CC BY
12
обработки позволяет снизить иммуногенность биоматериала и получить децеллюляризованный коллагеновый скаффолд, пригодный для имплантации реципиенту [1]. Такие материалы находят применение в тканевой инженерии [2]. Перспективным направлением является разработка протоколов модификации биоматериалов с целью придания им антимикробной активности [3].
В настоящем исследовании были получены образцы децеллюляризованных коллагеновых скаффолдов на основе телячьего перикарда, отличающиеся лекарственным препаратом, сорбированном на поверхности: ванкомицином, амикацином и рифампицином. Эффективность процесса децеллюляризации оценивали путем количественного определения ДНК. Наличие антимикробной активности по отношению к Staphylococcus aureus и Escherichia coli определяли диско-диффузионным методом.
Гетеротопическая имплантация образцов белым беспородным крысам показала отсутствие реакции отторжения. Децеллюляризованные коллагеновые скаффолды с антимикробной активностью полностью интегрировались в организм реципиента в течение 4-6 месяцев без усиления воспалительной реакции в ответ на имплантацию и появления дистрофических изменений по сравнению с контролем без антимикробной активности.
Полученные результаты могут быть прим. мы при разработке имплантируемых медицинских изделий на основе ксеноматериалов, предназначенных для направленной тканевой регенерации.
Литература:
1. Старцева О.И., Синельников М.Е., Бабаева Ю.В. и др. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2019. № 8. С. 59-62.
2. Шехтер А.Б., Гуллер А.Е., Истранов Л.П. и др. Архив патологии. 2015. № 6. С. 29-38.
3. Martí M., Frígols B., Serrano-Aroca A.J. Vis. Exp. 2018. V. 138. e57710.
ПРИМЕНЕНИЕ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ ДЛЯ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПЕРИИМПЛАНТНЫХ ТКАНЕЙ
А.Л. Файзуллин, А.А. Земеров, А.С. Балкивский, А.А. Бакулина, Е.И. Иванова, П.С. Тимашев1
ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. ИМ. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), Москва, Россия
e-mail: fayzullin_a_l@staff.sechenov.ru
Ключевые слова: цифровая патология, нейронные сети, морфометрический анализ, периимплантный фиброз, им-плантаты, соединительнотканная капсула.
Оценка биологической совместимости имплантируемых биоматериалов должна включать анализ мор-фометрических характеристик и клеточного состава периимплантной соединительнотканной капсулы. К консервативным клеточным элементам капсулы относят гигантские многоядерные клетки инородных тел, фибробла-сты и сосуды. Соотношение этих компонентов меняется со временем и оказывает влияние на исход имплантации, включая резорбцию и фибротическую трансформацию окружающих имплантат тканей. Последние достижения в области искусственного интеллекта и цифровой патологии позволяют автоматизировать детекцию клеток, имеющих типичные морфологические особенности, на скан-изображениях гистологических препаратов.
Нами была разработана математическая модель для детекции гигантских многоядерных клеток инородных тел на скан-изображениях участков имплантаций. Для искусственной нейронной сети в рамках задач детекции и сегментации была использована архитектура сверточ-ной нейронной сети 11-1\е^ известная в области сегментации медицинских изображений своей скоростью и эффективностью в работе с ограниченным количеством данных. Характерной особенностью применения полно-сверточной нейронной сети является возможность сегментировать объекты на скан-изображении по классам, что позволяет повысить точность детекции клеток инородных тел. Модель была обучена на клетках с 20 скан-изображений гистологических препаратов имплантаций полилактидных скаффолдов. Валидация была проведена на 30 скан-изображениях. Ошибка модели на ва-лидации составила 0,17. Детекция клеток морфотипов клеток инородных тел, фибробластов и эндотелия сосудов позволит с высокой точностью характеризовать соединительнотканные капсулы и описывать локализацию хромогенных меток в изображениях гистологических препаратов, окрашенных гематоксилином и эозином. Проект поддержан грантом РНФ 22-15-00467.
ПРИМЕНЕНИЕ СУПЕРПАРАМАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ ОКСИДА ЖЕЛЕЗА, ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ МИШЕННЫМИ ЛИГАНДАМИ, ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ИНФЕКЦИОННЫХ И ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
В.С. Федоров1, Н.М. Юдинцева1' 2, Р.Б. Тагаева1' 2, М.А. Шевцов1, 2
1 ФГБУН Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург, Россия
2 Центр персонализированной медицины НМИЦ им. ВА. Алмазова Минздрава России, Санкт-Петербург, Россия
e-mail: fedorovvs.biotech@gmail.com
Ключевые слова: магнитные наночастицы, таргетная доставка, МРТ диагностика.
Суперпарамагнитные наночастицы оксида железа (superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs)) обладают рядом уникальных свойств, позволяющих их использовать для МРТ-диагностики и таргетной доставки лекарств. С целью повышения коллоидной устойчивости, биосовместимости, а также для осуществления поверхностной модификации ядра SPIONs покрывают различными полимерами [1].
Целью работы было создание панели мишенных коньюгатов на основе SPIONs для прижизненной диагностики туберкулёза (Тб) и опухолей головного мозга. SPIONs были синтезированы методом соосаждения из раствора солей железа, покрыты карбоксиметилдек-страном и функционализированы путем ковалентной сшивки с антителами anti-CD11b (Abcam, США) и anti-LAM (GRP, Германия), распознающими микобактерии. Для диагностики опухолей мозга использовали антитела anti-GD2, специфически взаимодействующие с гангли-озидом GD2 и TKD-пептид, специфичный к мембран-но-связанной форме белка теплового шока mHsp70 (Thermo Fisher, США) на поверхности клеток глиобласто-мы. В качестве контроля использовали конъюгат изоти-пическими антителами IgG1. Для характеристики конъю-гатов были использованы методы аналитической химии,
динамического светорассеяния и ЯМР-спектрометрии. Оценку взаимодействия конъюгатов с микобактериями и опухолевыми клетками в условиях in vitro выполняли с помощью методов конфокальной и электронной микроскопии.
Гидродинамический размер полученных мишенных конъюгатов составлял от 114 ± 1,7 до 130 ± 3 нм, концентрация железа — 2,63-3,01 ± 0,09 мг/мл. Наличие отрицательного заряда способствовало сохранению коллоидной стабильности растворов. Было показано специфическое взаимодействие коньюгатов с соответствующими антигенами на поверхности микобактерий и опухолевых клеток. Таким образом, полученная панель мишенных коньюгатов может быть рекомендована для использования в прижизненной диагностике Тб и опухолей головного мозга. Исследование выполнено при поддержке гранта РНФ № 22-15-00240.
Литература:
1. Neuberger, T. J. Magn. Magn. Mater. 2005. V 293. P. 483.
РАЗРАБОТКА РЕПОРТЕРНОЙ КЛЕТОЧНОЙ
ЛИНИИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ИНСУЛИНОВОЙ
СИГНАЛИЗАЦИИ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ
А.П. Федоровский1, М.Н. Карагяур2,
К.Ю. Кулебякин1 2
1 Кафедра биохимии и молекулярной медицины, Факультет фундаментальной медицины ФГБОУ МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
2 Институт Регенеративной Медицины, Медицинский научно-образовательный центр МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
e-mail: fedorovskYap@mail.ru
Ключевые слова: инсулиновая сигнализация, мезенхим-
ные стромальные клетки.
Согласно данным ВОЗ за последние 40 лет заболеваемость сахарным диабетом (СД) возросла в 4 раза. В 2019 году СД стал девятой причиной смерти в мире, в этом году из-за данного заболевания умерло приблизительно 1 ,5 миллиона человек. СД является одной из самых распространённых причин почечной недостаточности, инсульта, атеросклероза, артериальной гипертонии, ишемической болезни сердца, слепоты. Инсулинорезистентность (ИР), являющаяся риск-фактором развития СД 2 типа, также способствует канцерогенезу, ожирению, различным сердечно-сосудистым патологиям. На данный момент механизмы возникновения ИР полностью не выяснены. Учитывая фундаментальное значение ИР в этиологии многих заболеваний, задача раскрытия механизмов возникновения ИР имеет важное значение для медицины.
Целью исследования является создание модели для изучения инсулиновой чувствительности клеток в реальном времени.
Тирозинкиназа Брутона (BTK) — нерецепторная тирозинкиназа, принимающая участие в созревании и функционировании B-лимфоцитов. В состав BTK входит домен плекстриновой гомологии (PH-домен), имеющий сродство к фосфатидилинозитол (3,4,5)-трис-фосфату (PIP3). PIP3, продуцируемый PI3K, является важным интермедиатом инсулинового сигнального каскада. BTK не влияет на чувствительность клеток к инсулину и на дифференцировочный потенциал мезен-химных стромальных клеток (МСК). Это обстоятельство
позволяет использовать BTK в качестве сенсора инсулиновой сигнализации для МСК.
С помощью генно-инженерных методов мы создали плазмиду, содержащую ген BTK-GFP. Правильность нуклеотидной последовательности плазмиды была подтверждена секвенированием. Затем была проведена трансдукция иммортализованных МСК (hTERT МСК) с помощью лентивирусных частиц, содержащих целевую плазмиду. В «состоянии покоя» наблюдается равномерное свечение цитоплазмы клетки. При развитии ин-сулинового сигнального каскада BTK-GFP связывается с образующимся PIP3, заякориваясь в примембранном пространстве. Вследствие этого после стимуляции клеток инсулином флуоресценция в реальном времени наблюдается преимущественно в области, прилежащей к клеточной мембране. Видимые различия во флуоресцентной картине между «состоянием покоя» и состоянием стимуляции инсулином позволяют говорить о том, что BTK-GFP является перспективным сенсором инсулиновой чувствительности. Подобная модель является незаменимым инструментом для изучения механизмов развития ИР и поисков способов её коррекции. Работа выполнена при поддержке РФФИ (Грант № 20-01500508, Клеточные механизмы регуляции гормональной чувствительности и дифференцировки стволовых клеток, роль регуляторных субпопуляций).
МИКРОФЛЮИДНОЕ УСТРОЙСТВО
ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВОСПАЛЕНИЯ
И РЕМОДЕЛИРОВАНИЯ ЭНДОТЕЛИЯ IN VITRO
А.Ю. Федотов1, О.В. Баранов1, В.С. Комлев1,
С.А. Мирахмедова2, И.А. Золотухин2
1 ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. АА. Байкова РАН, Москва, Россия
2 ФГАОУ ВО Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова МЗ РФ, Москва, Россия
e-mail: Fedotov_AYu@gmail.com
Ключевые слова: микрофлюидные устройства, эндотелий,
регенерация, веноспецифическое воспаление.
Одним из заболеваний сосудистой системы, связанным со значительной нагрузкой на систему здравоохранения, является варикозная болезнь нижних конечностей. Ее распространенность очень высока, среди взрослого населения в Российской Федерации она достигает 30%. При отсутствии своевременной помощи или недостаточной медицинской активности населения варикозная болезнь приводит к развитию тяжелых инвалидизирую-щих осложнений, включая трофические язвы и тромбофлебит. В основе развития варикозной трансформации подкожных вен лежит ремоделирование венозной стенки в результате так называемого веноспецифического воспаления. Под последним понимают комплекс молекуляр-но-клеточных взаимодействий, приводящих к структурной перестройке гладкомышечных клеток и внеклеточного матрикса. В патологическом процессе активное участие принимает эндотелий венозных сосудов, продуцирующий целый ряд субстанций, обеспечивающих рекрутинг лейкоцитов в венозную стенку. Изучение веноспеци-фического воспаления в настоящее время затруднено, поскольку требует проведения экспериментальных исследований на животных или клинических исследований с участием пациентов, что сложно в административном, этическом и финансово-экономическом аспектах. Одним
