Влияние ибупрофена на остеогенные свойства матриксов, несущих аденовирусные конструкции с геном BMP2

И.А. Недорубова; В.О. Черномырдина; А.Ю. Меглей; В.П. Басина; В.С. Кузнецова; А.В. Васильев; Т.Е. Григорьев; Ю.Д. Загоскин; С.Н. Чвалун; Д.В. Гольдштейн; Т.Б. Бухарова

doi:10.31088/CEM2024.13.4.36-46

И.А. Недорубова ФГБНУ Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0001-8472-7116
В.О. Черномырдина ФГБНУ Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова, Москва, Россия; ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» Минздрава России, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0003-3828-8495
А.Ю. Меглей ФГБНУ Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова, Москва, Россия; ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» Минздрава России, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0003-2970-7176
В.П. Басина ФГБНУ Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова, Москва, Россия https://orcid.org/0009-0006-0127-6502
В.С. Кузнецова ФГБНУ Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова, Москва, Россия; ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» Минздрава России, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0001-8643-1642
А.В. Васильев ФГБНУ Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова, Москва, Россия; ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» Минздрава России, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-7169-2724
Т.Е. Григорьев ФГБУ Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, Россия; ФГАОУ ВО Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия https://orcid.org/0000-0001-8197-0188
Ю.Д. Загоскин ФГБУ Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-5825-8333
С.Н. Чвалун ФГБУ Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, Россия https://orcid.org/0000-0001-9405-4509
Д.В. Гольдштейн ФГБНУ Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0003-2438-1605
Т.Б. Бухарова ФГБНУ Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0003-0481-256X

DOI: https://doi.org/10.31088/CEM2024.13.4.36-46

Аннотация

Введение. Разработка ген-активированных остеопластических материалов открывает новые возможности для эффективного лечения пациентов с дефицитом костной ткани.

Материалы и методы. Исследование проводили с использованием мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток, выделенных из жировой ткани крыс. Были получены матриксы на основе полилактидных гранул (PLA-гранул), коллагена I типа и фибрина, импрегнированные аденовирусными конструкциями с геном BMP2 (Ad-BMP2) и ибупрофеном. Адгезию клеток на матриксах оценивали методом сканирующей электронной микроскопии. Кинетику высвобождения аденовирусов исследовали методом спектрофотометрии, а ибупрофена – УФ-спектрофотомерии. Эффективность остеогенной дифференцировки клеток оценивали по экспрессии генов остеогенных маркеров методом ПЦР в режиме реального времени, продукции белков остеоиндукторов методом иммуноферментного анализа, по активности щелочной фосфатазы и минерализации внеклеточного матрикса мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток, полученных из жировой ткани крыс, при окрашивании ализариновым красным.

Результаты. Добавление ибупрофена во время трансдукции мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток, полученных из жировой ткани крыс, аденовирусами с геном BMP2 не только способствовало эффективной доставке целевого гена и продукции белка BMP-2, но и обеспечивало более выраженную остеогенную дифференцировку клеток. Включение ибупрофена в состав матриксов на основе PLA-гранул, коллагена I типа и фибрина позволило добиться длительного высвобождения препарата из материала. Разработанные матриксы, импрегнированные Ad-BMP2 и ибупрофеном, характеризуются высокими адгезионными свойствами. Вирусы, высвобождающиеся из матриксов, эффективно трансдуцировали клетки и индуцировали остеогенную дифференцировку мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток, полученных из жировой ткани крыс.

Заключение. Полученные матриксы, содержащие аденовирусные конструкции с геном BMP2 и ибупрофеном, обладают остеогенными свойствами in vitro и имеют высокий потенциал использования для лечения костных дефектов.

Ключевые слова: аденовирусные векторы, ибупрофен, костный морфогенетический белок, полилактид, коллаген, фибрин, остеогенная дифференцировка