Динаміка показників маркерів кісткового метаболізму при заміщенні кісткових дефектів тканинними еквівалентами кісткової тканинина основі ммск-жт
DOI:
https://doi.org/10.11603/2311-9624.2019.3.10568Ключові слова:
мультипотентні мезенхімальні стромальні клітини жирової тканини, лужна фосфатаза, кисла фосфатазаАнотація
Резюме. Мультипотентні мезенхіальні стромальні клітини з жирової тканини (ММСК-ЖТ) здатні до диференціації в адипогенному, остеогенному, хондрогенному, ендотеліальному, міогенному, гепатогенному, епітеліальному та нейрогенному напрямках. Оскільки загоєння кісткової тканин відбувається за допомогою заміщення дефекту сполучною тканиною, завданням було трансплантувати мультипотентні стовбурові клітини, які в подальшому будуть диференціюватись, у власне кісткову тканину. Питання остеогенезу і процесів мінералізації кісткової тканини щелеп при стоматологічних втручаннях є актуальними. До ферментів, які беруть участь у регуляції фосфорно-кальцієвого обміну і мають безпосередній вплив на процеси резорбції та регенерації (як фізіологічної, так і репаративної), що постійно перебігаючі у кістці, відносять кислу і лужну фосфатази.
Мета дослідження – визначити зміни в показниках кісткового ремоделювання при заповненні кісткових дефектів тканинними еквівалентами кісткової тканини на основі мультипотентних мезенхімальних стромальних клітин жирової тканини (ММСК-ЖТ).
Матеріали і методи. Експеримент проведено на щурах лінії Вістар масою 200–250 г, яких поділили на 6 груп. Модель кісткового дефекту формували в тім’яній ділянці черепа щурів. В утворений дефект імплантували заготовлений матеріал. Активність лужної фосфатази (ЛФ) у крові щурів досліджували за уніфікованим методом з використанням набору «Щелочная фосфатаза-02-ВИТАЛ» (ф-ма «Витал-Диагностикс, Спб», Санкт-Петербург). Загальну кислу фосфатазу (КФ) у крові тварин досліджували фотометричним оптимізованим кінетичним методом з використанням набору «Кислая фосфатаза-02-ВИТАЛ» (ф-ма «Витал-Диагностикс, Спб», Санкт-Петербург). Кров з хвостової вени тварин збирали через 1; 2; 3 місяці експерименту. Отримані результати опрацьовано статистично.
Результати досліджень та їх обговорення. На 90 добу спостережень у крові експериментальних тварин досліджували збільшення активності лужної фосфатази. При цьому в щурів четвертої та шостої дослідних груп значення показника, який вивчали, були максимальними ((14,49±0,08) ммоль/с×л, р1 – р2˂0,01, та (14,74±0,09) ммоль/с× л, р1, р2˂0,01, р3˃0,05, р4˂0,01 відповідно)). У тварин інших груп дослідження через 3 місяці після спостережень значення проаналізованого параметра були нижче від даних у тварин першої групи: на 20,37 % – в другої, р˂0,01, на 11,08 % – у третій, р, р1˂0,01 та на 18,91 % у п’ятій групах, р˂0,01, р2, р3˂0,01, р2˃0,05. Ця тенденція показує, що у даний термін спостережень активність ЛФ досягає максимальних значень, сприяючи синтезу позаклітинної матриці й мукополісахаридів, в утворенні фібрилярних білків та відкладенню мінеральних солей.
Висновки. Проведені дослідження показали здатність мультипотентних мезенхімальних клітини жирової тканини (ММСК-ЖТ) стимулювати процеси остеогенезу, впливаючи, головним чином, на мінералізуючу функцію, про що свідчить збільшення показника ЛФ/КФ.
Посилання
Pittenger, M.F., Mackay, A.M., & Beck, S.C. (2015). Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science, 284, 143-147. DOI: https://doi.org/10.1126/science.284.5411.143
Gimble, J., & Guilak, F. (2013). Adipose-derived adult stem cells: isolation, characterization, and differentiation potential. Cytotherapy, 5, 362-369. DOI: https://doi.org/10.1080/14653240310003026
Bongso, A., Fong, C.Y., & Ng, S.C. (2014). Isolation and culture of inner cell mass cells from human blastocysts. Human Reproduction, 9, 2110-2117. DOI: https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.humrep.a138401
Thomson, J.A., Itskovitz-Eldor, J., & Shapiro, S.S. (2014). Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science, 282, 1145-1147. DOI: https://doi.org/10.1126/science.282.5391.1145
Yamanaka, S. (2017). Pluripotency and nuclear reprogramming. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 363, 2079-2087
Hillmann J.Z.(2015). Klin. Chem. Biochem., 9, 273.
Stepan, J.J., Silinkova-Malkova, E., & Havrenek, T. (2013). Relationship of plasma tartrate-resistant acid phosphatase to the bone isoenzyme of serum alkaline phosphatase in hyperparathyroidism. Clin. Chim. Acta., 133 (2), 189-200.
Goryachkovskiy, A.M. (2015). Klinicheskaya biokhimiya v laboratornoy diagnostike [The clinical biochemistry in laboratorial diagnostics]. Odessa: Ekologiya [in Russian].
Levitsky, A.P., Makarenko, O.A., & Denga, O.V. (2011). Eksperimentalnye metody issledovaniya stimulyatorov osteogeneza: metodicheskie rekomendatsii [The experimental methods of the study of osteogenesis stimulators]. Kyiv: GFTs MZU [in Russian].
Levytskyi, A.P., Makarenko, O.A., & Khodakov, I.V. (2013). Fermentatyvnyi metod otsinky stanu kistkovoi tkanyny [The enzymatic method of the estimation of the state of osseous tissue]. Оdеskyi medychnyi zhurnal – Odesa Medical Journal, 3, 17-21 [in Ukrainian].
Winter, A., Breit, S., & Parsch, D. (2014). Cartilage-like gene expression in differentiated human stem cell spheroids: a comparison of bone marrow-derived and adipose tissue-derived stromal cells. Arthritis and Rheumatism, 48, 418-429. DOI: https://doi.org/10.1002/art.10767
Mesimäki, K., Lindroos, B., & Törnwall, J. (2009). Novel maxillary reconstruction with ectopic bone formation by GMP adipose stem cells. International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, 38, 201-209. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijom.2009.01.001
Pereira, R.F., O’Hara, M.D., & Laptev, A.V. (2011). Marrow stromal cells as a source of progenitor cells for nonhematopoietic tissues in transgenic mice with a phenotype of osteogenesis imperfecta. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 95, 1142-1147.
Horwitz, E.M., Gordon, P.L., & Koo, W.K. (2016). Isolated allogeneic bone marrow-derived mesenchymal cells engraft and stimulate growth in children with osteogenesis imperfecta: implications for cell therapy of bone. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 99, 8932-8937.
Keating, A., Berkahn, L., & Filshie, R. (2015). A Phase I study of the transplantation of genetically marked autologous bone marrow stromal cells. Human Gene Therapy, 9, 591-600. DOI: https://doi.org/10.1089/hum.1998.9.4-591
