Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2020. Том 65. № 1. С. 5–12

В.А. Брунчуков, Т.А. Астрелина, В.А. Никитина, И.В. Кобзева, Ю.Б. Сучкова, Д.Ю. Усупжанова, А.А. Расторгуева, Т.В. Карасева, А.В. Гордеев, О.А. Максимова, Л.А. Наумова, С.В. Лищук, Е.А. Дубова, К.А. Павлов, В.А. Брумберг, А.Е. Махова, Е.Е. Ломоносова, Е.И. Добровольская, И.М. Барабаш, А.Ю. Бушманов, А.С. Самойлов

Экспериментальное лечение местных лучевых поражений мезенхимальными стволовыми клетками и их кондиционированной средой

Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России, Москва.
Контактное лицо: Астрелина Татьяна Алексеевна This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Реферат

Цель: Изучение процессов регенерации при лечении местных лучевых поражений (МЛП) кожи мезенхимальными стволовыми клетками (МСК) слизистой ткани десны человека, культуральной средой (КС) и концентратом кондиционированной среды (ККС) на лабораторных животных.

Материал и методы: В исследование включено 80 белых крыс-самцов линии Wistar массой 210 ± 30 г в возрасте 8–12 нед, рандомизированых случайным образом на 4 группы (по 20 животных в каждой): контроль (К), животные не получали терапию; контроль с введением концентрата культуральной среды (КС) трехкратно на 1, 14 и 21 сут; введение МСК в дозе 2 млн на 1 кг трехкратно на 1, 14 и 21 сут; введение ККС в расчетной дозе 2 млн клеток на 1 кг трехкратно на 1, 14 и 21 сут. Каждое лабораторное животное наблюдали 17 раз: на 1, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 70, 77, 84, 91, 98, 105, 112-е сут после моделирования ожога. Проводили гистологическое (окраска гематоксилином-эозином) и иммуногистохимическое (СD31, СD68, VEGF) исследования. Моделирование МЛП проводили на рентгеновской установке в дозе 110 Гр. Культивировали МСК по стандартной методике до 3–5 пассажа, осуществляли забор кондиционированной среды и концентрировали ее в 10 раз. Иммунофенотип МСК (CD34, CD45, CD90, CD105, CD73, HLA-DR) и жизнеспособность (7‑ADD) определяли с помощью проточной цитофлуориметрии.

Результаты: При планиметрической оценке измененной кожи животных на 7 сут в группе ККС площадь была достоверно больше по сравнению с группами К, МСК, КС (р ≤ 0,05). В группе КС на 14-е сут площадь открытой раневой поверхности и язвы с 28 до 42-х сут была достоверно меньше по сравнению с группами К, МСК и ККС (р ≤ 0,05). В группе К с 42 до 77-х сут наблюдения отмечалось увеличение площади язвы кожи по сравнению с группами КС и ККС (р ≤ 0,05). На 112-е сут полное заживление язвы кожи в группе КС отмечалось у 40 %, в группе МСК – у 60 %, а в группе ККС – лишь у 20 % животных, а в группе К не регистрировалось. Выраженная экспрессия маркера VEGF в эндотелиальных клетках и клетках стромы отмечалась в группах К и КС на 28-е сут и в группах МСК и ККС на 112-е сут.

Заключение: Таким образом, все использованные методы лечения, включая 3-кратное введение КС, МСК и ККС в дозе 2 млн на 1 кг, были эффективны при МЛП кожи и приводили к сокращению площади поражения, ускоренному заживлению язвы, улучшению регенеративных процессов. Кроме того, применение МСК приводило к улучшению васкуляризации и уменьшению воспалительных процессов в очаге лучевого поражения.

Ключевые слова: мезенхимальные стволовые клетки, местные лучевые поражения, кондиционированная среда, клеточные технологии, рентгеновское излучение, кожа

Для цитирования: Брунчуков В.А., Астрелина Т.А., Никитина В.А., Кобзева И.В., Сучкова Ю.Б., Усупжанова Д.Ю., Растор­гуева А.А., Карасева Т.В., Гордеев А.В., Максимова О.А., Наумова Л.А., Лищук С.В., Дубова Е.А., Павлов К.А., Брумберг В.А., Махова А.Е., Ломоносова Е.Е., Добровольская Е.И., Барабаш И.М., Бушманов А.Ю., Самойлов А.С. Экспериментальное лечение местных лучевых поражений мезенхимальными стволовыми клетками и их кондиционированной средой. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2020;65(1):5-12.

DOI: 10.12737/1024-6177-2020-65-1-5-12

Список литературы / References

1. Радиационная медицина. Руководство для врачей-исследователей и организаторов здравоохранения. Под ред. Л.А. Ильина. М.: ИздАТ. 2001;(2):432 [Radiation Medicine. A Guide for Medical Researchers and Health Care Organizers. Ed. LA Ilyin. Moscow: Izdat. 2001;(2):432 (In Russ.)].
2. Howpel JW, Coggle JE, Wells J, et al. The acute effects of different energy beta-emiters on pig and mouse skin. Drit J Radiobiology. 1968; (190):47-51.
3. Осанов ДП. Дозиметрия и радиационная биофизика кожи. М.: Энергоатомиздат. 1983. 152 с. [Osanov DP. Dosimetry and Radiation Biophysics of the Skin. M.: Energoatomizdat. 1983:152 (In Russ.)].
4. Zheng K, Wu W, Jang S, et al. Bone marrow mesenchymal stem cell implantation for the treatment of radioactivity‑induced acute skin damage in rats. Molecular Medicine Reports. 2015;12:7065-71.
5. Мороз ББ, Онищенко НА, Лебедев ВГ, и др. Влияние мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток костного мозга на течение местных лучевых поражений у крыс после локального β-облучения. Радиац. биол. Радиоэкология. 2009;49(6):688-93. [Moroz BB, Onishchenko NA, Lebedev VG, et al. Influence of multipotent mesenchymal bone marrow stromal cells on local radiation injury in rats after local β-irradiation. Radiation Biology. Radioecology. 2009;49(6):688-93 (In Russ.)].
6. Котенко КВ, Еремин ИИ, Мороз ББ, и др. Клеточные технологии в лечении радиационных ожогов: опыт ФМБЦ им. А.И. Бурназяна. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2012;7(2):97-102. [Kotenko KV, Eremin LI, Moroz BB, et al. Cell technologies in the treatment of radiation burns: experience of the Burnasyan Federal Medical Biophysical Centre. Cell Transplantation and Tissue Engineering. 2012;7(2):97-102 (In Russ.)].
7. Темнов АА, Астрелина ТА, Рогов КА, и др. Исследование влияния факторов кондиционированной среды, полученной при культивировании мезенхимальных стволовых клеток костного мозга, на течение тяжелых местных лучевых поражений кожи у крыс. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2018;63(1):35-9. [Temnov AA, Astrelina TA, Rogov КА, et al. Investigation of the influence of the conditioning medium factors obtained during the cultivation of bone marrow mesenchymal stem cells on the course of severe local radiation injuries of skin in rats. Medical Radiology and Radiation Safety. 2018;63(1):35-9. (In Russ.)].
8. Kim HS, Choi DY, Yun SJ, et al. Proteomic analysis of microvesicles derived from human mesenchymal stem cells. J Proteome Res. 2012;11(2):839-49.
9. Daltro PS, Barreto BC, Silva PG, et al. Therapy with mesenchymal stromal cells or conditioned medium reverse cardiac alterations in a high-fat diet-induced obesity model. The International Society for Cellular Therapy Position Statement Cytotherapy. 2017;19:1176-88.
10. Gnecchi M, Zhang Z, Ni A, Dzau VJ. Paracrine mechanisms in adult stem cells signaling and therapy. Circ Res. 2008;103:1204-19.
11. Lee C, Shim S, Jang H, et al. Human umbilical cord blood derived mesenchymal stromal cells and small intestinal submucosa hydrogel composite promotes combined radiation-wound healing of mice. The International Society for Cellular Therapy Position Statement Cytotherapy. 2017;19(9):1048-59.
12. Öksüz S, Şahin Alagöz M, Karagöz H, et al. Comparison of treatments with local mesenchymal stem cells and mesenchymal stem cells with increased vascular endothelial growth factor fxpression on irradiation injury of expanded skin. Ann Plast Surg. 2015;75:219-30.
13. Mitrano TI, Grob MS, Carrión F, et al. Culture and Characterization of Mesenchymal Stem Cells From Human Gingival Tissue. Journal of Periodontology. 2010;81:917-25.
14. Zhang QZ, Nguyen AL, Yu WH, Le AD. Human oral mucosa and gingiva: a unique reservoir for mesenchymal stem cells. J Dent Res. 2012;91(11):1011-8.
15. Duan HG, Ji F, Zheng CQ, et al. Conditioned medium from umbilical cord mesenchymal stem cells improves nasal mucosa damage by radiation. Biotechnol Lett. 2018;40(6):999-1007.
16. Dominici M, Le Blanc K, Mueller I, Slaper-Cortenbach I, Marini F, Krause D, et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy Position Statement. Cytotherapy. 2006;8:315-7.

PDF (RUS) Полная версия статьи

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование. Исследование выполнено при финансовой поддерж­ке Федеральной целевой программы «Обеспе­чение ядерной и радиационной безопасности на 2016–2020 гг. и на период до 2030 г.». Планируется серия публикаций по результатам проведенных исследований.

Участие авторов. Cтатья подготовлена с равным участием авторов.

Соблюдение правил биоэтики. Исследование выполнено в соответствии с этическими нормами обращения с животными, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для исследовательских и иных научных целей.

Поступила: 12.10.2018. Принята к публикации: 11.12.2019