Трансляционный потенциал тест-систем при моделировании термических ожоговых ран
https://doi.org/10.18705/2311-4495-2024-11-4-334-341
Аннотация
В статье описаны преимущества и особенности экспериментальных моделей термических ожогов с использованием тест-систем in vitro, ex vivo и in vivo. Дана объективная оценка применения каждого подхода в зависимости от вида исследования. Так, модели клеточных культур просты, но не в полной мере отражают структуру кожи человека, что ограничивает их трансляционную ценность. Модели ex vivo, например, эксплантаты кожи, обеспечивают необходимую архитектонику для изучения межклеточных взаимодействий, однако они также имеют свои недостатки, в первую очередь связанные с коротким сроком жизнеспособности. В целом, модели in vitro и ex vivo имеют ограничения в воспроизведении всех аспектов патогенеза и заживления ожоговых ран. В связи с этим для изучения патологии ожоговой раны, ее влияния на организм и эффективности терапии широко используются лабораторные животные, в первую очередь мыши, крысы и свиньи. Решение об использовании экспериментальных моделей на животных принимается с учетом их трансляционной значимости для человека. У грызунов заживление ран происходит в основном за счет сокращения, в отличие от реэпителизации и грануляции, которые наблюдаются у людей, что способствует более быстрому заживлению ран у грызунов. Значительные сходства между определенными свойствами кожи человека и свиньи делает последнюю релевантной тест-системой в фармакодинамических исследованиях термических ожоговых ран.
Об авторах
К. Т Султанова
АО «НПО «Дом Фармации»
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Султанова Кира Тимуровна, к.м.н., руководитель отдела экспериментальной фармакологии и токсикологии
ул. Заводская, д. 3, к. 245, г. п. Кузьмоловский, Всеволожский район, Ленинградская обл., 188663
Конфликт интересов:
Авторы заявили об отсутствии потенциального конфликта интересов
К. Л. Крышень
АО «НПО «Дом Фармации»
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Крышень Кирилл Леонидович, к.б.н., руководитель отдела специфической токсикологии и микробиологии
ул. Заводская, д. 3, к. 245, г. п. Кузьмоловский, Всеволожский район, Ленинградская обл., 188663
Конфликт интересов:
Авторы заявили об отсутствии потенциального конфликта интересов
М. Н. Макарова
АО «НПО «Дом Фармации»
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Макарова Марина Николаевна, д.м.н., директор
ул. Заводская, д. 3, к. 245, г. п. Кузьмоловский, Всеволожский район, Ленинградская обл., 188663
Конфликт интересов:
Авторы заявили об отсутствии потенциального конфликта интересов
Список литературы
1. Jeschke MG, van Baar ME, et al. Burn injury // Nature Reviews Disease Primers. 2020; 6:1: 11. DOI: 10.1038/s41572-020-0145-5.
2. Hao D, Nourbakhsh M. Recent advances in experimental burn models // Biology. 2021;10:6: 526. DOI: 10.3390/biology10060526.
3. Abdullahi A, Amini-Nik S, Jeschke MG. Animal models in burn research // Cellular and molecular life sciences. 2014;71:3241–3255. DOI:10.1007/s00018-014-1612-5.
4. Alves DR, Booth SP, Scavone P, et al. Development of a high-throughput ex-vivo burn wound model using porcine skin, and its application to evaluate new approaches to control wound infection // Frontiers in cellular and infection microbiology. 2018;8: 196. DOI:10.3389/fcimb.2018.00196.
5. Coolen NA, Vlig M, Van Den Bogaerdt AJ, et al. Development of an in vitro burn wound model //Wound repair and regeneration. 2008; 16:4: 559–567. DOI:10.1111/j.1524-475X.2008.00403.x.
6. Traber DL, Barrow RE, Herndon DN, et al. Animal models of burn injury // Surgical research. Academic Press, San Diego, Calif. 2001: 367–377.
7. Lukomskyj AO, Rao N, Yan L, et al. Stem cellbased tissue engineering for the treatment of burn wounds: A systematic review of preclinical studies // Stem Cell Reviews and Reports. 2022; 18:6: 1926–1955. DOI: 10.1007/s12015-022-10341-z.
8. Teimouri A, Yeung P, Agu R. 2D vs. 3D cell culture models for in vitro topical (dermatological) medication testing // Cell Culture. — IntechOpen, 2018. DOI: 10.5772/intechopen.79868.
9. Brocklehurst S, Ghousifam N, Zuniga K, et al. Multilayer In Vitro Human Skin Tissue Platforms for Quantitative Burn Injury Investigation Bioengineering. 2023; 10:2: 265. DOI: 10.3390/bioengineering10020265.
10. Choudhury S, Das A. Advances in generation of three-dimensional skin equivalents: pre-clinical studies to clinical therapies // Cytotherapy. 2021; 23:1: 1–9. DOI:10.1016/j.jcyt.2020.10.001.
11. Pianigiani E, Ierardi F, Mazzanti B, et al. Human de-epidermized dermis as a stem cell carrier // Transplantation proceeding. 2010; 42:6: 2244–2246. DOI:10.1016/j.transproceed.2010.05.040.
12. Schneider V, Kruse D, de Mattos IB, et al. A 3D in vitro model for burn wounds: monitoring of regeneration on the epidermal level // Biomedicines. 2021; 9:9: 1153. DOI: 10.3390/biomedicines9091153.
13. Liu A, Ocotl E, Karim A, et al. Modeling early thermal injury using an ex vivo human skin model of contact burns // Burns. 2021; 47:3: 611–620. DOI: 10.1016/j.burns.2020.08.011.
14. Swindle MM, Makin A, Herron AJ, et al. Swine as models in biomedical research and toxicology testing // Veterinary pathology. 2012; 49:2: 344–356. DOI: 10.1177/0300985811402846.
15. Labouchère A, Haselbach D, Michetti M, et al. A New Ex Vivo Human Skin Burn Model // Journal of Burn Care & Research. 2023; 45:2: 308–317. DOI:10.1093/jbcr/irad071.
16. Hofmann E, Fink J, Eberl A, et al. A novel human ex vivo skin model to study early local responses to burn injuries // Scientific reports. 2021; 11:1: 364. DOI:10.1038/s41598-020-79683-3.
17. Vinaik R, Aijaz A, Jeschke MG. Small animal models of thermal injury // Methods Cell Biol. 2022;168:161–189. DOI: 10.1016/bs.mcb.2021.12.014.
18. Мирошников М.В., Макарова М.Н. Вариабельность биохимических показателей крови и установление референсных интервалов в доклинических исследованиях. Сообщение 4: мыши // Лабораторные животные для научных исследований. 2021; 3:63–69. DOI: 10.29296/2618723X-2021-03-08.
19. Zomer HD, Trentin AG. Skin wound healing in humans and mice: Challenges in translational research. J Dermatol Sci. 2018; 90:1: 3–12. DOI: 10.1016/j.jdermsci.2017.12.009.
20. Burmeister DM, Supp DM, Clark RA, et al. Advantages and disadvantages of using small and large animals in burn research: proceedings of the 2021 Research Special Interest Group. J Burn Care Res. 2022; 43:5: 1032–1041. DOI:10.1093/jbcr/irac091.
21. Abdeldjelil M, Messai A, Boudebza A, et al. Practical aspects to generate cutaneous experimental burns in a rat model. Pharm Lett. 2017; 9:1: 70–84.
22. Campelo APBS, Campelo MWS, Britto GADC, et al. An optimized animal model for partial and total skin thickness burns studies. Acta Cir Bras. 2011; 26:1: 38–42. DOI: 10.1590/s0102-86502011000700008.
23. Moniz T, Costa Lima SA, Reis S. Human skin models: From healthy to disease-mimetic systems; characteristics and applications. Br J Pharmacol. 2020: 177:19: 4314–4329. DOI:10.1111/bph.15184.
24. Wardhana A, Lumbuun RFM, Kurniasari D. How to create burn porcine models: a systematic review. Ann Burns Fire Disasters. 2018: 31:1: 65–72.
25. Wang X, Kimble RM. A review on porcine burn and scar models and their relevance to humans. Wound Practice & Research: Journal of the Australian Wound Management Association. 2010; 18:1:41–49.
26. Summerfield A, Meurens F, Ricklin ME. The immunology of the porcine skin and its value as a model for human skin. Mol Immunol. 2015; 66:1: 14–21. DOI:10.1016/j.molimm.2014.10.023.
27. Pabst R. The pig as a model for immunology research. Cell and tissue research. 2020; 380: 287–304. DOI: 10.1007/s00441-020-03206-9.
28. Menegat TA, Oliveira AFD, Majewski MGC, et al. Experimental models of scald burns. A scope review. Acta Cirúrgica Brasileira. 2019; 34:10: e201901007. DOI:org/10.1590/s0102-865020190100000007.
29. Gaines C, Poranki D, Du W, et al. Development of a porcine deep partial thickness burn model. Burns. 2013; 39:2:311–319. DOI: org/10.1016/j.burns.2012.06.011.
30. Maslova E, Eisaiankhongi L, Sjöberg F, et al. Burns and biofilms: priority pathogens and in vivo models. npj Biofilms and Microbiomes. 2021; 7:1: 73. DOI: 10.1038/s41522-021-00243-2.
31. Dai T, Kharkwal GB, Tanaka M, et al. Animal models of external traumatic wound infections. Virulence. 2011; 2:4:296–315. DOI: 10.4161/viru.2.4.16840.
32. Добрейкин Е.А. Экспериментальное обоснование способа моделирования инфицированной ожоговой раны кожи у лабораторных животных. Саратовский научно-медицинский журнал. 2013; 9:2: 204–208].
Рецензия
Для цитирования:
Султанова К.Т., Крышень К.Л., Макарова М.Н. Трансляционный потенциал тест-систем при моделировании термических ожоговых ран. Трансляционная медицина. 2024;11(4):334-341. https://doi.org/10.18705/2311-4495-2024-11-4-334-341
For citation:
Sultanova K.T., Kryshen' K.L., Makarova M.N. Translational potential of test systems in modelling thermal burn wounds. Translational Medicine. 2024;11(4):334-341. (In Russ.) https://doi.org/10.18705/2311-4495-2024-11-4-334-341
Просмотров:
148
Послать статью по эл. почте 