Особенности фенотипов клеток суставного хряща головки бедренной кости при врожденном вывихе бедра

Врожденный вывих бедра является проявлением тяжелой степени дисплазии тазобедренного сустава, инвалидизирующей ортопедической патологией с невыясненными патогенетическими механизмами и этиологическими факторами. При врожденном вывихе бедра выявляются диспластические процессы в хрящевой ткани суставной поверхности головки бедренной кости. Изучение фенотипов клеток суставной хрящевой ткани головки бедренной кости позволит понять этиопатогенетические механизмы данной патологии. Цель исследования – изучить фенотипы клеток суставного хряща головки бедренной кости при врожденном вывихе бедра. Материал и методы. Проведен иммуноцитохимический анализ культуры клеток суставного гиалинового хряща головки бедренной кости, полученных от 5 пациентов с врожденным вывихом бедра. Было выполнено 5 пассажей культивирования клеток. Статистическую обработку количественных данных выполняли при помощи программы Microsoft Exсel. Результаты. При культивировании было получено два типа клеток разного фенотипа. На основании положительной иммуноцитохимической реакции с ключевым маркером хондрогенной дифференцировки (к коллагену II типа) первый тип клеток идентифицирован как хондроциты и хондробласты – клетки округлой и полигональной формы, образующие монослой. Второй тип – отростчатые биполярные и мультиполярные клетки, расположенные обособленно, которые проявляли положительную иммуноцитохимическую реакцию на ранние нейральные маркеры PAX6, SOX1, SOX2, Musashi1 и поздний нейральный маркер NF200. Эти клетки были определены как клетки нейрального происхождения. Заключение. Полученные данные позволят оценить участие клеток нейральной природы в этиопатогенетических механизмах формирования врожденного вывиха бедра. Взаимосвязь процессов, происходящих в эмбриогенезе – изменение процесса миграции клеток нервного гребня, их эктопическая локализация и развитие дисплазии тазобедренного сустава (врожденного вывиха бедра) – требуют дальнейшего изучения.

1. Малахов О.А., Кралина С.Э. Врожденный вывих бедра (клиническая картина, диагностика, консервативное лечение). М. 2006. 128.

2. Пахомова Н.Ю., Кожевников В.В., Строкова Е.Л., Корыткин А.А., Жуков Д.В. Зайдман А.М. Роль молекулярно-генетического метода в современных аспектах диагностики дисплазии тазобедренного сустава. Современные проблемы науки и образования. 2024;2:89. doi: 10.17513/spno.33362.

3. Строкова Е.Л., Пахомова Н.Ю., Шевченко А.И., Корыткин А.А., Кожевников В.В., Зайдман А.М. Фенотипические особенности клеток реберного хряща при воронкообразной деформации грудной клетки. Сибирский научный медицинский журнал. 2023;43(6):203-209. doi: 10.18699/SSMJ20230625.

4. Aki T, Hashimoto K, Ogasawara M, Itoi E. A whole-genome transcriptome analysis of articular chondrocytes in secondary osteoarthritis of the hip. PLoS One. 2018 Jun 26;13(6):e0199734. doi: 10.1371/journal.pone.0199734.

5. Bohaček I, Plečko M, Duvančić T, Smoljanović T, Vukasović Barišić A, Delimar D. Current knowledge on the genetic background of developmental dysplasia of the hip and the histomorphological status of the cartilage. Croat Med J. 2020 Jul 5;61(3):260-270. doi: 10.3325/cmj.2020.61.260.

6. Cho T, Tiffany-Castiglioni E. Neurofilament 200 as an indicator of differences between mipafox and paraoxon sensitivity in Sy5Y neuroblastoma cells. J Toxicol Environ Health A. 2004 Jul 9;67(13):987-1000. doi: 10.1080/15287390490447287.

7. Feldman G, Kappes D, Mookerjee-Basu J, Freeman T, Fertala A, Parvizi J. Novel mutation in Teneurin 3 found to co-segregate in all affecteds in a multi-generation family with developmental dysplasia of the hip. J Orthop Res. 2019 Jan 37(1):171-180. doi:10.1002/jor.24148.

8. Gil-Kulik P, Świstowska M, Krzyżanowski A, Petniak A, Kwaśniewska A, Płachno BJ, et al. Evaluation of the Impact of Pregnancy-Associated Factors on the Quality of Wharton's Jelly-Derived Stem Cells Using SOX2 Gene Expression as a Marker. Int J Mol Sci. 2022 Jul 10;23(14):7630. doi: 10.3390/ijms23147630.

9. Gkiatas I, Boptsi A, Tserga D, Gelalis I, Kosmas D, Pakos E. Developmental dysplasia of the hip: a systematic literature review of the genes related with its occurrence. EFORT Open. Rev. 2019 Oct 1;4(10):595-601. doi: 10.1302/2058-5241.4.190006.

10. Good P, Yoda A, Sakakibara S, Yamamoto A, Imai T, Sawa H, et al. The human Musashi homolog 1 (MSI1) gene encoding the homologue of Musashi/Nrp-1, a neural RNA-binding protein putatively expressed in CNS stem cells and neural progenitor cells. Genomics. 1998 Sep 15;52(3):382-4. doi: 10.1006/geno.1998.5456.

11. Hall B.K. The neural crest and neural crest cells in vertebrate development and evolution. Springer Science Business Media, LLC, 2010. 400.

12. Herger S, Vach W, Nüesch C, Liphardt AM, Egloff C, Mündermann A. Dose-response relationship of in vivo ambulatory load and mechanosensitive cartilage biomarkers-The role of age, tissue health and inflammation: A study protocol. PLoS One. 2022 Aug 19;17(8). doi: 10.1371/journal.pone.0272694.

13. Hernandez PA, Wells J, Usheva E, Nakonezny PA, Barati Z, Gonzalez R, Kassem L, Henson FMD. Early-Onset Osteoarthritis originates at the chondrocyte level in Hip Dysplasia. Sci Rep. 2020 Jan 17;10(1):627. doi: 10.1038/s41598-020-57431-x.

14. Karim A, Amin AK, Hall AC. The clustering and morphology of chondrocytes in normal and mildly degenerate human femoral head cartilage studied by confocal laser scanning microscopy. J Anat. 2018 Apr;232(4):686-698. doi: 10.1111/joa.12768.

15. Luo Y, Sinkeviciute D, He Y, Karsdal M, Henrotin Y, Mobasheri A, et al. The minor collagens in articular cartilage. Protein Cell. 2017 Aug 8(8):560-572. doi: 10.1007/s13238-017-0377-7.

16. Morys J, Borkowska P, Zielinska A, Kowalski J. Study of the influence of NGF-в gene overexpression in human mesenchymal stem cells on the expression level of SOX1 and neural pathway genes. Mol Biol Rep. 2022 Jun 49(6):4435-4441. doi: 10.1007/s11033-022-07283-7.

17. Osumi N, Shinohara H, Numayama-Tsuruta K, Maekawa M. Concise review: Pax6 transcription factor contributes to both embryonic and adult neurogenesis as a multifunctional regulator. Stem. Cells. 2008 Jul 26(7):1663-72. doi: 10.1634/stemcells.2007-0884.

18. Sela-Donenfeld D, Kalcheim C. Inhibition of noggin expression in the dorsal neural tube by somitogenesis: a mechanism for coordinating the timing of neural crest emigration. Development 2000 Nov 127(22):4845-54. doi: 10.1242/dev.127.22.4845.

19. Talmage MS, Nielson AN, Heflin JA, D'Astous JL, Fedorak GT. Prevalence of Hip Dysplasia and Associated Conditions in Children Treated for Idiopathic Early-onset Scoliosis-Don't Just Look at the Spine. J Pediatr Orthop. 2020 Jan;40(1):e49-e52. doi: 10.1097/BPO.0000000000001390.

20. Zaydman AM, Strokova EL, Pahomova NY, Gusev AF, Mikhaylovskiy MV, Shevchenko AI, et al. Etiopathogenesis of adolescent idiopathic scoliosis: review of the literature and new epigenetic hypothesis on altered neural crest cells migration in early embryogenesis as the key event. Med. Hypotheses. 2021 Jun 151:110585. doi: 10.1016/j.mehy.2021.11058.

21. Zaydman AM, Strokova EL, Kiseleva EV, Suldina LA, Strunov AA, Shevchenko AI, Laktionov PP, Subbotin VM. A New Look at Etiological Factors of Idiopathic Scoliosis: Neural Crest Cells. Int J Med Sci. 2018 Mar 6;15(5):436-446. doi: 10.7150/ijms.22894