Связь структуры и функции нативной и биоинженерной хрящевой ткани

Необходимое условие успешного создания тканеинженерных конструкций для замещения поврежденных опорных тканей – понимание взаимосвязей между их составом, строением и механическими функциями.

Для создания тканей со структурой, сходной со структурой волокнистого хряща (такого, как в коленном мениске или в фиброзном ядре межпозвонковых дисков), успешно используются мезенхимальные стволовые клетки (МСК), выращенные на специальной подложке. Отложение внеклеточного матрикса улучшает механические свойства биоинженерной ткани, но связи между его составом, организацией и механической функцией все еще не изучены. Более того, неизвестно, как эти взаимосвязи соотносятся с соответствующими связями в нативной ткани волокнистого хряща.

Группа американских ученых из филадельфийского University of Pennsylvania создала функциональную ткань волокнистого хряща, засеяв подложку из нановолокон МСК. Ученые исследовали роли коллагена и гликозаминогликана (ГАГ) в обеспечении упругости и эластичности хрящевой ткани.
Было установлено, что через 120 дней культивирования МСК выделили большое количество коллагена и ГАГ, причем эти составляющие внеклеточного матрикса организуются таким образом, чтобы обеспечить механические функции, соответствующие свойствам нативной ткани волокнистого хряща: коллаген обеспечивает главным образом эластичность, а ГАГ – упругость. При удалении ГАГ значительно возрастает жесткость ткани, аналогично тому, как это происходит при разрушении ГАГ в нативном внутреннем фиброзном ядре. Это говорит о взаимодействиях между коллагеновыми волокнами и окружающим их внеклеточным матриксом, имеющих место как в тканеинженерном, так и в нативном волокнистом хряще.

По мнению доктора П.И. Катуняна, главного врача московского Центра медико-биологических технологий, результаты исследования показали целесообразность использования засеянной МСК подложки для тканевой инженерии волокнистого хряща; большое значение имеет также выявление связей между структурой и функцией как нативного, так и тканеинженерного биоматериала.

news.gradusnik.ru