Comparative analysis of cellular material for closure of diaphragmatic defects in an experiment

Full Text

Актуальной проблемой современной детской хирургии остается закрытие тканевых дефектов у пациентов со значительными диафрагмальными грыжами. Диафрагмальные грыжи - порок развития диафрагмы, выражающийся в дефекте мышечной или мышечно-сухожильной ее части и проявляющийся синдромами дыхательных расстройств или непроходимостью кишечника в результате проникновения содержимого брюшной полости [печень, желудок, петли кишечника] в плевральную. Диагностика данного заболевания возможна еще в пренатальном периоде. Лечение данного порока развития - только оперативное. В тяжелых случаях, когда пластика грыжевых ворот местными тканями не представляется возможным, производят пластику дефекта синтетическими материалами [тефлон] или материалами на основе коллагенов [Тахокомб, SIS] [1, 5, 6]. Последние предпочтительней, так как они постепенно заселяются клетками и их производными, что позволяет создать в достаточной мере эффективный барьер между грудной и брюшной полостью. Однако процесс миграции, пролиферации, дифференцировки и функциональной активности [синтез внеклеточного матрикса и реорганизация коллагеновых материалов] клеток растянут во времени и зачастую не соответствует сроку резорбции материала, что может приводить к его разрывам и рецидивам. Применение тканеинженерных конструкций, содержащих функционально активные клетки, в достаточной мере снизило бы вероятность разрыва материала с течением времени и позволило бы сформировать не просто механическую, а биологическую мембрану между брюшной и плевральной полостью.

Для соблюдения принципа аутогенное™ в лечении пороков развития мезенхимальных тканей у новорожденных, возможно применения либо собственных фетальных тканей, полученных от ребенка путем биопсии на поздних сроках беременности [что с этической точки зрения недопустимо], либо мультипотентных мезенхимальных амниотических клеток [ММАК]. Данные клетки могут быть получены из амниотической жидкости без повреждения плода. ММАК уже давно используются для выявления наследственных и генетических заболеваний путём изучения кариотипа и генома плода [2]. В последнее время стали появляться работы по изучению фенотипа, свойств и диффернцировочного потенциала этих клеток in vitro. Так, было показано, что ММАК могут дифференцироваться во все производные мезенхимы и даже в глиальные клетки [7].

В Journal of Pediatric Surgery опубликована экспериментальная работа, в которой для замещения сформированного дефекта диафрагмы авторы использовали ММАК, нанесенные на биодеградируемый коллагеновый носитель.

Работа выполнена на новорожденных ягнятах. На сроке гестации 91-124 дней производилась пункционная биопсия [через беременную матку] мышцы задней конечности и забор достаточного количества амниотической жидкости. Из образцов мышечной ткани выделяли миобласты, а из амниотической жидкости ММАК. Миобласты в культуре характеризовались экспрессией тяжелой цепи миозина и десмина. ММАК метили зелёным флюоресцентным белком [GFP], Матрица носитель представляла собой тройной «сэндвич», где верхний слой был выполнен из децеллюлированной человеческой кожи [AlloDerm; LifeCell, Branchburg, NJ], нижний слой выполнен из SIS, а между ними заключался концентрированный коллагеновый гель. Культура клеток вносилась в коллагеновый гель «сэндвича». Сразу после формирования дефекта [6x7 см] в диафрагму ягнят первой группы животных производилась аутотрансплантация конструкции, содержащей ММАК, а второй группе - конструкции, содержащей миобласты. В группе контроля производилась имплантация только матрицы.

Животные выводились из эксперимента спустя 1-12 месяцев после трансплантации. Сразу после торакотомии производился забор биопсийного материала из места, куда производилась трансплантация. Изучение образцов ткани осуществлялся с помощью гистологических, иммуноцитохимических методов, а также было произведено изучение прочности ткани на разрыв.

В результате, «рецидив» [разрушение конструкции и проникновение органов брюшной полости в плевральную], произошел во всех группах. Однако, в 3-й группе -у1ОО% животных, ав1-йи 2-й в среднем у четверти [25%] животных. При изучении прочности на разрыв лучшие результаты показали ткани из первой группы. В ней же была выявлена лучшая васкуляризация, большее количество клеток на единицу площади, большее содержание эластина, тогда как количество внеклеточного матрикса и гликозамингликанов было сопоставимо во всех группах. Все клетки первой группы имели «фибробласто-миофибробластоподобный» [виментин+, десмин+] фенотип. Клетки образцов тканей второй группы характеризовались низким уровнем экспрессии десмина и скелетного миозина и напоминали фибробласты-миофибробласты [виментин+]. Миобласты, в условиях отсутствия стимулирующего влияния со стороны нервной системы, не сформировали мышечные пучки [пласты]. Как и прежние работы, связанные с попыткой создания эквивалентов мышечной ткани, исследователи столкнулись с проблемой «анервационного синдрома».

Подводя итог работы, авторы обращают внимание, что вероятной причиной неудач могла стать и внеклеточная матрица. Исследователи не исключают какого-либо влияния SIS и Alloderm на клетки в конструкции. Тем не менее, авторы впервые показали возможность использования собственных клеток [ММАК и миобластов] для восстановления дефектов тканей мезенхимального происхождения у новорожденных. При дальнейшем изучении и усовершенствовании, такой подход сулит появление технологии для лечения дефектов диафрагмы у детей.

About the authors

A. V. Volkov

Author for correspondence.
Email: redaktor@celltranspl.ru
Russian Federation

References

Supplementary files