В статье рассматриваются особенности фармакологии регенеративных процессов как новой медицинской дисциплины. В  отличие от классической фармакологии, направленной на регуляцию функций и  метаболизма существующих клеток, регенеративная медицина занимается восстановлением структур, делением, дифференцировкой и  обновлением клеток. Показано, что препараты регенеративной медицины требуют множественных сигналов (факторы роста, цитокины), имеют иную фармакокинетику (недели и месяцы) и оцениваются по морфологическим критериям. Обсуждаются роль стволовых клеток и их ниш, механизмы эпигенетической регуляции старения, а также перспективы генной, клеточной терапии и тканевой инженерии. Подчеркнута необходимость осторожности при внедрении методов регенеративной медицины ввиду отсутствия длительного опыта применения.

Патологическое ремоделирование роговицы, сопровождающееся неоваскуляризацией и фиброзом, остается одной из ведущих причин необратимой слепоты: около 5,5 млн человек в мире страдают двусторонней слепотой или имеют нарушения зрения средней и тяжелой степени вследствие помутнений роговицы. Существующие методы лечения (топические кортикостероиды, ингибиторы фактора роста эндотелия сосудов, кератопластика) имеют существенные ограничения и  не воздействуют на оба ключевых звена процесса одновременно, а  дефицит донорского материала сохраняется на уровне одной роговицы приблизительно на 70 нуждающихся. В обзоре рассмотрены строение и механизмы регенерации стромы роговицы, механизмы перехода от регенерации к фиброзу и современные подходы к генной терапии переднего сегмента глаза. Обосновывается, что аденоассоциированные вирусные (ААВ) векторы, обеспечивающие длительную экспрессию трансгена, представляют собой оптимальную платформу для доставки терапевтических генов в строму, а фактор пигментного эпителия (PEDF, ген SERPINF1), сочетающий антиангиогенную и антифибротическую активность, — потенциальную мишень двойного действия. Систематизированы данные о тропизме серотипов ААВ к кератоцитам: эффективность трансдукции критически зависит от серотипа, пути введения и  экспериментальной модели, а результаты, полученные in vitro и in vivo, зачастую расходятся. Обозначены основные нерешенные вопросы — отсутствие систематического сравнения серотипов (включая модифицированные капсиды) на кератоцитах стромы, ограниченность данных о длительной ААВ-опосредованной экспрессии PEDF в роговице и необходимость минимизации дозы вектора в свете накопленных клинических наблюдений о внутриглазном воспалении.

Представлен вычислительный метод для оценки клеточного состава образцов скелетной мышцы человека по данным CAGE-seq с использованием деконволюции. Подход позволяет оценить относительный вклад профилей экспресии, ассоциированных с быстрым и медленным фенотипами, без гистологической классификации. Входными данными служили транскриптомные профили CAGE, позволяющие точно определить уровень экспрессии и точку инициации транскрипции в промоторе. Для определения пропорций клеточных компонентов применяли метод деконволюции MuSiC с использованием данных секвенирования отдельных ядер мышц из проекта HeartCellAtlas. На основе полученных оценок определен порог бинарного разделения по доле быстрых мышечных волокон (10%), показавший устойчивые характеристики (AUC = 0,934 и 0,828 для двух схем аннотации). Дальнейший анализ показал, что состав волокон и связанные с ним профили экспрессии отличаются между различными анатомическими группами мышц. Эти различия легли в основу функциональной аннотации, выявившей обогащение по биологическим процессам, связанным с развитием, специализацией мышечной ткани и возможными ассоциациями с патологией. Метод обеспечивает количественную, автоматизированную и  воспроизводимую оценку спектра скоростных фенотипов скелетных мышц, открывая путь к стандартизации транскриптомного профилирования в фундаментальных и прикладных задачах.

Трехмерные клеточные конструкции, созданные in vitro, являются перспективным инструментом тканевой инженерии для восстановления поврежденных органов и тканей. Совершенствование технологических подходов позволяет получить значительные по толщине и  физиологически релевантные графты, с  определенной долей допущения повторяющие структуру нативных тканей. Важным условием для их широкого использования является наличие сосудистой сети, которая обеспечивает как сборку, поддержание/созревание конструкции in vitro, так и ее интеграцию в ткани реципиента после трансплантации.

Целью данного исследования являлась разработка метода получения преваскуляризированных клеточных пластов на основе комбинации мезенхимных стромальных клеток сердца (клеток кардиосфер) и клеток эндотелия.

Методы. Преваскуляризированные клеточные пласты формировали путем сокультивирования клеток кардиосфер и эндотелия в соотношении 4:1. Для оценки размера, толщины, жизнеспособности конструкций и формирования капилляроподобных структур использовали методы микроскопии. Для визуализации капилляроподобных структур эндотелиальные клетки предокрашивали красителем CFDA SE. Жизнеспособность клеток оценивали с  помощью набора LIVE/DEAD. Исследовали влияние различных сред культивирования (бессывороточной среды, наличие 10% сыворотки и/или среды EGM-2 MV) и способа нанесения эндотелиальных клеток (посадка одновременно с клетками кардиосфер или посадка поверх ранее высаженных клеток) на данные параметры.

Результаты. Был разработан метод создания преваскуляризированных клеточных пластов на основе комбинации клеток кардиосфер и клеток эндотелия мыши. Показано влияние условий культивирования (состав культуральной среды и способ внесения ЭК) на формирование, структуру и жизнеспособность преваскуляризированных конструкций. Преваскуляризированные КП с наилучшими показателями (стабильность конструкции, жизнеспособность и образование капилляроподобных структур) получены при использовании культуральной среды IMDM, содержащей 10% сыворотки. Способ нанесения эндотелиальных клеток не влиял на уровень преваскуляризации, и одновременное смешанное нанесение было выбрано как технически более простой подход.

Заключение. Оптимальным условием получения преваскуляризированных клеточных пластов на основе клеток кардиосфер и  клеток эндотелия является совместное культивирование клеток кардиосфер и эндотелия в среде IMDM с 10% сыворотки в течение 3 суток. Разработанный метод может служить основой для разработки биоинженерных технологий для создания преваскуляризированных конструкций, их масштабирования и перехода к конструированию целых органов.

Поиск препарата, активирующего регенерацию нервной ткани, в  частности ткани спинного мозга после травмы, является актуальной проблемой медицины. Наиболее перспективными могут быть биоинженерные препараты, состоящие из комплексных гидрогелей с клетками. Целью данной работы являлось изучение эффективности трансплантации комплексного гидрогеля, состоящего из фибрина, гуалуроната и желатина, с обкладочными клетками обонятельной выстилки для стимуляции нейрорегенерации в спинном мозге после травмы. Моделирование контузионной травмы спинного мозга выполняли на крысах линии Wistar. Выживаемость клеток в составе гидрогеля оценивали с помощью реакции с резазурином; динамику восстановления моторной активности исследовали методом теста локомоторной активности задних конечностей; изменение морфометрических параметров посттравматической кисты оценивали посредством магнитно-резонансной томографии; степень ремиелинизации изучали методом иммуногистохимии. Показано, что обкладочные клетки успешно сохраняли жизнеспособность в комплексном гидрогеле in vitro. После трансплантации in vivo были изучены такие аспекты нейрорегенерации, как ремиелинизация и  уменьшение размеров кист. Было показано, что разработанный биоинженерный препарат после трансплантации в  кисты способствует их уменьшению и  активирует ремиелинизацию поврежденных аксонов. По-видимому, именно эти процессы приводят к  выявленному в  этой работе улучшению восстановления двигательной активности задних конечностей крыс. Разработанный нами комплексный гидрогель с обкладочными клетками в дальнейшем может быть использован для усиления нейрорегенерации в персонализированной терапии пациентов с кистами спинного мозга и при других нейродегенеративных патологиях.