Экспериментальные модели остеоартроза
Хрящ — высокоспециализированная ткань, содержащая только один тип клеток (хондроциты), характеризующаяся отсутствием кровеносных и лимфатических сосудов. Питание хряща главным образом осуществляется путем всасывания из синовиальной жидкости. Метаболизм хондроцитов регулируется рядом растворимых факторов, вырабатывающихся локально хондроцитами и окружающими тканями. Функция хондроцитов также зависит от состава внеклеточной среды (напряжение кислорода, концентрация ионов, рН и др.), состава ВКМ, взаимодействия клеток и матрикса, физических сигналов. Главной задачей экспериментального моделирования является создание культур во внеклеточной среде без изменения фенотипа зрелых клеток. Вторая задача — создание культур для изучения преждевременного, отсроченного, короткого или продолжительного ответа хондроцитов на химические и/или физические сигналы. Исследования in vitro также дают возможность изучать поведение хондроцитов при OA. Третьей задачей является развитие кокультуральных систем, позволяющих изучать взаимодействия различных тканей в суставе. Четвертая задача — подготовка хрящевых имплантатов к последующей трансплантации. И, наконец, пятая задача — исследование факторов роста, ци-токинов или терапевтических агентов, которые способны стимулировать репарацию и/или угнетать его резорбцию хряща.
За последние десятилетия созданы различные модели культур клеток суставного хряща, среди них—монослойные культуры, взвешенные культуры, культуры хондронов, эксплантаты, кокультуры, культуры бессмертных клеток. Каждая культура имеет свои преимущества и недостатки и каждая подходит для исследования одного определенного аспекта метаболизма хондроцитов. Так, хрящевые эксплантаты — прекрасная модель для изучения оборота элементов матрикса, для чего требуются подлинные рецепторы клеточной поверхности и нормальные взаимодействия клетка—матрикс и матрикс—клетка. В то же время исследование отложений в матриксе или механизмов регуляции метаболизма хондроцитов рекомендуют проводить на культуре изолированных клеток. Монослойная культура низкой плотности необходима для изучения процесса дифференцировки клеток. Культуры, взвешенные в естественном или синтетическом матриксе, — модель для анализа адаптационного ответа хондроцитов на механический стресс.