Морфологічні і морфометричні зміни на фоні клітинної кардіоміопластики при експериментальному інфаркті міокарда ; Morphological and morphometric changes on the background of cell cardiomyoplasty in experimental myocardial infarction ; Морфологические и морфометрические изменения на фоне клеточной ка...
Цель: исследовать морфологические и морфометрические изменения миокарда на фоне клеточной кардиомиопластики при экспериментальном инфаркте миокарда.Материалы и методы: Эксперимент выполнялся на 142 крысах линии Вистар-Кайота, весом 200-220 г, которые содержались в условиях вивария отдела экспериментальной хирургии ГУ «Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака НАМН Украины» в период с 2012 по 2013 гг. Породу Вистар-Кайота использовали потому, что она является инбредной, что минимизирует реакцию отторжения, благодаря её генетической однородности. Животные содержались в виварии в условиях 12-часового светового дня, комнатной температуры и доступа к воде и пище at libitum при температуре воздуха +20 - + 22 ° С, влажности не более 50 %, в световом режиме - день-ночь. Использование животных в эксперименте проводилось в соответствии с правилами, регламентированными «Европейской конвенцией по надзору и защите позвоночных животных, используемых в экспериментальных и других научных целях» (Страсбург, 1986), Директивы Совета Европейского Союза от 24.11.86 г. и распоряжения МОЗ Украины № 32 от 22.02.88 г. Индукцию инфаркта миокарда (ИМ) осуществляли по разработанной нами методике в условиях общего обезболивания. Отдельную группу составляли 20 самцов, которых мы использовали в качестве доноров мезенхимальных стволовых клеток (МСК) для дальнейшего исследования по Y-хромосоме хоуминга клеток в организме. Культивирования МСК проводили в смеси питательных сред DMEM / F12, 1:1, (Sigma, США). Материалом для морфологических исследований были участки миокарда лабораторных животных. Для оценки морфометрических показателей выполняли гистохимические методики по прописям, которые приведены в указаниях по гистохимии. Иммуногистохимическое исследование проводили на парафиновых срезах толщиной 5-6 мкм непрямым методом Кунса по методике Brosman (1979 г.).Результаты. Было установлено, что клеточная кардиомиопластика значительно улучшает структуру постинфарктного сердца, проявляется в уменьшении зоны рубца и соединительной ткани соответственно, увеличении количества сосудов и процента сохранившихся мышечных волокон. Наилучшие результаты были достигнуты при интрамиокардиальном введении, что требует подтверждения данного факта при клиническом исследовании.Выводы. Клеточная кардиомиопластика при любом способе введения клеточного трансплантата положительно влияет как на морфологический субстрат сердца в виде уменьшения размеров рубца при постинфарктном ремоделировании, увеличение количества новообразованных сосудов и увеличение процента сохранившихся кардиомиоцитов. Это происходит за счет хоуминга МСК в зону ишемии и общности двух механизмах – непосредственного дифференцирования в клетки эндотелия сосудов сердца, а также за счет паракринного эффекта ; Мета: дослідити морфологічні і морфометричні зміни міокарда на тлі клітинної кардіоміопластики при експериментальному інфаркті міокарда.Матеріали та методи: Експеримент виконувався на 142 щурах лінії Вістар-Кайота, вагою 200-220 г, які містилися в умовах віварію відділу експериментальної хірургії ДУ «Інститут невідкладної і відновної хірургії ім. В.К. Гусака НАМН України» в період з 2012 по 2013 рр. Породу Вістар-Кайота використовували тому, що вона є інбредною, що мінімізує реакцію відторгнення, завдяки її генетичної однорідності. Тварини утримувались у віварії в умовах 12-годинного світлового дня, кімнатної температури і доступу до води та їжі at libitum при температурі повітря +20 - +22°С, вологості не більше 50 %, в світловому режимі – день-нічь. Використання тварин в експерименті проводилось відповідно з правилами, регламентованими «Європейською конвенцією по нагляду і захисту хребетних тварин, які використовуються в експериментальних та інших наукових цілях» (Страсбург, 1986), Директиви Ради Європейської Співдружності від 24.11.86 г. та розпорядження МОЗ України №32 від 22.02.88 р. Індукцію інфаркту міокарда (ІМ) здійснювали за розробленою нами методикою в умовах загального знеболення. Окрему групу становили 20 самців, яких ми використовували в якості донорів мезенхімальних стовбурових клітин (МСК) задля подальшого дослідження по Y-хромосомі хоумінга клітин в організмі. Культивування МСК проводили в суміші живильних середовищ DMEM / F12, 1:1, (Sigma, США). Матеріалом для морфологічних досліджень були ділянки міокарда лабораторних тварин. Для оцінки морфометричних показників виконували гістохімічні методики за прописами, які наведені у вказівках з гістохімії. Імуногістохімічне дослідження проводили на парафінових зрізах, товщиною 5–6 мкм непрямим методом Кунса за методикою Brosman (1979 р.).Результати. Було встановлено, що клітинна кардіоміопластіка значно покращує структуру постінфарктного серця, що проявляється в зменшенні зони рубця і сполучної тканини відповідно, збільшенні кількості судин і відсотка збережених м'язових волокон. Найкращі результати були досягнуті при інтраміокардіальному введенні, що вимагає підтвердження даного факту при клінічному дослідженні.Висновки. Клітинна кардіоміопластіка при будь-якому способі введення клітинного трансплантата позитивно впливає як на морфологічний субстрат серця у вигляді зменшення розмірів рубця при постінфарктному ремоделюванні, збільшення кількості новостворених судин і збільшення відсотка збережених кардіоміоцитів. Це відбувається за рахунок хоумінга МСК в зону ішемії та спільності двох механізмах - безпосереднього диференціювання в клітини ендотелію судин серця, а також за рахунок паракринного ефекту ; The aim: to study the morphological and morphometric changes in the myocardium against the background of cellular cardiomyoplasty in experimental myocardial infarction.Materials and methods: the experiment was carried out on 142 Wistar-Kyoto rats weighing 200-220 g, which were kept in the vivarium of the Department of Experimental Surgery of the State Institution "Institute of Emergency and Reconstructive Surgery named after V. K. Gusak of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine" in the period from 2012 to 2013. The Wistar-Kyoto breed was used because it is inbred, which minimizes the rejection reaction, due to its genetic homogeneity. The animals were kept in a vivarium under conditions of 12-hour daylight hours, room temperature and access to water and food at libitum at an air temperature of +20 – + 22 °C, humidity no more than 50 %, in a light mode - day-night. The use of animals in the experiment was carried out in accordance with the rules regulated by the "European Convention for the Supervision and Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and Other Scientific Purposes" (Strasbourg, 1986), Directives of the Council of the European Union of November 24, 1986 and the order of the Ministry of Health of Ukraine No. 32 dated 02.22.88. The induction of myocardial infarction (MI) was carried out according to the technique developed by us under general anesthesia. A separate group consisted of 20 males, whom we used as donors of mesenchymal stem cells (MSC) for further research on the Y chromosome of cell homing in the body. Cultivation of MSCs was carried out in a mixture of nutrient media DMEM / F12, 1:1, (Sigma, USA). The material for morphological studies was the sections of the myocardium of laboratory animals. To assess the morphometric parameters, histochemical methods were performed according to the recipes, which are given in the instructions for histochemistry. Immunohistochemical study was performed on paraffin sections with a thickness of 5-6 μm by the indirect Koons method according to the Brosman method (1979).Results: it was found that cellular cardiomyoplasty significantly improves the structure of the postinfarction heart, manifests itself in a decrease in the scar area and connective tissue, respectively, in an increase in the number of vessels and the percentage of preserved muscle fibers. The best results were achieved with intramyocardial injection, which requires confirmation of this fact in a clinical study.Conclusions: cellular cardiomyoplasty with any method of introducing a cell graft has a positive effect both on the morphological substrate of the heart in the form of a decrease in the size of the scar during postinfarction remodeling, an increase in the number of newly formed vessels and an increase in the percentage of preserved cardiomyocytes. This occurs due to the homing of MSCs into the ischemic zone and the commonality of two mechanisms – direct differentiation into endothelial cells of the heart vessels, as well as due to the paracrine effect
