Genes & CellsGenes & CellsГены и КлеткиGenes and Cells2313-18292500-2562Human Stem Cells Institute12146910.23868/gc121469ArticlesСтатьиThe study of biocompatibility of heart value transplants devitalized by anticalcinosis treatmentИзучение биосовместимости трансплантатов клапанов сердца, девитализированных антикальцинозным способомAkatovB CАкатовB C

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, ПущиноПущинский государственный университет, Пущино

MuratovP MМуратовP M

Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. АН. Бакулева РАМН, Москва

FadeevaI SФадееваИ С

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, ПущиноПущинский государственный университет, Пущино

SachkovA SСачковА С

Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. АН. Бакулева РАМН, Москва

BritikovD VБритиковД В

Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. АН. Бакулева РАМН, Москва

FesenkoN IФесенкоН И

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, ПущиноПущинский государственный университет, Пущино

Solov'evV VСоловьевВ В

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, ПущиноНаучный центр сердечно-сосудистой хирургии им. АН. Бакулева РАМН, Москва

ChekanovA VЧекановА В

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, ПущиноПущинский государственный университет, Пущино

AkatovV S

Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of RAS, PushchinoPushchino State University, Pushchino

MuratovR M

Bakulev Center for Cardiovascular Surgery of RAMS, Moscow

FadeevaI S

Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of RAS, PushchinoPushchino State University, Pushchino

SachkovA S

Bakulev Center for Cardiovascular Surgery of RAMS, Moscow

BritikovD V

Bakulev Center for Cardiovascular Surgery of RAMS, Moscow

FesenkoN I

Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of RAS, PushchinoPushchino State University, Pushchino

SolovievV V

Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of RAS, PushchinoPushchino State University, Pushchino

ChekanovA V

Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of RAS, PushchinoPushchino State University, Pushchino

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, ПущиноПущинский государственный университет, ПущиноНаучный центр сердечно-сосудистой хирургии им. АН. Бакулева РАМН, МоскваИнститут теоретической и экспериментальной биофизики РАН, ПущиноНаучный центр сердечно-сосудистой хирургии им. АН. Бакулева РАМН, МоскваInstitute of Theoretical and Experimental Biophysics of RAS, PushchinoPushchino State University, PushchinoBakulev Center for Cardiovascular Surgery of RAMS, Moscow1506201052NO2 (2010)№2 (2010)364111012023Copyright ©; 2010, Eco-VectorCopyright ©; 2010, Эко-Вектор2010Eco-VectorЭко-Векторhttps://genescells.ru/2313-1829/article/view/121469

Earlier we have proposed method for anticalcinosis devitalization of heart valve transplants, which induced total cell death without elimination of cell debris from tissue matrix. It was shown in previous studies prevention of calcinosis in devitalized aorta transplants by the method of subcutaneous implantation in rats. In the present research we investigated biocompatibility of devitalized heart valve alio- and xenografts in the model of chronic implantation in descending aorta of dogs. It was revealed that viable and devitalized aorta grafts became acellular after 4-month implantation. Anticalcinosis divitalization of aorta allografts suppressed immune response, degeneration and calcinosis after their implantation in dogs. Xenografts after anticalcinosis treatment induced strong immune response resulted in fibrous reorganization of tissue matrix. According to the results obtained heart valve allografts devitalized by anticalcinosis treatment can be recommended for clinical trials.

Ранее нами был предложен способ антикальцинозной де-витализации трансплантатов клапанов сердца, который вызывает полную гибель клеток, но не удаляет их из матрикса. Используя известную модель подкожной имплантации крысам для изучения кальцификации материалов, было показано, что предложенный способ модификации трансплантатов полностью подавляет их кальциноз. В настоящей работе исследовали биосовместимость алло- и ксенотрансплантатов, девитализированных антикальцинозным способом, используя модель ортотопической имплантации аортально-клапанных комплексов в системный кровоток собаки. Установлено, что живые и девитализированные антикальцинозным способом аллографты аорты становятся бесклеточными после 4 мес. имплантации. Антикальцинозная девитализация аллографтов аорты подавляет иммунную реакцию, предотвращает дегенерацию тканевого матрикса и подавляет кальциноз при имплантации в аорту собакам. Ксенографты, обработанные методом антикальцинозной девитализации, при имплантации вызывают сильный иммунный ответ, который приводит к реорганизации матрикса в неупорядоченную соединительную ткань и общему повреждению матрикса. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что аллографты клапанов сердца, обработанные антикальцинозным способом могут быть рекомендованы для клинических испытаний.

Heart valve transplantscalcificationdegenerationanticalcinosis devitalizationimmunogenicityorthotopic implantationтрансплантаты клапанов сердцакаль-цификациядегенерацияантикальцинозная девитализацияиммуногенностьортотопическая имплантацияElkins R.C., Dawson Р.Е., Goldstein S. et al. Decellularized Human Valve Allografts. Ann. Thorac. Surg. 2001; 71: 428-32.Forbess J.M., Shah A.S., St Louis J.D. et al. Cryopreserved homografts in the pulmonary position: determinants of durability Ann. Thorac. Surg. 2001; 71: 54-9.Bechtel J.F.M., Bartels C, Schmidtke С et al. Anti-HLA class I antibodies and pulmonary homograft function after the Ross-procedure. Ann. Thorac. Surg. 2001; 71: 2003-7.Dignan R., O'Brien M., Hogan P. et al. Aortic valve allograft structural deterioration is associated with a subset of antibodies to human leukocyte antigens. J. Heart Valve Dis. 2003; 12: 382-91.Meyer S.R., Nagendran J., Desai L.S. et al. Decellularization reduces the immune response to aortic valve allografts in the rat. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2005; 130: 4В9-7Б.B. Hopkins R A., Jones A. L, Wolfinbarger L. et al. Decellularization reduces calcification while improving both durability and 1-year functional results of pulmonary homograft valves in juvenile sheep. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2009; 137: 907-13.Allaire E., Guettier C, Bruneval P. et al. Cell-free arterial grafts: morphological characteristics of aortic isografts, allografts, and xenografts in rats. J. Vase. Sugr. 1994; 19: 44B-56.8. O'Brien M.F., Goldstein S., Walsh S. et al. The SynerGraft valve: a new acellular [nonglutaraldehyde-fixed] tissue heart valve for autologous recellularization. First experimental studies before clinical mplantation. Sem. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1999; 4 Suppl.1: 194-200.Goldstein S., Clarke D.R., Walsh S.P. et al. Transpecies heart valve transplant: advanced studies of a bioengineered xeno-autograft. Ann. Thorac. Surg. 2000; 70: 1962-9.Schmidt C.E., Baier J.M. Acellular vascular tissues: natural biomaterials for tissue repair and tissue engineering. Biomaterials 2000; 21(22): 2215-31.Steinhoff G., Stock U., Karim N. et al. Tissue engineering of pulmonary heart valves on allogenic acellular matrix conduits: in viva restoration of valve tissue. Circulation 2000; 102 Suppl 3: III50-5.Teebken O.E., Bader A., Steinhoff G., Haverich A. Tissue engineering of vascular grafts: human cell seeding of decellularised porcine matrix. Eur. J. Vase. Endovasc. Surg. 2000; 19: 381-6.Uchimura E., Sawa Y., Taketani S., et al. New method of preparing acellular cardiovascular grafts by decellularization with polytethylene glycol). J. Biomed. Mater. Res. A 2003; 67: 834-7.Ota Т., Taketani S., Iwai S. et al. Novel method of decellularization of porcine valves using polyethylene glycol and gamma irradiation. Ann Thorac. Surg. 2007; 83: 1501-7.Dohmen P.M., Konertz W. Decellularization of xenogenic biologic tissue. Ann. Thorac. Surg. 2008; 85: 2163.Акатов B.C., Соловьев В.В., Рындина Н.И. и др. Кальцификация бесклеточных ксенотрансплантатов клапанов сердца. Вестник трансплантологии и искусственных органов 2002; 4: 39-42.Акатов B.C., Муратов Р. М., Рындина H. И, и др. Способ обработки трансплантатов для сердечно сосудистой хирургии. Патент РФ 2291675. 20 января 2007.Акатов B.C., Рябоконь Е.Н., Муратов P.M. и др. Изучение миграции фибробластов в ткань створок клапанов сердца in vitro. Цитология 2000; 42(1): 57-61.Bader A., Schilling Т., Teebken О.Е. et al. Tissue engineering of heart valves-human endothelial cell seeding of detergent acellularized porcine valves. Eur. J. Cardiothorac. Surg. 1998; 14: 279-84.Bodnar E., Olsen E.G., Florio R., Dobrin J. Damage of porcine aortic valve tissue caused by the surfactant sodiumdodecylsulphate Thorac. Cardiovasc. Surg. 1986; 34(2): 82-5.Grauss R.W., Hazekamp M.G., Oppenhuizen F. et al. Histological evaluation of decellularised porcine aortic valves: matrix changes due to different decellularisation methods. Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2005; 27: 566-71.Kasimir M.T., Rieder E., Seebacher G. et al. Comparison of different decellularization procedures of porcine heart valves. Int. J. Artif. Organs. 2003; 26: 421-7.Akatov V.S., Ryndina N.I., Muratov R.M. et al. The role of mitochondria in the initiation of calcinosis in transplants of heart valve and vessels. Doklady Biological Sciences 2006; 406: 112-4.Vogt P.R., Stallmach Т., Niederhfluser U. et al. Explanted cryopreserved allografts: a morphological and immunohistochemical comparison between arterial allografts and allograft heart valves from infants and adults. Eur. J. Cardiothorac. Surg. 1999; 15: 639-45.25. O'Brien M.F., McGiffin D.C. Aortic and pulmonary allografts in contemporary cardiac surgery. In: Karp RB, Kouchoukos NT, Laks H, Wechsler AS, editors. Advances in cardiac surgery. Chicago, Year Book Medical Publishers, 1990; 1-24.Mitchell R.N., Jonas R.A., Schoen F.J. Structure-function correlations in cryopreserved allograft cardiac valves. Ann. Thorac. Surg. 1995; 60(Suppl): S108.Ketchedjian A., Jones A.L., Krueger P. et al. Recellularization of Decellularized Allograft Scaffolds in Ovine Great Vessel Reconstructions. Ann. Thorac. Surg. 2005; 79: 888-96.