Офтальмохирургия. 2021; : 32-39
Переживаемость кератоцитов и эндотелиальных клеток заднего послойного трансплантата роговицы, культивированных в модифицированной консервационной среде
https://doi.org/10.25276/0235-4160-2021-2-32-39Аннотация
Цель. Сравнить переживаемость кератоцитов и клеток заднего эпителия (эндотелия) донорской роговицы человека в усовершенствованной среде для хранения и оптимизации гидратации роговицы.
Материал и методы. Использованы 2D-клеточные культуры кератоцитов и эндотелиальных клеток роговицы, культивированных в модифицированной консервационной среде в течение 14 и 7 сут. соответственно. Для подтверждения характерного фенотипа клеток проведено иммуноцитохимическое исследование к следующим маркерам: для кератоцитов – Люмикан, Кератокан и α-гладкомышечный актин; для эндотелиальных клеток – ZO-1 и Na/K-АТФаза. Для детекции запуска апоптоза в клеточной культуре кератоцитов исследовали Цитохром С, BAX, а также Каспазы 3 и 8. Подтверждение жизнеспособности клеточных культур после культивирования проводили с использованием набора «Live and Dead». Морфологию эндотелиальных клеток изучали при помощи электронного сканирующего микроскопа.
Результаты. 2D-культура кератоцитов, культивируемая в исследуемой среде, экспрессировала характерные маркеры: Люмикан, Кератокан и не экспрессировала α-гладкомышечный актин. Маркеров апоптоза в клеточной культуре кератоцитов спустя 14 сут. культивирования выявлено не было. При исследовании культуры эндотелия роговицы, культивируемой в течение 7 сут., выявлена экспрессия ZO-1 и Na/K-АТФазы, а также сохранение характерной гексагональной морфологии клеток по данным электронной микроскопии.
Заключение. Усовершенствованная среда для консервации роговицы обеспечивает сохранение уникального фенотипа кератоцитов, а также оказывает незначительное влияние на пролиферативную активность данных клеток в течение 14 суток. Среда сохраняет жизнеспособность и функциональную активность эндотелия роговицы как минимум до 7 суток культивирования.
Список литературы
1. Terry MA. Endothelial keratoplasty: history, current state, and future, directions. Cornea. 2006;25(8): 873–878. doi: 10.1097/01.ico.0000244869.54761.50
2. Мамиконян В.Р., Труфанов C.B. Автоматизированная задняя послойная кератопластика в лечении буллезной кератопатии. Бюллетень СО РАМН. 2009;138(4): 37–39.
3. Малюгин Б.Э., Мороз З.И., Борзенок С.А., Дроздов И.В., Айба Э.Э., Паштаев А.Н. Первый опыт и клинические результаты задней автоматизированной послойной кератопластики (ЗАПК) с использованием предварительно выкроенных консервированных ультратонких роговичных трансплантатов. Офтальмохирургия. 2013;3: 12–16.
4. Оганесян О.Г. Система хирургической реабилитации пациентов с эндотелиальной патологией роговицы: дис. … докт. мед. наук. М.; 2011.
5. Патент РФ на изобретение № 2676311С1 / 27.12.2018. Борзенок С.А., Малюгин Б.Э., Тонаева Х.Д., Ахмедов А.К., Керимов Т.З., Комах Ю.А., Белодедова А.В., Литвинов А.В. Средство консервации заднего послойного трансплантата роговицы. Доступно по: https://patenton.ru/patent/RU2676311C1 [Ссылка активна на 19.05.2021].
6. Тонаева Х.Д., Ахмедов А.К., Комах Ю.А., Малю- гин Б.Э., Борзенок С.А. Результаты разработки консервационной среды для предоперационной подготовки ультратонкого трансплантата роговицы. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2018;20: 165.
7. Travella J, Shah V, Davidson R. Ultrathin DSAEK. Int Ophthalmol. 2013;53(2): 21–30. doi: 10.1097/IIO.0b013e31827823a8
8. Turnbull J, Tsatsos M, Hossain PN, Anderson DF. Determinants of visual quality after endothelial keratoplasty. Surv Ophthalmol. 2016;61: 257–271. doi: 10.1016/j.survophthal.2015.12.006
9. Werner L, Wilbanks G, Nieuwendaal C. Localized opacification of hydrophilic acrylic intraocular lenses after procedures using intracameral injection of air or gas. J Cataract Refract Surg. 2015;41(1): 199–207.
10. Waite A, Davidson R, Taravella MJ. DSAEK Donor tissue preparation using a double pass microkeratome technique. J Cataract Refract Surg. 2013;39(3): 446–450. doi: 10.1016/j.jcrs.2012.10.048
11. Vignola R, Giurgola L, Colabelli Gisoldi RAM, Gaudio M, D’Amato Tóthová J, Pocobelli A. Monitoring the microbial contamination of donor cornea during all preservation phases: а prospective study in the Eye Bank of Rome. Transpl Infect Dis. 2019;21(2): 13041. doi: 10.1111/tid.13041
12. Lubatschowski H, Kermani O, Otten C, Yaller A, Schmiedt KC, Ertmer W. ArF-excimer laser-induced secondary radiation in photoablation of biological tissue. Lasers Surg Med. 1994;14(2): 168–177.
13. Малюгин Б.Э., Шилова Н.Ф., Антонова О.П., Анисимова Н.С., Шормаз И.Н. Сравнительный анализ клинико-функциональных результатов задней послойной кератопластики с использованием фемтосекундного лазера и микрокератома. Офтальмохирургия. 2019;1: 20–26
14. Патент РФ на изобретение № 2069951 C1 / 26.02.1993. Федоров С.Н., Мороз З.И., Борзенок С.А., Комах Ю.А. Среда для консервации роговицы глаза.
Fyodorov Journal of Ophthalmic Surgery. 2021; : 32-39
Survival of the posterior lamellar cornea graft keratocytes and endothelial cells cultivated in the modified corneal preservation media
https://doi.org/10.25276/0235-4160-2021-2-32-39Abstract
Purpose. To study the survival of keratocytes and endothelial cells of a human donor cornea storage in the standard and the new media which was specifically designed for optim ized cornea hydration.
Material and methods. 2D cell cultures of keratocytes and endothelial cells obtained from the Eye tissue bank were used for culture in improved storage media over a period of 14 and 7 days subsequently. To confirm phenotype characteristics, the cells were stained by the following markers: for keratocytes – Lumikan, Keratocan, and α-smooth muscle actin; for endothelial cells – ZO-1 and Na/K-ATPase. The onset of apoptosis in cell culture of keratocytes were detected with Cytochrome C, BAX, and Caspase 3 and 8. Viability of cell cultures after the cultivation was carried out using a commercial set of «Live and Dead». Morphology of the endothelial cells was assessed using an electron scanning microscope.
Results. It was shown that the 2D keratocyte culture cultured in the improved storage media expressed specific markers: Lumican, Keratocan, and did not express α-smooth muscle actin. There were no markers of apoptosis in the cell culture of keratocytes after 14 days of cultivation. Corneal endothelium cultured in the improved storage media expresses ZO-1, Na/K-ATPase and presented hexagonal cell shape morphology according to electron microscopy.
Conclusion. The improved storage media allow to preserve the unique phenotype of keratocytes, with a slight decrease in proliferative cells activity during 14 days. The media maintain a viable and functional corneal endothelium for at least seven da ys of cultivation.
References
1. Terry MA. Endothelial keratoplasty: history, current state, and future, directions. Cornea. 2006;25(8): 873–878. doi: 10.1097/01.ico.0000244869.54761.50
2. Mamikonyan V.R., Trufanov C.B. Avtomatizirovannaya zadnyaya posloinaya keratoplastika v lechenii bulleznoi keratopatii. Byulleten' SO RAMN. 2009;138(4): 37–39.
3. Malyugin B.E., Moroz Z.I., Borzenok S.A., Drozdov I.V., Aiba E.E., Pashtaev A.N. Pervyi opyt i klinicheskie rezul'taty zadnei avtomatizirovannoi posloinoi keratoplastiki (ZAPK) s ispol'zovaniem predvaritel'no vykroennykh konservirovannykh ul'tratonkikh rogovichnykh transplantatov. Oftal'mokhirurgiya. 2013;3: 12–16.
4. Oganesyan O.G. Sistema khirurgicheskoi reabilitatsii patsientov s endotelial'noi patologiei rogovitsy: dis. … dokt. med. nauk. M.; 2011.
5. Patent RF na izobretenie № 2676311S1 / 27.12.2018. Borzenok S.A., Malyugin B.E., Tonaeva Kh.D., Akhmedov A.K., Kerimov T.Z., Komakh Yu.A., Belodedova A.V., Litvinov A.V. Sredstvo konservatsii zadnego posloinogo transplantata rogovitsy. Dostupno po: https://patenton.ru/patent/RU2676311C1 [Ssylka aktivna na 19.05.2021].
6. Tonaeva Kh.D., Akhmedov A.K., Komakh Yu.A., Malyu- gin B.E., Borzenok S.A. Rezul'taty razrabotki konservatsionnoi sredy dlya predoperatsionnoi podgotovki ul'tratonkogo transplantata rogovitsy. Vestnik transplantologii i iskusstvennykh organov. 2018;20: 165.
7. Travella J, Shah V, Davidson R. Ultrathin DSAEK. Int Ophthalmol. 2013;53(2): 21–30. doi: 10.1097/IIO.0b013e31827823a8
8. Turnbull J, Tsatsos M, Hossain PN, Anderson DF. Determinants of visual quality after endothelial keratoplasty. Surv Ophthalmol. 2016;61: 257–271. doi: 10.1016/j.survophthal.2015.12.006
9. Werner L, Wilbanks G, Nieuwendaal C. Localized opacification of hydrophilic acrylic intraocular lenses after procedures using intracameral injection of air or gas. J Cataract Refract Surg. 2015;41(1): 199–207.
10. Waite A, Davidson R, Taravella MJ. DSAEK Donor tissue preparation using a double pass microkeratome technique. J Cataract Refract Surg. 2013;39(3): 446–450. doi: 10.1016/j.jcrs.2012.10.048
11. Vignola R, Giurgola L, Colabelli Gisoldi RAM, Gaudio M, D’Amato Tóthová J, Pocobelli A. Monitoring the microbial contamination of donor cornea during all preservation phases: a prospective study in the Eye Bank of Rome. Transpl Infect Dis. 2019;21(2): 13041. doi: 10.1111/tid.13041
12. Lubatschowski H, Kermani O, Otten C, Yaller A, Schmiedt KC, Ertmer W. ArF-excimer laser-induced secondary radiation in photoablation of biological tissue. Lasers Surg Med. 1994;14(2): 168–177.
13. Malyugin B.E., Shilova N.F., Antonova O.P., Anisimova N.S., Shormaz I.N. Sravnitel'nyi analiz kliniko-funktsional'nykh rezul'tatov zadnei posloinoi keratoplastiki s ispol'zovaniem femtosekundnogo lazera i mikrokeratoma. Oftal'mokhirurgiya. 2019;1: 20–26
14. Patent RF na izobretenie № 2069951 C1 / 26.02.1993. Fedorov S.N., Moroz Z.I., Borzenok S.A., Komakh Yu.A. Sreda dlya konservatsii rogovitsy glaza.
