Изучение роли ангиогенеза в регуляции структурных изменений соединительной ткани при хронической хирургической патологии ишемического генеза в эксперименте

Шевченко Ю.Л.¹, Крайнюков П.Е.^{2, 3}, Кокорин В.В. ^{1, 2}

Изложен материал, позволяющий сформировать или дополнить представление о роли ангиогенеза в регуляции структурных изменений соединительной ткани при хронической хирургической патологии ишемического генеза. Рассмотрена значимость и эффективность использования биоинженерных конструкций (мезенхимальных мультипотентных стволовых клеток) их роль и влияние на процесс регенерации соединительной ткани.

Модель ишемической патологии соединительной ткани in vivo — механи­ческое повреждение пяточного энтезоорганокомплекса (патент на изобретение №2779405) — позволила понять механизм непосредственной стимуляции неоангиогенеза путем активации проангиогенных факторов при локальной интеграции меченных мезенхимальных мультипотентных стволовых клеток.

Цель. Изучить роль и влияние неоангиогенеза на процесс регенерации структурных элементов соединительной ткани при хронической хирургической патологии ишемического генеза путем морфологического исследования структур периартикулярных тканей.

Материалы и методы. Экспериментальное исследование выполнено на 30 крысах-самцах стока Вистар, массой 200–300 г; разделенных на две равные группы — основную (n = 15) — имплантировали меченные мультипотентные мезенхимальные стволовые клетки, выделенные из интраабдоминального висцерального жира из стромально-васкулярной фракции и контрольную (n = 15) — процесс заживления протекал естественным путем. Моделирование острого механического пяточного энтезита выполнялось в условиях операционной с применением наркоза и соблюдением правил асептики и антисептики. Культивирование культуры клеток осуществляли при достижении конфлюэнтности — 80%, в эксперименте применяли клетки третьего пассажа, имплантированные в зону энтезоорганокомплекса, смоделированного острого механического пяточного энтезита. Пересаженные культуры помечались путем трансфекции конструкции с зеленым флуоресцирующим белком (GFP) в лентивирусном векторе.

На 1, 15, 30, а также 60-е сутки осуществляли вывод животных из эксперимента и последующие морфологические исследования: гистологическое, морфометрическое, иммуногистохимическое.

Результаты. Репарация соединительной ткани, как в основной, так и в контрольной группе наступала к 30-м суткам. Однако фиброзный регенерат области оперативного вмешательства основной группы (n=15) отличался структурированностью и упорядоченностью коллагеновых волокон, а также стабильностью и плотность вновь образованных сосудов, сгруппированных преимущественно в зоне дефекта, в четырехкратно преобладающем количестве, начиная с 15 суток.

На основании полученных данных был установлен принципиально важный факт — в репаративном процессе непосредственное участие принимали пересаженные клетки с фибро- и хондрогенным дифференцировочным потенциалом. Данное обстоятельство дополняет представления об участии пересаженных ММСК в восстановительных процессах, сформировавшиеся на сегодняшний день, поскольку демонстрирует их непосредственное участие в процессе регенерации in vivo, а не только в искусственных культуральных условиях.

1. Carmeliet P. Angiogenesis in life, disease and medicine. Nature. 2005; 438 (7070): 932-6. doi: 10.1038/nature04478. PMID: 16355210.

2. Iyer SR, Annex BH. Therapeutic Angiogenesis for Peripheral Artery Disease: Lessons Learned in Translational Science. JACC Basic Transl Sci. 2017; 2(5): 503-512. doi: 10.1016/j.jacbts.2017.07.012.

3. Zhang Y, Wang H, Oliveira R, Zhao C, Popel AS. Systems biology of angiogenesis signaling: Computational models and omics. WIREs mechanisms of disease. 2022; 14(4): e1550. doi: 10.1002/wsbm.1550.

4. Shokrani H, Shokrani A, Sajadi SM, Seidi F, Mashhadzadeh AH, Rabiee N, Saeb MR, Aminabhavi T, Webster TJ. Cell-Seeded Biomaterial Scaffolds: The Urgent Need for Unanswered Accelerated Angiogenesis. Int J Nanomedicine. 2022; 17: 1035-1068. doi: 10.2147/IJN.S353062.

5. Шевченко Ю.Л., Борщев Г.Г. Экстракардиальная реваскуляризация миокарда у больных ИБС с диффузным поражением коронарного русла. — М.: Национальный медико-хирургический Центр им. Н.И. Пирогова, 2022. — 292 с.

6. Matai I, Kaur G, Seyedsalehi A, McClinton A, Laurencin CT. Progress in 3D bioprinting Technology for tissue/organ regenerative engineering. Biomaterials. 2020; 226: 119536. Elsevier. doi: 10.1016/j.biomaterials.2019.119536.

7. Mahfouzi SH, Tali SHS, Amoabediny G. 3D bioprinting for lung and tracheal tissue engineering: criteria, advances, challenges, and future directions. Bioprinting. 2021; 21: e00124.

8. Терехова А.А., Нелюбина Е.Г., Бобкова Е.Ю., и др. Омиксные технологии: правда или быль? // Парадигма. — 2019. — №2. — C.179-182.

9. Шевченко Ю.Л. Иммобилизирующий интерстициальный фиброз сердца. // Вестник Национального медико-хирургического Центра им. Н.И. Пирогова. — 2022. — Т.17. — №2. — C.4-10.

10. Шевченко Ю.Л. Экспериментальное обоснование возможности имплантации эмбриональных кардиомиоцитов в комплексной терапии миокардиальной слабости // Физиология человека. — 1999. — Т.25. — №4. — С.109-117.

11. Шевченко Ю.Л. Медико-биологические и физиологические основы клеточных технологий в сердечно-сосудистой хирургии. — СПб.: Наука, 2006. — 263 с.

12. Gilpin SE, Wagner DE. Acellular human lung scaffolds to model lung disease and tissue regeneration. Eur Respir Rev. 2018; 27: 180021.

13. Iravani S, Varma RS. Green synthesis, biomedical and biotechnological applications of carbon and graphene quantum dots. Environ Chem Lett. 2020; 1-25. doi: 10.1007 / s10311-020-00984-0.

14. Кованов В.В. Эксперимент в хирургии. — М.: Мол. Гвардия, 1989. — 237с.

15. Шалимов С.А. Руководство по экспериментальной хирургии. — М.: Медицина, 1989. — 270 с.

16. Экспериментальная хирургия / Под. ред. Шевченко Ю.Л. — изд. 2-е, доп. — М.: Династия, 2011. — 583 с.