повреждения кожи, несмотря на очевидный прогресс методов терапии, остаются серьезной проблемой здравоохранения. По оценкам, в мире ежегодно производится более 100 миллионов хирургических разрезов, количество ран травматического происхождения свыше 50 миллионов, причем лечение ожогов и хронических ран, как правило, более длительное и дорогостоящее.
К сожалению, in vivo исследования процессов восстановления кожи и образования рубцов до сих пор имеют
ряд существенных ограничений, значительно усложняющих трансляцию полученных результатов в клинику. Основным препятствием в области поиска методов управления ранозаживлением кожи остается использование грызунов в качестве наиболее распространенных экспериментальных моделей. Различия между восстановлением кожи у мышей/крыс и человека, такие как сокращение, вызванное panniculus carnosus, особенности иммунологии, а также, в целом, более успешное заживление в плане исходов, затрудняют оценку результатов и возможных перспектив применения разработок у человека.
Опыт работы коллектива в области терапии повреждений кожи показал, что неотъемлемой частью успешных исследований in vivo является включение улучшенных прогностических моделей, которые могут точно предсказать клинический исход. В настоящее время существует множество доклинических моделей как острых ран (продольный разрез кожи, шинированный полнослойный дефект), так и хронических, связанных с ишемией тканей (пролежневый дефект) или диабетическим поражением. Каждая из моделей имеет свои ограничения, что требует четкого понимания происходящих процессов в тканях и возможных исходов при выборе модели in vivo для исследований.
Полученные коллективом результаты также подчеркивают насущную необходимость в выборе подходящих и воспроизводимых методов оценки заживления с течением времени как с помощью макроскопических методов (фотосъемка и анализ изображений, шкалы оценки), так и с помощью протоколов морфометрии срезов тканей. Несмотря на устойчивое мнение, что гистология обеспечивает наименее изменчивую оценку заживления, наши данные иллюстрируют необходимость стандартизированных условий и демонстрируют, что гистологическая подготовка серийных срезов крайне эффективна для выявления различий в ходе раневого процесса.
Таким образом, современные представления о выборе лучших in vivo моделей повреждения кожи и способах оценки процессов ранозаживления должны помочь исследователям в разработке перспективных методов терапии и повысить вероятность обнаружения новых способов манипулирования процессами регенерации кожи. Работа выполнена в рамках государственного задания МГУ им. М.В. Ломоносова и по перспективному направлению научно-образовательного развития Московского университета «Молекулярные технологии живых систем и синтетическая биология».
СОВРЕМЕННЫЕ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
МЕТОДЫ В КОМПЛЕКСНОМ ЛЕЧЕНИИ
ТЕРМИЧЕСКИХ ПОРАЖЕНИЙ
А.А. Алексеев1, 2, К.А. Филимонов1,
А.А. Пантелеев2, А.А. Бобровников1
1 ФГБУ НМИЦхирургии им. А.В. Вишневского, Москва, Россия
2 НИЦ «Курчатовский институт», Москва, Россия
e-mail: Doctor-Fil@bk.ru
Ключевые слова: Мезенхимальные клетки, стволовые
клетки, регенеративная медицина.
Совершенствование существующих и разработка новых методов хирургического лечения тяжелых ожоговых пациентов весьма актуальны. Одним из наиболее перспективных направлений в этой области является
развитие и внедрение в клиническую практику новых биотехнологических методов лечения термических поражений. Несмотря на успешные клинические испытания, внедрение в местное лечение кожных эквивалентов, остается ограниченным.
Одновременно с получением искусственных эквивалентов кожи развивается направление регенеративной медицины, ориентированное на использование стволовых клеток. Способность стволовых клеток дифференцироваться в клетки разных тканевых типов потенциально может помочь как в создании более эффективных кожных эквивалентов, так и в разработке методов стимуляции ростовых процессов в коже in situ. Вместе с тем, применение стволовых клеток в клинической практике остается, в большей части, экспериментальным подходом, в силу нестабильности генома этих клеток и сложности контроля их постимплантационной судьбы.
Для лечения термических поражений представляет интерес применение культивированных мезенхималь-ных стромальных клеток. Результаты исследований показали, что пересадка культивированных МСК больным с глубокими ожоговыми поражениями активизирует процессы новообразования сосудов в ране, ускоряет созревание грануляционной ткани и способствует активной краевой эпителизации, что позволяет оптимизировать подготовку ожоговых ран к ранней аутодермо-пластике, ускорить разрастание эпидермиса в ячейках и улучшить результаты приживления перфорированных аутодермотрансплантантов.
В настоящее время наиболее перспективным направлением является применение аутологичных мезен-химальных стволовых клеток жировой ткани (МСКЖТ), которые также обладают большим регенераторным потенциалом за счет высокой возможности клеточной диф-ференцировки и не требуют предварительного культивирования. В зависимости от поставленных целей: лечение донорских ран, пограничных ожогов или глубоких ожогов возможно избирательное применение выделенных МСКЖТ за счет различных вариантов носителей данных клеток: суспензии, гели, обкалывание. Эффективность применения различных форм МСКЖТ при лечении пациентов с термическими поражениями требует дальнейшего изучения и анализа так как показания к данному методу лечения зависят от тяжести травмы, общего состояния пациента и объема оперативного вмешательства.
АДАПТИВНЫЕ NK-КЛЕТКИ ОТЛИЧАЮТСЯ ВЫСОКИМ ПРОЛИФЕРАТИВНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ КУЛЬТИВИРОВАНИИ
Н.А. Алексеева, С.А. Куст, Е.И. Коваленко
Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и ЮА. Овчинникова, Москва, Россия
e-mail: nadalex@inbox.ru
Ключевые слова: NK-клетки, иммунотерапия, адаптивные NK-клетки, экспансия NK-клеток, NKG2C.
NK-клетки с адаптивными свойствами представляют интерес в контексте их применения в иммунотерапии. Предшественники адаптивных клеток CD57—NKG2C+ отличаются более высоким пролиферативным потенциалом [1]. Для приобретения функциональной активности NK-клетки проходят обучение и начинают экспрессиро-вать на своей поверхности ингибирующие рецепторы KIR [2].
