Experimental Justification the Effectiveness of Platelet-Rich Plasma for Treatment of Inflammatory Eye Diseases

Abstract

Введение. Анатомически роговичный и конъюнктивальный эпителии глаза представляют собой непрерывный монослой и разделены зоной лимба. Эта зона обогащена лимбальными стволовыми клетками, обеспечивающими регенерацию роговичного эпителия. К настоящему времени появились способы ускорения процессов репарации тканей глазной поверхности за счет применения аутологичных препаратов крови, содержащих факторы роста. Цель. Установить влияние плазмы, обогащенной растворимыми факторами тромбоцитов / platelet-rich plasma (ПОРФТ/PRP), на мезенхимальные стволовые/стромальные клетки (МСК) in vitro и на процессы восстановления роговицы у кроликов при экспериментально индуцированном кератите. Материалы и методы. Эксперименты in vitro проводили с МСК костного мозга человека. МСК культивировали в среде DMEM с 10,0% фетальной бычьей сывороткой и антибиотиками в течение 72 часов при +37 °С в атмосфере воздуха с 5% СО2 в присутствии или отсутствии ПОРФТ/PRP. По окончании инкубации культуры клеток оценивали микроскопически, жизнеспособность оценивали окрашиванием с 0,2% трипановым синим. Эксперименты на кроликах включали травматически-инфекционное моделирование кератита, которое оценивалось по диаметру язвенного дефекта роговицы, а также в балльных критериях по гнойному отделяемому из глаз, отеку конъюнктивы, степени гиперемии конъюнктивы при различных условиях терапии, включавшей антибиотики, кортикостероиды, ПОРФТ/PRP. Результаты. В культуре МСК in vitro внесение ПОРФТ/PRP не оказывало токсического действия на клетки, вызывало усиление их пролиферативной активности по сравнению с контролем. Применение ПОРФТ/PRP в комплексном лечении кератита у кроликов в эксперименте способствовало сокращению времени восстановления прозрачности роговицы и воспаления по сравнению с контрольной группой и группой со стандартным лечением. Заключение. Эксперименты in vitro подтвердили витальное и рост-стимулирующее действие ПОРФТ/PRP на МСК человека. В эксперименте на кроликах показаны противовоспалительный, ремодулирующий, регенеративный эффекты ПОРФТ/PRP при раннем включении в комплексное лечение кератита (кератоконъюнктивита). Introduction. Anatomically, the corneal and conjunctival epithelium of the eye are a continuous monolayer and are separated by a limbus zone. This zone is enriched with limbal stem cells that provide regeneration of the corneal epithelium. To date, there have been elaborated approaches to accelerate the processes of repair of ocular surface tissues by the use of autologous blood preparations containing growth factors. Purpose. To determine the effects of plasma enriched with soluble platelet factors/ platelet-rich plasma (PORFT/PRP) on mesenchymal stem/stromal cells (MSCs) in vitro and on cornea repair in rabbits with experimentally induced keratitis. Materials and methods. In vitro experiments were conducted with human bone marrow-derived MSCs. MSCs were cultured in DMEM medium with 10.0% fetal bovine serum and antibiotics for 72 hours at +37 °C in the air atmosphere with 5% CO2 in the presence or absence of PORFT/PRP. At the end of incubation, cell cultures were evaluated microscopically, cell viability was assessed by staining with 0.2% trypan blue. Experiments with rabbits included traumatic–infectious modeling of keratitis, which was evaluated by the calculation of diameter the corneal ulcerative defect, as well as in the scoring criteria for purulent discharge from the eyes, conjunctival edema, degree of conjunctival hyperemia under various conditions of therapy, including antibiotics, corticosteroids, PORFT/PRP. Results. In the culture of MSCs in vitro the presence of PORFT/PRP did not reveal toxic effects on the cells, but induced increase in their proliferative activity compared with the control. The use of PORFT/PRP in the complex treatment of experimental keratitis in rabbits contributed to a reduction in the recovery time of corneal transparency and inflammation when compared to the control group and the group with standard treatment. Conclusion. In vitro experiments have confirmed a vital and growth-stimulating effect of PORFT/PRP on human MSCs. In the experiments with rabbits, the anti-inflammatory, remodulatory, regenerative effects of PORFT/PRP were shown while early inclusion in the complex treatment of keratitis (keratoconjunctivitis).