Вплив трансплантації культур клітин підшлункової залози і стовбурових клітин на патогенез експериментального цукрового діабету - Автореферат

Останні дослідження in vitro показують, що бета-клітини мають достатньо високу здатність до регенерації (Dor Y. et al., 2004), але, з іншого боку, in vivo в умовах діабету ці клітини практично не відновлюються (Jonas J.-C. et al., 1999). Деякі автори (Mickel R. et al, 2005) припускають, що трансплантація культур клітин може активувати регенерацію збережених острівців у підшлунковій залозі реципієнта. Мета дослідження: удосконалити знання про вплив трансплантації культур клітин підшлункової залози і стовбурових гемопоетичних клітин на патогенез експериментального цукрового діабету на підставі вивчення особливостей вуглеводного, жирового обміну і морфологічних змін в ендокринній частині підшлункової залози, вираженості діабетичної мікроангіопатії після трансплантації. Для досягнення поставленої мети сформульовані наступні завдання дослідження: Вивчити вплив трансплантації культур клітин підшлункової залози і стовбурових клітин на вуглеводний обмін в умовах експериментального цукрового діабету. Дослідити морфологічні зміни острівкового апарату підшлункової залози після трансплантації культур клітин підшлункової залози і стовбурових клітин в умовах експериментального цукрового діабету.На 38 добу 12 тваринам цієї групи повторно ввели аналогічну культуру (група 2Б), тварини, що залишися, склали групу 2А. Так, при морфометричному аналізі ПШЗ було встановлено, що середня кількість острівців на 10 мм2 зрізу зменшилась у 5,3 разів (p<0,05) (табл.2,3), а ті, що залишилися, стали маленькими, в 1,7 рази менше, ніж у нормі (p<0,05), що призвело до зменшення питомого обєму острівкової тканини в 9,3 разів (p<0,05). Так, спостерігали збільшення рівня ТГ в 2,6 рази (p<0,05) (табл.4), ЗХ - в 1,6 рази (p<0,05), холестерину ЛПНЩ - в 2,1 рази (p<0,05), зниження рівня холестерину ЛПВЩ в 1,8 рази (p<0,05). І хоча кількість острівців на одиницю площі не змінилася, у самих острівцях залишався високим процент клітин, що проліферують (табл.2,3), він був менший ніж на 30 добу, але значно вищий (в 4,3 рази на 45 добу і в 3,1 рази на 70 добу), ніж в інтактних тварин. Результатом цього стало зменшення гіперглікемії на 45 добу у 1,1 рази (p<0,001) у порівнянні з 30 добою, та у 1,3 рази (p<0,001) на 70 добу, але цей рівень був набагато більше рівня глюкози у інтактних тварин - в 2,2 рази (p<0,001).У дисертаційний роботі проведено теоретичне узагальнення та експериментальне вирішення наукової проблеми встановлення впливу трансплантації культур острівкових клітин підшлункової залози і гемопоетичних стовбурових клітин на перебіг експериментального цукрового діабету у щурів із визначенням змін у вуглеводному, ліпідному обміні, у морфологічному стані підшлункової залози та артеріальних судин. Внутрішньочеревна трансплантація культури алогенних гемопоетичних стовбурових клітин, трансплантація живої культури ксеногенних клітин підшлункової залози і зруйнованої культури ксеногенних клітин підшлункової залози щурам із експериментальним цукровим діабетом призводять до поліпшення всіх досліджених показників перебігу цукрового діабету. На 40 добу після дворазової трансплантації культури клітин підшлункової залози і трансплантації гемопоетичних стовбурових клітин рівень інсуліну крові зростає в 11 разів і 16 разів, відповідно, а рівень глікемії знижується відповідно в 1,6 рази і 1,7 рази, але він залишається в обох групах в 1,4 рази більше, ніж у інтактних тварин. Після дворазової трансплантації живої культури клітин підшлункової залози і трансплантації культури гемопоетичних стовбурових клітин на 40 добу у порівнянні із тваринами з експериментальним цукровим діабетом, яким трансплантацію не виконували, спостерігається збільшення питомого обєму острівкової тканини в 3,2 рази і 5,0 разів, відповідно, а збільшення кількості клітин, що синтезують інсулін, на одиницю площі залози склало 4,1 і 6,2 разів відповідно. Після дворазової трансплантації культури клітин підшлункової залози і трансплантації гемопоетичних стовбурових клітин рівень тригліцеридів зменшується відповідно в 2,0 рази і 2,4 рази, загального холестерину - в 1,3 рази і 1,5 рази, холестерину ЛПНЩ - в 1,3 рази і 2,3 рази, індексу атерогенності - в 2,2 рази і 3,2 рази, а рівень холестерину ЛПВЩ збільшується в обох групах в 1,4 рази у порівнянні із тваринами з цукровим діабетом, яким трансплантацію не виконували.

Основний зміст

У дисертаційний роботі проведено теоретичне узагальнення та експериментальне вирішення наукової проблеми встановлення впливу трансплантації культур острівкових клітин підшлункової залози і гемопоетичних стовбурових клітин на перебіг експериментального цукрового діабету у щурів із визначенням змін у вуглеводному, ліпідному обміні, у морфологічному стані підшлункової залози та артеріальних судин.

1. Внутрішньочеревна трансплантація культури алогенних гемопоетичних стовбурових клітин, трансплантація живої культури ксеногенних клітин підшлункової залози і зруйнованої культури ксеногенних клітин підшлункової залози щурам із експериментальним цукровим діабетом призводять до поліпшення всіх досліджених показників перебігу цукрового діабету. Найбільш ефективними методами на 70 добу експерименту були одноразова трансплантація культури гемопоетичних стовбурових клітин і дворазова трансплантація живої культури клітин підшлункової залози.

2. На 40 добу після дворазової трансплантації культури клітин підшлункової залози і трансплантації гемопоетичних стовбурових клітин рівень інсуліну крові зростає в 11 разів і 16 разів, відповідно, а рівень глікемії знижується відповідно в 1,6 рази і 1,7 рази, але він залишається в обох групах в 1,4 рази більше, ніж у інтактних тварин.

3. Після дворазової трансплантації живої культури клітин підшлункової залози і трансплантації культури гемопоетичних стовбурових клітин на 40 добу у порівнянні із тваринами з експериментальним цукровим діабетом, яким трансплантацію не виконували, спостерігається збільшення питомого обєму острівкової тканини в 3,2 рази і 5,0 разів, відповідно, а збільшення кількості клітин, що синтезують інсулін, на одиницю площі залози склало 4,1 і 6,2 разів відповідно.

4. В умовах експериментального цукрового діабету деякі ацинарні екзокринні клітини та клітини проток підшлункової залози набувають здатність до синтезу інсуліну. На 30 добу алоксанового діабету середня кількість кластерів клітин, що формуються із ацинарних екзокринних клітин, які набули здатність синтезувати інсулін, на 10 мм2 зрізу склала 2,96±0,59, а середня кількість клітин у кластері дорівнювала 4,42±0,51. У групі інтактних тварин такі кластери знайдені не були. Після трансплантації клітинних культур середня кількість таких кластерів на одиницю площі залози достовірно не відрізнялась від тварин без трансплантації.

5. Після дворазової трансплантації культури клітин підшлункової залози і трансплантації гемопоетичних стовбурових клітин рівень тригліцеридів зменшується відповідно в 2,0 рази і 2,4 рази, загального холестерину - в 1,3 рази і 1,5 рази, холестерину ЛПНЩ - в 1,3 рази і 2,3 рази, індексу атерогенності - в 2,2 рази і 3,2 рази, а рівень холестерину ЛПВЩ збільшується в обох групах в 1,4 рази у порівнянні із тваринами з цукровим діабетом, яким трансплантацію не виконували. Трансплантація культури стовбурових клітин призводить до найбільш вираженої корекції дисліпідемії. Після виконання цього виду трансплантації рівні тригліцеридів, загального холестерину і холестерину ЛПВЩ достовірно не відрізняються від рівня інтактних тварин.

6. Трансплантації усіх використаних видів клітинних культур гальмують розвиток діабетичної мікроангіопатії. Наприкінці експерименту у тварин з дворазовою трансплантацією культури клітин підшлункової залози і гемопоетичних стовбурових клітин відносна товщина стінки прекапілярних артеріол серця була в 1,3 рази і 1,4 рази менше, стінки артеріол - в 1,2 рази і 1,3 рази менше, дрібних артерій - в 1,2 рази і 1,5 разів менше, відповідно, ніж у тварин без трансплантації. Введення клітин підшлункової залози призвело до неповного гальмування розвитку мікроангіопатії. Після дворазової трансплантації абсолютна і відносна товщина дрібних артерій і відносна товщина артеріол залишились більшими в 1,1 рази, ніж перед трансплантацією на 30 добу, інші показники достовірно не збільшились. Трансплантація культури стовбурових гемопоетичних клітин призводить до повного зупинення розвитку мікроангіопатії, усі показники достовірно не збільшились у порівнянні з даними на 30 добу, а абсолютна товщина стінки артеріол зменшилась в 1,2 рази.

7. Одержані результати є експериментальним обґрунтовуванням доцільності застосування трансплантації культур клітин підшлункової залози і стовбурових гемопоетичних клітин для корекції перебігу інсулін-залежного цукрового діабету.

1. Єльський В.М., Селезньова О.В., Зінкович І.І., Федорова А.О. Вплив трансплантації клітинних культур на виразність діабетичної дисліпідемії // Ендокринологія.-2006.-Т.11, №2.-С.175-180. (Здобувачка вивчила зміни показників ліпідного обміну. Спільно з співавторами виконано обговорення результатів і формулювання висновків).

2. Єльський В.М., Селезньова О.В., Зінкович І.І. Вплив трансплантації клітинних культур на вираженість діабетичної мікроангіопатії в експерименті // Клін. експерим. патологія.-2007.-Т.6, №1.-С.40-46. (Здобувачкою проведено морфометричний аналіз товщини стінок судин, обробка результатів. Спільно з співавторами виконано обговорення результатів і формулювання висновків).

3. Єльський В.М., Зінкович І.І., Селезньова О.В. Вплив трансплантації клітинних культур на основні показники вуглеводного обміну при експериментальному цукровому діабеті // Ендокринологія.-2007.-Т.12, №2.-С.276-286. (Здобувачка вивчила зміни показників вуглеводного обміну. Спільно з співавторами виконано обговорення результатів і формулювання висновків).

4. Єльський В.М., Селезньова О.В. Динаміка морфологічних змін у підшлунковій залозі тварин з експериментальним цукровим діабетом після трансплантації клітинних культур // Загальна патологія та патологічна фізіологія.-2007.-Т.2, №2.-С.72-75. (Здобувачкою виконано морфометричний аналіз підшлункової залози, обробка результатів і їх аналіз. Спільно з співавтором виконано обговорення результатів і формулювання висновків).

5. Єльський В.М., Селезньова О.В., Зінкович І.І. Вплив трансплантації клітинних культур на стан острівкового апарата пацюків з експериментальним цукровим діабетом // Патологія.-2006.-Т.3, №2.-С.43-49. (Здобувачкою виконано морфометричний аналіз підшлункової залози. Спільно з співавторами виконано обговорення результатів і формулювання висновків).

6. Селезнева Е.В. Современные представления о морфогенезе и регенерации островкового аппарата поджелудочной железы // Вестник неотложной и восстановительной медицины.-2005.-Т.6, №1.-С.151-154.

7. Селезнева Е.В., Зинкович И.И. Влияние трансплантации культуры островковых клеток поджелудочной железы на течение экспериментального сахарного диабета у крыс // Мат. конф. “Гомеостаз: физиология, патология, фармакология и клиника”.-2005.-Одеса.-С.206-209. (Здобувачкою виконано морфометричний аналіз підшлункової залози і стінок артеріальних судин серця. Спільно з співавтором виконано формулювання висновків).

8. Ельский В.Н., Зинкович И.И.., Селезнева Е.В. Состояние основных показателей жирового обмена у животных с экспериментальным сахарным диабетом после трансплантации культуры островковых клеток поджелудочной железы // Фізіол. журн.-2006.-Т.52, №2.-С.122. (Здобувачка вивчила зміни показників ліпідного обміну. Спільно з співавторами виконано формулювання висновків).

9. Селезнева Е.В. Влияние трансплантации стволовых клеток на регенерацию панкреатических островков // Проблемы, достижения и перспективы развития медикобиологических наук и практического здравоохранения.-2006.-Т.142, №3.-С.248.

10. Селезнева Е.В., Зинкович И.И. Эффект трансплантации культуры островковых клеток поджелудочной железы на течение экспериментального сахарного диабета // Мат. наук.-практ. конференції “IV читання ім.В.В.Підвисоцького”.-2005.-Одеса.-С.88-89. (Здобувачка вивчила зміни показників вуглеводного і ліпідного обміну. Спільно з співавтором виконано формулювання висновків).

11. Селезнева Е.В. Связь биохимических и морфологических показателей после трансплантации культуры клеток поджелудочной железы у крыс с аллоксановым диабетом // Мат. IX Українського біохім. зїзду.-2006.-Т.2.-С.146.

12. Зінкович І.І., Єльський В.М., Селезньова О.В. Ступінь корекції діабетичної дисліпідемії при експериментальному цукровому діабеті після трансплантації культур клітин підшлункової залози // Ендокринологія.-2007.-Т.12 (додаток).-С.80. (Здобувачка вивчила зміни показників ліпідного обміну. Спільно з співавторами виконано формулювання висновків).

13. Зінкович І.І., Селезньова О.В. Вплив трансплантації клітинних культур на розвиток діабетичної мікроангіопатії // “VI читання ім. В.В. Підвисоцького”: Бюлетень матеріалів наук. Конференції (31 травня - 1 червня 2007 р).-Одеса.-2007.-С.66-67. (Здобувачкою виконано морфометричний аналіз товщини стінок судин. Спільно з співавтором виконано формулювання висновків).