ТРАНСПЛАНТАЦИЯ КРИОКОНСЕРВИРОВАННЫХ КЛЕТОК ФЕТАЛЬНОЙ ПЕЧЕНИ, ЗАСЕЛЕННЫХ В МАКРОПОРИСТЫЕ АЛЬГИНАТ-ЖЕЛАТИНОВЫЕ МАТРИЦЫ, КРЫСАМ С ПЕЧЕНОЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ

Цель. Изучить терапевтический потенциал криоконсервированных клеток фетальной печени, заселенных в макропористые альгинат-желатиновые матрицы, при имплантации в сальник крыс с печеночной недостаточностью.

Материалы и методы. Печеночную недостаточность индуцировали введением 2-ацетил-
аминофлуорена с последующим проведением частичной гепатэктомии. В сальник крыс имплантировали макропористые альгинат-желатиновые матрицы, заселенные криоконсервированными аллогенными клетками фетальной печени (КФП). Матрицы дополнительно покрывали альгинатной оболочкой (для предотвращения заселения клетками хозяина). Длительность эксперимента после формирования модели и имплантации составила 4 нед. В крови определяли ряд гепатоспецифических показателей, морфологию печени исследовали гистологически. Клетки, заселенные в альгинат-желатиновые матрицы, визуализировали флуоресцентным красителем, состояние матриц после имплантации оценивали гистологически.

Результаты. Имплантация макропористых матриц здоровым крысам сопровождалась их интенсивным заселением клетками хозяина. Нанесение дополнительной капсулы из альгината на матрицу практически предотвращало это явление. Имплантация макропористых матриц, заселенных криоконсервированными КФП и покрытых альгинатным гелем, животным с печеночной недостаточностью приводила к значительному улучшению гепатоспецифических показателей крови в печени крыс и сопровождалась позитивными изменениями морфологии печени экспериментальных животных. Через 4 нед. в имплантированных матрицах были выявлены клетки и образованный ими экстраклеточный матрикс.

Заключение. Приведенные результаты свидетельствуют, что широкопористые альгинат-желатиновые матрицы, заключенные в оболочку из альгината, являются перспективными носителями клеток для разработки биоинженерных эквивалентов печени.

1. Soltys KA, Soto-Gutiérrez A, Nagaya M, Baskin KM, Deutsch M, Ito R et al. Barriers to the successful treatment of liver disease by hepatocyte transplantation. J. Hepatol. 2010; 53: 769–774.

2. Fuller BJ, Petrenko AY, Rodriguez JV, Somov AY, Balaban CL, Guibert EE. Biopreservation of hepatocytes: current concepts on hypothermic preservation, cryopreservation, and vitrifi cation. CryoLetters. 2013; 34: 432–452.

3. Zhou P1, Lessa N, Estrada DC, Severson EB, Lingala S, Zern MA et al. Decellularized Liver Matrix as a Carrier for Transplantation of Human Fetal and Primary Hepatocytes in Mice. Liver Transpl. 2011; 17: 418–427.

4. Glicklis R1, Shapiro L, Agbaria R, Merchuk JC, Cohen S. Hepatocyte Behavior Within Three-Dimensional Porous Alginate Scaffolds. Biotechnology and Bioengineering. 2000; 67: 344–353.

5. Шагидулин МЮ, Онищенко НА, Крашенинников МЕ, Ильинский ИМ, Люндуп АВ, Севастьянов ВИ и др. Трансплантация клеточно-инженерных конструкций в печень обеспечивает длительную поддержку процессов восстановительной регенерации в поврежденной печени. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2013; 2: 65–75. Shagidulin MY, Onischenko NA, Krasheninnikov ME, Iljinsky IM, Lyundup AV, Sevastyanov VI et al. Cellengineering designs transplanted into liver provide with prolonged support of recovery processes in damaged liver. Vestnik transplantologii i iskusstvennyh organov. 2013; 2: 65–75.

6. Petrenko YA, Ivanov RV, Petrenko AY, Lozinsky VI. Coupling of gelatin to inner surfaces of pore walls in spongy alginate-based scaffolds facilitates the adhesion, rowth and differentiation of human bone marrow mesenchymal stromal cells. J. Mater. Sci: Mater Med. 2011; 22:1529–1540.

7. Dollé L, Best J, Mei J, Al Battah F, Reynaert H, van Grunsven LA et al. The quest for liver progenitor cells: A practical point of view. J. Hepatol. 2010; 52: 117–129.

8. Petrenko YA, Jones DRE, Petrenko AY. Cryopreservation of human fetal liver hematopoietic stem/progenitor cells using sucrose as an additive to the cryoprotective medium. Cryobiology. 2008; 57: 195–200.

9. Sandhu JS, Petkov PM, Dabeva MD, Shafritz DA. Stem cell properties and repopulation of the rat liver by fetal liver epithelial progenitor cells. Am. J. Pathol. 2001; 159: 1323–1334.

10. Dabeva MD, Petkov PM, Sandhu J, Oren R, Laconi E, Hurston E et al. Proliferation and differentiation of fetal liver epithelial progenitor cells after transplantation into adult rat liver. Am. J. Pathol. 2000; 156: 2017–2031.

11. Oertel M, Menthena A, Chen YQ, Shafritz DA. Properties of cryopreserved fetal liver stem/progenitor cells that exhibit long-term repopulation of the normal rat liver. Stem Cells. 2006; 24: 2244–2251.

12. Ohashi K. Liver tissue engineering: the future of liver therapeutics. Hepatol. Res. 2008; 38: S76–S87.

13. Sakai Y, Huang H, Hanada S, Niino T. Toward engineering of vascularized three-dimensional liver tissue equivalents possessing a clinically signifi cant mass. Biochem. Eng. J. 2010; 48: 348–361.

14. Petrenko AYu, Sukach AN. Isolation of intact mitochondria and hepatocytes using vibration. Analytical Biochem. 1991; 194: 326–332.

15. Skorobogatova NG, Novikov AN, Fuller BJ, Petrenko AY. Importance of a three-stage cooling regime and induced ice nucleation during cryopreservation on colony-forming potential and differentiation in mesenchymal stem/ progenitor cells from human fetal liver. CryoLetters. 2010; 31: 371–379.

16. Петренко ЮА, Иванов РВ, Лозинский ВИ, Петренко АЮ. Сравнительное исследование методов заселения широкопористых носителей на основе альгинатного криогеля мезенхимальными стромальными клетками костного мозга человека. Клеточные технологии в биологии и медицине. 2010; 4: 225–228. Petrenko YA, Ivanov RV, Lozinsky VI, Petrenko AY. Comparison of the methods for seeding human bone marrow mesenchymal stem cells to macroporous alginate cryogel carriers. Bull Exp Biol Med. 2010; 4: 225–228.

17. Zhang W, Chen XP, Zhang WG, Zhang F, Xiang S, Dong HH et al. Hepatic non-parenchymal cells and extracellular matrix participate in oval cell-mediated liver regeneration. World J Gastroenterol. 2009; 15: 552–560.

18. Ochenashko O., Nikitchenko Yu., Volkova N, Mazur SP, Somov AY, Fuller BJ et al. Functional hepatic recovery after xenotransplantation of cryopreserved fetal liver cells or soluble cell-factor administration in a cirrhotic rat model – are viable cells necessary? Journal of Gastroenterology and Hepatology. 2008; 23: e275–282.