streszczenie - Konferencja BioMedTech Silesia

Materiały konferencyjne BioMedTech SILESIA 2015 I BioMedTech SILESIA CONFERENCE 2015
DOKTOR - STRONA 162
Małgorzata
Morenc1,
Grażyna
Wilczek1,
Piotr
Wilczek2.
Efektywność
zasiedlania
komórkowego acellularnych rusztowań modyfikowanych niskimi stężeniami aldehydu
glutarowego (GA). 1Uniwersytet Śląski w Katowicach, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska,
Katedra
Fizjologi
Zwierząt
i
Ekotoksykologii,
2Fundacja
Rozwoju
Kardiochirurgii
im. prof. Zbigniewa Religii, Pracownia Bioinżynierii.
Wady zastawek serca stanowią istotny i powszechny problem kliniczny u chorych leczonych
z powodu chorób układu krążenia. Stosowane obecnie bioprotezy zastawek serca cechuje
niewystarczająca trwałość spowodowana indukcją procesów kalcyfikacji i degradacji. Metody
inżynierii tkankowej mogą stanowić alternatywę pozwalającą na redukcję ograniczeń
wynikających z zastosowania komercyjnie dostępnych protez zastawek serca. Techniki inżynierii
tkankowej zakładają, że na bezkomórkowe rusztowanie biologiczne nahodowywane mogą
być komórki autologiczne. Dzięki temu możliwe jest otrzymywanie funkcjonalnych,
biokompatybilnych i posiadających zdolność remodelowania aktywnych bioprotez sercowych.
W prezentowanej pracy omówione zostaną zagadnienia związane z możliwością zasiedlania
komórkowego za pomocą komórek endotelialnych, acellularnych rusztowań świńskiej zastawki
aortalnej. Jako czynnik modyfikujący zastosowano aldehyd glutarowy (GA) stosowany
powszechnie w celu stabilizacji białek macierzy zewnątrzkomórkowej. W wyniku acellularyzacji
następuje zmiana właściwości biomechanicznych tkanek [1]. Ze względu na brak zdolności do
regeneracji i przebudowy, tkanki acellularne narażone są także na zwapnienie i powolną
degenerację, a dodatkowo w kontakcie z krwią stwarzają ryzyko embolizacji. Proces ten można
zredukować, poprzez odtworzenie funkcjonalnej warstwy komórek śródbłonka na powierzchni
bezkomórkowego skafoldu [2]. Jedną z podstawowych cech śródbłonka są właściwości
atrombogenne. Śródbłonek pełni także funkcję sekrecyjną, gdzie obok substancji wazoi tromboaktywnych wydzielane są również cytokiny, będące mediatorami reakcji zapalnych [3].
Celem pracy była ocena możliwości zasiedlania komórkami endotelialnymi bezkomórkowych
rusztowań oraz ocena cech funkcjonalnych tych komórek.
Metodyka: Do badań wykorzystano świńskie zastawki aortalne. Acellularyzacja została
przeprowadzona z zastosowaniem metody enzymatyczno – detergentowej przy użyciu roztworu
trypsyny/EDTA w połączeniu z inkubacją w soli sodowej siarczanu dodecylu (SDS). Po procesie
acellularyzacji próby inkubowano przez okres 24 h w 5 wybranych stężeniach aldehydu
glutarowego. Następnie próby umieszczano na okres 7 dni w kąpieli antybiotykowej, w celu
wypłukania reszt GA. Ektywność procesu Acellularyzacja potwierdzono za pomocą barwienia
próbek hemtoksyliną-eozyną i analizie mikroskopowej. Na tak przygotowane rusztowania
tkankowe nahodowywano komórki endotelialne (HUVEC) oraz fibroblasty. Efektywność wzrostu
komórkowego oceniano przy użyciu technik mikroskopii fluorescencyjnej.
Materiały konferencyjne BioMedTech SILESIA 2015 I BioMedTech SILESIA CONFERENCE 2015
DOKTOR - STRONA 162
Spodziewane rezultaty: Ze względu na niskie stężenia aldehydu glutarowego, przewiduje się
zasiedlenie rusztowań komórkami. Możliwe jest wystąpienie efektu cytotoksycznego, który
powinien maleć wraz ze zmniejszającym się stężeniem GA w roztworze. W doświadczeniu
pilotażowym zaobserwowano zasiedlenie skafoldu przez fibroblasty. Posiadały one jednak
nieprawidłową morfologię, co może wskazywać na efekt toksyczny substancji.
Kontynuacja badań: Wykonane badania będą kontynuowane w celu doboru optymalnego
stężenia aldehydu glutarowego, które zapewni odpowiednią wytrzymałość bezkomórkowym
rusztowaniom, a przy tym po wypłukaniu nie będzie wywoływał efektu cytotoksycznego.
Zbadana zostanie aktywacja komórek śródbłonka wykorzystując pomiary stężeń wydzielanych
w warunkach stresowych cytokin.
Biblografia:
1. A Weymann, B Schmack, T Okada, P Soos, R Istok, T Radovits, Beate Straub, E Barnucz.
Reendothelialization of Human Heart Valve Neoscaffolds Using Umbilical Cord-Derived
Endothelial Cells. Circ J 2013, 77: 207 – 21.
2. H Ait-Oufella, E Maury, S Lehoux, B Guidet, G Offenstadt. The endothelium: physiological
functions and role in microcirculatory failure during severe sepsis. Intensive Care Med 2010, (36)
8: 1286 – 1298.
3. D Cines, E Pollak, C Buck, J Loscalzo, G Zimmerman, R McEver, J Pober, T Wick. Endothelial Cells
in Physiology and in the Pathophysiology of Vascular Disorders. Blood 1998 (91) 10: 3527 – 3561.