ЕМБРІОНАЛЬНІ НЕЙРОНАЛЬНІ КЛІТИНИ У РЕПАРАТИВНІЙ РЕГЕНЕРАЦІЇ КОХЛЕАРНИХ СТРУКТУР ТА СЛУХОВОГО НЕРВА ЗА УМОВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО АМІНОГЛІКОЗИДНОГО ОТОТОКСИКОЗУ
DOI:
https://doi.org/10.37219/xqh9bk48Ключові слова:
ембріональні нейрональні клітини, гентаміциновий ототоксикоз, внутрішнє вухо, слуховий нерв, електронна мікроскопія, ремієлінізація, лемоцитиАнотація
Анотація
Актуальність. Сенсоневральна приглухуватість є поліетіологічною патологією, ефективних методів лікування якої наразі не розроблено. Клітинна терапія відкриває нові можливості для регенерації кохлеовестибулярного апарату, проте ультраструктурні механізми цього процесу залишаються недостатньо вивченими.
Мета дослідження. За допомогою електронної мікроскопії вивчити особливості ультраструктурних змін та оцінити регенеративний потенціал ембріональних нейрональних клітин (ЕНК) за їх інтратимпанального та субокципітального введення тваринам із модельованим аміноглікозидним ототоксикозом.
Матеріали та методи. Експеримент проведено на 30 морських свинках масою 500–900 г, розподілених на 6 груп. Ототоксикоз моделювали внутрішньом'язовим введенням гентаміцину сульфату (100 мг/кг, 14 діб). Суспензію ЕНК (2×10⁶ клітин в об'ємі 0,5 мл) вводили інтратимпанально або субокципітально на 1-шу чи 15-ту добу. Стан слуху оцінювали за допомогою реєстрації коротколатентних слухових викликаних потенціалів (КСВП). Тканини внутрішнього вуха та слухового нерва досліджували методом трансмісійної електронної мікроскопії (ТЕМ).
Результати. Введення ЕНК здоровим тваринам підтвердило їх безпеку та біосумісність. Застосування ЕНК на 1-шу добу продемонструвало виражений превентивний нейропротекторний ефект. При введенні ЕНК на 15-ту добу після завершення курсу гентаміцину встановлено, що субокципітальний шлях забезпечує активну трансендотеліальну міграцію клітин у судинну смужку, посилену васкуляризацію, резорбцію ліпопротеїдних продуктів деградації мієліну та мітохондріогенез у лемоцитах. За інтратимпанального введення верифіковано паракринний ефект, що виявився у нормалізації ламел мієлінових оболонок, формуванні мезаксонів, стабілізації цитоскелета аксоплазми (нейротубул) та збереженні аферентних аксосоматичних синапсів.
Висновки. Трансплантація ЕНК ефективно стимулює репаративну регенерацію ушкоджених ультраструктур внутрішнього вуха та слухового нерва. Субокципітальний шлях введення є патоморфологічно більш ефективним для безпосередньої інтеграції клітин, тоді як інтратимпанальний запуск регенерації опосередковується переважно паракринними механізмами.
Посилання
1. Magomedov MM. [Use of fetal tissue in otolaryngology. Analysis of problem and future]. Vestn Otorinolaringol. 1998;(2):16-23. [Russian].
2. Magomedov MM. [The use of fetal tissues in the therapy of chronic sensorineural hearing loss]. In: Proceedings of the International Scientific Conference dedicated to the 75th anniversary of the Department of Otolaryngology of Dnipropetrovsk and clinics of medical academies; 1997; Dnipropetrovsk. p. 140-141. [Russian].
3. Semenova VV, Tsimbalyuk VI, Pichkur LD, Staino LP. [Cytostructural comparative evaluation of human embryonic neural tissue growth during cultivation using various storage methods]. Ukr Neurosurg J. 2008;(4):68-71. [Russian].
4. Sapizhak I, Timen G, Semenova V, Staino L. Influence of embryonic neuronal cells on the structures of the internal auricles in experimental ototoxicosis (morphological assessment). Ukr Neurosurg J. 2017;(4):32-37. doi: 10.25305/unj.115236.
5. Tsimbalyuk VI. [Neurotransplantation]. Likuvannya ta Diagnostika. 2000;(3):15-19. [Ukrainian].
6. Chaikovsky YuV, Deltsova OI, Gerashchenko SB. [Brain stem cells in the postnatal period]. World Med Biol. 2011;7(4):148-153. [Ukrainian].
7. Groves AK. The challenge of hair cell regeneration. Exp Biol Med (Maywood). 2010;235(4):434-446. doi: 10.1258/ebm.2010.009318.
8. Huisman MA, Rivolta MN. Neural crest stem cells and their potential application in a therapy for deafness. Front Biosci (Schol Ed). 2012;4(1):121-132. doi: 10.2741/s254.
9. Kersigo J, Fritzsch B. Inner ear hair cells deteriorate in mice engineered to have no or diminished innervation. Front Aging Neurosci. 2015;7:33. doi: 10.3389/fnagi.2015.00033.
10. Nishimura K, Nakagawa T, Ono K, Ogita H, Sakamoto T, Yamamoto N, et al. Transplantation of mouse induced pluripotent stem cells into the cochlea. Neuroreport. 2009;20(14):1250-1254. doi: 10.1097/WNR.0b013e32832f3f4c.
11. Nakagawa T, Ito J. Cell therapy for inner ear diseases. Curr Pharm Des. 2005;11(9):1203-1207. doi: 10.2174/1381612053507530.
12. Oshikawa M, Ikeda R, Saito T, Nakagawa T, Ito J. Role of neurotrophic factors (BDNF and GDNF) on the survival of neural progenitor cells transplanted into the inner ear. Hear Res. 2004;195(1-2):74-82. doi: 10.1016/j.heares.2004.05.003.
13. Rivolta MN, Li H, Heller S. Generation of inner ear cell types from embryonic stem cells. Methods Mol Biol. 2006;330:71-92. doi: 10.1385/1-59745-028-1:71.
14. Matsui JI, Ogilvie JM, Warchol ME. Inhibition of caspases prevents ototoxic and ongoing hair cell death in the mature central auditory system. J Neurosci. 2003;23(21):7822-7831. doi: 10.1523/JNEUROSCI.23-21-07822.2003.
15. Bas E, Martinez-Monedero R, Corrales CE, Edge AS. Mechanisms of aminoglycoside ototoxicity and targets of hair cell protection. Mol Neurobiol. 2012;46(3):564-577. doi: 10.1007/s12035-012-8302-3.
16. Steffen A, Takebayashi S, Nakagawa T, Iwai K, Ito J. Survival and differentiation of neural stem cells grafted into injured inner ears of mice. Acta Otolaryngol. 2003;123(5):590-595. doi: 10.1080/00016480310001297.
17. Martinez-Monedero R, Corrales CE, Edge AS. Stem cells for the replacement of inner ear neurons and hair cells. Int J Dev Biol. 2007;51(6-7):645-653. doi: 10.1387/ijdb.072346rm.
18. Council of Europe. European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Raised for Experimental and Other Scientific Purposes. Strasbourg: Council of Europe; 1986. Treaty Series No.: 123.
