Геометрия и упаковка фибриллярных компонентов межклеточного вещества МСК на разных сроках культивирования

А.Э. Мелик-Пашаев; И.В. Андрианова; Ю.А. Романов; С.В. Буравков; Е.Р. Андреева

doi:10.31088/CEM2025.14.6.29-39

А.Э. Мелик-Пашаев ФГБУН Государственный научный центр Российской Федерации – Институт медико-биологических проблем РАН, Москва, Россия https://orcid.org/0009-0002-1253-8177
И.В. Андрианова ФГБУН Государственный научный центр Российской Федерации – Институт медико-биологических проблем РАН, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-4986-0920
Ю.А. Романов ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии имени академика Е.И. Чазова Минздрава России, Москва, Россия; Банк пуповинной крови «КриоЦентр», Москва, Россия https://orcid.org/0000-0003-3748-6860
С.В. Буравков ФГБУН Государственный научный центр Российской Федерации – Институт медико-биологических проблем РАН, Москва, Россия; ФГБОУ ВО Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-1461-464X
Е.Р. Андреева ФГБУН Государственный научный центр Российской Федерации – Институт медико-биологических проблем РАН, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-1000-5804

DOI: https://doi.org/10.31088/CEM2025.14.6.29-39

Аннотация

Введение. Межклеточное вещество культивируемых клеток представляет значительный интерес для исследователей, поскольку имеет ряд преимуществ перед децеллюляризированным межклеточным веществом тканей. In vitro возможно направленно модифицировать свойства продуцируемого межклеточного вещества за счет контролируемого изменения условий культивирования, что делает его универсальным материалом для использования в физиологических исследованиях и протоколах регенеративной медицины. Характеристика структур межклеточного вещества необходима для создания протоколов оценки качества и определения функциональных свойств получаемых бесклеточных конструктов. Цель данной работы – охарактеризовать структурные особенности фибриллярных компонентов межклеточного вещества мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток пупочного канатика человека на разных сроках культивирования.

Материалы и методы. Клетки культивировали в присутствии 2-фоcфо-L-аcкорбата натрия для продукции межклеточного вещества в течение 5, 7 и 10 суток. После удаления клеток фазово-контрастные фибриллярные структуры, а также окрашенные пикросириусом красным коллагеновые волокна исследовали с помощью фазово-контрастной и светлопольной микроскопии. Для морфометрии образцов межклеточного вещества использовали программы анализа изображения ImageJ и Matlab.

Результаты. Морфометрический анализ фазово-контрастных фибриллярных структур межклеточного вещества, а также коллагеновых волокон от мезенхимальных стромальных клеток на разных сроках показал, что длительность культивирования не влияла на геометрические параметры волокон (средний размер, общая длина и площадь). Оценка параметров сложности структуры выявила изменение микроархитектоники коллагенового каркаса за счет снижения лакунарности и увеличения изотропности.

Заключение. При увеличении длительности культивирования мезенхимальных стромальных клеток происходит ремоделирование коллагенового каркаса, приводящее к более упорядоченному изотропному распределению коллагеновых волокон. Соответственно, время созревания межклеточного вещества может быть использовано как фактор направленной модификации его свойств, что востребовано в исследованиях механизмов его участия в регуляции свойств клеток, а также в регенеративной медицине для создания тканеинженерных конструктов.

Ключевые слова: мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки, ткань пупочного канатика, межклеточное вещество, децеллюляризация, микроскопия, анализ изображений