Олжаев Фархад Сайдикаримович – научный сотрудник лаборатории биоинженерии и регенеративной медицины
Астана
Farkhad S. Olzhaev– researcher of Laboratory of Bioengineering and Regenerative Medicine
Astana
Акулинин Виктор Александрович – д-р. мед. наук, профессор, зав. кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии
ул. Ленина, 12, Омск, 644099
Viktor A. Akulinin – Doct. Sci. (Med.), Professor, Head of Histology, Cytology and Embryology Department
Omsk
Умбаев Бауыржан Айтжанович – ведущий научный сотрудник лаборатории биоинженерии и регенеративной медицины
Астана
Bauyrzhan A. Umbaev – PhD, leading researcher of Laboratory of Bioengineering and Regenerative Medicine
Astana
Сафарова Юлия Ивановна – старший научный сотрудник лаборатории биоинженерии и регенеративной медицины
Астана
Yuliya I. Safarova – PhD, senior researcher of Laboratory of Bioengineering and Regenerative Medicine
Astana
Степанов Сергей Степанович – д-р мед. наук, старший научный сотрудник кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии
Омск
Sergei S. Stepanov – Doct. Sci. (Med.), senior researcher of Histology, Cytology and Embryology Department
Omsk
Гавриш Богдан Сергеевич – студент
Омск
Bogdan S. Gavrish – student
Omsk
Аскарова Шолпан Несипбаевна – руководитель лаборатории биоинженерии и регенеративной медицины
Астана
Sholpan N. Askarova – PhD, Head of Laboratory of Bioengineering and Regenerative Medicine
Astana
Остеопороз представляет собой прогрессирующее системное заболевание, которое проявляется снижением плотности костной ткани. Это приводит к увеличению хрупкости костей и повышает вероятность переломов. Для эффективного лечения данной патологии разработаны новые подходы клеточной терапии, основанные на применении модифицированных остеофильным полимером мезенхимальных стволовых клеток (МСК) для локального воздействия на поврежденные участки кости. Цель исследования – провести морфологическую оценку эффективности влияния модифицированных остеофильным полимером МСК на процессы репаративного остеогенеза в динамике посттравматического периода на животных с переломом локтевой кости на фоне остеопороза. Материал и методы. Эксперимент выполнен на крысах Wistar (самки, n=40; 200–300 г, возраст 3 месяца). Остеопороз вызывали билатеральной овариоэктомией, перелом – остеотомией диафиза локтевой кости. Всех крыс случайным образом распределяли по четырем группам: группа I (контроль, n=10, – буферный раствор); группа II (n=10, остеофильный полимер, 1 мг/мл); группа III (n=10, суспензия МСК, 1×106); группа IV (n=10, измененные остеофильным полимером МСК, 1×106). Вывод из эксперимента проводили через 1 и 6 месяцев после перелома. Результаты. Для восстановления пула предшественников остеобластов в области перелома локтевой кости при экспериментальном остеопорозе применили МСК после воздействия на них остеофильного полимера. У всех животных в области перелома формировались очаги регенерации с различной степенью структурно-функционального созревания клеточного и межклеточного субстрата. Наиболее выраженно процессы восстановления костной ткани проявлялись при использовании модифицированных остеофильным полимером МСК. Это, вероятно, связано с высокой концентрацией модифицированных остеофильным полимером МСК и их фиксацией в зонах регенерации поврежденной кости с последующей стимуляцией остеогенеза. Для более полного биологического понимания и трактовки найденных изменений использовали парадигму провизорности как универсальную модель проявления гисто- и органогенезов. Заключение. Использование МСК после воздействия на них остеофильного полимера значительно улучшает процесс репаративного остеогенеза при переломах трубчатых костей у пациентов с эстрогениндуцированным остеопорозом, что делает этот метод перспективным для комбинированной терапии.
Osteoporosis is a progressive systemic disease characterized by a decrease in bone density. This leads to increased bone fragility and a higher likelihood of fractures. New approaches to cellular therapy have been developed for the effective treatment of this pathology, based on the use of modified osteophilic polymers with mesenchymal stem cells (MSCs) for local action on damaged bone areas. The aim of the study was to morphologically assess the effectiveness of modified osteophilic polymer MSCs on reparative osteogenesis processes during the post-traumatic period in animals with a fracture of the ulna and underlying osteoporosis. Material and methods. The experiment involved Wistar rats (females, n=40; 200–300 g, 3 months old). Osteoporosis was simulated by bilateral ovariectomy, and the fracture was simulated through diaphysis osteotomy of the ulna. All rats were randomly distributed into four groups: Group I (control, n=10; buffered solution); Group II (n=10; osteophilic polymer, 1 mg/ml); Group III (n=10; MSC suspension, 1×106); Group IV (n=10; modified osteophilic polymer MSCs, 1×106). The experiment results were evaluated in 1 and 6 months after the fracture. Results. MSCs were applied after exposure to the osteophilic polymer to restore the pool of osteoblast precursors in the fracture area of the ulna in experimental osteoporosis. In all animals, regeneration foci with varying degrees of structural and functional maturation of cellular and intercellular substrates were formed in the fracture area. The most pronounced processes of bone tissue restoration were observed with the use of modified osteophilic polymer MSCs. This is likely associated with the high concentration of modified osteophilic polymer MSCs and their retention in zones of damaged bone regeneration, subsequently stimulating osteogenesis. The paradigm of provisionality, as a universal model manifestating histogenesis and organogenesis, was utilized to gain a more comprehensive biological understanding and interpretation of the observed changes. Conclusion. MSCs applied after exposure to an osteophilic polymer significantly enhance the process of reparative osteogenesis in fractures of long bones in patients with estrogen-induced osteoporosis, thus making this technology promising for combined therapy.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.