CC BY
5
МАТЕРИАЛЫ V НАЦИОНАЛЬНОГО КОНГРЕССА ПО РЕГЕНЕРАТИВНОЙ МЕДИЦИНЕ
61
применение методов машинного обучения и ai-анализ для визуализации и верификации регенерации гистоструктуры печени
А.В. Гречина2, И.О. Козлов2,
A.А. Венедиктов2, Г.А. Пьявченко2, М.Ю. Шагидулин1, 2, Н.А. Онищенко1, М.Е. Крашенинников4, А.О. Никольская1, Е.А. Волкова1, Н.П. Можейко1, А.В. Люндуп4, Л.И. Давыдова3, А.Ю. Архипова5, 6,
B.Г. Богуш3, С.В. Готье1, 2
1 ФГБУ НМИЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова Минздрава России, Москва, Россия
2 ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. ИМ. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), Москва, Россия
3 НИЦ Курчатовский институт, Москва, Россия
4 ФГАОУ ВО Российский университет дружбы народов, Москва, Россия
5 МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
6 МГУ-ППИ, Шэньчжэнь, КНР
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: визуализация, машинное обучение, регенерация гепатоцитов, печеночная недостаточность
Верификация регенерации повреждённых клеток печени при лечении хронической печеночной недостаточности (ХПН) является актуальной проблемой регенеративной медицины. Не ослабевает интерес к поиску новых эффективных методов, характеризующих регенерацию повреждённой печени.
Целью исследования стало определение наиболее информативных морфофункциональных показателей, пригодных для оценки эффективности коррекции и лечения ХПН с помощью клеточно-инженерных конструкций (КИК).
Работа выполнена на 80 самцах крыс Вистар (220-250 г.). Моделирование ХПН осуществляли путем инъекции 60% CCl4 под кожу в течение 42 суток. Мезенхимальные стволовые клетки культивировали 7 суток, затем 3 суток совместно с клетками печени (КП), которые затем использовали для создания КИК. Эффективность применения КИК при ХПН оценивали по морфологии печени и КИК в последующие 90 суток. Преобразование изображений гистологических срезов проводили в программе MATLAB с использованием алгоритма кластеризации k-средних. Определяли специфические маркеры для автоматизированного анализа.
В структуре КИК на 90 сутки выявлены новообразованные сосуды и жизнеспособные гепатоциты, полная интеграция в ткань печени. В паренхиме печени выявлена пролиферация гепатоцитов, восстановление структуры печеночной дольки. Дистрофия структур печени, жировые вакуоли, степень развития соединительной ткани были менее выражены в отличие от контроля. Визуализация морфологических данных с помощью методов машинного обучения позволила наглядно представить эти изменения.
Таким образом, использованные морфофункцио-нальные показатели состояния печени информативны, характеризуют эффективность коррекции и лечения ХПН и могут быть использованы для оценки структурной динамики в эксперименте.
индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека и их производные в качестве модели для поиска и тестирования соединений с нейропротекторной активностью
И.А. Гривенников. Д.М. Шимченко,
Е.В. Новосадова, С.А. Антонов. Л.А. Андреева.
Н.Ф. Мясоедов. В.З. Тарантул
Институт молекулярной генетики НИЦ Курчатовский институт, Москва, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека, дифференцировка, нейро-трофические факторы, дофаминергические нейроны, окислительный стресс, эндоканнабиноиды, регуляторные пептиды.
Открытие возможности репрограммирования соматических клеток и разработка технологии получения индуцированных плюрипотентных стволовых (ИПС) клеток человека, открыла новые перспективы в трансплантологии и изучении молекулярных и клеточных основ тяжелых болезней человека [1]. Способность ИПС клеток к диф-ференцировке в разнообразные клетки органов и тканей человеческого организма, такие как кардиомиоциты, нейроны, гепатоциты и тд., создала новые возможности для моделирования ряда тяжелых патологий человека, исследования молекулярных и клеточных механизмов их развития in vitro. Кроме того, технология ИПС клеток позволила создавать тест-системы, с помощью которых в настоящее время можно проводить масштабный скрининг и выяснять свойства потенциальных лекарственных средств, направленных на лечение конкретных заболеваний, учитывая при этом индивидуальные особенности пациента. Тот факт, что данная технология позволяет получать ИПС клетки из индивидуальных дифференцированных соматических клеток как от здоровых, так и от больных доноров создает ей существенные преимущества перед технологией эмбриональных стволовых клеток, что, в свою очередь, открывает большие перспективы в развитии персонализированной медицины. В настоящей работе с помощью созданной многоуровневой тест-системы, основанной на ИПС клетках человека, полученных от здоровых доноров и пациентов с болезнью Паркинсона, проведен скрининг соединений на наличие нейропротекторной активности [2]. На первых этапах, тестирование ряда соединений пептидной и не пептидной природы осуществлялось как на недифференцированных ИПС клетках, так и на клетках, находящихся на начальных стадиях дифференциров-ки (эмбриоидные тела). Такой подход позволял выявлять наличие или отсутствие у них цито- и эмбриотоксических свойств. На следующих этапах, с использованием культур нейрональных предшественников и терминально дифференцированных нейронов было продемонстрировано нейропротекторное действие ряда пептидов семейства меланокортинов, а также представителей семейства кан-набиноидов, таких как N-докозагексаноилдофамин and N-арахидоноилдофамин [3]. Принципиально важным является тот факт, что использование ИПС клеток и их дифференцированных производных позволяет существенным образом сократить эксперименты по тестированию перспективных для фармакологии соединений на клетках животных, а осуществлять их сразу на клетках человека.
Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (№ 21-15-00103).
Гены & Клетки XVII, №3, 2022
