Поиск Кабинет

Новые подходы к тканевой инженерии миокарда in vivo

Подготовил Волков A.B. по материалам Tissue. Eng. 2005; 11: 803-813

Тканевая инженерия миокарда призвана улучшить эффективность клеточной кардиомиопластики. Ученые считают, что имплантация тканевого эквивалента может быть более эффективна, чем обычное введение взвеси клеток. Возможно, что тканеинженерные конструкции, состоящие из кардио-миоцитов или незрелых прогениторных клеток, нанесенных на биодеградируемый материал, будут иметь преимущество в плане электромеханической интеграции с миокардом хозяина. Кроме того, проблему реваскуляризации ткани можно решить на стадии in vitro до имплантации.

В настоящее время большинство работ в области создания тканевых эквивалентов миокарда находятся на стадии эксперимента in vitro [1 -4]. Уже получены многослойные конструкции на различных биодеградируемых носителях, способные к спонтанному сокращению и проявляющие более или менее стабильную электрическую активность [1, 3]. Во-первых, в исследованиях in vivo групп Leor и Li были получены хорошие результаты с применением фетальных кардиомиоцитов на альгинатной и желатиновой 3D матрицах [5, 6]. Были также полученны клеточные культуры, способные создавать мышечные слои с электрической активностью [6].

Основной сложностью создания тканеинженерных конструкций миокарда является отсутствие надежного клеточного источника. Предлагается использовать зрелые и фетальные кардиомиоциты [5], эмбриональные стволовые клетки, предифференцированные в так называемые кардио-миобласты [8-10].

Недавно было опубликовано исследование по эффективности трансплантации эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) в коллагеновом геле в ишемизированный миокард. Задачей эксперимента было выяснение возможности диф-ференцировки ЭСК (мобилизованных в геле) в сердечной мышце под влиянием микроокружения. Было показано, что ЭСК способны к дифференцировке in situ в кардиомиоциты под влиянием микроокружения. Авторы указывают, что при морфологическом исследовании не было выявлено признаков клеточной атипии и формирования опухолей. Миокард отличался хорошей сократимостью, и толщина стенки была больше, чем в группах контроля, аритмии не наблюдалось. Кроме того, сочетание ЭСК с коллагеновым гелем, по мнению исследователей, позволяет более четко восстановить геометрию миокарда, что, в свою очередь, благоприятно сказывается на сократимости сердечной мышцы [11].

Подходы, позволяющие получить толщу кардиомиоцитов in situ, позволяют исключить дополнительные процедуры по фиксации конструкций, выращенных in vitro. Использование метода префабрикации в толще мягких тканей с целью вас-куляризации и «созревания» графта является другой перспективной технологией тканевой инженерии миокарда. В недавнем номере Tissue Engineering приведены результаты одного из таких исследований.

Кардиомиоциты выделяли из сердец неонатальных крыс. После культивирования и накопления достаточной клеточной массы миоциты были нанесены на силиконовые пленки, покрытые фибрином, и помещены в толщу мягких тканей в бассейне бедренных сосудов крыс-реципиентов.

Спустя три недели производили морфо-функциональную оценку графта. Макроскопически конструкция представляла собой мышечный пласт на силиконовой пленке. Сформированный сердечный мышечный пласт обладал электрической активностью и спсобностью сокращаться. При гистологическом исследовании в толще неомиокарда выявлена значительная сосудистая сеть. Т кань представляла собой схожую с естественным миокардом. Между кардиомиоцитами отчетливо определялись вставочные диски. Кроме того, миокард активно реагировал хронотропным эффектом на адреналин.

Таким образом, исследователям впервые удалось получить функциональную ткань миокарда in vivo методом префабрикации. При необходимости данная конструкция может быть перемещена в зону постоянной имплантации на сосудистой ножке, что позволит сохранить кровоснабжение толщи мышцы.

Ряд научных работ рассматривает различные подходы к получению значительных по размеру, толщине и функциональности эквивалентов сердечной мышцы. Большинство исследований носят фундаментальный характер и пока трудно представить какую-либо отдельную технологию в клинике. Во всех работах было показано благоприятное влияние биоматрицы на формирование ткани миокарда и его интеграцию с тканью хозяина. Главной проблемой является выбор клеточного материала. Применение кардиомиоцитов из ЭСК позволяет получить неограниченное количество клеток, однако несёт в себе риск туморогенеза и иммунной реакции. Использование фетального материала ограничено этическими причинами. Определённые надежды возлагаются на мезенхимальные клетки костного мозга и подкожного жира, способные дифференцироваться в кардиомиоциты, а также стволовые клетки взрослого миокарда.

Подписаться на новости
515
Дата: 24 февраля 2005 г.
© При копировании любых материалов сайта, ссылка на источник обязательна.
Подняться вверх сайта