Получение адгезивного бесклеточного матрикса для сердечно-сосудистого протеза
Цель исследования - децеллюляризация ксеногенных графтов сердечных клапанов с последующей оценкой успешности запуска процесса апоптоза, оценка адгезивности внеклеточного матрикса....
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
2012
|
| Назва видання: | Проблемы криобиологии |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/68497 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Получение адгезивного бесклеточного матрикса для сердечно-сосудистого протеза / М.В. Петрова, А.Г. Попандопуло, Д.Л. Юдицкий, И.Ю. Мокрик // Проблемы криобиологии. — 2012. — Т. 22, № 2. — С. 169-172. — Бібліогр.: 6 назв. — рос., англ. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-68497 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-684972014-09-26T03:01:58Z Получение адгезивного бесклеточного матрикса для сердечно-сосудистого протеза Петрова, М.В. Попандопуло, А.Г. Юдицкий, Д.Л. Мокрик, И.Ю. Краткие сообщения Цель исследования - децеллюляризация ксеногенных графтов сердечных клапанов с последующей оценкой успешности запуска процесса апоптоза, оценка адгезивности внеклеточного матрикса. 2012 Article Получение адгезивного бесклеточного матрикса для сердечно-сосудистого протеза / М.В. Петрова, А.Г. Попандопуло, Д.Л. Юдицкий, И.Ю. Мокрик // Проблемы криобиологии. — 2012. — Т. 22, № 2. — С. 169-172. — Бібліогр.: 6 назв. — рос., англ. 0233-7673 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/68497 616.126.3–089.844 ru Проблемы криобиологии Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Краткие сообщения Краткие сообщения |
| spellingShingle |
Краткие сообщения Краткие сообщения Петрова, М.В. Попандопуло, А.Г. Юдицкий, Д.Л. Мокрик, И.Ю. Получение адгезивного бесклеточного матрикса для сердечно-сосудистого протеза Проблемы криобиологии |
| description |
Цель исследования - децеллюляризация ксеногенных графтов сердечных клапанов с последующей оценкой успешности запуска процесса апоптоза, оценка адгезивности внеклеточного матрикса. |
| format |
Article |
| author |
Петрова, М.В. Попандопуло, А.Г. Юдицкий, Д.Л. Мокрик, И.Ю. |
| author_facet |
Петрова, М.В. Попандопуло, А.Г. Юдицкий, Д.Л. Мокрик, И.Ю. |
| author_sort |
Петрова, М.В. |
| title |
Получение адгезивного бесклеточного матрикса для сердечно-сосудистого протеза |
| title_short |
Получение адгезивного бесклеточного матрикса для сердечно-сосудистого протеза |
| title_full |
Получение адгезивного бесклеточного матрикса для сердечно-сосудистого протеза |
| title_fullStr |
Получение адгезивного бесклеточного матрикса для сердечно-сосудистого протеза |
| title_full_unstemmed |
Получение адгезивного бесклеточного матрикса для сердечно-сосудистого протеза |
| title_sort |
получение адгезивного бесклеточного матрикса для сердечно-сосудистого протеза |
| publisher |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| publishDate |
2012 |
| topic_facet |
Краткие сообщения |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/68497 |
| citation_txt |
Получение адгезивного бесклеточного матрикса для сердечно-сосудистого протеза / М.В. Петрова, А.Г. Попандопуло, Д.Л. Юдицкий, И.Ю. Мокрик // Проблемы криобиологии. — 2012. — Т. 22, № 2. — С. 169-172. — Бібліогр.: 6 назв. — рос., англ. |
| series |
Проблемы криобиологии |
| work_keys_str_mv |
AT petrovamv polučenieadgezivnogobeskletočnogomatriksadlâserdečnososudistogoproteza AT popandopuloag polučenieadgezivnogobeskletočnogomatriksadlâserdečnososudistogoproteza AT ûdickijdl polučenieadgezivnogobeskletočnogomatriksadlâserdečnososudistogoproteza AT mokrikiû polučenieadgezivnogobeskletočnogomatriksadlâserdečnososudistogoproteza |
| first_indexed |
2025-07-05T18:19:34Z |
| last_indexed |
2025-07-05T18:19:34Z |
| _version_ |
1836832076044697600 |
| fulltext |
169
Протезирование сердечных клапанов занимает
значительное место в лечении клапанных пороков.
Ежегодно в мире проводится около 275 000 подобных
операций. Наиболее перспективными в области сер-
дечно-сосудистой хирургии считают биологические
трансплантаты на основе ксенологичного материала
(ксенографты). Они позволяют избежать антикоагу-
лянтной терапии и обладают потенциалом к ремодели-
рованию в организме реципиента, что особенно важно
в тех случаях, когда необходимо обеспечить не только
поддержание и обновление структуры трансплантата,
но и его рост [5].
В последние годы активно разрабатываются ме-
тоды обработки трансплантатов, обеспечивающие ги-
бель клеток донора. Считается, что такой подход будет
способствовать уменьшению иммунного ответа и
повышению долговечности трансплантатов клапанов
сердца [1–3, 6]. Однако при этом важно сохранить
максимально интактным внеклеточный матрикс.
Предполагается, что для этого предпочтительней ис-
пользовать апоптотическую децеллюляризацию. Она
не сопровождается деструктивными изменениями в
соединительно-тканном матриксе под действием ли-
зосомальных ферментов, как в случае клеточного
некроза.
Таким образом, целью нашего исследования яв-
ляется децеллюляризация ксеногенных графтов сер-
дечных клапанов с последующей оценкой успешнос-
ти запуска процесса апоптоза, оценка адгезивности
внеклеточного матрикса.
Исследование проводили с использованием сер-
дечных клапанов 6-месячных свиней. Забор сердец
осуществлялся в условиях операционной с выполне-
нием требований «Европейской конвенции о защите
позвоночных животных, используемых для экспери-
ментальных или других научных целей» (Страсбург,
Prosthetics of cardiac valves holds a high position in
treatment of valvular diseases. Annually in the world
about 275,000 of such surgeries have been performed.
The most perspective in the field of cardiovascular
surgery are biological transplants based on xenological
material (xenografts). They enable to avoid anticoagu-
lative therapy and have a potential of remodeling in
recipient’s organism that is especially important in those
cases when it is necessary to provide not only maintenan-
ce and regeneration of transplant structure, but also its
growth [5].
Recent years are remarcable by an active develop-
ment of methods of transplants processing, which
provide the death of donor cell. It is hypothesed that
this approach will contribute to the reduction of immune
response and increasing durability of transplants of
cardiac valves [1–3, 6]. However, it is important to
preserve the extracellular matrix maximally intact. It is
suggested that the application of apoptose based decellu-
larization is more preferable, whereas it is not accom-
panied by destructive changes in connective-tissue ma-
trix caused by lysosomal enzymes as is possible in case
of cell necrosis.
Thus, the research aim was to assess the methods
of cardiac valve xenograft decellularization and to check
if the process of apoptosis was efficient and the treated
extracellular matrix had proper adhesive properties.
The research was performed with cardiac valves of
6-month-old pigs. Heart sampling was carried-out in
operating room conditions with compliance of the
requirements of European Convention for the Protection
of Vertebrate Animals Used for Experimental and Other
Scientific Purposes (Strasbourg, 1986) and the state-
ments of the 1st National Congress on Bioethics (Kiev,
2001). Valves were derived under sterile conditions in
average in 4 hours later heart sampling. The obtained
УДК 616.126.3–089.844
М.В. ПЕТРОВА*, А.Г. ПОПАНДОПУЛО, Д.Л. ЮДИЦКИЙ, И.Ю. МОКРИК
Получение адгезивного бесклеточного матрикса
для сердечно-сосудистого протеза#
UDC 616.126.3–089.844
M.V. PETROVA, A.G. POPANDOPULO, D.L. YUDITSKIY, I.YU. MOKRIK
Derivation of Adhesive Cell-Free Matrix for Cardiovascular Prosthesis#
* Автор, которому необходимо направлять корреспонденцию:
пр-т Ленинский, 47; г. Донецк 83045; электронная почта:
pmv-07@yandex.ru
* To whom correspondence should be addressed: 23,
Pereyaslavskaya str., Kharkov, Ukraine 61015; e-mail: pmv-
07@yandex.ru
Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine of the Na-
tional Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov, Ukraine
ГУ «Институт неотложной и восстановительной хирургии им.
В.К. Гусака НАМН Украины», г. Донецк
#This reseach was presented at minisimposium Stem Cell Day,
held in Kharkov, Ukraine, on the 22th of May, 2012.
#Данное исследование было представлено на мини-симпозиуме
«День стволовой клетки», проходившем 22 мая 2012 года в
г. Харькове.
problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №2
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №2
170
1986) и постановления I Национального конгресса
по биоэтике (Киев, 2001). Клапаны выделяли в сте-
рильных условиях в среднем через 4 ч после забора
сердца. Полученные образцы были подвержены воз-
действию апоптозвызывающего раствора 10 мМ
ЭДТА («Sigma», США) в течение 2-х суток. По истече-
нии заданного времени экспозиции образцы тщатель-
но отмывали в среде с содержанием солей в концент-
рации, близкой к физиологической. С целью проверки
запуска апоптоза часть образцов подвергали гистоло-
гическому анализу (окраска гематоксилином-эози-
ном) и специфической окраске («Apoptag® Peroxidase
ISOL Kit», «Chemicon», США), позволяющей иденти-
фицировать разрывы ДНК на начальных стадиях апоп-
тоза.
Для оценки адгезивных свойств матрикса децел-
люлизированные графты инкубировали с фетальными
фибробластами человека, выделенными и культиви-
рованными в соответствии с общепринятой методикой
[4]. Перед инкубацией культуру фибробластов окра-
шивали витальным флуоресцентным красителем PKH
67 Green («Sigma») и ресуспендировали в культураль-
ной среде. Степень адгезивности децеллюлизирован-
ной ткани сердечных клапанов оценивали на 5-е сут-
ки инкубации с использованием флуоресцентного
микроскопа.
Согласно результатам проведенного гистологи-
ческого анализа в образцах, прошедших обработку
раствором ЭДТА (рис. 1), уменьшается общее коли-
чество клеток, у большинства из них выражены изме-
нения в морфологии ядер (кариопикноз, кариорек-
samples were exposed in apoptosis-inducing solution
of 10 mM EDTA (Sigma, USA) for 2 days. After
exposure the samples were carefully washed in the me-
dium with salts of concentration close to physiological
one. To examine the efficinecy of apoptosis initiation a
part of samples was analysed histologically (staining with
hematoxylin and eosin) and underwent special staining
(Apoptag® Peroxidase ISOL Kit, Chemicon, USA) to
allow the identification of breaks in DNA at initial stages
of apoptosis.
To assess adhesive properties of matrix the dece-
llularized grafts were incubated with human fetal fibro-
blasts derived and cultured according to the standard
method [4]. Before incubation the culture of fibroblasts
was stained with vital fluorescent dye PKH 67 Green
(Sigma) and resuspended in cultural medium. Adhesion
rate of decellularized tissue of cardiac valves was
estimated by the 5th day of incubation using fluorescent
microscopy.
Histological analysis of the samples treated with
EDTA solution (Fig. 1) revealed the decrease in total
number of cells, appearance of expressed changes in
nuclei morphology in most of them (karyopyknosis,
karyorhexis) testifying to the successful initiation of
apoptosis. The cells of control (intact) samples on the
contrary had normal morphology characteristic for
fibroblasts. viz. extended spindle-shaped cells with oval-
shaped nucleus.
Specific staining with Apoptag® peroxidase showed
the different content of a cells at apoptosis state in various
structures of valve (Fig. 2). The highest number of the
Рис. 1. Гистологический анализ морфологии клеток ксенографта: A –
контрольный (интактный) образец; B – образец, подвергнутый обработке
раствором ЭДТА в течение 2-х суток и последующей отмывке. Окраска
гематоксилином и эозином; ×400.
Fig. 1. Morphology of xenograft cells: A – control (intact) sample; B – sample,
exposed in EDTA solution for 2 days and following washing. Staining with
hematoxylin and eosin; ×400.
сис), что свидетельствует об успеш-
ной инициации апоптоза. Клетки же
контрольных (интактных) образцов,
напротив, имеют нормальную мор-
фологию, характерную для фибро-
бластов: вытянутые веретенообраз-
ной формы клетки с овальным яд-
ром.
Согласно результатам специфи-
ческой покраски («Apoptag® Peroxi-
dase ISOL Kit») количество клеток,
находящихся в состоянии апоптоза,
разнится в различных структурах
клапана (рис. 2). Наибольшее их ко-
личество в створке. Это может быть
связано с относительной ее тонкос-
тью по сравнению с сосудистой стен-
кой и участком фиброзного кольца,
что облегчает проникновение дейст-
вующего раствора в толщу структу-
ры и его апоптозиндуцирующее воз-
действие. Кроме того, большее коли-
problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №2
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №2
A B
171
чество жизнеспособных клеток в толще ткани по
сравнению с поверхностными зонами в структурно
более сложных участках, возможно, также связано
с миграцией клеток в результате отрицательного хемо-
таксиса.
Во время флуоресцентного анализа будущих транс-
плантатов наблюдалось ярко выраженное свечение
адгезированных на соединительно-тканном матриксе
клеток в лучах сине-фиолетового спектра, что сви-
детельствует о сохранении внеклеточным матриксом
адгезивных свойств и его пригодности в дальнейшем
для заселения тканеобразующими аутоклетками
реципиента.
Исходя из полученных результатов можно предпо-
ложить, что раствор ЭДТА в концентрации 10 мМ, а
также предложенная схема обработки графтов эффек-
тивны с точки зрения девитализации. Инициация апоп-
тоза в створке клапана, а также на поверхности сосу-
дистой части клапана проходит успешно. Процесс
запуска апоптоза проходит не одинаково в различных
структурах ксенографта. После обработки децеллю-
лизирующим раствором соединительно-тканный мат-
рикс графта сохраняет адгезивность и, следовательно,
пригоден для дальнейшего заселения клетками с
целью ревитализации.
apoptotic cells was found in the leaflet. This may be
associated with its relative thinness if compared with
the vessel wall or the annulus fibrosis region that could
simplify the penetration of treating solution into the depth
of the structure and following apoptosis induction. In
addition, the higher number of viable cells in tissue depth
if compared with superficial zones in regions with comp-
licated structure is also associated with cell migration
due to negative chemotaxis.
Fluorescent analysis of supposed transplants revealed
the bright fluorescencing cells adhered to connective-
tissue matrix under violet blue exitation, that in our
opinion testified to the preservation of adhesive proper-
ties of extracellular matrix and to its availability for
further colonization with tissue-forming autocells of a
recipient.
According to the obtained data we may suggest that
EDTA solution of 10 mM as well as suggested scheme
of grafts treatment are effective in terms of decellulari-
zation. Initiation of apoptosis in valve leaflet as well as
on surface of vascular region of valve was efficient.
The initiation of apoptosis was not uniform in different
structures of xenograft. After treatment with decellulari-
zing solution the connective tissue matrix of graft pre-
served the adhesive properties and therefore was appli-
cable for further colonization by cells to realize the
revitalization.
Рис. 2. Участок ткани клапана после обработки в раст-
воре ЭДТА и отмывки. Специфическая окраска на
апоптоз («Apoptag® Peroxidase ISOL Kit»); ×225. Боль-
шими стрелками показаны клетки, находящиеся в состоя-
нии апоптоза; маленькими – живые клетки.
Fig. 2. Valve tissue after treatment with EDTA solution and
washing. Specific apoptosis staining (Apoptag® Peroxidase
ISOL Kit), ×225. Large arrows point the cells being in apop-
tosis state, small ones show the living cells.
Литература
1. Акатов В.С., Рындина Н.И., Соловьев В.В. и др. Снижение
кальцификации бесклеточных трансплантатов клапанов
сердца путем внедрения в них перед имплантацией изо-
генных гладкомышечных клеток // Вестник транспланто-
логии и искусственных органов. – 2003. – №4. – С. 64–67.
2. Акатов В.С., Фесенко Н.И., Соловьев В.В. и др. Подавление
кальцификации трансплантатов клапанов сердца путем
их девитализации // Клеточная трансплантология и ткане-
вая инженерия. – 2010. – Т. V, №1. – С. 41–46.
3. Бокерия Л.А., Муратов Р.М., Скопин И.И. и др. Криосохра-
ненные аллографты в реконструктивной хирургии поро-
References
1. Akatov V.S., Ryndina N.I., Solov'ev V.V. et al. Reduction of cal-
cinosis of cell-free transplants of cardiac valves by introduction
into them isogenic smooth muscle cells // Vestnik Transplan-
tologii i Iskusstvennykh Organov. – 2003. – N4. – P. 64–67.
2. Akatov V.S., Fesenko N.I., Solov'ev V.V. et al. Inhibition of cal-
cinosis of cardiac valve transplants by their devitalization //
Kletochnaya Transplantologiya i Tkanevaya Inzheneriya. –
2010. – Vol. V, N1. – P. 41–46.
problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №2
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №2
172 problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №2
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №2
ков аортального клапана. – М.: НЦССХ им. А. Н. Бакулева
РАМН, 2007. – 282 с.
4. Попандопуло А.Г., Игнатов Д.Ю., Слипченко И.О. и др.
Влияние факторов культивирования на жизнеспособ-
ность фетальных фибробластов человека // Вестник
неотложной и восстановительной медицины. – 2003. –
Т. 4, №2. – C. 323–325.
5. Hoerstrup S.P., Sodian R., Daebritz S. et al. Functional living
trileaflet heart valves grown in vitro // Circulation. – 2000. –
Vol. 102, Supl. III. – P. 44–49.
6. Steinhoff G., Stock U., Karim N. et al. Tissue engineering of
pulmonary heart valves on allogenic acellular matrix conduits //
Circulation. – 2000. – Vol. 102, Supl. III. – P. 50–55.
Поступила 01.06.2012
3. B okeriya L.A., Muratov R.M., Skopin I.I. et al. Cryopreserved
allografts in reconstructive surgery of aortic valve failure. –
Moscow: Bakoulev Scientific Center for Cardiovascular Sur-
gery of the Russian Academy of Medical Sciences, 2007. –
282 p.
4. Popandopulo A.G., Ignatov D.Yu., Slipchenko I.O. et al. Effect
of culturing factors on viability of fetal human fibroblasts //
Vestnyk Neotlozhnoy i Vosstanovitelnoy Meditsyny. – 2003. –
Vol. 4, N2. P. 323-325.
5. Hoerstrup S.P., Sodian R., Daebritz S. et al. Functional living
trileaflet heart valves grown in vitro // Circulation. – 2000. –
Vol. 102, Supl. III. – P. 44–49.
6. Steinhoff G., Stock U., Karim N. et al. Tissue engineering of
pulmonary heart valves on allogenic acellular matrix conduits //
Circulation. – 2000. – Vol. 102, Supl. III. – P. 50–55.
Accepted 01.06.2012
|