Урология №2 / 2021
Клеточные технологии в модификации сетчатых материалов, применяемых в урологии
1) ФГБУН «Институт химической биологии и фундаментальной медицины» СО РАН, Новосибирск, Россия; 2) Институт молекулярной патологии и патоморфологии, ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины» Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, Новосибирск, Россия
На основании анализа литературы изучено влияние клеточных технологий на результаты имплантации сетчатых материалов. В научной литературе последних лет содержится большой объем данных, посвященных изучению сетчатых конструкций и возможностей их модификации с использованием мультипотентных стромальных клеток (МСК) для имплантации пациентам с целью коррекции тканевых дефектов и поддержки органов малого таза. Однако идеальный имплантат еще не создан. Необходимы дополнительные исследования с более длительным периодом наблюдения, чтобы определить наиболее успешные и безопасные методы и материалы для восстановления патологически измененных или утраченных тканей и перехода к клиническим испытаниям. Также еще предстоит прийти к однозначному пониманию наилучших источников МСК, способов стимуляции пролиферации, консервации и доставки этих клеток в нужные ткани организма, досконально изучить причины неэффективности и риски развития различных осложнений, особенно в отдаленные сроки. Прогресс урологической имплантологии в современных условиях безусловно будет связан с внедрением современных материалов и технологий, в том числе и с использованием МСК.
Многие врожденные и приобретенные аномалии мочеполовых путей требуют хирургического вмешательства с применением сетчатых материалов. Среди них экстрофия мочевого пузыря, гипоспадия, эписпадия, задние уретральные клапаны, миеломенингоцеле, рак мочевого пузыря, стриктура мочеиспускательного канала, стрессовое недержание мочи, пролапс тазовых органов, пузырно-мочеточниковый рефлюкс и травматические повреждения мочевыводящих путей. В настоящее время на рынке доступно более 100 сетчатых изделий, для их изготовления наиболее широко используется полипропилен. Имплантации сетки часто достаточно, чтобы воссоздать основную анатомию органа, но нормальная функция обычно полностью не восстанавливается.
Хотя сетчатые материалы предназначены для укрепления тканей, было зарегистрировано много осложнений их применения. Иногда для удаления сетки требуется дополнительное обширное хирургическое вмешательство. По некоторым данным, лечение с применением сетчатого имплантата неудачно до 30% случаев или оно приводит к неблагоприятным последствиям, таким как выраженный воспалительный ответ, приводящий к сильному дискомфорту и хронической боли, развитие инфекции и эрозия сетки. Осложнения чаще развиваются именно у пациентов урологического и гинекологического профиля, когда на имплантат действует сила тяжести и часто повторяющиеся другие деформирующие воздействия. Широкое использование синтетической полипропиленовой сетки для коррекции тканевых дефектов было ограничено из-за серьезных неблагоприятных эффектов, отмеченных в предупреждениях Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (Food and Drug Administration, FDA, USFDA) за 2008 и 2011 гг. и последующих судебных исках, несколько крупных брендов были недавно выведены с рынка. Потребность в новых синтетических материалах или модификация уже существующих, более подходящих для использования, все более возрастает, поскольку исследователи и практические врачи ищут идеальный материал для ремоделирования тканей [1–5].
В связи с этим существует и все возрастает значительный интерес к разработке сеток, сконструированных с использованием аутологичных материалов, таких как мультипотентные стромальные клетки (МСК). В идеале спроектированное изделие должно восстанавливать или сохранять нормальную функцию тканевого комплекса или органа, который оно увеличивает или замещает. Предполагается, что клеточный компонент поможет регенерировать ткани реципиента, в то время как синтетическая сетчатая матрица обеспечит временные или постоянные механические свойства. Благодаря своим уникальным иммуномодулирующим свойствам МСК обладают большим потенциалом в тканевой инжинерии, поскольку они не только непосредственно участвуют в восстановлении и регенерации тканей, но и модулируют реакции организма реципиента на внедренные конструкции. Вместе с этим созданный имплантат должен быть неиммуногенным, чтобы минимизировать возможность отторжения или развития хронического гранулематозного воспаления [6–9].
Таким образом, является целесообразной модификация имплантируемых сетчатых изделий с целью уменьшения частоты и выраженности побочных реакций и осложнений, в том числе реакций инородного тела, и одним из направлений такой модификации может стать применение МСК или биологически активных материалов, содержащих МСК. С учетом терапевтического потенциала МСК ожидается, что такие конструкции станут ценным инструментом при лечении урологических патологий, требующих укрепления тканей.
В связи с вышеизложенным была поставлена цель исследования: на основании анализа данных литературы изучить влияние клеточных технологий на результаты имплантации сетчатых материалов урологическим пациентам.
Результаты адсорбции МСК на сетчатых материалах in vitro
Покрытие различных синтетических, абсорбируемых и биологических сеток МСК и фибробластами анализировали качественно и количественно. На пяти грыжевых сетках – легкий моноволоконный полипропилен (Soft Mesh), полиэстер (Parietex-TET), полилактидный композит (TIGR), тяжелый моноволоконный полипропилен (Marlex) и дермальный коллаген свиньи (Strattice) – были адгезированы три клеточные линии: дермальные фибробласты человека, фибробласты почек и МСК крыс. Фибробласты человека закрывали всю сетку в течение 3 нед., тогда как обе линии клеток крыс – за 2 нед. МСК не демонстрировали предпочтений ни к одной из сеток, но самые высокие плотности клеточных элементов были получены на Parietex и TIGR. Предпочтение субстрата объясняет значительно более низкую плотность фибробластов на TIGR, чем Parietex. Фибробласты не смогли полностью закрыть Marlex. Strattice, которая имела наименьшую площадь поверхности, генерировала сопоставимые плотности клеток с Parietex [10].
Наблюдали только слабую адгезию МСК к полипропиленовой подложке планшета в присутствии фрагмента сетчатого протеза. После культивирования МСК в присутствии сетчатого материала и аллотрансплантата отмечено относительно равномерное распределение клеток вокр...
