RU2653489C2 - Способ получения децеллюляризированных матриксов паренхиматозных органов лабораторных животных - Google Patents

Способ получения децеллюляризированных матриксов паренхиматозных органов лабораторных животных Download PDF

Info

Publication number
RU2653489C2
RU2653489C2 RU2016135703A RU2016135703A RU2653489C2 RU 2653489 C2 RU2653489 C2 RU 2653489C2 RU 2016135703 A RU2016135703 A RU 2016135703A RU 2016135703 A RU2016135703 A RU 2016135703A RU 2653489 C2 RU2653489 C2 RU 2653489C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
perfusion
decellularization
sds
kidney
tnx
Prior art date
Application number
RU2016135703A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016135703A (ru
RU2016135703A3 (ru
Inventor
Валентин Андреевич Брумберг
Татьяна Алексеевна Астрелина
Ирина Владимировна Кобзева
Александр Сергеевич Осташкин
Владимир Сергеевич Рудаков
Станислав Евгеньевич Лаук-Дубицкий
Александр Сергеевич Самойлов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр Российской Федерации - Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна Федерального медико-биологического агентства" (ФГБУ "ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр Российской Федерации - Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна Федерального медико-биологического агентства" (ФГБУ "ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России") filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр Российской Федерации - Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна Федерального медико-биологического агентства" (ФГБУ "ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России")
Priority to RU2016135703A priority Critical patent/RU2653489C2/ru
Publication of RU2016135703A publication Critical patent/RU2016135703A/ru
Publication of RU2016135703A3 publication Critical patent/RU2016135703A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2653489C2 publication Critical patent/RU2653489C2/ru

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L33/00Antithrombogenic treatment of surgical articles, e.g. sutures, catheters, prostheses, or of articles for the manipulation or conditioning of blood; Materials for such treatment

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу получения децеллюляризированных матриксов почек кролика или крыс. Способ получения децеллюляризированных матриксов почек кролика или крыс с помощью метода детергентно-ферментативной децеллюляризации с использованием высокопроизводительной системы перфузии, которая представлена модулем для децеллюляризации, образованным резервуарами для перфузируемого раствора и паренхиматозного органа, системой силиконовых трубок с внутренним диаметром

Description

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, в частности к биомедицине, а именно к органной трансплантации, тканевой инженерии, и может быть использовано на лабораторных животных в научных учреждениях.
Хроническая почечная недостаточность (ХПН) является одной из ведущих причин смертности (до 16% взрослой популяции) в мире. Частота встречаемости ХПН с каждым годом увеличивается. Результаты исследований показали, что почки млекопитающих обладают определенным регенеративным потенциалом, который появляется после частичной резекции. Этот потенциал обусловлен пролиферацией пула зрелых или стволовых клеток, представленных в почке, например, гломерулярными париетальными эпителиальными клетками (GPECs). Однако достижение регенерации клеточного состава клубочков с использованием GPECs для клинического применения затруднено вследствие комплексной структуры почечной ткани, а восстановление регенеративного потенциала с использованием клеток почечной линии дифференцировки недостаточно для восстановления функции почек при ХПН. Последние достижения в тканевой инженерии и регенеративной медицине позволили сформулировать ряд новых подходов к лечению ХПН. В частности, использование скаффолдов, представленных децеллюляризированным внеклеточным матриксом, проявило себя как многообещающая технология в области реконструкции почечной ткани. Децеллюляризированные матриксы почек можно рассматривать как очаги индуцирования регенерации почечной ткани, поскольку они способны эффективно вовлекать в этот процесс аутологичные стволовые или дифференцированные клетки.
Известен способ получения децеллюляризированных матриксов почек свиней, описанный Y. Guan с соавт. в статье «Porcine kidneys as a source of ECM scaffold for kidney regeneration» (Materials Science and Engineering C; v. 56, 2015; p. 451-456), который относится к детергентно-ферментативным методам децеллюляризации. После забора почек были различимы мочеточник, аорта и полая вена. Почечная артерия была каннюлирована с целью поддержания антеградной артериальной перфузии раствора гепаринизированного PBS для отмывания органов от крови. Процесс децеллюляризации происходил при комнатной температуре, при этом трубка, раннее введенная в почечную артерию, подключалась к перистальтическому насосу (производитель и модель, соответственно, Longer pump, ВТ-100В, трубки 16G) для последовательной инфузии паренхимы органов серией растворов в следующей последовательности: 1) дистиллированная вода со скоростью потока 10 мл/мин в течение 2 часов; 2) 1% додецилсульфат натрия с той же скоростью в течение 28 часов; 3) 1% Triton Х-100 в течение 2 часов. Затем органы отмывались от следовых количеств детергентов PBS 4 дня со скоростью 10 мл/мин. В дальнейшем полученные матриксы были охарактеризованы гистологически (окрашивание по Массону поперечных срезов нативных и децеллюляризированных образцов, ИГХ с первичными антителами на коллаген и ламинин с контрастированием с DAPI), количественным определением ДНК, коллагена и сульфатированных глюкозаминогликанов (sGAG) и биомеханическим тестированием: регистрировались деформация и максимальное сжатие (Y. Guan et al. Porcine kidneys as a source of ECM scaffold for kidney regeneration». Materials Science and Engineering C; v. 56, 2015; p. 451-456). Фундаментальным недостатком использования свиных паренхиматозных органов в трансплантологии является их неудовлетворительная биосовместимость с человеческими тканями (причина - наличие α-гал эпитопа (Galα1-3Galβ1-(3)4GlcNAc-R) у млекопитающих, не относящихся к высшим приматам); это обстоятельство приводит к необходимости получения и использования соответствующих нокаутов. В рассматриваемой работе авторы не характеризуют содержание α-гал эпитопа в полученных после децеллюляризации матриксов свиных почек. Другим недостатком рассматриваемого способа является отсутствие гарантии полного удаления ДНК, поскольку авторы не использовали ДНКазу.
Известен также способ получения экстрацеллюлярных матриксов кровеносных сосудов малого диаметра. В этом способе для получения биосовместимых децеллюляризированных матриксов сосудов малого диаметра использовали фрагменты артерии плаценты человека длиной до 5 см. Децеллюляризацию осуществляли в несколько этапов при постоянном перемешивании децеллюляризирующего раствора, для чего емкость с ним устанавливали на орбитальном шейкере со скоростью 30 оборотов в минуту и амплитудой движений 10 мм (орбитальный шейкер GFL 3005, GFL, Германия), и дополнительно созданной вибрации, с помощью небольшого мотора с эксцентриком, установленного на внешней стороне рабочей емкости с перфузатом. Первым этапом производили отмывание участка кровеносного сосуда от крови в дистиллированной воде в течение 1 часа при температуре +4°С. Затем участок кровеносного сосуда последовательно помещали в емкость с 0,05% раствором трипсина в фосфатно-солевом буфере с этилендиаминтетрауксусной кислотой (ФСБ-ДТА) на 1 час при температуре +37°С, 0,075% раствором додецилсульфата натрия на 24 часа при температуре +26°С; 0,25% раствором Тритон Х-100 на 24 часа при температуре +26°С; с нуклеазами (РНКаза А 20 мкг/мл и ДНКаза I 200 мкг/мл). После каждого этапа участок артерии трижды промывали в ФСБ-ЭДТА по 10 минут. После окончательного трехкратного промывания участки артерий исследовали гистологическим анализом окрашиванием гематоксилином - эозином, пикрофуксином по Ван-Гизону, а также дополнительным иммунохимическим окрашиванием на гладкомышечный актин (αSMA) («Способ децеллюляризации кровеносных сосудов малого калибра», RU 2504334, С1. Насрединов А.С. ФГБУ "Федеральный Центр сердца, крови и Эндокринологии имени В.А. Алмазова" Министерства здравоохранения Российской Федерации, 2014).
Недостатками данного способа являются в первую очередь необходимость многократной замены децеллюляризирующих растворов, невозможность регулирования ряда параметров, например скорости перфузии, температуры, влажности и газового состава; кроме того, данное техническое решение в большей степени ориентировано на децеллюляризацию сосудов небольшого диаметра (до 5 мм), его применение для получения децеллюляризированных матриксов крупных сосудов, паренхиматозных органов ограничено в силу ряда причин: во-первых, условия постоянного перемешивания могут оказать негативный эффект на целостность и сохранность рыхлого и непрочного матрикса паренхиматозных органов (почки, печень), во-вторых, рассматриваемое техническое решение требует индивидуальных камер и емкостей, сконструированных в зависимости от типа обрабатываемого объекта.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения децеллюляризированного матрикса свиных почек с использованием высокопроизводительной системы децеллюляризации. Способ заключается в том, что, с целью ускорения процесса децеллюляризации и повышения его результативности, авторами была сконструирована собственная высокопроизводительная система. Несколько резервуаров по 200 л каждый были заполнены одним из следующих растворов: 1X PBS или детергентом в соответствии с вариациями протокола (0,25% SDS, 0, 5% SDS или 1% Triton X100) для одновременной децеллюляризации нескольких органов. Система резервуаров соединялась с почками посредством серии цифровых приводов - дозаторов Masterflex L/S и системных клапанов (Cole-Palmer Instrument Co., Vernon Hills, IL), переключение которых регулирует поток перфузата в заданном направлении. Схема промывания почек была следующей: инфузия растворов осуществляется через каннюлированную коннектором люэр - замок - шип 1/8'' почечную артерию, при этом сам орган располагался в соответствующей камере. Обратный ток растворов от паренхимы происходил через неканюлированные, находящиеся в свободном доступе, вену и мочеточник, при заполнении камеры перфузат перетекал в сообщающуюся с камерами дренажную систему или циркулировал в объеме индивидуального контейнера. После окончания процесса децеллюляризации полученные скаффолды помещались в стерильный однократный PBS и подвергались облучению гамма-радиацией в дозе 10.0 kGy.
Полученные скаффолды были охарактеризованы при дифференциальном окрашивании гематоксилином-эозином, трихром по Массону или альциановым синим и Сириусом красным, количественным определением экстрагированной из срезов лиофилизированной ткани ДНК с помощью набора Quant-iT PicoGreen, количественным определением коллагена (Sircol Soluble Collagen Assay Kit) и сульфатированных гликозаминогликанов (Blyscan sGAG Assay Kit) (D.C. Sullivan с соавт. «Decellularization methods of porcine kidneys for whole organ engineering using a high-throughput system», Biomaterials, v. 33; 2012, p. 7756-7764). Недостатком данного способа является то, что эта установка требует достаточного большего объема рабочего пространства и интеграция ее в единый замкнутый герметичный модуль труднодостижима, кроме того, эксплуатация данной системы подразумевает достаточно значительный расход реагентов. Однако ее преимуществом является производительность, возможность одновременного процессинга нескольких крупных паренхиматозных органов, таких как свиные почки.
Техническим результатом предлагаемого нами способа получения децеллюляризированных матриксов паренхиматозных органов лабораторных животных является получение пригодных для аллотрансплантации, биосовместимых децеллюляризованных матриксов почек кролика и крысы, характеризующихся сохранением структурной целостности компонентов экстрацеллюлярного матрикса, а также с содержанием сульфатированных гликозаминогликанов и растворимого коллагена, сопоставимыми с нативными органами; полученные нами децеллюляризированные матриксы могут быть использованы для дальнейших этапов тканевой инженерии, в частности для последующих процедур криоконсервации, стерилизации и рецеллюляризации.
Указанный технический результат достигается использованием высокопроизводительной системы перфузии, представленной модулем для децеллюляризации, образованным резервуарами для перфузируемого раствора и паренхиматозного органа; системой силиконовых трубок с внутренним диаметром
Figure 00000001
'' и 1/8''; перистальтических трубок с тремя маркированными стопперами для подключения к картриджам насоса Ismatec и системой люэр-фиттингов. Модуль в собранном виде подключается к проточному биореактору EBERS ТЕВ500 MasterUnit, и после подключения модуля децеллюляризации к биореактору проводят последовательную перфузию почек растворами следующего состава:
- 1X PBS с гепарином в течение 1 часа, скорость потока на этом этапе и на последующих одинакова и составляет для почки кролика - 26 мл/мин; для почки крысы - 15 мл/мин;
- 10 mM HEPES натриевой соли, 1 mM MgSO4*6H2O, 0,4% KCl в течение 5-6 часов с целью индукции осмотического шока;
- перфузия почки кролика 0,25% додецилсульфата натрия (SDS), 0,25% дезоксихолата натрия (SDC) и 0,25% Triton X100 (TNX), крысы - 0,1% SDS, 0,1% SDC и 0,25% TNX, в течение 24 часов;
- перфузия 0,3% SDS, 0,3% SDC и 0,4% TNX; 0,4% SDS, 0,4% SDC и 0,4% TNX почки кролика;
- перфузия 0,25% SDS, 0,25% SDC и 0,25% TNX; 0,3% SDS, 0,3% SDC и 0,3% TNX почки крысы.
Описание предлагаемого способа
Для эксперимента были выбраны кролик породы «советская шиншилла» весом 3,0 кг и крыса-самец линии Wistar, все манипуляции с животными выполняют в соответствии с правилами работы с лабораторными животными. После изъятия органов их помещают в три запаянных, заполненных стерильным физиологическим раствором или кустодиолом пакета, в транспортировочный контейнер с сухим льдом и транспортируют с места забора в лабораторию. Перед запуском процесса децеллюляризации органы подвергают предварительной обработке, также проводят настройку биореактора EBERS ТЕВ500 MasterUnit - устанавливают температуру 37°С, газовый состав (0,00% углекислого газа и кислорода), калибруют газовые сенсоры. С поверхности органа удаляют жировую ткань, почечные артерии каннюлируют с использованием катетера 24G (0,7 мм) для кроличьей артерии, а для крысиной аорты - 27G (0,4 мм); проверяют проходимость сосудистого аппарата почки, удаляют фибринозный налет с сосудов и избыточную адвентицию. Далее собирают модуль децеллюляризации, образованный резервуаром для размещения органа (бутыль 100 мл с резьбой GL 45 под трехпортовую крышку, крышка с 3 открытыми колпачками с резьбой GL14 - 1 порт под фильтрационную систему, остальные два - для приводящих раствор трубок), резервуаром для перфузата (собирается аналогично), системой трубок и люэр-фиттингов. Система трубок представлена приводящими и отводящими перфузируемый раствор силиконовыми трубками платинового отверждения с внутренними диаметрами
Figure 00000002
'' и 1/8'', а также трехстопперными трубками Tygon, подключаемыми к перистальтическим помпам биореактора. Диаметр этих трубок подбирают в зависимости от морфологии и размера органа: для почки кролика - 2,54 мм, крысы - 1,52 мм. После приготовления растворов первых нескольких этапов (см. ниже) орган помещают в соответствующий резервуар, в противоположный резервуар добавляют перфузат и полностью готовый модуль децеллюляризации подключают к биореактору. Условия каждого этапа перфузии следующие.
1. Отмывание органов (и крысиной, и кроличьей почки) от резидуальной крови 1X PBS с гепарином в течение 1 часа. Скорость потока на этом этапе и на последующих одинакова и составляет для почки кролика - 26 мл/мин; для почки крысы - 15 мл/мин. Температура на данном этапе поддерживается равной 37°С.
2. Индукция осмотического шока за счет перфузии паренхимы почки кролика гипотоническим буфером состава 10 mM HEPES натриевая соль, 1 mM MgSO4*6Н2O, 0,4% KCL в течение 5-6 часов. Это начальный этап децеллюляризации, который позволяет добиться лизиса мембран клеток, облегчающий дальнейшее разрушение белок-белковых взаимодействий детергентами. Для крысиной почки на данном этапе проводят промывание 1X Tris EDTA в 0,1 М PBS без кальция и магния. Функции ЭДТА опосредованы связыванием ионов Са2+ и Mg2+, которые, во-первых, EDTA хелатирует ионы кальция, тем самым опосредуя структурные нарушения в трансмембранных белках, регулирующих адгезию и межклеточные взаимодействия, главным образом, интегринов; во-вторых, ЭДТА неселективно ингибирует металлопротеиназы внеклеточного матрикса, что предотвращает его саморазрушение.
3. Разрушение ядерных, цитозольных белков и белок-белковых взаимодействий зв результате перфузии паренхимы органов раствором, содержащим ионные (0, 25% додецилсульфат натрия SDS, 0,25% дезоксихолат натрия (SDC)) и неионные (Triton Х-100 0,25% для почки кролика, 0,1% SDS, 0,1% SDC и 0,25% TNX для крысиной почки) детергенты. Сочетание ионных и неионных детергентов при децеллюляризации органа позволяет добиться более надежного, сбалансированного эффекта по сравнению с использованием их по отдельности, поскольку неионные характеризуются более мягким эффектом по сравнению с ионными, в частности, они разрушают липид-липидные, липид-белковые, но не белок-белковые взаимодействия и в большей степени подходят для тонких тканей, в то время как при использовании исключительно ионных детергентов существует риск повредить структуру гликозаминогликанов и коллагенов межклеточного матрикса. Также важно отметить, что SDS достаточно цитотоксичен для последующей рецеллюляризации, поэтому целесообразно использовать его либо в сочетании с TritonX100 или CHAPS (3-[(3 холамидопропил)диметиламмоний-]-1-пропансульфонат), либо дополнительно отмывать паренхиматозный орган от остаточного SDS указанными детергентами.
Продолжительность третьего этапа - 24 часа.
4. Последовательная перфузия органов растворами детергентов в возрастающих концентрациях в течение 16 часов - для кроличьей почки 0,3% SDS, SD и TNX, 0,4%; 0,4% SDS, SD и TNX; для почки крысы - 0,25% SDS, SD и TNX; 0,3 SDS, SD и TNX.
5. Отмывание органов от следовых количеств детергента 1X PBS в течение 1,5 часов.
6. Извлечение органов из модулей децеллюляризации и взятие срезов для проведения гистологического анализа (окрашивание гематоксилином - эозином, альциановым синим и Сириусом красным, ПФР по Ван Гизону), количественного определения ДНК с использованием набора Quant-iT PicoGreen, количественного определения коллагена и сульфатированных гликозаминогликанов.
7. Одновременно с этим проводят перфузию органа 1X раствором PBS, содержащим смесь криопротекторов DMSO и глицерина 10-15%, помещают полученный матрикс в криопакет и хранят на -80°С.
Положительный эффект способа. Способ позволяет получить децеллюляризированные матриксы паренхиматозных органов лабораторных животных, характеризующиеся: 1) отсутствием ядерного материала клеток; 2) сохранением структурной целостности ключевых компонентов внеклеточного матрикса, главным образом, коллагенов и протеогликанов, что подтверждается окраской срезов децеллюляризированных органов Сириусом красным и альциановым синим; 3) содержанием остаточной ДНК образцах высушенных и гомогенизированных срезов ткани, сопоставимым с референсной для децеллюляризированных матриксов величиной (<50 ng/mg).
Примеры осуществления способа
Пример 1. Децеллюляризированный матрикс почки кролика породы «Советская шиншилла», полученный нами с использованием высокоскоростной системы перфузии, образованной модулем децеллюляризации, интегрированным в проточный биореактор Ebers Teb 500 MasterUnit. Перед запуском процесса децеллюляризации почку кролика подвергают предварительной обработке, также проводят настройку биореактора EBERS ТЕВ500 MasterUnit - устанавливают температуру 37°С, газовый состав (0,00% углекислого газа и кислорода), калибруют газовые сенсоры. С поверхности органа удаляют жировую ткань, почечные артерии каннюлируют с использованием катетера 24G (0,7 мм); проверяют проходимость сосудистого аппарата почки, удаляют фибринозный налет с сосудов и избыточную адвентицию. Далее собирают модуль децеллюляризации, образованный резервуаром для размещения органа (бутыль 100 мл с резьбой GL 45 под трехпортовую крышку, крышка с 3 открытыми колпачками с резьбой GL14 - 1 порт под фильтрационную систему, остальные два - для приводящих раствор трубок), резервуаром для перфузата (собирается аналогично), системой трубок и люэр-фиттингов. Система трубок представлена приводящими и отводящими перфузируемый раствор силиконовыми трубками платинового отверждения с внутренними диаметрами
Figure 00000003
'' и 1/8'', а также трехстопперными трубками Tygon, подключаемыми к перистальтическим помпам биореактора, диаметр которых для перфузионной децеллюляризации почки кролика подбирают равным 2,54 мм. После приготовления растворов первых нескольких этапов (см. ниже) орган помещают в соответствующий резервуар, в противоположный резервуар добавляют перфузат и полностью готовый модуль децеллюляризации подключают к биореактору. Условия каждого этапа перфузии следующие.
1. Отмывание кроличьей почки от резидуальной крови 1X PBS с гепарином в течение 1 часа. Скорость потока на этом этапе и на последующих одинакова и составляет 26 мл/мин. Температура на данном этапе поддерживается равной 37°С.
2. Индукция осмотического шока за счет перфузии паренхимы почки кролика гипотоническим буфером состава 10 mM HEPES натриевая соль, 1 mM MgSO4*6Н2O, 0,4% KCL в течение 5-6 часов.
3. Перфузия паренхимы кроличьей почки раствором, содержащим ионные (0, 25% додецилсульфат натрия SDS, 0,25% дезоксихолат натрия (SDC)) и неионные (Triton Х-100 0,25%) детергенты. Продолжительность третьего этапа - 24 часа.
4. Последовательная перфузия кроличьей почки растворами детергентов в возрастающих концентрациях в течение 16 часов - 0,3% SDS, SDC и TNX, 0,4%; 0,4% SDS, SD и TNX, для почки крысы - 0,25% SDS, SD и TNX; 0,3 SDS, SD и TNX.
5. Отмывание кроличьей почки от следовых количеств детергента 1X PBS в течение 1,5 часов.
6. Извлечение органа из модуля децеллюляризации и взятие срезов для проведения гистологического анализа (окрашивание гематоксилином - эозином, альциановым синим и Сириусом красным, ПФР по Ван Гизону), количественного определения ДНК с использованием набора Quant-iT PicoGreen, количественного определения коллагена и сульфатированных гликозаминогликанов.
7. Одновременно с этим проводят перфузию органа 1X раствором PBS, содержащим смесь криопротекторов DMSO и глицерина 10-15%, помещают полученный матрикс в криопакет и хранят на -80°С.
Пример 2. Децеллюляризированный матрикс почки крысы Wistar, полученный нами с использованием высокоскоростной системы перфузии, образованной модулем децеллюляризации, интегрированным в проточный биореактор Ebers Teb 500 MasterUnit. Перед запуском процесса децеллюляризации почку крысы подвергают предварительной обработке, также проводят настройку биореактора EBERS ТЕВ500 MasterUnit - устанавливают температуру 37°С, газовый состав (0,00% углекислого газа и кислорода), калибруют газовые сенсоры. С поверхности органа удаляют жировую ткань, почечные артерии каннюлируют с использованием катетера 27G (0,4 мм); проверяют проходимость сосудистого аппарата почки, удаляют фибринозный налет с сосудов и избыточную адвентицию. Далее собирают модуль децеллюляризации, образованный резервуаром для размещения органа (бутыль 100 мл с резьбой GL 45 под трехпортовую крышку, крышка с 3 открытыми колпачками с резьбой GL14 - 1 порт под фильтрационную систему, остальные два - для приводящих раствор трубок), резервуаром для перфузата (собирается аналогично), системой трубок и люэр-фиттингов. Система трубок представлена приводящими и отводящими перфузируемый раствор силиконовыми трубками платинового отверждения с внутренними диаметрами
Figure 00000004
'' и 1/8'', а также трехстопперными трубками Tygon, подключаемыми к перистальтическим помпам биореактора, диаметр которых для перфузионной децеллюляризации почки крысы подбирают равным 1,52 мм. После приготовления растворов первых нескольких этапов (см. ниже) орган помещают в соответствующий резервуар, в противоположный резервуар добавляют перфузат и полностью готовый модуль децеллюляризации подключают к биореактору. Условия каждого этапа перфузии следующие.
1. Отмывание крысиной почки от резидуальной крови 1X PBS с гепарином в течение 1 часа. Скорость потока на этом этапе и на последующих одинакова и составляет 15 мл/мин. Температура на данном этапе поддерживается равной 37°С.
2. Промывание 1X Tris EDTA в 0,1 М PBS без кальция и магния. Функции ЭДТА опосредованы связыванием ионов Са2+ и Mg2+, которые, во-первых, EDTA хелатирует ионы кальция, тем самым опосредуя структурные нарушения в трансмембранных белках, регулирующих адгезию и межклеточные взаимодействия, главным образом, интегринов; во- вторых, ЭДТА неселективно ингибирует металлопротеиназы внеклеточного матрикса, что предотвращает его саморазрушение.
3. Перфузия паренхимы кроличьей почки раствором, содержащим ионные (0, 1% додецилсульфат натрия SDS, 0,1% дезоксихолат натрия (SDC)) и неионные (Triton Х-100 0,25%) детергенты. Продолжительность третьего этапа - 24 часа.
4. Последовательная перфузия крысиной почки растворами детергентов в возрастающих концентрациях в течение 16 часов - крысы - 0,25% SDS, SD и TNX; 0,3% SDS, SD и TNX.
5. Отмывание кроличьей почки от следовых количеств детергента 1X PBS в течение 1,5 часов.
6. Извлечение органа из модуля децеллюляризации и взятие срезов для проведения гистологического анализа (окрашивание гематоксилином - эозином, альциановым синим и Сириусом красным, ПФР по Ван Гизону), количественного определения ДНК с использованием набора Quant-iT PicoGreen, количественного определения коллагена и сульфатированных гликозаминогликанов.
7. Одновременно с этим проводят перфузию органа 1X раствором PBS, содержащим смесь криопротекторов DMSO и глицерина 10-15%, помещают полученный матрикс в криопакет и хранят на -80°С.

Claims (6)

  1. Способ получения децеллюляризированных матриксов почек кролика или крыс с помощью метода детергентно-ферментативной децеллюляризации с использованием высокопроизводительной системы перфузии, отличающийся тем, что высокопроизводительная система перфузии представлена модулем для децеллюляризации, образованным резервуарами для перфузируемого раствора и паренхиматозного органа, системой силиконовых трубок с внутренним диаметром
    Figure 00000005
    '' и 1/8'', перистальтических трубок с тремя маркированными стопперами для подключения к картриджам насоса Ismatec и системой люэр-фиттингов, который в собранном виде подключается к проточному биореактору EBERS ТЕВ500 MasterUnit, после подключения модуля децеллюляризации к биореактору проводят последовательную перфузию почек растворами следующего состава:
  2. - 1X PBS с гепарином в течение 1 часа, скорость потока на этом этапе и на последующих одинакова и составляет для почки кролика - 26 мл/мин; для почки крысы - 15 мл/мин;
  3. - 10 mM HEPES натриевой соли, 1 mM MgSO4*6H2O, 0,4% KCl в течение 5-6 часов с целью индукции осмотического шока;
  4. - перфузия почки кролика 0,25% додецилсульфата натрия (SDS), 0,25% дезоксихолата натрия (SDC) и 0,25% Triton X100 (TNX), крысы - 0,1% SDS, 0,1% SDC и 0,25% TNX, в течение 24 часов;
  5. - перфузия 0,3% SDS, 0,3% SDC и 0,4% TNX; 0,4% SDS, 0,4% SDC и 0,4% TNX почки кролика;
  6. - перфузия 0,25% SDS, 0,25% SDC и 0,25% TNX; 0,3% SDS, 0,3% SDC и 0,3% TNX почки крысы.
RU2016135703A 2016-09-02 2016-09-02 Способ получения децеллюляризированных матриксов паренхиматозных органов лабораторных животных RU2653489C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016135703A RU2653489C2 (ru) 2016-09-02 2016-09-02 Способ получения децеллюляризированных матриксов паренхиматозных органов лабораторных животных

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016135703A RU2653489C2 (ru) 2016-09-02 2016-09-02 Способ получения децеллюляризированных матриксов паренхиматозных органов лабораторных животных

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016135703A RU2016135703A (ru) 2018-03-05
RU2016135703A3 RU2016135703A3 (ru) 2018-03-05
RU2653489C2 true RU2653489C2 (ru) 2018-05-08

Family

ID=61597180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016135703A RU2653489C2 (ru) 2016-09-02 2016-09-02 Способ получения децеллюляризированных матриксов паренхиматозных органов лабораторных животных

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2653489C2 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2704489C1 (ru) * 2018-12-10 2019-10-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр Российской Федерации - Федеральный Медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна Федерального Медико-биологического агентства" (ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России) Способ получения бесклеточного матрикса дермы для последующей реконструкции обширных дефектов мягких тканей
RU2714327C1 (ru) * 2019-10-04 2020-02-14 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет) (ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Се Способ ускоренной децеллюляризации биологической ткани или органа
RU2751353C1 (ru) * 2020-07-27 2021-07-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр Российский Федерации - Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна Федерального медико-биологического агентства" (ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России) Способ получения бесклеточного матрикса амниотической мембраны для последующей реконструкции дефектов тканей
RU2793384C1 (ru) * 2022-04-05 2023-03-31 федеральное государственное автономное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр "Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" имени академика С.Н. Федорова" Министерства здравоохранения Российской Федерации Способ децеллюляризации и криоконсервации роговичной лентикулы для интрастромальной кератофакии

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023517179A (ja) 2020-02-14 2023-04-24 ケイロス パター イノヴァサオ エス.エー 脱細胞化生体材料を製造する方法、脱細胞化生体材料、及びその使用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2407459C1 (ru) * 2009-07-27 2010-12-27 Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт кардиологии Сибирского отделения РАМН Способ получения соединительно-тканного каркаса магистрального сосуда млекопитающих животных и человека
RU2504334C1 (ru) * 2012-11-28 2014-01-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный Центр сердца, крови и Эндокринологии имени В.А. Алмазова" Министерства здравоохранения Российской Федерации Способ децеллюляризации кровеносных сосудов малого калибра

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2407459C1 (ru) * 2009-07-27 2010-12-27 Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт кардиологии Сибирского отделения РАМН Способ получения соединительно-тканного каркаса магистрального сосуда млекопитающих животных и человека
RU2504334C1 (ru) * 2012-11-28 2014-01-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный Центр сердца, крови и Эндокринологии имени В.А. Алмазова" Министерства здравоохранения Российской Федерации Способ децеллюляризации кровеносных сосудов малого калибра

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Sullivan D.S. et al. Decellularization methods of porcine kidneys for whole organ engineering using a high-throughput system// Biomaterials, v. 33; 2012, p. 7756-7764. *
UZARSKI J.S. et al. New strategies in kidney regeneration and tissue engineering. //Curr Opin Nephrol Hypertens. 2014 Jul; 23(4):399-405. ГУБАРЕВА Е.А. и др. Децеллюляризация органов и тканей как перспективный метод создания тканеинженерных конструкций для нужд регенеративной медицины//Сборник материалов форума "Биомедицина-2016" 26 июня - 1 июля Новосибирск, Академгородок, стр. 23. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2704489C1 (ru) * 2018-12-10 2019-10-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр Российской Федерации - Федеральный Медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна Федерального Медико-биологического агентства" (ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России) Способ получения бесклеточного матрикса дермы для последующей реконструкции обширных дефектов мягких тканей
RU2714327C1 (ru) * 2019-10-04 2020-02-14 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет) (ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Се Способ ускоренной децеллюляризации биологической ткани или органа
RU2751353C1 (ru) * 2020-07-27 2021-07-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр Российский Федерации - Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна Федерального медико-биологического агентства" (ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России) Способ получения бесклеточного матрикса амниотической мембраны для последующей реконструкции дефектов тканей
RU2793384C1 (ru) * 2022-04-05 2023-03-31 федеральное государственное автономное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр "Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" имени академика С.Н. Федорова" Министерства здравоохранения Российской Федерации Способ децеллюляризации и криоконсервации роговичной лентикулы для интрастромальной кератофакии
RU2802349C1 (ru) * 2022-09-15 2023-08-25 Роман Николаевич Комаров Способ децеллюляризации гомографта сердечно-сосудистой системы сверхкритическим диоксидом углерода
RU2816638C1 (ru) * 2023-10-30 2024-04-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России) Способ получения децеллюляризованного матрикса из паренхиматозных органов для тканевой инженерии и регенеративной медицины

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016135703A (ru) 2018-03-05
RU2016135703A3 (ru) 2018-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2653489C2 (ru) Способ получения децеллюляризированных матриксов паренхиматозных органов лабораторных животных
Wu et al. Optimizing perfusion-decellularization methods of porcine livers for clinical-scale whole-organ bioengineering
JP7361591B2 (ja) ヒト肝臓スキャフォールド
US9936688B2 (en) Process for devitalizing soft-tissue engineered medical implants, and devitalized soft-tissue medical implants produced
Destefani et al. Advances in the knowledge about kidney decellularization and repopulation
Alizadeh et al. Evaluation of vacuum washing in the removal of SDS from decellularized bovine pericardium: method and device description
EP1414295A2 (de) Verfahren zur devitalisierung natürlicher organe und/oder zur bereitstellung extrazellulärer matrices zum &#34;tissue-engineering&#34;
CN103877615A (zh) 一种软骨组织工程支架及其制备方法
Iop et al. The rapidly evolving concept of whole heart engineering
KR102428676B1 (ko) 장기 및 조직 보존 용액의 안정성 및 유효 기간을 증가시키기 위한 용액
Wang et al. Immobilization of heparin on decellularized kidney scaffold to construct microenvironment for antithrombosis and inducing reendothelialization
Mußbach et al. Bioengineered livers: a new tool for drug testing and a promising solution to meet the growing demand for donor organs
JP6281850B2 (ja) 骨髄細胞凝集体の作製方法
CN104483178A (zh) 赤点石斑鱼成鱼染色体的制备方法
Zhang et al. In vivo regeneration of renal vessels post whole decellularized kidneys transplantation
RU2550286C1 (ru) Способ моделирования биоинженерного каркаса сердца в эксперименте на крысе
RU2704489C1 (ru) Способ получения бесклеточного матрикса дермы для последующей реконструкции обширных дефектов мягких тканей
Meșină et al. A perfusion decellularization heart model-an interesting tool for cell-matrix interaction studies
Taylor et al. Decellularization of whole hearts for cardiac regeneration
CN107281551A (zh) 冰冻法制备肝脏生物支架的方法
Hachisuka et al. Enhanced recellularization of renal extracellular matrix scaffold under negative pressure
Say et al. Sonication-assisted perfusion decellularization of whole porcine kidney
Aoki et al. Evaluation of a hybrid artificial liver module with liver lobule-like structure in rats with liver failure
RU2407459C1 (ru) Способ получения соединительно-тканного каркаса магистрального сосуда млекопитающих животных и человека
JP2022526727A (ja) 摘出臓器の改善された脱細胞化

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180903