РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2013, том 53, № 4, с. 341-343
ОБЩАЯ РАДИОБИОЛОГИЯ
УДК[57+61]::539.1.04:575.155:599.323.45:611.12:611.127
ВЛИЯНИЕ МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК И ЭНТЕРОСОРБЕНТА НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ МИОКАРДА КРЫС ПРИ ЛОКАЛЬНОМ ОБЛУЧЕНИИ ГРУДНОЙ КЛЕТКИ
© 2013 г. В. С. Нестеренко*, А. Г. Коноплянников, Е. М. Яценко, И. Л. Хакаю, Л. А. Моисеева, М. В. Филимонова, Л. А. Лепехина, В. М. Макарчук, Н. П. Савина
Медицинский радиологический научный центр Министерства здравоохранения Российской Федерации, Обнинск
В исследованиях на крысах-самцах линии Вистар, подвергнутых воздействию у-излучения области грудной клетки в дозе 6 Гр (мощность дозы 4 Гр/мин), изучение показателей ЭКГ на протяжении 28 сут после радиационного поражения выявило умеренную ишемию миокарда и некоторое увеличение нагрузки на предсердия. Применение глины калужского месторождения (ГКМ) и мезенхи-мальных стволовых клеток (МСК) способствовало нивелированию этих явлений у облученных животных.
Радиационное воздействие, крысы, сердце, мезенхимальные стволовые клетки, энтеросорбент, ЭКГ. БО1: 10.7868/80869803113040140
Одним из актуальных вопросов современной репаративной медицины является применение стволовых клеток, обладающих значительной пластичностью в своем развитии и обеспечивающих восстановление скелетной и сердечной мышц, стимулирующих рост кровеносных сосудов и нервных волокон, костной ткани и нормализующих таким образом разнообразные функции клеток и тканей [1, 2]. Для проведения клеточной терапии с использованием стволовых клеток признается необходимость мишенного использования клеточного материала.
При решении вопроса об адресной доставке исследуемых клеток возникает проблема обеспечения их жизнедеятельности. Трансплантируемые клетки из оптимальных условий культивирования попадают в условия заведомо патологически измененных тканей, что является одной из причин их низкой выживаемости. В период лучевой терапии опухолей средостения происходит повреждение ионизирующим излучением прилегающих органов, в том числе и миокарда. Ранняя диагностика лучевых поражений и восстановление нарушенных функций сердечной мышцы с использованием пластических свойств пересаживаемых стволовых клеток представляет значительный интерес для современной пострадиационной трасплантологии. С целью решения этого вопроса исследовали влияние МСК на функцию облученных кардиомиоцитов при детоксикации
* Адресат для корреспонденции: 249036 Обнинск, Калужская обл., ул. Королева, 4, ФГБУ МРНЦ Минздрава России; тел.: (48439) 9-70-09; факс: (495) 956-14-40; e-mail: nestor@mrrc.obninsk.ru.
организма сорбентом ГКМ — одним из наиболее эффективных энтеросорбентов группы кремне-земсодержащих минералов [3].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Эксперименты выполнены на 100 половозрелых крысах-самцах линии Вистар с массой тела 180—200 г. Для моделирования токсемии крыс подвергали воздействию у-излучения на верхнюю половину тела от основания мечевидного отростка до кончика носа. Облучение проводили на установке "Луч" с источником 60Со в дозе 6 Гр, мощность дозы составляла 4 Гр/мин. Состояние миокарда оценивали по изменению ЭКГ во втором отведении у крыс пяти групп: первая группа — интактные, вторая — облученные, третья группа — облученные + МСК, четвертая группа — облученные + ГКМ и пятая группа — облученные + МСК + ГКМ [4]. В качестве детокси-кационного средства использовали энтеросорбент — глину калужского месторождения (ГКМ, Россия). ГКМ — кремнеземсодержащий минерал, содержащий опал-кристобалитовую породу, имеющую не более 15% массы минералов группы монтмориллонита и не более 10% массы минералов группы слюд [5]. Вещество в дозе 40 мг/кг в объеме 0.5 мл воды вводили внутриже-лудочно с помощью зонда ежедневно в течение первых 14 сут после облучения с оценкой функциональных показателей состояния сердечной мышцы через 1, 7, 14, 21 и 28 сут после лучевого воздействия. Для изучения влияния на регенераторные возможности сердечной мышцы исполь-
342
НЕСТЕРЕНКО и др.
Изменение длительности зубцов Рп, интервалов PQII (м • с) ЭКГ крыс-самцов Вистар на протяжении 28 сут после однократного субтотального облучения в дозе 6 Гр, последующего перорального введения энтеросорбента ГКМ в течение первых 14 сут и однократного внутривенного введения мезенхимальных стволовых клеток (МСК) через 2 нед после лучевого воздействия (М ± т)
Длительность PII, м • с Время наблюдения, сут
исходно 1 7 14 21 28
Интактные животные 19.1 ± 0.87 19.1 ± 0.98 18.6 ± 0.58 18.3 ± 0.69 18.0 ± 0.63 18.6 ± 0.58
Интактные животные 46.9 ± 1.15 49.4 ± 2.25 49.1 ± 1.81 46.0 ± 1.78 46.9 ± 1.32 48.9 ± 1.65
Облученные животные 17.1 ± 0.60 18.6 ± 0.58 19.1 ± 0.42* 18.6 ± 0.58 19.1 ± 0.41* 18.6 ± 0.38
Облученные животные 44.9 ± 0.60 48.6 ± 1.31* 47.7 ± 2.01. 50.0 ± 1.65* 50.3 ± 0.82* 50.0 ± 0.15*
Облученные животные + + МСК 18.9 ± 0.60 19.4 ± 0.37 19.4 ± 0.58 17.7 ± 0.54 19.1 ± 0.41 18.6 ± 0.58
Облученные животные + + МСК 47.1 ± 1.59 50.3 ± 1.21 49.7 ± 1.74 45.4 ± 1.15 48.0 ± 0.88 49.7 ± 1.73
Облученные животные + + ГКМ 18.0 ± 0.63 19.4 ± 0.58 18.6 ± 0.58 17.4 ± 0.37 18.3 ± 0.03 19.1 ± 0.41
Облученные животные + + ГКМ 46.9 ± 1.59 51.7 ± 1.42* 46.9 ± 2.27 44.3 ± 1.04 47.4 ± 1.38 47.4 ± 1.81
Облученные животные + + ГКМ + МСК 18.9 ± 0.75 18.6 ± 0.38 18.6 ± 0.38 18.0 ± 0.58 18.0 ± 0.58 18.6 ± 0.38
Облученные животные + + ГКМ + МСК 48.0 ± 1.72 48.6 ± 1.58 47.4 ± 1.77 47.1 ± 1.59 46.3 ± 1.01' 46.6 ± 1.06'
* Статистически значимые различия (р < 0.05) при сравнении с исходными показателями этих же групп животных до облучения (в каждой группе 10 крыс).
* Статистически значимые различия (р < 0.05) при сравнении с группой облученных крыс на 21-е и 28-е сут обследования (в каждой группе 10 крыс).
зовали аллогенные мезенхимальные стволовые клетки (МСК) костного мозга крыс, вводимые внутривенно в количестве 2 млн/клеток на крысу в виде суспензии объемом 0.5 мл, применяемой однократно через 14 сут после облучения в период начала восстановления клеточного состава костного мозга. При регистрации параметров ЭКГ использовали кардиограф "Nihon Kohden" (Япония). Статистическую обработку результатов исследований проводили с использованием i-критерия Стьюдента (прикладной пакет Statis-Иса 5.5). Контролем служили интактные животные.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Изучение различных параметров ЭКГ у крыс обследуемых групп при сравнении с исходными данными показало следующее: у интактных животных длительность зубцов Р11 и интервалов PQII на протяжении 28 сут статистически значимо не изменялись (таблица). У облученных крыс длительность зубца Рп была увеличена на 7-е и 21-е сут, а интервала PQII — на 1-, 14-, 21- и 28-е сут, т.е. практически на протяжении всего периода обследования (см. таблицу). Введение
МСК через 14 сут после лучевого воздействия нормализовало длительность Рп и PQII во все дальнейшие сроки наблюдения при сравнении с исходными показателями до облучения животных этих же групп. Применение ГКМ для лечения облученных крыс способствовало нормализации исследуемых показателей, что наблюдалось также при совместном применении ГКМ + МСК в сравнении с данными до облучения. Изменения остальных показателей ЭКГ — зубца Т, изолинии 8Т у облученных животных были разнонаправленными и в целом не выходили за пределы физиологической нормы. Эта тенденция сохранялась в течение всего периода наблюдения и обусловливала увеличение продолжительности предсердного комплекса (интервал PQ), что свидетельствует об увеличении нагрузки на предсердия облученных животных.
В группах животных, получивших лечение в виде МСК либо ГКМ, также отчетливо прослеживается увеличение продолжительности пред-сердного комплекса в основном за счет увеличения длительности PII, однако эти изменения не сохранялись до окончания срока наблюдений.
РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ том 53 № 4 2013
ВЛИЯНИЕ МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК
343
ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты исследований свидетельствуют о том, что у облученных животных, получивших комбинированную терапию в виде однократного введения МСК и ежедневного перорального назначения сорбента ГКМ в течение первых двух недель после облучения негативных изменений функций автоматизма, проводимости и возбудимости миокарда не наблюдалось. Показатели длительности зубца Рп, продолжительности предсердного комплекса PQ на протяжении всего периода наблюдений не изменялись.
Таким образом, применение комбинированной терапии в виде МСК и сорбента ГКМ способствует нивелированию негативного влияния субтотального облучения на показатели биологической и электромеханической деятельности сердца опытных животных.
Полученные данные необходимо учитывать при проведении лучевой терапии опухолей средостения в связи с возможным повреждением миокарда и указывают на перспективность применения энтеросорбента ГКМ, обладающего деток-сикационными свойствами и тем самым способствующего восстановлению нарушенных функций сердца.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аутологичные стволовые клетки: экспериментальные исследования и перспективы клинического применения / Ред. В.А. Ткачук. М.: Литература, 2009. 448 с.
2. Биология стволовых клеток и клеточные технологии / Ред. М.А. Пальцев. Т. 2. М.: Медицина, 2009. 456 с.
3. Нестеренко В.С., Яценко Е.М., Крикунова Л.И. и др. Некоторые механизмы детоксикационной эффективности нового энтеросорбента при комбинированной радиационной патологии // Радиац. биология. Радиоэкология. 2008. Т. 48. № 6. С. 660-664.
4. Нестеренко В.С., Яценко Е.М., Савина Н.П. и др. Экспериментальное исследование влияния деток-сикации организма энтеросорбентами на функцию облученного миокарда // Радиац. биология. Радиоэкология. 2011. Т. 51. № 6. С. 694-697.
5. Розиев Р.А., Нестеренко В.С., Жураковская Г.П. и др. // Патент "Энтеросорбент" № 2319488, зарегистрирован в Государственном реестре изобретений РФ 20.03.2008. 6 с.
Поступила в редакцию 3.05.2012
Effect of Mesenchymal Stem Cells and Entero-Absorbent on Cardiac Function in Rats Following Local Irradiation of the Chest
V. S. Nesterenko, A. G. Konoplyannikov, E. M. Yatsenko, I. L. Khakaju, L. A. Moi
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.