Аллогенные биоматериалы для регенерации кишечника

Аллогенные биоматериалы в регенерации кишечника- это созданные в процессе децеллюляризации каркасы, которые могут служить полноценным биомиметиком для удлинения кишки, способные стимулировать процессы регенерации трехслойной архитектуры стенок. К характерным особенностям таких матриксов относят постепенную биодеградацию и резорбцию макрофагами с иммунорегенераторной кооперацией, обеспечивая таким образом селективный рост тканей на месте имплантации без признаков рубцевания или инкапсуляции, способствуя также обратному развитию поствоспалительных фиброзных и дегенеративно-дистрофических изменений в тканях ^[1].

Синдром короткой кишки (СКК) - представляет собой тяжелое состояние, возникающее вследствие нехватки функционально активного кишечного эпителия по причине врожденного отсутствия или последующей потери его части, часто возникающей в результате массивной хирургической резекции тонкого кишечника и является основной причиной заболеваемости и смертности у детей и у взрослых.

Наиболее распространенными причинами СКК у новорожденных являются операции по поводу врожденных атрезий тонкого кишечника, мальротации и гастрошизиса. У взрослых причинами могут быть неспецифический язвенный колит, гранулематоз Крона, кишечная непроходимость, инфаркт кишки, радиационные повреждения ^[2]. В результате обширных резекций тонкой кишки, проведенной при оперативном лечении врожденных пороков развития и заболеваний кишечника, и приводит к хронической кишечной недостаточности, проявляющейся мальабсорбцией, мальдигестией, мальнутрицией и расстройствами гомеостаза

Вследствие этого СКК представляет собой наиболее значимую проблему для регенеративной хирургии, решение которой кроется в стимуляции регенерации оставшейся резидуальной кишки для дальнейшего компенсирования явлений нутритивной недостаточности.

В настоящее время биомиметическими матриксами для замещения тканей кишечника используется множество разных каркасов, таких как бесклеточный дермальный матрикс^[3], подслизистая основа тонкого кишечника^[4], коллагеновая губка^[5]или полигликолевая кислота ^[6] и каркасов на основе хитозана, фиброина шелка, спидроина. В большинстве работ заявлено, что имплантированный в организм аллогенный децеллюляризированный биоматериал, созданный на основе коллагенового матрикса, может служить полноценным биомиметиком для удлинения кишки.

Также используются методики, заключающиеся в выделении органоспецифических культур стволовых клеток с последующей дифференцировкой мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток, подсаженных на различные матрицы, что объясняет перспективы замещения функции кишечника in vivo функционально полноценными тканями данного генеза.^[7][8]

Одним из перспективных направлений клеточной инженерии является использование плюрипотентных эмбриональных стволовых клеток (ЭСК), имеющих возможности дифференцировки в клеточные структуры кишечного генеза и органоиды^[9][10], представляющие собой самоорганизующиеся трехмерные структуры с высокоскладчатой структурой крипт и ворсин, образующих полую структуру из клеток различной степени дифференцировки. В исследовании Watanabe S et al., проведенном в 2021 году, демонстрируется регенерация участка кишки благодаря самостоятельному присоединению структур к поврежденной области с восстановлением ее дистальной части.

Перспективным направлением в разработке ткане-инженерной тонкой кишки для лечения СКК является использование аутогенных ММСК, которые играют ключевую роль в регенерации тканей и их можно использовать без этических дебатов, что может стать альтернативой или дополнением к существующим методам лечения и помочь пациентам с СКК восстановить нормальную функцию кишечника и улучшить качество жизни

Из вышесказанного, стоит отметить, что на сегодняшний день существует большое количество различных методов выращивания участка кишки, в том числе и разработка тканеинженерной тонкой кишки, но все из них имеют собственные ограничения, которые либо не позволяют полноценно восстановить функциональные слои кишечника, либо их введение в организм сопряжено с риском возникновения канцерогенеза, либо применение ограничено этико-правовыми аспектами ^[11][12]

Биологические матриксы на основе аллогенных биоматериалов получают в результате децеллюляризации нативных органов, что позволяет сохранить их макро- и микроархитектуру, а также механические свойства^[13]. Этот процесс включает удаление клеток из органа, оставляя при этом внеклеточный матрикс, который может служить основой для роста новых клеток. Такие матриксы обладают высокой биосовместимостью и могут быть использованы для создания функциональных тканей, что делает их особенно привлекательными для применения в регенеративной медицине^[14].

Существуют экспериментальные работы, посвященные регенеративному потенциалу аллогенных децеллюляризированных каркасов^[15][16]

Согласно представленным данным при имплантации аллогенного биоматериала в форме трубки, циркулярно замещающей резецированный сегмент кишечника на модели экспериментального СКК крысы удалось достигнуть регенерации трехслойной архитектуры кишки .