ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Получение хрящеподобных структур из стволовых клеток с индуцированной плюрипотентностью
1 Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства, Москва, Россия
2 Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Москва, Россия
3 Институт биологии развития имени Н. К. Кольцова, Москва, Россия
Для корреспонденции: Артём Валерьевич Еремеев
ул. Малая Пироговская, д. 1а, 119435, г. Москва, Россия; ur.xednay@veemere-tra
Финансирование: работа выполнена при поддержке РНФ #22-15-00250.
Благодарности: авторы благодарят член-корр. РАН М. А. Лагарькову за предоставление научной базы для проведения исследования.
Вклад авторов: А. В. Еремеев — дизайн эксперимента, общее руководство, написание статьи; А. С. Пикина — обзор литературы, сбор материала, участие в экспериментальной части работы, анализ полученных данных; Е. С. Ручко — участие в экспериментальной части работы; В. С. Сидоров, А. О. Рагозин — предоставление материала для эксперимента.
Соблюдение этических стандартов: работа выполнена с соблюдением принципов Хельсинкской декларации Всемирной медицинской организации (2000 г.) и последующих ее пересмотров.
Одним из подходов для решения проблемы восстановления хрящевой ткани является использование клеточных технологий с применением ИПСК, обладающих большим потенциалом к дифференцировке и являющихся неограниченным источником клеточного материала для тканевой инженерии. Однако стандартизированных протоколов хондрогенной дифференцировки ИПСК нет. Целью работы было получить хрящеподобные образцы ткани с помощью метода 3D-культивирования сфероидов с использованием четырех протоколов хондрогенной дифференцировки, сравнить характеристики хрящеподобных образцов, полученных с помощью разных протоколов, и определить наиболее эффективный способ дифференцировки. ИПСК дифференцировали по хондрогенному пути с помощью четырех протоколов («долгий», «короткий», «комбинированный», с кондиционированной средой от первичной культуры аутологичных хондроцитов) при различном сочетании факторов TGFβ1, BMP2, Chir 99021 и РК. Для получения сфероидов использовали планшеты с микролунками. Профили синтеза и экспрессии оценивали с помощью методов иммуноцитохимического окрашивания, ПЦР в реальном времени, а также гистологического окрашивания. Высокие показатели синтеза и экспрессии хондрогенных маркеров Sox9, аггрекана, коллагена II типа наблюдали в сфероидах «долгого», «комбинированного» протоколов и протокола с кондиционированной средой. Хондрогенез наиболее эффективно проходит при использовании «комбинированного» протокола дифференцировки. Высокую эффективность показало также использование кондиционированной среды для индукции и поддержания хондрогенной дифференцировки.
Ключевые слова: тканевая инженерия, суставной хрящ, индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), сфероиды, хондрогенез