Морфофункциональные характеристики костного регенерата, сформированного в условиях применения секретома мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток

Современные технологии открывают перспективы использования новых эффективных методов стимуляции репаративного остеогенеза с целью оптимизации результатов лечения пациентов. Цель исследования –представить микроскопическую и биомеханическую характеристику регенерата диафиза и бедренной кости крыс, сформированного на 120-е сутки после операции и применения секретома ММСК. Представлены результаты экспериментального исследования структурных и биомеханических характеристик регенерата диафиза бедренной кости крыс на 120-е сутки репаративного остеогенеза после индуцирования костного дефекта в условиях применения инновационного регенеративного препарата – секретома мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток. Контролем служили образцы кости, в которых в область остеорепарации вводили физраствор, а также интактные бедренные кости крыс. Материал изучали с помощью методов световой микроскопии, микроскопической морфометрии и биомеханических испытаний. Установлено, что в опытной группе регенерат компактизирован, имеет черты гистотипии и образован главным образом пластинчатой костной тканью. В контрольной группе регенерат более тонок, чем в опытной, не имеет признаков гистотипии, в его структуре наблюдается большее, по сравнению с опытной группой, представительство ретикулофиброзной костной ткани. Как в опытной, так и в контрольной группе ремоделирование регенерата не завершено. Очевидно, это влияет на прочностные характеристики кости. Биомеханические испытания показали, что бедренные кости животных опытной и контрольной групп по прочностным характеристикам уступают интактным образцам. При этом опытные образцы превосходят контрольные на 25%, что соответствует результатам морфологических исследований.

1. Богачева, Н. В. Кондиционная среда мезенхимальных стромальных клеток: новый класс терапевтических средств / Н. В. Богачева, M. Э. Колман // Биохимия. – 2019. – Т. 84, № 11. – С. 1701-1717. – DOI 10.1134/S0320972519110125.

2. Борхунова, Е. Н. Особенности проявления клеточных взаимодействий на ранних этапах заживления раны кожи под влиянием секретома мезенхимальных стволовых клеток / Е. Н. Борхунова, А. И. Довгий, А. Халил // Морфология в XXI веке: теория, методология, практика: Сборник трудов всероссийской (национальной) научно-практической конференции, Москва, 01–04 июня 2021 года. – Москва: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА имени К.И. Скрябина», 2021. – С. 24-28.

3. Макаревич, П.И. Биохимическая регуляция регенеративных процессов факторами роста и цитокинами: основные механизмы и значимость для регенеративной медицины / П. И. Макаревич, А. Ю. Ефименко, В. А. Ткачук // Биохимия. – 2020. – Т. 85, № 1. – С. 15-33. – DOI 10.31857/S0320972520010029.

4. Особенности репаративной регенерации роговицы в условиях применения секретома стволовых клеток / Е. Н. Борхунова, С. В. Позябин, С. В. Сароян, А. И. Довгий // Клиническая и экспериментальная морфология. – 2022. – Т. 11, № 3. – С. 45-55. – DOI 10.31088/CEM2022.11.3.45-55.

5. Патент № 2708329 C2 Российская Федерация, МПК C12N 5/077. Материал стволовых клеток, композиции и способы применения: № 2016121458: заявл. 31.05.2016: опубл. 05.12.2019 / А. А. Соколов, А. И. Колесникова, А. И. Довгий [и др.]; заявитель ООО "Т-Хелпер Клеточные Технологии"

6. Регенеративная медицина – будущее ветеринарии / А. А. Лаврик, Г. В. Анненкова, С. Г. Дресвянникова [и др.] // Ветеринария Кубани. – 2021. – № 1. – С. 33-36. – DOI 10.33861/2071-8020-2021-1-33-36.

7. Репаративная регенерация сухожилия под влиянием секретома мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток: экспериментальное исследование / М. Д. Качалин, Е. Н. Борхунова, С. В. Позябин [и др.] // Клиническая и экспериментальная морфология. – 2023. – Т. 12, № 2. – С. 77-88. – DOI 10.31088/CEM2023.12.2.77-88.

8. Сароян С. В., Комаров С. В. Оценка эффективности применения секретома мезенхимальных стволовых клеток в послеоперационной терапии корнеального секвестра. Систематизация клинического опыта // Ученые записки КГАВМ им. Н.Э. Баумана. 2021. №4.

9. Bueno EM, Glowacki J. Cell-free and cellbased approaches for bone regeneration. Nat Rev Rheumatol. 2009 Dec;5(12):685-97. doi: 10.1038/nrrheum.2009.228. Epub 2009 Nov 10. PMID: 19901916

10. Kangari P, Talaei-Khozani T, Razeghian-Jahromi I, Razmkhah M. Mesenchymal stem cells: amazing remedies for bone and cartilage defects. Stem Cell Res Ther. 2020 Nov 23;11(1):492. doi: 10.1186/s13287-020-02001-1. PMID: 33225992; PMCID: PMC7681994.

11. L PK, Kandoi S, Misra R, S V, K R, Verma RS. The mesenchymal stem cell secretome: A new paradigm towards cell-free therapeutic mode in regenerative medicine. Cytokine Growth Factor Rev. 2019 Apr;46:1-9. doi: 10.1016/j.cytogfr.2019.04.002. Epub 2019 Apr 2. PMID: 30954374.

12. Linero I, Chaparro O. Paracrine effect of mesenchymal stem cells derived from human adipose tissue in bone regeneration. PLoS One. 2014 Sep 8;9(9):e107001. doi: 10.1371/journal.pone.0107001. Erratum in: PLoS One. 2015 Mar 04;10(3):e0119262. doi: 10.1371/journal.pone.0119262. PMID: 25198551; PMCID: PMC4157844.

13. Rodríguez-Fuentes DE, Fernández-Garza LE, Samia-Meza JA, Barrera-Barrera SA, Caplan AI, Barrera-Saldaña HA. Mesenchymal Stem Cells Current Clinical Applications: A Systematic Review. Arch Med Res. 2021 Jan;52(1):93-101. doi: 10.1016/j.arcmed.2020.08.006. Epub 2020 Sep 22. PMID: 32977984.

14. Rodríguez-Fuentes DE, Fernández-Garza LE, Samia-Meza JA, Barrera-Barrera SA, Caplan AI, Barrera-Saldaña HA. Mesenchymal Stem Cells Current Clinical Applications: A Systematic Review. Arch Med Res. 2021 Jan;52(1):93-101. doi: 10.1016/j.arcmed.2020.08.006. Epub 2020 Sep 22. PMID: 32977984.

15. Vizoso FJ, Eiro N, Cid S, Schneider J, Perez-Fernandez R. Mesenchymal Stem Cell Secretome: Toward Cell-Free Therapeutic Strategies in Regenerative Medicine. Int J Mol Sci. 2017 Aug 25;18(9):1852. doi: 10.3390/ijms18091852. PMID: 28841158; PMCID: PMC5618501.

16. Wang X, Thomsen P. Mesenchymal stem cell-derived small extracellular vesicles and bone regeneration. Basic Clin Pharmacol Toxicol. 2021 Jan;128(1):18-36. doi: 10.1111/bcpt.13478. Epub 2020 Sep 22. PMID: 32780530; PMCID: PMC7820981.