Создание модели анального сфинктера in vitro

Новости клеточных технологий

27

Создание модели анального сфинктера in vitro

Одной из актуальных и нерешенных проблем современной колопроктологии являются пороки развития прямой кишки, такие как атрезия ануса и клоакальные пороки. Особенно эта проблема актуальна в детской хирургии, поскольку коррекция пороков развития ануса и реабилитация начинаются уже с первых недель жизни. Атрезия ануса сопровождается аплазией или гипоплазией анальных сфинктеров, восстановление которых - сложная и не всегда успешная в решении задача. Для укрепления сфинктерного аппарата ануса в настоящее время применяют различные пластические операции по перемещению части мышц с бедра или ягодицы и формированию артифициального мышечного жома. Однако основная проблема состоит в уникальном механизме удерживания кишечного содержимого, недоступного в полной мере перемещенным тканям ввиду их анатомических особенностей, кроме того, не в состоянии обеспечить комфорт и достаточную социальную адаптацию пациента [1, 2].

Современные технологии тканевой инженерии позволяют создавать трехмерные конструкции из поперечнополосатой и гладкой мышечных тканей, в том числе, подвергая их постоянному воздействию импульсного электрического тока [3]. В American Journal Physiology опубликована первая работа, открывающая перспективы создания эквивалента внутреннего произвольного анального сфинктера in vitro.

Для этого у кроликов были взяты образцы гладкомышечного внутреннего анального сфинктера. Выделенные клетки

были культивированы и размножены. После чего была произведена оценка их сократимости под действием электрических импульсов. Полученную культуру наносили на фибриновое трехмерное кольцо - носитель. После этого происходил дополнительный этап культивирования с периодической электрической стимуляцией.

По завершении культурального этапа для оценки сократительной функции полученную конструкцию подвергли воздействию электрического импульсного тока. Результат оценивали по сокращению длины окружности образца. При гистологическом исследовании была обнаружена мышечная ткань, причем мышечные волокна располагались параллельно по линиям силы тока, то есть имели вид, схожий с нормальным сфинктером. При оценке клеточного фенотипа детектировали маркеры миобластов, указывающие на нетерминальную миодифференцировку, что может способствовать дальнейшему увеличению количества клеток.

Таким образом, данное исследование показало возможность создания трехмерных функциональных моделей анальных сфинктеров in vitro. Без сомнения, полученная конструкция требует экспериментального исследования на лабораторных животных. Следует учесть, что данная работа является пионерской в этой области. Новые технологии создания эквивалентов гладкомышечных сфинктеров методами тканевой инженерии могут открыть новую страницу в реконструктивной колопроктологии.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Исаков Ю.Ф., Степанов Э.А., Смирнов А.Н. и др. Хирургическое лечение недержания кала в детском возрасте. Хирургия 2000; 4: 51-4

2. Дульцев Ю.В. Лечение недостаточности анального сфинктера. Дис...

д-ра мед. наук. М., 1981.

3. Kanada К., Matsuda T. Mechanical stress-induced orientation and ultrastructural change of smooth muscle cells cultured in three-dimensional collagen lattices. Cell Transplant. 1994; 3: 481-92.

Подготовил A.B. Волков

По материалам Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2005; 89: G188-G196

Актуальность исследований по замене тканей легкого обусловлена нерешённой проблемой их структурного и функционального дефицита, возникающего при ряде заболеваний, чаще всего сопровождающихся деструктивными процессами, а также при пороках развития легких [агенезии]. Возможность создания эквивалентов легочной ткани изучается с 70-х годов XX века группой Douglas W.H. [1-3]. Основная цель современных работ - изучение возможности выделения и культивирования клеток дыхательного эпителия не только на пластике, но и на различных подложках, таких, как гели на основе коллагена (Matrigel, Gelfoam] [4], создание трёхмерных структур на матрицах. Было показано, что аль-веолоциты I и II типов, включенные в трехмерный гель, формировали подобные альвеолам структуры [4]. Однако, гелевые формы недостаточно прочны для манипуляций с ними. Поэтому для продолжения исследовательских работ существует необходимость в создании тканеинженерных механически прочных структур.

Клеточная трансплантология и тканевая инженерия № 1 (3), 2006