Стимуляция аутологичных прогениторных и коммитированных клеток в ишемически поврежденном миокарде

Резюме. Во всех тканях, включая миокард, присутствуют локальные клетки-предшественники. Стимуляция этих клеток может значительно повысить эффективность процесса регенерации. Продукты биодеградации биоматериал Аллоплант (БМА) являются ингибитором фиброза и служат индуктором стволовых клеток в различных тканях организма включая гладкие и скелетные мышцы, а также соединительную ткань.

Цель. В условиях хронического эксперимента, определить клеточно-регенераторный потенциал прогениторных c-kit и коммитированных GATA-4 клеток в ишемизированном миокарде на фоне применения БМА.

Материалы и методы. Использовали 100 крыс линии Вистар массой 180-200г, которым было выполнено лигирование коронарной артерии. В опытной группе (n=50) одновременно с коронароокклюзией вводили 600 мкл физиологического раствора содержащего 12 мг БМА. Проводили обще-гистологические (окраска гематоксилином и эозином, по Маллори), иммуногистохимические (c-kit, GATA-4) и морфометрические исследования (определение индекса площади рубца, подсчет окрашенных клеток). Статистическая обработка результатов проведена с применением ранговых методов – однофакторного дисперсионного анализа по Краскелу-Уоллесу и сравнения некоррелированных данных методом Манна-Уитни.

Результаты. При использовании БМА во время коронароокклюзии, миокард характеризовался статистически значимым (p≤0,0001) преобладанием численности c-kit+/GATA-4+ клеток на протяжении всего периода наблюдения (3-45 суток). Эти клетки локализовались преимущественно в грануляционной ткани перирубцовой зоны, граничащей с сохранившейся сердечной мышечной тканью. В перирубцовой зоне кардиальные клетки имели различную степень зрелости – от малодифференцированных форм (без четких ультраструктурных признаков кардиомиогенной направленности), до юных кардиомиоцитов. В присутствии БМА, коронароокклюзия  характеризовалась статистически значимо меньшими значениями индекса площади рубца (p<0,05 ÷ <0,0001).

Заключение. Продукты биодеградации БМА являются хемоаттрактантами для c-kit клеток и способствуют их дифференциации в кардиомиогенные GATA-4 клетки, что способствует более успешному восстановлению миокарда.

1. Anversa P, Kajstura J, Rota M et al. Regenerating new heart with stem cells. J Clin Invest. 2013;123(1): 62–70. doi: 10.1172/JCI63068.

2. Bergmann О. Stadies of myocardial regeneration. Stockholm. Published by Karolinska Institutet 2010: p 35. ISBN 978-91-7457-114-1.

3. Лебедева А.И. Аллогенный губчатый биоматериал – индуктор миосателлитоцитов в поврежденной скелетной мышце. Успехи современной биологии 2016; 3: 276-284. ISSN: 0042-1324.

4. Лебедева А.И. Аллогенный губчатый биоматериал - ингибитор фиброза поврежденной скелетной мышечной ткани // Российский биотерапевтический журнал, 2014; 4 (13): 37-44.) ISSN: 1726-9784.

5. Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских исследованиях / под ред. Н.Н. Каркищенко, С.В. Грачева.- М.: Профиль-2с. 2010: с. 358). ББК 45.318:28.6я81.

6. van Berlo JH, Kanisicak O, Maillet M et al. C-kit+ cells minimally contribute cardiomyocytes to the heart. Nature 2014; 509:337–341. doi:10.1038/nature13309.

7. Lu L, Li F, Lu J. Identification of functional tissue-resident cardiac stem/progenitor cells in adult mouse. Cell Biology International Reports 2012; l, Is.1:15–22. doi:10.1042/CBR20120001.

8. Курчатова НН, Сибиряк СВ, Хасанов РА с соавт. Миграция мезенхимальных стволовых клеток в биоматериалы ALLOPLANT: предварительные данные. Иммунология Урала 2005;1,4: 17-18.

9. Li L, Wu Sh, Liu Zh et al. Ultrasound-Targeted Microbubble Destruction Improves the Migration and Homing of Mesenchymal Stem Cells after Myocardial Infarction by Upregulating SDF-1/CXCR4: A Pilot Study. Stem Cells Int. 2015: 14p. 691310. doi: 10.1155/2015/691310 PMCID: PMC4436519.

10. Шахов В.П., Попов С.В. Стволовые клетки и кардиомиогенез в норме и патологии. Томск 2004: 4-38.)

11. Oka T, Maillet M, Watt A et al. Cardiac-specific deletion of Gata4 reveals its requirement for hypertrophy, compensation, and myocyte viability. Circ Res. 2006; 98:837–845. DOI:10.1161/01.RES.0000215985.18538.c4

12. TianY, Liu Y, Wang T et al. A microRNA-Hippo pathway that promotes cardiomyocyte proliferation and cardiac regeneration in mice. Science Translational Medicine 2015; 7, 279: 279-338. DOI: 10.1126/scitranslmed.3010841.

13. Лебедева А.И. Регуляция паренхиматозно-стромальных взаимоотношений при коррекции дефектов скелетной мышцы аллогенным биоматериалом. Экспериментальная и клиническая дерматокосметология 2014; 1: 51-56.) ISSN:1990-4908.

14. Serov VV, Shehter AB. Connective tissue. M.: Medicina 1981:p 312 (Серов В.В., Шехтер А.Б. Соединительная ткань. М.: Медицина 1981:с. 312.)

15. Лебедева А.И., Муслимов С.А., Гареев Е.М. и др. Морфологические особенности макрофагов и их цитокинового профиля в регенерации скелетной мышечной ткани при пластике аллогенным губчатым биоматериалом. Цитокины и воспаление 2015; 14(1): 27-33.) ISSN: 1684-7849 .