Сравнительная оценка биологической активности ген-активированных остеопластических материалов из октакальциевого фосфата и плазмидных днк

  • Авторы: Бозо И.Я1,2,3,4, Майорова К.С5, Дробышев А.Ю6, Рожков С.И6, Воложин Г.А6, Еремин И.И7, Комлев В.С8,9, Смирнов И.В8,9, Ризванов А.А10, Исаев А.А11, Попов В.К9, Деев Р.В12,2,9
  • Учреждения:
    1. Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» РАН
    2. Институт стволовых клеток человека
    3. Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова
    4. Государственный научный центр Российской Федерации «Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна» ФМБА.
    5. Институт общей генетики РАН.
    6. Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова.
    7. Центральная клиническая больница №1 с поликлиникой Управления делами президента РФ.
    8. Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН
    9. Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» РАН.
    10. Казанский (Приволжский) федеральный университет.
    11. Институт стволовых клеток человека.
    12. Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова
  • Выпуск: Том 11, № 4 (2016)
  • Страницы: 34-42
  • Раздел: Статьи
  • Статья получена: 05.01.2023
  • Статья опубликована: 15.12.2016
  • URL: https://genescells.ru/2313-1829/article/view/120571
  • DOI: https://doi.org/10.23868/gc120571
  • ID: 120571


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Значительная потребность в эффективных остеопластических материалах и недостатки разрешенных для клинического применения изделий определяют возрастающую активность биомедицинских разработок в данной области. Мы разработали ген-активированные остеопластические материалы, состоящие из матрикса-носителя на основе октакальциевого фосфата (ОКФ) и одного из двух вариантов плазмидной ДНК: несущих один ген сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF) или сразу два гена человека, кодирующие VEGF и фактор стромальных клеток-1а (SDF-1a). Целью исследования являлась оценка цитотоксичности разработанных ген-активированных материалов и их компонентов, а также биологической активности in vitro. Было установлено, что как ОКФ, так и ген-активированные материалы не обладали цитотоксичностью, однако снижали пролиферативную активность мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток костного мозга человека: изделие с двухкассетной генной конструкцией снижало скорость удвоения клеточной культуры на 24,3% больше, чем материал с плазмидной ДНК, несущей только VEGF. Оба ген-активированных материала приводили к повышению уровней мРНК терапевтических генов, но в случае материала с двухкассетной системой увеличение продукции белка VEGF было большим. Таким образом, разработанные ген-активированные материалы характеризовались отсутствием цитотоксических e-mail: bozo.ilya@gmail.com

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. Я Бозо

Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» РАН; Институт стволовых клеток человека;Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова;Государственный научный центр Российской Федерации «Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна» ФМБА.

Москва, Россия

К. С Майорова

Институт общей генетики РАН.

Москва, Россия

А. Ю Дробышев

Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова.

Москва, Россия

С. И Рожков

Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова.

Москва, Россия

Г. А Воложин

Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова.

Москва, Россия

И. И Еремин

Центральная клиническая больница №1 с поликлиникой Управления делами президента РФ.

Москва, Россия

В. С Комлев

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН; Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» РАН.

Москва, Россия

И. В Смирнов

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН; Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» РАН.

Москва, Россия

А. А Ризванов

Казанский (Приволжский) федеральный университет.

Казань, Россия

А. А Исаев

Институт стволовых клеток человека.

Москва, Россия

В. К Попов

Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» РАН.

Москва, Россия.

Р. В Деев

Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова; Институт стволовых клеток человека;Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» РАН.

Москва,Рязань, Россия

Список литературы

  1. Garcia-Gareta E., Coathup M.J., Blunn G.W. Osteoinduction of bone grafting materials for bone repair and regeneration. Bone 2015; 81: 112-21.
  2. Deev R.V., Drobyshev A.Y., Bozo I.Y. et al. Ordinary and activated bone grafts: applied classification and the main features. Biomed Res Int. 2015; 2015: 365050.
  3. Evans C.H. Gene delivery to bone. Adv. Drug Deliv. Rev. 2012; 64(12): 1331-40.
  4. Keeney M., van den Beucken J.J., van der Kraan P.M. et al. The ability of a collagen/calcium phosphate scaffold to act as its own vector for gene delivery and to promote bone formation via transfection with VEGF(165). Biomaterials 2010; 31(10): 2893-902.
  5. Гололобов В.Г., Дедух Н.В., Деев Р.В. Скелетные ткани и органы. В кн.: Руководство по гистологии, 2 издание. Т.1. 201 1 ; СПб: СпецЛит. С. 238-322.
  6. Komlev V.S., Barinov S.M., Bozo I.I. et al. Bioceramics composed of octacalcium phosphate demonstrate enhanced biological behaviour. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014; 6(19): 16610-20.
  7. Marquez-Curtis L.A., Janowska-Wieczorek A. Enhancing the migration ability of mesenchymal stromal cells by targeting the SDF-1/ CXCR4 axis. Biomed. Res. Int. 2013; 2013: 561098.
  8. Niederberger E., Geisslinger G. Proteomics and NF-kB: an update. Expert Rev. Proteomics 2013; 10(2): 189-204
  9. Deev R., Plaksa I., Bozo I. et al. Results of an international postmarketing surveillance study of pl-VEGF165 safety and efficacy in 210 patients with peripheral arterial disease. Am. J. Cardiovasc. Drugs. 2017 Jan 3. doi: 10.1007/s40256-016-0210-3. [Epub ahead of print]
  10. Deev R.V., Bozo I.Y., Mzhavanadze N.D. et al. pCMV-vegf165 intramuscular gene transfer is an effective method of treatment for patients with chronic lower limb ischemia. J. Cardiovasc. Pharmacol. Ther. 2015; 20(5): 473-82.
  11. Ризванов А.А., Соловьева В.В., Салафутдинов И.И. и др. Кодон-оптимизированные последовательности фармацевтическая композиция для восстановления кровеносных сосудов. Приоритет от 18.06.2014. Патент РФ №2557385 от 24.06.2015. 1 2. Исаев А.А., Киселев С.Л., Деев Р.В. и др. Биокомпозит для обеспечения восстановительных процессов после повреждения у млекопитающего, способ его получения (варианты) и применения. Приоритет от 29.1 2.201 1. Патент РФ №251 9326 от 1 4 апреля 2014, патент Украины №112450 от 12.09.2016.
  12. Дробышев А.Ю., Рубина К.А., Сысоева В.Ю. и др. Клиническое исследование применения тканеинженерной конструкции на основе аутологичных стромальных клеток из жировой ткани у пациентов с дефицитом костной ткани в области альвеолярного отростка верхней челюсти и альвеолярной части нижней челюсти. Вестник экспериментальной и клинической хирургии 2011; IV(4): 764-72.
  13. Гололобов В.Г., Дедух Н.В., Деев Р.В. Скелетные ткани и органы. В кн.: Руководство по гистологии, 2 издание. Т.1. 201 1 ; СПб: СпецЛит. С. 238-322.
  14. Зорин В.Л., Зорина А.И., Еремин И.И. и др. Сравнительный анализ остеогенного потенциала мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток слизистой оболочки полости рта и костного мозга. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 201 4; IX(1): 50-7. 1 5. Деев Р.В., Дробышев А. Ю., Бозо И.Я. и др. Создание и оценка биологического действия ген-активированного остеопластического материала, несущего ген VEGF человека. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 2013; 8(3): 78-85.
  15. Бозо И.Я., Деев Р.В., Дробышев А.Ю. и др. Эффективность ген-активированного остеопластического материала на основе октакальциевого фосфата и плазмидной ДНК с геном vegf в восполнении «критических» костных дефектов. Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2015; 1: 35-42.
  16. Bozo I.Y., Deev R.V., Drobyshev A.Y. et al. World's first clinical case of gene-activated bone substitute application. Case Reports in Dentistry 2016; 2016: 8648949.
  17. Feichtinger G.A., Hofmann A.T., Slezak P. et al. Sonoporation increases therapeutic efficacy of inducible and constitutive BMP2/7 in vivo gene delivery. Hum. Gene Ther. Methods. 2014; 25(1): 57-71.
  18. Liu J.Z., Hu Y.Y., Ji Z.L. Co-expression of human bone morphogenetic protein-2 and osteoprotegerin in myoblast C2C12. Zhongguo Xiu Fu Chong Jian Wai Ke Za Zhi. 2003; 17(1): 1-4.
  19. Yang L., Zhang Y., Dong R. et al. Effects of adenoviral-mediated coexpression of bone morphogenetic protein-7 and insulin-like growth factor-1 on human periodontal ligament cells. J. Periodontal. Res. 2010; 45(4): 532-40.
  20. Amable P.R., Teixeira M.V., Carias R.B. et al. Protein synthesis and secretion in human mesenchymal cells derived from bone marrow, adipose tissue and Wharton's jelly. Stem Cell Res. Ther. 2014; 5(2): 53.
  21. Berendsen A.D., Olsen B.R. How vascular endothelial growth factor-A (VEGF) regulates differentiation of mesenchymal stem cells. J. Histochem. Cytochem. 2014; 62(2): 103-8.
  22. Liu Y., Berendsen A.D., Jia S. et al. Intracellular VEGF regulates the balance between osteoblast and adipocyte differentiation. J. Clin. Invest. 2012; 122(9): 3101-13.
  23. Grunewald M, Avraham I, Dor Y et al. VEGF-induced adult neovascularization: recruitment, retention, and role of accessory cells. Cell. 2006; 124(1): 175-89.
  24. Hong X., Jiang F., Kalkanis S.N. et al. SDF-1 and CXCR4 are up-regulated by VEGF and contribute to glioma cell invasion. Cancer Lett. 2006; 236(1): 39-45.
  25. Graham F.L., van der Eb AJ. Transformation of rat cells by DNA of human adenovirus 5. Virology 1973; 54(2):536-9.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2016


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: 

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах