Аннотация результатов, полученных в 2024 году
1.5. Описание выполненных в отчетном году работ и полученных научных результатов для публикации на сайте РНФ До 3 страниц (6 тыс. символов) текста, также указываются ссылки на информационные ресурсы в сети Интернет (url-адреса), посвященные проекту. В 2024 году в рамках выполнения проекта № 23-15-00481 была показана биосовместимость разработанных матрицы с янус-подобным интерфейсом и биоэквивалента при подкожной имплантации иммунодефицитным мышам. Модель была выбрана с учетом результатов проведенного нами систематического обзора (10.1186/s13287-024-03976-x) в части оценки эффективности регенерации тканей. В месте имплантации матрицы на 7е сутки наблюдали умеренную лимфо-макрофагальную инфильтрацию, формирование капсулы с капиллярами, при этом резорбция была минимальна; на 21е сутки количество тучных клеток снижалось, капсула вокруг импланта приобретала среднюю зрелость. При имплантации биоэквивалента на 7е сутки клеточная инфильтрация была более выражена по сравнению с первой группой, однако было отмечено начальное прорастание клеточных тяжей, которое значительно усиливалось к 21м суткам и сопровождалось формированием зрелой капсулы. Были установлены механические свойства эквивалента, сформированного из жизнеспособных сфероидов из клеток мезенхимного (МСК-Д) и эпителиального (клетки букккального эпителия) фенотипов, средний диаметр которых составил 113,7 ± 13,4 мкм и 166,1 ± 21,9 мкм, соответственно. Установлено, что при созревании клетки пролиферировали и мигрировали, заполняя почти полностью объем гидрогелевого компонента эквивалента. Отличительной особенностью от эпителиальных клеток МСК-Д являлось более ранее начало распространения в виде отростков (3и сутки), которые удлинялись и ветвились на 7й день. При созревании масса эквивалентов, состоящих из сфероидов обоих типов, значимо не изменялась в течение 7 суток, однако к 14 суткам происходило постепенное падение до 87,5% от исходного значения. В качестве неразрушающего метода контроля качества формируемых эквивалентов была показана возможность применения метода рентгеновской микротомографии (10.3390/cells13151234). Измерение их механических свойств показало, что с 1го дня после печати разброс эффективного модуля Юнга и времени релаксации увеличивался. На их основе была создана механическая модель созревания эквивалента, в которой деградация гидрогелевого компонента представляли как экспоненциальную зависимость от времени и экспериментальная зависимость для времени релаксации напечатанных структур была аппроксимирована экспоненциальной функцией вида: Y(t) = (Y0 – Yinf)*exp(-t/tau) + Yinf, где Y0 – начальное значение параметра, Yinf – конечное значение параметра, и tau – характерное время деградации. Для упрощения модели формирование слоя принималось как изменение формы и слияние сфероидов с сохранением занимаемого объема, при которых одновременно происходит снижение жесткости окружающего гидрогеля. С целью потенциальной оптимизации механических свойств формируемого биоэквивалента за счет введения дополнительных слоев или других материалов, а также валидации разработанных моделей относительно других тканей нами был проведен анализ образцов стенки аорты (10.17691/stm2024.16.4.05). Была показана эффективность применения матрицы с янус-подобным интерфейсом в модели хронической стриктуры уретры у кроликов при сроке наблюдения до 270 суток. Имплантация матрицы обеспечивала полную регенерацию уротелия (на 15е сутки до 50% поверхности импланта было покрыто низкодифференцированным эпителием, а к 90м суткам происходило почти полное восстановление слизистой оболочки), что сопровождалось меньшим уровнем локального воспаления, слабой склонностью к формированию вторичных стриктур и достаточной степенью васкуляризации (кровеносные сосуды разного калибра). При проведении морфометрического анализа была разработана модель детекции сосудов, которая показала высокую точность в выделении сосудистых структур, в том числе применительно к другим состояниям (10.1016/j.jpi.2024.100395). Полученные результаты имплантации матрицы коррелирует с данными, описанными в проведенном нами систематическом обзоре доклинических испытаний (10.1002/btm2.10700). Была разработана модель повреждения мочеточника у минипигов, которую формировали острым способом (иссечение участка мочеточника с замещением удаленного фрагмента матрицей с янус-подобным интерфейсом). После операции локальная гиперемия и отёк отсутствовали, швы располагались корректно, признаков их несостоятельности или формирования сером не наблюдали. Паранефральные ткани были без патологических изменений, что свидетельствовало о нормальном заживлении и отсутствии осложнений в области операции. Анализ перинефральной жидкости показал наличие протеинурии и гематурии, а также высокое альбумин-креатининовое соотношение, что в целом является ожидаемым следствием повреждения тканей и сосудов и не выходило за рамки ожидаемых физиологических отклонений. По результатам УЗИ скопления жидкости или признаков абсцедирования не наблюдали; зона операционного поля была без признаков инфильтрации или нарушения целостности тканей. Согласно гистологическому анализу в области имплантации матрицы стенка мочеточника была восстановлена почти полностью с характерными глубокими продольными складками слизистой оболочки и почти полной эпителизацией (90%; зрелый и дифференцированный многослойный переходный эпителий). В 2024 году результаты реализации проекта были опубликованы в виде 5 статей, из них 3 статьи в журналах, относящихся к первому квартилю, и представлены на всероссийских и международных мероприятиях (в частности, на XX Конгрессе по биологии и технологии стволовых клеток (Тегеран, Иран)). В 2025 году планируется установить безопасность и эффективность применения биоэквивалента при заместительной уретропластики у кроликов и при повреждении мочеточника у минипигов, а также сформировать пакет документов и подать его для получения разрешения локального этического комитета на проведение пилотных клинических испытаний. Будет опубликовано не менее 4 статей в международных журналах, индексируемых в Scopus и/или Web of Science. По результатам выполнения проекта будет разработан новый подход к восстановлению протяженных дефектов трубчатых органов мочевыводящих путей (уретра и мочеточник) с помощью биоэквивалентов и будет опубликовано не менее 12 статей в международных журналах, индексируемых в Scopus и/или WoS.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В 2025 году в рамках выполнения проекта № 23-15-00481 для установления безопасности и эффективности были сформированы двухслойные биоэквиваленты согласно протоколам, разработанным в течение 1-го и 2-го годов реализации, для проведения операций по заместительной уретропластике у кроликов и восстановлению повреждения мочеточников у минипигов. Показано, что клетки в составе полученных биоэквивалентов имели высокий уровень жизнеспособности, а при культивировании до 3 недель доля мертвых клеток не превышала 20 %. Анализ литературных источников подтвердил применимость сфероидов из мезенхимных стромальных клеток, входящих в состав биоэквивалента, в том числе для улучшения его васкуляризации. Кроме того, был выявлен потенциал применения материала на основе амниона для выполнения подобных реконструктивных операций трубчатых органов мочевыделительной системы. Была показана безопасность и эффективность применения биоэквивалента при заместительной уретропластики у кроликов. Ретроградная уретроцистография через 3 месяца после операции не выявила рубцовых изменений в тканях, а также наличия вторичных стриктур или патологических затеков контрастного вещества, что подтверждает функциональное восстановление мочеиспускательного канала. Результаты рентгеновской микротомографии показали, что через 45 суток биоэквивалент полностью интегрировался с окружающими тканями и была сформирована слизистая оболочка, и подтверждались данными гистологического исследования. Так, выявлено, к 5 суткам после операции эпителий покрывал до 30% площади поверхности импланта, а полная эпителизация отмечена на 15 сутки, его дифференцировка завершалась к 45 суткам (и к 90 суткам эпителий имел типичную структур со сформированными сосочками слизистой оболочки). Фрагменты импланта не были обнаружены после 45 суток, под эпителием была расположена собственная соединительная ткань. При сравнении с результатами имплантации матрицы с янус-подобным интерфейсом показано, что применение обоих типов импланта для восстановления дефекта уретры было эффективно и обеспечивало восстановление специфической структуры слизистой оболочки, однако использование биоэквивалента позволило улучшить эпителизацию в месте имплантации на ранних сроках и ускорить созревание эпителия. Была установлена безопасность и эффективность применения биоэквивалента при восстановлении повреждения мочеточника у минипигов. При ультразвуковом исследовании на 3-й день после операции ткани имели нормальное анатомическое строение с однородной эхоструктурой. В отделяемом по дренажу были обнаружены эритроциты и белок, что не выходило за рамки ожидаемых физиологических отклонений. Данные компьютерной томографии с внутривенным контрастированием через 1 месяц после операции подтвердили целостность мочевыводящих путей. В анализах крови животных не было обнаружено изменений, характерных для патологии внутренних органов или гнойно-септических процессов. Результаты рентгеновской микротомографии показали, что при имплантации матрицы с янус-подобным интерфейсом через 1 месяц стенка мочеточника истончена, а через 3 обнаружен слой фиброзной ткани без формирования слизистой оболочки. При применении биоэквивалента отмечено начало образования слизистой оболочки через 1 месяц, которое завершалось к 3 месяцу. Однако согласно гистологическому анализу в первом случае через 1 месяц зона имплантации была покрыта незрелым эпителием, под которым присутствовали тонкий слой рыхлой волокнистой соединительной ткани и фиброзная ткань с участками разрыхления – остатками матрицы; к 3 месяцу эпителий завершал дифференцировку, под ним наблюдали широкий слой фиброзной ткани. Во втором случае через 1 месяц наблюдали высокую степень дифференцировки эпителия, а также более широкий слой рыхлой волокнистой соединительной ткани, под которым также располагался однородный слой фиброзной ткани; через 3 месяца он был менее выражен и содержал пучки гладкомышечных волокон, эпителий был зрелым, подслизистая основа была представлена рыхлой волокнистой соединительной тканью. Так, имплантация биоэквивалента в отличие от матрицы с янус-подобным интерфейсом позволила ускорить формирование и созревание эпителия и улучшить интеграцию с окружающими тканями с менее выраженным формированием рубцовой ткани. Для проведения пилотных клинических испытаний решений, разработанных в рамках представленного проекта, было получено разрешение Локального этического комитета ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет). В 2025 году результаты реализации проекта вошли в 2 статьи в ведущих профильных журналах, относящихся к первому и второму квартилю, и представлены на всероссийских и международных мероприятиях (в частности, на TERMIS-AP (Ухань, Китай)).