Экспериментальная трансплантация микрофрагментов поджелудочной железы неонатальных поросят после культивирования или гипотермического хранения в растворе НТК

Авторы

  • Yustiniya I. Kopich Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков
  • Galina A. Bozhok Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков
  • Evgeniy I. Legach Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков

DOI:

https://doi.org/10.15407/cryo25.01.045

Ключевые слова:

сахарный диабет, поджелудочная железа, гипотермическое хранение, трансплантация, глюкоза

Аннотация

ÐŸÐ¾Ð´ÐºÐ¾Ð¶Ð½Ð°Ñ Ñ‚Ñ€Ð°Ð½ÑÐ¿Ð»Ð°Ð½Ñ‚Ð°Ñ†Ð¸Ñ Ð¼Ð¸ÐºÑ€Ð¾Ñ„Ñ€Ð°Ð³Ð¼ÐµÐ½Ñ‚Ð¾Ð² поджелудочной железы (мфПЖ) раÑÑматриваетÑÑ Ð² качеÑтве альтернативного подхода транÑплантации оÑтровков и иÑпользуетÑÑ Ð¿Ñ€Ð¸ невозможноÑти Ð¿Ð¾Ð»ÑƒÑ‡ÐµÐ½Ð¸Ñ Â«Ð¸Ñтинных» оÑтровков из фетальной ПЖ человека или ткани неонатальных животных (пороÑÑта, кролики). Ð’ работе иÑÑледовали уровень глюкозы у ÐºÑ€Ñ‹Ñ Ñ ÑкÑпериментальным Ñахарным диабетом (СД) I типа поÑле транÑплантации мфПЖ неонатальных пороÑÑÑ‚, а также Ñтруктурную ÑохранноÑÑ‚ÑŒ транÑплантата в завиÑимоÑти от его предварительной обработки путем ÐºÑƒÐ»ÑŒÑ‚Ð¸Ð²Ð¸Ñ€Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¸Ð»Ð¸ гипотермичеÑкого Ñ…Ñ€Ð°Ð½ÐµÐ½Ð¸Ñ (ГХ) в раÑтворе ÐТК («Custodiol®»). ПоÑле подкожной транÑплантации мфПЖ новорожденных пороÑÑÑ‚ крыÑам Ñ Ð¼Ð¾Ð´ÐµÐ»ÑŒÑŽ Ñтрептозотоцинового СД уровень глюкозы нормализовалÑÑ Ðº 45 Ñуткам. Ð’ результате транÑ-плантации мфПЖ, которые были подвергнуты гипотермичеÑкому хранению в раÑтворе ÐТК, наблюдалоÑÑŒ оÑлабление ги-пергликемии, Ñходное Ñ Ñ‚ÐµÐ¼, что и поÑле иÑÐ¿Ð¾Ð»ÑŒÐ·Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ñвежевыделенных мфПЖ. Путем гиÑтологичеÑкого и морфометри-чеÑкого анализа уÑтановлено, что к 15–22 Ñуткам в транÑплантате проиÑходит замещение Ñекреторной ткани ПЖ на Ñоединительную, причем Ñтот процеÑÑ Ð±Ð¾Ð»ÐµÐµ интенÑивный в культивированных мфПЖ. ПоÑкольку уровень глюкозы у ÐºÑ€Ñ‹Ñ Ñ Ð¼Ð¾Ð´ÐµÐ»ÑŒÑŽ СД нормализовалÑÑ Ð½Ð° фоне отÑутÑÑ‚Ð²Ð¸Ñ Ð¸Ð½Ñулинопродуцирующей ткани ПЖ в транÑплантате, предполагаетÑÑ ÑущеÑтвование ÑпецифичеÑких факторов, приводÑщих к ÑтимулÑции неогенеза b-клеток в ÑобÑтвенной железе реципиента.

Биографии авторов

Yustiniya I. Kopich, Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков

Отдел биохимии и фармакологии нейрогуморальных ÑиÑтем

Galina A. Bozhok, Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков

Отдел биохимии и фармакологии нейрогуморальных ÑиÑтем

Evgeniy I. Legach, Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков

Отдел биохимии и фармакологии нейрогуморальных ÑиÑтем

Библиографические ссылки

Ackermann A.M., Gannon M. Molecular regulation of pancreatic b-cell mass development, maintenance, and expansion. Journ Mol Endocrinol 2007; 38(1–2): 193–206. CrossRef PubMed

Agarwal A., Brayman K.L. Update on islet cell transplantation for type 1 diabetes. Semin Intervent Radiol 2012; 29 (2): 90–98. CrossRef PubMed

Basta G., Racanicchi L., Mancuso F. et al. Transdifferentiation molecular pathways of neonatal pig pancreatic duct cells into endocrine cell phenotypes. Transplant Proc 2004; 36 (9): 2857–2863. CrossRef PubMed

Benhamou P.Y., Mullen Y. Immunomodulation of pancreatic islets by culture. In: Lanza R.P., Chick W.L., editors. Pancreatic islet transplantation, Boca Raton, FL: CRC Press; 1994; 2: 99–109.

Benikova E.A. Turchin I.S, Belyakova L.S. et al. Experience with the treatment of children with Diabetes mellitus using allo- and xenografts of cultures of pancreatic islet cells. Probl Endokrinol (Mosk) 1987; 33 (2): 19–22.

Blankensteijn J.D., Terpstra O.T. Liver preservation: the past and the future. Hepatology 1991; 13 (6): 1235–1250. CrossRef

Bonner-Weir S. Life and death of the pancreatic beta cells. Trends Endocrinol Metab 2000; 11 (9): 375–378. CrossRef

Cavallari A., Cillo U., Nardo B. et al. A multicenter pilot prospective study comparing Celsior and University of Wisconsin preserving solutions for use in liver transplantation. Liver Transpl 2003; 9 (8): 814–821. CrossRef PubMed

Danilova A.I., Zubkova S.T., Efimov A.S. et al. Effect of the transplantation of cultured pancreatic islet cell on the status of diabetic microangiopathy. Probl Endokrinol (Mosk) 1989; 35 (2): 9–14.

Fiorina P., Folli F., Bertuzzi F. et al. Long-term beneficial effect of islet transplantation on diabetic macro-/microangiopathy in type 1 diabetic kidney-transplanted patients. Diabetes Care 2003; 26 (4): 1129–1136. CrossRef PubMed

Gaba R.C., Garcia-Roca R., Oberholzer J.J. Pancreatic islet cell transplantation: an update for interventional radiologists. Vasc Interv Radiol 2012; 23 (5): 583–594. CrossRef PubMed

Girman P., Saudek F. The IKEM pancreas and islet transplant program as part of healthcare for type 1 diabetes patients: retrospective analysis of outcome from 1983 to 2010. Rev Diabet Stud 2011; 8(1): 35–43. CrossRef PubMed

Groth C.G., Korsgren O., Tibell A. et al. Transplantation of porcine fetal pancreas to diabetic patients. Lancet 1994; 344 (8934): 1402–1404. CrossRef

Gutierrez J., Guzman C., Correa G. et al. Liver transplantation in Medellin, Colombia: initial experience. Transplant Proc 2004; 36(6): 1677–1680. CrossRef PubMed

Hardikar A.A., Bhonde R.R. Modulating experimental diabetes by treatment with cytosolic extract from the regenerating pancreas. Diabetes Res Clin Pract 1999; 46(3): 203–211. CrossRef

Hsu B.R., Hsu S., Fu S.H. et al. Neonatal pig pancreatic cell cluster accelerates regeneration of mouse pancreatic beta cells. Transplant Proc 2003; 35(1): 492. CrossRef

Inada A., Nienaber C., Katsuta H. Carbonic anhydrase II-positive pancreatic cells are progenitors for both endocrine and exocrine pancreas after birth. Proc Natl Acad Sci USA 2008; 105(50): 19915–19919. CrossRef PubMed

Kin T. Islet isolation for clinical transplantation. Adv Exp Med Biol 2010; 654: 683–710. CrossRef PubMed

Korbutt G.S., Elliott J.F., Ao Ziliang et al. Large scale isolation, growth, and function of porcine neonatal islet cells. J Clin Invest 1996; 97(9): 2119–2129. CrossRef PubMed

Lang T.A., Secic M. How to Report Statistics in Medicine: Annotated Guidelines for Authors, Editors, and Reviewers. Moscow: Prakticheskaya Meditsina; 2011.

Lehach E.I., Bozhok G.A., Turchin I.S., Bondarenko T.P. Indices of sugar metabolism in rats with streptozotocin induced diabetes after combined xenotransplantation. Klinichna endokrinologiya ta endokrinna hirurgiya 2006; 16 (2): 64–68.

Limbert C., Path G., Jakob F., Seufert J. Beta-cell replacement and regeneration: Strategies of cell-based therapy for type 1 Diabetes mellitus. Diabetes Res Clin Pract 2008; 79(3): 389–399. CrossRef PubMed

Loganathan S., Radovits T., Hirschberg K. et al. Effects of Custodiol-N, a novel organ preservation solution, on ischemia/reperfusion injury. J Thorac Cardiovasc Surg 2010; 139(4): 1048–1056. CrossRef PubMed

Luca G., Nastruzzi C., Calvitti M. et al. Accelerated functional maturation of isolated neonatal porcine cell clusters: in vitro and in vivo results in NOD mice. Cell Transplant 2005; 4(5): 249–261. CrossRef

Maglione M., Oberhuber R., Cardini B. et al. Donor pretreatment with tetrahydrobiopterin saves pancreatic isografts from ischemia reperfusion injury in a mouse model. Am J Transplant 2010; 10(10): 2231–2240. CrossRef PubMed

Nikonenko A.S., Stupakov V.I., Sobokar V.A. Experience in the use of cardioplegic solution "Custodiol": Abstracts of III All-Russian Congress of Cardiovascular Surgeons. Grudnaya i serdechno-sosudistaya hirurgiya 1996; (6): 275–276.

Omer A., Duvivier-Kali V.F., Trivedi N. et al. Survival and maturation of microencapsulated porcine neonatal pancreatic cell clusters transplanted into immunocompetent diabetic mice. Diabetes 2003; 52(1): 69–75. CrossRef PubMed

Petrenko Y.A., Mazur S.P., Grischuk V.L. et al. The choice of induction factors for differentiation of multipotent mesenchymal stromal cells from human adipose tissue to insulin-producting cells in vitro. Kletochnaya Transplantologiya i Tkanevaya Inzheneriya 2011; 6 (1): 1–7.

Pobelensky O.N. Experimental model and its basis in the expediency for clinical application of cryopreserved cultures of the microfragments of islet cells at Diabetes mellitus. Meditsina Syogodni i Zavtra 2004; (2): 66–69.

Portha B., Kergoat M. Dynamics of glucose-induced insulin release during the spontaneous remission of streptozotocin diabetes induced in the newborn rat. Diabetes 1985; 34(6): 574–579. CrossRef

Rayat G.R., Rajotte R.V., Hering B.J. et al. In vitro and in vivo expression of Galalpha-(1,3)Gal on porcine islet cells is age dependent. J Endocrinol 2003; 177(1): 127–135. CrossRef PubMed

Ringe B., Braun F., Moritz M. et al. Safety and efficacy of living donor liver preservation with HTK solution. Transplant Proc 2005; 37(1): 316. CrossRef PubMed

Salehi P., Hansen M.A., Avila J.G. et al. Human islet isolation outcomes from pancreata preserved with histidine-tryptophan ketoglutarate versus University of Wisconsin solution. Trans-plantation 2006; 82(7): 983–985. CrossRef

Shapiro A.M., Lakey J.R., Ryan E.A. et al. Islet transplantation in seven patients with type 1 diabetes mellitus using a glucocorticoid-free immunosuppressive regimen. N Engl J Med 2000; 343(4): 230–238. CrossRef PubMed

Shumakov V.I., Bliumkin V.N., Ignatenko S.N. et al. Results of transplantation of pancreatic islet cell cultures to patients with Diabetes mellitus. Probl Endokrinol (Mosk) 1985; 31(5): 67–70.

Teppermen D., Teppermen H. Physiology of metabolism and the endocrine system. Moscow: Mir; 1989.

Thompson D.M., Begg I.S., Harris C. et al. Reduced progression of diabetic retinopathy after islet cell transplantation compared with intensive medical therapy. Transplantation 2008; 85(10): 1400–1405. CrossRef PubMed

Trahair J.F., Sangild P.T. Systemic and luminal influences on the perinatal development of the gut. Equine Vet J Suppl 1997; (24): 40–50. CrossRef

Trivedi N., Hollister-Lock J., Lopez-Avalos M. D. et al. Increase in b-cell mass in transplanted porcine neonatal pancreatic cell clusters is due to proliferation of b-cells and differentiation of duct cells. Endocrinology 2001; 142(5): 2115–2122. CrossRef

Weber D.J., McFarland R.D., Irony I. Selected Food and Drug Administration review issues for regulation of allogeneic islets of Langerhans as somatic cell therapy. Transplantation 2002; 74(12): 1816–1820. CrossRef PubMed

Weber D.J. FDA regulation of allogeneic islets as a biological product. Cell Biochem Biophys 2004; 40(3Suppl): 19–22. CrossRef

Weir G.C., Cavelti-Weder C., Bonner-Weir S. Stem cell approaches for diabetes: towards beta cell replacement. Genome Med 2011; 3(9): 61. CrossRef PubMed

Yamamoto T., Horiguchi A., Ito M. et al. Quality control for clinical islet transplantation: organ procurement and preservation, the islet processing facility, isolation, and potency tests. J Hepatobiliary Pancreat Surg 2009; 16(2): 131–136. CrossRef PubMed

Yamaoka T. Regeneration therapy of pancreatic beta cells: towards a cure for diabetes? Biochem Biophys Res Commun 2002; 296(5): 1039–4103. CrossRef

Загрузки

Опубликован

2015-03-20

Как цитировать

Kopich, Y. I., Bozhok, G. A., & Legach, E. I. (2015). Экспериментальная трансплантация микрофрагментов поджелудочной железы неонатальных поросят после культивирования или гипотермического хранения в растворе НТК. Проблемы криобиологии и криомедицины, 25(1), 45–56. https://doi.org/10.15407/cryo25.01.045

Выпуск

Раздел

Криомедицина, клиническая и экспериментальная трансплантология