Введение

Бесплодие представляет собой одну из важнейших медико-социальных проблем современности, которая затрагивает около 15% супружеских пар репродуктивного возраста во всем мире [1, 2]. Несмотря на значительные достижения в области репродуктивной медицины и хирургии, у ряда пациенток с нарушениями репродуктивной функции проводимое лечение не всегда эффективно [3]. Это определяет необходимость поиска и внедрения инновационных подходов, направленных не на симптоматическую коррекцию, а на восстановление структурно-функциональной целостности репродуктивных органов на тканевом и клеточном уровне.

Следует отметить, что клеточные технологии в репродуктивной медицине являются предметом изучения на протяжении нескольких десятилетий. Из отечественных данных особое значение имеют фундаментальные работы профессора Л.В. Адамян и соавт., внесших существенный вклад в развитие данного направления. Так, в 1980 г. разработан и запатентован способ лечения вторичной аменореи путем применения эстрогенсодержащих гормональных препаратов в сочетании с гипербарической оксигенацией (ГБО) с целью снижения выраженности побочных эффектов при длительном применении гормональной терапии [4]. Показано, что ГБО представляет собой перспективный метод повышения рецептивности эндометрия, особенно у пациенток с рефрактерным тонким эндометрием или после оперативного лечения синдрома Ашермана. Путем насыщения тканей кислородом, стимуляции ангиогенеза и подавления фиброза ГБО способствует восстановлению морфофункциональной структуры эндометрия и улучшает имплантационный потенциал. Клинические исследования Адамян Л.В. и соавт. показывают значимое увеличение толщины эндометрия и частоты наступления беременности после курсов ГБО в сочетании с гормональной терапией или клеточными технологиями [4].

В дальнейшем исследования в данной области были продолжены и расширены. Так, в 1999 г. обнаружены хорошая клиническая переносимость и эффективность заместительной гормональной терапии и терапии фетальными тканями при коррекции постовариоэктомического синдрома у пациенток после гистерэктомии по поводу миомы матки. Назначение лечения сопровождалось улучшением общего самочувствия, уменьшением выраженности вегетативно-невротических симптомов, нормализацией сна, настроения, а также статистически значимым снижением уровней гонадотропинов — лютеинизирующего гормона и фолликулостимулирующего гормона — и повышением концентрации эстрадиола в сыворотке крови без негативного влияния клеточной терапии на ткань молочной железы и онкомаркерный профиль. Это свидетельствует об эффективности и безопасности предложенного реабилитационного подхода. Наблюдение за пациентами после проведения комплексного лечения с фетальными тканями продолжалось более двух лет [5, 6].

В диссертационном исследовании К.С. Маиловой (2012) представлен клинико-экспериментальный подход к профилактике послеоперационного спаечного процесса, включающий элементы клеточной технологии. Впервые в гинекологической лапароскопической модели осуществлено интраперитонеальное введение культивированных мезотелиальных клеток, полученных из брюшины лабораторных животных и прошедших трехнедельное культивирование in vitro. Результаты продемонстрировали выраженный противоспаечный эффект, характеризующийся достоверным снижением как распространенности, так и интенсивности спаек при наличии четко выраженного дозозависимого ответа [7]. Полученные данные подчеркивают патогенетическую роль мезотелия в инициации и регуляции репаративных процессов и воспаления, а также обосновывают перспективность применения аутологичных или аллогенных мезотелиальных клеток в рамках клеточно-ориентированных профилактических и терапевтических стратегий при проведении органосохраняющих лапароскопических вмешательств [5, 7].

В течение последних двух десятилетий клеточные технологии стали одним из наиболее динамично развивающихся направлений регенеративной медицины. Они открывают принципиально новые возможности для лечения широкого спектра заболеваний репродуктивной системы [7].

Клеточные технологии представляют собой комплекс методов клеточной и молекулярно-генетической инженерии, основанных на применении стволовых клеток различного происхождения, их производных и секретируемых факторов [8]. В отличие от традиционных фармакологических и хирургических подходов клеточная терапия направлена на активацию эндогенных механизмов регенерации, модуляцию локального микроокружения и стимуляцию физиологических процессов восстановления тканей [9]. Ключевые преимущества клеточных технологий в репродуктивной медицине включают способность воздействовать на патогенетические механизмы заболеваний, а не только на их клинические проявления [10]. Стволовые клетки обладают уникальной способностью к направленной миграции в поврежденные ткани, секреции широкого спектра биологически активных факторов роста и цитокинов, стимуляции ангиогенеза, подавлению фиброза и модуляции иммунного ответа [11]. Важным преимуществом является также возможность использования аутологичного биологического материала, что минимизирует риск иммунного отторжения и трансмиссии инфекционных агентов [12]. В настоящее время активно разрабатываются и внедряются в клиническую практику различные виды клеточных технологий для лечения репродуктивных нарушений [13]. Современные клеточные технологии в репродуктивной медицине включают применение мезенхимальных стволовых клеток (МСК) костномозгового, жирового, пуповинного, плацентарного, менструального и эндометриального происхождения, использование внеклеточных везикул (экзосом) и апоптотических телец, обогащенной тромбоцитами плазмы (PRP-терапию), биоинженерных технологий на основе децеллюляризированного внеклеточного матрикса, трехмерной биопечати тканевых конструкций, а также органоидных моделей [1]. Исследования последних лет демонстрируют возможность восстановления овариальной функции у пациенток с преждевременной недостаточностью яичников (ПНЯ), регенерации поврежденного эндометрия при синдроме Ашермана, улучшения имплантационного потенциала у женщин с рецидивирующими неудачами экстракорпорального оплодотворения [14]. Научный интерес к клеточным технологиям в репродуктивной медицине характеризуется экспоненциальным ростом: за последние 5 лет количество публикаций в этой области увеличилось более чем в 3 раза, что отражает глобальное признание их потенциала [12]. Ведущие международные научные центры активно проводят многоцентровые рандомизированные клинические исследования (РКИ), направленные на стандартизацию протоколов применения клеточной терапии и оценку долгосрочных результатов лечения [10]. Особый акцент делается на разработке персонализированных стратегий, учитывающих индивидуальные особенности пациенток, причины бесплодия и характер повреждения репродуктивных органов [9].

Цель обзора — выполнить анализ современных клеточных технологий, применяемых в репродуктивной медицине, включая МСК различных источников происхождения (клетки жировой ткани, пуповины и др.), внеклеточные везикулы (экзосомы и апоптотические тельца), PRP-терапию, микроРНК, тканеинженерные носители-матриксы (скаффолды), биопринтинг, а также органоидные технологии в контексте их использования для восстановления репродуктивной функции при патологии репродуктивной системы (рисунок на цв. вклейке).

Клеточные технологии в гинекологии и репродуктивной медицине.

Мезенхимальные стволовые клетки

Мезенхимальные стволовые клетки представляют собой плюрипотентные клетки мезодермального происхождения, обладающие способностями к самовоспроизведению и мультипотентной дифференцировке. Самообновление представляет собой способность клеток к многократному делению с образованием пула недифференцированных стволовых дочерних клеток, а мультипотентная дифференцировка представляет собой возможность МСК трансформироваться в клетки мезодермального происхождения различных типов: остеобласты, адипоциты, хондроциты, миоциты, а при определенных условиях культивирования — в клетки эктодермального и энтодермального происхождения [15]. Благодаря многочисленным исследованиям, эти клетки идентифицированы в разнообразных тканях человеческого организма, включая жировую ткань, пуповину, плаценту, эндометрий и менструальную кровь, что существенно расширило возможности их клинического применения в репродуктивной медицине [16].

Ключевыми биологическими свойствами МСК, определяющими их терапевтический потенциал, помимо перечисленных, являются иммуномодулирующие функции, реализуемые как через прямые межклеточные контакты, так и посредством паракринной секреции биологически активных молекул, низкая иммуногенность, обусловленная минимальной экспрессией молекул главного комплекса гистосовместимости II типа, а также способность к направленной миграции (хомингу) в поврежденные ткани в ответ на секрецию хемоаттрактантов [17, 18]. Важно, что МСК обладают уникальной способностью модулировать локальное микроокружение путем секреции широкого спектра биологически активных веществ, включая цитокины (интерлейкины IL-6, IL-8, IL-10), факторы роста: фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), трансформирующий фактор роста (TGF-β), фактор роста фибробластов (FGF), фактор роста гепатоцитов (HGF), хемокины (MCP-1, SDF-1), а также внеклеточные везикулы, содержащие микроРНК и белки, что позволяет им оказывать не только прямое репаративное, но и опосредованное регенеративное воздействие на поврежденные ткани [19].

В контексте репродуктивной медицины получены успешные результаты применения МСК, при этом в современной науке особое внимание уделяется изучению их эффективности в лечении патологии эндометрия, в частности, синдрома Ашермана, а также при тонком эндометрии и хроническом эндометрите [20, 21]. Особый интерес представляют МСК, получаемые из биологических материалов, таких как пуповина, пуповинная кровь, плацента и менструальная кровь, которые обладают рядом существенных преимуществ: неинвазивность и возможность получения значительного количества клеточного материала, отсутствие этических противоречий, а также высокая пролиферативная активность и сниженный риск онкогенной трансформации [22].

В настоящее время используют методы аутологичной и аллогенной трансплантации. Аутологичная трансплантация предполагает использование собственных клеток пациента [23]. Основным преимуществом данного подхода является отсутствие иммунологического отторжения и необходимости в иммуносупрессивной терапии, однако ограничениями служат необходимость инвазивного забора биоматериала у каждого пациента и длительность подготовки клеточного продукта [15]. Аллогенная трансплантация, напротив, предполагает использование клеток, полученных от здорового донора, что позволяет создавать готовые к применению клеточные продукты в промышленных масштабах для множества пациентов. Несмотря на низкую иммуногенность МСК, аллогенная трансплантация может приводить к иммунной сенсибилизации и развитию реакции отторжения трансплантата при длительном применении, что требует тщательного подбора донора [24].

Мезенхимальные стволовые клетки костного мозга

Мезенхимальные стволовые клетки костного мозга (МСК-КМ) представляют собой наиболее изученный и широко применяемый в клинической практике тип МСК, что обусловлено их длительным исследованием и хорошо разработанными протоколами выделения и культивирования [25]. Вместе с тем нередко получение МСК-КМ осуществляется инвазивными методами (пункция костного мозга), что сопряжено с определенным дискомфортом для пациента и потенциальным риском осложнений. Дополнительным ограничением является низкая концентрация МСК-КМ в костном мозге, составляющая приблизительно 0,01—0,001% от общего количества ядросодержащих клеток, что определяет необходимость более длительной экспансии клеток ex vivo [26].

К настоящему времени применение МСК-КМ в репродуктивной медицине хорошо изучено. Известно, что МСК-КМ способствуют регенерации ткани эндометрия посредством модуляции сигнального пути Wnt/β-катенин, играющего ключевую роль в процессах пролиферации, дифференцировки и тканевого ремоделирования [27]. К примеру, в экспериментальном исследовании Z. Xiong и соавт. (2023) показано, что апоптотические тельца, полученные из МСК-КМ, способны ингибировать пролиферацию стромального компонента эндометрия с развитием фиброза путем подавления сигнального пути Wnt/β-катенин [28]. Кроме того, в экспериментальном исследовании на крысиной модели внутриматочных синехий Z. Wang и соавт. (2024) комбинация трансплантации МСК-КМ с электроакупунктурой значительно улучшила миграцию клеток в поврежденные участки эндометрия, что привело к увеличению его толщины, гипертрофии железистого эпителия и уменьшению выраженности фиброза. Молекулярный механизм этого эффекта включает снижение экспрессии провоспалительных и профибротических факторов, таких как интерлейкин (IL)-1β (IL-1β), фактор некроза опухоли α (TNF-α), IL-6, α-гладкомышечный актин (α-SMA) и TGF-β1 [29].

Мезенхимальные стволовые клетки жировой ткани

Мезенхимальные стволовые клетки жировой ткани (МСК-ЖТ) приобретают все большее значение в регенеративной медицине благодаря их исключительной доступности и высокому выходу клеточного материала. Из 300 г жировой ткани, извлеченной малоинвазивным методом липосакции, может быть взято до 1 млрд клеток, что существенно превышает количество МСК-КМ, забранных при костномозговой пункции [30]. Кроме того, МСК-ЖТ характеризуются более высокой скоростью клеточной пролиферации и демонстрируют значительные преимущества в стимуляции процессов регенерации эпителиальных покровов [31].

Согласно современным исследованиям, МСК-ЖТ стимулируют регенерацию и ангиогенез в ткани эндометрия за счет повышения экспрессии VEGF и инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1), являющихся ключевыми регуляторами процессов неоваскуляризации и тканевой репарации [32]. В экспериментальном исследовании Y. Dai и соавт. (2023) показана эффективность биоинженерного подхода: тканеинженерная конструкция из МСК-ЖТ, инкорпорированных в коллагеновую матрицу, значительно повышала вероятность имплантации эмбриона и наступление кинической беременности у крыс путем блокирования TGF-β1-индуцированных маркеров фиброза, таких как коллаген I типа, фибронектин и α-SMA [33]. Полученный эффект является многокомпонентным и включает модуляцию поляризации макрофагов с провоспалительного М1-фенотипа на противовоспалительный и регенеративный М2-фенотип, ингибирование воспалительных реакций путем снижения продукции провоспалительных цитокинов [34], а также стимуляцию пролиферации эндометриальных стромальных клеток и ангиогенеза посредством паракринных механизмов. В совокупности эти процессы создают благоприятные условия для имплантации [33].

Мезенхимальные стволовые клетки пуповины

Мезенхимальные стволовые клетки пуповины (МСК-П) содержатся в высокой концентрации в различных анатомических компартментах пуповины и обычно выделяются из вартонова студня — желатинозной соединительной ткани, окружающей пупочные сосуды, в которой отмечается наибольшая концентрация МСК [35]. По сравнению с МСК-КМ, МСК-П имеют значительно более высокую способность к пролиферации и миграции, что обусловлено их онтогенетически более ранним происхождением, а также характеризуются высоким профилем безопасности и низкой иммуногенностью благодаря минимальной экспрессии HLA-антигенов, высокой чистотой выделяемой клеточной популяции и низким риском онкогенной трансформации при длительном культивировании [36].

Использование МСК-П продемонстрировало высокую эффективность при лечении ПНЯ. Применение этих клеток значительно улучшает функцию яичников, восстанавливает фолликулогенез [12]. Основные механизмы этого терапевтического эффекта связаны с уменьшением апоптоза гранулезных клеток — ключевых функциональных элементов фолликула — посредством активации протективных сигнальных путей AKT и P38 с одновременным снижением экспрессии провоспалительных цитокинов (IL-6 и IL-1β) и повышением экспрессии противовоспалительных медиаторов (IL-10, фактора 6, стимулированного TNF-α (TSG-6), и VEGF) [37]. В экспериментальном исследовании N. Yin и соавт. (2020) показано, что гем-оксигеназа-1 (HO-1), экспрессируемая в МСК-П, регулирует процессы аутофагии и повышает циркуляцию популяции CD8+ T-клеток через активацию сигнального пути JNK/Bcl-2, что способствует восстановлению функции яичников у мышей с ПНЯ [38]. Отмечена эффективность МСК-П в лечении внутриматочных синехий: их комбинация с гидрогелевыми носителями показала снижение экспрессии провоспалительных факторов с повышением уровня противовоспалительных факторов и модуляцией локального воспалительного ответа, активацию сигнального пути MEK/ERK1/2, регулирующего процессы клеточной пролиферации и дифференцировки, а также индукцию экспрессии VEGF, что в конечном итоге увеличивает частоту имплантации эмбрионов и живорождений [39]. Кроме того, в экспериментальном исследовании Y. Liu и соавт. (2020) обнаружено, что МСК-П в комбинации с коллагеновыми матрицами способны снижать интенсивность фиброза и стимулировать регенерацию эндометрия посредством активации сигнального пути Hippo/TAZ, а также оси SDF-1/CXCR4, ответственной за направленную миграцию стволовых клеток [40].

Мезенхимальные стволовые клетки пуповинной крови

Пуповинная кровь представляет собой уникальный биологический материал, содержащий МСК [41]. По сравнению с МСК взрослого происхождения, мезенхимальные стволовые клетки пуповинной крови (МСК-ПК) демонстрируют более высокие показатели пролиферации и клоногенности — способности отдельной клетки формировать колонию идентичных потомков, при этом МСК-ПК характеризуются значительно меньшей экспрессией маркеров клеточного старения, таких как супрессоры опухолевого роста p53, p21 и p16 [42]. Это свидетельствует о значительных биологических преимуществах МСК-ПК по сравнению с МСК из других источников, включая более короткое время культивирования до достижения значимого количества клеток, большую способность к масштабному расширению популяции без потери функциональных характеристик, замедленное клеточное старение при длительном культивировании и усиленную противовоспалительную функцию [43].

В экспериментальном исследовании Z. Wang и соавт. (2024) обнаружено, что трансплантация МСК-ПК значительно восстанавливает повреждение эндометрия в модели внутриматочных синехий у кроликов, стимулируя гиперплазию эндометриальных желез и ингибируя фиброз. Молекулярный механизм такого эффекта, вероятно, связан с ингибированием активации сигнального пути PI3K/AKT и повышением экспрессии рецептора 4 эпидермального фактора роста (ERBB4) — молекулы, связанной с сигнальным путем PI3K/AKT и обладающей антифибротическими свойствами [44].

Мезенхимальные стволовые клетки плаценты

Мезенхимальные стволовые клетки плаценты (МСК-Пл) могут быть изолированы из различных анатомических структур плаценты: амниона, ворсинчатого хориона и базальной децидуальной оболочки. Показано, что МСК-Пл обладают высокой пролиферативной способностью и более выраженным иммуносупрессивным действием в отношении дендритных клеток и T-лимфоцитов [45]. В экспериментальном исследовании H. Li и соавт. (2019) показано, что человеческие МСК-Пл способны улучшать функцию яичников у мышей с аутоиммунным развитием ПНЯ путем ингибирования гиперактивации сигнального пути inositol-requiring enzyme 1 (IRE-1α), что приводит к снижению апоптоза гранулезных клеток [46]. Кроме того, терапия МСК-Пл приводила к системной иммуномодуляции, что проявлялось в увеличении доли регуляторных T-клеток (Treg), подавляющих избыточный иммунный ответ, снижении уровня провоспалительного интерферона-γ (IFN-γ) и повышении концентрации противовоспалительного TGF-β, что в совокупности способствовало восстановлению функции яичников [47].

Мезенхимальные стволовые клетки менструальной крови

Мезенхимальные стволовые клетки менструальной крови (МСК-МК) впервые описаны и охарактеризованы в 2007 г. как уникальная популяция стволовых клеток, обладающая высоким регенеративным потенциалом [48]. Доказано, что МСК-МК обладают существенным преимуществом относительно легкой индивидуализации лечения благодаря возможности аутологичного применения и неинвазивного сбора биоматериала без хирургического вмешательства [49]. При оптимальных условиях культивирования МСК-МК от молодых здоровых женщин могут удваивать свою популяцию каждые 20 часов, что делает их подходящим источником для клеточной терапии [12]. Описана эффективность МСК-ПК в контексте терапии внутриматочных синехий: их комбинация с биодеградируемой коллагеновой матрицей, обеспечивающей структурную поддержку и оптимальное микроокружение для клеток, способна модулировать экспрессию структурных белков внеклеточного матрикса — коллагена I типа и цитокератина 18 (CK18), а также функцию интегрина αV, ответственного за адгезию клеток к внеклеточному матриксу, способствуя регенерации эндометрия у экспериментальных животных. Это приводит к значительному увеличению количества эндометриальных желез и уменьшению фиброзированных участков, при этом МСК-МК демонстрируют способность к длительному выживанию и функционированию в ткани эндометрия до 90 дней после трансплантации, что свидетельствует об их высокой приживаемости и устойчивости в условиях измененного тканевого микроокружения [50]. Кроме того, МСК-МК демонстрируют способность улучшать функцию яичников у мышей с ПНЯ, вызванной химиотерапией, путем снижения апоптоза гранулезных клеток и интерстициального фиброза, что приводит к частичному восстановлению фолликулярного резерва. Следует отметить, что репаративные эффекты МСК-МК в основном опосредованы паракринной секрецией цитокинов и факторов роста, таких как FGF-2, играющих ключевую роль в ангиогенезе и пролиферации клеток [51].

Эндометриальные мезенхимальные стволовые клетки

Эндометриальные мезенхимальные стволовые клетки (ЭМСК), полученные непосредственно из функционального и базального слоев эндометрия женщин репродуктивного возраста, имеют определенное сходство с МСК-МК в плане тканевого происхождения, однако отличаются своей более четкой тканеспецифичностью и локализацией в периваскулярных нишах эндометрия [52].

Сообщается о высокой способности ЭМСК к самообновлению и мультипотентном дифференциационном потенциале, активном участии в физиологической репарации и циклической регенерации функционального слоя эндометрия во время нормального менструального цикла, что обеспечивает ежемесячное восстановление ткани после менструации [53]. Однако из-за технических сложностей при сборе биоматериала, требующего инвазивной биопсии эндометрия, и меньшего пула клеток, получаемых при заборе, их потенциал клинического применения не представляется столь перспективным, как у МСК-МК [54]. В экспериментальном исследовании X. Wang и соавт. (2018) трансплантация ЭМСК в комбинации с экзогенным введением эстрадиола, обеспечивающего оптимальное гормональное микроокружение для стимуляции пролиферации эндометриальных клеток и их дифференцировки, способствовала восстановлению функции эндометрия и его морфологической структуры у крыс с экспериментально индуцированным повреждением [55].

Таким образом, следует подчеркнуть, что МСК из различных тканевых источников демонстрируют значительный и многообещающий терапевтический потенциал в лечении широкого спектра гинекологических заболеваний благодаря своим уникальным биологическим свойствам, включая способность к длительному самообновлению без потери функциональных характеристик, мультипотентной дифференцировке в клетки различных тканей, иммуномодуляции через регуляцию баланса про- и противовоспалительных факторов, и направленной миграции (хоминга) в поврежденные ткани в ответ на градиент хемоаттрактантов [11, 56]. Молекулярно-клеточные механизмы их действия являются многокомпонентными и включают прямую стимуляцию ангиогенеза через секрецию проангиогенных факторов, комплексную модуляцию локального воспалительного ответа путем переключения баланса с провоспалительного на регенеративный фенотип, активное ремоделирование внеклеточного матрикса с подавлением избыточного фиброза и восстановлением нормальной архитектоники ткани, а также паракринную секрецию широкого спектра биологически активных факторов, включая цитокины, факторы роста, микроРНК и внеклеточные везикулы, которые в совокупности способствуют регенерации поврежденных тканей репродуктивной системы и восстановлению репродуктивной функции [16, 57, 58]. Таким образом, клеточные технологии на основе МСК представляют собой перспективное направление персонализированной регенеративной медицины в области гинекологии и репродуктивной медицины.

Внеклеточные везикулы

Внеклеточные везикулы (ВВ) представляют собой липидные двухслойные нано-частицы, естественным образом высвобождаемые из клеток, неспособные к репликации и выполняющие функции критически важных посредников межклеточной коммуникации, обеспечивающих горизонтальный перенос биологически активных молекул, включая белки, липиды и разнообразные нуклеиновые кислоты (микроРНК, мРНК и фрагменты ДНК), которые модулируют экспрессию генов и клеточную сигнализацию в клетках-реципиентах [48]. В зависимости от механизмов биогенеза и молекулярного состава ВВ классифицируются на основные категории: экзосомы, образующиеся путем инвагинации эндосомальных мембран, и апоптотические тельца, возникающие в результате фрагментации клеток в процессе программируемой клеточной гибели. Каждая из этих категорий обладает внутренней биологической активностью и способностью воспроизводить паракринные эффекты родительских клеток, что определяет их лечебный потенциал [12].

Важно, что по сравнению с клеточной терапией стволовыми клетками, ВВ представляют собой более безопасную и контролируемую альтернативу с несколькими ключевыми преимуществами: отсутствием риска неконтролируемой пролиферации и злокачественной трансформации, поскольку ВВ — это нереплицирующиеся структуры без генетического материала, способного к экспрессии, отсутствием риска эктопической дифференцировки в нежелательные типы клеток, сниженной иммуногенностью за счет минимальной экспрессии молекул главного комплекса гистосовместимости на их поверхности, улучшенной стабильностью при хранении и возможностью стандартизации производства [59]. Эти характеристики делают ВВ привлекательным подходом в регенеративной медицине и иммуномодуляции. В репродуктивной медицине ВВ наиболее изучены в контексте регенерации эндометрия, демонстрируют многообещающие результаты в лечении внутриматочных синехий и других форм повреждения эндометрия.

Экзосомы

Экзосомы представляют собой небольшие внеклеточные везикулы диаметром 30—150 нм, образующиеся в результате сложного процесса инвагинации эндосомальных мембран с последующим формированием мультивезикулярных телец и высвобождающиеся во внеклеточное пространство при слиянии этих телец с плазматической мембраной [60]. Этот специфический путь биогенеза обеспечивает селективную сортировку биоактивных веществ, включая специфические белки, липиды и нуклеиновые кислоты, что определяет функциональную активность экзосом. В контексте регенерации эндометрия особое внимание уделяется экзосомам, полученным из МСК, благодаря их установленной роли в восстановлении тканей и паракринной секреции [61]. Одним из ключевых механизмов действия экзосом является их способность модулировать процессы фиброзирования. В экспериментальном исследовании Y. Yao и соавт. (2019) продемонстрировали, что экзосомы, полученные из мезенхимальных стволовых клеток костного мозга (КМ-МСК), ослабляли процессы фиброза в модели внутриматочных спаек у кроликов путем торможения эпителиально-мезенхимального перехода (ЭМП) в железистых эпителиальных клетках за счет ингибирования сигнального пути TGF-β — Smad. Причем полученный эффект был более выраженным, чем при прямой трансплантации КМ-МСК [62]. Известно, что ЭМП представляет собой фундаментальный биологический процесс, при котором эпителиальные клетки утрачивают межклеточные контакты и полярность, приобретая мезенхимальный фенотип с повышенной способностью к миграции и продукцией компонентов внеклеточного матрикса, что в патологических условиях приводит к развитию фиброза. Учитывая, что сигнальный путь TGF-β — Smad является универсальным медиатором прогрессирования фиброза в различных органах и тканях, блокирование данного каскада представляет собой перспективную терапевтическую стратегию в лечении внутриматочных синехий [12]. Помимо антифиброзных эффектов экзосомы проявляют выраженную проангиогенную активность, критически важную для полноценной регенерации эндометрия. В экспериментальном исследовании Q. Zhu и соавт. (2022) показано, что экзосомы, полученные из КМ-МСК и генетически модифицированные для экспрессии кардиотрофина-1 — представителя семейства IL-6 с выраженными ангиогенными свойствами, усиливают неоваскуляризацию в моделях внутриматочных спаек у крыс [63]. Эта проангиогенная активность, как полагают, реализуется через активацию сигнального каскада JAK — PI3K — mTOR — STAT3, регулирующего множественные клеточные процессы, включая пролиферацию, клеточную выживаемость и ангиогенез. Механически эти везикулы доставляют функциональные микроРНК и мРНК в эндометриальные стромальные клетки-реципиенты, обеспечивая клеточное репрограммирование посредством горизонтального переноса генов и восстанавливая ангиогенную функцию поврежденной ткани [63]. Помимо структурного восстановления эндометрия экзосомы оказывают мощное иммуномодулирующее действие. В экспериментальном исследовании J. Li и соавт. (2022) экзосомы, полученные из мезенхимальных стволовых клеток пуповины человека, предварительно активированных TNF-α, индуцировали поляризацию провоспалительных М1-макрофагов в противовоспалительный и регенеративный фенотип М2, тем самым оказывая противовоспалительное действие в моделях внутриматочных спаек [64]. В последнее время стратегии биоинженерии экзосом активно разрабатываются для усиления их потенциала посредством целенаправленной загрузки молекул, модификации поверхностных рецепторов для улучшения таргетинга, физической обработки для повышения стабильности и интеграции с биоматериальными матрицами для контролируемого высвобождения [65]. В экспериментальном исследовании X. Jin и соавт. (2023) использовали децеллюляризованную дермальную матрицу — бесклеточный биологический каркас, сохраняющий архитектуру внеклеточного матрикса, для достижения замедленного высвобождения экзосом, полученных из адипогенных МСК, что способствовало пролонгированной стимуляции ангиогенеза и улучшению фертильности в модели тонкого эндометрия у крыс [66]. Аналогичным образом в экспериментальном исследовании H. Sun и соавт. (2024) разработали модифицированные экзосомы с белком гена EXOSC6, стимулированным TNF-α (TSG-6) — противовоспалительным белком с выраженными иммуномодулирующими свойствами, и включили их в инъецируемый термочувствительный гидрогель, который эффективно ослаблял образование внутриматочных синехий на мышиной модели [67]. Несмотря на представленные результаты в экспериментальных исследованиях, клиническое использование экзосом остается затрудненным из-за ряда ограничений, включая быстрый клиренс экзосом из системного кровотока ретикулоэндотелиальной системой, короткий период полураспада in vivo, сложность стандартизации производства и контроля качества клеточного продукта. Таким образом, разработка инновационных систем доставки, обеспечивающих замедленное высвобождение, целенаправленное удержание и протекцию экзосом от преждевременной деградации, является ключевым направлением для повышения их эффективности [12].

Апоптотические тельца

Апоптотические тельца (АТ) представляют собой подкласс внеклеточных везикул, образующихся на поздних стадиях запрограммированной клеточной гибели — апоптоза, в процессе которого клетки подвергаются контролируемой деструкции без высвобождения провоспалительного содержимого [68]. Эти мембраносвязанные везикулы (диаметром от 500 до 2000 нм, что значительно превышает размеры экзосом) возникают в результате последовательного образования мембранных пузырьков и клеточной фрагментации по мере того, как апоптотические клетки подвергаются структурной дезорганизации под действием каспаз, ответственных за реализацию программы апоптоза [69]. В отличие от экзосом, характеризующихся относительно однородным составом, АТ отличаются выраженной гетерогенностью содержимого, которое может включать фрагментированную геномную ДНК с характерным нуклеосомным паттерном расщепления, ядерный материал, включая гистоны и фрагменты ядерной мембраны, разнообразные цитозольные белки, липиды, обогащенные фосфатидилсерином, и даже интактные органеллы, такие как митохондрии [12]. Традиционно рассматриваемые как инертные побочные продукты апоптоза, предназначенные исключительно для фагоцитарного клиренса макрофагами, АТ теперь все чаще признаются функционально биоактивными медиаторами межклеточной коммуникации с собственными регуляторными функциями [70]. Накапливающиеся экспериментальные данные указывают на то, что АТ могут передавать функциональные биомолекулы, такие как мРНК, микроРНК, длинные некодирующие РНК и функционально активные белки, соседним клеткам-реципиентам посредством прямого слияния мембран или рецептор-опосредованного эндоцитоза, тем самым модулируя экспрессию генов, иммунные ответы и клеточные реакции [71]. Эндогенное происхождение АТ в сочетании с низкой иммуногенностью, отсутствием пролиферативного риска и способностью к биодеградации позиционирует АТ как перспективную стратегию, особенно в рамках регенеративной медицины [69]. Интерес к АТ в области репродукции первоначально возник из фундаментальных наблюдений за физиологией эндометрия, где циклическое ремоделирование тканей в течение менструального цикла регулируется апоптотическими процессами. Во время поздней секреторной и менструальной фаз, когда происходит физиологическая регрессия функционального слоя эндометрия в отсутствие беременности, массивный апоптоз способствует контролируемому разрушению и последующему обновлению ткани, генерируя значительное количество АТ [72]. Терапевтический потенциал АТ изучен при синдроме Ашермана. В исследовании L. Xin и соавт. (2022) выяснено, что апоптотические тельца, полученные из мезенхимальных стволовых клеток пуповины человека, могут значительно усиливать регенерацию поврежденного эндометрия в экспериментальной модели внутриматочных синехий [73]. Локальное внутриматочное введение этих АТ, инкорпорированных в гидрогель на основе гиалуроновой кислоты для пролонгированного высвобождения, привело к комплексному улучшению морфофункциональных параметров эндометрия: увеличению его толщины за счет стимуляции пролиферации эпителиальных и стромальных клеток, большему количеству эндометриальных желез, свидетельствующему о функциональном восстановлении секреторной активности, уменьшению площади фиброза путем подавления активации миофибробластов и улучшению рецептивности эндометрия, определяемой по экспрессии маркеров имплантации, что в совокупности способствовало восстановлению фертильности [12]. Однако, как и другие типы внеклеточных везикул, применение АТ возможно с существенными ограничениями, включая быстрый клиренс in vivo из-за опсонизации и фагоцитоза макрофагами, сниженную функциональную стабильность вследствие деградации протеазами и нуклеазами, а также технологические сложности масштабирования производства и стандартизации [14]. Таким образом, внеклеточные везикулы, включая экзосомы и апоптотические тельца, представляют собой перспективную терапевтическую методику, реализующую эффекты с помощью комплексных механизмов, включающих модуляцию фиброза, стимуляцию ангиогенеза, иммуномодуляцию и горизонтальный перенос биоактивных молекул. Дальнейшие исследования в области биоинженерии везикул и систем их доставки необходимы для успешной клинической трансляции данного подхода в рутинную практику.

Плазма, обогащенная тромбоцитами

Плазма, обогащенная тромбоцитами (PRP, от англ. Platelet-Rich Plasma), представляет собой аутологичную, то есть изъятую из собственной крови пациента, фракцию крови, получаемую путем центрифугирования периферической крови с последующим выделением концентрата тромбоцитов в количествах, значительно превышающих физиологические показатели цельной крови [74]. Такой подход исключает риск иммунологического отторжения и аллергических реакций, обеспечивая максимальную биосовместимость препарата [75]. Доказано, что PRP характеризуется высоким содержанием биологически активных молекул, играющих ключевую роль в процессах тканевой регенерации. В частности, PRP содержит высокие концентрации факторов роста, включая VEGF, эпидермальный фактор роста (EGF), тромбоцитарный фактор роста (PDGF) и TGF-β, а также цитокины и компоненты внеклеточного матрикса, которые способствуют репарации тканей и модулируют воспалительный ответ [74]. Принцип действия PRP-терапии основан на способности тромбоцитов выступать в качестве клеток-эффекторов регенеративных процессов, мигрирующих к зоне повреждения и инициирующих каскад восстановительных реакций. Высокая концентрация тромбоцитов в препарате обеспечивает более интенсивное протекание регенеративных процессов с усиленным терапевтическим эффектом [76].

В контексте гинекологических заболеваний применение PRP демонстрирует значительный потенциал при лечении заболеваний, характеризующихся нарушением структурно-функциональной организации эндометрия. Механизм данной манипуляции реализуется с помощью активации множественных внутриклеточных сигнальных путей, включая STAT3, PI3K/AKT и MAPK/ERK, которые участвуют в регуляции клеточной пролиферации, миграции и ремоделировании внеклеточного матрикса [77]. Помимо стимуляции клеточной пролиферации тромбоциты активизируют процессы неоангиогенеза, способствуя образованию новых кровеносных сосудов и улучшению микроциркуляции в эндометриальной ткани. Первые клинические доказательства эффективности PRP в репродуктивной медицине получены в экспериментальном исследовании Y. Chang и соавт. (2015). Показано, что внутриматочная инфузия PRP улучшила толщину эндометрия и показатели имплантации у пациенток с тонким эндометрием [78]. Это фундаментальное наблюдение послужило отправной точкой для последующих клинических исследований. Особого внимания заслуживает ретроспективное исследование N. Frantz и соавт. (2020), включавшее проведение циклов экстракорпорального оплодотворения у женщин с тонким эндометрием, в котором внутриматочная инфузия PRP перед переносом эмбрионов привела к увеличению наступления клинической беременности и живорождения при снижении частоты выкидышей [79]. Эти результаты свидетельствуют о том, что PRP-терапия способна не только улучшать морфологические характеристики эндометрия, но и повышать его функциональную способность к имплантации эмбриона. Помимо регенеративных свойств PRP проявляет выраженный иммуномодуляторный потенциал: препарат содержит разнообразные цитокины и иммуномодулирующие факторы, включая IL-4, IL-10 и TGF-β, которые способствуют формированию противовоспалительного микроокружения. Эти иммуномодулирующие эффекты могут быть особенно важны при патологических состояниях, характеризующихся иммунной дисрегуляцией и хроническим воспалением, таких как повторные неудачи имплантации [80]. Тем не менее клинические результаты применения PRP не являются однородными. Так, в недавнем исследовании L. Aghajanova и соавт. (2021) не выявлено улучшение показателей живорождения после PRP-терапии [81]. Такая вариабельность результатов может быть обусловлена различиями в способах введения, в методиках приготовления препарата, включая протоколы центрифугирования и конечную концентрацию тромбоцитов, а также вариабельностью возраста пациенток и сопутствующих заболеваний. Одним из существенных ограничений традиционной PRP-терапии является кратковременность биоактивности препарата. Это обусловливает необходимость проведения повторных инфузий для достижения устойчивого терапевтического эффекта. Для преодоления этого ограничения разработаны современные системы доставки, такие как биосовместимые гидрогели и микросферы, обеспечивающие пролонгированное высвобождение биологически активных факторов и повышение эффективности лечения тонкого эндометрия [82].

Несмотря на обнадеживающие результаты многочисленных исследований, клиническое внедрение PRP в широкую практику осложняется отсутствием унифицированных протоколов лечения. Существенные различия в методах приготовления препарата, вариабельность применяемых доз, различия в сроках применения относительно менструального цикла и переноса эмбрионов, а также гетерогенность протоколов лечения затрудняют сравнение результатов исследований и формирование единых клинических рекомендаций [83]. Для уточнения молекулярных и клеточных механизмов действия PRP, определения оптимальных параметров приготовления и применения препарата, а также установления стандартизированных и основанных на доказательствах клинических рекомендаций необходимо проведение масштабных проспективных РКИ с использованием унифицированных протоколов [84].

МикроРНК

МикроРНК представляют собой короткие некодирующие одноцепочечные молекулы РНК длиной 21—22 нуклеотида, которые осуществляют посттранскрипционную регуляцию экспрессии генов путем ингибирования трансляции или деградации мРНК. Данные молекулы играют фундаментальную роль в эпигенетической регуляции генетической экспрессии, модулируя около 60% белков на посттранскрипционном уровне [85]. Отличительной особенностью микроРНК является их способность к комплексной регуляции: одна микроРНК может контролировать экспрессию нескольких матричных РНК, в то время как одна мРНК может подвергаться действию нескольких микроРНК, что обеспечивает образование сложной сети кооперативной регуляции [86]. Реализуя свою регуляторную функцию, микроРНК связываются со специфическими сайтами узнавания на целевых мРНК посредством комплементарного спаривания оснований, что обеспечивает высокую специфичность и избирательность воздействия микроРНК на определенные генетические мишени [87]. МикроРНК участвуют в разных клеточных процессах, включая старение, апоптоз, пролиферацию, дифференцировку клеток, а также в регуляции множественных сигнальных путей [88]. Следует отметить, что уровни экспрессии некоторых микроРНК связаны с рецептивностью эндометрия и изменяются в зависимости от уровня прогестерона, что подчеркивает их роль в регуляции репродуктивной функции. Профили экспрессии микроРНК в эндометрии человека видоизменяются в зависимости от фазы менструального цикла и регулируются половыми гормонами, что необходимо учитывать при разработке протоколов лечения [89].

В контексте репродуктивной медицины микроРНК могут быть получены как из собственных клеток пациента (аутологичный источник), так и синтезированы путем применения молекулярно-биологических технологий [90]. Использование аутологичного материала обеспечивает максимальную биосовместимость, тогда как синтезированные препараты позволяют стандартизировать подход и обеспечить воспроизводимость результатов. Применение микроРНК продемонстрировано преимущественно в экспериментальных моделях синдрома Ашермана и эндометрита с использованием гетерологичных или синтетических препаратов.

В экспериментальном исследовании J. Li и соавт. (2016) установлено, что сверхэкспрессия miR-29b активирует сигнальный путь NF-κB и усиливает экспрессию материнского экспрессируемого гена 3 (MEG3), что в свою очередь приводит к остановке прогрессирования фиброза, лежащего в основе развития синдрома Ашермана [91]. Это наблюдение свидетельствует о том, что микроРНК способны не только регулировать экспрессию генов, но и модулировать ключевые сигнальные каскады, вовлеченные в патогенез эндометриального фиброза.

Аналогично, в работе J.E. Won и соавт. (2025) показано, что избыточная экспрессия miR-643 также активирует путь NF-κB, способствуя подавлению воспалительных и фибротических процессов в эндометрии [92]. В экспериментальной модели синдрома Ашермана, индуцированной у крыс, применение микроРНК привело к значительному восстановлению толщины эндометрия, увеличению количества маточных желез и снижению интенсивности фиброза. Эти морфологические изменения сопровождались существенными биохимическими сдвигами на молекулярном уровне [93]. Механизм действия включает ингибирование про-воспалительных маркеров IL-6, IL-8, толл-подобного рецептора 4 (TLR-4), p-JNK и p-ERK1/2, а также повышение экспрессии ингибитора ядерного фактора каппа B (IκB-α), IL-10 и TGF-β1 [94]. Это воздействие позволяет снизить интенсивность воспалительного процесса, который может препятствовать восстановлению тканей. МикроРНК реализуют свои эффекты через комплексную модуляцию провоспалительных и противовоспалительных медиаторов, создавая благоприятное микроокружение для регенерации эндометрия.

Таким образом, микроРНК представляют собой перспективный класс биологически активных молекул для регенеративной терапии в репродуктивной медицине. Однако для широкого внедрения микроРНК-терапии в клиническую практику необходимы дальнейшие контролируемые клинические исследования, направленные на оценку безопасности, эффективности и оптимизацию способов доставки этих молекул в целевую ткань. Особое внимание должно быть уделено разработке стандартизированных протоколов приготовления препаратов, определению оптимальных доз и режимов введения, а также изучению долгосрочных эффектов микроРНК-терапии на репродуктивную функцию.

Тканеинженерные носители-матриксы

Тканеинженерные носители-матриксы (скаффолды) представляют собой трехмерные биосовместимые структуры, создающие благоприятное микроокружение для клеточной адгезии, пролиферации и дифференцировки, что способствует регенерации поврежденных тканей. Эти биоматериалы имитируют внеклеточный матрикс, обеспечивая структурную и функциональную поддержку для клеточных популяций [95]. Фундаментальное значение таких конструкций заключается в их способности обеспечивать трехмерную архитектуру, приближенную к нативной ткани, что критически важно для воссоздания физиологических условий клеточного микроокружения. В контексте гинекологических заболеваний эти носители применяются преимущественно при синдроме Ашермана, тонком эндометрии и эндометрите, выполняя функцию структурной основы для доставки клеток, факторов роста и биоактивных молекул, а также модулируя тканевое микроокружение путем стимуляции ангиогенеза и регуляции иммунного ответа. Преимущество трехмерных матриксов заключается в том, что они характеризуются естественной пористостью, необходимой для быстрой регенерации и васкуляризации тканей, обеспечивая при этом адекватный транспорт питательных веществ и метаболитов [12].

Природные биополимерные матриксы

Коллаген остается одним из наиболее широко используемых биоматериалов в тканевой инженерии благодаря его фундаментальной роли в воспроизведении состава внеклеточного матрикса и микроархитектурной структуры, необходимых для регенерации поврежденных тканей. Как основной структурный белок соединительной ткани коллаген обеспечивает естественную биосовместимость и содержит сигналы узнавания для клеточной адгезии, что облегчает прикрепление, миграцию и пролиферацию клеток на поверхности матрикса [3]. В экспериментальном исследовании Y. Dai и соавт. (2023) продемонстрировано, что МСК жировой ткани, внедренные в коллагеновый носитель, значительно повысили частоту наступления беременности и имплантации эмбрионов путем ингибирования фиброзных маркеров, индуцированных TGF-β, включая коллаген I, фибронектин и альфа-гладкомышечный актин, а также модулировали поляризацию макрофагов, подавляли воспалительные реакции, стимулировали пролиферацию стромальных клеток эндометрия и ангиогенез [33]. Эти результаты свидетельствуют о том, что коллагеновые матриксы не только обеспечивают структурную поддержку клеток, но и активно участвуют в модуляции клеточного поведения и тканевого микроокружения.

Гидрогели, в частности производные гиалуроновой кислоты, заслуживают особого внимания исследователей благодаря высокой биосовместимости и биодеградируемости [96]. Гиалуроновая кислота является естественным компонентом внеклеточного матрикса многих тканей организма, что и определяет ее уникальные биологические свойства. Так, платформы на ее основе демонстрируют выраженную эффективность в регенерации эндометрия, функционируя как в качестве носителей для клеток, так и в качестве систем контролируемой доставки лекарственных средств [97]. Гидрогелевая структура этих материалов обеспечивает высокую гидратацию, что создает благоприятные условия для клеточной активности и способствует диффузии биологически активных молекул.

В систематическом обзоре и метаанализе L. Adamyan и соавт. (2024) оценили эффективность гиалуроновой кислоты как антиадгезивного барьера после гинекологических операций, включив 12 РКИ в качественный синтез. Показано, что применение геля гиалуроновой кислоты снижает частоту умеренных/тяжелых спаек (RR=0,45; 95% ДИ 0,28—0,72; p=0,001; I²=41%) и уменьшает долю анатомических участков со спайками. Дополнительно в отдельных исследованиях отмечено улучшение показателей качества жизни и выраженности болевого синдрома при использовании гиалуроновой кислоты [98]. Экспериментальная работа Л.В. Адамян и соавт. (2024) на модели послеоперационного спайкообразования у самок крыс линии Wistar продемонстрировала противоспаечную эффективность геля на основе гиалуроновой кислоты и карбоксиметилцеллюлозы с убедительным морфо- и ультраструктурным обоснованием. По данным световой микроскопии (H&E, окраска по Маллори) и трансмиссионной электронной микроскопии, в контрольной группе формировались плотные спайки толщиной 1,23±0,16 мм с выраженной фибротизацией (зрелые пучки коллагена, активные фибробласты, развитая микроваскуляризация), тогда как в группе введения геля спайки были тоньше (0,84±0,11 мм), представлены рыхлой волокнистой соединительной тканью с минимальной грануляцией и капиллярным типом васкуляризации; коллагеновые волокна оставались незрелыми и тонкими (средняя толщина 1,50±0,25 мкм), а количественно преобладали эластические волокна, что отражало снижение фиброза и более физиологичную регенерацию без активации пролиферативных процессов [99, 100].

Синтетические полимерные матриксы

Синтетические полимеры, такие как поликапролактон и полимолочная кислота, обладают особыми свойствами, включая настраиваемую механическую прочность, контролируемую скорость деградации и высокую структурную стабильность. Эти материалы относятся к классу полностью деградируемых синтетических веществ, продукты распада которых безопасно метаболизируются организмом [101]. Преимущество синтетических матриксов заключается в возможности точного контроля их физико-химических характеристик, включая размер пор, степень упорядоченности молекулярной организации полимера и скорость биодеградации, что позволяет создавать конструкции с заданными свойствами [102]. Основным недостатком синтетических материалов является отсутствие на них естественных сигналов узнавания для клеток, что может затруднять клеточную адгезию и миграцию. Для преодоления этого ограничения применяются различные стратегии модификации поверхности, включая введение в матрикс адгезионных пептидов с RGD-последовательностями — короткими трипептидными фрагментами, состоящими из аргинина, глицина и аспарагиновой кислоты, которые распознаются интегриновыми рецепторами клеток и обеспечивают их эффективное прикрепление к матриксу [103].

Децеллюляризованные матриксы

Децеллюляризованные гидрогели, полученные из тканей, представляют собой перспективные биосовместимые материалы для тканевой регенерации. Процесс децеллюляризации заключается в удалении клеточных компонентов ткани при сохранении структуры и биохимического состава внеклеточного матрикса, что обеспечивает сохранение нативной архитектоники и биологической активности. Сохранение естественного состава внеклеточного матрикса обеспечивает наличие специфических сигналов микроокружения, необходимых для направленной миграции клеток и их дифференцировки [104]. В экспериментальных исследованиях показано, что мыши, которым внутриматочно вводили децеллюляризованные гидрогели с факторами роста, демонстрировали выраженные регенеративные эффекты, включая высокий индекс клеточной пролиферации, улучшенное количество эндометриальных желез, неоангиогенез, снижение синтеза коллагена и повышенную частоту наступления клинической беременности [105]. Эти комплексные морфологические и функциональные изменения свидетельствуют о способности децеллюляризованных матриксов не только обеспечивать структурную поддержку, но и активно стимулировать регенеративные процессы в поврежденном эндометрии.

Инновационные композитные матриксы

Композитные матриксы представляют собой новое поколение тканеинженерных конструкций, основанное на принципе комбинирования различных биоматериалов для достижения синергетического эффекта. Инновационность данного подхода заключается в возможности объединения в одной конструкции уникальных характеристик различных материалов — механической прочности синтетических полимеров, биологической активности природных компонентов и специфических функциональных свойств. Это позволяет преодолеть ограничения, присущие отдельным типам матриксов [106]. Композитные системы обеспечивают не только оптимальную структурную поддержку для клеток, но и создают более физиологичное микроокружение, приближенное к условиям нативной ткани, что критически важно для успешной тканевой регенерации. В экспериментальном исследовании B. Xiao и соавт. (2019) продемонстрировано, что носители из полиглицерилсебаката значительно продлили время удержания мезенхимальных стволовых клеток костного мозга в матке крыс, превосходя носители из полимолочногликолевой кислоты и коллагена [94]. Данное наблюдение имеет критическое значение, поскольку длительное присутствие терапевтических клеток в зоне повреждения является необходимым условием для реализации их регенеративного потенциала. Несмотря на перспективные результаты экспериментальных исследований, клиническое внедрение подходов на основе тканеинженерных матриксов в настоящее время затруднено. Основным недостатком является отсутствие стандартизированных и воспроизводимых протоколов производства, что затрудняет сравнение результатов разных исследований [12]. Разработка стандартизированных протоколов производства и валидации тканеинженерных матриксов является необходимым условием для обеспечения безопасности и целесообразности их применения в рутинной практике.

Биопринтинг

Биопринтинг представляет собой инновационную стратегию тканевой регенеративной инженерии, заключающуюся в послойном нанесении биологических материалов — так называемых биочернил — для создания сложных тканевых структур с заданной трехмерной пространственной организацией [107]. Данная технология основана на аддитивном принципе производства, при котором объект формируется путем последовательного добавления материала слой за слоем, что позволяет воспроизводить сложную геометрию и внутреннюю архитектонику биологических тканей. Биочернила могут быть составлены из натуральных полимеров, таких как альгинат, желатин, коллаген и гиалуроновая кислота, которые имитируют внеклеточный матрикс живых тканей. Клетки для биопринтинга могут быть получены из разных источников, включая стволовые клетки или аутологичные клетки пациента, что обеспечивает персонализированный подход к терапии [108]. В контексте репродуктивной медицины особый интерес представляет способность дифференцировать эти клетки в эндометриальные эпителиальные и стромальные клетки, необходимые для восстановления функции эндометрия.

После завершения процесса биопринтинга созданные конструкты должны пройти этап дозревания in vitro в контролируемых условиях биореактора, что обеспечивает необходимые механические и биохимические сигналы для созревания ткани и приобретения ею функциональных характеристик [109]. Потенциальные возможности применения биопринтинга в лечении гинекологических заболеваний обширны. Созданные методом биопечати ткани эндометрия могут восстановить структуру и функцию эндометрия у женщин с синдромом Ашермана, тонким эндометрием или хроническим эндометритом. В экспериментальном исследовании W. Ji и соавт. (2020) применили индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, загруженные в биопечатный скаффолд, для лечения синдрома Ашермана в модели на грызунах. Локальная инстилляция человеческих индуцированных мезенхимальных стволовых клеток, загруженных в биопечатный скаффолд, частично восстановила ангиогенез и структуру эндометрия, о чем свидетельствовало наличие CD31-позитивных эндотелиальных клеток и цитокератина в эпителиальных клетках [110]. В клиническом исследовании J. Wen и соавт. (2022) оценили регенеративный эффект гранулоцитарного колониестимулирующего фактора с использованием созданного методом биопечати скаффолда и микросфер для репарации повреждения в модели синдрома Ашермана у крыс [111]. Эти исследования подтверждают, что биопринтинг представляет собой многообещающую стратегию в тканевой регенеративной инженерии для лечения женского бесплодия.

Однако 3D-биопринтинг, несомненно, имеет ряд существенных ограничений. Созданные методом биопечати ткани часто лишены васкуляризации и иннервации, что затрудняет поддержание их жизнеспособности. Кроме того, биопринтинг является ресурсоемким процессом с высокими затратами, а четкие регуляторные руководства для созданных методом биопечати медицинских продуктов все еще находятся в стадии разработки. Вариабельность в составе биочернил может приводить к непоследовательным результатам, а напечатанные конструкты требуют длительного созревания для того, чтобы стать полностью функциональными. Текущие исследования направлены на преодоление этих недостатков [12].

Органоиды

Органоиды представляют собой трехмерные модели органов, выращенные в лабораторных условиях из стволовых клеток или клеток-предшественников специфических тканей, которые обладают способностью к самоорганизации и сохраняют ключевые физиологические и функциональные свойства исходной ткани [112, 113]. В контексте репродуктивной медицины наибольший интерес представляют маточные и овариальные органоиды, которые воспроизводят структуру и функции соответствующих репродуктивных тканей. Процесс получения органоидов включает выделение плюрипотентных стволовых клеток и их культивирование в специальных условиях с использованием внеклеточного матрикса и факторов роста, что стимулирует их самоорганизацию в структуры, напоминающие нативную ткань [12]. В течение нескольких недель клетки формируют трехмерные агрегаты с характерной для органа архитектурой, включая различные типы клеток и их пространственное расположение. Эти особенности позволяют органоидам интегрироваться с тканями хозяина, созревать и воспроизводить функции органа in vivo, что позиционирует их как перспективную платформу для клеточных терапий в различных системах [114].

В репродуктивной медицине маточные органоиды продемонстрировали долгосрочную способность к экспансии, выраженное обогащение эпителиальными клетками и высокую гормональную чувствительность к эстрогенам и прогестерону, эффективно воспроизводя нативную физиологию эндометрия с его циклическими изменениями. Органоиды, полученные из эндометрия, могут использоваться в клеточных технологиях благодаря их способности имитировать тканеспецифичную архитектуру и функциональные характеристики эндометрия, включая секреторную активность и рецептивность к имплантации эмбриона [115].

Недавние исследования позволили выявить ранее неизвестные механизмы действия органоидов. S-Y. Hwang и соавт. (2024) идентифицировали новый регенеративный механизм, включающий перенос функциональных митохондрий от трансплантированных органоидов к поврежденным клеткам эндометрия хозяина, тем самым усиливая клеточную биоэнергетику и репаративную способность [115]. Данный феномен межклеточного переноса митохондрий представляет собой важный аспект лечебного действия органоидов, обеспечивая восстановление энергетического метаболизма и функций поврежденного эндометрия на клеточном уровне.

В экспериментальном исследовании Y. Xu и соавт. (2023) разработали мультилинейный эндометриальный органоид — более сложную модель, включающую несколько типов клеток одновременно — путем совместного культивирования эндометриальных мезенхимальных стволовых клеток с клетками-предшественниками эпителиальной ткани, что позволило воссоздать более физиологичную клеточную композицию эндометрия. Трансплантация этих органоидов способствовала эндометриальному ангиогенезу и комплексной регенерации ткани, что в конечном итоге улучшило показатели фертильности у экспериментальных животных [116]. При трансплантации органоиды функционируют не только как структурная основа для регенерации, но и секретируют различные биоактивные вещества, которые оказывают паракринное воздействие и способствуют восстановлению эндометрия. Молекулярные механизмы действия органоидов включают секрецию VEGF, IGF и других биоактивных молекул, которые способствуют улучшению функции эндометрия, снижению апоптоза клеток, стимуляции пролиферации и дифференцировки, а также восстановлению репродуктивной функции.

К ограничениям органоидных технологий относится тот факт, что большинство современных органоидов состоят преимущественно из эпителиальных компонентов и не воспроизводят полную клеточную сложность нативного органа, а также высокая стоимость технологии [12].

Заключение

Клеточные технологии в репродуктивной медицине представляют собой динамично развивающееся направление регенеративной медицины, открывающее принципиально новые возможности для лечения патологических состояний, ранее считавшихся плохо поддающимися традиционным методам коррекции.

Клеточные технологии в репродуктивной медицине имеют многолетнюю историю развития, в которую в России внесли весомый вклад работы под руководством Л. В. Адамян. Еще в 1980 г. предложен способ лечения вторичной аменореи (Авторское свидетельство СССР №1191087), сочетающий эстроген-содержащую гормональную терапию с гипербарической оксигенацией, что позволило снизить частоту и выраженность нежелательных эффектов длительного гормонального воздействия. Гипербарическая оксигенация — это адъювантный метод повышения рецептивности эндометрия за счет улучшения тканевой оксигенации, стимуляции ангиогенеза и модуляции фиброзообразования, который применяется при рефрактерно тонком эндометрии и после оперативной коррекции синдрома Ашермана. Клинические наблюдения указывают на увеличение толщины эндометрия и рост частоты наступления беременности при комбинированном применении гипербарической оксигенации с гормональной терапией и/или клеточными технологиями. Дальнейшая апробация направления представлена когортным исследованием (1999) у пациенток после гистерэктомии, в котором комбинированная заместительная гормональная и фетальная тканевая терапия продемонстрировала благоприятный профиль переносимости и клиническую эффективность. Отмечены регресс соматовегетативных симптомов, нормализация сна и аффективных проявлений, снижение уровней лютеинизирующего гормона и фолликулостимулирующего гормона при одновременном повышении уровня эстрадиола, без неблагоприятного влияния на ткань молочной железы и онкомаркерный профиль в ходе наблюдения дольше 2 лет.

Одним из родоначальников применения клеточных технологий в медицине является русский гистолог А.А. Максимов, который в 1908 г. сформулировал концепцию существования стволовых клеток в кроветворной ткани (стволовых кроветворных клеток). В середине 70-х годов прошлого столетия А.Я. Фриденштейн и соавт. описали стволовую мезенхимальную клетку в строме костного мозга. Успешные исследования стволовых клеток, проводимые до начала 90-х годов XX века в ряде институтов Российской академии наук и Российской академии медицинских наук, позволяли сохранять определенные приоритеты отечественной науки до середины 90-х годов. Однако дальнейшие исследования стволовых клеток в нашей стране практически прекратились, за исключением работы отдельных научных групп. Стволовые клетки — недифференцированные клетки, способные делиться, самообновляться и дифференцироваться в один тип специализированных клеток или более. В гинекологии используется клеточный материал, полученный путем направленного дифференцирования стволовых клеток костного мозга, пуповинной крови или жировой ткани. Впервые R. Schofield (1978) в своей работе предположил, что колонии стволовых клеток уже находятся в тканевых нишах и обладают уникальными способностями, которые можно использовать в терапевтических целях [117].

Возникновение стволовых клеток в процессе онтогенеза и совершение ими длительной миграции в организме, прежде чем они займут окончательные ниши, изучены и описаны коллективом ученых (М.А. Пальцев, 2006) [118]. Применением в гинекологии таких уникальных способностей стволовых клеток заинтересовался ряд ученых. Согласно данным Г.Т. Сухих и соавт., (2002), поддержание и выживание, а также свойства стволовых клеток регулируются сигналами, поступающими из их локального микроокружения, так называемой ниши стволовых клеток [119]. Суть лечения стволовыми клетками, по мнению A. Loewendorf и M. Csete (2013), заключается в снижении риска иммунного ответа на внедрение аутологичного имплантата [120].

Впервые о применении лиофилизированных клеток яичников и плаценты при посткастрационном синдроме, развившемся после удаления матки и придатков, сообщил Лернахер в 1957 г. [6].

3.М. Алиханова (1995) успешно осуществила терапию фетальными тканями у таких больных. По данным автора, механизм лечебного эффекта фетального материала объясняется восполнением дефицита женских половых стероидов за счет введения их извне, а продолжительность позитивного эффекта, по всей вероятности, обусловлена внежелезистым синтезом необходимых гормонов из их предшественников, которыми богат фетальный материал. Образцы биоматериала для трансплантации получены из Института биологической медицины. Разрешение на использование фетальных тканей получено от этического комитета НИЦ АГИП PAMH №4 от 3 февраля 1993 г. По разработанной в институте технологии для трансплантации использовали ткани и клетки различных отделов коры головного мозга, таламуса, гипоталамуса, гипофиза, печени, плаценты, мезенхимы плодов 17—19 недель гестации, полученные в результате медицинских абортов от здоровых женщин в возрасте от 15 до 40 лет [6].

Мезенхимальные стволовые клетки различного тканевого происхождения демонстрируют выраженный терапевтический потенциал благодаря уникальному сочетанию иммуномодулирующих, противовоспалительных, антиапоптотических и проангиогенных свойств, реализуемых преимущественно с помощью паракринных механизмов воздействия на поврежденные ткани. Экспериментальные исследования убедительно демонстрируют способность мезенхимальных стволовых клеток, изолированных из костного мозга, жировой ткани, пуповины, пуповинной крови, плаценты, менструальной крови и эндометрия восстанавливать структурно-функциональную целостность тканей репродуктивной системы, стимулировать неоангиогенез, ингибировать фиброзные изменения и улучшать репродуктивные исходы в различных экспериментальных моделях. Результаты клинических исследований подтверждают перспективность применения терапии мезенхимальными стволовыми клетками у пациенток с различными формами репродуктивных нарушений, демонстрируя улучшение морфофункциональных характеристик тканей и повышение частоты наступления беременности.

Применение PRP и внеклеточных везикул мезенхимальных стволовых клеток представляет собой дополнительную стратегию в арсенале регенеративной медицины. Богатая тромбоцитами плазма содержит высокие концентрации факторов роста, способствующих пролиферации клеток, ангиогенезу и ремоделированию внеклеточного матрикса. Внеклеточные везикулы, содержащие функциональные микроРНК, белки и липиды, способны опосредовать репрограммирование клеток-мишеней и активацию регенеративных процессов, при этом обладая преимуществами в плане стандартизации производства, хранения и транспортировки [121].

Методы тканевой инженерии с использованием биодеградируемых скаффолдов на основе децеллюляризованного внеклеточного матрикса, синтетических биосовместимых полимеров и гидрогелей различной природы открывают возможности для создания трехмерных конструкций, обеспечивающих пространственную организацию клеток, их направленную дифференцировку и постепенное формирование функционально активных тканей. Особенно перспективным представляется комбинированное применение мезенхимальных стволовых клеток или их производных в сочетании со скаффолдами, что позволяет создать оптимальное микроокружение для выживания, приживления и функционирования клеток.

Несмотря на прогресс в фундаментальных исследованиях, внедрение клеточных технологий в широкую клиническую практику сталкивается с рядом существенных трудностей. Отсутствие стандартизированных протоколов выделения, культивирования и криоконсервации мезенхимальных стволовых клеток, вариабельность их биологических характеристик в зависимости от донора, возраста и тканевого источника, недостаточная определенность оптимальных доз, кратности введения и способов доставки клеток, а также ограниченность долгосрочных данных о безопасности и эффективности означают необходимость проведения тщательно спланированных многоцентровых рандомизированных контролируемых исследований. Важным аспектом дальнейшего развития клеточных технологий является разработка объективных предикторов терапевтического ответа, позволяющих идентифицировать пациенток, которые с наибольшей вероятностью получат клиническую пользу от применения регенеративных методов лечения.

Интеграция современных омиксных технологий (транскриптомики, протеомики, метаболомики и секретомного анализа мезенхимальных стволовых клеток) в сочетании с методами искусственного интеллекта и машинного обучения с использованием минимально инвазивных хирургических доступов и подходов может способствовать созданию персонализированных стратегий, учитывающих индивидуальные особенности патогенеза заболевания у конкретной пациентки. В этом процессе большое значение имеет использование 3D-технологий для обеспечения комплексного подхода к предоперационному обследованию, предоперационного моделирования, интраоперационной навигации, мониторирования организма в целом и интраоперационно, послеоперационной реабилитации, включая отдаленные клинические результаты.

Дальнейшие исследования в этой области должны быть направлены на углубленное понимание молекулярных и клеточных механизмов терапевтического действия мезенхимальных стволовых клеток и их производных, оптимизацию методов их доставки и удержания в целевых тканях. Необходима разработка комбинированных подходов, интегрирующих клеточную терапию с гинекологией и репродуктивной медициной. Повышение эффективности применения клеточных технологий в клинической практике во многом определяется прецизионным введением клеточного материала, основанным на современных методах его обработки и доставки в предварительно подготовленные ткани. Параллельное внедрение инновационных диагностических и навигационных систем, а также разработка научно обоснованных показаний и критериев отбора целевых групп пациенток позволит не только оптимизировать восстановление репродуктивной функции, но и существенно повысить качество жизни в целом, а также демографические показатели и продолжительность активной жизни. Комплексная оценка эффективности таких вмешательств должна осуществляться согласно клиническим, физиологическим, гормональным и другим показателям, отражающих интегративное влияние лечения, с обязательным междисциплинарным подходом.

Таким образом, клеточные технологии представляют собой многообещающую платформу для создания инновационных методов лечения бесплодия и других нарушений репродуктивной системы. Необходимо проведение дальнейших интенсивных исследований и трансформации экспериментальных достижений в клинически эффективные и безопасные методики, особенно при отсутствии результатов от ранее проведенного лечения или противопоказаний к нему.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Адамян Л.В., Маилова К.С., Осипова А.А., Степанян А.А.

Сбор и обработка материала — Пивазян Л.Г., Курбатова К.С.

Написание текста — Пивазян Л.Г., Курбатова К.С.

Редактирование — Адамян Л.В., Маилова К.С., Осипова А.А., Степанян А.А.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.