Регенераторные свойства внеэмбриональных органов человека в тканевой инженерии


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Приведены данные, обеспечивающие регенераторные особенности пуповины в свете их потенциального использования для тканевой инженерии. К настоящему времени в научной литературе накоплены знания о регенераторных свойствах тканей провизорных органов (пуповина, амниотическая мембрана) млекопитающих. Молекулы, экспрессированные клетками внеэмбриональных структур и фиксированные на внеклеточном матриксе, способны обеспечивать процессы регенерации при трансплантации матрикса в поврежденные ткани взрослых организмов. Развитие тканевой инженерии предполагает использование внеклеточного матрикса как основы, к которой мигрируют и прикрепляются клетки для размножения, дифференцировки и продолжительного функционирования. Матриксы благодаря своей структуре интегрируются в ткань пациента и предоставляют условия для роста и созревания клеток. Клетки, которыми заселяют матрикс в биореакторе перед трансплантацией конструкции, либо резидентные клетки, рекрутированные в трансплантированный внеклеточный матрикс, а также клеточно-матриксные взаимодействия - необходимые компоненты тканевой инженерии. Существующие коммерческие биоинженерные продукты, созданные из тканей млекопитающих, имеют ряд преимуществ и существенных недостатков из-за рисков иммунологических реакций и передачи прионных инфекций. Трансплантация человеку продуктов из ксеногенных материалов в Российской Федерации законодательно запрещена. Лимитированность донорского прижизненного материала и длительность юридического оформления при получении кадаверного биоматериала, пагубно отражающегося на его сохранности, требуют поиска подходящего гомологичного биоматериала.Внеэмбриональные ткани провизорных органов благодаря особенностям эмбрионального фенотипа имеют особые биологические свойства, проявляющиеся способностью к безрубцовому заживлению ран. Низкая иммуногенность, оптимальные механические свойства внеклеточного матрикса, присутствие в нем молекул клеточной адгезии и способствующих регенерации факторов роста клеток обеспечивают тканеинженерным конструкциям из пуповины и амниотической мембраны противовоспалительные, антифибротические, антирубцовые свойства. Провизорные органы благодаря доступности и неинвазивности получения у здоровых молодых доноров видятся превосходным источником гомологичного биоматериала для получения матриксов, клеток и гидрогелей для нужд тканевой инженерии и регенеративной медицины.

Об авторах

Л И Калюжная

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mail.ru
Санкт-Петербург

О Н Харкевич

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mail.ru
Санкт-Петербург

А А Шмидт

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mail.ru
Санкт-Петербург

О В Протасов

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mail.ru
Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Костюнина, В.С. Культуры мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток костного мозга, пуповины и плаценты отличаются по уровню экспрессии генов цитокинов, под- держивающих гемопоэз / В.С. Костюнина [и др.] // Гены & Клетки. - 2015. - Т. Х. - № 1. - С. 61-68.
  2. Федеральный закон от 23.06.2016 N 180-ФЗ «О биомеди- цинских клеточных продуктах» // Росс. газета. - 2016. - № 139. - 28 июня.
  3. Achterberg, V.F. The nano-scale mechanical properties of the extracellular matrix regulate dermal fibroblast function / V.F. Achterberg [et al.] // J. Invest. Dermatol. - 2014. - Vol. 134, № 7. - P. 1862-72.
  4. Akita, S. Basic fibroblast growth factor in scarless wound healing / S. Akita [et al.] // Adv. Wound Care. - 2013. - Vol. 2, № 2. - P. 44-49.
  5. Armstrong, J.R. Ontogeny of the skin and the transition from scar- free to scarring phenotype during wound healing in the pouch young of a marsupial, Monodelphis domestica / J.R. Armstrong [et al.] // Dev. Biol. - 1995. - № 169. - P. 42-260.
  6. Barrientos, S. Growth factors and cytokines in wound healing / S. Barrientos [et al.] // Wound Repair Regen. - 2008. - Vol.16. - P. 585-601.
  7. Beiki, B. Fabrication of a three dimensional spongy scaffold using human Wharton’s jelly derived extra cellular matrix for wound healing / B. Beiki [et al.] // Materials science & Engi- neering. Materials For Biological Applications. - 2017. - Vol. 78. - P. 627-638.
  8. Brown, R.A. In the beginning there were soft collagenβcell gels: towards better 3D connective tissue models? / R.A. Brown // Exp. Cell Res. - 2013. - № 319. - P. 2460.
  9. Davis, G.E. Matricryptic sites control tissue injury responses in the cardiovascular system: relationships to pattern recognition receptor regulated events / G.E. Davis // J. Mol. Cell Cardiol. - 2010. - Vol. 48. - P. 454-460.
  10. Galili, U. Avoiding detrimental human immune response against Mammalian extracellular matrix implants / U. Galili // Tissue Eng. Part B Rev. - 2015. - Vol. 21, № 2. - P. 231-241.
  11. Jaimes-Parra, B.D. Membranes derived from human umbilical cord Wharton’s jelly stem cells as novel bioengineered tissue-like constructs / B.D. Jaimes-Parra [et al.] // Histology and histopa- tology. - 2018. - Vol. 33, № 2. - P. 147-156. ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ 4 (64) - 2018
  12. Koci, Z. Extracellular Matrix Hydrogel Derived from Human Umbilical Cord as a Scaffold for Neural Tissue Repair and Its Comparison with Extracellular Matrix from Porcine Tissues / Z. Koci [et al.] // Tissue Engineering Part C - Methods. - 2017. - Vol. 23, № 6. - P. 333 - 345.
  13. Kong, W. Germ plasm like Dot cells maintain their wound re- generative function after in vitro expansion / W. Kong [et al.] // Clin. Exp. Pharmacol. and Physiol. - 2010. - Vol. 37, № 4. - P. 136-144.
  14. Kulkarni, M.L. Absence of Wharton’s jelly around the umbilical arteries / M.L. Kulkarni [et al.] // Indian J. Pediatr. - 2007. - Vol. 74, № 8. - P. 787-789.
  15. Longaker, M.T. Adult skin wounds in the fetal environment heal with scar formation / M.T. Longaker [et al.] // Ann Surg. - 1994. - № 219. - P. 65-72.
  16. Murphy, S.V. 3D bioprinting of tissues and organs / S.V. Murphy // Nat. Biotechnol. - 2014. - Vol. 32. - P. 773-785.
  17. Sabapathy, V. Human Wharton’s Jelly Mesenchymal Stem Cells plasticity augments scar-free skin wound healing with hair growth / V. Sabapathy [et al.] // PLoS One. - 2014. - Vol. 9, № 4. - P. 93726.
  18. Satish, L. Cellular and molecular characteristics of scarless ver- sus fibrotic wound healing / L. Satish [et al.] // Dermatol. Res. Pract. - 2010. - P. 790234.
  19. Snyman, C. MMP-14 in skeletal muscle repair / C. Snyman [et al.] // J. Muscle Res Cell Motil. - 2015. - Vol. 36. - P. 215-225.
  20. Swinehart, I.T. Extracellular matrix bioscaffolds in tissue remodel- ing and morphogenesis / I.T. Swinehart [et al.] // Developmental Dynamics. - 2016. - Vol. 245. - P. 351-360.
  21. Tukmachev, D. Injectable Extracellular Matrix Hydrogels as Scaf- folds for Spinal Cord Injury Repair / D. Tukmachev [et al.] // Tissue Eng. - 2016. - Vol. 22. - P. 306-320.
  22. Wang, S. Smart hydrogels for 3D bioprinting / S. Wang [et al.] // Int. J. Bioprinting. - 2015. -Vol. 1, № 1. - P. 3-14.
  23. Wong, V.W. Focal adhesion kinase links mechanical force to skin fibrosis via inflammatory signaling / V.W. Wong [et al.] // Nat. Med. - 2011. - Vol. 18. - P. 148-152.
  24. Wulff, B.C. Mast cells contribute to scar formation during fetal wound healing / B.C. Wulff [et al.] // J. Invest. Dermatol. - 2012. - Vol. 132. - P. 458-465.
  25. Yagi, L.H. Human fetal wound healing: a review of molecular and cellular aspects / L.H. Yagi [et al.] // Eur. J. Plast. Surg. - 2016. - Vol. 39. - P. 239-246.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Калюжная Л.И., Харкевич О.Н., Шмидт А.А., Протасов О.В., 2018

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).