Недавние исследования показали, что мезенхимальные стволовые клетки (МСК) могут подавлять апоптоз эндотелиальных клеток в условиях недостаточного снабжения кислородом, в результате чего растет их выживаемость и стимулируется ангиогенез.
Немецкие ученые из University of Rostock использовали технологию лазерного переноса-печатания клеток (Laser-Induced-Forward-Transfer (LIFT) cell printing) для изготовления «»заплатки», предназначенной для регенерации сердца.
«Заплатка» из синтетического материала (Polyester urethane urea) была засеяна человеческими эндотелиальными клетками (ЭК), полученными из пупочной вены, и человеческими МСК, при помощи принтера расположенными в определенном порядке. В качестве контроля использовали аналогичные «заплатки», на которых такое же количество клеток было высеяно в случайном порядке, без использования технологии LIFT.
Полученные тканеинженерные конструкции культивировали in vitro или трансплантировали in vivo в зону инфаркта крысам (инфаркт миокарда моделировали при помощи лигации левой ветви коронарной артерии).
Состояние сердца оценивали при помощи катетеризации левого желудочка через 8 недель после инфаркта. После этого сердце перфузировали флуоресцирующим красителем для оценки функционирования кровеносных сосудов, после чего проводили гистологический анализ.
Было показано, что «заплатки», засеянные клетками в определенном порядке по технологии LIFT, определенно изменяли характеристики роста кокультивируемых ЭК и МСК, что приводило к усилению формирования сети кровеносных сосудов и, после трансплантации такой конструкции, значительному улучшению функции поврежденного в результате инфаркта сердца. Для контрольных «заплаток», засеянных клетками в случайном порядке, эти показатели были значительно хуже. Более того, на LIFT-«заплатке» увеличивалась плотность капиллярной сети, причем наблюдалась функциональная интеграция состоящих из человеческих клеток кровеносных сосудов в кровеносную систему реципиента-грызуна.
Таким образом, в данной работе продемонстрированы преимущества использования технологии LIFT для создания тканеинженерных конструкций.
По мнению доктора П.И. Катуняна, главного врача московского Центра медико-биологических технологий, результаты данной работы могут найти клиническое применение в лечении инфаркта миокарда, для заживления ран и улучшения регенерации различных органов.
Материалы исследования представлены в статье Gaebel R, et al. Patterning human stem cells and endothelial cells with laser printing for cardiac regeneration.
