Научная статья на тему 'Коррекция хронической печеночной недостаточности при трансплантации клеток печени в виде суспензии и клеточно-инженерных конструкций (экспериментальное исследование)'

Коррекция хронической печеночной недостаточности при трансплантации клеток печени в виде суспензии и клеточно-инженерных конструкций (экспериментальное исследование) Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

CC BY
439
116
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПЕЧЕНОЧНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ / КЛЕТОЧНАЯ ТЕРАПИЯ / КЛЕТОЧНО-ИНЖЕНЕРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ / LIVER FAILURE / CELL THERAPY / CELL-ENGINEERING DESIGNS

Аннотация научной статьи по клинической медицине, автор научной работы — Готье Сергей Владимирович, Шагидулин Мурат Юнусович, Онищенко Нина Андреевна, Крашенинников Михаил Евгеньевич, Ильинский Игорь Михайлович

На экспериментальной модели хронического фиброзирующего повреждения печени (крысы-самцы породы Вистар (n=60), затравка CCl 4, длительность эксперимента 90 суток) изучена эффективность клеточной терапии при коррекции хронической печеночной недостаточности. Выполнено 3 группы опытов: I группа (n=10) — контрольная (введение физиологического раствора); II группа (n=20) — введение в печень суспензии клеток донорской печени в дозе 8—10х10 6клеток; IIIгруппа (n=30) — введение в печень ассоциатов клеток донорской печени и донорских мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток костного мозга в соотношении 5:1 и в суммарной дозе 8—10х10 6 клеток на микрочастицах инъекционного гетерогенного биополимерного гидрогеля СфероГЕЛЬ (клеточно-инженерные конструкции). Установлено, что клеточная терапия во II и III группах опытов способствовала достоверно ускоренной нормализации нарушенных функций печени: к 30-м суткам вместо 90-х суток в контроле (I группа). При этом достоверные различия в темпе нормализации функциональных показателей печени во II и III группах отсутствовали. Однако гистологический анализ показал, что через 90 суток темп дефиброзирования ткани печени в III группе был существенно более выражен, чем во II группе. Полученный эффект можно объяснить тем, что разработанные клеточно-инженерные конструкции обеспечивают адекватные условия для пролонгированной жизнедеятельности трансплантированных клеток.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по клинической медицине , автор научной работы — Готье Сергей Владимирович, Шагидулин Мурат Юнусович, Онищенко Нина Андреевна, Крашенинников Михаил Евгеньевич, Ильинский Игорь Михайлович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Correction of Cronic Liver Failure by Transplantation of Liver Cells Suspension and Cell-engineering Designs (experimental investigation)

On an experimental model of chronic fibrotic liver damage (male rats Wistar (n=60), damage of CCl 4, the duration of the experiment 90 days) it was studied the effectiveness of cell therapy for the correction of chronic liver failure. These rats were divided into 3 experimental groups: in the I—group (control, n=10) isotonic saline (650 mkl.) was injected; in the II—group (n=20) suspension of liver cells was applicated in a dose 8—10X10 6 cells; in the III—group (n=30) suspension of liver cells and bone marrow cells (mesenchymal stromal cells) in ratio 5:1 were used as cell associates on microparticles injectable heterogeneous biopolymer hydrogel «SpheroGEL» (cell-engineering design) in common dose 8—10 x 10 6 cells. It was ascertained that in the 2P d-and in the 3 rd-groups the accelerated normalization of disturbed liver functional indices (ALT, AST, ALP) took place — to 30 days, but in the control group only to 90 days. The reliable differences in rats of normalization of functional indices were absent between the II nd and the III rd groups. But in 90 days by using special histological dyeing it was found out that defibrotic processes in liver tissue were more expressed in the III rd group in comparison with the III nd group. Received results were consequence of prolonged vital activity of cells (liver cells and mesenchymal stromal bone marrow cells) into cell-engineering designs, which were transplanted in the III rd group. The obtained effect can be explained by that the developed cell-engineering designs provide adequate conditions for prolonged vital activity of the transplanted cells.

Текст научной работы на тему «Коррекция хронической печеночной недостаточности при трансплантации клеток печени в виде суспензии и клеточно-инженерных конструкций (экспериментальное исследование)»



АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ТРАНСПЛАНТОЛОГИИ

С.В. Готье12, М.Ю. Шагидулин12, Н.А. Онищенко12, М.Е. Крашенинников1, И.М. Ильинский12,

Н.П. Можейко1, А.В. Люндуп2, Е.А. Волкова1, К.И. Петраков1, П.В. Аврамов 1, Н.В. Перова1,

В.И. Севастьянов1

1 ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова, Москва, Российская Федерация 2 Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова, Российская Федерация

Коррекция хронической печеночной недостаточности при трансплантации клеток печени в виде суспензии и клеточно-инженерных конструкций (экспериментальное исследование)

44

Ф

На экспериментальной модели хронического фиброзирующего повреждения печени (крысы-самцы породы Вистар (n=60), затравка CCl4, длительность эксперимента 90 суток) изучена эффективность клеточной терапии при коррекции хронической печеночной недостаточности. Выполнено 3 группы опытов: I группа (n=10) — контрольная (введение физиологического раствора); II группа (n=20) — введение в печень суспензии клеток донорской печени в дозе 8—10x0клеток; IIIгруппа (n=30) — введение в печень ассоциатов клеток донорской печени и донорских мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток костного мозга в соотношении 5:1 и в суммарной дозе 8—10x0 клеток на микрочастицах инъекционного гетерогенного биополимерного гидрогеля СфероГЕЛЬ (клеточно-инженерные конструкции). Установлено, что клеточная терапия во II и III группах опытов способствовала достоверно ускоренной нормализации нарушенных функций печени: к 30-м суткам вместо 90-х суток в контроле (I группа). При этом достоверные различия в темпе нормализации функциональных показателей печени во II и III группах отсутствовали. Однако гистологический анализ показал, что через 90 суток темп дефиброзирования ткани печени в III группе был существенно более выражен, чем во II группе. Полученный эффект можно объяснить тем, что разработанные клеточно-инженерные конструкции обеспечивают адекватные условия для пролонгированной жизнедеятельности трансплантированных клеток.

Ключевые слова: печеночная недостаточность, клеточная терапия, клеточно-инженерные конструкции.

(Вестник РАМН. 2013; 4:44-51)

#

S.V. Gautier1,2, M.U. Shagidulin1,2, N.A. Onishchenko1,2, M.E. Krasheninnikov1, I.M. Iljinsky1,2,

N.P. Mogeiko1, A.V. Lyundup2, E.A. Volkova1, K.V. Petrakow1, P.V. Avramov1, N.V. Perova1, V.I. Sevastjanov1

federal V. Shumakov Research Center of Transplantology and Artificial Organs. Moscow, Russian Federation 2 I.M. Sechenov Moscow State Medical University, Moscow, Russian Federation

Correction of Cronic Liver Failure by Transplantation of Liver Cells Suspension and Cell-engineering Designs (experimental investigation)

On an experimental model of chronic fibrotic liver damage (male rats Wistar (n=60), damage of CCl4, the duration of the experiment 90 days) it was studied the effectiveness of cell therapy for the correction of chronic liver failure. These rats were divided into 3 experimental groups: in the I—group (control, n=10) isotonic saline (650 mkl.) was injected; in the II—group (n=20) suspension of liver cells was applicated in a dose 8—10x0 cells; in the III—group (n=30) suspension of liver cells and bone marrow cells (mesenchymal stromal cells) in ratio 5:1 were used as cell associates on microparticles injectable heterogeneous biopolymer hydrogel «SpheroGEL» (cell-engineering design) in common dose 8—10x0 cells. It was ascertained that in the 2Pd-and in the 3—groups the accelerated normalization of disturbed liver functional indices (ALT, AST, ALP) took place — to 30 days, but in the control group only to 90 days. The reliable differences in rats of normalization offunctional indices were absent between the II— and the IIIrd groups. But in 90 days by using special histological dyeing it was found out that defibrotic processes in liver tissue were more expressed in the IIIrd group in comparison with the III— group. Received results were consequence of prolonged vital activity of cells (liver cells and mesenchymal stromal bone marrow cells) into cell-engineering designs, which were transplanted in the IIIrd group.

The obtained effect can be explained by that the developed cell-engineering designs provide adequate conditions for prolonged vital activity of the transplanted cells.

Key words: liver failure, cell therapy, cell-engineering designs.

(Vestnik Rossiiskoi Akademii Meditsinskikh Nauk - Annals of the Russian Academy of Medical Sciences. 2013. 4: 44-51)

#

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ТРАНСПЛАНТОЛОГИИ

Ф

Введение

Совершенствование методов лечения острой и хронической печеночной недостаточности (ПН) остается актуальной задачей современной медицины, т.к. смертность и нетрудоспособность при заболеваниях печени занимают одно из первых мест и не имеют тенденции к снижению [1]. Существует мнение, что недостаточная эффективность традиционно применяемых методов лечения ПН (медикаментозная и афферентная терапия) обусловлена тем, что афферентные методы, имитируя детокси-кационную функцию печени, тормозят регенераторный восстановительный процесс в пораженном органе, механически удаляя из организма не только токсичные вещества, но и факторы, необходимые для репаративной регенерации печени.

В последние 50 лет при глубоком необратимом повреждении печени стали осуществлять полную ее замену путем трансплантации донорского материала. Однако возрастающая во всем мире нехватка донорских органов [2] заставляет искать другие, более доступные методы лечения ПН, направленные на восстановление функций собственной печени. Такой подход оправдывается тем, что у большинства больных, даже умерших от ПН, печень зачастую не является погибшим органом, поскольку очаги некрозов в ней окружены паренхиматозными клетками с разной степенью дистрофических изменений, часть которых (до 30% гепатоцитов) вполне жизнеспособна, а потому при благоприятных условиях и адекватных регулирующих воздействиях может стать жизнедеятельной. Исключительная способность печени выполнять свои функции сниженным объемом функционирующей паренхимы, а также восстанавливать массу функционирующих гепатоцитов при их резекциях обусловила возникновение нового направления в лечении ПН, основанного на использовании высокой регенераторной способности данного органа.

К таким методам относятся клеточные технологии и прежде всего трансплантация аллогенных гепатоцитов. Этот способ, предложенный в 90-е гг. прошлого столетия, получил клиническое признание, но продолжает изучаться и совершенствоваться в направлении увеличения сроков его терапевтического эффекта.

Непродолжительные сроки (2—3 мес) корригирующего воздействия взвеси изолированных донорских гепа-тоцитов после трансплантации на поврежденную печень связаны с рядом причин:

• использование аллогенного донорского материала с крайне низким содержанием активно функционирующих стволовых/прогениторных клеток печени, что не обеспечивает необходимого уровня индукции процессов восстановительной регенерации в печени больного;

• отсутствие в используемой взвеси аллогенных донорских клеток-структур, создающих условия для их прикрепления с образованием клеточных ассоциатов типа печеночных долек, способных длительно функционировать;

• отсутствие защиты аллогенных клеток от иммунного отторжения в организме реципиента.

Для повышения сроков и качества эффективного применения клеток печени при лечении ПН возникает необходимость в разработке новых клеточных технологий, которые бы поддерживали длительную и эффективную регенерацию паренхимы поврежденной печени

за счет дополнительного включения в состав используемых клеток донорской печени активно функционирующих стволовых/прогениторных клеток, способных к сокультивированию с аллогенными клетками донорской печени и образованию длительно функционирующих прикрепляющихся клеточных ассоциатов при взаимодействии с трехмерными адгезионными биосовместимыми и биодеградируемыми носителями (матриксами).

В качестве прогениторных клеток, активно индуцирующих регенераторный процесс в печени, могли бы быть применены мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки костного мозга (ММСК КМ), которые уже используют и в эксперименте, и в клинической практике для активизации и перепрограммирования репаративных процессов в поврежденной печени, т.к. они являются непременными участниками восстановительного морфогенеза печени и оказывают свое регуляторное воздействие на систему стволовых и прогениторных клеток печени [3]. Однако данных об эффективности применения ММСК КМ при сочетанном применении с иммобилизованными клетками печени для увеличения сроков их выживания и образования клеточных ассоци-атов (типа печеночных долек) в поврежденной печени мы не обнаружили.

В качестве матриксов, обеспечивающих прикрепление и длительное полноценное функционирование донорских клеток в поврежденной печени, могли бы быть взяты отечественные биополимерные материалы и прежде всего коллагенсодержащие носители [4], например СфероГЕЛЬ.

Несмотря на широкое клиническое применение, а также использование в культуральных исследованиях, СфероГЕЛЬ, однако, не рассматривали в качестве материала для изготовления имплантируемых клеточно-инженерных конструкций (биомодулей), депонирующих клетки печени.

В экспериментах на животных было описано применение интракорпоральных биомодулей «вспомогательная печень» [5], которые представляли собой биодеградируемый полимерный матрикс с адгезированными на нем гепатоцитами. Между тем выраженная местная воспалительная реакция после трансплантации предложенных биомодулей, гибель большого числа гепатоцитов и низкая плотность их прикрепления свидетельствовали об отсутствии у используемых матриксов оптимальной биосовместимости, а также об их неспособности обеспечивать адекватные условия для долгосрочного выживания клеток печени. Исследований по применению отечественных биополимеров для длительного сокультивирования клеток печени и ММСК КМ и изготовления клеточно-инженерных конструкций типа «вспомогательная печень», а также по использованию их для коррекции ПН в доступной литературе мы не обнаружили.

Цель исследования: произвести сравнительное изучение длительности сохранения жизнеспособности клеток донорской печени в составе клеточно-инженерной конструкции и в виде клеточной взвеси при трансплантации в печень, а также исследовать эффективность и длительность поддержания с их помощью регенераторных процессов в поврежденной печени для обоснованного выбора метода клеточной терапии, способного существенно увеличить продолжительность жизни больных с ПН, в т.ч. включенных в лист ожидания на трансплантацию печени.

#

45

46

ВЕСТНИК РАМН /2013/ № 4

Материалы и методы Участники исследования

Целесообразность трансплантации в печени клеточно-инженерных конструкций или взвеси клеток печени для лечения хронической ПН была изучена в опытах на крысах-самцах линии Wistar в возрасте 6—8 мес весом 250—260 г с моделью хронического токсического фибро-зирующего повреждения печени (п =60).

После создания модели ПН все животные были разделены на 3 группы в зависимости от способа коррекции ПН. В I группе — контрольной (п =10) — крысам на 7-е сут после создания модели ПН в печень вводили физиологический раствор в объеме 650 мкл. Во II группе (п =20) на 7-е сут после моделирования ПН крысам в поврежденную печень вводили суспензию аллогенных клеток печени, дробно, в дозе 8—10х 106 клеток в том же объеме физиологического раствора. В III группе (п =30) на 7-е сут после моделирования ПН крысам вводили аллогенные сокультивированные клетки печени и ММСК КМ в виде ассоциатов в составе биодеградируемого биосовместимого матрикса (СфероГЕЛЬ) в суммарной дозе 8—10х 106 клеток, дробно, в том же объеме физиологического раствора. Иммуносупрессивная терапия в описываемых опытах не проводилась.

Методы исследования

Все манипуляции на животных осуществляли с 9 до 12 ч при комнатной температуре (t = 22—24 °С), что исключало суточные колебания митотической активности клеток печени. Работа выполнялась в соответствии с требованиями, изложенными в приказе МЗ СССР № 755 от 12.08.1977 г. и в приложении к приказу МЗ СССР № 565 от 04.10.1977 г., а также в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» от 1973 г., «Санитарными правилами по устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев)» № 1045-73 от 1973 г. и Постановлением Правительства Москвы от 1 октября 2002 г. № 819-ПП.

Моделирование хронического повреждения печени с переходом в цирроз выполняли путем курсового введения тетрахлорметана (CCl4) на персиковом масле по модифицированной нами схеме в течение 6 нед.

Для приготовления ассоциатов клеток печени и ММСК КМ в качестве доноров также использовали крыс-самцов линии Wistar в возрасте 3—4 мес весом 150—170 г (п =40). Крыс оперировали при анестезии Zoletil-100 из расчета 5 мг на 100 г веса.

Приготовление культуры ММСК КМ осуществляли по общепринятой методике [6]. Для эксперимента использовали клетки 1-го и 2-го пассажа. Общий срок культивирования клеточного материала составил 10 сут. Полученный материал представлял собой прикрепившиеся к пластику распластанные фибробластоподобные клетки (мезенхимальные стромальные клетки) и считался пригодным для трансплантации, т.к. сохранял пролиферативную активность и не содержал погибшие клетки.

Приготовление первичной культуры клеток печени осуществляли из неперфузированной печени крыс бесперфузионным методом по общепринятой методике [7, 8]. Приготовленные клетки печени использовали для коррекции ПН во II и III группе животных.

Подготовку клеток печени и ММСК КМ для использования в составе имплантируемой клеточно-инже-

нерной конструкции выполняли путем сокультивирования свежевыделенных клеток печени в ростовой среде с ММСК КМ (в соотношении 5:1) в течение 3 сут. После этого клеточный материал (клетки печени и ММСК КМ от аллогенного донора) в суммарной дозе 8—10х 106 клеток на 1 реципиента смешивали с гетерогенным биосовместимым биодеградируемым матриксом СфероГЕЛЬ (250 мкл) и дробно вводили в поврежденную печень.

СфероГЕЛЬ представляет собой биополимерный материал, разработанный в ФГБУ «ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» МЗ РФ (Москва) совместно с АНО «Институт медико-биологических исследований и технологий» (Москва). СфероГЕЛЬ имеет вид зернистого желеобразного вещества и состоит из уникального комплекса компонентов внеклеточного матрикса, выделенного из тканей сельскохозяйственных животных (производитель — ЗАО «БИОМИР сервис», Москва). По аминокислотному составу СфероГЕЛЬ идентичен аминокислотному составу коллагена, но превосходит его по содержанию гексозаминов в 2 раза, а уроновых кислот — более чем в 15 раз. Размер микрочастиц в геле составляет от 30 до 300 мкм, набухаемость — не менее 87%, рН = 4,8—7,2. Среднее время биорезорбции СфероГЕЛЯ в организме — от нескольких недель до 9 мес в зависимости от места имплантации и размера его микрочастиц. СфероГЕЛЬ изготавливают по оригинальной технологии (ТР и ТУ 9398-001-54969743-2006 от 26.12.2006 г.), и он разрешен к клиническому применению (рег. уд. № ФСР 2012/13033 от 01.02.2012 г.). Выпускают в инъекционной форме в шприцах по 1, 2 и 5 мл.

Оценку эффективности коррекции клинических и морфологических изменений в печени после моделирования ПН и трансплантации в печени свежевыделенных клеток печени или трансплантации клеточно-инженерных конструкций (клетки печени и ММСК КМ) проводили через 30, 60, 90 сут от начала эксперимента. В сыворотке крови животных измеряли динамику изменения активности ферментов цитолиза — аланинамино-трансферазы (АлТ), аспарагинаминотрансферазы (АсТ), щелочной фосфатазы (ЩФ) — с помощью тест-полосок которые сразу же устанавливали в биохимический анализатор «Reflotron» (Roche, Швейцария).

Гистологические исследования печени (ткани печени и состояние клеточно-инженерных конструкций) выполняли путем окрашивания срезов гематоксилином и эозином, также проводили окраску по Маллори на соединительную ткань. Оценку производили при помощи световой и фазово-контрастной микроскопии клеток, а также микроскопии клеток по Номарскому, позволяющих получить псевдотрехмерное изображение.

Статистическая обработка данных

Статистическую обработку результатов количественного определения печеночных ферментов в сыворотке крови осуществляли методами вариационной статистики на персональном компьютере с использованием программного обеспечения «Excel for Office». Полученные результаты выражали в виде средних значений (М) и ошибки среднего (m). При сравнении средних значений изучаемых групп процент возможной ошибки находили по таблице t-критерия Стьюден-та для парных сравнений в виде значений достоверности различия (р), где p < 0,05 считалось статистически достоверным.

#

#

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ТРАНСПЛАНТОЛОГИИ

А B

Рис. 1. Суспензия свежевыделенных клеток печени (гепатоциты и непаренхиматозные клетки). Фазово-контрастная (А) и световая микроскопия (В). Ув. х630.

Ф

47

#

А B

Рис. 2. Третьи сутки сокультивирования клеток печени и мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток костного мозга. Образование ассоциата печеночных клеток. Микроскопия по Номарскому (А) и фазово-контрастная микроскопия (В). Ув. х200.

Результаты и обсуждение

Методом световой микроскопии было установлено, что клеточная суспензия, приготовленная из донорской печени, содержала ~95Н98% гепатоцитов и ~5^2% непаренхиматозных клеток (подсчет клеток производили в камере Горяева) (рис. 1, 2), причем жизнеспособность этих клеток составляла 76±4% по окрашиванию трипа-новым синим. Разделение клеток на паренхиматозные и непаренхиматозные не производилось.

После окончания моделирования хронического токсического фиброзирующего повреждения печени в организме животных I группы (контроль) развивались клинические признаки ПН и тяжелые гистологические нарушения в печени. На 3-и сут на фоне изменения балочной структуры печеночных долек отмечали выраженный полиморфизм паренхиматозных клеток, жи-

ровую дистрофию и некроз гепатоцитов. Уже на ранних сроках имела место типичная картина цирротической трансформации печени с нарушением ее архитектоники за счет разрастания соединительной ткани и формирования внутридолькового фиброза (рис. 3). В ряде наблюдений в сроках до 1 мес отличить структуру истинных и ложных долек не представлялось возможным вследствие массивной жировой дистрофии гепатоцитов.

Фиброзные изменения в печени контрольных животных сопровождались цитолитическими процессами в паренхиматозных клетках, что нашло отражение в нарушении биохимических показателей сыворотки крови, которые проявлялись повышением активности амино-трансфераз и щелочной фосфатазы (рис. 4).

При исследовании активности АлТ, АсТ и щелочной фосфатазы было установлено резкое повышение этих показателей в течение 1-2-й нед, в особенности в течение

#

ВЕСТНИК РАМН /2013/ № 4

48

#

Рис. 3. Гистологическая картина ткани печени на разных сроках после завершения моделирования хронического токсического фибро-зирующего повреждения печени (затравка крыс CCl4 в течение 42 сут). Окраска на соединительную ткань по Мaллори.

Примечание. А — через 3 сут: 1 — ложные дольки; 2 — крупные капли жира; ув. х100. В — через 7 сут: 1 — соединительнотканная септа; 2 — коллагеновые волокна; 3 — двухъядерные гепатоциты; ув. х250. С — через 60 сут: ложные дольки; ув. х250. D — через 90 сут: ложные дольки; ув. х250.

1-й нед после затравки: активность АлТ повысилась более чем в 4,5 раза, АлТ — более чем в 3 раза, а щелочной фосфатазы — почти в 5 раз. К концу 1-го мес исследуемые показатели снижались, но оставались на достоверно (р < 0,05 ) более высоком уровне по сравнению с интактными животными в течение 90 сут. В ткани печени к этому сроку уже развились явления фиброза и цирроза, которые к 60-м, а особенно к 90-м сут существенно прогрессировали.

Лечение экспериментальной хронической ПН методом трансплантации клеток донорской печени (II группа) и клеточно-инженерных конструкций — ассоциатов клеток печени и ММСК КМ на матриксах СфероГЕЛЬ (III группа) — также сопровождалось цитолитическими процессами в паренхиматозных клетках печени реципиента, которые проявлялись гипертрансфераземией и повышением активности щелочной фосфатазы в сыворотке крови. Однако и во II, и в III группе эти показатели были достоверно ниже, чем в контрольной (см. рис. 4), и достигли нормальных значений раньше — к 30-м сут после введения клеток.

Следует также отметить, что достоверных различий в темпе нормализации активности ферментов цитолиза во II и III группе отмечено не было (р> 0,05).

Однако во II группе темп дефиброзирования ткани поврежденной печени к 90-м сут наблюдения при трансплантации клеток печени был ниже, чем в III группе, т.к. в структуре печеночной ткани встречались островки соединительной ткани, тогда как в III группе имело место полное восстановление структуры ткани печени (рис. 5).

Кроме того, в III группе на 90-е сут эксперимента в печени реципиента была отчетливо выражена пролиферативная и гликоген-аккумулирующая активность пересаженных клеток печени, которая во II группе оказалась ниже, хотя жизнеспособные клетки донорской печени по окраске на цитокератин очагово выявлялись.

Если учесть, что во II и III группе для клеточной терапии было применено одинаковое число клеток, то следует заключить, что обнаруженные различия в группах, очевидно, связаны с более низкой выживаемостью и сниженной регуляторной активностью неприкрепленных

#

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ТРАНСПЛАНТОЛОГИИ

АлТ (u/l)

200

150

u/l 100

50

0

ii*

и

I ■ ■ -

1Гн1 1 ■ Hi Hi н!

Исходный После 30 сут 60 сут 90 сут затравки

■ Контроль ИТХ+КП+ММСК пТХ+КП А

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

250

200

150

U/l

100

50

0

АсТ (u/l)

j** i* * *

Исходный После 30 сут 60 сут затравки

■ Контроль нТХ+КП+ММСК пТХ+КП B

90 сут

Ф

ЩФ (u/l)

u/l

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

0

. , ,

—1

■ —■

и Ш Щ -

■ 1 Ш) ьи ЬШ art

Исходный После 30 сут 60 сут 90 сут затравки

■ Контроль ИТХ+КП+ММСК пТХ+КП

C

Рис. 4. Динамика восстановления трансфераз: A — аланинами-нотрансферазы (N до 40 БД); B — аспарагинаминотрансферазы (N до 60 БД) и C — щелочной фосфатазы (ЩФ) (N до 350 БД) в крови у крыс после моделирования печеночной недостаточности: без применения клеточной терапии (контроль) и на фоне трансплантации в печени клеточно-инженерных конструкций и свежевыделенных гепатоцитов.

Примечание. * — различие достоверно по сравнению с контрольной группой (р<0,05).

А B

Рис. 5. Гистологическая картина ткани печени через 90 сут после моделирования печеночной недостаточности и трансплантации донорских клеток печени. Окрашивание гематоксилином и эозином.

Примечание. А — после трансплантации взвеси клеток печени; ув. х200. В — после трансплантации клеточно-инженерных конструкций (гепатоциты+ММСК КМ в СфероГЕЛЕ); ув. х100.

и неинтегрированных тканью печени трансплантированных аллогенных клеток печени во II группе. В III группе аллогенные клетки донорской печени, сокультивированные с ММСК КМ и трансплантированные в виде ассо-циатов в составе биоактивного матрикса СфероГЕЛЬ, не только сохраняли свою жизнеспособность и функци-

ональную активность в составе трансплантированных клеточно-инженерных конструкций: проведенное нами гистологическое исследование состояния клеточно-инженерных конструкций на 90-е сут также указало на их интеграцию в структуру печеночной ткани с образованием в ней функционирующих желчных протоков (рис. 6).

#

49

ВЕСТНИК РАМН /2013/ № 4

А B

Рис. 6. Состояние клеточно-инженерных конструкций, содержащих ассоциаты клеток печени и ММСК КМ, через 90 сут после их трансплантации в печень экспериментальных животных. Окраска гематоксилином-эозином. Ув. х400.

Примечание. А — жизнеспособные клетки донорской печени в структуре трансплантированной клеточно-инженерной конструкции. В — вновь образованные желчные протоки (ЖП) по периферии клеточно-инженерной конструкции (биомодуля).

Ф

50

Поскольку трансплантированные клетки печени и ММСК КМ были аллогенными, можно предположить, что более высокая выживаемость и функциональная активность клеток печени при трансплантации их в составе биомодуля обусловлена в т.ч. иммунотолерогенными свойствами ММСК КМ [9], которые, образуя клеточные ассоциаты, создают благоприятные условия для приживления и функционирования содержащихся в них аллогенных гепатоцитов.

Более выраженная и пролонгированная жизнеспособность клеток печени после трансплантации в составе клеточно-инженерных конструкций позволяет прийти к заключению, что использование клеточно-инженерных конструкций (биомодулей) для лечения хронической ПН является более предпочтительным, чем применение клеточной взвеси. Это объясняется тем, что для перепрограммирования хронически нарушенного процесса восстановительной регенерации в печени необходимо длительное (а точнее постоянное) поступление в тканевые регенерационные ниши поврежденной печени комплекса ростостимулирующих факторов и регуляторных тканеспецифических цитокинов, индуцирующих и поддерживающих восстановительный процесс в поврежденной печени. Пролонгированная активация восстановительных

процессов в печени у больных с ПН является надежным фактором восстановления нарушенных функций печени, что должно увеличить сроки и качество жизни больных, в т.ч. пациентов, включенных в лист ожидания на трансплантацию печени.

Заключение

В опытах на крысах с моделью хронического фибро-зирующего повреждения печени показано, что трансплантация клеток донорской печени, приготовленных как в виде суспензии, так и клеточно-инженерных конструкций, способствует ускоренной нормализации показателей функции печени по сравнению с группой контроля (опыты без применения клеток донорской печени). Однако темп дефиброзирования ткани поврежденной печени реципиента при использовании одинакового числа клеток печени в суспензии и биомодулях был более выражен и ускорен в опытах с использованием биомодулей, что обусловлено созданием в этих конструкциях биологически адекватных условий для пролонгированной жизнедеятельности клеток, включенных в их структуру — клеток печени и ММСК КМ.

#

ЛИТЕРАТУРА

1. Чикотеев С.П., Плеханов А.Н. Очерки хирургии печени и поджелудочной железы. Иркутск. 2002. 259 с.

2. Готье С.В., Мойсюк Я.Г. Тенденции развития органного донорства и трансплантации в Российской Федерации в 2006—2008 гг. Сообщение I (по данным регистра Российского трансплантологического общества). Вестн. трансплантол. и искусств. органов. 2009; XI (3): 8—16.

3. Онищенко Н.А., Люндуп А.В., Шагидулин М.Ю., Крашенинников М.Е. Синусоидальные клетки печени и клеток костного мозга как компоненты единой функциональной системы регуляции восстановительного морфогенеза в здоровой и поврежденной печени. Клеточн. трансплантол. и тканев. инженерия. 2011; 2 (VI): 73-87.

4. Севастьянов В.И., Перова Н.В., Немец Е.А., Сургученко В.А., Пономарева А.С. Примеры экспериментально-клинического применения биосовместимых материалов в регенеративной медицине. В кн.: Биосовместимые материалы (уч. пос.). Часть II. Глава 3. Под ред. В.И. Севастьянова и М.П. Кирпичникова. М.: МИА. 2011. С. 237-252.

5. Uyama S., Kaufman P., Kneser U., Vacanti J., Rodriges X. Hepato-cyte transplantation using biodegradable matrices in ascorbic acid-deficient rats: comparsion with heterotropically transplanted liver grafts. Transplantation. 2001; 7: 1-7.

6. Шумаков В.И., Крашенинников М.Е., Онищенко Н.А. Культура клеток, содержащая клетки-предшественники остеогенеза, имплантат на ее основе и его использование для

#

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ТРАНСПЛАНТОЛОГИИ

восстановления целостности кости. Патент № 2240135. Зарегистрирован от 20 ноября 2004 г.

7. Fiegel H.C., Kaufmann P.M., Kneser U., Kluth D., Rogiers X. Priming of hepatocytes for cell culture by partial hepatectomy prior to cell isolation. Tissue Eng. 2000; 6 (6): 619—626.

8. Шагидулин М.Ю., Онищенко Н.А., Крашенинников М.Е., Ильинский И.М., Можейко Н.П., Шмерко Н.П., Севастья-

нов В.И., Готье С.В. Выживание клеток печени, иммобилизированных на 3D-матриксах при моделировании печеночной недостаточности. Вестн. трансплантол. и искусств. органов. 2011; 3 (XIII): 59-66.

9. Charles. R., Lu L., Qian S., Fung J. Stromal cell-based immunotherapy in transplantation. Immunotherapy. 2011;

3: 1471-1485.

КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Готье Сергей Владимирович, академик, доктор медицинских наук, профессор, директор ФГБУ «ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» МЗ РФ, заведующий кафедрой трансплантологии и искусственных органов ГБОУ ВПО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова»

Адрес: 123182, Москва, ул. Щукинская д. 1, тел.: (499) 196-18-03

Шагидулин Мурат Юнусович, кандидат медицинских наук, заведующий отделом экспериментальной трансплантологии и искусственных органов ФГБУ «ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» МЗ РФ, доцент кафедры трансплантологии и искусственных органов ГБОУ ВПО «Первый МГМУ им. И.М.Сеченова»

Адрес: 123182, Москва, ул. Щукинская д. 1, тел.: (499) 196-87-90, моб.: (915) 260-82-84, e-mail: dr.shagidulin@mail.ru Онищенко Нина Андреевна, доктор медицинских наук, профессор, заведующая лабораторией стволовых клеток ФГБУ «ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» МЗ РФ, профессор кафедры трансплантологии и искусственных органов ГБОУ ВПО «Первый МГМУ им. И.М.Сеченова»

Адрес: 123182, Москва, ул. Щукинская д. 1, тел.: (499) 190-45-31

Крашенинников Михаил Евгеньевич, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории стволовых клеток ФГБУ «ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» МЗ РФ Адрес: 123182, Москва, ул. Щукинская д. 1, тел.: (499) 190-45-31, e-mail: krashen@rambler.ru

Ильинский Игорь Михайлович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделом клинической патологии ФГБУ «ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» МЗ РФ, профессор кафедры трансплантологии и искусственных органов ГБОУ ВПО «Первый МГМУ им. И.М.Сеченова»

Адрес: 123182, Москва, ул. Щукинская д. 1, тел.: (499) 190-64-28

Можейко Наталия Павловна, кандидат медицинских наук, врач патологоанатомического отделения ФГБУ «ФНЦ

трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» МЗ РФ

Адрес: 123182, Москва, ул. Щукинская д. 1, тел.: (499) 190-64-28, e-mail: npm_72@mail.ru

Люндуп Алексей Валерьевич, кандидат медицинских наук, заведующий отделом биомедицинских исследований НИИ молекулярной медицины ГБОУ ВПО «Первый МГМУ им. И.М.Сеченова»

Адрес: 117997, Москва, ул. Трубецкая д. 8, тел.: (495) 609-14-00 доб. 3051, e-mail: gma.tulkas@gmail.com

Волкова Елена Алексеевна, заведующая лабораторией подготовки и проведения экспериментальных исследований

ФГБУ «ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» МЗ РФ

Адрес: 123182, Москва, ул. Щукинская д. 1, тел.: (499) 190-77-05, e-mail: volckowa.g2011@yandex.ru

Петраков Константин Валерьевич, младший научный сотрудник кардиохирургического отделения №3 ФГБУ ФНЦ

трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» МЗ РФ

Адрес: 123182, Москва, ул. Щукинская д. 1, тел.: (499) 190-64-28

Аврамов Павел Васильевич, заведующий экспериментальной лабораторией с виварием ФГБУ «ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» МЗ РФ Адрес: 123182, Москва, ул. Щукинская д. 1, тел.: (499) 190-64-28

Перова Надежда Викторовна, доктор биологических наук, старший научный сотрудник центра по исследованию биоматериалов ФГБУ «ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» МЗ РФ Адрес: 123182, Москва, ул. Щукинская д. 1, тел.: (499) 196-88-74

Севастьянов Виктор Иванович, доктор биологических наук, профессор, заведующий центром по исследованию биоматериалов ФГБУ «ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» МЗ РФ Адрес: 123182, Москва, ул. Щукинская д. 1, тел.: (499) 196-88-74, e-mail: viksev@yandex.ru

51

#

#

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.