Исследование эффективности применения стромальных клеток трупного костного мозга при хронической интоксикации бором

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование эффективности применения стромальных клеток трупного костного мозга при хронической интоксикации бором

В последние годы во всём мире отчётливо проявляются тревожные неуклонного роста числа хронических заболеваний и инвалидизации людей трудоспособного возраста. Данное обстоятельство во многом обусловлено возрастающей антропогенной нагрузкой на людей различных возрастов, что приводит к нарушениям здоровья, обусловленным экологическими факторами и росту числа хронических интоксикаций различной природы. В результате этого происходит отягощение течения и ухудшение прогноза большинство соматических заболеваний. Затраты на лечение, реабилитацию и социальную поддержку такого контингента больных ложатся тяжёлым бременем на государственный бюджет и поглощают значительную часть средств, ежегодно выделяемых на здравоохранение [1].

Современное развитие биотехнологии, молекулярной и клеточной биологии позволило наряду с химическими способами коррекции метаболизма в повреждённых внешними факторами клетках перейти к использованию биологических способов, при которых средством восстановления функции повреждённых органов и тканей при многих заболеваниях становятся донорские клетки. Это привело к тому, что появилось большое число источников получения клеточного материала (фетальная ткань, клетки костного мозга, экстракты клеток из жировой ткани, амниотической жидкости и т.д.) [2, 3]. Однако вопросам коррекции нарушений, обусловленных неблагоприятным воздействием химических факторов окружающей среды, уделяется необоснованно малое внимание (менее 1%). В то же время известно, что факторы антропогенной природы являются во многих случаях причиной развития заболеваний эндокринной системы, почек и печени, онкологических заболеваний и т.д. [4]. Одним из таких химических веществ является бор и его соединения. К свойствам бора относятся выраженное гонадотоксическое действие и нарушение сексуальной активности у мужчин, что приводит к нарушению репродуктивной функции [5].

Цель - изучить терапевтическую эффективность аллогенных мезинхимальных стромальных клеток трупного костного мозга для коррекции сперматогенеза после хронического отравления бором.

Материалы и методы. Эксперимент проведен на 80 половозрелых крысах-самцах линии Вистар, массой 200 - 220 г, полученных из питомника п.Светлые горы Московской области, содержащихся в условиях вивария на стандартных кормах. Все манипуляции с животными проводили с соблюдением этических норм работы с лабораторными животными. В исследовании соблюдались: «Правила лабораторной практики в Российской Федерации» утверждённые приказом МЗ РФ №708н от 23.08.10 и Европейской конвенции «Directive 2010/63/EU 22 September 2010».

Модель хронической интоксикации бором воспроизводилась у 60 крыс путём дачи вместе с питьевой водой, на протяжении 60 дней, раствора тетрабората натрия из расчёта 20 мг/кг бора. После окончания затравки животные были разделены на две группы: опытная, получавшая клеточную терапию, и контрольную. Аллогенные мультипотентные мезинхимальные стромальные клетки (ММСК) выделялись из бедренной кости 5 крыс в возрасте 3 месяца, забитых под эфирным наркозом методом декапитации и находившихся при температуре 0єС в течение 7 дней. Забор костного мозга осуществлялся в соответствии со стандартными операционными процедурами разработанными ранее [6]. Выделенные клетки культивировались в условиях in vitro до шестого пассажа, иммунофенотипировались и использовались в эксперименте. Введение ММСК животным опытной группы осуществлялось внутрибрюшинно, в объёме 1,0 мл с концентрацией стромальных клеток 2х10⁶ кл/мл. Для оценки функционального состояния семенников определяли концентрацию, подвижность и морфологию сперматазоидов, полученных из хвостовой части эпидидимиса по методике Е.К.Миловановой в модификации Г.И.Егоровой. Кроме того, определяли осмотическую и кислотоустойчивость сперматозоидов. Учёт результатов осуществляли через 15, 30 и 120 дней после введения ММСК. Интактным контролем служили 15 животных.

Результаты исследования. Полученные результаты по оценке концентрации сперматозоидов за период исследования представлены на рисунке 1.

Как видно из приведенных на рисунке данных, в ранние сроки (до 30 дней) после введения ММСК достоверных изменений концентрации сперматозоидов в исследуемых группах не произошло. При этом следует отметить, что количество спермиев в опытной и контрольной группах находилось на уровне в 3 раза меньше, чем у интактных животных. В отдалённые сроки (120 дней) после введения клеток данный показатель соответствует параметрам интактных животных (10,3+1,9 и 12,5+1,3 10⁶мл соответственно). В контрольной группе количество сперматозоидов оставалось на начальном уровне.

Рис. 1 - Динамика изменения концентрации сперматозоидов (млн/мл)

Динамика изменений процента подвижных форм сперматозоидов представлена на рисунке 2.

Установлено, что в опытной группе процент подвижных сперматозоидов достоверно повышается и отличается от показателя контрольной группы (21,63+1,1% и 11,8+1,2% - p<0,05) через 15дней после введения клеток. Однако, по сравнению с исходными данными, различий не выявлено. Через 30 дней после введения ММСК процент подвижных сперматозоидов у животных опытной группы в 3 раза превышает показатели, как контрольной группы, так и исходные данные, и достигает величин интактных животных.

Полученный результат сохраняется и через 120 дней после введения ММСК.

При этом следует отметить, что в контрольной группе в этот период наблюдается тенденция к увеличению процента подвижных сперматозоидов, но его уровень остаётся в 2 раза ниже, чем в опытной группе.

Данные о динамике изменения процента патологических форм сперматозоидов представлены на рисунке 3.

Рис. 2 - Динамика изменения процента подвижных сперматозоидов

Рис. 3 - Динамика изменения процента патологических форм сперматозоидов

Через 15 дней, после введения ММСК, у животных опытной группы процент патологических форм сперматозоидов снижается и достоверно отличается как от исходных данных (21,63+1,9% и 38,33+2,7%, p<0,05), так и показателей контрольной группы (21,63+1,9% и 40,03+2,6%, p<0,05). Через 30 дней наблюдается та же картина.

В то же время, через 120 дней, процент патологически изменённых сперматозоидов практически соответствуют показателям у животных интактной группы. В то время как, у животных опытной группы данный показатель практически не меняется.

Наряду с функциональными показателями сперматогенеза были изучены адаптивные свойства сперматозоидов в тестах на осмотическую резистентность (% NaCl) и кислотоустойчивость (рН NaCl) таблица 1.

Таблица 1 - Динамика изменения осморезистентности и кислотоустойчивости сперматозоидов

Представленные в таблице результаты анализов показывают, что в ранние сроки после введения ММСК не происходит достоверных изменений изученных показателей по отношению к исходным данным. Однако при оценке отдалённых результатов (120 дней) установлена чёткая тенденция к их нормализации. В частности, абсолютные значения изученных параметров в опытной группе равны таковым у интактных животных, но при этом достоверно не отличаются от значений исходных данных.

Обсуждение полученных данных. Комплексный анализ полученных данных показал, что применение ММСК, выделенных из трупного костного мозга, позволяет улучшить функциональные показатели сперматогенеза у крыс с хроническим отравлением бором. На 15 сутки происходит увеличение процента подвижных спермиев в 3,3 раза по отношению к исходным показателям и в 1,6 раза по сравнению с контролем. Аналогичная картина наблюдается и при анализе процента патологически изменённых форм сперматозоидов. Их количество в 1,8 раза меньше в опытной группе при сравнении с исходными показателями и 1,95 раза по отношению к контролю. Особо следует подчеркнуть, что позитивный эффект проявляется через 15 дней после введения ММСК и сохраняется на протяжении 1 месяца. В отдалённом периоде, через 120 дней, происходит полная нормализация функциональных показателей сперматогенеза (число сперматозоидов в мл, подвижность спермиев, наличие патологически изменённых форм). Однако их адаптивные возможности (осморезистентность и кислотоустойчивость) восстанавливаются не полностью, хотя и имеют чёткую тенденцию к нормализации.

Результаты проведенных исследований позволяют утверждать, что ММСК, полученные из трупного костного мозга, наряду с другими клеточными продуктами [7, 8], могут быть использованы для коррекции нарушений функционального состояния сперматогенеза при хронической интоксикации соединениями бора.

Список литературы

сперматогенез интоксикация бор

1. Ермуханова Л.С., Борщук Е.Л., Верещагин А.И.,Порваткин Р.Б., Боев М.В. Состояние и динамика изменения факторов среды обитания в районах нефтедобычи Оренбургской области. // Здоровье населения и среда обитания. - №11 (248). - 2013. - С. 19-22.

2. Биологические резервы клеток костного мозга и коррекция органных дисфункций / под ред. В.А.Шумакова и Н.А.Онищенко. - М.: Лавр.; 2009 - 308 с.

3. Клеточная терапия / под ред. Ю.Л.Шевченко. - М.: МИА.; 2008 - 240 с.

4. Засорин Б.В., Курмангалиев О.М., Насиров И.Н., Белышев А.А., Абрешева Д.Ш. Экспериментальная оценка эффективности применения эмбрионально-клеточного «коктейля» при токсических формах нарушения сперматогенеза. // Медицинский журнал Западного Казахстана - 2010 - №3(27). - С.58 - 62.

5. El-Dakdoky MH,Abd El-Wahab HM. Impact of boric acid exposure at different concentrations on testicular DNA and male rats fertility. // Toxicol Mech Methods.2013 Jun;23(5):360-7.

6. Засорин Б.В., Курмангалиев О.М., Насиров И.Н., Гебель В.В. Оценка эффективности применения мультипотентных мезинхимальных клеток костного мозга для коррекции нарушений функции почек при остром отравлении. // Морфологические ведомости, 2013, №3, С. 43-45.

7. Засорин Б.В., Курмангалиев О.М., Насиров И.Н. Экспериментальная оценка применения мезинхимальных стромальных клеток аллогенного костного мозга для коррекции возрастных изменений. // Международный научно-исследовательский журнал, 2015, №8(39), ч.3 - С. 106 - 109.

Размещено на Allbest.ru