Биотехнологические аспекты тканевой инженерии хрящевой ткани

The technology of expansion and implantation of cultured autologous multipotent mesenchymal stromal cells (subcultured chondrocytes) in agarose hydrogel scaffold was optimized for closure of large full-thickness osteochondral injuries of articular cartilage. The aspects of successful cultured stromal cell implantation are discussed. The implantation was performed of 5 patients. The clinical results will be published as soon as possible in original paper.


Аутотрансплантация хондроцитов прочно закрепилась в ортопедической медицине и направлена на лечение дефектов суставного хряща (Brittberg М. et al. 1994). На сегодняшний день этим сервисом воспользовалось более 50 000 человек во всем мире, в основном с хорошими и удовлетворительными клиническими результатами (Borg J., Haddad F. 2008).

Ключевыми вопросами, возникающими при разработке успешных технологий культивирования, экспансии и трансплантации стромальных хондроцитоподобных клеток в целях тканевой инженерии хряща и клеточной терапии хрящевых дефектов, по нашему мнению, являются следующие:

• источники аутогенных клеток: какие именно мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки (ММСК) могут быть наиболее эффективными в аспекте in vitro хондрогенеза и замещения хрящевых дефектов тканью, близкой к нативному хрящу? Потенциально ими могут быть ММСК костного мозга, прогениторные клетки хряща, перициты из дермы и стромально-сосудистая фракция клеток из жировой ткани. При выборе варианта клеток, несомненно, нужно руководствоваться доступностью клеточного материала в каждом конкретном случае. Например, если речь идет об оперативном вмешательстве на коленном суставе, то, несомненно, следует забрать параллельно с операцией биоптат хрящевой ткани из неповрежденной ненагружаемой зоны суставной поверхности. Также, очевидно, что наиболее подходящими клетками для замещения хрящевых дефектов являются прогениторные клеточные линии, полученные из самой хрящевой ткани и в норме реализующие in vivo свои гистобластические потенции к хондрогенезу;
• какие клетки целесообразно пересаживать в хрящевой дефект? Некоммитированные ММСК (с предположением о том, что тканевое микроокружение в участке трансплантации индуцирует пересаженные клетки к хондрогенезу), либо получившие сигнал коммитированные ММСК к дифференцировке в хондроциты в культуре или в процессе приготовления подложки, содержащей, кроме клеток, факторы хондрогенеза;
• проблема интеграции трансплантата с поверхностью дефекта: каким образом трехмерная подложка с клетками может быть интегрирована и адгезирована к раневому ложу по всей поверхности дефекта?

Параллельно необходимо определиться с тем, что целесообразнее пересаживать: подложку с клетками с заранее смоделированной формой дефекта (изготовление подложки по шаблону или форме дефекта непосредственно перед операцией) или же наиболее эффективна самоорганизация трансплантата непосредственно в дефекте при соединении компонентов подложки и клеток.

В связи с вышеизложенными аспектами, нами была разработана технология экспансии и биоимплантации культивированных аутогенных хондроцитов в агарозном гидрогеле для закрытия обширных субхондральных дефектов суставного хряща. На сегодняшний день биоимплантация тканеинженерных конструкций была произведена 5-ти пациентам. Клинические результаты будут опубликованы в оригинальной статье.


¹Зубов Д.А., ²Костогрыз О.А., ²Страфун С.С.
¹Институт генетической и регенеративной медицины АМН Украины, ²Институт травматологии и ортопедии АМН Украины, г. Киев, Украина