ЭФФЕКТЫ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ ДОЗ ГЕПАРИНА НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ ММСК ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ МЕХАНИЗМОВ ОСТЕОИНТЕГРАЦИИ В УСЛОВИЯХ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ IN VITRO
И.К. Норкин¹, К.А. Юрова¹, О.Г. Хазиахматова¹, В.В. Малащенко¹, Д.Д. Лигатюк¹, И.А. Хлусов², Л.С. Литвинова¹
DOI: 10.22138/2500-0918-2022-19-3-231-240
УДК 615.46, 57.086.862
¹ Центр иммунологии и клеточных биотехнологий Балтийского федерального университета им. И. Канта, г. Калининград, Российская Федерация;
² Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ), г. Томск, Российская Федерация
Резюме. Применение искусственных материалов в регенеративной медицине сопровождается развитием воспалительной реакции и инициацией коагуляционного гемостаза из-за контакта имплантата с мягкими тканями организма. Все это приводит к образованию тромбозов крупных и магистральных артерий и развитию серьезных осложнений. Для предотвращения развития постоперационных патологических состояний, вызванных гиперкоагуляционным синдромом, используют классические терапевтические стратегии с применением антикоагулянтов (преимущественно, гепарина). Однако описанная тактика лечения приводит к нарушению процессов миграции и адгезии мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток (ММСК), что негативно влияет на формирование костной мозоли и процессы остеоинтеграции имплантата. Цель исследования — изучить влияние взвеси наночастиц ГАП в присутствии гепарина в градиенте терапевтических концентраций, на миграционную и пролиферативную активность ММСК жировой ткани человека в условиях культивирования in vitro. Материалы и методы. Для оценки миграционного и пролиферативного потенциала ММСК в присутствии нановзвеси ГАП и/или терапевтических доз (0,5–1 МЕ/мл) гепарина использовалась электродная система непрерывного наблюдения — xCELLigence ® RTCA DP. Результаты. Выявлено достоверное снижение миграционной активности и пролиферативного потенциала ММСК в условиях их сокультивирования с нановзвесью ГАП в присутствии/отсутствии гепарина (0,5–1 МЕ/мл). Заключение. Результаты исследования могут служить предпосылкой для разработки новых терапевтических подходов применения гепарина у пациентов хирургического профиля с высоким риском развития послеоперационных тромбозов после проведения операций остеосинтеза.
Ключевые слова: мультипотентные мезенхимальные стволовые клетки, гепарин, имплантат, RTCA, миграция, in vitro
Конфликт интересов отсутствует.
Контактная информация автора, ответственного за переписку:
Норкин Игорь Константинович
norkin_igor@mail.ru
Дата поступления 26.07.2022 г.
Образец цитирования:
Норкин И.К., Юрова К.А., Хазиахматова О.Г., Малащенко В.В., Лигатюк Д.Д., Хлусов И.А., Литвинова Л.С. Эффекты терапевтических доз гепарина на функциональную активность ММСК при моделировании механизмов остеоинтеграции в условиях культивирования in vitro. Вестник уральской медицинской академической науки. 2022, Том 19, №3, с. 231–240, DOI: 10.22138/2500-0918-2022-19-3-231-240
ЛИТЕРАТУРА
1. Chen Q., Sivakumar P., Barley C., Peters D.M., Gomes R.R., Farach-Carson M.C. et al. Potential role for heparan sulfate proteoglycans in regulation of transforming growth factor-beta (TGF-beta) by modulating assembly of latent TGF-beta-binding protein-1. J Biol Chem. 2007;2 82: 26418–30.
2. Cuker A., Arepally G.M., Chong B.H., Cines D.B., Greinacher A., Gruel Y. et al. American Society of Hematology 2018 guidelines for management of venous thromboembolism: heparin-induced thrombocytopenia. Blood Adv. 2018; 2: 3360–92.
3. Edeer A.D., Comez S., Damar H.T., savci A. Prevalence and risk factors of venous thromboembolism in postoperative patients: A retrospective study. Pak J Med Sci. 2018; 34: 1539–44.
4. Fu D., Jiang Q., He F., Fu B. et al. Adhesion of bone marrow mesenchymal stem cells on porous titanium surfaces with strontium-doped hydroxyapatite coating. J Zhejiang Univ Sci B. 2017; 18: 778–88.
5. Gorbet M.B., Sefton M.V. et al. Biomaterial-associated thrombosis: roles of coagulation factors, complement, platelets and leukocytes. Biomaterials. 2004; 2 5: 5681–703.
6. Hu J., Zhou Y., Huang L., Liu J., Lu H. et al. Effect of nano-hydroxyapatite coating on the osteoinductivity of porous biphasic calcium phosphate ceramics. BMC Musculoskelet Disord. 2014; 15: 114.
7. Labarrere C.A., Dabiri A.E., Kassab G.S. et al. Thrombogenic and Inflammatory Reactions to Biomaterials in Medical Devices. Front Bioeng Biotechnol. 2020; 8.
8. Laner-Plamberger S., Lener T., Schmid D., Streif D.A., Salzer T., Öller M. et al. Mechanical fibrinogen-depletion supports heparin-free mesenchymal stem cell propagation in human platelet lysate. J Transl Med. 2015; 13: 354.
9. Норкин И.К., Юрова К.А., Хазиахматова О.Г., Мелащенко Е.С., Малащенко В.В., Шунькин Е.О. я доктор Стимулирующее влияние высоких доз гепарина на миграционную активность и сохранение стволовости МСК в присутствии остеозамещающих материалов. Медицинская иммунология. 2021; 23: 831–8.
10. Seeger F.H., Rasper T., Fischer A., Muhly-Reinholz M., Hergenreider E., Leistner D.M. et al. Heparin disrupts the CXCR4/SDF-1 axis and impairs the functional capacity of bone marrow-derived mononuclear cells used for cardiovascular repair. Circ Res. 2012; 111: 854–62.
11. Шахпазян Н.К., Астрелина Т.А., Яковлева М.В. я доктор Мезенхимальные стволовые клетки из различных тканей человека: биологические свойства, оценка качества и безопасности для клинического применения. Клеточная Трансплантология и Тканевая Инженерия. 2012 г.; 7.
Авторы
Норкин Игорь Константинович
Центр иммунологии и клеточных биотехнологий, БФУ им. И. Канта
Аспирант, техник
Российская Федерация, 236001, г. Калининград, ул. Гайдара, д. 6
norkin_igor@mail.ru
Юрова Кристина Алексеевна
Центр иммунологии и клеточных биотехнологий, БФУ им. И. Канта
Кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник
Российская Федерация, 236001, г. Калининград, ул. Гайдара, д. 6
kristina_kofanova@mail.ru
Хазиахматова Ольга Геннадьевна
Центр иммунологии и клеточных биотехнологий, БФУ им. И. Канта
Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
Российская Федерация, 236001, г. Калининград, ул. Гайдара, д. 6
hazik36@mail.ru
Малащенко Владимир Владимирович
Центр иммунологии и клеточных биотехнологий, БФУ им. И. Канта
Кандидат биологических наук, научный сотрудник
Российская Федерация, 236001, г. Калининград, ул. Гайдара, д. 6
vmalashchenko@kantiana.ru
Лигатюк Денис Дмитриевич
Центр иммунологии и клеточных биотехнологий, БФУ им. И. Канта
Инженер
Российская Федерация, 236001, г. Калининград, ул. Гайдара, д. 6
Хлусов Игорь Альбертович
Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)
Доктор медицинских наук, профессор кафедры морфологии и общей патологии
Российская Федерация, 634050, г. Томск, Московский тракт, 2
khlusov63@mail.ru
Литвинова Лариса Сергеевна
Центр иммунологии и клеточных биотехнологий, БФУ им. И. Канта
Доктор медицинских наук, директор Центра иммунологии и клеточных биотехнологий
Российская Федерация, 236001, г. Калининград, ул. Гайдара, д. 6
larisalitvinova@yandex.ru