Автореферат (Морфологическое и функциональное обоснование регенераторной активности клеточных продуктов разных типов на модели травматического повреждения роговицы)

На правах рукописиВологжанина Наталья ВладимировнаМорфологическое и функциональное обоснование регенераторнойактивности клеточных продуктов разных типов на моделитравматического повреждения роговицы06.02.01 – Диагностика болезней и терапия животных,патология, онкология и морфология животныхАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание учёной степеникандидата биологических наукМосква – 2017Работа выполнена в ФГБОУ ВО «Московская государственная академияветеринарной медицины и биотехнологии – МВА имени К.И.

Скрябина»Научный руководитель:Слесаренко Наталья Анатольевнадоктор биологических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФОфициальные оппоненты:Шевлюк Николай Николаевичдоктор биологических наук, профессор кафедры гистологии, цитологии и эмбриологиифедерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшегообразования «Оренбургского государственного медицинского университета»Омельяненко Николай Петровичдоктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией соединительной ткани сгруппой клинической генетики ФГБУ Центрального научно-исследовательского институтатравматологии и ортопедии им.

Н.Н. Приорова Минздрава РФВедущая организация:Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшегообразования «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина»Защита диссертации состоится 03 октября 2017 года в 11 часов на заседаниидиссертационного совета Д 220.042.02 при ФГБОУ ВО «Московская государственнаяакадемия ветеринарной медицины и биотехнологии – МВА имени К.И. Скрябина» поадресу: 109472, г. Москва, ул. Академика Скрябина, д. 23.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВО МГАВМиБ – МВАимени К.И. Скрябина.Автореферат разослан «___» ________________ 2017 г.

и размещен на сайте ФГБОУВО МГАВМиБ – МВА имени К.И. Скрябина: http://mgavm.ru и на сайте ВАК приМинистерстве образования и науки Российской Федерации: http://vak.ed.gov.ruУченый секретарьдиссертационного совета Д 220.042.02,кандидат ветеринарных наук, доцентП.Н. АбрамовСОКРАЩЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В АВТОРЕФЕРАТЕ1. СК – стволовые клетки2. ММСК – мультипотентные мезенхимные стволовые клетки3. ЛСК – лимбальные стволовые клетки4. СВФ – стромально-васкулярная фракцияВВЕДЕНИЕАктуальность проблемыВ последние десятилетия неуклонно растет число животных,страдающих офтальмопатиями различного генеза. Среди них особое местозанимают длительно незаживающие и рецидивирующие язвы роговицы(Шилкин А.Г., 2000; Gelatt K., 1982). Данная патология может иметьтравматическую этиологию, а также может быть вызвана снижением трофикироговицы, анатомическим лагофтальмом, ожогами и другими факторами,приводящими к повреждению эпителия и более глубоких слоёв роговицы.Одним из направлений в регенеративной медицине являетсяиспользование клеточных продуктов различного происхождения с цельюзамещения дефекта в поврежденном органе.

В медицине человека притяжелых повреждениях роговицы клеточная терапия показываетобнадеживающие результаты, как в эксперименте, так и на практике, чтоотражено во многих современных источниках. Вместе с тем, большинствоподобных методов находится на стадии лабораторных и клиническихиспытаний. Как известно, стволовые клетки обладают способностьюоптимизировать цитокиновый статус в клеточном микроокружении после ихлокальной трансплантации в органы или ткани (Moore M.A. 2002., ЧенцоваЕ.В., 1996, Борзенок С.А., 2010).Следует подчеркнуть, что в ветеринарной офтальмологии клеточныетехнологии до настоящего времени используют только в клиническихисследованиях, не имеющих экспериментального обоснования, о чемсвидетельствует проведенный нами анализ отечественной и зарубежнойлитературы (A.

Kovšca Janjatović et al, 2015).Исходя из вышеизложенного, нами на модели травматическогоповреждения роговицы у кролика было предпринято исследование по оценкевозможности и эффективности применения клеток стромально-васкулярнойфракции клеток, мезенхимальных стволовых клеток жировой ткани илимбальных стволовых клеток в регенеративной медицине, путём введения ихсуспензированной взвеси субконъюнктивально.Цель настоящего экспериментального исследования — установитьзакономерностииособенностизаживлениямоделированноготравматического повреждения роговицы у кролика при использовании разныхтипов клеточных продуктов.Для достижения поставленной цели было необходимо решение рядаконкретных задач:1.

В условиях моделированного травматического поврежденияроговицы у кролика выявить пролиферативный потенциал клеточных3продуктов следующих типов: аутологичной стромально-васкулярнойфракции, аллогенных стволовых клеток лимба, аллогенных мезенхимныхклеток жировой ткани.2.Установить сравнительные морфологические показатели динамикирепаративной регенерации поврежденного эпителия роговицы прииспользовании клеточных продуктов указанных типов.3.На основании клинико-морфологических данных, определить типклеточного продукта, оптимальный по регенераторным свойствам.4.Выявить источники репаративного морфогенеза роговицы в условияхэкспериментального повреждения и обосновать применение стволовых клетоккак индуктора клеточного пролиферативного потенциала ткани роговицы призамещении ее дефекта;5.Провести клиническую апробацию терапевтической эффективностистволовых клеток при лечении животных с повреждениями роговицы иустановитьцелесообразностьиэффективностьпримененияихтрансплантации при данной патологии.Научная новизнаНаучно и экспериментально обоснована возможность использованияклеточных продуктов разных типов в ветеринарной офтальмологии длявосстановления анатомической целостности роговицы, что подтверждаетсяустановленными у подопытных животных ее морфологическимихарактеристиками.Впервые оценено влияние клеток стромально-васкулярной фракции нарегенерацию роговицы при ее повреждениях у экспериментальных животных.Результаты гистологического исследования позволяют заключить, чтоскорость и качество заживления дефекта роговицы глаза у животных послеприменения клеточных продуктов превосходят таковые у животных приспонтанном заживлении, что может свидетельствовать о пролиферативныхпотенциях стволовых клеток.Теоретическая и практическая значимость исследованияУстановлено, что изучаемые типы клеточных продуктов после ихтрансплантации экспериментальным животным инициируют восстановлениеанатомической целостности и функциональной состоятельности тканейроговицы в области повреждения.На основании данных микроморфометрии выявлены морфологическиепоказатели, подтверждающие, что клеточные продукты могут выступать вкачестве индуктора репаративной регенерации повреждённых тканей глаза.Установлены закономерности и особенности регенераторногопотенциала тканей роговицы в условиях моделированного повреждения споследующей трансплантацией клеточных продуктов.

Разработаны критерииоценки течения репаративного процесса.Сравнительный анализ регенераторного влияния изученных намиразных типов стволовых клеток показал, что эпителизация зоны дефектароговицы у животных после введения лимбальных стволовых клеток4происходила активнее в сравнении с животными, которым вводили другиеклеточные продукты.Представлено научное обоснование терапевтической эффективностиклеточных продуктов различных типов при повреждениях роговицыразличной этиологии.Методология и методы исследованияНаучное обоснование установления регенераторных свойств клеточныхпродуктов на модели травматического повреждения роговицы глазаопределило целесообразность использования комплексного методическогоподхода, включающего: микрохирургическое моделирование дефектароговицы, биомикроскопичекое исследование роговицы в динамикерепаративного процесса с применением витальных красителей, макро- имикроморфометрию, обзорную световую микроскопию гистологическихсрезов и статистическую обработку полученных цифровых данных.Положения, выносимые на защиту:1.

Закономерности и особенности репаративного гистогенеза тканироговицы в условиях моделирования ее повреждения.2. Морфологические показатели динамики репаративной регенерацииповрежденногоэпителияроговицывсравнительнойоценкевосстановительных свойств.3. Клеточные продукты, как индуктор пролиферативного потенциалатканей роговицы при замещении ее дефекта.4. Клиническая апробация трансплантации стволовых клеток иустановление их терапевтической эффективности у животных прилимбальной недостаточности.Степень достоверности, апробация и публикация результатовисследованияВ работе использован комплексный методический подход, включающийэкспериментальное моделирование повреждения роговицы, офтальмическоеобследование зоны повреждения, морфологические методы исследования истатистический анализ полученных цифровых данных.Материалы исследований представлены на XIX Московскоммеждународном ветеринарном конгрессе в рамках секции студентов,аспирантов и молодых ученых (Москва, 2011); III Международной Научнопрактической конференции «Научно-техническое творчество молодежи –путь к обществу, основанному на знаниях» в рамках XI Всероссийскойвыставки научно-технического творчества молодежи НТТМ-2011, 30-ойМеждународной Гаванской выставке-ярмарке «FIHAV» (Куба, Гавана, 2012),Ежегоднойнаучно-практическойконференцииМГАВМиБимениК.И.

Скрябина «Актуальные проблемы ветеринарной медицины, зоотехнии ибиотехнологии», проводимой в рамках Всероссийского фестиваля науки(Москва, 2012), Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу средистудентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений5Минсельхоза России в номинации «Ветеринарные науки» – первое место,(Москва, 2013), Международной выставке Salon L’Etudiant (Франция, Париж,2014); Ежегодной научно-практической конференции МГАВМиБ имени К.И.Скрябина «Актуальные проблемы ветеринарной медицины, зоотехнии ибиотехнологии», проводимой в рамках Всероссийского фестиваля науки(Москва, 2015), XXIV Московском международном ветеринарном конгрессе врамках секции студентов, аспирантов и молодых ученых (Москва, 2015);Санкт-Петербургской ветеринарной офтальмологической конференции(Санкт-Петербург, 2015), Конференции «Outlook of Stem cells application inveterinary ophthalmology» (Перу, Лима, 2016), X Международной научнойконференции «Бабухинские чтения в Орле» (Орел, 2017).По результатам исследования опубликовано 5 научных статей, из них 3– в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.Объем и структура диссертацииРукопись диссертации изложена на 97 страницах машинописного текста(без учета приложений), иллюстрирована 28 рисунками, 8 таблицами, состоитиз введения, обзора литературы, материалов и методов исследования,результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения,выводов, рекомендаций по использованию научных выводов, сведений опрактическом использовании результатов.