Децеллюляризация

Децеллюляризация — процедура очистки аллографтов от клеточного компонента различными способами (физическими, ферментативными и химическими) с целью получения неиммуногенной, эффективной и безопасной конструкции на основе естественного внеклеточного матрикса.

Методы децеллюризации находят своё применение в тканевой инженерии при использовании кадаверных аллотрансплантатов с последующей их децеллюризацией и количественной контрольной оценкой остаточной ДНК в трансплантате. Подобная процедура позволяет избежать попадания антигенов донора в организм реципиента и, как следствие, предотвратить нежелательную реакцию иммунной системы. Децеллюризованные матриксы уже содержат соответствующие белки и факторы роста для первоначальной адгезии, поверхностной пролиферации и клеточной дифференцировки, что облегчает создание клеточной ниши^[1]. Биоискусственные или тканеинженерные трансплантаты, созданные на основе естественного децеллюризированного аллогенного или ксеногенного матрикса, заселённого клетками пациента, то есть персонифицированные, будут биосовместимыми, атромбогенными, лишёнными иных недостатков синтетических протезов^[2].

Для удаления клеточной составляющей нативного органа могут быть использованы различные методы воздействия на ткань ― физические, ферментативные и химические. К физическим методам относятся механическое воздействие, циклы замораживания-оттаивания, обработка ультразвуком. При ферментативной децеллюляризации используются трипсин, эндо- и экзонуклеазы. Широко применяются и химические детергенты ― кислоты и щёлочи, ферменты, гипертонические и гипотонические растворы, ионные и неионные детергенты, хелатирующие агенты и бимодальные детергенты^[1]. Выбор действующего агента, метода децеллюляризации и продолжительности экспозиции действующих растворов определяется с учётом анатомо-гистологических особенностей, структуры и свойств исследуемого органа^[3].

Неудачный выбор децеллюляризирующего агента может привести к разрушению структуры матрикса и потере его механических и биологических свойств, поскольку любой химический агент повреждает матрикс в той или иной степени, и только правильно подобранные метод и длительность экспозиции способны минимизировать последствия данного воздействия, поэтому проблема поиска оптимальной технологии децеллюляризации тканей с сохранением межклеточного вещества максимально интактным остаётся открытой^[1]. Именно сохранность микроархитектоники и компонентов межклеточного вещества придаёт биоинженерным каркасам способность стимулировать клеточную пролиферацию, хемотаксис, ответное ремоделирование тканей пациента, и при этом они не должны содержать продуктов деградации донорских клеток и остатков химических детергентов.

Поскольку процесс децеллюляризации удаляет основные компоненты внеклеточного матрикса, такие как, например, молекулы, которые заставляют клетки размножаться и формировать кровеносные сосуды, что ослабляет адгезию клеток к внеклеточному матриксу и ставит под угрозу рецеллюляризацию, был введен дополнительный этап реабилитации между децеллюляризацией и рецеллюляризацией. На этапе реабилитации, к примеру печени, во внеклеточный матрикс, полученный децеллюляризацией вводят раствор, богатый молекулами, такими как SPARC и TGFB1, белками, продуцируемыми клетками печени, выращенными в лаборатории в культуральной среде. Эти белки необходимы для здоровой печени, поскольку они заставляют клетки печени разрастаться и образовывать кровеносные сосуды. Такая предварительная реабилитация матрикса покрытием белками из под культуральной среды значительно улучшала последующую рецеллюляризацию.^[4][5]

Особенности

Следует отличать децеллюляризацию от девитализации: при девитализации элиминируются только живые клетки, сохраняя клеточное содержимое в структуре матрикса^[6].

См. также

• Выращивание органов
• Внеклеточный матрикс
• Децеллюляризированые гомографты