Институт Косметологии НГМУ
 


РиП
© 2006 - 2014
Архив

г. Новосибирск,

Главный корпус НГМУ,
3 этаж, правое крыло

Тел/факс: +7(383)
Мы работаем с 9-00 до 18-00

Центр медицинской косметологии (Институт косметологии) ГБОУ ВПО НГМУ Минздравсоцразвития России

Раздел:Архив / Тезисы за июнь 2007 г.

Культура хондробластов человека – как возможный донорский материал для коррекции нарушений хрящевой ткани

В настоящее время устранение травматических и генетических дефектов зон роста хрящевой ткани позвоночника и суставов осуществляется методом оперативной коррекции. Альтернативой может являться метод клеточной и тканевой инженерии. Суть этого мало инвазивного способа коррекции заключается в том, что в место дефекта имплантируются носители с культивированными тканеспецифичными клетками. Тканеспецифичность определяется соответствующими маркерами, в частности для хрящевых клеток, - синтез протеогликанов (ПГ), коллагена II типа; соответствующая морфология и ультраструктура. Носитель должен способствовать пролиферации пересаживаемых клеток, сохранять их жизнеспособность и подвергаться биодеградации. Пересаживаемый материал в каждом конкретном случае должен удовлетворять структурно-функциональным потребностям дефектной ткани. Для замещения зон роста необходимо учитывать структуру ПР. Процесс роста осуществляется клетками ПР, для которых характерны три функции: 1. камбиальность – это резерв процесса роста, 2. пролиферация – это синтез межклеточного матрикса и активное клеточное деление, 3. поддержание межклеточного гомеостаза - активный ауто- и гетеросинтез.
Материалом исследований послужили клетки гиалинового хряща, извлеченные в стерильных условиях из позвоночника эмбрионов человека 12-недельного возраста. Культивирование клеток проводили в соответствии с ранее разработанным методом культивирования хондробластов. Методами морфогистохимии, биохимии, ультраструктурного и статистического анализа исследовались хондробласты и культуральные среды 1, 2, 3 – го пассажей.
Из первичной культуры эмбрионального хряща позвоночника по степени дифференцировки было выделено три типа клеток. Первый тип представлен мелкими клетками овальной формы, с крупным ядром и небольшой цитоплазмой. Ядерно-цитоплазматические отношения свидетельствуют об активном синтезе РНК и аутосинтетических процессах. Гистологические реакции свидетельствуют о синтезе хондробластами низкополимерных несульфатированных и сульфатированных ГАГ: гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата. Гранулы ферментов окислительно-восстановительного ряда (СДГ и НАД-Н диафораза) локализованы преимущественно в околоядерной области, что свидетельствует об аутосинтетических процессах. Выявленные биохимические соединения являются основными маркерами клеток, детерминированных в направлении хондрогенеза, и отражают начальные этапы дифференцировки хондробластов. На электронограммах первый тип представлен клетками с крупным ядром, занимающим более половины объема цитоплазмы. Доминирующей органеллой клетки является рибосомальный аппарат. Единичный комплекс Гольджи расположен приядерно. Цитоплазматический матрикс этих клеток отличается повышенной электронной плотностью. Митохондрии немногочисленны. Лизосомы представлены в основном гетерофагосомами и аутофагосомами.
Клетки I типа ориентированны на синтез внутриклеточных структур, это подтверждается биохимическими исследованиями культуральных сред. Эти клетки по своим сруктурно-функциональныи особенностям соответствуют камбиальным клеткам зоны роста. Клетки II типа имеют овальную форму или вытянутую. По сравнению с клетками I типа отмечается статистически достоверное снижение ядерно-цитоплазматического отношения, что свидетельствует о повышении степени дифференцировки этих клеток. Наблюдаются множественные митотические деления. Для клеток II типа характерным признаком является значительное накопление гликогена и усиление синтеза высокополимерных сульфатированных и несульфатированных ГАГ. Окислительно-восстановительные ферменты локализуются как в околоядерной зоне, так и на периферии клетки.
Для клеток II, кроме того, характерны ауто- и гетеросинтезы, формирование межклеточного матрикса. На электронограммах ядро клеток II типа имеет бобовидную форму. Контуры ядерной мембраны неровные и отграничивают многочисленные инвагинаты. Для этих клеток характерна высокая ультраструктурная организация: широкая эндоплазматическая сеть, рассредоточение КГ по всей цитоплазме, обилие митохондрий, визикул, полярность, что свидетельствует об ауто- и гетеросинтезах. Количество митохондрий у клеток II типа возрастает по сравнению клетками более низкой стадии дифференцировки. Клетки II активно нарабатывают межклеточный матрикс и интенсивно делятся. Эти клетки по структурно-функциональным особенностям соответствуют изогенным клеткам хрящевой зоны роста.
Третий тип представлен крупными клетками овальной формы. Плазматическая мембрана формирует два-три отростка, наблюдаются контакты с соседними клетками. Митотическая активность этих клеток снижена. Клетки активно синтезируют высокополимерные ГАГ и коллаген II типа. Ультраструктурно клетки III типа представлены крупными клетками преимущественно округлой или овальной формы. Цитоплазма занимает значительный объем клетки. ГЭР представлен широкой сетью цистерн, которые местами сильно расширены. КГ характеризуется высокой степенью организации и занимает значительный объем цитоплазмы. Наличие большого количества мелких окаймленных везикул свидетельствует о высокой функциональной активности клетки. Митохондрии крупные. Лизосомы наиболее широко представлены аутофагосомами и присутствуют в больших количествах, чем в клетках более низкой степени дифференцировки. Выявляются многочисленные скопления гранул гликогена и липиды.
Таким образом, морфологические, ультраструктурные и биохимические исследования показали, что в процессе культивирования (II пассаж) фетальные хондробласты сохраняют свой фенотип. Три степени дифференцировки хондробластов способны обеспечить репаративную регенерацию поврежденного матрикса хряща за счет синтеза протеогликанов и коллагенов. Кроме того, учитывая специфику хондробластов, отсутствие разобщенности синтеза и репродукции, хондробласты трех типов обеспечивают как сохранение популяции клеток, так и гомеостаз матрикса. Полученные данные являются основанием для использования первичной культуры хондроцитов в качестве материала для тканевой инженерии при повреждении и заболевании позвоночника.

А.М. Зайдман(1), А.В. Сахаров(2), А.В. Корель(1), И. Ким(³), Т.Д. Колокольцова(³)

(1)Новосибирский Научно-исследовательский Институт Травматологии и Ортопедии, Новосибирск, Россия
(2)Новосибирский государственный педагогический университет, Лаборатория морфологии , Новосибирск, Россия
(³)Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор», Новосибирск, Россия



 

 

"