Genes & CellsGenes & CellsГены и КлеткиGenes and Cells2313-18292500-2562Human Stem Cells Institute12164210.23868/gc121642ArticlesСтатьиQuantative effect of improving osteoinductive property of a material due to applicationof recombinant morphogenetic bone protein rhВМР-2Количественный эффект повышенияостеоиндуктивности материала за счет включенияв него рекомбинантного морфогенетическогобелка кости rhВМР!2ChekanovA VЧекановА В

1 Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of RAS, Pushchino2 Pushchino Institute of Natural Sciences, Pushchino

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, ПущиноПущинский государственный естественно-научный институт, Пущино

FadeevaI SФадееваИ С

1 Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of RAS, Pushchino2 Pushchino Institute of Natural Sciences, Pushchino

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино2 Пущинский государственный естественно-научный институт, Пущино

AkatovV SАкатовВ С

1 Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of RAS, Pushchino2 Pushchino Institute of Natural Sciences, Pushchino

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино2 Пущинский государственный естественно-научный институт, Пущино

SolovievaM EСоловьеваМ Е

1 Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of RAS, Pushchino2 Pushchino Institute of Natural Sciences, Pushchino

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино2 Пущинский государственный естественно-научный институт, Пущино

VezhninaN VВежнинаН В

1 Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of RAS, Pushchino2 Pushchino Institute of Natural Sciences, Pushchino

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино2 Пущинский государственный естественно-научный институт, Пущино

LekishviliM VЛекишвилиМ В

Central Institute of Traumatology and Orthopedics, Moscow

Центральный институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова, Москва

1 Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of RAS, Pushchino2 Pushchino Institute of Natural Sciences, PushchinoИнститут теоретической и экспериментальной биофизики РАН, ПущиноПущинский государственный естественно-научный институт, Пущино1 Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of RAS, Pushchino2 Pushchino Institute of Natural Sciences, PushchinoИнститут теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино2 Пущинский государственный естественно-научный институт, ПущиноCentral Institute of Traumatology and Orthopedics, MoscowЦентральный институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова, Москва1506201272NO2 (2012)№2 (2012)758111012023Copyright ©; 2012, Eco-VectorCopyright ©; 2012, Эко-Вектор2012Eco-VectorЭко-Векторhttps://genescells.ru/2313-1829/article/view/121642

At present, novel osteoinductive materials containing recombinant bone morphogenetic proteins (rhBMPs) are actively being developed for «regenerative medicine», traumatology and orthopedics. To evaluate the effect of rhBMPs in materials, the great interest is to study osteoinductive properties of the materials in experimental models in vivo. In this paper we show that application of bone morphogenetic protein rhBMP-2 in demineralized cancellous bone blocks provides great improving osteoinductivity of the material in the ectopic model subcutaneous implantation in rats. This improvement was reflected in multifold acceleration of mineralization and in active forming a new structured collagen matrix in the material. The model of ectopic subcutaneous implantation to rats is very convenience test system to detect increase in osteoinductivity of materials caused by application of rhBMP-2, and to identify features of ectopic bone formation in these materials.

В настоящее время для «регенеративной медицины», травматологии и ортопедии активно разрабатываются осте- оиндуктивные материалы с применением рекомбинантных морфогенетических белков кости (rhBMP). Для оценки эффективности включения rhBMP в материалы большое значение имеет изучение их остеоиндуктивных свойств в экспериментальных моделях in vivo. В настоящей работе по- казано, что включение морфогенетического костного бел- ка rhBMP-2 в блоки деминерализованной губчатой кости обеспечивает выраженное повышение остеоиндуктивности материала в гетеротопической модели подкожной имплан- тации крысам, что выражается в многократном ускорении минерализации материала и в индукции формирования в нем структурированного неоколлагена. Модель гетеротопи- ческой подкожной имплантации крысам является удобной тест-системой для выявления степени остеоиндуктивности материалов, содержащих rhВМР-2, а также для выявле- ния особенностей гетеротопического остеогенеза в таких материалах.

McKay W.F., Peckham S.M., Badura J.M. A comprehensive clinical review of recombinant human bone morphogenetic protein-2 (INFUSE Bone Graft). Int. Orthop. 2007; 31(6): 729-34.Arosarena O.A., Collins W.L. Bone regeneration in the rat mandible with bone morphogenetic protein-2: a comparison of two carriers. Otolaryngol. Head Neck. Surg. 2005; 132: 592-7.Чеканов А.В., Фадеева И.С., Лекишвили М.В. и др. Созда- ние остеоиндуктивных материалов нового поколения для регенера- ции костной ткани на основе рекомбинантных морфогенетических белков семейства ВМР. Тез. докл. IV Всероссийского симпозиума с международным участием «Актуальные вопросы тканевой и клеточ- ной трансплантологии»; 2010 апр. 21-22; Санкт Петербург.Akatov V., Chekanov A., Lekishvili M. et al. Test system for osteoinductive activity of materials containing recombinant morphogenetic protein rhBMP-2, 6th World Congress of tissue banking, 2011 Nov 9-11; Barcelona; 2011.Wegman F., Bijenhof A., Schuijff A. et al. Оosteogenic differentiation as a result of bmp-2 plasmid dna based gene therapy in vitro and in vivo. Euro. Cells Mater. 2011; 21: 230-42.Lee C.H., Vyavahare N., Zand R. et al. Inhibition of aortic wall calcification in bioprosthetic heart valves by ethanol pretreatment: biochemical and biophysical mechanisms. J. Biomed. Mater. Res. 1998; 42(1): 30-7.Розанова И.Б., Васин С.Л. Кальцификация имплантатов. В: Севастьянов В.И., редактор. Биосовместимость. М., 1999. С. 246-24.Акатов В.С., Соловьев В.В., Рындина Н.И. и др. Кальцифи- кация бесклеточных ксенотрансплантатов клапанов сердца. Вестник трансплантологии и искусственных органов 2002; 4: 39-42.Лилли Р. Патогистологическая техника и практическая ги- стохимия. М.: Мир, 1969.Роскин Г.И. Микроскопическая техника. М.: Советская наука, 1957.Erlebacher A., Filvaroff E.H., Gitelman S.E. et al. Toward a molecular understanding of skeletal development. Cell 1995; 80: 371-8.French D.M., Kaul R.J., DSouza A.L. et al. WISP-1 is an osteoblastic regulator expressed during skeletal development and fracture repair. American J. Path. 2004; 165: 855-67.Mikami Y., Asano M., Honda M.J. et al. Bone morphogenetic protein 2 and dexamethasone synergistically increase alkaline phosphatase levels through JAK/STAT signaling in C3H10T1/2 cells. J. Cell. Physiol. 2010; 223: 123-33.Song I., Kim B.-S., Kim C.-S. et al. Effects of BMP-2 and vitamin D3 on the osteogenic differentiation of adipose stem cells. Biochem. Biophys. Res. Com. 2011; 408: 126-31.Bessa P.C., Casal M., Reis R.L. Bone morphogenetic proteins in tissue engeneering: the road from the laboratory to the clinic, part1 (basic principles). J. Tissue Eng. Regen. Med. 2008; 2: 1-13.Bessa P.C., Casal M., Reis R.L. Bone morphogenetic proteins in tissue engineering: the road from laboratory to clinic, part II (BMP delivery). Review. J Tissue Eng. Regen. Med. 2008; 2: 81-96.Blokhuis T.J., Lindner T. Allograft and bone morphogenetic proteins: an overview. Injury, Int. J. Care Injured. 2008; 39(S2): 33-6.Urist M.R. Bone: formation by autoinduction. Science 1965; 150: 893-9.Nikolaou V.S., Tsiridis E. Pathways and signalling molecules. Current Orthopaedic 2007; 21: 249-57.Reddi A.H. Bone Morphogenetic Proteins: from basic science to clinical applications. J. Bone Joint Surg. Am. 2001; 83: 1-6.Gautschi O.P., Frey S.P., Zellweger R. Bone morphogenetic proteins in clinical application. Anz J. Surg. 2007; 77: 626-31.Carlisle E., Fischgrund J.S. Bone morphogenetic proteins for spinal fusion. Spine J. 2005; 5: 240-9.