Терапевтический потенциал хондроитинсульфат протеогликана для регенерации межпозвонкового диска

Дегенерация межпозвонковых дисков (МПД) является одним из основных факторов риска возникновения боли в спине [1]. Современные хирургические методы лечения дегенеративных заболеваний МПД, такие как патологическое иссечение диска и/или спондилодез, приводят к потере некоторых функций позвоночника. В настоящее время продолжается работа над возможностями регенеративной терапии при этой патологии. Ситуация осложняется тем, что в МПД отсутствуют сосуды, способность к регенерации резидентных клеток, но имеет место непрерывная механическая нагрузка.

МПД имеет сложную структуру с аморфным пульпозным ядром (ПЯ), ограниченным коллагеновым фиброзным кольцом и хрящевыми замыкательными пластинками, поддерживающими сжимающую нагрузку и способствующими многомерным движениям позвоночника [2]. Являясь крупнейшим бессосудистым органом в организме [3], МПД помещает резидентные клетки в чрезвычайно суровую среду — с низким содержанием глюкозы, кислорода и pH, а также с высоким осмотическим давлением (ОД) и повторяющимися нагрузками [4].

Для разработки терапевтических стратегий при патологии МПД внимание исследователей сосредоточено на физиологической микросреде и гомеостазе внутри ПЯ. ПЯ содержит отрицательно заряженный внеклеточный матрикс (ВКМ), который способен поглощать большое количество межклеточной жидкости [3, 5] и генерировать высокое OД [6, 7]. ПЯ также подвергается изменениям гидростатического давления (ГД) в суточных циклах из-за несения веса в вертикальном положении и разгрузки в лежачем положении [8, 9]. Последние исследования демонстрируют, что повторяющийся режим циклического ГД с последующим постоянным ГД при высокой осмолярности стимулирует активацию анаболического гена и плотное накопление ВКМ в клетках пульпозного ядра крупного рогатого скота (ПЯ КРС) [10, 11]. Следовательно, для поддержания гомеостаза в этих клетках требуется сочетание динамического ГД и высокого OД внутри диска [10, 12].