Кріомедичні біотехнології як ключ до ефективної децелюляризації при створенні скафолдів для судинної трансплантації

Abstract

Серцево-судинні захворювання (ССЗ) входять до трійки лідерів серед причин смерті у світі. В Європі 3,9 млн смертей щорічно пов’язані з ССЗ, з яких 1,8 млн – серед громадян країн Європейського Союзу (ЄС). Загальні витрати на лікування хворих на ССЗ у країнах ЄС становлять 210 млрд євро на рік. Основною тактикою лікування хворих на пізніх стадіях ССЗ досі залишається шунтування. Кратне збільшення попиту на судинні трансплантати в останнє десятиліття, особливо судини малого калібру, при процедурах серцево-судинного шунтування, відсутність джерела донорської судини та недоліки штучних протезів роблять тканинну інженерію судинних трансплантатів галуззю підвищеного попиту.

Мета роботи – охарактеризувати сучасні підходи до створення децелюляризованих судинних скафолдів за даними відкритих джерел інформації.

Матеріали та методи. Підбір публікацій виконано за базами даних PubMed, Clinical Key Elsevier, Cochrane Library, eBook Business Collection та ін., у яких висвітлювались відомості про сучасні підходи до створення децелюляризованих скафолдів. На першому етапі проводили пошук літературних джерел за ключовими словами: децелюляризація, позаклітинний матрикс, скафолд. На другому етапі вивчались резюме статей та виключались публікації, які не відповідали критеріям дослідження. На третьому етапі вивчали повні тексти відібраних статей на відповідність критеріям включення до списку літератури та релевантність досліджень. Критеріями включення публікацій до вибірки, яка підлягала контентаналізу, були такі: 1) висвітлення сучасних відомостей щодо створення децелюляризованих скафолдів; 2) відповідність досліджень ключовим засадам доказової медицини; 3) відкритий доступ до повнотекстової статті.

Результати та їх обговорення. Перша спроба створити замінник кровоносної судини методами тканинної інженерії виконана Weinberg C.B. & Bell E. у 1986 р. Біологічні каркаси, що складаються з позаклітинного матриксу (ПКМ), зазвичай використовуються для різноманітних реконструктивних хірургічних операцій і все частіше використовуються у стратегіях регенеративної медицини для заміни тканин та органів. ПКM – це складна мережа макромолекул, які забезпечують відповідне локальне мікрооточення для виживання та активності клітин in vivo, а також впливають на клітинну форму, метаболізм, функцію, міграцію, проліферацію та диференціювання. Скафолд, в свою чергу, можна визначити як тривимірну платформу, необхідну для виконання дій, починаючи від взаємодії клітини та біоматеріалу, клітинної адгезії до контрольованої швидкості біодеградації, яка відповідає регенерації тканин. Децелюляризація – це метод видалення клітинних компонентів з органів або тканин для створення безклітинного каркасу, що складається з ПКМ тканин, здатного забезпечити біоміметичне мікрооточення. Фізико-хімічні сигнали та біологічна ефективність ПКM скафолдів децелюляризованого ПКМ можуть підтримуватися після децелюляризації та забезпечують, таким чином, субстрат для механічної підтримки та біологічний 3D-носій для наступної рецелюляризації. Складність та тривалість протоколів децелюляризації зазвичай пропорційні ступеню геометричного та біологічного збереження, бажаного для тканини після обробки.

Висновки. Зростання захворюваності на ССЗ та потреба в їх хірургічному лікуванні обґрунтували необхідність, серед іншого, створення штучних малокаліберних серцево-судинних трансплантатів – замінників кровоносних судин, особливо малого калібру (< 6 мм). Різні джерела, включно з трупами людей і тварин, були ідентифіковані як джерела нативних судин для децелюляризації. Створення клітинного патерну – це нова тенденція, яка активно дотримується і безпосередньо пропонує просторовий контроль ангіогенезу, точно імітуючи природнє середовище. Кріоконсервація є однією з найпоширеніших процедур зберігання трансплантатів. Процес заморожування-відтавання ефективно лізує клітини в тканинах і органах, та є одним з найперспективніших підходів до децелюляризації при створенні судинних скафолдів.