Использование нового биоматериала на основе продуктов секреции мезенхимных стволовых клеток человека и коллагена для восстановления сперматогенеза на моде-ли экспериментального крипторхизма

Армаис Альбертович Камалов; Владимир Игоревич Кирпатовский; Дмитрий Александрович Охоботов; Анастасия Юрьевна Ефименко; Павел Игоревич Макаревич; Георгий Дмитриевич Сагарадзе; Ольга Александровна Макаревич; Петр Петрович Нимирицкий; Наталия Андреевна Басалова; Давид Михайлович Камалов; Егор Олегович Осидак; Сергей Петрович Домогатский; Жанна Алексеевна Акопян; Всеволод Арсеньевич Ткачук

Использование нового биоматериала на основе продуктов секреции мезенхимных стволовых клеток человека и коллагена для восстановления сперматогенеза на моде-ли экспериментального крипторхизма

Армаис Альбертович Камалов¹, Владимир Игоревич Кирпатовский², Дмитрий Александрович Охоботов³, Анастасия Юрьевна Ефименко⁴, Павел Игоревич Макаревич⁵, Георгий Дмитриевич Сагарадзе⁶, Ольга Александровна Макаревич⁷, Петр Петрович Нимирицкий⁸, Наталия Андреевна Басалова⁹, Давид Михайлович Камалов¹⁰, Егор Олегович Осидак¹¹, Сергей Петрович Домогатский¹², Жанна Алексеевна Акопян¹³, Всеволод Арсеньевич Ткачук¹⁴

научная статья Страницы: 4-17

¹ д.м.н., профессор, академик РАН, директор, Медицинский научно-образовательный центр МГУ им. М.В. Ломоносова; зав. кафедрой урологии и андрологии, факультет фунда-ментальной медицины, МГУ им. М.В. Ломоносова
² д.м.н., профес-сор, врач, Медицинский научно-образовательный центр МГУ им. М.В. Ломоносова; зав. отделом экспе-риментального моделирования урологических заболеваний, Научно-исследовательский институт урологии им. Н.А. Лопаткина - филиал Национального медицин-ского исследовательского радиологического центра МЗ РФ (Москва)
³ к.м.н., врач-уролог, Медицинский научно-образовательный центр МГУ им. М.В. Ломоносова; ст. преподаватель, кафедра урологии и андрологии, факультет фундаментальной медицины, МГУ им. М.В. Ломоносова
⁴ к.м.н., ст. науч. со-трудник, Институт регенеративной медицины Медицинского научно-образовательного центра МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва)
⁵ к.м.н., ст. науч. сотрудник, лаборатория генно-клеточной терапии, Институт регенеративной медицины Медицинского научно-образовательного центра МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва)
^6,8 аспирант, кафедра биохимии, факультет фундаментальной медицины, МГУ им. М.В. Ломоносова
⁷ науч. сотрудник, ООО «Генная и клеточная терапия» (Москва)
⁹ студентка, биоло-гический факультет, МГУ им. М.В. Ломоносова
¹⁰ врач-уролог, Медицин-ский научно-образовательный центр МГУ им. М.В. Ло-моносова
¹¹ к.б.н., вед. науч. сотрудник, ООО «ИМТЕК» (Москва)
¹² к.б.н., вед. науч. сотрудник, лаборатория иммунохимии, Институт экспериментальной кардиологии, ФГУП РКНПК МЗ РФ (Москва)
¹³ к.м.н., зам. директора, Медицинский научно-образовательный центр МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва)
¹⁴ д.б.н., профессор, академик РАН, декан факультета фундаментальной медицины, МГУ им. М.В. Ломоносова; директор, Ин-ститут регенеративной медицины Медицинского научно-образовательного центра МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва)

Ключевые слова: инфертильность регенеративная медицина продукты секреции стволо-вых/прогениторных клеток мезенхимные стволовые/стромальные клетки факторы роста кон-диционированная среда сперматогенез сперматогонии

Аннотация

Представлены результаты исследования влияния биоматериала на основе продуктов секреции муль-типотентных мезенхимных стволовых/стромальных клеток жировой ткани человека и коллагенового геля на процесс восстановления сперматогенеза на модели экспериментального крипторхизма.

Для цитирования

Камалов А.А., Кирпатовский В.И., Охоботов Д.А., Ефименко А.Ю., Макаревич П.И., Сагарадзе Г.Д., Макаревич О.А., Нимирицкий П.П., Басалова Н.А., Камалов Д.М., Осидак Е.О., Домогатский С.П., Акопян Ж.А., Ткачук В.А. Использование нового биоматериала на основе продуктов секреции мезенхимных стволовых клеток человека и коллагена для восстановления сперматогенеза на моде-ли экспериментального крипторхизма // Технологии живых систем. 2017. № 1. С. 4–17.

Список источников

Камалов А.А., Сухих Г.Т., Кирпатовский В.И., Зарайский Е.И., Полтавцева Р.А., Плотни- ков Е.Ю., Кудрявцев Ю.В., Ефремов Е.А., Охоботов Д.А. Особенности регенерации тестикулярной ткани и восстановление фертильности у крыс на фоне ксенотрансплантации обогащенных стволовых и прогениторных клеточных культур при двухстороннем абдо-минальном крипторхизме // Урология. 2008. № 6. С. 4-7.
Popovici R.M., Kao L.C., Giudice L.C. Discovery of new inducible genes in in vitro decidualized human endometrial stromal cells using microarray technology // Endocrinology. 2000. № 141. Р. 3510-3513.
Arregui L., Dobrinski I. Xenografting of testicular tissue pieces: twelve years of an in vivo spermatogenesis system; Reproduction. Published in final edited form as // Reproduction. 2014. V. 148. № 5. Р. R71-R84.
Simon C., Caballero-Campo P., Garcia-Velasco J.A., Pellicer A. Potential implications of chemokines in reproductive function: an attractive idea // J. Reprod. Immunol. 1998. № 38. Р.169-193.
Guzeloglu-Kayisli Ozlem, Ali Kayisli Umit, Taylor Hugh S. The Role of Growth Factors and Cytokines during Implantation: Endocrine and Paracrine Interactions. Semin. Reprod. Med. Published in final edited form as // Semin. Reprod. Med. 2009. V. 27. № 1. Р. 62-79.
Hotary Kevin, Allen Edward, Punturieri Antonello, Yana Ikuo, Weiss Stephen J. Regulation of Cell Invasion and Morphogenesis in a Three-Dimensional Type I Collagen Matrix by Membrane-Type Matrix Metalloproteinases 1, 2, and 3 // J. Cell. Biol. 2000. V. 149. № 6. Р. 1309-1323.
Lo Kirk C., Domes Trustin. Can we grow sperm - A translational perspective on the current animal and human spermatogenesis models // Asian J. Androl. 2011. V. 13. № 5. Р. 677-682.
Akhmanova M., Osidak E., Domogatsky S., Rodin S., Domogatskaya A. Physical, Spatial, and Molecular Aspects of Extracellular Matrix of In Vivo Niches and Artificial Scaffolds Relevant to Stem Cells Research // Stem Cells Int. 2015. Р. 167025.
Droździk M., Kaczmarek M., Malinowski D., Broś U., Kazienko A., Kurzawa R., Kurzawski M. TGFβ3 (TGFB3) polymorphism is associated with male infertility // Sci. Rep. 2015. № 5. Р. 17-151.
Bornes Troy D.,Jomha Nadr M., Mulet-Sierra Aillette, Adesida Adetola B. Hypoxic culture of bone marrow-derived mesenchymal stromal stem cells differentially enhances in vitro chondrogenesis within cell-seeded collagen and hyaluronic acid porous scaffolds // Stem Cell Res. Ther. 2015. V. 6. № 1. Р. 84.
Lee Jae Ho, Yu Hye-Sun, Lee Gil-Su, Ji Aeri, Hyun Jung Keun, Kim Hae-WonCollagen gel three-dimensional matrices combined with adhesive proteins stimulate neuronal differentiation of mesenchymal stem cells // J. R. Soc. Interface. 2011. V. 8. № 60. Р. 998-1010.
OatleyJon M., Brinster Ralph L. Regulation of Spermatogonial Stem Cell Self-Renewal in Mammals // Annu. Rev. Cell. Dev. Biol. 2008. № 24. Р. 263-286.
Dores C., Dobrinski I. De novo morphogenesis of testis tissue: an improved bioassay to investigate the role of VEGF165 during testis formation // Reproduction. 2014. V. 148. № 1. Р. 109-117.
Yang S., Ping P., Ma M., Li P., Tian R., Yang H., Liu Y., Gong Y., Zhang Z., Li Z. Generation of Haploid Spermatids with Fertilization and Development Capacity from Human Spermatogonial Stem Cells of Cryptorchid Patients, Shanghai // China Stem. Cell. Reports. 2014. № 3. Р. 663-675.
Dirami G., Ravindranath N., Pursel V., Dym M. Effects of stem cell factor and granulocyte macrophage-colony stimulating factor on survival of porcine type A spermatogonia cultured in KSOM // Biol. Reprod. 1999. V. 61. № 1. Р. 225-230.
Камалов А.А., Сухих Г.Т, Зарайский Е.И., Кирпатовский В.И., Охоботов Д.А., Полтавцева Р.А., Каменская К.А., Макаров Е.А. Изменения популяции клеток Лейдига на фоне различных вариантов экспериментальной терапии обогащенными клеточными культурами // Естественные и технические науки. 2010. № 4. С. 95-99.
Сагарадзе Г.Д., Григорьева О.А., Ефименко А.Ю., Чапленко А.А., Суслина С.Н., Сысоева В.Ю., Калинина Н.И., Акопян Ж.А., Ткачук В.А. Терапевтический потенциал секреторных компонентов мезенхимных стромальных клеток человека: проблема стандартизации // Биомедицинская химия. 2015. Т. 61. Вып. 6. С. 750-759.
Kalinina N., Kharlampieva D., Loguinova M., Efimenko A., Ischenko D., Alekseev D., Grigorieva O., Sysoeva V., Rubina K., Lazarev V., Govorun V., Ageeva L., Sharonov G., Pobeguts O., Butenko I. Characterization of secretomes provides evidence for adipose-derived mesenchymal stromal cells subtypes // Stem cell research & therapy. 2015. № 6. Р. 221.
Lopatina T. et al. Adipose-Derived Stem Cells Stimulate Regeneration of Peripheral Nerves: BDNF Secreted by These Cells Promotes Nerve Healing and Axon Growth De Novo // PLoS ONE. 2011. № 6. Р. e17899.
Sullivan R. Epididymosomes: Role of extracellular microvesicles in sperm maturation // Front Biosci (Schol Ed.). 2016. № 8. Р. 106-114.
Machtinger R., Laurent L.C., Baccarelli A.A. Extracellular vesicles: roles in gamete maturation, fertilization and embryo implantation // Hum. Reprod. Update. 2016. V. 22. № 2. Р. 182-193.
Park M.H., etc. Effects of Extracellular Matrix Protein-derived Signaling on the Maintenance of the Undifferentiated State of Spermatogonial Stem cells from Poreine Neonatal Teshis // Asian-Australas J. Anim Sci. 2016. Oct; 29(10). P. 1398-1406.

[1] Камалов А.А., Сухих Г.Т., Кирпатовский В.И., Зарайский Е.И., Полтавцева Р.А., Плотни- ков Е.Ю., Кудрявцев Ю.В., Ефремов Е.А., Охоботов Д.А. Особенности регенерации тестикулярной ткани и восстановление фертильности у крыс на фоне ксенотрансплантации обогащенных стволовых и прогениторных клеточных культур при двухстороннем абдо-минальном крипторхизме // Урология. 2008. № 6. С. 4-7.

[2] Popovici R.M., Kao L.C., Giudice L.C. Discovery of new inducible genes in in vitro decidualized human endometrial stromal cells using microarray technology // Endocrinology. 2000. № 141. Р. 3510-3513.

[3] Arregui L., Dobrinski I. Xenografting of testicular tissue pieces: twelve years of an in vivo spermatogenesis system; Reproduction. Published in final edited form as // Reproduction. 2014. V. 148. № 5. Р. R71-R84.

[4] Simon C., Caballero-Campo P., Garcia-Velasco J.A., Pellicer A. Potential implications of chemokines in reproductive function: an attractive idea // J. Reprod. Immunol. 1998. № 38. Р.169-193.

[5] Guzeloglu-Kayisli Ozlem, Ali Kayisli Umit, Taylor Hugh S. The Role of Growth Factors and Cytokines during Implantation: Endocrine and Paracrine Interactions. Semin. Reprod. Med. Published in final edited form as // Semin. Reprod. Med. 2009. V. 27. № 1. Р. 62-79.

[6] Hotary Kevin, Allen Edward, Punturieri Antonello, Yana Ikuo, Weiss Stephen J. Regulation of Cell Invasion and Morphogenesis in a Three-Dimensional Type I Collagen Matrix by Membrane-Type Matrix Metalloproteinases 1, 2, and 3 // J. Cell. Biol. 2000. V. 149. № 6. Р. 1309-1323.

[7] Lo Kirk C., Domes Trustin. Can we grow sperm - A translational perspective on the current animal and human spermatogenesis models // Asian J. Androl. 2011. V. 13. № 5. Р. 677-682.

[8] Akhmanova M., Osidak E., Domogatsky S., Rodin S., Domogatskaya A. Physical, Spatial, and Molecular Aspects of Extracellular Matrix of In Vivo Niches and Artificial Scaffolds Relevant to Stem Cells Research // Stem Cells Int. 2015. Р. 167025.

[9] Droździk M., Kaczmarek M., Malinowski D., Broś U., Kazienko A., Kurzawa R., Kurzawski M. TGFβ3 (TGFB3) polymorphism is associated with male infertility // Sci. Rep. 2015. № 5. Р. 17-151.

[10] Bornes Troy D.,Jomha Nadr M., Mulet-Sierra Aillette, Adesida Adetola B. Hypoxic culture of bone marrow-derived mesenchymal stromal stem cells differentially enhances in vitro chondrogenesis within cell-seeded collagen and hyaluronic acid porous scaffolds // Stem Cell Res. Ther. 2015. V. 6. № 1. Р. 84.

[11] Lee Jae Ho, Yu Hye-Sun, Lee Gil-Su, Ji Aeri, Hyun Jung Keun, Kim Hae-WonCollagen gel three-dimensional matrices combined with adhesive proteins stimulate neuronal differentiation of mesenchymal stem cells // J. R. Soc. Interface. 2011. V. 8. № 60. Р. 998-1010.

[12] OatleyJon M., Brinster Ralph L. Regulation of Spermatogonial Stem Cell Self-Renewal in Mammals // Annu. Rev. Cell. Dev. Biol. 2008. № 24. Р. 263-286.

[13] Dores C., Dobrinski I. De novo morphogenesis of testis tissue: an improved bioassay to investigate the role of VEGF165 during testis formation // Reproduction. 2014. V. 148. № 1. Р. 109-117.

[14] Yang S., Ping P., Ma M., Li P., Tian R., Yang H., Liu Y., Gong Y., Zhang Z., Li Z. Generation of Haploid Spermatids with Fertilization and Development Capacity from Human Spermatogonial Stem Cells of Cryptorchid Patients, Shanghai // China Stem. Cell. Reports. 2014. № 3. Р. 663-675.

[15] Dirami G., Ravindranath N., Pursel V., Dym M. Effects of stem cell factor and granulocyte macrophage-colony stimulating factor on survival of porcine type A spermatogonia cultured in KSOM // Biol. Reprod. 1999. V. 61. № 1. Р. 225-230.

[16] Камалов А.А., Сухих Г.Т, Зарайский Е.И., Кирпатовский В.И., Охоботов Д.А., Полтавцева Р.А., Каменская К.А., Макаров Е.А. Изменения популяции клеток Лейдига на фоне различных вариантов экспериментальной терапии обогащенными клеточными культурами // Естественные и технические науки. 2010. № 4. С. 95-99.

[17] Сагарадзе Г.Д., Григорьева О.А., Ефименко А.Ю., Чапленко А.А., Суслина С.Н., Сысоева В.Ю., Калинина Н.И., Акопян Ж.А., Ткачук В.А. Терапевтический потенциал секреторных компонентов мезенхимных стромальных клеток человека: проблема стандартизации // Биомедицинская химия. 2015. Т. 61. Вып. 6. С. 750-759.

[18] Kalinina N., Kharlampieva D., Loguinova M., Efimenko A., Ischenko D., Alekseev D., Grigorieva O., Sysoeva V., Rubina K., Lazarev V., Govorun V., Ageeva L., Sharonov G., Pobeguts O., Butenko I. Characterization of secretomes provides evidence for adipose-derived mesenchymal stromal cells subtypes // Stem cell research & therapy. 2015. № 6. Р. 221.

[19] Lopatina T. et al. Adipose-Derived Stem Cells Stimulate Regeneration of Peripheral Nerves: BDNF Secreted by These Cells Promotes Nerve Healing and Axon Growth De Novo // PLoS ONE. 2011. № 6. Р. e17899.

[20] Sullivan R. Epididymosomes: Role of extracellular microvesicles in sperm maturation // Front Biosci (Schol Ed.). 2016. № 8. Р. 106-114.

[21] Machtinger R., Laurent L.C., Baccarelli A.A. Extracellular vesicles: roles in gamete maturation, fertilization and embryo implantation // Hum. Reprod. Update. 2016. V. 22. № 2. Р. 182-193.

[22] Park M.H., etc. Effects of Extracellular Matrix Protein-derived Signaling on the Maintenance of the Undifferentiated State of Spermatogonial Stem cells from Poreine Neonatal Teshis // Asian-Australas J. Anim Sci. 2016. Oct; 29(10). P. 1398-1406.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи