Геннотерапевтический остеопластический материал Институт Стволовых Клеток Человека Московский государственный медико-стоматологический университет Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова НИЦ «Курчатовский институт» Институт общей генетики РАН им. Н.И. Вавилова И.Я. Бозо, Р.В. Деев, А.Ю. Дробышев, Д.В. Галецкий, В.О. Королев, Е.С. Филоненко, С.Л. Киселев Москва-Уфа, 2012

Геннотерапевтический остеопластический материал Изделие медицинского назначения, состоящее из носителя и активного компонента – генных конструкций, определяющих специфику механизма действия материала Терапевтический ген(ы) +Вектор (система доставки)

Механизм действия геннотерапевтического остеопластического материала Трансфекция in vivo ДНК-плазмиды с терапевтическим геном Клетки как «биореакторы» терапевтического белка Остеоиндуцирующий фактор Высвобождение генных конструкций из структуры носителя Репаративнй остеогенез Клетки-мишени

Лабораторный этап Отбор из представленных на рынке остеопластических материалов тех носителей, с которыми ДНК-плазмиды могут образовать химическую связь Эксперимент in vivo Оценка эффективности геннотерапевтических материалов в замещении костных дефектов Цель исследования Проверка концепции, предполагающей возможность использования генных конструкций в качестве активных компонентов разрабатываемых костнозамещающих материалов. Дизайн исследования

Материалы и методы 1. Генные конструкции на основе субстанции «Камбиогенплазмид», представляющую собой сверхскрученную плазмидную ДНК с геном сосудистого эндотелиального фактороа роста (pVEGF 165 ). 2. Ряд различных по составу остеопластических материалов (синтетические и природные на основе коллагена, гидроксиапатита, трикальцийфосфатов). Лабораторный этап – отбор двух носителей, способных связывать наибольшее количество гДНК-плазмид, состоящий из совмещения материалов и субстанции, отмывки, элюирования связавшейся с носителем фракции субстанции и измерения её количества с помощью спектрофотометрии. Кролики (n=22, 2,5-3,0 кг.), 15, 30, 60 сут. Симметричные дефекты (8 мм) обеих теменных костей, в один имплантировали целевой материал, в контрлатеральный– носитель без генов/ без имплантации : Методы оценки: -Конусная КТ -Гистологический анализ

Результаты лабораторного этапа Концентрация рVEGF 165, образовавших химическую связь с носителем: 1. Синтетический -трикальцийфосфат российского производства – 2 нг/мг; 2. Ксеногенная костная ткань – 12– 44,9 нг/мг ; 3. Аллогенная костная ткань – 10 нг/мг 4. Различные варианты комбинированных материалов на основе гидроксиапатита, -трикальцийфосфата и коллагена – 5 – 38 нг/мг 7. Синтетический материал на основе коллагена и гидроксиапатита – 625 мг/нг Выбор: Выбор: синтетический материал на основе коллагена и гидроксиапатита; ксеногенная костная ткань.

Результаты: 15 суток Синтетический материал с рVEGF 165 Контроль Ксеногенный материал с рVEGF 165 Дефект без имплантации

Результаты: гистологический анализ Синтетический материал с pVEGF 165 Синтетический материал без pVEGF 165

Результаты: 30 суток Синтетический материал с pVEGF 165 Синтетический материал без pVEGF 165 Ксеногенный материал с pVEGF 165 Ксеногенный материал без pVEGF 165

Результаты эксперимента, 45 суток Синтетический материал с pVEGF 165 Синтетический материал без pVEGF 165 Ксеногенный материал с pVEGF 165 Ксеногенный материал без pVEGF 165

Результаты эксперимента, 45 суток Синтетический материал с pVEGF 165 3D – реконструкция

Результаты: гистологический анализ Ксеногенный материал с pVEGF 165 Ксеногенный материал без pVEGF 165

Результаты, 60 суток Синтетический материал с pVEGF 165 / контроль Ксеногенный материал с pVEGF 165 / контроль

Результаты гистоморфометрии 15 суток 30 суток 45 суток Без имплантации

Выводы: Гипотеза о том, что генные конструкции в качестве активного компонента костнозамещающего материала способны усилить остеоиндуцирующий потенциал изделия, подтверждена. Необходимо выполнение дальнейших исследований для более детального обоснования эффективности и механизма действия геннотерапевтического остеопластического материала

Спасибо за внимание!