CHEMOKINE MARKERS ASSOCIATED WITH EARLY REJECTION OF KIDNEY ALLOGRAFT

It is known at the present time that immunological biomarkers may become more sensitive, non-invasive methods of graft rejection diagnosis than those currently used. A growing amount of studies in animal models shows that chemokines, as active participants in the immune process, may be used to this purpose. Our earlier studies have shown an important prognostic significance of IL-6, IL-2, 17A and IL-1RA increase in pre-operative period as markers of acute kidney allograft rejection. When assessing changes in studied peripheral blood growth factors, we concluded that a sharp decrease in BDNF content is a diagnostically significant early sign of kidney allograft rejection. The aim of this study was to identify the prognostic role of serum chemokine levels at the preoperative stage, taking into account the production of anti-HLA antibodies during the post-transplant period as a risk factor of kidney allograft rejection. A comparative analysis of chemokine serum concentrations was performed in the patients with terminal-stage chronic kidney disease (CKD). In the patients from main clinical groups, the blood cytokine levels were measured 6 hours before transplantation, i.e., Eotaxin (CCL11), GRO-α (CXCL1), IL-8 (CXCL8), IP-10 (CXCL10), MCP-1 (CCL2), MIP-1α (CCL3), MIP-1β (CCL4), SDF-1α (CXCL12), RANTES (CCL5), MIG (CXCL9) by means of multiplex immunological assays, using appropriate test systems. The studies have shown significant changes in several chemokines in the CKD patients compared to age-matched controls. However, the following diagnostically significant biomarkers associated with early rejection of transplanted kidney should be considered: increased concentration of CCL2 and CCL4 chemokines, as well as an acute decrease in CCL11. Significantly decreased CXCL12 concentration in peripheral blood could be considered a marker of favorable posttransplant clinical course.  Occurence of HLA antibodies in recipients is also associated with elevated serum levels of CXCL8, CXCL10, CCL4, and CCL5

CLINICAL AND IMMUNOHISTOCHEMICAL STUDIES IN THE DIAGNOSIS OF UNDIFFERENTIATED CONNECTIVE TISSUE DYSPLASIA IN PATIENTS WITH CHOLELITHIASIS

There were examined 132 patients in the age of 29-77 years old. Morphological features of abnormal shape or position of gallbladder were detected at 26.9% of patients with undifferentiated connective tissue dysplasia, and this may contribute to the formation of gallstones

Механизмы ангиогенеза при трансплантации тканеинженерных конструкций

There is a number of problems regarding bioengineered structures creation that require further study in the fi eld of regenerative medicine. One of the critical tasks that require solution is the fact that tissue engineered constructions, as a rule, are large, which signifi cantly limits the possibility of diffusion of nutrients and oxygen in them. Thus, the key task of fundamental medicine is to fi nd a technology for restoring the perfusion of the structures created. The article presents a modern overview of the mechanisms of angiogenesis and possible ways of its stimulation during transplantation of tissue engineered constructions.В области регенеративной медицины при создании биоинженерных конструкций имеется ряд проблем, нуждающихся в дальнейшем изучении. Одной из актуальных задач, требующих решения, является тот факт, что тканеинженерные конструкции, как правило, имеют большие размеры, что значительно ограничивает возможность диффузии в них питательных веществ и кислорода. Таким образом, ключевая задача фундаментальной медицины заключается в поиске технологии восстановления перфузии создаваемых конструкций. В статье представлен современный обзор механизмов ангиогенеза и возможных путей его стимуляции при трансплантации тканеинженерных конструкций

ОПЫТ ПЕРФУЗИОННОЙ РЕЦЕЛЛЮЛЯРИЗАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОГО КАРКАСА ЛЕГКИХ КРЫСЫ

Aim. The main aim of our research is to evaluate the process of rat lung decellularization and recellularization as the initial step of tissue-engineered organs creation.Materials and methods. Rat lung decellularization was performed by perfusion with detergents and enzymes with concomitant atmospheric air ventilation through the trachea. The quality of decellularization was analyzed with routine histological and immunohistochemical staining techniques, DNA content was determined quantitatively by spectrophotometer. For static and whole organ reseeding as a model of cells’ behavior mesenchymal multipotent stromal cells were used. Recellularization was followed by assessment of the cellular metabolic activity by colorimetric method; cell viability was analyzed by calcein and ethidium homodimer staining. Matrix qualitative evaluation after recellularization was performed using immunohistochemical staining methods.Results. 92% of allogeneic DNA was eliminated after decellularization. Histological staining revealed no residual cells and cell nuclei; preservation of the fibers of extracellular matrix was confirmed by immunohistochemical staining for laminin, elastin, fibronectin, collagen types I and IV before and after decellularization. The scaffold does not exhibit toxic properties after reseeding; cell viability and metabolic activity were proved after cultivation.Conclusion. The experience of rat lung decellularization and recellularization can be the prospective basis for protocols of organ recellularization and tissue engineered lungs creation.Цель исследования – оценить перспективы использования процессов децеллюляризации и рецеллюляризации легких крысы как начального этапа создания тканеинженерных конструкций.Материалы и методы. Децеллюляризацию легких крысы выполняли перфузионным детергент-энзиматическим методом при сопутствующей вентиляции трахеи атмосферным воздухом. Качество проведенной децеллюляризации оценивали с использованием рутинных гистологических и иммуногистохимических методов исследования, количественное содержание ДНК определяли спектрофотометрически. Для статической рецеллюляризации и перфузионной рецеллюляризации целого органа в качестве модели для изучения поведения клеток на каркасе использовали мезенхимальные мультипотентные стромальные клетки с последующей оценкой метаболической активности клеток колориметрическим методом и их жизнеспособности – путем окрашивания кальцеином и гомодимером этидия. Для качественной оценки матрикса легких после рецеллюляризации использовали иммуногистохимический анализ.Результаты. 92% аллогенной ДНК удалено при проведении децеллюляризации. Гистологическое окрашивание не выявило остаточных клеток и клеточных ядер при сохранности волокон внеклеточного матрикса, что подтверждалось иммуногистохимической реакцией матрикса с антителами к ламинину, эластину, фибронектину, коллагенам I и IV типов до и после проведения децеллюляризации. Каркас при заселении клетками не проявляет токсических свойств, поддерживает жизнеспособность и метаболическую активность клеток.Заключение. Полученный опыт децеллюляризации и рецеллюляризации легких крысы является перспективной основой для разработки протоколов создания тканеинженерных легких

Influence of TES-therapy on the character of stress-induced expression of C-FOS in the paraventricular nucleus of the hypothalamus

In this study, the ability of transcranial electrostimulation (TES-therapy) to inhibit the hyperactivation of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis (reflected in the change in the character of c-fcs expression by neurons in the paraventricular nucleus of the hypothalamus) under conditions of combined stress and orthostatic test was evaluated. The experimental animals were divided into two groups: subjected to stress (comparison group, n = 20) and subjected to stress under TES-therapy (main group, n = 20). The results of the study indicate that TES-therapy favorably affects the psychophysical characteristics of rats and negatively modulates the function of the HPA axis, which allows us to conclude that this technique is an effective approach to the treatment of stress-related disorders.В настоящем исследовании оценивалась способность транскраниальной электростимуляции (ТЭС-терапии) предотвращатъ гиперактивацию гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой (ГГН) оси (отражающуюся в изменении характера экспрессии c-fos нейронами паравентрикулярного ядра гипоталамуса) в условиях комбинированного стресса, в качестве модели которого использовались тест вынужденного плавания и ортостатический тест. С этой целью экспериментальные животные были разделены на две группы: подвергавшиеся стрессу (группа сравнения, п=20) и повергавшиеся стрессу и получавшие ТЭС-терапию (основная группа, п=20). Результаты исследования указывают на то, что ТЭС-терапия благоприятно воздействует на психофизические показатели крыс и отрицательно модулирует функцию ГГН оси. Это позволяет заключить, что данная методика является эффективным подходом к лечению ассоциированных со стрессом расстройств

Возможности флуоресцентной визуализации в оценке реваскуляризации гетеротопически трансплантированного сегмента трахеи приматов

Objective: to assess the potentials of using indocyanine green fluorescence angiography in evaluating revascularization of tissue-engineered construct that was obtained from the decellularized biological matrix of primate trachea, including using mesenchymal stem cells, after heterotopic tracheal allotransplantation. Material and methods. Tracheas were obtained from two male hamadryas baboons. After decellularization, 4 cm segments of tracheas were implanted under the lateral part of the latissimus dorsi in two healthy primates, one after recellularization with mesenchymal stem cells (animal 1), and the second without recellularization (animal 2). Immunosuppressive therapy was not performed. Blood flow in the transplanted segment of the trachea was evaluated 60 days after transplantation by surgical isolation of the flap of the latissimus dorsi with the transplanted segment of the trachea, while maintaining blood flow through the thoracodorsal artery. Indocyanine green near-infrared fluorescence angiography was visualized using a FLUM-808 multispectral fluorescence organoscope. Results. Sixty days after implantation, the tracheal cartilaginous framework macroscopically appeared to be intact in both animals, tightly integrated into the muscle tissue. The framework retained its natural color. After intravenous injection of indocyanine green, the tracheal vessels were visualized in both animals. Intercartilaginous vessels and portions of the cartilaginous semi-rings devoid of vessels were clearly distinguished. The entire implanted segment was almost uniformly vascularized. No local disruptions in blood supply were observed. The fluorescence brightness of the tracheal vessels was 193 ± 17 cu and 198 ± 10 cu in animals 1 and 2, respectively. The average muscle brightness in the implantation zone was 159 ± 9 cu and 116 ± 8 cu in animals 1 and 2, respectively. Conclusion. Indocyanine green fluorescence angiography is characterized by high-contrast images and high sensitivity. This facilitates vascular patency visualization and allows to assess the degree of neoangiogenesis after experimental transplantation of the tracheal segment, at different stages of experiment, without euthanizing the animal.Цель. Определение возможности использования индоцианиновой флуоресцентной ангиографии для оценки реваскуляризации тканеинженерной конструкции, полученной на основе децеллюляризированного биологического матрикса трахеи приматов, в том числе с использованием мезенхимных стволовых клеток, после ее гетеротопической аллотрансплантации. Материал и методы. Донорами трахеи послужили два самца павиана гамадрила. После децеллюляризации участки донорских трахей, по 4 см каждый, имплантированы под боковой участок широчайшей мышцы спины двум здоровым приматам, одному после рецеллюляризации мезенхимными стволовыми клетками (животное 1), второму – без проведения рецеллюляризации (животное 2). Иммуносупрессивную терапию не проводили. Наличие кровотока в трансплантированном сегменте трахеи оценивали через 60 суток после трансплантации путем хирургического выделения лоскута широчайшей мышцы спины с трансплантированным сегментом трахеи с сохранением кровотока по торакодорзальной артерии. Визуализацию инфракрасной индоцианиновой флуоресцентной ангиографии проводили с помощью мультиспектрального флуоресцентного органоскопа «FLUM-808». Результаты. Через 60 суток после имплантации хрящевой каркас трахеи макроскопически представлялся сохранным у обоих животных, плотно интегрированным в мышечную ткань, естественного цвета. После внутривенного введения индоцианина зеленого у обоих животных удалось визуализировать сосуды трахеи, четко различались межхрящевые сосуды и участки хрящевых полуколец, лишенные сосудов, весь имплантированный сегмент практически равномерно васкуляризирован, локальных нарушений кровоснабжения не отмечалось. Яркость флуоресценции сосудов трахеи у животного 1 составила 193 ± 17 у. е., у животного 2 – 198 ± 10 у. е., в то время как средняя яркость мышцы в зоне имплантации у животного 1 – 159 ± 9 у. е., а у животного 2 – 116 ± 8 у. е. Заключение. Индоцианиновая флуоресцентная ангиография характеризуется высокой контрастностью получаемых изображений, высокой чувствительностью, что может позволить визуализировать проходимость сосудистой сети и оценить степень неоангиогенеза после экспериментальной трансплантации сегмента трахеи на разных этапах эксперимента без эвтаназии животного

Морфологическая оценка качества децеллюляризации пищевода кры

The main aim of our investigation was analysis and optimization of the existing protocols of esophagus decellularization in rats, identification of parameters affecting the quality of decellularization and intactness of the native properties of esophageal extracellular matrix (ECM). Materials and methods. We developed a modified decellularization protocol based on detergent-enzymatic method using sodium deoxycholate and DNAse. Results. Morphological evaluation of the obtained decellularized matrices demonstrated the absence of cells and cell elements while mechanical properties of ECM were preserved. Conclusion. The developed protocol of esophagus decellularization is a potential basis for obtaining of tissue-engineered esophagus scaffold constructions.Основной целью нашего исследования явились анализ и оптимизация существующих протоколов децеллюляризации пищевода на модели крысы, определение параметров, влияющих на качество децеллюляризации и на сохранность исходных свойств ВКМ пищевода. Материалы и методы. Децеллюляризацию пищевода крысы выполняли с использованием оригинального и модифицированного протоколов, детергент-энзиматическим методом с применением дезоксихолата натрия и ДНКазы. Качество децеллюляризации оценивали с помощью рутинных гистологических методов исследования. Результаты. Морфологические методы оценки полученного децеллюляризированного матрикса подтвердили отсутствие ядер и клеток при сохранности трехмерности, архитектоники каркаса и биомеханических свойств ВКМ. Заключение. Разработанный протокол децеллюляризации пищевода крысы является перспективной основой для получения тканеинженерных конструкций пищевода

OPTIMIZATION OF SURGICAL TREATMENT OF UPPER PURULENT MEDIASTINITIS

The new method of surgical treatment and drainage of the upper mediastinitis is optimized (utility patent number 62504 from 27.04.2007). This method provides creating tightness in the upper thoracic holes with the cuff is worn on the chest tube. Using the proposed method can improve the performance of treatment of mediastinitis and to decrease the mortality rate of this disease

Structural basis of interaction between mesenchymal stem cells and decellularized rat heart matrix

The study presents data about structural interaction between decellularizedrat heart matrix and stem cells used for recellularization. The effect of decellularized scaffold influence on the potential cells ability for differentiation without growth factors was evaluated. Morphological analysis of recellularized rat heart matrix was conducted. Rat heart scaffold influence on the proliferative cells capacity during recellularization process was assessed by immunohistochemical analysis. Cell viability on the scaffold was determined by the colorimetric test with MTT-reagent