CC BY
29
IVh
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
УДК 616.37-089.844:621.658
ПРИМЕНЕНИЕ АЛЛОГЕННОГО МЕМБРАННОГО БИОМАТЕРИАЛА ДЛЯ ТРАНСПЛАНТАЦИИ ФРАГМЕНТОВ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
Э.Р. Мулдашев, Я.В. Сулкина, С.А. Муслимов, Л.А. Мусина,
ФГБУ «Всероссийский центр глазной и пластической хирургии», г. Уфа
Сулкина Яна Валерьевна - e-mail: [email protected].
Проведено экспериментально-морфологическое исследование подкожной трансплантации фрагментов поджелудочной железы в оболочке из аллогенного мембранного биоматериала (28 крыс). Наблюдалось длительное выживание пересаженных клеток поджелудочной железы (90 суток). Иммунная реакция реципиента ограничивалась слабой макрофагальной реакцией на мембрану. Аллогенная мембрана подвергалась резорбции и полному замещению соединительнотканной оболочкой, которая создавала защитный барьер и сохраняла трансплантированные клетки от иммунной атаки реципиента.
Ключевые слова: сахарный диабет, трансплантация клеток поджелудочной железы, аллогенный биоматериал.
There was carried out an experimental - morphological investigation of the subcutaneous transplantation of pancreas fragments coated by the allogeneic membranous biomaterial (28 rats). A prolonged survival of the pancreas grafted cells was observed (90 days).The recipient's immune reaction was restricted by a weak macrophagal reaction to the membrane. The allogeneic membrane was subjected to resorption and complete substitution by the connective tissue membrane which was creating a protective barrier and preserved grafted cells against the recipient's immune attack.
Key words: pancreatic diabetes, transplantation of the pancreas cells, allogeneic biomaterial.
Введение
Несмотря на внедрение современных технологий в практику терапии сахарного диабета вопросы компенсации углеводного обмена остаются актуальными. Научные исследования проводятся по нескольким направлениям: аллогенная трансплантация поджелудочной железы или ее фрагментов; пересадка островков поджелудочной железы, полученных от алло-генного или ксеногенного донора; разработка и создание искусственной поджелудочной железы [1, 2, 3, 4, 5]. Основная проблема пересадки поджелудочной железы или ее фрагментов обусловлена отторжением пересаженной ткани, для предупреждения которого применяются моно- и поликлональные антитела к Т-клеткам, ингибиторы кальцинейрина (циклоспорин или такролимус), антиметаболиты (азатиопин или мофе-тилмикофенолат) и кортикостероиды. Иммунологическую несовместимость можно преодолеть также при помощи сложного метода трансплантации эмбриональной поджелудочной железы в иммунологически «привилегированные» зоны организма - переднюю камеру глаза или боковые желудочки мозга [6]. Вероятно, используя широко применяемые в хирургии аллогенные соединительнотканные биоматериалы, характеризующиеся низкой антигенностью [7, 8], можно создать защитный барьер от иммунной атаки реципиента при трансплантации фрагментов поджелудочной железы.
Цель исследования: выявление эффективности применения аллогенного мембранного биоматериала с целью создания защитного барьера вокруг фрагментов поджелудочной железы при аллоксановом диабете.
Материалы и методы
Эксперименты на животных выполнялись согласно приказу МЗ СССР «О гуманном обращении с экспериментальными животными» № 755 от 12 августа 1977 г. с соблюдением Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных (приказ Минвуза от 13 ноября 1984 г. № 724). У крыс линии «Вистар» обоего пола вызывали аллоксановый диабет неоднократным внутримышечным введением 5% р-ра аллоксана в дозе 170 мг/кг. Аллоксан вводили из такого расчета, чтобы после развития диабета животные не могли прожить более одного месяца без компенсации. Добивались стойкого повышения уровня глюкозы в крови (10-19 млмоль/л). Под эфирным наркозом (ингаляционный) 28 крысам в основании хвоста была произведена подкожная трансплантация фрагментов поджелудочной железы от молодых особей (1 месяц) в оболочке из мембранного аллогенного биоматериала. В контрольной группе (18 крыс) аналогичный комплекс пересаживали без биоматериала. После операции регулярно и перед выведением из опыта измеряли уровень глюкозы в крови. Для исследования пересаженный комплекс забирали с окружающими тканями на 7-, 14-, 21-, 30-, 60- и 90-е сутки после операции. Материал фиксировали в 10% нейтральном формалине и заливали в парафин по общепринятым стандартным методикам. Срезы готовили на микротоме LEICA и окрашивали гематоксилином и эозином по методам Ван-Гизон и Маллори. Микроскопические исследования проводились с использованием светового микроскопа LSM 5 PASCAL фирмы «CARL ZEISS» (Германия).
Результаты и их обсуждение
У животных контрольной группы после подкожной трансплантации фрагментов поджелудочной железы уже на 7-е
сутки развивалась реакция отторжения, выражающаяся в макрофагальной, а затем лимфоцитарной инфильтрации пересаженного комплекса с последующим некрозом окружающих тканей. В дальнейшем у выживших крыс обнаруживались фиброзные изменения в области имплантации комплекса. Некротизированные участки замещались грубой рубцовой тканью. Уровень глюкозы в крови крыс оставался высоким, и они погибали в разные сроки - от 7 дней до 2-3 недель. В зависимости от степени антигенных различий между донором и реципиентом реакция тканевой несовместимости бывает или местной, в виде реакции клеточного иммунитета с участием Т-лимфоцитов, или системной, с участием В-лимфоцитов и синтезом иммуноглобулинов [9]. Результатом иммунной реакции является быстрое разрушение (лизис) трансплантата или отторжение, что мы и наблюдали в контрольной группе.
Фрагмент поджелудочной железы (ПЖ), окутанный аллогенным мембранным биоматериалом (Ш) и трансплантированный под кожу крысы на 21-е сутки. Окраска гематоксилином и эозином. Увел. Х400.
РИС. 2.
Фрагмент поджелудочной железы (ПЖ) в тонкой соединительнотканной капсуле (Ш) после трансплантации под кожу крысы на 90-е сутки. Окраска по Ван-Гизону. Увел. Х400.
В опытной группе животных даже в начальные сроки эксперимента вокруг трансплантированных фрагментов поджелудочной железы признаков выраженных воспалительных
IVh
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
явлений, кроме как реакция на операционную травму, не выявлялось. В дальнейшем оболочка из аллогенного биоматериала подвергалась постепенной резорбции макро-фагальными клетками. Умеренное количество макрофагов выявлялось вблизи аллогенной мембраны, которая постепенно замещалась тоненькой полоской соединительной ткани (рис. 1). Между биоматериалом и окружающими тканями крысы-реципиента местами определялись новообразованные тонкостенные сосуды. До последних дней наблюдения (90 суток после пересадки) наблюдалось выживание пересаженных клеток поджелудочной железы, окутанных соединительнотканной мембраной (рис. 2).
Известно, что в организме человека и млекопитающих животных существуют специфические барьеры (гематооф-тальмический, гематоэнцефалический, плацентарный и т. п.), которые ограждают от иммунной реакции организма ткани и органы, имеющие в своем составе чужеродные для организма антигены (сетчатка глаза, мозг, плод в период внутриутробного развития). Основу вышеуказанных барьеров составляют мембраны фибриллярного строения. Полагаем, что подобный гистогематический барьер между трансплантатом и тканями реципиента создается и при окутывании пересаженных клеток поджелудочной железы низкоантигенным аллогенным мембранным биоматериалом. Мембрана длительно сохраняет функционально активные пересаженные клетки поджелудочной железы под кожей экспериментальных крыс, о чем свидетельствовало стойкое снижение уровня глюкозы в крови. В опытной группе животных уже на 3-и сутки наблюдения уровень глюкозы снижался в среднем на 5-7 млмоль/л. В конечном итоге при подкожной аллотрансплантации фрагментов поджелудочной железы крысам в оболочке из аллогенного биоматериала мы получили полную или частичную компенсацию диабета в 86% случаев (в 24 из 28 операций).
Заключение
Трансплантация фрагментов поджелудочной железы в
оболочке из аллогенного мембранного биоматериала позволяет достичь их длительного выживания. Иммунная реакция реципиента ограничивается лишь слабой макрофа-гальной реакцией на окутывающий аллогенный биоматериал. Данная мембрана подвергается резорбции и полному замещению соединительнотканной оболочкой, которая создает защитный барьер и сохраняет пересаженные клетки от иммунной атаки реципиента. Данный метод в дальнейшем может быть использован для полной или частичной компенсации экспериментального диабета, а также стать основой для разработки новых методов коррекции сахарного диабета у людей. ДЦ
ЛИТЕРАТУРА
1. Шумаков В.И., Скалецкий Н. Н., Евсеев Ю.Н. и др. Интрапортальная ксе-нотрансплантация культур островковых клеток поджелудочной железы больным сахарным диабетом. Биосовместимость. 1993. № 4. С. 187-195.
2. Скалецкий Н.Н. Трансплантация островковых клеток в лечении сахарного диабета: современное состояние и перспективы. Вест. трансплантологии и искусственных органов. 2005. № 3. С. 17-18.
3. Krishnamurthi V., Philosophe В., Bartlett S.T. Pancréas transplantation: contemporary surgical techniques. Urol. Clin. North Am. 2001. V. 28. № 4. P. 833-838.
4. Shapiro J. Eighty years after insulin: parallels with modern islets transplantation? Can. Med. Assoc. J. 2002. V. 167. № 12. Р. 1398-1400.
5. Hatziavramidis D.T., Karatzas T.M., Chrousos G.P. Pancreatic islet cell transplantation: an update. Ann Biomed Eng. 2013. V. 41. № 3. Р. 469-476.
6. Куликов А.В. Трансплантационный способ компенсации экспериментального диабета. Вест. Росс. акад. наук. 1994. Т. 64. № 2. С. 122-125.
7. Мулдашев Э.Р. Теоретические и прикладные аспекты создания аллотрансплантатов серии «Аллоплант» для пластической хирургии лица: автореф. дис. ... док. мед. наук. Санкт-Петербург, 1994. 40 с.
8. Муслимов С.А. Морфологические аспекты регенеративной хирургии. Уфа.: Башкортостан, 2000. 168 с.
9. Ройт А., Бростофф Дж., Мейл Д. Иммунология /пер. с англ. М.: Мир, 2000. С. 488-498.
