Анотація до роботи:

Зубов Д. О. „Остеогенна індукція та імунні властивості мезенхімальних стовбурових клітин in vitro”. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.09 – імунологія. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, м. Київ, 2009 р.

Дисертаційна робота присвячена визначенню імунних властивостей кістковомозкових мезенхімальних стовбурових клітин людини (МСК) в культурі.

Результати досліджень довели, що некомітовані та остеоіндуковані групи МСК експресують СD44, СD166, СD58, CD62L, CD29, CD49b, CD49c і CD54 та не експресують СD49a і HLA A, B, C. Група комітованих МСК починає експресувати на рівні поодиноких клітин HLA-DR (p<0,05) та припиняє експресію CD56 (p<0,05). Культивовані комітовані за остеогенним шляхом культури МСК з 10-ї доби остеогенної індукції починають продукувати лужну фосфатазу (ЛФ) – маркерний фермент остеогенних ліній, та максимальна кількість ЛФ-позитивних МСК культур спостерігається на 13-19 добу остеоіндукції – 90% (p<0,05). Обидві групи МСК секретують ІЛ-1, ІЛ-2, ІЛ-4, ІЛ-6, ІЛ-8 і ФНП-. Вперше показана продукція ІЛ-1 та ІЛ-2 культивованими МСК та виявлена гіперпродукція ІЛ-6 (до 276,5 пг/мл, р<0,05) та ІЛ-8 (до 106,6 нг/мл, р<0,05) остеоіндукованими лініями МСК.

В дисертаційній роботі здійснено теоретичне узагальнення та наведено нове вирішення наукового завдання відносно визначення імунних властивостей та ефективності спрямованої індукції мезенхімальних стовбурових клітин кісткового мозку людини за остеогенним шляхом, що призводить до змін рецепторного апарату та динаміки цитокінової продукції досліджуваними клітинами з можливістю стимуляції остеорепаративного процесу за рахунок остеоімунних гуморальних та клітинних взаємодій.

1. Комітовані за остеогенним шляхом імунорегуляторні культури мезенхімальних стовбурових клітин людини з 10-ї доби індукції починають продукувати лужну фосфатазу – 78% культур (p<0,05). Максимальна кількість позитивних по лужній фосфатазі культур спостерігається з 13-ї по 19-ту добу остеоіндукції – 90% культур (p<0,05). Впродовж тритижневого процесу остеогенної індукції мезенхімальні стовбурові клітини змінюють морфологію з фібробластоїдних недиференційованих активно проліферуючих та не продукуючих лужну фосфатазу клітин на непроліферуючі розпластані відросчаті округло-багатокутні клітини, що активно продукують лужну фосфатазу.

2. Загальними мембранними антигенами, згідно досліджуваної панелі, для некомітованих та комітованих за остеогенним шляхом мезенхімальних стовбурових клітин кісткового мозку людини за умов їхнього культивування є: СD44, СD166, СD58, CD62L, CD29, CD49b, CD49c і CD54. Не ідентифікуються СD49a і HLA A, B, C. Після спрямованої остеогенної індукції комітовані мезенхімальні стовбурові клітини, на відміну від некомітованих, починають експресувати HLA-DR на рівні поодиноких клітин (p<0,05), та припиняють експресувати CD56 (p<0,05).

3. Загальний спектр цитокінів, які продукуються некомітованими та комітованими за остеогенним шляхом культурами мезенхімальних стовбурових клітин кісткового мозку людини в умовах культивування, представлений ІЛ-1, ІЛ-2, ІЛ-4, ІЛ-6, ІЛ-8 і ФНП-. Вперше показано секрецію ІЛ-1 та ІЛ-2 культивованими некомітованими мезенхімальними стовбуровими клітинами (ІЛ-1 – 32,7±4,9 пг/мл, ІЛ-2 – 10,4±1,4 пг/мл) та виявлено збільшення рівня секреції ІЛ-1 та ІЛ-2 комітованими за остеогенним шляхом мезенхімальними стовбуровими клітинами (ІЛ-1 - до 47,8±3,2 пг/мл та ІЛ-2 - до 14,4±0,5 пг/мл (p<0,05)).

4. Вперше показано гіперпродукцію ІЛ-6 та ІЛ-8 культивованими комітованими за остеогенним шляхом мезенхімальними стовбуровими клітинами (ІЛ-6 – до 276,5±5,6 пг/мл, ІЛ-8 – до 106,6±4,3 нг/мл, (p<0,05)) у порівнянні з некомітованими мезенхімальними стовбуровими клітинами (ІЛ-6 – до 101,4±3,2 пг/мл, ІЛ-8 – до 262,0±25,0 пг/мл, (p<0,05)).

5. На основі розробленої in vitro клітинної моделі остеогенної індукції доведено імунні властивості культур кістковомозкових мезенхімальних стовбурових клітин людини за рахунок остеоактивних цитокінів, що cекретуються, та поверхневих мембранних антигенів, що експресуються, досліджуваними культивованими лініями.

Публікації автора:

1. Зубов Д. А. Функционально-фенотипическая характеристика мезенхимальных стволовых клеток человека / Д. А. Зубов // Імунологія та алергологія. – 2008. – № 2. – С. 67–72.

2. Зубов Д. О. Імунорегуляторна роль мезенхімальних стовбурових клітин в остеорепаративному процесі / Д. О. Зубов // Фізіол. журн. – 2008. – Т. 54, № 4. – С. 30–36.

3. К вопросу об обосновании применения культивированных фетальных фибробластов человека в комплексном лечении хронических мезенхимальных дефектов / А. Г. Попандопуло, О. М. Корчак, О. А. Трунова, Д. А. Зубов, И. А. Разенкова // Архив клинической и экспериментальной медицины. – 2004. – Т. 13, № 1–2. – С. 55–61. (Здобувачем була виконана робота по культивуванню клітин та проведенню серії експериментів, а також аналізу отриманих результатів та узагальненню зібраного матеріалу).

4. Дія синтетичних полісахаридів на проліферативну активність дермальних фібробластів щурів / Д. О. Зубов, І. О. Сліпченко, Р. Г. Васильєв, О. М. Корчак, О. Є. Чуприна, А. Г. Попандопуло, В. К. Гусак // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. – 2003. – Т. 2, № 22. – С. 18–23. (Здобувачем була виконана робота по культивуванню клітин та проведенню серії експериментів, а також аналізу отриманих результатів та узагальненню зібраного матеріалу).

5. Возможности применения культивированных мезенхимальных стволовых клеток в травматологии и ортопедии / В. К. Гринь, Д. А. Зубов, А. Г. Попандопуло, В. М. Оксимец // Трансплантологія. – 2007. – Т. 9, № 1. – С. 55–59. (Здобувачем була виконана робота по культивуванню, фарбуванню клітин на лужну фосфатазу, фенотипуванню клітинних ліній, аналізу отриманих результатів та класифікації зібраного матеріалу).

6. Зубов Д. А. Функционально-фенотипическая характеристика культивированных некоммитированных и коммитированных по остеогенному пути мезенхимальных стволовых клеток / Д. А. Зубов // Травма. – 2008. – Т. 9, № 3. – С. 297–303.

7. Зубов Д. А. Цитокиновая иммунорегуляция репаративной регенерации костной ткани культивированными мезенхимальными стволовыми клетками / Д. А. Зубов, В. М. Оксимец // Травма. – 2008. – Т. 9, №2. – С. 145–153. (Здобувачем була виконана робота по культивуванню клітин та проведенню серії експериментів з визначенню вмісту цитокінів в клітинному супернатанті, а також аналізу отриманих результатів та узагальненню зібраного матеріалу).

8. Индуктивные свойства носителей мезенхимальных стволовых клеток / В. Г. Климовицкий, В. К. Гринь, И. В. Василенко, В. М. Оксимец, Д. А. Зубов, В. М. Пастернак, А. Г. Попандопуло, А. А. Антонов // Травма. – 2007. – Т. 8, № 3. – С. 243–247. (Здобувачем була виконана робота по культивуванню та засіву носіїв клітинами, фарбуванню клітин на лужну фосфатазу, аналізу отриманих результатів та класифікації зібраного матеріалу).

9. Наш перший досвід хірургічного лікування посттравматичного дефекту суглобового хряща колінного суглоба аутологічними хондроцитами / М. Л. Анкін, О. А. Костогриз, В. К. Гринь, А. Г. Попандопуло, Д. О. Зубов, Р. В. Нечипоренко, Г. С. Кавеліна // Літопис травматології та ортопедії. – 2008. – № 1–2. – С. 136–138. (Здобувачем була виконана робота по культивуванню клітин та проведенню серії експериментів, а також аналізу отриманих результатів та узагальненню зібраного матеріалу).

10. Трансплантация аутологичных стромальных стволовых клеток как метод восстановления клеточных источников репарации (пилотные исследования) / В. Н. Казаков, В. Г. Климовицкий, В. К. Гринь, В. Н. Пастернак, В. М. Оксимец, А. Г. Попандопуло, С. И. Верещагин, Д. А. Зубов // Травма. – 2006. – Том 7, № 3. – С. 368–377. (Здобувачем була виконана робота по культивуванню, фарбуванню клітин на лужну фосфатазу, фенотипуванню клітинних ліній, аналізу отриманих результатів та класифікації зібраного матеріалу).

11. Трансплантация остеогенных клеток в ортопедии и травматологии / В. Н. Казаков, В. Г. Климовицкий, В. К. Гринь, В. Н. Пастернак, В. М. Оксимец, А. Г. Попандопуло, Д. А. Зубов // Журнал академії медичних наук України. – Т. 12, № 2. – 2006. – С. 229–241. (Здобувачем були написані підрозділи „Класифікація стовбурових клітин”, „Регуляція процесів остеогенного диференціювання стромальних стовбурових клітин”).

12. Пат. 8551 Україна, МПК 7 А61В 5/00. Спосіб імунофлуоресцентного маркування поверхневих антигенів, зафіксованих на скельцях адгерентних клітин в культурі з використанням моноклональних антитіл для флуоресцентної мікроскопії / Корчак О. М., Зубов Д. О., Попандопуло А. Г., Разєнкова І. А, Сліпченко І. О.; заявник та патентоутримувач ІНВХ ім. В. К. Гусака АМНУ. – № 20041211016 ; заявл. 31.12.04 ; опубл. 15.08.05, Бюл. № 8. (Здобувачем була модифікована методика імунофлуоресцентного маркування поверхневих антигенів клітин в культурі та проведений збір і аналіз літературних джерел).

13. Пат. 15677 Україна, МПК А61В 17/56, А61В 17/88. Спосіб трансплантації стромальних стовбурових клітин на багатокомпонентному тримірному носії для заміщення тангенціальних дефектів кісток кінцівок / Казаков В. М., Климовицький В. Г., Гринь В. К., Пастернак В. М., Лобанов Г. В., Оксимець В. М., Попандопуло А. Г., Зубов Д. О., Климовицький Ф. В.; заявник та патентоутримувач ДонНМУ ім. М. Горького, ІНВХ ім. В. К. Гусака АМНУ. – № u 2006 00034 ; заявл. 03.01.06 ; опубл. 17.07.06, Бюл. № 7. (Здобувачем був розроблений багатокомпонентний тримірний носій з клітинами та проведений збір і аналіз літературних джерел).

14. Пат. 15680 Україна, МПК C12N 5/08, C12N 5/00, A61K 35/28. Спосіб приготування поживного ростового середовища для культивування in vitro стромальних стовбурових клітин кісткового мозку людини / Казаков В. М., Климовицький В. Г., Гринь В. К., Пастернак В. М., Лобанов Г. В., Оксимець В. М., Попандопуло А. Г., Зубов Д. О., Климовицький Ф. В.; заявник та патентоутримувач ДонНМУ ім. М. Горького, ІНВХ ім. В. К. Гусака АМНУ. – № u 2006 00047 ; заявл. 03.01.06 ; опубл. 17.07.06, Бюл. № 7. (Здобувачем було розроблено поживне середовище для ефективного культивування МСК та проведений збір і аналіз літературних джерел, робота щодо оформлення матеріалів патенту).

15. Пат. 15689 Україна, МПК А61F 2/28, C12N 5/00, А61К 35/28, А61Р 19/00. Тримірний кістковий еквівалент-носій стромальних стовбурових клітин для заміщення дефектів кісток / Казаков В. М., Климовицький В. Г., Гринь В. К., Пастернак В. М., Лобанов Г. В., Оксимець В. М., Попандопуло А. Г., Зубов Д. О., Климовицький Ф. В., Тимченко В. М.; заявник та патентоутримувач ДонНМУ ім. М. Горького, ІНВХ ім. В. К. Гусака АМНУ. – № u 2006 00069 ; заявл. 03.01.06 ; опубл. 17.07.06, Бюл. № 7. (Здобувачем був розроблений тримірний кістковий еквівалент-носій для МСК та проведений збір і аналіз літературних джерел, робота щодо оформлення матеріалів патенту).

16. Пат. 70589 А Україна, МПК 7 А61В 17/322. Спосіб лікування дефектів і дегенеративних захворювань хряща із застосуванням тривимірного 3-D еквівалента хряща, змодельованого на основі in vitro культивованих хондроцитів, що містяться у підкладках натурального або синтетичного походження / Зубов Д. О., Попандопуло А. Г., Корчак О. М., Гнилорибов А. М., Мироненко Н. Г., Гринь В. К.; заявник та патентоутримувач ІНВХ ім. В. К. Гусака АМНУ. – № 20031211484 ; заявл. 12.12.03 ; опубл. 15.10.04, Бюл. № 10. (Здобувачем були розроблені деякі носія для культивованих хондроцитів та проведений збір і аналіз літературних джерел, робота щодо оформлення матеріалів патенту).

17. Спосіб стимуляції проліферативних процесів у рані шляхом внесення до неї колагенового гелю з культивованими фібробластами, КПКВ – 6561030 : Наукові пропозиції установ АМН, які рекомендовано до впровадження в практику охорони здоров’я / А. Г. Попандопуло, О. М. Корчак, І. О. Коробкіна, Д. О. Зубов, І. А. Разєнкова, Є. В. Чеглаков // Інформаційний бюлетень (додаток до «Журналу Академії медичних наук України»). – 2007. – Вип. 22. – С. 78. (Здобувачем був розроблений тримірний носій для трансплантації клітин та здобувач брав участь в оформленні впровадження).

18. Аутологічні стромальні стовбурові клітини як джерело репаративного хондрогенезу (клінічне спостереження) / В. Г. Климовицький, В. К. Гринь, В. М. Пастернак, В. М. Оксимець, А. Г. Попандопуло, С. І. Верещагін, Д. О. Зубов // XIV з’їзд ортопедів-травматологів України, Одеса, 21-23 вер. 2006 р. : тези допов. – Одеса, 2006. – С. 267-268.

19. Биоэтические аспекты клинического применения культивированных эмбриональных и мезенхимальных стволовых клеток человека / Д. А. Зубов, А. Г. Попандопуло, О. А. Трунова, В. М. Оксимец // Зб. тез ІІІ Національного конгресу з біоетики, 8-11 жов. 2007 р. – Київ, 2007. – С. 161.

20. Відновлення остеорепаративних процесів шляхом трансплантації аутологічних стромальних стовбурових клітин (пілотні дослідження) / В. М. Казаков, В. Г. Климовицький, В. К. Гринь, В. М. Пастернак, В. М. Оксимець, А. Г. Попандопуло, Д. О. Зубов // XIV з’їзд ортопедів-травматологів України, Одеса, 21-23 вер. 2006 р. : тези допов. – Одеса, 2006. – С. 264-265.

21. Возможности клинического применения культивированных мезенхимальных стволовых клеток / Д. А. Зубов, А. Г. Попандопуло, О. А. Трунова, В. М. Оксимец // ІX Українська науково-практична конференція з актуальних питань клінічної і лабораторної імунології, алергології та імунореабілітації, Київ, 25-26 квіт. 2007 р. : тези допов. – Імунологія та алергологія. – 2007. – № 2. – С. 41.

22. Иммунорегуляторная роль мезенхимальных стволовых клеток в остеорепаративном процессе / Д. А. Зубов, О. А. Трунова, В. М. Оксимец, И. С. Никольский // X Українська науково-практична конференція з актуальних питань клінічної і лабораторної імунології, алергології та імунореабілітації, Київ, 22-23 квіт. 2008 р. : тези допов. – Імунологія та алергологія. – 2008. – № 2. – С. 141.

23. Иммунорегуляторная роль мезенхимальных стволовых клеток при нарушениях остеорепаративного процесса / Д. А. Зубов, О. А. Трунова, В. М. Оксимец, И. С. Никольский // Объединенный иммунологический форум, Санкт-Петербург, 30 июн.-5 июл., 2008 г. : тезисы докл. – Российский иммунологический журнал. – 2008. – Т. 2 (11), № 2–3. – С. 113.