CC BY
7
ОСОБЕННОСТИ МИОСАТЕЛЛИТОЦИТОВ РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП МЫШЦ ПРИ ТРЕНИРОВКАХ, ЛАЗЕРНОЙ ТЕРАПИИ И ПРИЕМЕ АМИНОКИСЛОТ
Е.С. Головнева1, 2, Р.В. Тахавиев2, Г.В. Брюхин1
1 ФГБОУ ВО Южно-Уральский государственный медицинский университет Минздрава России, Челябинск, Россия
2 ГБУЗ Многопрофильный центр лазерной медицины, Челябинск, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: миосателлитоциты, тренировка; лазерная терапия; аминокислоты
Мышцы различных групп формируют отличающиеся друг от друга паттерны регенеративного ответа на физическую нагрузку, включающие реакцию миосателлитов. Известно, что лазерное воздействие и прием аминокислот с разветвленной цепью (BCAA) могут воздействовать на процессы гиперплазии и гипертрофии мышцы в условиях тренировки [1,2], при этом особенности реакции ми-осателлитов различных групп мышц на комбинированную стимуляцию лазером и аминокислотами не изучались.
Целью исследования явился анализ влияния инфракрасного лазерного воздействия и BCAA на миосател-литоциты различных мышечных групп при принудительном плавании. Эксперимент был выполнен на 30 крысах Wistar, разделенных на 5 групп: 1) интактный контроль, 2) тренировки принудительным плаванием, 3) тренировки с приемом аминокислот с разветвленной цепью, 4) тренировки с инфракрасным лазерным воздействием, 5) тренировки с лазерным воздействием и приемом аминокислот с разветвленной цепью. Животные выводились из эксперимента через 6 недель после начала тренировок. Изучались гистологические препараты m. biceps femoris, m. pectoralis major, m. triceps brachii, анализировали количество миосателлитоцитов и площадь их ядер.
Принудительное плавание в течение 6 недель не приводило к статистически значимым изменениям количества и площади ядер миосателлитов. Площади ядер миосателлитов в разных мышечных группах не отличались, а количество миосателлитов было выше в m. triceps brachii. После стимуляции регенерации лазерным воздействием наиболее выраженные изменения как количества миосателлитов, так и площади ядер наблюдались в m. biceps femoris, а при приеме ВСАА количество миосателлитоцитов было значительно выше в m. triceps brachii. В группе комбинированного применения инфракрасного лазерного облучения и BCAA происходило более выраженное увеличение площади ядер ми-осателлитоцитов и их количества, чем при изолированной лазерной терапии, либо приеме аминокислот. В m. pectoralis major увеличение площади ядер миосателли-тов было выражено слабее относительно других групп мышц, при этом количество клеток увеличивалось сопоставимо. Таким образом, лазерное воздействия на мышцы в комбинации с приемом ВСАА стимулирует ответные реакции миосателлитов в тренировочном процессе, при этом наибольшая эффективность регенеративного процесса наблюдается в мышцах конечностей.
Литература:
1. Галлямутдинов Р.В., Астахова Л.В., Головнева Е.С., Серыше-ва О.Ю. Лазерная медицина. 2020. Т. 24. № 2-3. С. 90.
2. Ra S.G., Miyazaki T., Kojima R.J. Sports Med. Phys. Fitness. 2018. V. 58 (11). Р.1582.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРИВАСКУЛЯРНОЙ НИШИ СЕРДЦА ПУТЕМ ОБОГАЩЕНИЯ КАРДИОСФЕР ЭНДОТЕЛИАЛЬНЫМИ КЛЕТКАМИ
Ю.Д. Гольцева, К.В. Дергилев, А.А. Гусева, М.А. Болдырева, Е.В. Парфенова, И.Б. Белоглазова
ФГБУ НМИЦК им. ак. Е.И. Чазова Минздрава России, Москва, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: сфероид, кардиосферы, периваскулярная ниша, эндотелиальные клетки.
В сердце периваскулярная ниша формирует микроокружение сосуда и участвует в регуляции гомеостаза и репаративных процессах. Данную регуляцию обеспечивает взаимодействие компонентов периваскулярной ниши: эндотелиальных клеток, перицитов, фибробластов и формируемого ими матрикса, за счет паракринной и межклеточной передачи сигналов. Для изучения механизмов функционирования периваскулярной ниши и возможных способов воздействия необходимо наличие адекватных 3D клеточных моделей, обогащенных сосудистыми клетками. В связи с чем целью нашей работы было разработать метод получения 3D модели периваскулярной ниши сердца.
Модель периваскулярной ниши разрабатывали на основе сфероидов (кардиосфер), полученных из кардиаль-ных клеток (КК) и эндотелиальных клеток (ЭК). КК получали методом эксплантной культуры из сердец мышей линии C57BI/129 и культивировали в среде IMDM, содержащей 20% сыворотки, на фибронектине. ЭК получали путем ферментативной диссоцииации сердечной ткани (1 мг/ мл коллагеназа А, 30 мин при 37°С) с последующей им-муномагнитной селекцией по маркеру CD31, и культивировали в среде EGM2-MV на желатине. Для обогащения кардиосфер эндотелиальными клетками ЭК и КК комбинировали (3:50, 1:5 и 2:5) и культивировали в планшетах с низкоадгезивным U-образным дном (Nunc) в среде для кардиосфер (35% IMDM, 65% DMEM/F-12, 3% сыворотки) в течение 3 дней. Характеристику обогащенных ЭК кардиосфер выполняли путем иммунофлуоресцентно-го окрашивания и оценки проангиогенных свойств по способности формировать «сосудистую сеть» в фибриновом геле и секретировать факторы-регуляторы ангиогенеза (ProteomeProfiler antibody array).
Мы показали, что разработанный нами протокол позволяет формировать обогащенные ЭК кардиосферы независимо от доли ЭК. При этом монокультура ЭК не способна к формированию сфероидов. В составе обогащенных ЭК кардиосфер визуализировали эндотелиальные (CD31) и гладкомышечные (SMA) клетки, а также компоненты внеклеточного матрикса (коллаген, фибронектин, лами-нин). Анализ секретома обогащенных сфероидов показал наличие факторов-регуляторов ангиогенеза (MCP-1, MIP-1 a, MMP3 и др.). При этом способность обогащенных ЭК кардиосфер формировать сосудистые структуры (число и длина отростков) была выше, чем монокультуры ЭК. Данные результаты свидетельствуют о сохранении в обогащенных ЭК кардиосферах принципов взаимной регуляции, характерных для периваскулярной ниши.
Таким образом, мы разработали 3D клеточную модель периваскулярной ниши в сердце. Обогащенные ЭК кардиосферы обеспечивают сохранение основного состава и специализированных межклеточных и секреторных взаимодействий сосудистого микроокружения, что позволяет использовать данную модель для изучения
механизмов функционирования и регуляции периваску-лярной ниши сердца. Работа выполнена при финансировании гранта РНФ № 21-15-00327.
ОСОБЕННОСТИ ПАРАКРИННОГО ПРОФИЛЯ МУЛЬТИПОТЕНТНЫХ МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ СТРОМАЛЬНЫХ КЛЕТОК В УСЛОВИЯХ ПРОВОСПАЛИТЕЛЬНОГО МИКРООКРУЖЕНИЯ
А.Н. Горностаева, А.Ю. Ратушный, Л.Б. Буравкова
ГНЦ РФ ИМБП РАН, Москва, Россия e-mail: [email protected]
Ключевые слова: мультипотентные мезенхимальные стро-мальные клетки, воспаление, лимфоциты, паракринные медиаторы
МСК (мультипотентные мезенхимальные стромаль-ные клетки) являются востребованным инструментом регенеративной медицины. Они обладают высокой про-лиферативной и паракринной активностью, иммуноу-клончивостью, способностью к мультилинейной диффе-ренцировке и модулируют иммунный ответ. Это делает возможным применение аллогенных МСК для регенерации тканей и снижения острых воспалительных процессов. Терапевтический эффект МСК чаще всего достигается за счёт их паракринной активности, при этом состав секретома в большой степени зависит от экзогенных факторов.
В исследовании изучался паракринный профиль МСК в условиях провоспалительного микроокружения. МСК жировой ткани человека 72 часа сокультивировали с мо-нонуклеарами периферической крови (МНК) человека и популяциями ЕК и Т-клеток. МНК и Т-клетки стимулировали фитогемагглютинином 10 мкг/мл, а ЕК — IL-2 и IL-15 (20 и 10 нг/мл соответственно).
При сокультивировании существенно (р<0,05) повышалась секреция МСК факторов роста: FGF-2, fraktalkine, eotaxin, G-CSF, VEGF. При этом продукция EGF, TGF-a и PDGF-AB/BB не изменялась. Концентрация GRO, IL-6 и IL-8 в среде от сокультуры возрастала по сравнению с монокультурой МСК. В среде от стимулированных МНК также обнаружился высокий уровень этих факторов, в частности, GRO синтезируется макрофагами. В экспериментах с сепарированными популяциями ЕК и Т-клеток удалось установить, что продукция GRO увеличивается за счёт вклада МСК. С помощью ПЦР-анализа показано, что экспрессия генов IL6 и IL8 в МСК после сокультиви-рования увеличивалась в 10 и 200 раз, соответственно. Кроме того, выявлено повышение экспрессии генов, кодирующих иммуномодуляторные медиаторы IDO и PGE2. При сокультивировании с выделенными популяциями иммунных клеток было обнаружено, что, помимо увеличения продукции описанных выше медиаторов, возрастала секреция EGF и PDGF-AB/BB при взаимодействии с обоими типами клеток, а TGF-a — только с ЕК. При этом эффекты по остальным медиаторам также отличались: кратность увеличения продукции PDGF-AB/BB и FGF-2 МСК в сокультуре с ЕК была в 5 раз больше, чем при взаимодействии с Т-клетками. Увеличение VEGF было более выражено (в 6 раз) в сокультуре МСК и Т-клеток.
Таким образом, в ответ на провоспалительное микроокружение МСК выделяют широкий спектр растворимых медиаторов, включающий в себя, как провоспалительные цитокины, так и факторы роста и иммуносупрессивные медиаторы. Уровень продукции этих факторов зависит от типа иммунных клеток, с которым происходит взаимодействие.
В целом, можно говорить не только о проявлении им-муносупрессивных свойств МСК, но и об увеличении регенеративного потенциала МСК под воздействием микроокружения, сформированного провоспалительно-активированными иммунными клетками. Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 19-29-04026.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НОВЫХ ПОЛИМЕРОВ ДЛЯ ПРЕОДОЛЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ БИОМЕХАНИЧЕСКОГО НЕСООТВЕТСТВИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО СОСУДИСТОГО ПРОТЕЗА И АРТЕРИАЛЬНОГО СОСУДА
A.Ю. Городков1, Т.Х. Тенчурин2,
С.В. Крашенинников2, Ш.Т. Жоржолиани1, Ю.М. Цыганков1, А.Д. Шепелев2,
B.Г. Мамагулашвили2, С.Н. Чвалун2
1 Федеральное государственное бюджетное учреждение НМИЦ сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева Минздрава России, Москва, Россия
2 НИЦ Курчатовский институт, Москва, Россия e-mail: [email protected]
Ключевые слова: аорта, протез кровеносных сосудов, электроформование, механические свойства, гистологические исследования.
Известно, что упругость аорты переменна вдоль ее длины [1]. Это, в сочетании со сложной конфигурацией проточного канала аорты, должно обеспечивать условия самоорганизации смерчеобразной структуры потока крови [2,3]. В литературе практически отсутствуют сведения о попытках воспроизвести упруго-прочностные свойства нативной аорты или артерий в синтетическом матриксе.
Использование при изготовлении протезов кровеносных сосудов (ПКС) технологии эле-троформования сделало возможным получение матриксов с заданными свойствами, приближающими их к нативным тканям [4].
Выбор полимера для изготовления ПКС играет важнейшую роль. Одними из перспективных полимеров считаются поликапролактон (ПКЛ) (жесткий, неэластичный материал), и сополимер винилиденфторида с гексафтор-пропиленом (СКФ-26) (каучукоподобный полимер) [5].
Из указанных материалов методом электроформования были изготовлены прототипы ПКС, которые имплантировали в брюшную аорту свиней на срок три месяца. Прорастание протезов оценивали на основании гистологического исследования капсулы. Соответствие свойствам нативной ткани оценивали по изменению механических свойств до и после имплантации.
На микропрепаратах показано, что в случае ПКС из ПКЛ капсула практически не структурирована, не содержит слоев клеток. Ткань капсулы незрелая, содержит большое количество клеток лимфогистиоцитарно-го ряда, фибробласты расположены хаотически. ПКС из СКФ-26 формирует капсулу, в которой стенка имеет слоистую структуру. Она имеет эндотелизированную внутреннюю поверхность. Внутренняя капсула содержит слои гладкомышечных клеток, ориентированных вдоль и по окружности протеза. Неоадвентиция состоит из зрелой соединительной ткани.
Такое различие в процессах прорастания прототипов ПКС клетками нашло свое отражение и в изменении механических свойств. Так у ПКС из ПКЛ прочность упала в 2 раза, модуль упругости и деформация разрушения снизились на 38 и 22% соответственно. В тоже время
