Фенотипические особенности клеток реберного хряща при воронкообразной деформации грудной клетки

Воронкообразная деформация грудной клетки – тяжелое заболевание с неустановленной этиологией и патогенезом. Патологические изменения, происходящие в хрящевой ткани ребер, являются одним из ведущих механизмов развития искривления грудной клетки. Анализ фенотипических особенностей клеток, выделенных из места локализации патологического процесса, позволит создать более полную картину формирования деформации.

Цель исследования – идентифицировать фенотип клеток реберного хряща при воронкообразной деформации грудной клетки.

Материал и методы. Клетки реберного хряща детей с воронкообразной деформацией грудной клетки культивировали до 2–3-го пассажа, затем идентифицировали гистохимическими и иммуногистохимическими методами.

Результаты и их обсуждение. Выявлены клетки двух разных фенотипов. Первый тип – хондробласты овальной и полигональной формы, экспрессирующие маркер хондрогенной дифференцировки. Второй тип – клетки нейрального фенотипа с экспрессией ранних нейральных маркеров Musashi1 и PAX6 и нейроспецифичного белка III β-тубулина, а также субстанции Ниссля.

Заключение. Анализ фенотипических особенностей клеток реберного хряща при воронкообразном искривлении грудной клетки позволил расширить представление о возможном этиологическом факторе формирования деформации.

1. Kloth K., Klohs S., Bhullar J., Boettcher M., Hempel M., Trah J., Reinshagen K. The epidemiology behind pectus excavatum: clinical study and review of the literature. Eur. J. Pediatr. Surg. 2022;32(4):316– 320. doi: 10.1055/s-0041-1729898

2. Kurkov A., Guller A., Fayzullin A., Fayzullina N., Plyakin V., Kotova S., Timashev P., Frolova A., Kurtak N., Paukov V., Shekhter A. Amianthoid transformation of costal cartilage matrix in children with pectus excavatum and pectus carinatum. PLoS One. 2021;16(1):e0245159. doi: 10.1371/journal.pone.0245159

3. Курков А.В., Шехтер А.Б., Пауков В.С. Структурные и функциональные изменения реберных хрящей при воронковидной и килевидной деформации грудной клетки у детей. Арх. патол. 2017;79(5):57–62. doi: 10.17116/patol201779557-62

4. Bhatnagar V., Sharma N., Dhua A., Jana M. Surgical correction of pectus excavatum using a rib graft strut following excision of costal cartilages. J. Indian Assoc. Pediatr. Surg. 2019;24(4):252–256. doi: 10.4103/jiaps.JIAPS_68_18

5. David V.L. Current concepts in the etiology and pathogenesis of pectus excavatum in humans-A systematic review. J. Clin. Med. 2022;11(5):1241. doi: 10.3390/jcm11051241

6. Park C.H., Kim T.H., Haam S.J., Lee S. Asymmetric pectus excavatum is associated with overgrowth of ribs Rather than cartilage. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2015;63(5):427–432. doi: 10.1055/s-0034-1395394

7. David V.L., Cerbu S., Haragus H., Popoiu M.C., Stanciulescu C.M., Cozma G., Burlacu O., Boia E.S. Costal cartilages do not overgrow in patients with pectus excavatum. Med. Princ. Pract. 2016;25(6):533– 538. doi: 10.1159/000449133

8. Бардахчьян Э.А., Чепурной Г.И., Шамик В.Б. Особенности ультраструктурных изменений реберного хряща детей при различных деформациях грудной клетки. Арх. патол. 2002;64(5):40–45.

9. Feng J., Hu T., Liu W., Zhang S., Tang Y., Chen R., Jiang X., Wei F. The biomechanical, morphologic, and histochemical properties of the costal cartilages in children with pectus excavatum. J. Pediatr. Surg. 2001;36(12):1770–1776. doi: 10.1053/jpsu.2001.28820

10. Tocchioni F., Ghionzoli M., Calosi L., Guasti D., Romagnoli P., Messineo A. Rib cartilage characterization in patients affected by pectus excavatum. Anat. Rec. (Hoboken). 2013;296(12):1813–1820. doi: 10.1002/ar.22824

11. Fokin A.A., Steuerwald N.M., Ahrens W.A., Allen K.E. Anatomical, histologic, and genetic characteristics of congenital chest wall deformities. Semin. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2009;21(1):44–57. doi: 10.1053/j.semtcvs.2009.03.001

12. Рузикулов У.Ш., Нурмухамедов Х.К. Морфологические особенности в тканях грудинноStrokovaреберного комплекса у детей при воронкообразной деформации грудной клетки. Травматология және ортопедия. 2020;(3):24–30. doi: 10.52889/16849280-2020-3-53-24-30

13. Курков А.В., Пауков В.С., Файзуллин А.Л., Шехтер А.Б. Изменения реберного хряща при воронковидной и килевидной деформации грудной клетки у детей. Арх. патол. 2018;80(5):8–15. doi: 10.17116/patol2018800518

14. Cobben J.M., Oostra R.J., van Dijk F.S. Pectus excavatum and carinatum. Eur. J. Med. Genet. 2014;57(8):414–417. doi: 10.1016/j.ejmg.2014.04.017

15. Luo Y., Sinkeviciute D., He Y., Karsdal M., Henrotin Y., Mobasheri A., Önnerfjord P., Bay-Jensen A. The minor collagens in articular cartilage. Protein Cell. 2017;8(8):560–572. doi: 10.1007/s13238-017-0377-7

16. Carriel V., Campos A., Alaminos M., Raimondo S., Geuna S. Staining methods for normal and regenerative myelin in the nervous system. Methods Mol. Biol. 2017;1560:207–218. doi: 10.1007/978-1-49396788-9_15

17. Tomita Y., Matsumura K., Wakamatsu Y., Matsuzaki Y., Shibuya I., Kawaguchi H., Ieda M., Kanakubo S., Shimazaki T., Ogawa S., Osumi N., Okano H., Fukuda K. Cardiac neural crest cells contribute to the dormant multipotent stem cell in the mammalian heart. J. Cell. Biol. 2005;170(7):1135–1146. doi: 10.1083/jcb.200504061

18. Osumi N., Shinohara H., Numayama-Tsuruta K., Maekawa M. Concise review: Pax6 transcription factor contributes to both embryonic and adult neurogenesis as a multifunctional regulator. Stem. Cells. 2008;26(7):1663–1672. doi: 10.1634/stemcells.2007-0884

19. Chacon J., Rogers C.D. Early expression of Tubulin Beta-III in avian cranial neural crest cells. Gene Expr. Patterns. 2019;34:119067. doi: 10.1016/j.gep.2019.119067

20. Zaydman A.M., Strokova E.L., Kiseleva E.V., Suldina L.A., Strunov A.A., Shevchenko A.I., Laktionov P.P., Subbotin V.M. A new look at etiological factors of idiopathic scoliosis: neural crest cells. Int. J. Med. Sci. 2018;15(5):436–446. doi:10.7150/ijms.22894

21. Zaydman A.M., Strokova E.L., Pahomova N.Y., Gusev A.F., Mikhaylovskiy M.V., Shevchenko A.I., Zaidman M.N., Shilo A.R., Subbotin V.M. Etiopathogenesis of adolescent idiopathic scoliosis: review of the literature and new epigenetic hypothesis on altered neural crest cells migration in early embryogenesis as the key event. Med. Hypotheses. 2021;151:110585. doi: 10.1016/j.mehy.2021.110585