ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ БИОМЕДИЦИНСКОГО КЛЕТОЧНОГО ПРОДУКТА ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ СУСТАВНОГО ХРЯЩА (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ОСТЕОАРТРОЗА)

Целью работы является исследование функциональной эффективности биомедицинского клеточного продукта, состоящего из биополимерного микрогетерогенного коллагенсодержащего гидрогеля (БМКГ), мезенхимальных стромальных клеток жировой ткани человека (МСК ЖТч) и индукционной хондрогенной среды для регенерации суставного хряща. Материалы и методы. Использовали экспериментальную модель адъювантного артрита (кролики, самки, советская шиншилла) с дальнейшим развитием в остеоартроз (ОА) в сочетании с клиническими, биохимическими, рентгенологическими и гистохимическими исследованиями. Результаты. На 92-е сутки модели ОА обнаружено, что внутрисуставное введение БМКГ с МСК ЖТч в левый коленный сустав (n = 3) через 30 суток после моделирования ОА, в отличие от правого сустава (отрицательный контроль, n = 3), стимулирует процессы восстановления структуры хрящевой ткани, характеризующиеся формированием «колонок» хондроцитов, появлением во внутриклеточном матриксе изогенных групп и восстановлением его структуры. При введении в сустав БМКГ (n = 3) такие эффекты выражены значительно слабее. Выводы. Доказано наличие существенного регенеративного потенциала клеточно-инженерной конструкции хрящевой ткани человека (КИК ХТч). Можно предположить, что биостимулирующие свойства КИК ХТч обусловлены активирующим действием биомедицинского клеточного продукта на процессы миграции стволовых клеток из окружающих тканей в зону поражения с последующей их дифференцировкой. 

1. Atala A, Lanza R, Thompson J, Nerem R. Principles of regenerative medicine. Academic Press is an imprint of Elsevier, First edition; 2008.

2. Ревматология. Национальное руководство. Под ред. Насонова ЕЛ, Насоновой ВА. Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2010: 720. Rheumatology. National handbook. Eds. Nasonov EL, Nasonova VA. GEOTAR-Media: Moscow, 2010.

3. Melero-Martin JM, Al-Rubeai M. In vitro expansion of chondrocytes. Topics in Tissue Engineering. 2007; 3: 37.

4. Мазуров ВИ. Болезни суставов. СПб.: СпецЛит, 2008: 27–31. Mazurov VI. Joint disease. SPb: SpetsLit, 2008: 27–31.

5. Деев РВ. Анализ рынка клеточных препаратов для коррекции патологии скелетных тканей. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2006; 2 (4): 78–83. Deev RV. Market analysis of cell preparations for correction of the pathology of the skeletal tissues. Cell Transplantology and Tissue Engineering. 2006; 2 (4): 78–83.

6. Jones DG., Peterson L. Autologous chondrocyte implantation. In the book: Cartilage repair strategies. Ed. by Williams RJ. Humana Press, Totowa, New Jersey. 2007: 137–166.

7. Сургученко ВА. Матриксы для тканевой инженерии и гибридных органов. Биосовместимые материалы (учебное пособие). Под ред. Севастьянова ВИ, Кирпичникова МП. Москва: МИА, 2011. Ч. II; гл. 1: 199–228. Surguchenko VA. The matrices for tissue engineering and hybrid organs. Biocompatible materials (textbook). Ed. by: Sevastianov VI, Kirpichnikov MP. Moscow: MIA, 2011; 2 (1): 199–228.

8. http://www.genzyme.com

9. http://www.osiristx.com

10. http://www.tigenix.com

11. http://www.biotissue.de

12. http://www.arthro-kinetics.com

13. http://www.anikatherapeutics.com

14. http://www.codon.de

15. http://www.aci.dk

16. Husing B, Buhrlen B, Gaisser S. Human Tissue Engineered Products – Today's Markets and Future Prospects, Annex of the Final Report for Work Package 1: Analysis of the actual market situation – Mapping of industry and products, Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research, Karlsruhe, Germany. 2003: 54.

17. http://www.tetec-gmbh.de

18. Chung C, Burdick JA. Engineering Cartilage Tissue. Adv Drug Deliv Rev. 2008; 60 (2): 243–262.

19. Redman SN, Oldfield SF, Archer CW. Current strategies for articular cartilage repair, European Cells and Materials. 2005; 9: 23–32.

20. Danišovič Ľ, Lesný P, Havlas V, Teyssler P, Syrová Z, Kopáni M et al. Chondrogenic differentiation of human bone marrow and adipose tissue-derived mesenchymal stem cells. Applied Biomedicine. 2007; 5: 139–150.

21. Севастьянов ВИ, Перова НВ, Немец ЕА, Сургученко ВА, Пономарева АС. Примеры экспериментальноклинического применения биосовместимых материалов в регенеративной медицине. Биосовместимые материалы (учебное пособие). Под ред. Севастьянова ВИ, Кирпичникова МП. М.: МИА, 2011. Ч. II, гл. 3: 237–252. Sevastianov VI, Perova NV, Nemets EA, Surguchenko VA, Ponomareva AS. Biocompatible materials (textbook). Ed. by: Sevastianov VI, Kirpichnikov MP. Moscow: MIA. 2011; 2 (3): 237–252.

22. Пономарева АС, Сургученко ВА, Богданова НБ., Можейко НП., Севастьянов ВИ. Исследование дифференцировочного потенциала мезенхимальных стромальных клеток из жировой ткани человека. Вестник Саратовского государственного технического университета. 2011; 1 (53): 215–220. Ponomareva AS, Surguchenko VA, Bogdanova NB, Mozhejko NP, Sevastianov VI. The study differencirovannoe potential of mesenchymal stromal cells from human fat tissue. Vestnik Saratovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. 2011; 1 (53): 215–220.

23. Zuk PA, Zhu M, Mizuno H, Huang J, Futrell W, Katz AJ et al. Multilineage cells from human adipose tissue: implications for cell-based therapies. Tissue engineering. 2001; 17 (1): 211–228.

24. Севастьянов ВИ, Духина ГА, Пономарева АС, Кирсанова ЛА, Перова НВ, Скалецкий НН. Биомедицинский клеточный материал для регенерации суставного хряща: биосовместимые и гистоморфологические свойства (экспериментальная модель подкожной имплантации). Перспективные материалы. 2014; 10: 28–39. Sevastianov VI, Dukhina GA, Ponomareva AS, Kirsanova LA, Perova NV, Skaletskiy NN. A biomedical cell product for the regeneration of articular cartilage: Biocompatible and histomorphological properties (An experimental model of subcutaneous implantation). Perspective materials. 2014; 10: 28–39.

25. Surguchenko VA, Ponomareva AS, Kirsanova LA, Skaleckij NN, Sevastianov VI. The cell-engineered construct of cartilage on the basis of biopolymer hydrogel matrix and human adipose tissue-derived mesenchymal stromal cells (in vitro study). J. Biomed. Mater. Research. 2015; 103A (2): 463–470.

26. Егорова ВА, Пономарева АС, Богданова НБ, Абрамов ВЮ, Севастьянов ВИ. Характеристика фенотипа МСК из жировой ткани человека методом проточной цитометрии. Технологии живых систем. 2009; 6 (5): 40–46. Egorova VA, Ponomareva AS, Bogdanova NB, Abramov VYu, Sevastianov VI. Characteristic phenotype MSC from the fatty tissue of humans by flow cytometry. Technologies of living systems.2009; 6 (5): 40–46.

27. Макушин ВД, Степанов МА, Ступина ТА. Экспериментальное моделирование остеоартроза коленного сустава у собак. Биомедицина. 2012; 3: 108–115. Makushin VD, Stepanov MA, Stupina TA. Experimental modeling of knee joint osteoarthrosis in dogs. Biomedicine. 2012; 3: 108–115.

28. Vallon R, Freuler F. et al. Serum amyloid A (apoSAA) expression is up-regulated in rheumatoid arthritis and transcription of matrix metalloproteinases. Immunology. 2001; 166: 2801–2807.

29. Шиманский ВА, Кушнир ВА, Фролов ВИ, Крашенинников МЕ, Баранова ОВ, Онищенко НА. Применение аутологичных клеток костного мозга для торможения разрушения структуры хряща при остеоартрозе коленных суставов. Биологические резервы клеток костного мозга и коррекция органных дисфункций. Под ред. Шумакова ВИ, Онищенко НА. М.: ЛАВР, 2009; гл. 10: 213–224. Shimansky VA, Kushnir VA, Frolov VI, Krasheninnikov IU, Baranova S, Onishchenko NA. The use of autologous bone marrow cells for inhibition of the destruction of the structure of cartilage in osteoarthritis of the knee. Biological reserves bone marrow cells and correction of organ dysfunction. Ed. Shumakov VI, Onishchenko NA. M.: LAVR, 2009; Ch. 10: 213–224.

30. 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.

31. Севастьянов ВИ, Перова НВ, Сайковский РС, Соловьева ИВ. Применение инъекционных форм биополимерных гетерогенных гидрогелей при дегенеративно-дистрофических поражениях суставов: Практическое пособие для врачей. М.: Триада, 2012: 27. Sevastianov VI, Perova NV, Sajkovskij RS, Solov'eva IV. The use of injectable biopolymer heterogeneous hydrogels with degenerative-dystrophic lesions of the joints. Practical manual for doctors. M.: Triada; 2012.

32. Сайковский РС, Савенкова НА, Аверьянов АВ, Лисица АВ. Эффективность применения препарата Сферогель для лечения гонартроза. Клиническая практика. 2013; 3: 4–10. Saykovskiy RS, Savenkova NA, Averyanov AV, Lisitsa AV. The effectiveness of Spherogel in the treatment of knee osteoarthritis. Klinicheckaya praktika. 2013; 3: 4–10.