Новости
хирургии
Журнал включен
в систему цитирования Scopus









2020 г. №4 Том 28

НАУЧHЫЕ ПУБЛИКАЦИИ
ЭКСПЕРИМЕHТАЛЬHАЯ ХИРУРГИЯ

DOI: https://dx.doi.org/10.18484/2305-0047.2020.4.359   |  

И.В. МАЙБОРОДИH 1, А.А. ШЕВЕЛА 1, С.В. МАРЧУКОВ 1, В.В. МОРОЗОВ 1, В.А. МАТВЕЕВА 1, В.И. МАЙБОРОДИHА 2, А.М. НОВИКОВ 3, А.И. ШЕВЕЛА 1

РЕГЕHЕРАЦИЯ КОСТHОГО ДЕФЕКТА В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕHТАЛЬHОГО ПРИМЕHЕHИЯ ЭКСТРАЦЕЛЛЮЛЯРHЫХ МИКРОВЕЗИКУЛ МУЛЬТИПОТЕHТHЫХ СТРОМАЛЬHЫХ КЛЕТОК

Институт химической биологии и фундаментальной медицины
Сибирского отделения Российской академии наук 1,
Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины
Министерства науки и высшего образования РФ,
Институт молекулярной патологии и патоморфологии 2,
АО Медицинский центр «Авиценна» 3, г. Новосибирск,
Российская Федерация

Цель. Изучить результаты применения экстрацеллюлярных микровезикул мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток костномозгового происхождения крысы (ЭМВ) для регенерации дефекта костной ткани кроликов, а также получить данные о сохранности ЭМВ в тканях после их введения.
Материал и методы. В проксимальных мыщелках большеберцовой кости беспородных кроликов создавали дефект диаметром 2 мм и глубиной 4 мм. На левой конечности дефект заполняли физиологическим раствором, на правой конечности в дефект вводили 50 мкг ЭМВ.
Результаты. К 12-м суткам в контроле у всех кроликов сохранялся дефект в костной ткани с формирующимися костными структурами и грубым толстым рубцом на границе с неповрежденными участками. После введения ЭМВ в большинстве случаев повреждение кости не было найдено, рубец был тонким, с упорядоченными структурами межклеточного матрикса. Спустя 12 суток после применения ЭМВ, меченных Vybrant® CM-Dil, в надкостнице и рядом с ней, костном мозге, сосудах костной ткани были найдены единичные, очень мелкие, пылевидные объекты, флюоресцирующие красным цветом на фоне применения фильтра для родамина. Иногда был отмечен четкий красный оттенок включений в крупных клеточных элементах – макрофагах. К 21-му дню справа (опыт) в 4 случаях из 5 на месте дефекта костной ткани были найдены только структуры рубца, тогда как слева (контроль) – только в 2 наблюдениях из 5.
Заключение. Предварительные результаты применения ЭМВ для регенерации дефекта костной ткани в эксперименте свидетельствуют о более быстром заживлении, увеличении частоты успешной регенерации поврежденной кости и формировании менее грубой костной мозоли. У кроликов ЭМВ присутствуют в тканях в месте применения не менее 12 суток. Часть введенных ЭМВ оказывается в макрофагах.

Ключевые слова: костная ткань, регенерация костной ткани, экстрацеллюлярные микровезикулы, макрофаги, люминесцентная микроскопия
с. 359-369 оригинального издания
Список литературы
  1. Takeda YS, Xu Q. Neuronal differentiation of human mesenchymal stem cells using exosomes derived from differentiating neuronal cells. PLoS One. 2015;10(8):e0135111. doi: 10.1371journal.pone.0135111
  2. Wu Y, Huang Q, Bu S. Cross talk between exosomes and pancreatic β-cells in diabetes. Arch Physiol Biochem. 2020 Jul 8:1-10. doi: 10.1080/13813455.2020.1760303. Online ahead of print.
  3. Kumagai Y, Murakami T, Kuwahara-Arai, Iba T, Reich J, Nagaoka I. Antimicrobial peptide LL-37 ameliorates a murine sepsis model via the induction of microvesicle release from neutrophils. Innate Immun. 2020 Jun 29:1753425920936754. doi: 10.1177/1753425920936754. Online ahead of print.
  4. Silachev DN, Goryunov KV, Shpilyuk MA, Beznoschenko OS, Morozova NY, Kraevaya EE, Popkov VA, Pevzner IB, Zorova LD, Evtushenko EA, Starodubtseva NL, Kononikhin AS, Bugrova AE, Evtushenko EG, Plotnikov EY, Zorov DB, Sukhikh GT. Effect of mscs and msc-derived extracellular vesicles on human blood coagulation. Cells. 2019 Mar 19;8(3). pii: E258. doi: 10.3390/cells8030258
  5. Lener T, Gimona M, Aigner L, Börger V, Buzas E, Camussi G, Chaput N, Chatterjee D, Court FA, Del Portillo HA, O’Driscoll L, Fais S, Falcon-Perez JM, Felderhoff-Mueser U, Fraile L, Gho YS, Görgens A, Gupta RC, Hendrix A, Hermann DM, Hill AF, Hochberg F, Horn PA, de Kleijn D, Kordelas L, Kramer BW, Krämer-Albers EM, Laner-Plamberger S, Laitinen S, Leonardi T, Lorenowicz MJ, Lim SK, Lötvall J, Maguire CA, Marcilla A, Nazarenko I, Ochiya T, Patel T, Pedersen S, Pocsfalvi G, Pluchino S, Quesenberry P, Reischl IG, Rivera FJ, Sanzenbacher R, Schallmoser K, Slaper-Cortenbach I, Strunk D, Tonn T, Vader P, van Balkom BW, Wauben M, Andaloussi SE, Théry C, Rohde E, Giebel B. Applying extracellular vesicles based therapeutics in clinical trials – an ISEV position paper. J Extracell Vesicles. Dec 31;4:30087. doi: 10.3402/jev.v4.30087. eCollection 2015.
  6. Narayanan R, Huang CC, Ravindran S. Hijacking the cellular mail: exosome mediated differentiation of mesenchymal stem cells. Stem Cells Int. 2016;2016:3808674. doi: 10.1155/2016/3808674
  7. Furuta T, Miyaki S, Ishitobi H, Ogura T, Kato Y, Kamei N, Miyado K, Higashi Y, Ochi M. Mesenchymal stem cell-derived exosomes promote fracture healing in a mouse model. Stem Cells Transl Med. 2016 Dec;5(12):1620-30. doi: 10.5966/sctm.2015-0285
  8. Майбородин ИВ, Матвеева ВА, Колесников ИС, Дровосеков МН, Тодер МС, Шевела АИ. Влияние аутологичных мезенхимальных стволовых клеток костномозгового происхождения на регенерацию поврежденной кости нижней челюсти крыс. Стоматология. 2012;91(1):5-8. https://www.mediasphera.ru/issues/stomatologiya/2012/1/030039-1735201211
  9. Zhang S, Chu WC, Lai RC, Lim SK, Hui JH, Toh WS. Exosomes derived from human embryonic mesenchymal stem cells promote osteochondral regeneration. Osteoarthritis Cartilage. 2016 Dec;24(12):2135-40. doi: 10.1016/j.joca.2016.06.022
  10. Wang KX, Xu LL, Rui YF, Huang S, Lin SE, Xiong JH, Li YH, Lee WY, Li G. The effects of secretion factors from umbilical cord derived mesenchymal stem cells on osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells. PLoS One. 2015 Mar 23;10(3):e0120593. doi: 10.1371/journal.pone.0120593. eCollection 2015.
  11. Torreggiani E, Perut F, Roncuzzi L, Zini N, Baglìo SR, Baldini N. Exosomes: novel effectors of human platelet lysate activity. Eur Cell Mater. 2014 Sep 22;28:137-51; discussion 151. doi: 10.22203/ecm.v028a11
  12. Lei L, Tzekov R, Tang S, Kaushal S. Accumulation and autofluorescence of phagocytized rod outer segment material in macrophages and microglial cells. Mol Vis. 2012;18:103-13. http://www.molvis.org/molvis/v18/a13
  13. Tang XD, Shi L, Monsel A, Li XY, Zhu HL, Zhu YG, Qu JM. Mesenchymal Stem Cell Microvesicles Attenuate Acute Lung Injury in Mice Partly Mediated by Ang-1 mRNA. Stem Cells. 2017 Jul;35(7):1849-59. doi: 10.1002/stem.2619
Адрес для корреспонденции:
630090, Российская Федерация,
г. Новосибирск, пр. акад. Лаврентьева, д. 8,
Институт химической биологии
и фундаментальной медицины СО РАН,
Центр новых медицинских технологий,
тел.: +7-913-753-0767,
e-mail: imai@mail.ru,
Майбородин Игорь Валентинович
Cведения об авторах:
Майбородин Игорь Валентинович, д.м.н., профессор, главный научный сотрудник лаборатории технологий управления здоровьем, Центр новых медицинских технологий, Институт химической биологии и фундаментальной медицины, г. Новосибирск, Российская Федерация.
http://orcid.org/0000-0002-8182-5084
Шевела Александр Андреевич, к.м.н., докторант лаборатории технологий управления здоровьем, Центр новых медицинских технологий, Институт химической биологии и фундаментальной медицины, г. Новосибирск, Российская Федерация.
http://orcid.org/0000-0001-9235-9384
Марчуков Сергей Вадимович, к.м.н., докторант лаборатории технологий управления здоровьем, Центр новых медицинских технологий, Институт химической биологии и фундаментальной медицины, г. Новосибирск, Российская Федерация.
https://orcid.org/0000-0002-7381-5820
Морозов Виталий Валерьевич, д.м.н., профессор, заведующий лабораторией технологий управления здоровьем, Центр новых медицинских технологий, Институт химической биологии и фундаментальной медицины, г. Новосибирск, Российская Федерация.
https://orcid.org/0000-0002-9810-5593
Матвеева Вера Александровна, к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории технологий управления здоровьем, Центр новых медицинских технологий, Институт химической биологии и фундаментальной медицины, г. Новосибирск, Российская Федерация.
https://orcid.org/0000-0002-8706-4853
Майбородина Виталина Игоревна, д.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории ультраструктурных основ патологии, Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины Министерства науки и высшего образования РФ, г. Новосибирск, Российская Федерация.
http://orcid.org/0000-0002-5169-6373
Новиков Алексей Михайлович, врач-гинеколог, отделение гинекологии, АО «Авиценна», г. Новосибирск, Российская Федерация.
https://orcid.org/0000-0003-1371-7492
Шевела Андрей Иванович, д.м.н., профессор, заведующий отделом, Центр новых медицинских технологий, Институт химической биологии и фундаментальной медицины, г. Новосибирск, Российская Федерация.
http://orcid.org/0000-0002-3164-9377
Контакты | ©Витебский государственный медицинский университет, 2007