vtioВестник трансплантологии и искусственных органовRussian Journal of Transplantology and Artificial Organs1995-1191Academician V.I.Shumakov National Medical Research Center of Transplantology and Artificial Organs", Ministry of Health of the Russian Federation10.15825/1995-1191-2017-2-90-97vtio-756Research ArticleРегенеративная медицина и клеточные технологииRegenerative Medicine and Cell TechnologiesСравнительный морфологический анализ изолированных островков поджелудочной железы крысы, культивируемых в стандартных условиях и с биополимерным микрогетерогенным коллагенсодержащим гелемMorphological analysis of isolated rat pancreatic islets cultured under standard culture technique and with biopolymer microstructured collagen‑containing hydrogelКирсановаЛ. А.KirsanovaL. A.БарановаН. В.BaranovaN. V.barnats@yandex.ruБубенцоваГ. Н.BubentsovaG. N.СевастьяновВ. И.SevastianovV. I.ФГБУ «Федеральный научный центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова» Минздрава РоссииРоссияV.I. Shumakov Federal Research Center of Transplantology and Artificial Organs of the Ministry of Healthcare of the Russian FederationRussian Federation2017220620171929097Copyright © Кирсанова Л.А., Баранова Н.В., Бубенцова Г.Н., Севастьянов В.И., 20172017Кирсанова Л.А., Баранова Н.В., Бубенцова Г.Н., Севастьянов В.И.Kirsanova L.A., Baranova N.V., Bubentsova G.N., Sevastianov V.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.transpl.ru/vtio/article/view/756

Введение. Внеклеточный матрикс, основным компонентом которого является коллаген, играет существенную роль в сохранении структурной целостности и обеспечении функции островков Лангерганса поджелудочной железы (ПЖ). Даже частичное воссоздание нативного микроокружения может оказаться полезным для сохранения жизнеспособности изолированных островков в условиях in vitro и in vivo. Цель. Провести сравнительный морфологический анализ островков крысы, культивируемых с биополимерным микрогетерогенным коллагенсодержащим гидрогелем (БМКГ) и в стандартных условиях in vitro. Материалы и методы. Островки изолировали из ПЖ (n = 11), ориентируясь на классическую методику с использованием коллагеназы, с некоторыми модификациями. Были использованы методы рутинного гистологического окрашивания, методы иммунофлуоресценции и иммуногистохимии. Результаты. Oстровки, культивируемые с БМКГ, не обнаруживали признаков деградации структуры и сохраняли жизнеспособность в течение 7 суток культивирования. Вывод. Выявлено позитивное влияние БМКГ на сохранение целостности и жизнеспособности островков.

Introduction. Extracellular matrix play an essential role in providing structural integrity and physiological support to Langerhans islets in pancreas. Imitation of the native microenvironment can be useful for viability of isolated pancreatic islets in vitro and in vivo. Aim. The purpose of this study was to characterize and compare the effect of biopolymer microstructured collagen-containing hydrogel (BMCH) on isolated rat islets survival. Materials and methods. Islets were isolated by classic collagenase techniques with some modifications. There were used hystological, immunofluorescence and immunohystochemistry methods. Results. Rat islets cultured with collagen-based gel don’t revealed destructive changes of structure and remained viabile 7 days incubation. Conclusion. Positive effect of BMCH to rat islet survival was revealed.

островки Лангергансаподжелудочная железавнеклеточный матрикскультивированиеколлагенсодержащий гельLangerhans isletspancreasextracellular matrixculturecollagen-containing hydrogelReferencesShapiro AM, Hao EG, Lakey JR, Yakimets WJ, Churchill TA, Mitlianga PG, Papadopoulos GK et al. Novel approaches toward early diagnosis of islet allograft rejection. Transplantation. 2001 Jun 27; 71 (12); 1709– 1718. PMID: 11455247.Shapiro AM, Hao EG, Lakey JR, Yakimets WJ, Churchill TA, Mitlianga PG, Papadopoulos GK et al. Novel approaches toward early diagnosis of islet allograft rejection. Transplantation. 2001 Jun 27; 71 (12); 1709– 1718. PMID: 11455247.Shapiro AM, Pokrywczynska M, Ricordi C. Clinical pancreatic islet transplantation. Nat. Rev. Endocrinol. 2016 Nov 11. doi: 10.1038/nrendo.2016.178. PMID: 27834384.Shapiro AM, Pokrywczynska M, Ricordi C. Clinical pancreatic islet transplantation. Nat. Rev. Endocrinol. 2016 Nov 11. doi: 10.1038/nrendo.2016.178. PMID: 27834384.Llacua A, de Haan BJ, Sminc SA, de Vos P. Extracellular matrix components supporting humanislet function in alginate-based immunoprotective microcapsules for treatment of diabetes. J. Biomed. Mater. Res. A. 2016 Jul; 104 (7): 1788–1796. doi: 10.1002/jbm.a.35706.Llacua A, de Haan BJ, Sminc SA, de Vos P. Extracellular matrix components supporting humanislet function in alginate-based immunoprotective microcapsules for treatment of diabetes. J. Biomed. Mater. Res. A. 2016 Jul; 104 (7): 1788–1796. doi: 10.1002/jbm.a.35706.Stendahl JC, Kaufman DB, Stupp SI. Extracellular matrix in pancreatic islets: relevance to scaffold design and transplantation. Cell Transplantation. 2009; 18 (1): 1–12.Stendahl JC, Kaufman DB, Stupp SI. Extracellular matrix in pancreatic islets: relevance to scaffold design and transplantation. Cell Transplantation. 2009; 18 (1): 1–12.Abualhassan N, Sapozhnikov L, Pawlick RL, Kahana M, Pepper AR, Bruni A, Gala-Lopez B et al. Lung-derived microscaffolds facilitate diabetes reversal after mouse and human intraperitoneal islet transplantation. PLoS One. 2016 May 26; 11 (5): e0156053. doi: 10.1371/journal.pone.0156053.e Collection 2016. PMID 27227978.Abualhassan N, Sapozhnikov L, Pawlick RL, Kahana M, Pepper AR, Bruni A, Gala-Lopez B et al. Lung-derived microscaffolds facilitate diabetes reversal after mouse and human intraperitoneal islet transplantation. PLoS One. 2016 May 26; 11 (5): e0156053. doi: 10.1371/journal.pone.0156053.e Collection 2016. PMID 27227978.Amer LD, Mahoney MJ, Bryant SJ. Tissue engineering approaches to cell-based type 1 diabetes therapy. Tissue engineering. 2014; part B, 20 (5): 455–467. doi: 10.1089/ten.TEB.2013.04.62. PMID: 24417705.Amer LD, Mahoney MJ, Bryant SJ. Tissue engineering approaches to cell-based type 1 diabetes therapy. Tissue engineering. 2014; part B, 20 (5): 455–467. doi: 10.1089/ten.TEB.2013.04.62. PMID: 24417705.Hynes RO. The extracellular matrix: not just pretty fibrils. Science. 2009 Nov 27; 326 (5957): 1216–1219. doi: 10.1126/science.1176009. PMID: 19965464.Hynes RO. The extracellular matrix: not just pretty fibrils. Science. 2009 Nov 27; 326 (5957): 1216–1219. doi: 10.1126/science.1176009. PMID: 19965464.Tziampazis E, Sambanis A. Tissue engineering of a bioartificial pancreas: modeling the cell environment and device function. Biotechnol. Prog. 1995 Mar-Apr; 11 (2): 115–126. doi: 10.1021/bp00032a001. PMID: 7766095.Tziampazis E, Sambanis A. Tissue engineering of a bioartificial pancreas: modeling the cell environment and device function. Biotechnol. Prog. 1995 Mar-Apr; 11 (2): 115–126. doi: 10.1021/bp00032a001. PMID: 7766095.Ko JH, Kim YH, Jeong SH, Lee S, Park SN, Shim IK, Kim SC. Collagen esterification enhances the β-cells in 2D and 3D culture systemes. Biochem. Blophys. Res. Commun. 2015 Aug 7; 483 (4): 1084–1090. doi: 10.1016/ j.bbrc.2015.06.062. PMID: 26079884.Ko JH, Kim YH, Jeong SH, Lee S, Park SN, Shim IK, Kim SC. Collagen esterification enhances the β-cells in 2D and 3D culture systemes. Biochem. Blophys. Res. Commun. 2015 Aug 7; 483 (4): 1084–1090. doi: 10.1016/ j.bbrc.2015.06.062. PMID: 26079884.Riopel M, Wang R. Collagen matrix support of pancreatic islet survival and function. Front. Biosci. (Landmark Ed). 2014 Jan 1; 19: 77–90. PMID: 24389173.Riopel M, Wang R. Collagen matrix support of pancreatic islet survival and function. Front. Biosci. (Landmark Ed). 2014 Jan 1; 19: 77–90. PMID: 24389173.Szebeni GJ, Tancos Z, Feher LZ, Alfoldi R, Kobolak J, Dinnyes A, Puskas LG. Real architecture for 3D Tissue (RAFT) culture system improves viability and maintains insulin and glucagon production of mouse pancreatic islet cells. Cytotechnology. 2017; 69 (2): 359–369. doi: 10.1007/s10616-017-0067-6. PMID: 28/81140.Szebeni GJ, Tancos Z, Feher LZ, Alfoldi R, Kobolak J, Dinnyes A, Puskas LG. Real architecture for 3D Tissue (RAFT) culture system improves viability and maintains insulin and glucagon production of mouse pancreatic islet cells. Cytotechnology. 2017; 69 (2): 359–369. doi: 10.1007/s10616-017-0067-6. PMID: 28/81140.Fisher SA, Tam RY, Shoichet MS. Tissue mimetics: engineered hydrogel matrices provide biomimetic environments for cell growth. Tissue Engineering. 2014; Part A, 20 (5, 6): 895–898.Fisher SA, Tam RY, Shoichet MS. Tissue mimetics: engineered hydrogel matrices provide biomimetic environments for cell growth. Tissue Engineering. 2014; Part A, 20 (5, 6): 895–898.Севастьянов ВИ, Перова НВ. Инъекционный гетерогенный биополимерный гидрогель для заместительной и регенеративной хирургии и способ его получения. Патент РФ № 2433828 (2011). Sevast’yanov VI, Perova NV. In’’ekcionnyj geterogennyj biopolimernyj gidrogel’ dlya zamestitel’noj i regenerativnoj hirurgii i sposob ego polucheniya. Patent RF № 2433828 (2011).Севастьянов ВИ, Перова НВ. Инъекционный гетерогенный биополимерный гидрогель для заместительной и регенеративной хирургии и способ его получения. Патент РФ № 2433828 (2011). Sevast’yanov VI, Perova NV. In’’ekcionnyj geterogennyj biopolimernyj gidrogel’ dlya zamestitel’noj i regenerativnoj hirurgii i sposob ego polucheniya. Patent RF № 2433828 (2011).Соловьева ИВ, Шестерня Н, Перова НВ, Севастья­нов ВИ. Комбинированное применение биополимерного гетерогенного гидрогеля и гиалуроновой кислоты при ОА (первый опыт). Врач. 2016; 1: 12–17. Solovyeva IV, Shesternya N, Perova NV, Sevastianov VI. Coadministration of heterogeneous biopolymer hydrogel and hyaluronic acid in osteoarthritis: the first experience. Vrach. 2016; 1: 12–17.Соловьева ИВ, Шестерня Н, Перова НВ, Севастья­нов ВИ. Комбинированное применение биополимерного гетерогенного гидрогеля и гиалуроновой кислоты при ОА (первый опыт). Врач. 2016; 1: 12–17. Solovyeva IV, Shesternya N, Perova NV, Sevastianov VI. Coadministration of heterogeneous biopolymer hydrogel and hyaluronic acid in osteoarthritis: the first experience. Vrach. 2016; 1: 12–17.Соловьева ИВ, Перова НВ, Севастьянов ВИ. Возможности применения биополимерного микрогетерогенного коллагенсодержащего геля при травмах и заболеваниях опорно-двигательного аппарата. Современная медицина. 2016; 2: 66–69. Solov’eva IV, Perova NV, Sevast’yanov VI. Vozmozhnosti primeneniya biopolimernogo mikrogeterogennogo kollagensoderzhashchego gelya pri travmah i zabolevaniyah opornodvigatel’nogo apparata. Sovremennaya medicina. 2016; 2: 66–69.Соловьева ИВ, Перова НВ, Севастьянов ВИ. Возможности применения биополимерного микрогетерогенного коллагенсодержащего геля при травмах и заболеваниях опорно-двигательного аппарата. Современная медицина. 2016; 2: 66–69. Solov’eva IV, Perova NV, Sevast’yanov VI. Vozmozhnosti primeneniya biopolimernogo mikrogeterogennogo kollagensoderzhashchego gelya pri travmah i zabolevaniyah opornodvigatel’nogo apparata. Sovremennaya medicina. 2016; 2: 66–69.Федяков АГ, Древаль ОН, Севастьянов ВИ, Перо­ва НВ, Кузнецов АВ, Чапандзе ГН. Экспериментально-клиническое обоснование применения биодеградируемых имплантатов в хирургическом лечении поражений периферических нервов. Вопросы ней­ рохирургии им. Н.Н. Бурденко. 2010; 3: 15–18. Fedyakov AG, Dreval’ ON, Sevast’yanov VI, Perova NV, Kuznecov AV, Chapandze GN. Ehksperimental’no-klinicheskoe obosnovanie primeneniya biodegradiruemyh implantatov v hirurgicheskom lechenii porazhenij perifericheskih nervov. Voprosy nejrohirurgii im. N.N. Burdenko. 2010; 3: 15–18.Федяков АГ, Древаль ОН, Севастьянов ВИ, Перо­ва НВ, Кузнецов АВ, Чапандзе ГН. Экспериментально-клиническое обоснование применения биодеградируемых имплантатов в хирургическом лечении поражений периферических нервов. Вопросы ней­ рохирургии им. Н.Н. Бурденко. 2010; 3: 15–18. Fedyakov AG, Dreval’ ON, Sevast’yanov VI, Perova NV, Kuznecov AV, Chapandze GN. Ehksperimental’no-klinicheskoe obosnovanie primeneniya biodegradiruemyh implantatov v hirurgicheskom lechenii porazhenij perifericheskih nervov. Voprosy nejrohirurgii im. N.N. Burdenko. 2010; 3: 15–18.Скалецкий НН, Кирсанова ЛА, Севастьянов ВИ. Разработка и экспериментальное исследование ткане-инженерных конструкций поджелудочной железы из культур островковых клеток поджелудочной железы и биодеградируемых носителей с целью стимуляции регенерации β-клеток у больных сахарным диабетом. Трансплантология: итоги и перспективы. 2014; VI: 120–124. Skaletskiy NN, Kirsanova LA, Sevastianov VI. Development and experimental research cell-engineering constructs from cultures of pancreatic islet cells and biodegradable scaffolds in order to stimulate the regeneration of β-cells in patients with diabetes. Transplantation: results and prospects. 2014; VI: 120–124.Скалецкий НН, Кирсанова ЛА, Севастьянов ВИ. Разработка и экспериментальное исследование ткане-инженерных конструкций поджелудочной железы из культур островковых клеток поджелудочной железы и биодеградируемых носителей с целью стимуляции регенерации β-клеток у больных сахарным диабетом. Трансплантология: итоги и перспективы. 2014; VI: 120–124. Skaletskiy NN, Kirsanova LA, Sevastianov VI. Development and experimental research cell-engineering constructs from cultures of pancreatic islet cells and biodegradable scaffolds in order to stimulate the regeneration of β-cells in patients with diabetes. Transplantation: results and prospects. 2014; VI: 120–124.Hawthorne WJ, Simond DM, Stokes R, Patel AT, Walters S, Burgess J, O Connell PJ. Subcapsular fetal pig pancreas fragment transplantation provides normal blood glucose control in a preclinical model diabetes. Transplantation. 2011 Mar 15; 91 (5): 515–521. doi: 10.1097/TP.0b013e3182079474. PMID: 21183867.Hawthorne WJ, Simond DM, Stokes R, Patel AT, Walters S, Burgess J, O Connell PJ. Subcapsular fetal pig pancreas fragment transplantation provides normal blood glucose control in a preclinical model diabetes. Transplantation. 2011 Mar 15; 91 (5): 515–521. doi: 10.1097/TP.0b013e3182079474. PMID: 21183867.Готье СВ, Шагидулин МЮ, Онищенко НА, Севас­тьянов ВИ. Разработка и экспериментальное исследование тканеинженерных конструкций печени из ассоциатов клеток печени и биодеградируемых носителей. Трансплантология: итоги и перспективы. 2014; VI: 131–136. Gautier SV, Shagidulin MY, Onishchenko NA, Sevastianov VI. Development and experimental research hepar cell-engineering constructs from hepatocytes and biodegrable scaffolds. Transplantation: results and prospects. 2014; VI: 131–136.Готье СВ, Шагидулин МЮ, Онищенко НА, Севас­тьянов ВИ. Разработка и экспериментальное исследование тканеинженерных конструкций печени из ассоциатов клеток печени и биодеградируемых носителей. Трансплантология: итоги и перспективы. 2014; VI: 131–136. Gautier SV, Shagidulin MY, Onishchenko NA, Sevastianov VI. Development and experimental research hepar cell-engineering constructs from hepatocytes and biodegrable scaffolds. Transplantation: results and prospects. 2014; VI: 131–136.Berney T, Molano RD, Cattan P, Pileggi A, Vizzardelli C, Oliver R, Ricordi C, Inveradi L. Endotoxin-mediated delayed islet graft function is associated with increased intra-islet cytokine production and islet cell apoptpsis. Transplantation. 2001 Jan 15; 71 (1): 125–132. PMID: 11211177.Berney T, Molano RD, Cattan P, Pileggi A, Vizzardelli C, Oliver R, Ricordi C, Inveradi L. Endotoxin-mediated delayed islet graft function is associated with increased intra-islet cytokine production and islet cell apoptpsis. Transplantation. 2001 Jan 15; 71 (1): 125–132. PMID: 11211177.Kenmochi T, Asano T, Jingu K, Iwashita C, Miyauchi H, Takahashi S, Saito T, Ochiai T. Development of a fully automaited islet digestion system. Transplant. Proc. 2000 Mar; 32 (2): 341–343. PMID: 10715434.Kenmochi T, Asano T, Jingu K, Iwashita C, Miyauchi H, Takahashi S, Saito T, Ochiai T. Development of a fully automaited islet digestion system. Transplant. Proc. 2000 Mar; 32 (2): 341–343. PMID: 10715434.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.