Presentation of the application of tissue engineering in gynecology (review)

Full Text

В настоящее время регенеративная медицина является одной из наиболее молодых и перспективных отрас- лей, базирующейся на принципах молекулярной биологии и генной инженерии [1]. Используемый в ней междисциплинарный подход направлен в первую очередь на создание новых биокомпозиционных материалов для восстановления утраченных функций отдельных тканей или органов в целом (L.Spector, 1999) [2]. Фундаментом для ее развития послужили теоретические и практические разработки по созданию «искусственных» органов и тканей и работы по трансплантации клеток и биологически активных компонентов на носителях для восстановления повреждений в разных тканях организма (R.Langer, J.Vacanti, 1993) [3]. Цель таких технологий заключается в том, чтобы исполь- зовать собственные клетки пациента или иммунотолерант- ный «универсальный» источник клеток для выращивания тканей или органов с целью замены in vitro (тканевая ин- женерия или инжиниринг тканей) с последующей транс- плантацией пациенту. В других вариантах клетки, получен- ные посредством инжиниринга тканей, могут быть им- плантированы в организм больного, где они будут стиму- лировать регенерацию поврежденных тканей и органов. Одним из родоначальников применения клеточных тех- нологий в медицине является русский гистолог А.А.Макси- мов, который в 1908 г. сформулировал концепцию суще- ствования стволовых клеток в кроветворной ткани (ство- ловых кроветворных клеток). В середине 1970-х годов А.Я.Фриденштейн и соавт. описали стволовую мезенхи- мальную клетку в строме костного мозга. Успешные иссле- дования стволовых клеток, проводимые до начала 1990-х годов в ряде институтов РАН и РАМН, позволяли сохранять определенные приоритеты отечественной науки до сере- дины 1990-х годов. Однако дальнейшие исследования ство- ловых клеток в нашей стране практически прекратились, за исключением работы отдельных научных групп [4]. Стволовые клетки - недифференцированные клетки, способные делиться, самообновляться и дифференциро- ваться в один тип специализированных клеток или более. В гинекологии используется клеточный материал, полу- ченный путем направленного дифференцирования ство- ловых клеток костного мозга, пуповинной крови или жи- ровой ткани [5]. Впервые R.Schofield (1978 г.) в своей работе предполо- жил, что колонии стволовых клеток уже находятся в тка- невых нишах и обладают уникальными способностями, которые можно использовать в терапевтическом направ- лении [6]. Различают два механизма действия стволовых клеток, использованных в терапии. Во-первых, клетки способны к дифференциации и интеграции в травмируе- мую область, а затем возможно замещение ими повреж- денной ткани. Во-вторых, клетки способны к освобожде- нию цитокинов, хемокинов и факторов роста, которые могут вступать в контакт с соседними клетками. Напри- мер, коллектив ученых (А.Л.Унанян, И.С.Сидорова, Е.А.Ко- ган) в 2013 г. рассмотрел возможность применения уни- кальных способностей стволовых клеток в лечении пато- логии шейки матки (ШМ) [7]. По их данным, развитие плоскоклеточного рака ШМ (РШМ) сопровождается воз- никновением клонов опухолевых клеток с признаками стволовости. В работе T.Reya, S.Morrison (2001 г.) была предложена опу- холево-стволовая теория онкогенеза, которая основыва- лась на выявлении небольшой субпопуляции клеток со свойствами стволовых среди популяций разных типов кле- ток, присутствующих в опухолях [8]. Подтверждение дан- ной теории нашло применение в исследовании M.Al-Hajj, M.Becker, M.Wicha (2004 г.), которые изучили терапевтиче- ские последствия раковых стволовых клеток [9]. В дальней- шем велся поиск маркеров для своевременного обнаруже- ния онкологических процессов, еще до их фенотипиче- ского проявления, в том числе и для РШМ. РШМ занимает 2-е место по распространенности среди онкологических заболеваний в мире и 1-е место среди причин женской смертности от рака в развивающихся странах. По данным Всемирной организации здраво- охранения (2000 г.), в мире ежегодно регистрируется около 500 тыс. случаев РШМ, каждый второй из которых заканчивается смертью пациентки в течение первого года после постановки диагноза. В экономически разви- тых странах отмечается тенденция к омоложению бо- лезни - заболеваемость у женщин репродуктивного воз- раста за последние 10-15 лет увеличилась вдвое. В Рос- сийской Федерации в последние годы заболеваемость РШМ составляет 10,8 на 100 тыс. женского населения, а летальность - 5 на 100 тыс. женщин (В.Н.Прилепская, 2000) [10]. Важными факторами профилактики РШМ становятся своевременное выявление и адекватная терапия предрако- вых процессов ШМ. Дисплазия ШМ и РШМ (CIS) имеют ряд ключевых признаков, которые должны быть приняты во внимание для лучшего понимания природы заболевания (Ю.И.Подистов, 2003) [11]. На основании теории опухолевых стволовых клеток T.Ledwaba и соавт. (2004 г.) определили мишень для таргет- ной терапии предраковых процессов и РШМ, направлен- ной на подавление активности генов, вовлеченных в разви- тие опухолевых стволовых клеток [12]. Е.А.Коган и соавт. (2012 г.) было экспериментально под- тверждено влияние инфекции (вирус папилломы человека) на процесс ремоделирования ниши стволовых клеток эн- доцервикса, приводящее к патологической репарации эпи- телия, развитию предрака ШМ и РШМ. Ключевую роль в этих процессах играют интеграция вируса с тканевыми стволовыми клетками эпителия, а также декомпенсация ра- боты прогениторной мезенхимальной клетки. По утвер- ждению авторов, развитие плоскоклеточного РШМ сопро- вождается возникновением клонов опухолевых клеток с признаками стволовости [13]. Возникновение стволовых клеток в процессе онтогенеза и совершение ими длительной миграции в организме, прежде чем займут окончательные ниши, были изучены и описаны коллективом ученых (М.А.Пальцев и соавт., 2006) [4]. Применением в гинекологии данных уникальных спо- собностей стволовых клеток заинтересовался ряд ученых. Согласно данным Г.Т.Сухих и соавт. (2002 г.), поддержание и выживание, а также свойства стволовых клеток регули- руются сигналами, поступающими из их локального мик- роокружения, так называемой ниши стволовых клеток [14]. Суть терапии стволовыми клетками заключается в сниже- нии риска иммунного ответа на внедрение аутологичного имплантата (A.Loewendorf, M.Csete, 2013) [15]. Одним из наиболее перспективных направлений приме- нения клеточных технологий в гинекологии является соз- дание тканевых конструкций, предназначенных для кор- рекции пороков развития урогенитального тракта. Данные разработки базировались на исследованиях (M.Casser- Bette, 1990; H.Vandenburgh, 1991; S.Haynesworth, 1992; J.Buckwalter, 1997; T.Eschenhagen, 1997; L.Freed, 1997), которые описали метод организации клеточной структуры при соз- дании в пробирке трехмерных (3D) эквивалентов хряща, кости, скелетной и сердечной мышц. Эти четыре типа ткани были выбраны по результатам успешного проведе- ния опытов по их получению, а также большого клиниче- ского значения данных структур и другими независимыми исследовательскими группами [16-21]. В 2006 г. А.Atala и соавт. сообщили первые клинические данные о возможности увеличения объема мочевого пу- зыря, полученного путем тканевого инжиниринга у 7 паци- ентов в возрасте 4-19 лет с нейропатией мочевого пузыря в течение 22-61 мес. Уротелиальные клетки мочевого пу- зыря, забранные путем биопсии, культивировались in vitro в течение 7-8 нед до момента посева их на матрицу с кол- лагеном или коллагеном, покрытым полигликолевой кис- лотой (polyglycolic acid - PGA). Авторы отметили, что у больных, получивших биопсию клеток, культивированных на коллагеновую подложку с покрытием PGA, возрастали уродинамические показатели [22]. Для восстановления структуры полых органов обычно используются два основных класса биоматериалов: бескле- точные матрицы, получаемые из донорских тканей (на- пример, подслизистой мочевого пузыря - собственной пластинки - и подслизистой тонкого кишечника) [23-27], и синтетические полимеры (например, применение поли- гликолидной нити - PGA, самофиксирующихся полурасса- сывающихся сеток из полимолочной - PLA и полимо- лочно-ко-гликолевой кислот, а также армированных расса- сывающихся сеток, содержащих алифатические поли- эфиры - PLGA). Данные материалы были протестированы в отношении их биосовместимости с тканями хозяина [28, 29]. Бесклеточ- ные матрицы тканей обладают желаемой биосовмести- мостью [30], которые содержат биометрические факторы, способствующие росту и развитию тканей, имеют последо- вательности доменов, участвующих в клеточной адгезии (например, RGD), которые отвечают за сохранность фено- типа и клеточной дифференцировки [31]. Данные матрицы, как известно, медленно деградируют после имплантации. В противоположность этому синтетические полимеры могут производиться в большом количестве и обладают контро- лируемыми прочностью и скоростью деградации. Врожденная непроходимость влагалища и ШМ у девочек является одной из актуальных проблем гинекологии у де- тей и подростков (А.Г.Курбанова, 1984; Е.А.Богданова и со- авт., 1990; А.Б.Окулов, 1992; Л.В.Адамян и соавт., 1998) [32-35]. Под термином «врожденная непроходимость вла- галища и ШМ» понимают группу аномалий и пороков раз- вития женских половых органов, характеризующихся атрезией (поперечная перегородка) или аплазией (отсут- ствие части или всего влагалища), сопровождающихся на- рушением дренажа менструальной крови и/или являю- щихся препятствием для нормальной половой жизни. Из- вестно, что непроходимость влагалища и ШМ (атрезии и аплазии) является чаще всего следствием воздействия гене- тических, эндокринных, экзогенных факторов и связана с нарушением эмбриогенеза (Ю.В.Гулькевич, 1963; О.В.Вол- кова, М.И.Пекарский, 1976) [36, 37]. Подобная патология может быть у девочек, развитых как по женскому, так и гетеросексуальному типу. При смешанном строении наружных гениталий нарушения половой дифференцировки про- являются вирилизацией наружных половых органов (по- лонеопределенным), что обусловлено врожденной дис- функцией коры надпочечников. В результате повышения уровня андрогенов в эмбриональном периоде маскулини- зация сопровождается формированием урогенитального синуса и увеличением клитора (В.В.Николаев, 1998) [39]. Группа ученых из Бостона (R.De Filippo и соавт., 2003) ис- следовала возможность применения эпителиальных и гладкомышечных клеток влагалища для создания тканеин- женерной конструкции. На биодеградантный полимерный матрикс, обработанный PGA, высеивались эпителиальные и гладкомышечные клетки (плотность клеток в ячейках матрикса достигала 10∞106 эпителиальных клеток/см3 и 20∞106 гладкомышечных клеток/см3). Данную конструк- цию имплантировали голым мышам под кожу, а далее оце- нивали иммуноцито- и гистохимические результаты через 1, 4 и 6 нед. Этим исследованием была доказана способ- ность тканевых инженерных конструкций влагалища про- изводить сокращения, аналогичные нативной ткани при электрической стимуляции, уже через 4 нед от момента им- плантирования [40]. A.Raya-Rivera, D.Esquiliano (2014 г.) проанализировали послеоперационные результаты и осложнения у пациен- ток, средний возраст которых составил 16 лет (возрастной диапазон от 13 до 18 лет), перенесших вагинопластики с использованием аутологичных трехмерных тканеинже- нерных конструкций в период с июня 2005 по октябрь 2008 г. Все пациентки были выписаны на 7-е сутки после оперативного вмешательства, при этом отсутствовали ин- тра- и послеоперационные осложнения. Срок послеопера- ционного наблюдения за девушками составлял в среднем 81 мес (диапазон 62-102 мес). Через 6 мес после операции отмечалось небольшое сужение в области анастомоза между тканеинженерной конструкцией и дистальным от делом нативной ткани пациентки. Восстановление суже- ния производилось простой Z-пластикой. Других осложне- ний у данных больных не отмечалось. Результаты маг- нитно-резонансной томографии показали поддержание нормального диаметра влагалища у данной группы в тече- ние 102 мес после оперативного лечения аплазии влага- лища. При проведении биопсии образца ткани у каждой пациентки гистологически отмечалось наличие трехслой- ной структуры, состоящей из ткани влагалища с эпители- альной выстилкой просвета, окруженной подслизистой и мышечной оболочками. Иммуногистохимические иссле- дования подтвердили фенотипическое соответствие новой ткани нормальной гладкой мускулатуре и эпителию. Таким образом, развитие тканевой инженерии в дальнейшем при- ведет к лечению врожденных аномалий влагалища, улучше- нию сексуальной и физиологической жизни данной группы женщин [41]. Интересные данные были представлены группой иссле- дователей из Бостона (США). M.House и соавт. (2010 г.) провели тканеинженерное моделирование трехмерной конструкции ШМ. Забор клеток ШМ происходит у жен- щин пременопаузального периода, перенесших гистерэк- томию по поводу доброкачественного заболевания ШМ. Клетки высеиваются на пористых матриксах из шелка с добавлением 10 или 20% сыворотки. Затем производится оценка морфологических, биохимических и механиче- ских свойств клеточной культуры в течение 8-недельного периода. Клетки шейки сформировали трехмерную структуру, синтезируя внеклеточный матрикс с биохими- ческим составляющим. По морфологическим характери- стикам данная структура стала подобна нативной ткани. Таким образом, тканевая инженерия шейки представляет собой новую модельную систему для фундаментальных и прикладных исследований, связанных с ремоделирова- нием ШМ [42]. По данным эпидемиологических исследований в гинеко- логии, пролапс гениталий является патологией, достигаю- щей 34,1-56,3% среди женской популяции некоторых стран [43]. Основным методом лечения является хирурги- ческое вмешательство. По данным исследователей, суще- ствует от 200 до 500 видов операций по устранению про- лапса гениталий [44, 45]. Такое большое количество опера- ций объясняется тем, что полученные результаты не всегда устраивают пациенток и врачей. Сохраняются определен- ная частота рецидивов и дисфункций мочевого пузыря, прямой кишки и сексуальной жизни, интра- и послеопера- ционные осложнения, побочные негативные эффекты. Так, частота рецидивов колеблется от 5 до 40%, а иногда дости- гает 50% [46]. В последнее время в хирургическом лечении тазового пролапса широкое распространение получили методики с использованием сетчатых протезов. Развитию методик с применением сетчатых протезов, которые могли бы создать надежный каркас для органов малого таза, способствовали низкая эффективность хирур- гического лечения и высокая частота рецидивов пролапса гениталий. Явление дисплазии соединительной ткани по- служило фактором объяснения применения синтетиче- ских имплантатов для замещения фасциальных структур тазового дна. Высокая частота рецидивов в реконструктивной тазовой хирургии дала повод задуматься ученым над разработкой улучшения хирургического лечения путем создания ткане- инженерных конструкций с целью снижения сроков реа- билитации после хирургического вмешательства из-за улучшения биосовместимости и отсутствия возникновения воспалительной реакции в раннем послеоперационном периоде, требующем дополнительной медикаментозной поддержки. Обычные имплантаты из инертных материалов могут устранить только физические и механические недостатки поврежденных тканей [47]. Целью тканевой инженерии яв- ляется восстановление биологических (метаболических) функций, т.е. регенерация ткани, а не простое замещение ее синтетическим материалом. Развитие клеточных технологий и вовлечение новых ме- тодов молекулярной биологии открывают возможности для восстановления значительных дефектов тканей и орга- нов с применением созданных in vitro искусственных тка- ней [48]. Создание тканеинженерного имплантата (графта) включает в себя несколько этапов: • отбор и культивирование алло- или аутогенного клеточ- ного материала; • разработка специального носителя для клеток (матрицы) на основе биосовместимых материалов; • нанесение клеточной культуры на матрицу и размноже- ние клеток в биореакторе в специальных условиях куль- тивирования; • непосредственное внедрение графта в область поражен- ного органа или предварительное размещение в области, хорошо кровоснабжаемой, для улучшения процесса со- зревания и формирования микроциркуляции внутри графта (префабрикация). Данная конструкция должна способствовать поддержанию пролиферативной актив- ности, определять форму и физико-механические свой- ства пораженного участка. Наиболее важным элементом успеха клеточных техноло- гий и тканевой инженерии является наличие необходи- мого количества функционально активных клеток, способ- ных дифференцироваться, поддерживать соответствую- щий фенотип и выполнять конкретные биологические функции. Клетки в ходе дифференцировки должны проду- цировать внеклеточный матрикс (в его основе белки, в частности, коллаген) соответствующей организации и структуры, выделять цитокины и другие сигнальные моле- кулы, а также взаимодействовать с соседними клетками или тканями. В связи с этим возникает первая задача тканевой инженерии - поиск и наличие стабильного и доступного источника функционально активных клеток. Использование стволовых клеток или клеток-предше- ственников, культивированных in vitro, - требующий вре- мени дорогой процесс, который должен проводиться в со- ответствии со строгими и повышающимися стандартами International Urogynecology Association. Белорусскими хирургами (В.Г.Богдан, С.Г.Криворот, 2012) проведен анализ биосинтеза коллагена при разных вари- антах пластики брюшной стенки с трансплантацией ме- зенхимальных стволовых клеток (МСК), полученных из жировой ткани в условиях моделированной послеопера- ционной грыжи у лабораторных животных [49]. В резуль- тате имплантация полипропиленовой хирургической сетки как изолированно, так и совместно с транспланта- цией культуры МСК, полученных из жировой ткани, им- прегнированной в желатиновый гель, при пластике брюш- ной стенки в области моделированного дефекта характе- ризовалась схожей динамикой изменения показателей экс- прессии коллагена 1 и 3-го типа, но различной степенью их выраженности. Получены данные в подтверждение влияния трансплантации МСК на улучшение структурных характеристик формирующейся соединительной ткани с увеличением образования коллагена 1 и 3-го типа, что в дальнейшем влияет на лучшую вживляемость в ткани поли- пропиленовой сетки. Первыми представили идею о клеточной терапии про- лапса органов малого таза. M.Но и соавт. (2009 г.), которым удалось простимулировать вагинальную репарацию у крыс. Они использовали стволовые клетки скелетных мышц мыши, культивированные in vitro и помещенные на под- держку, сделанную из бесклеточного подслизистого слоя тонкой кишки свиньи. Клетки скелетных мышц легко полу- чить, и разные популяции мышечных стволовых клеток или клеток-предшественников с успехом использовались в лечении миофасциальной грыжи в эксперименте. По- перечно-полосатые мышцы не свойственны стенкам влага- лища, но М.Но и соавт. продемонстрировали, что стволо- вые клетки скелетных мышц после имплантирования во влагалище крыс дифференцировались в гладкомышечные клетки, что может внести большой вклад при использова- нии таких клеток в хирургии пролапса органов малого таза. До сих пор не ясно, было ли это результатом транс- дифференцировки мультипотентной мышечной клетки или причиной послужила гетерогенность трансплантируе- мой популяции [50]. M.Boennelycke (2012 г.) удалось предоставить данные, ко- торые свидетельствовали о том, что использование аутоло- гичных мышечных клеток, фибробластов или МСК, культи- вированных на биосовместимые матрицы, может быть аль- тернативой для хирургической реконструкции нативной ткани при терапии тазового полапса [51]. Как более эконо- мически благоприятные и клинически применимые, M.Boennelycke и соавт. (2011 г.) использовали фрагменты свежих мышечных волокон, культивированных на синте- тической биодеградантной поддержке с содержанием ме- токси-полиэтилен-гликол-полиактид-гликоликовой кис- лоты, и имплантировали их в брюшную полость мышей. Спустя 8 нед возникала новая поперечно-полосатая мы- шечная ткань и биосовместимый матрикс постепенно ис- чез [52]. Мышечные стволовые клетки (клетки-сателлиты), находящиеся в свежих изолированных мышечных волок- нах, являлись катализаторами в процессе образования но- вой ткани [53]. Другая стратегия была предложена M.Hung, M.Wen и со- авт. (2010 г.), которые использовали человеческие ваги- нальные фибробласты, культивированные in vitro и поса- женные на синтетические биоразлагаемые матриксы из PLGA. Они были имплантированы подкожно в спину мы- шей, и авторы показали, что развился тканеинженерный аналог фасции [54]. M.Kapischke, K.Prinz, J.Tepel (2005 г.) и A.Mangera, A.Bullock, S.Macneil (2010 г.) использовали фиб- робласты при попытке улучшить биосовместимость им- плантированных сеток. Человеческие фибробласты, куль- тивированные in vitro, были взяты из влагалища, крайней плоти и щеки и посажены на разные полипропиленовые и биологические сетки с целью обеспечения биологического покрытия на границе между сеткой и тканью. Эффектив- ность подсадки клеток на полипропиленовые сетки не сравнима с биологическими сетками, но исследования in vivo не проводились [55, 56]. T.Drewa и соавт. (2005 г.), с дру- гой стороны, использовали 3T3-мышиные фибробласты, культивированные in vitro и посаженные на синтетическую биоразлагаемую поддержку из PGA, для успешного лечения дефектов стенок брюшной полости мышей [57]. Фибропла- стическая гладкомышечная ткань стенки влагалища и ее опорная ткань содержат много фибробластов, и идея при- менения аутологичных вагинальных клеток для лечения пролапса органов малого таза кажется очевидной, но мно- гие попытки в итоге оказались неудачными из-за молеку- лярных и клеточных особенностей данной патологии. Успехом увенчалась попытка создания клеточно-инже- нерной конструкции для хирургического лечения тазового пролапса с использованием полипропиленовой сетки и дермальных фибробластов, которые по своим свойствам схожи с МСК. А.И.Ищенко и соавт. (2015 г.) удалось полу- чить монослой из жизнеспособных дермальных фибро- бластов, заполнивших ячейки полипропиленовой сетки уже на 30-е сутки эксперимента [58]. Данная клеточно-ин- женерная конструкция за счет усиления синтеза коллагена [59-62] и прорастания фиброзной тканью может способ- ствовать более надежной имплантации сетки в окружаю- щие ткани по сравнению с теми же хирургическими им- плантатами, но без покрытия культурой дермальных фиб- робластов человека [63, 64]. МСК являются мультипотентными и могут дифферен- цироваться в разные виды ткани, например костную, хря- щевую, жировую, ткани связок и сухожилий и гладкомы- шечную ткань. Процесс дифференцировки направляется микроокружением в месте имплантации. Таким образом, аутологичные мезенхимальные клетки и, в частности, легко доступные стволовые клетки жировой ткани могут идеально подходить для лечения пролапса органов ма- лого таза. МСК легко отделить и культивировать из кост- ного мозга или жировой ткани. Они широко исполь- зуются в различных медицинских отраслях для восста- новления и регенерации поврежденных тканей [65, 66]. В урогинекологии как стволовые клетки из костного мозга, так и жировой ткани были использованы для урет- рального сфинктера в терапии стрессового недержания мочи у животных [67, 68]. X.Zou и соавт. (2010 г.) успешно лечили стрессовое недержание мочи у крыс, которым до этого пересекали седалищный нерв, имплантируя суб- уретральную поддержку, состоявшую из посаженных на нее стволовых клеток костного мозга и биоразлагаемого шелкового волокна [69]. С.Dolce и соавт. (2010 г.) показали, что стволовые клетки костного мозга хорошо растут на полигликолевых сетках и покрытие сеток клетками улучшает биосовместимость, снижая образование интраабдоминальных спаек у крыс [70]. S.Kunisaki и соавт. (2006 г.) считают, что мезенхималь- ные амниоциты, посаженные на композитную биологиче- скую сетку, сделанную из бесклеточной человеческой дермы, подслизистой тонкой кишки и коллагена, были лучше фетальных миобластов в реконструкции диафраг- мальных грыж у новорожденных ягнят [71]. Интересные данные описала в своем исследовании группа австралийских хирургов (D.Ulrich, S.Edwards, K.Su, 2013), которая в качестве МСК использовала клетки челове- ческого эндометрия при хирургическом лечении тазового пролапса при помощи полиамидных сетчатых импланта- тов. В месте имплантации сетки с МСК эндометрия при ги- стологическом исследовании на 7-е сутки отмечалась значительная неоваскуляризация (р<0,05), а к 90-м суткам - снижение количества макрофагов и инфильтрации лейко- цитов (р<0,05) [72]. Группе китайских исследователей (M.Hung, M.Wen, 2010) удалось продемонстрировать улучшение регенеративной способности тканей при хирургическом лечении тазового пролапса с применением МСК из жировой ткани на сетча- том имплантате с коллагеновым гелем по сравнению с тем же сетчатым имплантатом без клеточного покрытия. Через 4 нед отмечалась активная экспрессия коллагена 1-го типа и эластических волокон, а также произошли изменения в клеточной морфологии (модифицировалась конфигура- ция клеточного ядра) [73]. L.Shi и соавт. (2014 г.) описали в своем исследовании при- менение МСК, полученных из жировой ткани и культиви- рованных на микросферы из фиброина шелка в 4 точки во- круг мочеиспускательного канала крысам с синдромом не- держания мочи [74]. При этом проводилось пересечение пудендального нерва, что привело к снижению нервно-им- пульсного воздействия на мочевой пузырь. Спустя 4 нед на- блюдения за экспериментом отмечалось восстановление нервного импульса и площади травмированного участка. Окончательные положительные результаты в регенерации сфинктера уретры зафиксированы спустя 8 и 12 нед после инъекции. В 2013 г. были проведены исследования группой австра- лийских хирургов (D.Ulrich, L.Sharon) [75]. В экспериментах использовались полиамидные сетчатые имплантаты, кото- рые покрывались слоем МСК (источник клеток - человече- ский эндометрий). В результате проведенной работы было доказано, что полученная тканеинженерная конструкция имела наименьший процент отторжения по сравнению с полиамидными сетками из-за образования более прочной конструкции с прорастанием волокон фибрина. В последние десятилетия при создании матриц графтов непрерывно растет интерес к биодеградируемым природ- ным (биологическим) полимерам (альгинатам, коллагену, желатину, хитозанам, фиброинам шелка) и полиэфирам бак- териального происхождения - полигидроксиалканоатам, синтезируемым микроорганизмами. Уникальным материа- лом, сочетающим высокую прочность и эластичность, яв- ляется шелк паутинной нити. Эти свойства наряду с хорошей биологической совместимостью делают шелк перспектив- ным материалом для применения в тканевой инженерии. Однако получение природного паутинного шелка связано со значительными трудностями и обычно нерентабельно, а количество шелка недостаточно для широкого практиче- ского применения. Успехи в расшифровке генов паутинных белков и создание их рекомбинантных аналогов позволили получить материалы, подобные природному шелку. О.Л.Пу- стоваловой и соавт. (2009 г.) в ФГУП «Государственный НИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов» ра- нее был получен белок 1F9 - аналог спидроина-1 паука Ne- phila clavipes, который может стать основой при создании матриксов для тканевой инженерии [76]. Еще одним перспективным исследованием в использовании биодеградируемых имплантатов на основе регенерированного фиброина шелка является Bombyx mori (И.И.Агапов, М.М.Мойсенович, 2010; Q.Li, J.Wang, H.Liu и соавт., 2013) [77, 78]. Цель их исследования состояла в сравне- нии более быстрого образования монослоя из МСК, полученных из жировой ткани на полипропиленовых сетчатых имплантатах и изделиях из регенерированного фиброина шелка Bombix mori. В итоге перспективной была признана конструкция на основе регенерированного фиброина шелка Bombix mori из-за большей природной совместимо- сти основы матрикса и высокой экспрессии коллагена 1 и 3-го типа, влияющей на прочность вживляемости в межфасциальные слои пациента. H.Kim и соавт. в своей работе продемонстрировали использование в качестве графта жидкого фиброина шелка для улучшения регенерации костной ткани. Человеческие МСК костного мозга на 56-е сутки образовывали плотный двухъярусный слой новой ткани. Данная тканеинженерная конструкция способствовала росту колонии остеобластов за счет увеличения пролиферации с образованием внеклеточного матрикса [79]. В настоящее время исследуются свойства этих материа- лов, а также возможность их практического использования. К недостаткам природных биополимеров относят высокую стоимость их получения, сложность обработки, недоста- точную механическую прочность [80]. На сегодняшний день достигнуты серьезные успехи в из- учении клеточных технологий и тканевой инженерии. Изучены свойства стволовых клеток, способных дифференцироваться, поддерживать соответствующий фенотип и выполнять конкретные биологические функции. Создание современных тканеинженерных конструкций может стать одним из путей повышения качества хирургического лече- ния пролапса гениталий.

About the authors

Y Y Sulina

I.M.Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: ya.suli.na@gmail.com
119991, Russian Federation, Moscow, ul. Trubetskaia, d. 8, str. 2

A I Ishchenko

I.M.Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: snegirevclinic@gmail.com
119991, Russian Federation, Moscow, ul. Trubetskaia, d. 8, str. 2

A V Lyundup

Regenerative Medicine

Email: lyundup@gmail.com
119991, Russian Federation, Moscow, ul. Trubetskaia, d. 8, str. 2

L S Alexandrov

I.M.Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: leonid.aleks@bk.ru
119991, Russian Federation, Moscow, ul. Trubetskaia, d. 8, str. 2

A A Ischenko

I.M.Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: snegirevclinic@gmail.com
119991, Russian Federation, Moscow, ul. Trubetskaia, d. 8, str. 2

References

Supplementary files