Проблема ксенотрансплантации роговиц в офтальмологии

Введение. Настоящая работа посвящена оценке основных структурных характеристик роговицы индейки, критическому анализу полученных и литературных данных для определения потенциала применения данного ксеногенного материала при кератопластике. Подсчитано, что на сегодня количество пациентов, ожидающих кератопластику, составляет более 12 миллионов человек во всем мире. Основная причина длительного ожидания заключается в острой нехватке трупных донорских человеческих роговиц – необходимого материала для проведения кератопластики. Результаты последних исследований позволяют оптимистично охарактеризовать развивающееся направление ксеногенной кератопластики, однако количество изученных в мировой литературе животных-доноров на сегодня остается достаточно ограниченным. По этой причине была сформулирована цель настоящего исследования.

Цель: в эксперименте провести оценку основных структурных характеристик и возможности использования роговицы индейки (лат. Meleagris gallopavo) в качестве потенциального ксеногенного материала для селективной кератопластики.

Материалы и методы. Для выполнения данной цели использовали энуклеированные глазные яблоки индейки (n = 24), из которых были выделены роговично-склеральные комплексы (n = 24). На первом этапе проводили оценку особенностей микростроения роговицы индейки, для этого выполняли сканирующую электронную микроскопию и конфокальную микроскопию. На втором этапе оценивали возможность выкраивания роговичного ксенотрансплантата для глубокой передней послойной кератопластики. На третьем этапе оценивали возможность консервации полученного ксенотрансплантата, используя ксеногенный материал роговицы индейки.

Результаты. В результате проведенных исследований установлено, что роговица индейки представлена всеми основными слоями, характерными для роговицы человека. Установлено, что толщина роговицы индейки составляет 508 ± 33,5 мкм. Подтверждено наличие боуменовой мембраны. Показана возможность консервации роговицы индейки до 5 суток с сохранением высокой плотности эндотелиальных клеток. Продемонстрирована возможность заготовки ксенотрансплантата для глубокой передней послойной кератопластики из ксеногенного материала роговицы индейки.

Заключение. Анализ данных конфокальной микроскопии, сканирующей электронной микроскпии, а также оценка состояния ксенотрансплантата после гипотермической консервации позволяют охарактеризовать роговицу индейки как перспективный ксеногенный материал для селективной кератопластики с необходимостью дальнейшего изучения для возможности применения в реконструктивной хирургии роговицы.

1. Ackland P, Resnikoff S, Bourne R. World blindness and visual impairment: despite many successes, the problem is growing. Community Eye Health. 2017;30(100):71-73. PMID: 29483748; PMCID: PMC5820628.

2. Holland G, Pandit A, Sánchez-Abella L, Haiek A, Loinaz I, Dupin D, Gonzalez M, Larra E, Bidaguren A, Lagali N, Moloney EB, Ritter T. Artificial Cornea: Past, Current, and Future Directions. Front Med (Lausanne). 2021 Nov 12;8:770780. doi: 10.3389/fmed.2021.770780. PMID: 34869489; PMCID: PMC8632951.

3. Gain P, Jullienne R, He Z, Aldossary M, Acquart S, Cognasse F, Thuret G. Global Survey of Corneal Transplantation and Eye Banking. JAMA Ophthalmol. 2016 Feb;134(2):167-73. doi: 10.1001/jamaophthalmol.2015.4776. PMID: 26633035.

4. Yoon CH, Choi HJ, Kim MK. Corneal xenotransplantation: Where are we standing? Prog Retin Eye Res. 2021 Jan;80:100876. doi: 10.1016/j.preteyeres.2020.100876. Epub 2020 Aug 2. PMID: 32755676; PMCID: PMC7396149.

5. Nascimento H, Martins TMM, Moreira R, Barbieri G, Pires P, Carvalho LN, Rosa LR, Almeida A, Araujo MS, Pessuti CL, Ferrer H, Pereira Gomes JÁ, Belfort R Jr, Raia S. Current Scenario and Future Perspectives of Porcine Corneal Xenotransplantation. Cornea. 2025 Mar 1;44(3):387-404. doi: 10.1097/ICO.0000000000003723. PMID: 39413247.

6. Kim MK, Hara H. Current status of corneal xenotransplantation. Int J Surg. 2015 Nov;23(Pt B):255-260. doi: 10.1016/j.ijsu.2015.07.685. Epub 2015 Jul 29. PMID: 26231995.

7. Maghsoudlou P, Sood G, Gurnani B, Akhondi H. Cornea Transplantation. 2024 Feb 24. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2025 Jan–. PMID: 30969512.

8. Crawford AZ, Patel DV, McGhee CNj. A brief history of corneal transplantation: From ancient to modern. Oman J Ophthalmol. 2013 Sep;6(Suppl 1):S12-7. doi: 10.4103/0974-620X.122289. PMID: 24391366; PMCID: PMC3872837.

9. Hara H, Cooper DK. Xenotransplantation--the future of corneal transplantation? Cornea. 2011 Apr;30(4):371-8. doi: 10.1097/ICO.0b013e3181f237ef. PMID: 21099407; PMCID: PMC3081421.

10. Song YW, Pan ZQ. Reducing porcine corneal graft rejection, with an emphasis on porcine endogenous retrovirus transmission safety: a review. Int J Ophthalmol. 2019 Feb 18;12(2):324-332. doi: 10.18240/ijo.2019.02.21. PMID: 30809491; PMCID: PMC6376240.

11. Islam R, Islam MM, Nilsson PH, Mohlin C, Hagen KT, Paschalis EI, Woods RL, Bhowmick SC, Dohlman CH, Espevik T, Chodosh J, Gonzalez-Andrades M, Mollnes TE. Combined blockade of complement C5 and TLR co-receptor CD14 synergistically inhibits pig-to-human corneal xenograft induced innate inflammatory responses. Acta Biomater. 2021 Jun;127:169-179. doi: 10.1016/j.actbio.2021.03.047. Epub 2021 Mar 27. PMID: 33785451.

12. Shi Y, Bikkuzin T, Song Z, Jin X, Jin H, Li X, Zhang H. Comprehensive evaluation of decellularized porcine corneal after clinical transplantation. Xenotransplantation. 2017 Nov;24(6). doi: 10.1111/xen.12338. Epub 2017 Sep 24. PMID: 28944512.

13. Zheng J, Huang X, Zhang Y, Wang Y, Qin Q, Lin L, Jin X, Lam C, Zhang J. Short-term results of acellular porcine corneal stroma keratoplasty for herpes simplex keratitis. Xenotransplantation. 2019 Jul;26(4):e12509. doi: 10.1111/xen.12509. Epub 2019 Apr 10.

14. Zheng Q, Zhang Y, Ren Y, Zhao Z, Hua S, Li J, Wang H, Ye C, Kim AD, Wang L, Chen W. Deep anterior lamellar keratoplasty with cross-linked acellular porcine corneal stroma to manage fungal keratitis. Xenotransplantation. 2021 Mar;28(2):e12655. doi: 10.1111/xen.12655. Epub 2020 Oct 26. PMID: 33103812.

15. Liu XN, Zhu XP, Wu J, Wu ZJ, Yin Y, Xiao XH, Su X, Kong B, Pan SY, Yang H, Cheng Y, An N, Mi SL. Acellular ostrich corneal stroma used as scaffold for construction of tissue-engineered cornea. Int J Ophthalmol. 2016 Mar 18;9(3):325-31. doi: 10.18240/ijo.2016.03.01. PMID: 27158598; PMCID: PMC4844048.

16. Нестеров А.П. Экспериментальные исследования по пересадке гетерогенной роговой оболочки: Автореф. Дисс.…канд. мед. наук. -Куйбышев, 1956. – 20 с.