ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ БИОСОВМЕСТИМЫХ КАЛЬЦИЙФОСФАТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НА РАЗВИТИЕ СТРОМАЛЬНЫХ ПРЕКУРСОРОВ
Автор А.И. Жданова, А.С. Климов
16.05.2010 г.
Томский филиал ФГУ « РНЦ « ВТО » им. академика Г.А. Илизарова Росмедтехнологий », г. Томск
Кафедра морфологии и общей патологии Сибирского государственного медицинского университета, г. Томск
Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам Международной 68-й научной итоговой студенческой конференции им. Н.И. Пирогова (г.Томск, 20-22 апреля, 2009 год); под реакцией академика РАМН В.В. Новицкого, член. корр. РАМН Л.М. Огородовой
Одна из важнейших задач тканевой биоинжинерии заключается в разработке и создании искусственного специфического микроокружения для стволовых клеток, выполняющего роль оптимальной платформы для гистогенеза. В частности, для остеогенных клеток подобным носителем являются кальцийфосфатные ( КФ ) материалы [1].
Целью данной работы явилось изучение реакции культуры фибробластоподобных стволовых клеток человека на прямой контакт с биосовместимыми КФ поверхностями, различающимися по топографии.
О созревании фибробластоидных элементов свидетельствует накопление щелочной фосфотазы внутри клетки. Маркером формирования костного матрикса является остеокальцин, секретируемый остеобластами [2]. В качестве тестируемого материала применяли диски из медицинского титана с искусственными двусторонними биосовместимыми КФ покрытиями, различающиеся микро- и мезотопографией поверхности: пористое покрытие, шероховатое, гладкое, гладкое с параллельными бороздами. Оптическая отражающая микроскопия показала, что фибробластоидные клетки, как правило, занимают углубления в КФ поверхности (искусственные «ниши»), обусловленные ее шероховатостью. Исследовалась взаимосвязь показателя шероховатости Ra, а также площади поверхности, занимаемой каждой окрашенной клеткой, и степени созревания и дифференцировки стромальных прекурсоров.
Таблица
Средняя
площадь окраски клеток на щелочную фосфатазу ( ЩФ ) и средняя площадь поверхности
искусственного покрытия, занимаемого каждой окрашенной клеткой, для четырех
исследуемых видов образцов, Х+m
Кальцийфосфатные покрытия, n=4
Средняя площадь внутриклеточной ЩФ, мкм2
Средняя площадь поверхности, занимаемая клеткой, мкм2
пористое
65,69±19,33
112,06±32,36
шероховатое
80,24±13,4
186,86±28,46
гладкое
111,47±48,89
461,58±166,5
гладкое
с бороздами
267,37±97,26
833,0±340,82
Примечание: n – число изученных образцов
Корреляционный анализ достоверно показал 89%-ную для пористой поверхности, 91%-ную для шероховатой и 72%-ную для гладкой с бороздами прямую зависимость площади внутриклеточной окраски на ЩФ от площади углубления, занимаемой клеткой. Регрессионный анализ подтвердил линейную зависимость. На гладком покрытии клетки лежали не в углублениях, а на поверхности образцов, корреляции между площадью внутриклеточной окраски на ЩФ и площадью ниши, занимаемой каждой клеткой, не наблюдалось.
Выявлена 86%-ная прямая зависимость концентрации остеокальцина в супернатанте от показателя шероховатости Ra, регрессионный анализ подтвердил линейную зависимость.
Таким образом, выяснено, что созревание и остеогенная дифференцировка фибробластоидных клеток прямо зависит от площади занимаемых ими искусственных « ниш », секреция маркера формирования костного матрикса во внеклеточную среду имеет прямую линейную зависимость от показателя шероховатости Ra.
Взаимодействие между стволовыми клетками и их нишами создает динамическую систему, необходимую для поддержания ткани, и, в конечном итоге, имеет существенное значение для разработки обоснованных принципов терапии стволовыми клетками [3].
Список литературы:
1. Остеогенный потенциал пула мезенхимальных стволовых клеток костного мозга in situ: роль физико-химических свойств искусственных поверхностей / И. А. Хлусов и др. // Клеточные технологии в биологии и медицине. – 2005. - № 3. – С. 164-173.
2. Риггз, Б. Л. Остеопороз: пер. с англ. / Б. Л. Риггз, Л. Дж. Мелтон III. – СПб.: ЗАО « Издательство БИНОМ », « Невский диалект », 2000. – 560 с.
3. Scadden, D. T. The stem-cell niche as an entity of action / D. T. Scadden // Nature. – 2007. – Vol. 441.- № 7097. – P. 1075-1079.
Fatal error: require_once() [function.require]: Failed opening required '/home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/css/llm.php' (include_path='.:/usr/local/zend-5.2/share/pear') in /home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/bioinformatix/index.php on line 99