Chorioalantoická membrána ako alternatívny animálny model pre štúdium biokompatibility pórovitého materiálu určeného pre regeneráciu tvrdých tkanív

Chorioalantoická membrána ako alternatívny animálny model pre štúdium biokompatibility pórovitého materiálu určeného pre regeneráciu tvrdých tkanív

Rok:
2022

Celkové hodnotenie

Vedecká práca: 
0
75%
Prevedenie (dizajn): 
0
75%
Diskusná interakcia: 
0
75%
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
Ing. Zuzana Brnoliaková PhD.100%100%100%
Ing. Pavol Farkaš PhD.100%100%100%
ISBN: 978-80-972360-8-3
Kľúčové slová: 
angiogenéza
biomateriál
chitosan
chorioalantoická membrána
polyhydroxybutyrát
regenerácia

Chorioalantoická membrána ako alternatívny animálny model pre štúdium biokompatibility pórovitého materiálu určeného pre regeneráciu tvrdých tkanív

Zuzana Demčišáková1 Lenka Luptáková2 Zuzana Tirpáková2 Alena Kvasilová3 Ľubomír Medvecký4 Eva Petrovová1
1Katedra morfologických disciplín, Univerzita veterinárskeho lekárstva a farmácie v Košiciach, Komenského 73, 041 81 Košice, Slovensko
2Katedra biológie a fyziológie, Univerzita veterinárskeho lekárstva a farmácie v Košiciach, Komenského 73, 041 81 Košice, Slovensko
3Anatomický ústav, Univerzita Karlova, U nemocnice 3, 128 00 Praha 2, Česká Republika
4Ústav materiálového výskumu, Slovenská akadémia vied, Watsonova 1935/47, 040 01 Košice, Slovensko
zuzana.demcisakova@gmail.com

Chorioalantoická membrána (CAM) je vtáčia extraembryonálna membrána používaná ako experimentálny model na štúdium angiogenézy a jej inhibície v reakcii na tkanivá, bunky alebo rozpustné faktory. Cieľom našej práce bolo zhodnotiť angiogénnu odpoveď CAM kuracieho embrya (Gallus gallus domesticus) po implantovaní acelulárneho materiálu na báze polyhydroxybutyrátu a chitosanu (PHB/CHIT), určeného pre klinické použitie v oblasti regenerácie tvrdých tkanív. Angiogénnu odpoveď CAM sme sledovali v závislosti od pridania vaskulárneho rastového faktora (VEGF-A), fyziologického roztoku (PHY) a inhibítora FGF-2 (SU5402). Na 7 embryonálny deň (ED) bol testovaný materiál implantovaný na CAM samostatne/alebo s prídavkom VEGF-A (aplikačná dávka 25 ng), PHY alebo inhibítora FGF-2 (SU5402, koncentrácia 5 mM). Na ED10 (72 hodín od implantácie PHB/CHIT) sme markermi embryonálneho endotelu (WGA, SNA), myofibroblastov (SMA) a makrofágov (KUL-01) hodnotili tvorbu ciev v okolí a v póroch materiálu. Morfometricky sme hodnotili počet a priemer ciev, ako aj hrúbku vrstiev CAM v H-E rezoch. Morfologická a histochemická analýza ukázali vyšší angiogénny potenciál v neošetrenom materiály (77,51 ± 3,31 %) v porovnaní s materiálom s prídavkom VEGF-A (74,70 ± 4,06 %) a PHY (51,24 ± 8,04 %). Najnižší angiogénny potenciál bol pozorovaný v materiály po pridaní SU5402 (19,69 ± 6,83 %). Najviac zastúpenou skupinou ciev v okolitom tkanive CAM boli cievy s priemerom do 50 µm. Génová expresia angiogénnych markerov (VEGF-A a ANG-2) potvrdila histologické výsledky. Schopnosť detegovať angiogénne zmeny na povrchu a v póroch materiálu robí z tohto alternatívneho modelu vhodný systém pre skríning biokompatibility a funkčnosti, ako aj tkanivovej reakcie materiálov, ktoré možno použiť v regeneratívnej medicíne.

Poďakovanie: 

Štúdia bola podporená projektami VEGA 1-0050/19 a APVV-20-0073.

Diskusia

Dobrý deň, zaujímavá práca, veľmi novátorská. Mohli by ste, prosím Vás, špecifikovať na čo konkrétne bude možné využiť testovanú látku acelulárneho materiálu na báze polyhydroxybutyrátu a chitosanu (PHB/CHIT) v regeneratívnej medicíne, aký je jej aplikačný potenciál do praxe. Vedeli by ste odporučiť na akých iných biologických modeloch by bolo vhodné ju ešte testovať? Vopred ďakujem za odpovede, všetko dobre, veľa úspechov, ZB

Dobrý deň.

Ďakujem Vám za otázky.

Testovaný acelulárny biomateriál na báze polyhydroxybutyrátu a chitosanu (PHB/CHIT) bol primárne vyvinutý pre použitie v oblasti regenerácie tvrdých tkanív. Tento biopolymérny kompozit umožňuje vytvorenie optimálneho prostredia pre regeneráciu chondrálnych a osteochondrálnych defektov kĺbovej chrupky, kde je obmedzený prirodzený regeneračný potenciál. PHB/CHIT má potenciál aj na ďalšie klinické testovanie v ortopedickej oblasti, a to predovšetkým s nasadenými kmeňovými bunkami alebo trofickými faktormi.

V rámci štúdie sme sa zamerali na hodnotenie regeneračnej schopnosti PHB/CHIT z hľadiska angiogénneho potenciálu a biologickej kompatibility. Použili sme alternatívny animálny model, ktorým je chorioalantoická membrána vtáčieho embrya, ktorá predstavuje medzistupeň testovania medzi jednoduchým in vitro a komplexným in vivo systémom. Pre použitie novej terapie s využitím PHB/CHIT v klinickej praxi, či už v humánnej alebo veterinárnej medicíne, je nevyhnutné uskutočniť ďalšie in vivo štúdie testovaného biomateriálu s využitím biologických modelov (napr. malé prežúvavce – ovce a kozy, ošípané, psy alebo kone), ktorým sú vytvorené osteochondrálne defekty v miestach, kde by mala byť vylúčená spontánna regenerácia, a to v kondylárnej a trochleárnej oblasti stehnovej kosti. Jedným z najvhodnejších animálnych modelov je v tomto prípade model defektu kolenného kĺbu ovce, ktorý je široko akceptovaným a adekvátnym modelom používaným na hodnotenie regenerácie chrupky s využitím biopolymérov, v dôsledku funkčnej a morfologickej podobnosti medzi ovčou chrupkou a ľudskou chrupkou.

V prípade akýchkoľvek ďalších otázok ma, prosím, neváhajte kontaktovať.

Prajem Vám pekný deň.

S pozdravom

Demčišáková Zuzana

Ďakujem za detailne prepracovanú odpoveď, želám Vám všetko dobré a veľa profesných úspechov. Držte sa, ZB