Изготовление тканеинженерного бесклеточного матрикса пуповины человека


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Развитие тканевой инженерии основано на использовании внеклеточного матрикса как конструкта, к которому мигрируют и прикрепляются клетки для пролиферации, дифференцировки и продолжительного функционирования. Получение матрикса - одна из важнейших задач, поскольку он должен быть неиммуногенным, иметь оптимальные механические свойства, содержать молекулы клеточной адгезии и факторы роста и деградировать в прогнозируемое время. Поиск биоматериала для изготовления матрикса ограничен рядом обстоятельств. Тканеспецифичный для матрикса прижизненный биоматериал лимитирован, кадаверный - мало приемлем по причине возрастных изменений или болезней, снижающих регенераторные способности тканей; синтетические материалы лишены молекул клеточной адгезии либо недеградируемы. Пуповина - доступный гомологичный биоматериал внеэмбрионального происхождения, сохраняющий особенности эмбрионального фенотипа. Обосновывается оптимальная методика децеллюляризации Вартонова студня пуповины человека при изготовлении полнокомпонентного бесклеточного матрикса. Децеллюляризацию пуповины осуществляли используя детергентную методику с 0,05% раствором додецилсульфата натрия в течение 24 ч. Качество децеллюляризации оценивали микроскопически при окрашивании флуоресцентным красителем и количественной оценкой нуклеиновых кислот. Использованный щадящий способ удаления клеток из ткани Вартонова студня удовлетворяет существующим критериям эффективности децеллюляризации, поскольку в обработанном биоматериале остаются лишь единичные клетки и малое количество дезоксирибонуклеиновой кислоты. Методика не предусматривает центрифугирования при высоких скоростях, при котором из матрикса теряются гликозаминогликаны и протеогликаны, ферментативного воздействия, разрушающего фибриллярные коллагеновые структуры, нефизиологических условий децеллюляризации. Терапевтический успех тканеинженерных конструкций на основе внеклеточного матрикса будет зависеть не только от биоактивности пуповины, но и от сохранности состава, структуры и механических характеристик матрикса. Провизорные органы благодаря доступности и неинвазивности получения у здоровых молодых доноров являются превосходным источником гомологичного биоматериала для получения матриксов.

Об авторах

Л И Калюжная

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

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

В Е Чернов

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

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

А С Фрумкина

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

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

С В Чеботарев

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

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

Д А Земляной

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Санкт-Петербург

Д В Товпеко

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

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

А В Косулин

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Александров, В.Н. Тканевая инженерия трахеи / В.Н. Александров [и др.] // Вестн. Росс. воен.-мед. акад. - 2016. - № 3 (55). - С. 212-219.
  2. Строев, Ю.И. Системная патология соединительной ткани: руководство для врачей / Ю.И. Строев, Л.П. Чурилов. - СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2014. - 368 с.
  3. Федеральный закон от 23.06.2016 г. № 180-ФЗ «О биомедицинских клеточных продуктах» // Росс. газета. - 2016. - № 139. - 28 июн.
  4. Basiri, A. A silk fbroin/decellularized extract of Wharton’s jelly hydrogel intended for cartilage tissue engineering / A. Basiri [et al.] // Progress in Biomaterials. - 2019. - № 8. - P. 31-42.
  5. 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 & Engineering. Materials For Biological Applications. - 2017. - Vol. 78. - P. 627-638.
  6. Camann, W. Complex Umbilical-Cord Knot / W. Camann [et al.] // N. Engl. J. Med. - 2003. - № 349. - Р. 2.
  7. Crapo, P.M. An overview of tissue and whole organ decellularization processes / P.M. Crapo [et al.] // Biomaterials. - 2011. - Vol. 32, № 12. - P. 3233-3243.
  8. Dan, P. Human-derived extracellular matrix from Wharton’s jelly: an untapped substrate to build up a standardized and homogeneous coating for vascular engineering / Р. Dan [et al.] // Acta Biomaterialia. - 2017. - Vol. 48. - P. 227-237.
  9. Herrero-Mendez, A. HR007: a family of biomaterials based on glycosaminoglycans for tissue repair / A. Herrero-Mendez [et al.] // J. Tissue Eng. Regen. Med. - 2017. - Vol. 11, № 4. - P. 989-1001.
  10. Hung, S.H. Larynx decellularization: combining freeze-drying and sonication as an effective method / S.H. Hung [et al.] // J. Voice. - 2013. - Vol. 27, № 3. - P. 289-294.
  11. Ko čí , 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. Kočí [et al.] // Tissue Engineering Part C - Methods. - 2017. - Vol. 23, № 6. - P. 333-345.
  12. 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.
  13. Leung, А. Fetal wound healing: implications for minimal scar formation / A. Leung [et al.] // Curr. Opin. Pediatr. - 2015. - Vol. 24, № 3. - P. 371-378.
  14. Medberry, C.J. Hydrogels derived from central nervous system extracellular matrix / C.J. Medberry [et al.] // Biomaterials. - 2013. - Vol. 34, № 4. - P. 1033-1040.
  15. Nanaev, A.K. Stromal Differentiation and Architecture of the Human Umbilical Cord / A.K. Nanaev [et al.] // Placenta. - 1997. - Vol. 18, № 1. - P. 53-64.
  16. Pat. № US 8,685,732 B2 United States. Biomaterial based on Wharton Jelly from the human umbilical cord / J.F. Perez [et al.]; Pub. Date: 20.10.2011.
  17. Pat. № 5,436,135 United States. New preparation of placenta collagen, their extraction method and their applications / J.-L. Tayot, M. Tardy; Pub. Date: 25.07.1995.
  18. Tukmachev, D. Injectable Extracellular Matrix Hydrogels as Scaffolds for Spinal Cord Injury Repair / D. Tukmachev [et al.] // Tissue Eng. - 2016. - Vol. 22, № 3-4. - P. 306-317.
  19. Xiao, B. Extracellular matrix from human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells as a scaffold for peripheral nerve regeneration / В. Xiao [et al.] // Neural Regen. Res. - 2016. - Vol. 11, № 7. - Р. 1172-1179.
  20. Xiao, T. Fabrication and In Vitro Study of Tissue-Engineered Cartilage Scaffold Derived from Wharton’s Jelly Extracellular Matrix / T. Xiao [et al.] // Hindawi BioMed. Research International. - 2017. - 12 p.
  21. Zhao, P. hWJECM-derived oriented scaffolds with autologous chondrocytes for rabbit cartilage defect repairing / P. Zhao [et al.] // Tissue Eng. - Vol. 24, № 11-12. - P. 905-914.

© Калюжная Л.И., Чернов В.Е., Фрумкина А.С., Чеботарев С.В., Земляной Д.А., Товпеко Д.В., Косулин А.В., 2020

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

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах