Особенности технологии децеллюляризации фрагментов печени человека как тканеспецифического мелкодисперсного матрикса для клеточно-инженерной конструкции печени

К одной из актуальных задач при создании биоинженерной печени как альтернативы трансплантации донорской печени при лечении терминальных стадий печеночной недостаточности относится поиск матрикса, способного временно выполнять функции внеклеточного матрикса (ВКМ) печени и обеспечивать необходимые условия для поддержания жизнеспособности и функциональной эффективности клеток. Основным недостатком матриксов из резорбируемых биополимерных материалов является отсутствие тканеспецифичности и невозможность воспроизведения уникальной структуры ВКМ печени. Цель настоящей работы состояла в разработке технологии получения децеллюляризированных фрагментов печени с сохранением структурных свойств ее ВКМ.

Материалы и методы. Децеллюляризацию механически измельченных фрагментов печени человека проводили в трех сменах буферного раствора (рН = 7,4), содержащего 0,1% додецилсульфата натрия и повышающуюся концентрацию Тритона Х100 (1, 2 и 3% соответственно). Исследовали влияние длительности, условий отмывки (статика, динамика, ротационная система, магнитная мешалка) и способов измельчения печени на сохранность структуры ВКМ печени и полноту удаления клеточных элементов и детрита. Срезы децеллюляризованных образцов фрагментов печени окрашивали гематоксилином и эозином, а также методом Массона для выявления соединительно-тканных элементов.

Результаты и обсуждение. Методами гистологического анализа показано, что оптимальным является режим отмывки фрагментов печени в течение 3 суток при комнатной температуре в статике, сопровождающийся перемешиванием на магнитной мешалке 2–3 раза в сутки в течение 1 ч. Более длительное время или большая кратность режима перемешивания сопровождается увеличением риска нарушения структуры печеночной ткани. Предложен алгоритм предварительного исследования донорской печени человека с целью оптимизации процесса получения децеллюляризированных фрагментов печени.

Выводы. Предложен алгоритм оценки пригодности донорской печени человека для децеллюляризации и найдены оптимальные условия получения децеллюляризированных фрагментов печени с сохранением структуры ВКМ печени и полным удалением клеточных элементов и детрита.

1. Sevastianov VI. Technologies of tissue engineering and regenerative medicine. Russian J. of Transplantology and Artifi cial Organs. 2014; 16 (3): 93–108.

2. Shagidulin M, Onishchenko N, Krasheninnikov M et al. Treatment of chronic liver failure by transplantation of liver cells and bone marrow stem cells: 1 year experience // Proceeding of the European Society for Surgical Research, ESSR 2012, 47th Annual Congress (6–9 June 2012, Lille, France). 2012: 77–81.

3. Morris AH, Stamer DK, Kyriakides TR. The host response to naturally-derived extracellular matrix biomaterials. Semin. Immunol. 2017; pii: S1044-5323(16)30110-5.

4. Sabetkish S, Kajbafzadeh AM, Sabetkish N, Khorramirouz R, Akbarzadeh A, Seyedian SL et al. Whole-organ tissue engineering: decellularization and recellularization of three-dimensional matrix liver scaffolds. J. Biomed. Mater. Res. A. 2015; 103 (4): 1498–1508.

5. Nari GA, Cid M, Comín R, Reyna L, Juri G, Taborda R, Salvatierra NA. Preparation of a three-dimensional extracellular matrix by decellularization of rabbit livers. Rev. Esp. Enferm. Dig. 2013; 105 (3): 138–143.

6. Bühler NE, Schulze-Osthoff K, Königsrainer A, Schenk M. Controlled processing of a full-sized porcine liver to a decellularized matrix in 24 h. J. Biosci Bioeng. 2015; 119 (5): 609–613.

7. Zheng X, Xiang J, Wu W, Liu X, Liu W, Lü Y. Preparation of a decellularized scaffold derived from human liver tissue. Nan. Fang. Yi Ke Da Xue Xue Bao. 2015; 35 (7): 1028–1033.