Russian Journal of ImmunologyRussian Journal of ImmunologyRussian Journal of Immunology1028-72212782-7291Russian Society of Immunology1354710.46235/1028-7221-13547-IBMForum Sochi 2023Школа Клинической Иммунологии "Сочи-2023"Short CommunicationInteraction between MSCS and blood mononuclear cells during in vitro co-cultivation in the presence of a three-dimensional artificial matrix mimicking regenerating bone tissueВзаимовлияние ММСК и мононуклеарных клеток крови при сокультивировании in vitro в присутствии трехмерного искусственного матрикса, имитирующего регенерирующую костную тканьYurovaKristina A.ЮроваКристина Алексеевна
Russian Federation

PhD (Medicine), Senior Research Associate, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

к.м.н., старший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

kristina_kofanova@mail.ruNorkinI. K.НоркинИ. К.

PhD (Biology), Technician, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

к.б.н., техник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

kristina_kofanova@mail.ruKhaziakhmatovaO. G.ХазиахматоваО. Г.
Russian Federation

PhD (Biology), Senior Research Associate, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

к.б.н., старший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

kristina_kofanova@mail.ruMalashchenkoV. V.МалащенкоВ. В.
Russian Federation

Senior Research Associate, Engineer, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

к.б.н., инженер Центра иммунологии и клеточных биотехнологий ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

kristina_kofanova@mail.ruMelashchenkoO. B.МелащенкоО. Б.
Russian Federation

Research Associate, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

kristina_kofanova@mail.ruIvanovP. A.ИвановП. А.
Russian Federation

PhD (Medicine), Junior Research Associate, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

к.м.н., младший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

kristina_kofanova@mail.ruLigatyukD. D.ЛигатюкД. Д.
Russian Federation

Engineer, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

инженер Центра иммунологии и клеточных биотехнологий ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

kristina_kofanova@mail.ruKhlusovI. A.ХлусовИ. А.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Chief Research Associate, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

д.м.н., главный научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

kristina_kofanova@mail.ruLitvinovaL. S.ЛитвиноваЛ. С.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Director, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

д.м.н., директор Центра иммунологии и клеточных биотехнологий ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

kristina_kofanova@mail.ruImmanuel Kant Baltic Federal UniversityФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»220920232644434480807202312072023Copyright ©; 2023, Yurova K.A., Norkin I.K., Khaziakhmatova O.G., Malashchenko V.V., Melashchenko O.B., Ivanov P.A., Ligatyuk D.D., Khlusov I.A., Litvinova L.S.Copyright ©; 2023, Юрова К.А., Норкин И.К., Хазиахматова О.Г., Малащенко В.В., Мелащенко О.Б., Иванов П.А., Лигатюк Д.Д., Хлусов И.А., Литвинова Л.С.2023Yurova K.A., Norkin I.K., Khaziakhmatova O.G., Malashchenko V.V., Melashchenko O.B., Ivanov P.A., Ligatyuk D.D., Khlusov I.A., Litvinova L.S.Юрова К.А., Норкин И.К., Хазиахматова О.Г., Малащенко В.В., Мелащенко О.Б., Иванов П.А., Лигатюк Д.Д., Хлусов И.А., Литвинова Л.С.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://rusimmun.ru/jour/article/view/13547

Bone tissue repair and regeneration is a complex process involving many cells and controlled by multiple factors. Immune cells and cytokines play a crucial role in regulating the balance of bone formation and resorption. However, the immunomodulatory mechanism of bone regeneration is still unclear. Nevertheless, the reciprocal regulatory influence of immunocompetent cells and mesenchymal stem cells (MSCs) is well known. MSCs and immunocompetent cells secrete various cytokines, growth factors, and extracellular matrix molecules that play important roles in regulating hematopoiesis, angiogenesis, immune and inflammatory responses. Several studies confirm that different molecules expressed by MSCs may induce lymphocyte proliferation. Therefore, the study of the mutual influence of MSCs and blood mononuclear cells during in vitro co-cultivation, even in the presence of an artificial matrix mimicking regenerating bone tissue, is relevant and expedient. In this experimental series, the studies were performed at the interface between living and non-living substrate phases thus mimicking the “regenerating bone / hematopoietic microenvironment” system. A series of separated in time experiments was performed on a plastic surface (2D culture model) and in the presence of three-dimensional artificial matrices mimicking regenerating bone tissue (3D culture model).

Репарация и регенерация костной ткани – сложный процесс с участием множества клеток, регулируемый многими факторами. Иммунные клетки и цитокины играют решающую роль в регуляции баланса костеобразования и резорбции кости. Однако иммуномодулирующий механизм регенерации кости до сих пор неясен. Тем не менее достоверно известно о взаиморегулирующем влиянии иммунокомпетентных клеток и мезенхимальных стволовых клеток (МСК). МСК и иммунокомпетентные клетки секретируют несколько цитокинов, факторов роста и молекул внеклеточного матрикса, которые играют важную роль в регуляции кроветворения, ангиогенеза, иммунного и воспалительного ответа. Различные исследования подтверждают, что разные молекулы, экспрессируемые МСК, могут инициировать пролиферацию лимфоцитов. Таким образом, исследование взаимного влияния МСК и мононуклеарных клеток крови при совместном сокультивировании in vitro, в том числе в присутствии искусственного матрикса, имитирующего регенерирующую костную ткань, является актуальным и своевременным. В настоящем эксперименте были проведены исследования на границе раздела фаз живой / неживой материи, что имитировало систему «регенерирующая кость / кроветворное микроокружение». Был проведен цикл исследований, разделенных во времени, на пластиковой поверхности (2D-модель культивирования) и в присутствии трехмерных искусственных матриксов, имитирующих регенерирующую костную ткань (3D-модель культивирования).

mesenchymal stem cellsblood mononuclear cells3D matrixin vitroPCRmultiplex analysisММСКмононуклеарные клетки крови3D-матриксin vitroПЦРмультиплексный анализПравительство РФThe Government of RFFZWM-2020-0010Коршунов Д.А., Кондакова И.В. Современные достижения и проблемы в исследовании культур клеток // Успехи современной биологии, 2016. Т. 136, № 4. С. 347-361. [Korshunov D.A., Kondakova I.V. Modern achievements and problems in the study of cell cultures]. Uspekhi sovremennoy biologii = Advances in Modern Biology, 2016, Vol. 136, no. 4, pp. 347-361. (In Russ.)]Khlusov I.A., Litvinova L.S., Shupletsova V.V., Khaziakhmatova O.G., Malashchenko V.V., Yurova K.A., Shunkin E.O., Krivosheev V.V., Porokhova E.D., Sizikova A.E., Safiullina L.A., Legostaeva E.V., Komarova E.G., Sharkeev Y.P. Costimulatory effect of blood cells and rough calcium phosphate coating on the angiogenic and osteogenic features of adipose-derived multipotent mesenchymal stromal cells in mixed culture as a model of postimplantation tissue repair. Materials (Basel), 2020, Vol. 13, no. 19, 4398. doi: 10.3390/ma13194398.Legostaeva E.V., Kulyashova K.S., Komarova E.G. Physical, chemical and biological properties of micro-arc deposited calcium phosphate coatings on titanium and zirconium-niobium alloy. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 2013, Vol. 44, no. 2-3, pp. 188-197.Schell H., Duda G.N., Peters A. The haematoma and its role in bone healing. J. Exp. Orthop., 2017, Vol. 4, 5. doi: 10.1186/s40634-017-0079-3.Steward A.J., Kelly D.J. Mechanical regulation of mesenchymal stem cell differentiation. J. Anat., 2015, Vol. 227, no. 6, pp. 717-731.Yang N., Liu Y. The role of the immune microenvironment in bone regeneration. Int. J. Med. Sci., 2021, Vol. 18, no. 16, pp. 3697-3707.Zuk P.A., Zhu M., Mizuno H., Huang J., Futrell J.W., Katz A.J., Benhaim P., Lorenz H.P., Hedrick M.H. Multilineage cells from human adipose tissue: implications for cell-based. Tissue Eng., 2001, Vol. 7, no. 2, pp. 211-228.