CC BY
12
протеолитической и коллагенолитической активности практически одинаковы и существенно (в 7 раз) превышают таковые препарата «Коллализин». Установлено, что «Ферменкол» и «Кларидаза» в диапазоне 0,11,0 мг/мл показывают дозозависимую эффективность по очистке ран от струпа (тканевого некроза). Коллагеназы благоприятно влияют на течение раневого процесса при ожогах и ранах, способствую регрессии патологических рубцов кожи. Интенсивность разрушения избыточного коллагена в гипертрофических и келоидных рубцах имеет дозо-зависимый характер. Таким образом, применение растворов, содержащих 1 мг/мл коллагеназы эффективно и безопасно, и может быть использовано для лечения пациентов в амбулаторных условиях.
РЕГЕНЕРАЦИЯ КАК ЕСТЕСТВЕННОЕ
ИНДУЦИРОВАННОЕ
ПЕРЕПРОГРАММИРОВАНИЕ?
Н.М. Парамонова1, 2, С.В. Чепур2, А.В. Смирнова2, Б.А. Парамонов3, А. Емельянова4, А.О. Шпаков1
1 Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург, Россия
2 Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины МО РФ, Санкт-Петербург, Россия
3 Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова МО РФ, Санкт-Петербург, Россия
4 Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет, Санкт-Петербург, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: переформатирование, перепрограммирование, хроматин, цитоплазма, недифференцированные клетки, головной мозг, электронная микроскопия.
Современные технологии позволяют совершать самые разнообразные клеточные преобразования для достижения научных и практических целей. Так, для клонирования и получения генномодифицирован-ных животных используют перенос ядер соматических клеток (SCNT, Somatic cell nuclear transfer) в ооциты того же вида организма [1]. Недостаток эффективности межвидового переформатирования пытаются ликвидировать различными химическими соединениями и их сочетанием на разных этапах подготовки клеток-реципиентов и развития эмбриона [2]. Японские исследователи разработали систему перепрограммирования фибробластов, которые получив фрагмент кольцевой ретровирусной ДНК, приобретали несвойственную им ранее устойчивость к высоким концентрациям неомицина [3]. В природе известны случаи естественной трансдетерминации (смены направления дифференцировки), вызванной не мутацией, а именно индукцией межклеточных взаимодействий. Подобные процессы обнаружены и в царстве растительных, и животных организмов, в том числе и у человека. Примером могут служить главные клетки ЖКТ, клетки трахеи.
Занимаясь электронномикроскопическими исследованиями разных отделов головного мозга (неокортекс, белое вещество, перивентрикулярная зона и др.) при ряде нейро-дегенеративных состояний, травмах и вирусных поражениях мозга, нами описано явление потери деструктивно измененной цитоплазмы с «обнажением» поверхности ядер (нейронов и глии) от частичной до полной степени оголения. Хроматин в кариоплазме таких
ядер имел тенденцию перехода от гетерохроматиновых конденсатов к преобладанию эухроматина. Среди общей деструкции и на фоне нарушений ГЭБ изредка встречали небольшие, недифференцированные клетки с гомогенной кариоплазмой и малым количеством органелл в цитоплазме, чаще митохондрий. Впервые доложив о подобном явлении у людей с нормотензивной гидроцефалией, мы предположили, что наблюдаем дедифференцировку, «переформатирование» клеток нервной ткани, имеющее естественный адаптивный характер. Дальнейшие исследования, в том числе при экспериментах с культурой клеток (почечного эпителия) показали, что описываемое явление имеет системный механизм, вызываемый определенными условиями среды.
Литература:
1. Jullien J., et al. Nature reviews. Molecular cell biology. — 2011. — Vol. 12, no. 7. — P. 453-459.
2. Campbell K.H. Journal of anatomy. — 2002. — Vol. 200, no. Pt 3. — P. 267-275.
3. Yoshioka N., et al. Cell stem cell. — 2013. — Vol. 13, no. 2. — P. 246-254.
БИОМИМЕТИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ПЛАЗМЕННО-ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ОКСИДИРОВАНИЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ МОЛЕКУЛ ДЛЯ ИМПЛАНТАТОВ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ
Е.В. Парфенов1, Л.В. Парфенова2
1 ФГБОУ ВО Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа, Россия
2 Институт нефтехимии и катализа ФГБУН УФИЦ РАН, Уфа, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: титановые сплавы, сплавы с памятью формы, равноканальное угловое прессование, плазменно-электролитическое оксидирование, олигопептиды, биоактивные покрытия.
Разработка передовых постоянных имплантатов для ортопедических операций требует перехода на 4-е поколение устройств с «умными» поверхностями, взаимодействующими с клетками кости. Биомиметическая концепция предполагает применение имплантатов, имитирующих живые системы на всех уровнях: механическом, физическом, химическом и биологическом. Прим. тельно к постоянным имплантатам из титановых сплавов это требует снижения модуля упругости до уровня кости, формирования поверхностного слоя, близкого по физической морфологии, химическому и фазовому составу к кости, и обеспечения сигналинга клеток через биохимические механизмы.
В исследовании использовались сплавы: титан Grade 4, наноструктурный титан Grade 4, полученный методом равноканального углового прессования, и нового сплава с эффектом памяти формы Ti-18Zr-15Nb, модуль упругости которого ближе к параметрам кости по сравнению с титаном Grade 4. Формирование поверхностного слоя производилось с помощью плазменно-электролитиче-ского оксидирования (ПЭО), зарекомендовавшего себя как надежный инструмент функционализации поверхности титановых имплантатов. Технология ПЭО позволяет получать пористые слои, физически имитирующие пористую структуру кости за счет действия микроразрядов,
Гены & Клетки XVII, №3, 2O22
как ключевой особенности механизма процесса. Кроме того, варьированием электролита можно добиться химического состава покрытия, близкого к человеческой кости, включающего фосфаты кальция и особенно ги-дроксиапатит. Процесс ПЭО был оптимизирован для получения покрытий на всех используемых сплавах [1-3]. Обеспечение сигналинга клеток достигается за счет заполнения пор ПЭО-покрытия олигопептидами; трипеп-тидная последовательность RGD (аргинин-глицин-аспа-рагиновая кислота) была зафиксирована на поверхности с помощью бисфосфонатного линкера для улучшения биосовместимости имплантата [2]. Эффективность реализации биомиметического подхода была подтверждена исследованиями in vitro на клеточных линиях MG63, ФЛЭЧ и МСК [2, 3]. Такой подход формирует биомиметическую поверхность, которая повышает все аспекты биосовместимости имплантата и открывает возможность производства имплантатов 4-го поколения. Авторы благодарят Российский научный фонд за поддержку в рамках междисциплинарного проекта № 20-69-47029.
Литература:
1. Farrakhov R., Melnichuk O., Parfenov E. et al. Coatings. 2021. V.
11. P. 401.
2. Parfenov E., Parfenova L., Mukaeva V. et al. Surf. Coat. Technol.
2020. V. 404. P. 126486.
3. Parfenov E., Parfenova L., Dyakonov G. et al. Surf. Coat. Technol.
2019. V. 357. P. 669.
ОСТЕОГЕНЕЗ: РОЛЬ СИГНАЛЬНОЙ ФУНКЦИИ
NА/K-АТФАЗЫ
Н.А. Пасатецкая1, Е.В. Лопатина1, 2
1 Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова МЗ РФ, Санкт-Петербург, Россия
2 Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: Ыа/К-АТФаза, катехоламины, органоти-
пическая культура ткани, эксплантаты ткани кости.
Na/K-АТФаза поддерживает трансмембранный градиент ионов и участвует в модуляции процессов клеточного роста и пролиферации. Кардиотонические стероиды прямо регулируют активность фермента в норме и при патологии. Многочисленные данные свидетельствуют, что Na/K-АТФаза участвует в образовании мультимо-лекулярного сигнального комплекса с другими белками. Следовательно, изменение функциональной активности фермента может быть связано с рецептор-опосредованными эффектами со стороны вегетативной нервной системы и ряда других факторов. Участие сигнальной функции Na/K-АТФазы в регуляции остеогенеза изучено слабо.
Цель работы: изучить вклад сигнальной функции Na/ К-АТФазы вмодуляцию остеогенеза в эмбриональный период развития.
Исследование проводили на эксплантатах ткани кости 10-12.-дневных куриных эмбрионов, культивируемых в чашках Петри на коллагеновых подложках в питательной среде в СО2-инкубаторе («Binder», Германия) в течение 3-х суток при 37°С и 5% СО2. В ходе работы исследовано 2500 эксплантатов ткани кости. Контрольные эксплантаты культивировали в питательной среде стандартного состава. В культуральную среду
экспериментальных чашек Петри добавляли оуабаин, дигоксин, адреналин, норадреналин, пропранолол и ура-пидил в широком диапазоне концентраций. Полученные данные анализировали с использованием морфоме-трического метода и метода реконструкции оптических срезов. Морфометрический критерий — индекс площади — рассчитывали как отношение площади всего эксплантата к площади исходной зоны. Статистическую обработку результатов проводили с помощью программы STATISTICA 10.0, использовали t-критерий Стьюдента для двух независимых выборок. Часть работы выполнена на оборудовании Центра коллективного пользования «Конфокальная микроскопия» Института физиологии им. И.П. Павлова РАН.
Кардиотонические стероиды исследовали в диапазоне концентраций от 10-12 до 10-6 М. В концентрации 1010 М оуабаин стимулировал рост эксплантатов ткани кости на 100%. Дигоксин трофотропного действия не проявил. В концентрации 10-6 М оуабаин и дигоксин ингибирова-ли рост эксплантатов ткани кости. Участие катехолами-нов в остеоремоделировании исследовали в диапазоне концентраций от 10-10 М до 10-4 М. Ингибиторный анализ показал, что остеотоксическое действие катехолами-нов в высоких концентрациях опосредовано активацией Р2-адренорецепторов. Норадреналин (10-6 М), в отличие от адреналина, стимулировал рост эксплантатов ткани кости на 36% через а1-адренорецепторы. Норадреналин, но не адреналин, устранял ингибирующее рост эксплантатов действие оуабаина (10-6 М), что свидетельствует о рецептор-опосредованной активации сигнальной функции Na/K-АТФазы.
АДГЕЗИЯ И ПРОЛИФЕРАЦИЯ КЛЕТОК ЛИНИИ HEK 293T НА ПОЛИМЕРНЫХ МАТРИКСАХ РАЗЛИЧНОЙ МОРФОЛОГИИ
Т.Д. Пацаев1, Е.В. Ястремский1, 2, А.М. Азиева1,
Д.А. Кириллова1, А.А. Михуткин1,
К.Г. Антипова1, Р.В. Шариков1, Н.А. Шарикова1,
К.И. Луканина1, Т.Е. Григорьев1,
Р.А. Камышинский2, А.Л. Васильев1, 2
1 НИЦ Курчатовский институт, Москва, Россия
2 Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ Кристаллография и фотоника РАН, Москва, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: HEK 293 T, полилактид (PLA), синтетический матрикс, растровая электронная микроскопия, флюоресцентная микроскопия, адгезия и пролиферация клеток.
Адгезионные и пролиферативные свойства ма-триксов — каркасов, обеспечивающих механическую стабильность и стимулирующих рост клеток — играют существенную роль в тканевой инженерии и во многом зависят от химических и структурных особенностей их поверхности. В то же время морфология матриксов — важный фактор, влияющий на рост и развитие клеток и последующее формирование ткани [1].
В настоящей работе исследовано влияние морфологически различных полилактидных матриксов на адгезию и пролиферацию культивированных на них клеток линии HEK 293Т при посадке, через два и пять дней. Для исследований были выбраны матриксы следующих типов: ориентированные и неориентированных матриксы губок и нетканых материалов, а также плёнки, обладающие существенно различным рельефом поверхности.
Гены & Клетки XVII, №3, 2022
