Экспериментальное замещение различных объемов мочевого пузыря аллогенными тканеинженерными конструкциями

DOI: https://doi.org/10.29296/24999490-2023-06-08

Н.В. Орлова(1), А.Н. Муравьев(1 , 2), А.А. Горелова(1, 3), А.Н. Ремезова(1), А.И. Горбунов(1),
Т.И. Виноградова(1), Н.М. Юдинцева(4), Ю.А. Нащекина(4), П.К. Яблонский(1, 3)
1-ФГБУ Санкт-Петербургский научно-исследовательский
институт фтизиопульмонологии Минздрава России,
Российская Федерация, 191036, Санкт-Петербург, Лиговский пр., д. 2–4;
2-Частное образовательное учреждение высшего образования
«Санкт-Петербургский медико-социальный институт»,
Российская Федерация, 195272, Санкт-Петербург, пр-т Кондратьевский, д. 72, лит. А;
3-Санкт-Петербургский государственный университет,
Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 7–9;
4-Институт цитологии РАН,
Российская Федерация, 194064, Санкт-Петербург, пр-т Тихорецкий, д. 4

Введение. Представлены результаты экспериментального замещения стенки мочевого пузыря вплоть до субтотального с применением многокомпонентных тканеинженерных конструкций. Цель. Разработка и экспериментальное применение тканеинженерной конструкции для замещения различных объемов стенки мочевого пузыря. Материал и методы. Исходная матрица из поли-L,L-лактида укреплена фиброином шелка. В конструкции введены мезенхимные клетки. 6 интактным животным выполнена цистометрия наполнения. Максимальная цистометрическая емкость составила 11,2±0,97 мл. У этих же 6 животных выполнено измерение анестетической емкости мочевого пузыря, которая составила 23,83±0,71 мл. 36 животным выполнена реконструкция мочевого пузыря приготовленной тканеинженерной конструкцией после резекции соответствующего объема органа. Группам по 9 животных замещен объем мочевого пузыря 5, 10, 15 и 20 мл. Период наблюдения составил 3 мес. Результаты. По данным компьютерной томографии органов брюшной полости и малого таза (нативное исследование и с внутрипузырным введением рентгеноконтрастного вещества) через 4, 8, 12 нед после оперативного вмешательства определяется мочевой пузырь физиологической емкости во всех группах исследования, имплантированная конструкция визуализируется в виде гиперинтенсивного сигнала в области верхушки мочевого пузыря. затеков контрастного вещества не определяется. Цистометрия наполнения у 2 животных, перенесших замещение 20 мл объема мочевого пузыря (субтотальное замещение) через 12 нед, показала, что емкость сформированного резервуара коррелирует с дооперационными показателями. Макроскопически зона анастомоза состоятельна во всех группах животных, тканеинженерная конструкция определяется в месте имплантации, отмечается лизис конструкции к 12 нед наблюдения с сохранением небольших остаточных фрагментов в месте имплантации. Заключение. Экспериментальное применение разработанной тканеинженерной многокомпонентной конструкции оказалось эффективным для замещения различных по объему дефектов стенки мочевого пузыря вплоть до субтотальной реконструкции. Дальнейшее изучение технологий применения тканеинженерных аллогенных конструкций может существенно улучшить результаты лечения урологических патологий, при которых получение аутологичного материала не представляется возможным.
Ключевые слова: 
мезенхимные клетки, тканевая инженерия, аллогенные стволовые клетки, малый мочевой пузырь, цистопластика, биодеградируемые полимеры
Для цитирования: 
Орлова Н.В., Муравьев А.Н., Горелова А.А., Ремезова А.Н., Горбунов А.И., Виноградова Т.И., Юдинцева Н.М., Нащекина Ю.А., Яблонский П.К. Экспериментальное замещение различных объемов мочевого пузыря аллогенными тканеинженерными конструкциями. Молекулярная медицина, 2023; (6): 54-59https://doi.org/10.29296/24999490-2023-06-08
Список литературы: 
  1. Campagnoli C., Roberts I.A., Kumar S., Bennett P.R., Bellantuono I., Fisk N.M. Identification of mesenchymal stem/progenitor cells in human first-trimester fetal blood, liver, and bone marrow. Blood. The J. of the American Society of Hematology. 2001; 98 (8): 2396–402. DOI: 10.1182/blood. V98.8.2396.
  2. Gotherstrom C., Ringdén O., Westgren M., Tammik C., Le Blanc K. Immunomodulatory effects of human foetal liver-derived mesenchymal stem cells. Bone marrow transplantation. 2003; 32 (3): 265–72. DOI: 10.1038/sj.bmt.1704111.
  3. Guillot P.V. Gotherstrom C., Chan J., Kurata H., Fisk N.M. Human first-trimester fetal MSC express pluripotency markers and grow faster and have longer telomeres than adult MSC. Stem cells. 2007; 25 (3): 646–54. DOI: 10.1634/stemcells.2006-0208.
  4. Da Silva Meirelles L., Chagastelles P.C., Nardi N.B. Mesenchymal stem cells reside in virtually all post-natal organs and tissues. J. of cell science. 2006; 119 (11): 2204–13. DOI: 10.1242/jcs.02932.
  5. Joshi L., Chelluri L.K., Gaddam S. Mesenchymal stromal cell therapy in MDR/XDR tuberculosis: a concise review. Archivum immunologiae et therapiae experimentalis. 2015; 63 (6): 427–33. DOI: 10.1007/s00005-015-0347-9.
  6. Caplan A.I. Adult mesenchymal stem cells for tissue engineering versus regenerative medicine. J. of cellular physiology. 2007; 213 (2): 341–7. DOI: 10.1002/jcp.21200.
  7. Da Silva Meirelles L., Fontes A.M., Covas D.T., Caplan A.I. Mechanisms involved in the therapeutic properties of mesenchymal stem cells. Cytokine&growth factor reviews. 2009; 20 (5–6): 419–27. DOI: 10.1016/j. cytogfr.2009.10.002.
  8. Morigi M., Rota C., Montemurro T., Montelatici E., Cicero V.L., Imberti B., Abbate M., Zoja C., Cassis P., Longaretti L., Rebulla P., Introna M., Capelli C., Benigni A., Remuzzi G., Lazzari L. Life-sparing effect of human cord blood-mesenchymal stem cells in experimental acute kidney injury. Stem cells. 2010; 28 (3): 513–22. DOI: 10.1002/stem.293.
  9. Togel F., Hu Z., Weiss K., Isaac J., Lange C., Westenfelder C. Administered mesenchymal stem cells protect against ischemic acute renal failure through differentiation-independent mechanisms. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 2005; 289 (1): 31–42. DOI: 10.1152/ajprenal.00007.2005.
  10. Ikarashi K., Li B., Suwa M., Kawamura K., Morioka T., Yao J., Khan F., Uchiyama M., Oite T. Bone marrow cells contribute to regeneration of damaged glomerular endothelial cells. Kidney international. 2005; 67 (5): 1925–33. DOI: 10.1111/j.1523-1755.2005.00291.x.
  11. Humphreys B.D., Bonventre J.V. Mesenchymal stem cells in acute kidney injury. Annu. Rev. Med. 2008; 59: 311–25. DOI: 10.1146/annurev.med.59.061506.154239.
  12. Lin F. Renal repair: role of bone marrow stem cells. Pediatric Nephrology 2008; 23 (6): 851–61. DOI: 10.1007/s00467-007-0634-8
  13. Muraviov A.N., Vinogradova T.I., Remezova A.N., Ariel B.M., Gorelova A.A., Orlova N.V., Yudintceva N.M., Esmedliaeva D.S., Dyakova M.E., Dogonadze M.Z., Zabolotnyh N.V., Garapach I.A., Maslak O.S., Kirillov Y.A., Timofeev S. E., Krylova Y.S., Yablonskiy P.K. The use of mesenchymal stem cells in the complex treatment of kidney tuberculosis (experimental study). Biomedicines. 2022, 10, 3062. https://DOI.org/10.3390/biomedicines10123062.
  14. Горелова А.А., Муравьев А.Н., Виноградова Т.И., Горелов А.И., Юдинцева Н.М., Орлова Н.В., Нащекина Ю.А., Хотин М.Г., Лебедев А.А., Пешков Н.О., Яблонский П.К. Тканеинженерные технологии в реконструкции уретры. Медицинский альянс. 2018; 3: 75–82.
  15. [Gorelova A., Muraviov A., Vinogradova T., Gorelov A., Yudintceva N., Orlova N., Nashchekina Y., Khotin M., Lebedev A., Peshkov N., Yablonskiy P. Tissue engineering technologies in the reconstruction of the urethra. Medicinskij al’yans. 2018; 3: 75–82 (In Russ.)].
  16. 15. Орлова Н.В., Муравьев А.Н., Виноградова Т.И., Блюм Н.М., Семенова Н.Ю., Юдинцева Н.М., Нащекина Ю.А., Блинова М.И., Шевцов M.A., Витовская M.Л., Заболотных Н.В., Шейхов М.Г. Экспериментальная реконструкция мочевого пузыря кролика с использованием аллогенных клеток различного тканевого происхождения. Медицинский альянс. 2016; 1: 49–51.
  17. [Orlova N.V., Murav’ev A.N., Vinogradova T.I., Blyum N.M.,. Semenova N.Yu, Yudintseva N.M., Nashchekina Yu.A., Blinova M.I.,. Shevtsov M.A, Vitovskaya M.L., Zabolotnykh N.V., Sheikhov M.G. Experimental reconstruction of the rabbit bladder using allogeneic cells of various tissue origin. Medicinskij al’jans. 2016; 1: 49–51 (In Russ.)].
  18. Yudintceva N.M., Nashchekina Y.A., Blinova M.I., Orlova N.V., Muraviov A.N., Vinogradova T.I., Sheykhov M.G., Shapkova E.Y., Emeljannikov D.V., Yablonskii P.K., Samusenko I.A., Mikhrina A.L., Pakhomov A.V., Shevtsov M.A. Experimental bladder regeneration using a poly-l-lactide/silk fibroin scaffold seeded with nanoparticlelabeled allogenic bone marrow stromal cells. International J. of nanomedicine. 2016; 11: 4521. DOI: 10.2147/IJN. S111656.
  19. Yudintceva N.M., Nashchekina Y.A., Mikhailova N.A., Vinogradova T.I., Yablonskii P.K., Gorelova A. A., Muraviov A.N., Gorelov A.I., Samusenko I.A., Nikolaev B.P., Yakovleva L.Y., Shevtsov M.A. Urethroplasty with a bilayered poly-D, L-lactide-co-ε-caprolactone scaffold seeded with allogenic mesenchymal stem cells. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 2020; 108 (3): 1010–21. DOI: 10.1002/jbm.b.34453.