Минимально-манипулированные клетки костного мозга пригодны для тканевой инженерии in situ и симультанного создания персонализированных тканевых моделей
Д.С.Барановский1,2, Б.Г.Ахмедов3, А.Г.Демченко4, М.Е.Крашенинников2, М.В.Балясин2, О.Ю.Павлова5, Н.С.Серова5, О.А.Красильникова1, П.В.Шегай1, А.Д.Каприн1,2, И.Д.Клабуков1 - 31-38
1ФГБУ НМИЦ радиологии Минздрава России, Москва; 2ФГАОУ ВО Российский университет дружбы народов, Москва, РФ; 3ФГБУ НМИЦ хирургии им. А.В.Вишневского Минздрава России, Москва; 4ФГБНУ Медико-генетический научный центр им. акад. Н.П.Бочкова, Москва, РФ; 5Первый МГМУ им. И.М.Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), Москва, РФ
Красный костный мозг и аутологичную костную ткань пациента в виде костной крошки получали интраоперационно в ходе выполнения костной аутопластики таранной кости. Титановую крошку получали заблаговременно методом измельчения фрагмента эндопротеза тазобедренного сустава с покрытием из микропористого титана (Zimmer). В условиях операционной выделяли мононуклеарные клетки костного мозга. Мононуклеарная фракция использовалась для обогащения фрагментов костной и титановой крошки при её инкубировании в суспензии мононуклеарной фракции. Сравнительную оценку качества ревитализации проводили с помощью флюоресцентной микроскопии и гистологического исследования после культивирования адгезированных клеток на костных и титановых фрагментах в условиях in vitro. Метаболическую активность клеток, заселённых на костную крошку, оценивали в МТТ-тесте. При культивировании на костной крошке метаболическая активность клеток мононуклеарной фракции костного мозга была значимо выше по сравнению с клетками костного мозга (p=0.04). Клетки мононуклеарной фракции также оказались способны к устойчивой колонизации пористой поверхности титановой металлоконструкции с формированием композитной тканевой модели.
Ключевые слова: мононуклеарные клетки костного мозга; in situ; костная регенерация; тканевая инженерия; тканевые модели
Адрес для корреспонденции: ilya.klabukov@gmail.com Клабуков И.Д.
DOI: 10.47056/1814-3490-2022-1-31-38
Minimally manipulated bone marrow-derived cells are capable for tissue engineering in situ and simultaneously formation of personalized tissue models
D. S. Baranovsky1,2, B. G. Akhmedov3, A. G. Demchenko4, M. E. Krasheninnikov2, M. V. Balyasin2, O. Yu. Pavlova5, N. S. Serova5, O. A. Krasil'nikova1, P. V. Shegai1, A. D. Kaprin1,2, and I. D. Klabukov1
1National Medical Research Center of Radiology, Ministry of Health of the Russian Federation, Moscow, Russia; 2Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University), Moscow, Russia; 3A. V. Vishnevsky National Medical Research Center of Surgery, Ministry of the Health of the Russian Federation, Moscow, Russia; 4N. P. Bochkov Medical and Genetic Scientific Center, Moscow, Russia; 5I. M. Sechenov First Moscow State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University), Moscow, Russia
Red bone marrow and autologous bone tissue (bone fragments and bone chips) of the donor were harvested intraoperatively. The titanium chips were obtained in advance by grinding a fragment of a microporous titanium-coated hip arthroplasty (Zimmer). Bone marrow mononuclear cells (BM-MNCs) were isolated, and bone and titanium fragments were enriched with BM-MNCs intraoperatively. Assessment of the adhesion and proliferation of BM-MNCs on bone and titanium fragments was carried out by fluorescence microscopy and histological examination. MTT assay was used to compare metabolic activity of BM-MNCs and wBMA cells seeded on bone chips. When seeded on bone chips, metabolic activity of BM-MNCs was statistically significantly higher compared to wBMA cells (p=0.0272) on day 14. There was no difference in metabolic activity of BM-MNCs and wBMA cells cultured in nutrient medium without bone chips. The mononuclear fraction cells were also capable to sustained colonization of the titanium fragments with the formation of composite tissue model.
Key Words: bone marrow mononuclear cells; in situ; bone regeneration; tissue engineering; tissue models