Жировая ткань глазницы: амортизационная подушка, или Terra incognita в офтальмологии

Our understanding of the role of adipose tissue has been completely changed during the past decades. The knowledge of its contribution to endocrine and immune pathways opened the new insights on the pathogenesis and therapy of many diseases and new perspectives for the regenerative medicine. The further researches should be provided to study anatomy and functions of local fat depots in more details. Of the most interest is the orbital adipose tissue due to its origin from the neural crest. This review represents the current data about anatomy, structure, cell composition and biochemistry of orbital fat. The main attention is put to such cell types as adipocytes and adipose derived mesenchymal stem cells. The foreign authors’ findings on such characteristics of stem cells from orbital adipose tissue as CD markers and differential capacity are reviewed. The found evidences of interaction between orbital adipose tissue, eyeball and associated structures allow us to hypothesize that this fat depot may contribute to various ocular pathology. In this paper, we outlined the possible directions for further investigation and clinical application of orbital fat and cells its composing in ophthalmology, reconstructive and plastic surgery and regenerative medicine.Представление о роли жировой ткани в организме человека за последние десятилетия претерпело значительные изменения. Знание о ее участии в эндокринных и иммунных процессах открыло новые стороны патогенеза и терапии различных заболеваний, перспективные возможности регенеративной медицины. Дальнейшим направлением исследований становится более детальное изучение строения и функций отдельных жировых скоплений. Наибольший интерес в этом аспекте представляет жировая ткань глазницы, отличающаяся своим нейроэктодермальным происхождением. В данной обзорной статье приведены данные об анатомии, структуре, клеточном и биохимическом составе орбитального жира. Уделено внимание отдельным типам клеток: адипоцитам и мезенхимальным стволовым клеткам. Обобщены данные о таких характеристиках стволовых клеток орбитальной клетчатки, как поверхностные CD-маркеры и способность к дифференцировке. Данные об особенностях жировой клетчатки глазницы в зависимости от состояния органа зрения и его вспомогательного аппарата позволяют предположить ее участие в формировании разнообразной глазной патологии. В статье перечислены возможные направления дальнейшего изучения и практического использования орбитального жира и входящих в его состав клеток в офтальмологии, реконструктивно-пластической хирургии и регенеративной медицин

THE USE OF HOMOLOGOUS CELLULAR PEPTIDES DURING MEDIUM-TERM CORNEAL ORGAN CULTURE AND CORNEAL COLD STORAGE

There was studied of protective effects of homologous cellular peptides on corneal graft endothelium cells during the corneal organ culture (24 days) and corneal cold storage (9 days). The dynamic of endothelial cells (EC) ultrastuktural changes during the storage, decrease of endothelial cells density, percentage of hexagonal-shape cells, average area and electronic microscopy were analised. Tissue-specific regulatory corneal peptides exhibited clear protective effect on ultra structure of grafts’ endothelial cells during the preservation, increase density cell-cell contact, prolong term of organ culture (till 16 days) and cold storage (till 9 days)

Безфидерная культура эпителия слизистой губы человека для тканевой инженерии и регенеративной медицины

Background.The cultured cheek mucosa epithelium (buccal epithelium, BE) is used for autologous transplants generation and tissue engineering. An alternative source of cells for these purposes may be the lip mucosa, covered, like BE, with non-keratinized stratified squamous epithelium, but with some histological distinctions.Aims to characterize the human lip mucosa as a promising source of epithelial cells for autologous transplantation and tissue engineering.Methods.Scrapings of the lip, cheek, and gum mucosa from five healthy volunteers were analyzed by cytofluorimetry to determine the level of desquamation and cytokeratin (CK) 10 and 13 expression. The lip mucosa of two patients was characterized using routine histological staining and fluorescence immunohistochemistry for CK 3, 4, 10, 13, and p63 marker. 35 samples of full-thickness strips of the patients lip mucosa were used to set the explant (n=18) and enzymatic (n=17) techniques for expansion epithelium. Culture systems with 1.05 and 0.06mM Calcium contained 5% fetal bovine serum, 5 g/ml human insulin, 5 g/ml hydrocortisone, 10 ng/ml human epidermal growth factor. Stable cultures were stained for p63, vimentin, zonula occludens-1 (ZO-1), and CK10. Software tools determined levels of their expression.Results.The number of cells in the lip and gum samples was significantly lower than from the cheek. The median number of CK13 positive cells was significantly different for the gum (6.4%) and cheek (64.8%, p=0.0089). Significant differences for CK10 positive cells were not observed. The epithelium of the lip mucosa was 72.13.6 m thick, relatively flat, and without keratinization sites. Samples were positively stained for CK 4 and 13, in the absence of expression of CK 3 and 10. The primary culture of epithelial cells obtained by explant technique was significantly more effective (p=0.001) in comparison with the enzymatic method. Stable cultures had a cobble-stone morphology in both culture systems. The levels of vimentin and p63 expression in both culture systems was not significantly differ. ZO-1 expression was 3.6-fold higher for 1.05-mMCa++medium (p=0.0006).Conclusions.Epithelium cell culture from the lip mucosa can be obtained by culturing explants without a feeder layer. Quality control steps have been developed for cultured cells and biopsy site.Обоснование.Культивированный эпителий слизистой щеки (буккальный эпителий, БЭ) используетсядлясоздания аутологичных трансплантатовитканевой инженерии. Альтернативным источником клетокдляэтих целей может являться слизистая губы, покрытая,какиБЭ, неороговевающим многослойным плоским эпителием,ноимеющая некоторые гистологические отличия.Цель исследования охарактеризовать эпителий слизистой губы человекакакперспективный источник эпителиальных клетокдляаутологичной трансплантацииитканевой инженерии.Методы.Цитофлуориметрия соскобов слизистой губы, щекиидесны была выполненапооригинальному протоколуу5 здоровых добровольцевдляопределения уровня десквамации поверхностных клетокиэкспрессии цитокератинов (CK) 10и13. Слизистая губыотдвух пациентов была охарактеризованаспомощью рутинной гистологической окраскиифлуоресцентной иммуногистохимиинаCK 3, 4, 10, 13ипролиферативный маркер p63. 35 образцов полнослойного лоскута слизистой губыотпациентов были использованыдляпостановки эксплантной (n=18)иферментативной (n=17) техник выделения первичной культуры эпителия. Культуральные системыс1,05и0,06 мМ кальция содержали 5% фетальной бычьей сыворотки, 5 мкг/мл инсулина растворимого человеческого, 5 мкг/мл гидрокортизонаи10 нг/мл человеческого эпидермального фактора роста. Стабильные культуры эпителия были окрашенынамаркер p63, виментин, белок плотных межклеточных контактов (ZO-1)иCK 10, уровни экспрессии которых были определены программными средствами.Результаты.Поданным цитофлуориметрии число клетоквсоскобахсгубыидесны было достоверно ниже, чем со щеки. Число CK13-позитивных клетокпомедиане достоверно отличалосьдлясоскобовсдесны (6,4%)исо щеки (64,8%, р=0,0089). Достоверных отличийпоCK10-позитивным клеткамвсоскобахнеотмечали. Эпителий слизистой губы толщиной 72,13,6 мкм был представлен неороговевающим многослойным плоским,безучастков кератинизациииположительно окрашивалсянамаркеры СК 4и13вотсутствие экспрессии СК 3и10. Первичная культура клеток эпителия, полученная путем культивирования эксплантов, была достоверно более результативна (p=0,001)всравнениисферментативным способом. Стабильные культуры имели характерную морфологиювобеих культуральных системах. Уровень экспрессии виментинаиядерного транскрипционного фактора р63вкультуральных системах достовернонеотличался. Маркер ZO-1 былв3,6 раза более выраженприкультивированиивсредес1,05 мМ Ca++(p=0,0006).Заключение.Культура клеток эпителия слизистой губы может быть получена путем культивирования эксплантовбезфидерного слоя. Разработаны этапы контроля качествадлякультивированных клетокиучастка биопсии

ПРИМЕНЕНИЕ ГОМОЛОГИЧНЫХ КЛЕТОЧНЫХ ПЕПТИДОВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЭНДОТЕЛИЯ ДОНОРСКИХ РОГОВИЦ ПРИ ХРАНЕНИИ В НОРМОТЕРМИЧЕСКОМ И ГИПОТЕРМИЧЕСКОМ РЕЖИМАХ

There was studied of protective effects of homologous cellular peptides on corneal graft endothelium cells during the corneal organ culture (24 days) and corneal cold storage (9 days). The dynamic of endothelial cells (EC) ultrastuktural changes during the storage, decrease of endothelial cells density, percentage of hexagonal-shape cells, average area and electronic microscopy were analised. Tissue-specific regulatory corneal peptides exhibited clear protective effect on ultra structure of grafts’ endothelial cells during the preservation, increase density cell-cell contact, prolong term of organ culture (till 16 days) and cold storage (till 9 days). Исследовано защитное действие тканеспецифических регуляторных пептидов на эндотелиальные клетки (ЭК) изолированных донорских роговиц при хранении в нормотермическом (до 24 суток) и гипотермическом (до 9 суток) режимах. Проанализирована динамика ультраструктурных изменений в эндотелиальных клетках в процессе хранения, изменения их плотности, показателя гексагональности и средней площади клеток, проведена электронная микроскопия. Установлено, что тканеспецифические регуляторные пептиды оказывают защитное действие на ультраструктурную архитектонику ЭК донорских роговиц, повышают плотность межклеточных контактов, увеличивая допустимые сроки органного культивирования до 16 су- ток и гипотермической консервации до 9 суток.

First experience and clinical results of DSAEK utilizing the pre-cut ultrathin grafts

ABSTRACT Purpose. To evaluate the clinical functional efficiency of pre-cut donor corneas stored in the original preservation medium for the Ultrathin DSAEK procedure. Material and methods. UT-DSAEK procedure was performed in 10 patients with corneal endothelial dystrophy using 10 donor corneas stored in the Borzenok-Moroz medium for 15 hours after pre-cut lamellar dissections performed with the microkeratome. Finally intra-operatively the donor cornea disc was formed from 7.0 to 8.5 mm in diameter depending on the anterior segment individual characteristics of the recipient eye. A minimal initial endothelial cell density (ECD) of the transplant was 2500 (cells/mm2). Results. The average index of a central donor cornea thickness after lamellar dissection (pre-cut stage) was 98.2±6.91µm. The central donor cornea thickness measured intra-operatively after the extraction from the storage medium was 122.0±9.21µm. After the surgery no dislocation or donor graft detachment was observed. Endothelial cell density loss was 29% at 6 months. Best corrected visual acuity in patients without retinal pathology was 0.8±0.1. Conclusion. Medium storage preservation causes swelling of lamellar corneal-scleral disc and increasing its average thickness by 24%. Advanced stromal hydration of corneal tissue does not increase a risk of donor graft dislocation or detachment in the early postoperative follow-up and does not effect on the dynamics. This confirmed the safety and efficiency of the proposed method

Japanese quail (Coturnix japonica) as the model of human aging retinal processes. Report № 2. Comparative analysis of the composition of retinoids isolated from retinal pigment epithelium of human and Japanese quail eyes

ABSTRACT Purpose. To compare the composition of retinoids of lipofuscin granules (LG) isolated from retinal pigment epithelium (RPE) of human cadaver eyes and Japanese quail. Material and methods. The Japanese quail′s retina and retinal pigment epithelium were chosen as a model of laboratory aging simulation. The evaluation of the amount of quail′s RPE retinoids was done by measuring of the fluorescence spectra and HPLC-analysis of the chloroform- methanol extraction from PRE. Results and conclusions. It has been shown that the spectral characteristics and the relative content of retinoids in lipofuscin granules (LG) isolated from retinal pigment epithelium (RPE) of human cadaver eyes and Japanese quail was very resemblance. These results allowed to consider Japanese quail (Coturnix japonica) as a suitable and enough adequate model of rapid human aging retinal processe

Effect of Brain-derived Neurotrophic Factor (BDNF) in Organotypic Retinal Cultures

ABSTRACT Purpose To study the influence of recombinant brain-derived neurotrophic factor (BDNF) on organotypic retinal cultures. Material and methods Experiments were performed in human and rat retinal explants cultured in culture dishes, flasks and flasks for roller cultivation. BDNF was added at the concentration of 100 ng⁄ml. Cultures were tested for viability and stained immunohistochemically for neuronal markers. Culture conditions and results of cultivation were controlled using phase contrast and fluorescent microscopes. Conclusions Results of the study showed that cultivation of organotypic cultures of the human and rat retina in the presence of BDNF at the concentration of 100 ng⁄ml increases viability of retinal cells. Active cell migration and outgrowth of β-III-tubulin-positive axon-like processes of neuronal origin outside the borders of explants were observed