СВЯЗАННЫЕ С ИНТЕГРИНАМИ КИНАЗЫ В РЕГУЛЯЦИИ ГЛАДКОМЫШЕЧНОГО АКТИНА И ПРОЦЕССА ЗАЖИВЛЕНИЯ РАНЫ НА КОЖНЫХ ФИБРОБЛАСТАХ Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

28

МАТЕРИАЛЫ V НАЦИОНАЛЬНОГО КОНГРЕССА ПО РЕГЕНЕРАТИВНОЙ МЕДИЦИНЕ

3D БИОПЕЧАТЬ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ

ТРЕХМЕРНЫХ КОНСТРУКТОВ НА ОСНОВЕ

СФЕРОИДОВ ИЗ МЕЗЕНХИМНЫХ

СТРОМАЛЬНЫХ КЛЕТОК

П.Ю. Бикмулина1, Н.В. Кошелева2, 3,

А.И. Шпичка1 2, П.С. Тимашев1' 2 4

1 Центр «Цифровой биодизайн

и персонализированное здравоохранение», Сеченовский Университет, Москва, Россия

2 Институт регенеративной медицины, Сеченовский Университет, Москва, Россия

3 ФГБНУ НИИ Общей Патологии и Патофизиологии, Москва, Россия

4 ФИЦ химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, Москва, Россия

e-mail: [email protected]

Ключевые слова: 3D биопечать, сфероиды, гидрогель, ме-

зенхимные стромальные клетки.

Мезенхимные стромальные клетки (МСК) являются наиболее часто используемым типом клеток для трехмерной биопечати, в том числе на основе сфероидов. МСК обладают широким спектром биологических свойств, разнящихся в зависимости от источника клеток. Сведения об особенностях каждой тканеспецифичной популяции МСК позволят повысить выживаемость и функциональность тканевых эквивалентов, полученных методом 3D биопечати. Целью данной работы стало сравнение ряда параметров, таких как выживаемость, метаболическая активность, способность к пролиферации, миграции и диф-ференцировке, сфероидов из МСК в зависимости от источника клеток при 3D экструзионной биопечати.

Биочернила для 3D экструзионной биопечати состояли из двух компонентов—гидрогеля и сфероидов. В состав гидрогеля входил желатин, фибрин, модифицированный акрилированным полиэтиленгликолем (ПЭГ), и фотоинициатор — рибофлавин. Сфероиды формировали в течение 3 суток из МСК, выделенных из подкожной жировой ткани и альвеолярной слизистой оболочки свободной десны человека. После биопечати на 3D-экструзионном биопринтере BioX CellInk проводили двухэтапную сшивку конструктов и культивировали их при стандартных условиях (37оС, 5%СО2) от 3 до 21 суток.

Напечатанные конструкты на основе сфероидов из МСК из обоих источников были жизнеспособны и метаболически активны, однако темпы пролиферации клеток в их составе отличались. Кроме того, сфероиды из МСК жировой ткани быстрее мигрировали в гидрогеле, формируя обширные кластеры клеток. Сфероиды из МСК альвеолярной слизистой оболочки свободной десны формировали более длинные, тонкие и разветвленные отростки в конструктах. Также в полученных конструктах установлены различия эффективности дифференцировки в остео-генном, хондрогенном и адипогенном направлениях.

Таким образом, полученные методом 3D биопечати конструкты на основе сфероидов из МСК из различных источников различаются по физиологическим и морфологическим свойствам. Сфероиды из МСК жировой ткани позволяют быстро заполнить объем напечатанного гидрогелевого конструкта, обеспечивая высокую плотность клеток, в то время как сфероиды из МСК альвеолярной слизистой оболочки свободной десны эффективнее формируют отростки в конструктах, занимая более обширную площадь конструкта.

Работа выполнена при поддержке РНФ (№ 22-7510120, сфероиды и биопечать).

СВЯЗАННЫЕ С ИНТЕГРИНАМИ КИНАЗЫ В РЕГУЛЯЦИИ ГЛАДКОМЫШЕЧНОГО АКТИНА И ПРОЦЕССА ЗАЖИВЛЕНИЯ РАНЫ НА КОЖНЫХ ФИБРОБЛАСТАХ

Н.Б. Бильдюг

Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург, Россия e-mail: [email protected]

Ключевые слова: связанные с интегринами киназы, гладко-мышечный актин, фибробласты кожи

Гладкомышечный а-актин (a-SMA) считается маркером многих заболеваний [1], однако механизмы, регулирующие его экспрессию, до сих пор остаются неизвестными. Показано, что при раневых повреждениях кожи происходит превращение фибробластов в мио-фибробласты, которое сопровождается перестройкой актиновых структур и экспрессией a-SMA, а также интенсивным синтезом компонентов внеклеточного матрикса (ВКМ) [2]. Связь между матриксом и клетками обеспечивается трансмембранными белками инте-гринами, которые способны передавать внеклеточные сигналы внутрь клеток путем привлечения к своим цитоплазматическим доменам нерецепторных киназ, участвующих в дальнейших сигнальных каскадах [3]. Целью настоящей работы являлось изучение роли ин-тегрин-опосредованных сигнальных путей в регуляции a-SMA и процесса заживления раневых повреждений кожи. Для этого использовали оптимизированную in vitro модель раны на монослойной культуре кожных фибробластов человека и проводили оценку динамики интегринов и ключевых связанных с ними киназ — киназы фокальной адгезии (FAK) и интегрин-связанной киназы (ILK) — в процессе заживления имитированной раны.

С помощью методов иммунофлуоресценции и Вестерн-блоттинга было показано, что после нанесения имитированной раны в фибробластах происходило формирование выраженных стресс-фибрилл с появлением гладкомышечной изоформы актина, которое сопровождалось накоплением коллагенового матрикса во внеклеточном пространстве. В целом, эти данные указывают на процесс превращения фибробластов в миофибробласты и подтверждают адекватность использования настоящей модели. Результаты оценки интегринов и связанных с ними киназ показали постепенное повышение уровня интегрина бета-1, а также киназы FAK в процессе заживления имитированной раны, при этом для ILK, напротив, наблюдалось постепенное снижение по сравнению с контрольными клетками. Ингибирование указанных киназ с помощью коммерческих ингибиторов приводило к снижению уровня a-SMA в фибробластах и нарушению процесса заживления раны, при этом ингибирование ILK имело более выраженный эффект. В целом, в ходе работы были получены результаты, указывающие на роль интегрин-опосредованных сигнальных путей в регуляции процесса заживления раны.

Литература:

1. Chaponnier C., Gabbiani G.J. Pathol. 2004. V. 204(4). PP. 386-95.

2. Eming S.A., Martin P., Tomic-Canic M. Sci. Transl. Med. 2014. V. 6. P 265sr6.

3. Katsumi A., Orr A.W., Tzima E. et al. J. Biol. Chem. 2004. V. 279. PP. 12001-4.

Гены & Клетки XVII, №3, 2022