Способ заполнения полимерных 3D конструкций на основе коллагена колониями дермальных аутофибробластов

В данной работе представлена разработанная нами методика трехмерного культивирования выделенных из дермы 20-дневных эмбрионов крысы линии Wistar, фибробластов, заполнения ими матрицы, полученной из рыбьего коллагена методом сублимационной сушки. Способ подходит для создания скаффолдов в регенераторной медицине, экспериментальных моделей с приближенными условиями для последующего их изучения для конфокальной, электронной микроскопии, имплантации тканеинженерной конструкции экспериментальным животным. Цель - разработка усовершенствованного способа колонизации коллагеновых 3D-матриц культурой дермальных аутофибробластов. Материалы и методы. 3D-коллагеновая матрица-носитель; экспериментальные животные (крысы линии Вистар), в качестве источника фибробластов использовалась кожа 18-20-дневных эмбрионов, из которой они выделялись методом трипсинизации на холоде, с последующим культивированием при стандартных условиях: 5%, CO₂, 37℃, абсолютная влажность, ростовая среда (DMEM, антибиотики (1%, стрептомицин-пенициллин), глутамин и фетальная телячья сыворотка). Процесс колонизации матрикса культурами клеток состоял из 4 последовательных этапов. Контроль эффективности заполнения осуществляли при помощи электронной микроскопии. Результаты. В результате предложенного метода стерильную коллагеновую 3D-матрицу заполняли предварительно выделенными клетками дермальных аутофибробластов в количестве 5×10⁶ клеток/мл. По результатам сканирующей электронной микроскопии было показано, что межволоконные пространства заполнены живыми клетками фибробластами, единичные из которых находятся на стадии деления. Заключение. Разработанный нами метод позволил достичь эффективного заселения и адгезии фибробластов к матрице и избежать формирования клеточных конгломератов, улучшил контакт с поверхностью и последующую выживаемость внесенной клеточной культуры. Позволил увеличить скорость получения культуры клеток донора и сократить сроки пробоподготовки перед имплантацией. Метод также позволяет создавать 3D-системы на основе других типов клеток, что открывает большие возможности в реконструктивной хирургии.

1. Кунеев И.К., Иванова Ю.С., Нащекина Ю.А. Разработка метода трехмерного культивирования мезенхимных стволовых (стромальных) клеток человека с использованием матрицы из целлюлозы. Цитология. 2023;65(2):170-180. DOI: 10.31857/S0041377123020037. EDN: LWOREJ.

2. Копелев П.В., Нащекина Ю.А., Александрова С.А. Оценка жизнеспособности хондроцитов кролика при культивировании на полилактидных скаффолдах, предназначенных для тканевой инженерии хрящевой ткани. Бюллетень инновационных технологий. 2017;1(2):31-35. EDN: YPLYWN.

3. Петерсен Е.В., Чудакова Д.А., Скорова Е.Ю., Решетов И.В. Практическое применение биотехнологий трехмерного клеточного культивирования в онкологии и персонализированной терапии. Биотехнология. 2020;36(3):3-15. DOI: 10.21519/0234-2758-2020-36-3-3-15. EDN: WLZKJC.

4. Волкова И.М., Коровина Д.Г. Трёхмерные матриксы природного и синтетического происхождения для клеточной биотехнологии. Биотехнология. 2015;31(2):8-26. EDN: TZQMTD.

5. Домнина А.П., Новикова П.В., Фридлянская И.И., Шилина М.А., Зенин В.В. Никольский Н.Н. Индукция децидуальной дифференцировки в эндометриальных мезенхимных стволовых клетках. Цитология. 2015;57(12):880-884. EDN: VCOJDF.

6. Ширяева А.И., Косякова К.Г., Сидоров С.П., Фатеев И.В., Кузьмин А.А. Клеточные культуры как перспективная биологическая модель в токсикологических исследованиях. Medline.ru. Российский биомедицинский журнал. 2019;20(16):176-182. EDN: XCGNQX.

7. Денисов А., Пашкевич С. Трехмерное культивирование клеток и биопринтинг. Наука и инновации. 2023;11(249):27-31. DOI: 10.29235/1818-9857-2023-11-27-31. EDN: CJCZCP.

8. Yatsenko A.A., Ustinov E.M., Leonov D.V., Kislitskiy V.M., Tseluyko S.S., Kushnarev V.A., Artemieva A.S. Cultivation of melanoma cells in vitro on a 3D scaffold prepared on the basis of gelatin. Cell and Tissue Biology. 2020;14(6):474-480. DOI: 10.1134/S1990519X20060097. EDN: KFKKEX.

9. Надеждин С.В., Бурда Ю.Е., Зубарева Е.В. Пролиферативная активность мезенхимальных стволовых клеток при заселении трехмерной титановой матрицы. Гены и Клетки. 2017;12(3):174. EDN: YZLCNV.

10. Никольский В.И., Сергацкий К.И., Шеремет Д.П., Шабров А.В. Скаффолд-технологии в восстановительной медицине: история проблемы, современное состояние и перспективы применения. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2022;(11):36-40. DOI: 10.17116/hirurgia202211136. EDN: KFGCHV.