From regeneration to fibrosis: mucosal healing in hollow organs and the potential of biomedical technologies for stenosis prevention

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Слизистые оболочки полых органов представляют собой универсальную, но высокоспециализированную систему защиты организма. Они образуют барьер между внешней и внутренней средой, регулируют обмен веществ, обеспечивают местный иммунный ответ и участвуют в репаративных процессах. Повреждение этой тонко сбалансированной структуры — независимо от причины, будь то воспаление, ишемия, инфекция или хирургическая травма — неизбежно запускает процессы заживления. Однако при нарушении регуляции такие процессы могут завершаться не восстановлением, а рубцеванием и формированием стенозов, что ведёт к стойкой утрате функции органа [1, 2].

Эти закономерности особенно отчётливо проявляются в клинической практике. В пищеводе стенозы формируются после ожогов, реконструктивных операций и лучевой терапии. Даже при активном применении эндоскопических методов — бужирования, стентирования, локального введения стероидов — рецидивы остаются частыми, а стойкое восстановление просвета достигается редко [3-5]. В билиарной системе рубцовые стриктуры возникают после холецистэктомии и трансплантации печени: их частота колеблется от десятых долей процента до 1 % для ятрогенных повреждений и до 20 % для посттрансплантационных осложнений [6, 7]. В дыхательных путях стенозы трахеи и гортани нередко становятся следствием интубации или трахеостомии и требуют многократных реконструктивных вмешательств [8, 9]. Поражения кишечника при болезни Крона демонстрируют тот же патогенетический механизм: хроническое воспаление постепенно перерастает в фиброз, и до 40 % больных нуждаются в оперативном лечении стриктур в течение десяти лет [10].

Несмотря на различия между органами, все эти состояния объединяет один биологический сценарий — переход регенерации в фиброз. При благоприятном течении воспаление быстро разрешается, а эпителий восстанавливает непрерывность покрова. При хроническом воспалении или повторных повреждениях происходит смещение баланса между заживлением и ремоделированием внеклеточного матрикса: активируются миофибробласты, накапливается коллаген, теряется эластичность ткани [11, 12].

Эти примеры демонстрируют, что вне зависимости от локализации органа, исход заживления слизистой определяется взаимодействием сосудистых, воспалительных и регенераторных реакций. Несмотря на значительные успехи в понимании этих процессов, существующие терапевтические подходы остаются преимущественно симптоматическими — бужирование, стентирование, локальное введение глюкокортикостероидов или цитостатиков обеспечивают лишь временное восстановление просвета, но не влияют радикально на ремоделирование ткани [4]. В этой связи растёт интерес к регенеративным технологиям — тканеинженерным конструкциям, мезенхимным стромальным клеткам и биоматериалам, способным не просто восстановить просвет органа, но и направить процесс заживления по пути истинной регенерации [13, 14]. Однако внедрение этих подходов сдерживается нехваткой клинических данных, ограничениями моделей и отсутствием стандартов оценки эффективности.

Настоящий обзор призван объединить современные данные о механизмах заживления слизистых оболочек, патогенезе фиброза и возможностях регенеративных технологий для профилактики стенозов, а также обозначить научные и технические вызовы, стоящие перед этой областью.

Морфофизиологические основы заживления слизистых оболочек

Слизистые оболочки полых органов представляют собой сложные многослойные барьеры, сочетающие эпителиальные, соединительнотканные и иммунные компоненты. В их основе лежит эпителий — однослойный (в кишечнике, желчных и панкреатических протоках) или многослойный (в пищеводе, трахее, уретре), — опирающийся на собственную пластинку (lamina propria), насыщенную фибробластами, макрофагами и микрососудами. К слизистой оболочке относится и мышкчная пластинка слизистой (muscularis mucosae), представленная пучками гладкомышечных клеток; ее тонус и локальная сократимость участвуют в микроциркуляторной регуляции и механотрансдукции сигналов между эпителием и стромой. Ниже располагается подслизистый слой — плотная соединительная ткань с сосудисто-нервными сплетениями и железами. Эта структура обеспечивает питание и механическую устойчивость слизистой, и именно она задаёт «механическую платформу» для регенерации, но также служит субстратом фиброза и стенозирования [15].

Повреждение слизистой оболочки инициирует строго координированный процесс заживления, включающий воспалительную, регенераторную и ремоделирующую фазы. Его успешность определяется не столько выраженностью воспаления, сколько согласованностью клеточных и тканевых реакций — скоростью репопуляции эпителия, адекватностью сосудистого ответа и динамикой перестройки внеклеточного матрикса. Нарушение этого равновесия, будь то вследствие ишемии, инфекции или механического стресса, приводит к сдвигу регенерации в сторону фиброзной трансформации и стенозирования [1, 16].

Ключевую роль в ремоделировании играют миофибробласты, формирующие временный механический каркас восстанавливающейся слизистой. Они происходят из разных источников — резидентных фибробластов, перицитов, фиброцитов костномозгового происхождения и, в меньшей степени, гладкомышечных клеток. Активация этих клеток регулируется сочетанием воспалительных и механических стимулов: TGF-β и IL-1 усиливают экспрессию α-SMA, а повышение жёсткости матрикса активирует αv-интегрины, которые высвобождают латентный комплекс TGF-β и замыкают автокаталитическую петлю фиброза [17]. Параллельно включаются транскрипционные ко-факторы YAP/TAZ и MRTF-A, отвечающие за экспрессию профибротических генов (COL1A1, FN1, ACTA2), что делает процесс самоподдерживающимся даже после купирования воспаления [18, 19]. В слизистых оболочках фибробластный пул отличается выраженной гетерогенностью. В кишечнике, например, описаны субпопуляции CXCL14⁺ и MMP⁺/WNT5A⁺ клеток lamina propria, обладающие повышенной матриксной активностью и способностью поддерживать хроническое ремоделирование [20]. Показано, что кадгерин-11 (CDH11) участвует в межклеточной адгезии миофибробластов и передаче механических сигналов, а его блокада снижает активность TGF-β и RhoA/ROCK-каскада, ограничивая прогрессирование фиброза [21].

Таким образом, даже при общих закономерностях регенерации каждая слизистая реализует свой вариант клеточного и молекулярного отклика (Таблица 1). В дыхательных путях ключевое значение имеют базальные KRT5⁺/TP63⁺ клетки и макрофаги, направляющие репарацию через CCR2-зависимые сигналы [22]; в желчных протоках — дуктулярная реакция холангиоцитов и их взаимодействие с клетками Ито [23]; в кишечнике — криптовые Lgr5⁺ клетки [24], регулируемые сигнальными путями Wnt, Notch и YAP/TAZ; в уретре — зонтичные клетки, чувствительные к ишемии и гипоксии [25]. Различия в анатомии и микроокружении определяют и различия в исходе: чем уже просвет и слабее васкуляризация, тем выше риск рубцевания. Физиологическим контрастом патологическому фиброзу служит репарация эндометрия — пример программируемого, безрубцового заживления, при котором гипоксия и кратковременное воспаление не переходят в фиброгенез благодаря быстрой резолюции воспаления и саморегуляции ангиогенеза [26]. Эта модель подтверждает, что воспаление не является синонимом фиброза, а исход заживления определяется временем, контекстом и согласованностью межклеточных сигналов [26, 27]

Молекулярной основой этих процессов является скоординированное взаимодействие сигнальных осей TGF-β/SMAD, Wnt/β-catenin и Rho/ROCK, объединяющих воспалительные, механические и клеточные стимулы в единую программу восстановления. Эти же пути при хронической активации становятся основными драйверами фиброза. Даже после прекращения воспаления механические и метаболические сигналы продолжают поддерживать фибробластную активность и изменять структуру матрикса, что объясняет склонность слизистых к позднему стенозированию [16, 28-31].

Многие аспекты регенерации слизистых остаются недостаточно изученными. Неясно, какие молекулярные триггеры определяют переход от физиологического заживления к патологическому фиброзу; слабо исследованы роль локальной микробиоты вне кишечника и взаимосвязь между механической нагрузкой и активацией фибробластов. Углублённое понимание этих процессов открывает перспективу для разработки таргетных методов профилактики стенозов и оптимизации репарации слизистых в хирургии и трансплантологии.

 

Современные подходы к лечению стенозов и фиброза

Несмотря на существенный прогресс в понимании механизмов заживления слизистых оболочек, клинические подходы к лечению стенозов остаются преимущественно симптоматическими. Основу терапии составляют методы механического восстановления просвета (бужирование, баллонная дилатация, стентирование) и фармакологическая поддержка (локальное введение глюкокортикостероидов, митомицина С, антифибротических средств). Эти вмешательства временно улучшают проходимость и облегчают симптомы, однако не устраняют первопричины патологического ремоделирования тканей, что определяет высокий риск рецидивов.

Пищевод

Стриктуры пищевода могут быть вызваны различными заболеваниями, как доброкачественными (гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь, химические ожоги пищевода), так и злокачественными. Стенозы остаются одной из наиболее частых причин дисфагии у взрослых и детей и занимают второе место среди заболеваний этого органа. Лечение стриктур направлено на устранение основного заболевания в сочетании с эндоскопической терапией. [36-38]. В настоящий момент варианты лечения включают в себя:

-         Консервативный подход (бужирование, балонная дилатация, эндоскопические методики). Основные трудности и осложнения – занимает продолжительное количество времени (несколько месяцев – лет), требует частого посещения стационара, высокий риск перфорации пищевода, возможная неэффективность лечения (возникновение рецидива).

-         Оперативное лечение - эзофагопластика (при помощи желудка, тонкой/ толстой кишки). Основные трудности и осложнения – травматичность операции и долгое восстановление, возможность отторжения трансплантата, частое возникновение рефлюкса в послеоперационном периоде (требует проведения фундопликации желудка). [38, 39].

При доброкачественных стриктурах пищевода эндоскопическая дилатация остаётся стандартом лечения. Клинический успех достигается у >80–90 % пациентов, однако рецидив дисфагии в первый год наблюдается примерно у 30–40 % (особенно при анастомотических и коррозивных поражениях) [40-42]. Резистентные стриктуры требуют повторных процедур и комбинированных подходов — локальных инъекций стероидов, митомицина С или установки временных стентов [43, 44]. Важным аспектом остается риск перфорации при дилатации доброкачественных стриктур, который составляет обычно ~0,1–0,4 %, но при коррозивных поражениях он существенно выше — порядка 4–17 % [36, 44, 45].

Стенозы после эндоскопической диссекции подслизистого слоя (ESD) при удалении новообразований пищевода остаются серьезной проблемой: при протяженных, близких к циркулярным, резекциях риск стеноза существенно возрастает. Профилактическое введение стероидов снижает риск, но не устраняет его полностью [46-48].

В детской хирургии после коррекции атрезии пищевода частота анастомотических стенозов по данным литературы находится в диапазоне 32–59 %. Возможно наложение первичного анастомоза при небольшом диастазе концов пищевода, в остальных случаях показано наложение отсроченного эзофаго-эзофагоанастомоза или проведении колоэзофагопластики. В некоторых наблюдениях при отсроченной анастомозопластике отмечались высокая частота осложнений, ранняя летальность (~16–17 %) и стойкая дисфагия (>90 %) - высокий уровень ГЭР (гастроэзофагеального рефлюкса) в отдалённом периоде [49, 50].

При протяжённых/рецидивирующих стенозах выполняются реконструктивные вмешательства. Современные обзоры и мета-анализы сообщают перипроцедурную летальность обычно в пределах 0–8 % (зависит от когорты и показаний) и высокую суммарную частоту осложнений (часто 30–60 %), включая несостоятельность анастомозов и повторные стенозы, которые требуют постоянного длительного (иногда более 1 года) бужирования или повторного оперативного лечения [51-54].

Трахея и бронхи

Постинтубационные и посттрахеостомические стенозы дыхательных путей остаются одной из наиболее частых форм приобретённых обструкций трахеи. Частота развития рубцового стеноза после после длительной искусственной вентиляцией легких, варьирует от 0,2 до 25 % случаев. [55]. При невыраженных, непротяженных стенозах могут применять эндоскопическую дилатацию и стентирование. Хирургическая резекция становится методом выбора при сложных стенозах (стеноз продолжительностью >1 см у пациентов с хорошим общим состоянием здоровья без выраженного недомогания). Эндоскопические методы - лазерная или холодноинструментальная резекция и стентирование позволяют временно восстановить просвет и облегчить дыхание. Однако при комплексных или протяжённых поражениях частота рецидива превышает 50%, что связано с сочетанием ишемического повреждения слизистой, хронического воспаления и механического раздражения в зоне рубца [56-58].

Радикальные реконструктивные операции — циркулярная резекция трахеи наложением анастомоза или трахеопластика — возможны у ограниченного числа пациентов, требуют использования высокотехнологичного оборудования (высокочастотная вентиляция лёгких, экстракорпоральная мембранная оксигенация, др.) и сопровождаются риском рестеноза, грануляционной гиперплазии и несостоятельности швов, особенно при протяжённости резекции более 4–6 см [59, 60].

Уретра

На сегодняшний день методы лечения стриктур уретры можно подразделить на эндоуретральные и открытые реконструктивные операции. Баллонная дилатация и внутренняя оптическая уретротомия (DVIU)  могут быть использованы в качестве начального этапа лечения у пациентов с протяженностью стриктуры 2 см и менее [61]. Однако длительная проходимость после таких вмешательств редко превышает 30 % [62]. У детей DVIU или дилатация не рекомендуются в качестве терапии первой линии ввиду высокой частоты рецидивов - 67-78% в течение 6 лет [63].

В качестве основного метода лечения современные урологические руководства рекомендуют уретропластику как при коротких, так и при протяженных и рецидивирующих стриктурах, поскольку только реконструктивная хирургия позволяет удалить фиброзно-изменённый сегмент и (по мнению ряда авторов) восстановить эпителий с максимальной вероятностью успеха [64]. В качестве трансплантата возможно использование слизистой оболочки щеки, фасциально-кожного лоскута полового члена или их комбинации. Большинство авторов отдают предпочтение буккальному графту благодаря толстому эпителию слизистой, высокому содержанию эластических волокон, богатой васкуляризации, а также легкости сбора и устойчивости к инфекциям [65].

Желчные протоки

При доброкачественных билиарных стриктурах (послеоперационных, поствоспалительных или посттрансплантационных) эндоскопические вмешательства остаются методом выбора. Наиболее распространённая стратегия — баллонная дилатация с последовательной установкой нескольких пластиковых билиарных стентов обеспечивает восстановление проходимости в 47–94 % случаев по данным литературы. Однако даже при техническом успехе проводимых вмешательств отмечается возникновение рецидивов в течение 2–3 лет у 9–15 % пациентов, чаще при сильно выраженных или протяженных стриктурах и при трансплантациях печени [66, 67].

Главным недостатком пластиковых стентов остаются сроки окклюзии, которые реализуются в пределах от 3 до 6 месяцев, это требует повторных вмешательств и плановой замены каждые 3 месяца. При этом сохраняется риск осложнений, в том числе инфекционных, особенно у иммунокомпрометированных больных после трансплантации печени [68]

Возможно применение покрытых саморасширяющихся металлических стентов (FCSEMS), позволяющих сократить число повторных процедур и улучшить длительный результат (увеличивают проходимость протоков и обеспечивают надежную каркасную функцию). Данные стенты имеют несколько недостатков, главным из которых является врастание в ткани вследствие реактивной гиперплазии [68, 69]. Перспективным направлением считается магнитная компрессионная анастомозопластика, обеспечивающая формирование билиарных соустий при полной облитерации просвета; успешные клинические серии опубликованы для посттрансплантационных и ятрогенных стриктур [70].

 

Таким образом, современные методы лечения в основном направлены на устранение последствий фиброза, а не на его предотвращение. Механическое расширение не воздействует на активность миофибробластов и характер ремоделирования внеклеточного матрикса (ВКМ), в результате чего процесс сужения нередко возобновляется [71]. Недостаток стандартизации протоколов дилатации, дозировок фармакотерапии и сроков стентирования затрудняет сопоставление результатов разных исследований. Дополнительной проблемой является высокая доля ятрогенных стенозов — после вмешательств, таких как эндоскопические резекции, наложение хирургических анастомозов или после длительной интубации [34].

Наиболее оптимальные результаты с позиции профилактики стриктур достигаются при применении щадящих хирургических техник, адекватном контроле воспаления и ишемии, своевременном применении противофибротических средств после операции, а также регулярном мониторинге пациентов из группы риска [72]. Лечение стенозов полых органов остаётся преимущественно симптоматическим, занимает продолжительное количество времени и нередко приводит к рецидивированию. Несмотря на развитие подходов в терапии, в том числе внедрение минимально инвазивных технологий, не всегда получается достичь устойчивого восстановления морфологической и функциональной целостности слизистой оболочки. Переход от механических вмешательств к патогенетически обоснованным стратегиям профилактики и регенерации представляет собой одно из ключевых направлений развития этой области.

 

Перспективные регенеративные подходы

Развитие регенеративной медицины привело к появлению клинических решений, направленных не только на восстановление целостности тканей, но и на управление их репаративным потенциалом. Центральное место среди клеточных технологий занимают мезенхимные стромальные клетки (МСК) — универсальные регуляторы заживления, обладающие дифференцировочным, паракринным и иммуномодулирующим действием. Их способность снижать воспаление, ограничивать фиброгенез и стимулировать ангиогенез подтверждена во множестве доклинических и клинических исследований [73, 74].

К настоящему времени зарегистрировано около десяти препаратов на основе МСК, одобренных FDA (США), EMA (ЕС), PMDA (Япония) и MFDS (Южная Корея) для лечения воспалительных и дегенеративных заболеваний. Примерами служат PROCHYMAL® (Remestemcel-L) — препарат аллогенных МСК костного мозга для терапии стероидрефрактерной реакции «трансплантат против хозяина» у детей [75], и Alofisel® (darvadstrocel) — аллогенные МСК жировой ткани для лечения перианальных свищей при болезни Крона, одобренный EMA в 2018 году [76]. Оба препарата демонстрируют клиническую эффективность за счёт локальной иммунорегуляции и снижения экспрессии провоспалительных цитокинов (TNF-α, IFN-γ, IL-12), что сопровождается ускорением ремоделирования тканей.

Следующий этап развития технологии связан с инженерными формами доставки клеток. Традиционные суспензии МСК подвержены высоким потерям клеток из-за механического и оксидативного стресса, поэтому акцент смещается на трёхмерные носители и клеточные конструкты. Среди них — скаффолды из биополимеров и гидрогелей, децеллюляризированные матриксы, сохраняющие нативную архитектуру тканей [77], и клеточные пласты (cell sheets), разработанные группой Т. Окано [78]. Последние лишены ксеногенных материалов, обладают собственной матриксной поддержкой и обеспечивают плотный контакт между клетками и реципиентной слизистой.

Общий анализ показывает, что для слизистых полых органов наибольший прогресс достигнут в создании локальных тканеинженерных решений, направленных на профилактику фиброза, тогда как клеточная терапия системного действия остаётся в стадии экспериментальной верификации. В ближайшей перспективе ключевыми задачами остаются стандартизация моделей, оптимизация способов доставки клеток и интеграции биоматериалов, а также разработка протоколов для ранней профилактики стенозов — до формирования выраженного фиброза.

Пищевод остаётся наиболее изученной моделью слизистого органа в регенеративной хирургии. Применение аутологичных эпителиальных пластов, выращенных из клеток эпителия, показало снижение частоты стенозов и ускорение восстановления эпителия [79, 80]. Эти исследования продемонстрировали, что даже без системного введения клеток возможно направленное восстановление слизистой за счёт непосредственного замещения дефекта зрелыми эпителиальными структурами. Дополнительно изучаются биодеградируемые каркасы, заселённые эпителиальными клетками или МСК, которые поддерживают репопуляцию и ремоделирование подслизистого слоя [81].

Для трахеи и крупных бронхов основное внимание уделяется созданию тканеинженерных каркасов, обеспечивающих устойчивость к коллапсу и способность к быстрой эпителизации. Децеллюляризированные трансплантаты, заселённые эпителиальными клетками и МСК, использовались в доклинических моделях и отдельных клинических сериях. Такие конструкции демонстрировали анатомическую интеграцию и частичное восстановление слизистого покрова, однако сохраняли высокий риск рестеноза из-за замедленной васкуляризации и грануляционного роста. Последующие исследования показали, что применение двуслойных биопечатных каркасов и эпителиальных пластов может улучшать реэпителизацию и снижать выраженность фиброза [82, 83].

Уретра является одной из немногих областей, где тканеинженерные технологии достигли клинической реализации. В проспективном исследовании Lancet [84] имплантация аутологичных уретр, сформированных из собственных эпителиальных и мышечных клеток пациента на коллагеновом каркасе, обеспечила стабильную проходимость и нормальную уродинамику на протяжении более пяти лет наблюдения. Этот пример подтвердил, что при соблюдении условий механической устойчивости и васкуляризации возможно долговременное восстановление слизистой структуры полого органа.

Для желчных путей активно изучаются биодеградируемые и клеточные стенты, направленные на уменьшение рубцевания в зоне анастомоза. В доклинических моделях свиней стенты, высвобождающие факторы роста или противофибротические агенты, способствовали восстановлению эпителия и снижению перибилиарного фиброза [85, 86]. Аналогичные результаты получены при трансплантации КП из МСК жировой ткани в область билиарных анастомозов — наблюдалось снижение воспалительной инфильтрации и толщины стенки за счёт ограничения коллагенового ремоделирования [87]. Единичные клинические наблюдения демонстрируют возможность локального применения мезенхимных клеток, однако убедительных данных о долгосрочной эффективности пока нет [88]/

Исследования регенерации мочеточника фокусируются на сочетании механической декомпрессии и молекулярной модуляции заживления. Перспективным направлением являются биоразлагаемые стенты с антифибротическим покрытием, высвобождающие ингибиторы mTOR или TGF-β1-siRNA. В экспериментах на кроликах эти системы уменьшали коллагенизацию подслизистого слоя и предотвращали рестеноз [85, 89] (Jiang et al., 2018; Meng et al., 2020). Эти модели подтверждают потенциал локальной противофибротической терапии в сочетании с инженерными носителями.

Таким образом, современные регенеративные технологии объединяют клеточные, тканеинженерные и молекулярные подходы, направленные на контроль заживления и профилактику фиброзных осложнений. Однако клиническая реализация остаётся ограниченной, что связано с высокой стоимостью, сложностью масштабирования и регуляторными барьерами. Перспективной задачей становится создание гибридных систем, где МСК, биоматериалы и молекулярные регуляторы действуют синергично, обеспечивая восстановление слизистой без рубцевания.

Ограничения, проблемы и перспективы

Несмотря на значительный прогресс в области регенеративной медицины, трансляция экспериментальных подходов к восстановлению слизистых оболочек полых органов в клиническую практику остаётся крайне ограниченной. Многообещающие результаты доклинических исследований часто не находят подтверждения в клинике, что обусловлено совокупностью биологических, методологических и регуляторных факторов.

Для объективной оценки перспектив необходимо учитывать различия между модельными организмами и человеком, особенности локальных микрониш, а также ограничения технологий культивирования и доставки клеток.

 

Научные пробелы и терапевтические мишени

Современные исследования патогенеза фиброза слизистых оболочек позволили выделить ряд универсальных сигнальных путей, регулирующих активацию миофибробластов и ремоделирование внеклеточного матрикса.

Центральное место занимает ось TGF-β/SMAD, которая индуцирует переход фибробластов в активное состояние и контролирует синтез коллагена I и III типов [2, 90]. Помимо этого, значимую роль играют сигналы Wnt/β-catenin, участвующие в эпителиально-мезенхимальном переходе (EMT) и поддержании хронического воспаления [91]. Факторы PDGF, CTGF (CCN2) и LOXL2 формируют дополнительный регуляторный контур, усиливающий фиброгенез и стабилизирующий коллагеновый матрикс. На молекулярном уровне доказано, что длительная активация этих каскадов ведёт к стойкой экспрессии профибротических генов, нарушению регенераторного потенциала эпителия и утрате обратимости ремоделирования [92, 93].

В последние годы внимание привлекает регуляция фиброгенеза посредством микроРНК и малых интерферирующих РНК — в частности, miR-29, подавляющей синтез коллагена, miR-200, контролирующей EMT, и miR-21, усиливающей активацию TGF-β-зависимых путей [89, 94, 95]. Эксперименты на животных моделях подтверждают, что модуляция этих молекул может замедлять формирование рубцовой ткани, однако данные о безопасности и эффективности у человека пока ограничены.

Тем не менее, несмотря на накопление фундаментальных данных, результаты различных исследований часто оказываются несопоставимыми из-за различий в моделях и условиях эксперимента. Отсутствие единых критериев оценки эффективности и долгосрочного исхода делает затруднительным прямое сравнение даже в пределах одной органной системы. Это связано с вариабельностью используемых моделей (мыши, крысы, свиньи), различиями в локальных условиях ишемии и воспаления, а также отсутствием единых критериев морфологической и функциональной оценки заживления слизистой. Дальнейший прогресс требует разработки стандартизированных протоколов, объединяющих морфологические, молекулярные и биомеханические параметры регенерации и фиброза, что позволит проводить более корректное сравнение результатов и ускорит переход от лабораторных данных к клиническому применению.

Ограничения экспериментальных моделей

Большинство данных о механизмах регенерации слизистых оболочек получено на грызунах, у которых процессы восстановления протекают значительно быстрее, чем у человека. В экспериментальных моделях на мышах и крысах дефекты слизистой закрываются в течение нескольких часов за счёт миграции и растяжения соседних эпителиальных клеток, часто без выраженной пролиферации, что обеспечивает быстрое восстановление барьерной функции и предотвращает развитие хронического фиброза [96-98]. У человека же процессы реэпителизации и ремоделирования занимают дни или недели, что создаёт «терапевтическое окно», в течение которого возможно развитие воспалительно-фибротической трансформации при неблагоприятных условиях (ишемия, инфекция, механический стресс).

Использование in vivo-моделей со свиньями позволяет частично воспроизвести анатомические и физиологические особенности человека — толщину слизистой, васкуляризацию, состав внеклеточного матрикса и механическую нагрузку [99-101]. Эти модели считаются наиболее релевантными для оценки динамики эпителизации, ремоделирования ВКМ и тестирования локальных методов доставки клеток и биоматериалов. Однако их применение ограничено высокой стоимостью, требованиями к содержанию животных и несовместимостью многих антител и молекулярных зондов, разработанных для грызунов. В результате данные, полученные на мелких животных, не могут в полной мере отражать специфику заживления слизистых у человека, а модели на крупных животных (в первую очередь, свиньи) остаются наиболее перспективными инструментами для доклинической оценки тканеинженерных подходов.

Технические сложности и клинические барьеры

Клиническая реализация клеточных и тканеинженерных технологий при поражениях слизистых оболочек ограничена рядом технологических и биологических факторов. Одним из ключевых остаётся обеспечение стабильной фиксации конструкций в условиях постоянного увлажнения, механического воздействия и микробной колонизации.

В экспериментах на крупных животных испытаны различные методы стабилизации — самофиксирующиеся каркасы, фибриновые клеи, биоразлагаемые мембраны, — однако их удержание на поверхности слизистой, как правило, не превышает нескольких суток [102-104]. Раннее отслаивание имплантата приводит к потере клеточного покрытия, нарушению интеграции с подлежащими тканями и формированию неполноценного эпителия. Устойчивость сцепления материала с влажной биоповерхностью и синхронизация скорости деградации с фазами репарации остаются одним из наиболее сложных инженерных направлений в регенеративной биомедицине.

Не менее существенной проблемой является контроль жизнеспособности и распределения клеточного материала. После трансплантации значительная часть клеток подвергается апоптозу под действием гипоксии, механического стресса и активных форм кислорода. Выжившие клетки нередко теряют свой фенотип и переходят в неэффективное состояние, что ограничивает их вклад в восстановление барьерной функции. Оптимальная доза и плотность клеточного заселения зависят от органа и модели, но универсальных параметров пока не определено [105]. Особое внимание привлекают МСК, которые в доклинических условиях демонстрируют выраженные противовоспалительные и трофические свойства. Однако в клинических испытаниях результаты неоднородны: часть исследований подтверждает улучшение морфологии и снижение воспаления, тогда как другие показывают отсутствие эффекта или усиление фиброза при несоответствующем способе доставки и дозировании [106, 107]. Равномерность распределения клеток, их интеграция в повреждённую слизистую и длительный контроль фенотипа in vivo остаются нерешёнными задачами. Без решения этих вопросов воспроизводимость результатов и переносимость разработанных методик в клиническую практику остаются ограниченными.

 

Этические и регуляторные аспекты

Большинство технологий, направленных на восстановление слизистых оболочек, классифицируются как препараты продвинутой терапии (Advanced Therapy Medicinal Products, ATMP) и регулируются в рамках комплексных директив EMA (EC No 1394/2007) и FDA (21 CFR Part 1271). Эти продукты включают клеточные и генные препараты, тканеинженерные конструкции и их комбинации, что обуславливает высокие требования к стандартизации производственных процессов и доклинической валидации безопасности. Производство таких препаратов должно соответствовать стандартам Good Manufacturing Practice (GMP), а каждая серия требует подтверждения стерильности, генетической стабильности и отсутствия туморогенного потенциала.

На сегодняшний день лишь несколько клеточных продуктов прошли полный цикл клинической и регуляторной оценки. В Соединённых Штатах FDA утвердило лишь несколько аналогичных продуктов для ограниченных показаний, в то время как препаратов, предназначенных для регенерации слизистых полых органов, пока не существует. Ключевые барьеры связаны с высокой стоимостью производства, необходимостью индивидуализации продукта и длительными сроками оценки безопасности и эффективности. Кроме того, существенные этические вызовы создают использование эмбриональных и фетальных источников клеток, риски генетической нестабильности при длительном культивировании и вопросы прослеживаемости биоматериала. Принципы информированного согласия, а также прозрачное определение критериев отбора и исключения пациентов становятся важнейшими элементами клинических протоколов в этой области. Несмотря на существование международных нормативов, подходы к регистрации, маркировке и постмаркетинговому наблюдению за ATMP остаются фрагментированными. Создание гармонизированной международной регуляторной среды и разработка унифицированных клинических протоколов рассматриваются как необходимые условия для ускорения внедрения регенеративных технологий, в том числе для слизистых оболочек полых органов.

 

Перспективы и будущие направления

Современная концепция восстановления слизистых оболочек полых органов смещается от изолированных вмешательств к многоуровневым комбинированным стратегиям, объединяющим клеточные технологии, биоматериалы и направленную молекулярную модуляцию. Одним из наиболее перспективных направлений считается применение гидрогелей и биодеградируемых каркасов, служащих платформой для локальной доставки факторов роста, цитокинов или эпителиальных клеток. В доклинических моделях показано, что такие системы ускоряют эпителизацию и ограничивают избыточное коллагенообразование в подслизистом слое, обеспечивая более физиологичный тип ремоделирования [102-104].

Развивается подход к гибридным системам доставки, сочетающим биоматериалы с низкомолекулярными ингибиторами профибротических сигнальных путей, включая каскады TGF-β/SMAD и PDGF, а также с микроРНК-регуляцией (miR-29, miR-200, miR-21) [108, 109]. Такой подход позволяет одновременно контролировать воспалительно-репаративный баланс и ограничивать эпителиально-мезенхимальную трансформацию — один из ключевых механизмов формирования стенозов.

В условиях хронического воспаления особое значение приобретает системная регуляция клеточной пластичности, направленная на сохранение эпителиального фенотипа и предотвращение стойкого фиброзного ремоделирования [110]. Применение сигнальных модификаторов, направленных на пути YAP/TAZ, Wnt/β-catenin и Notch, рассматривается как возможная точка для таргетной профилактики фиброза слизистых оболочек.

Существенный прогресс ожидается от внедрения орган-на-чипе и органоидных технологий, которые позволяют воспроизводить трёхмерное строение слизистой и её микроокружение с учётом механических и иммунных факторов. Эти модели обеспечивают возможность высокоточного прогнозирования эффективности терапевтических агентов и снижают зависимость от традиционных in vivo экспериментов [111].

Несмотря на заметный прогресс в тканевой инженерии и клеточных технологиях, исследования, посвящённые именно слизистым оболочкам полых органов, остаются преимущественно на доклинической стадии. Для этих тканей характерны уникальные биомеханические и иммунные условия, требующие отдельных стратегий вмешательства. Накопленные данные свидетельствуют, что эффективная терапия постфибротических стенозов редко восстанавливает исходную морфологию и функцию слизистой. Поэтому акцент всё более смещается в сторону превентивной регенеративной медицины, ориентированной на раннюю модуляцию заживления и предотвращение патологического ремоделирования. Формирование таких подходов — с учётом органоспецифичных механизмов, временных «окон уязвимости» и взаимодействия клеточных популяций — представляется наиболее перспективным направлением дальнейшего развития области.

Заключение

Слизистые оболочки полых органов представляют собой динамичные барьерные системы, в которых процессы заживления и фиброз тесно связаны с морфологией, функцией и типом клеточной ниши. Несмотря на общие закономерности репарации, каждая слизистая демонстрирует специфический баланс между воспалением, регенерацией и ремоделированием внеклеточного матрикса. Нарушение этого баланса лежит в основе стенозирования, которое остаётся одной из наиболее сложных клинических проблем в гастроэнтерологии, урологии, гепатобилиарной и торакальной хирургии.

Современные терапевтические подходы в основном направлены на устранение последствий фиброза, тогда как возможности патогенетического контроля процесса ограничены. Регенеративные технологии — клеточные, тканеинженерные и генные — открывают принципиально новый уровень вмешательства, однако их клиническая реализация для слизистых органов пока фрагментарна. Механические особенности этих тканей, сложность их микроокружения и недостаточная стандартизация моделей существенно ограничивают трансляцию экспериментальных результатов.

Формирующаяся концепция превентивной регенеративной медицины предлагает смещение акцента с лечения сформированных рубцов на раннюю модуляцию заживления, предотвращение активации миофибробластов и сохранение эпителиальной целостности. Достижение этой цели требует комплексного понимания органоспецифичных механизмов репарации, разработки надёжных биоматериалов, оптимизации доставки клеток и молекулярных регуляторов, а также создания унифицированных регуляторных рамок для клинических испытаний.

В перспективе успех регенеративных технологий для слизистых оболочек будет определяться их способностью не только восстанавливать структуру, но и воссоздавать функцию и гомеостаз. Системный подход, объединяющий биологию, инженерию и клиническую медицину, способен превратить лечение фиброзных осложнений в управляемый процесс восстановления и профилактики структурных нарушений слизистых органов.

Дополнительная информация

Вклад авторов

Н.А. Александрушкина — определение концепции, проведение литературного поиска, написание черновика рукописи, пересмотр и редактирование рукописи; В.С. Глазьева — проведение литературного поиска, написание черновика рукописи, пересмотр и редактирование рукописи; М.А. Водопетова — проведение литературного поиска, написание черновика рукописи, пересмотр и редактирование рукописи; А.В. Шершнева — проведение литературного поиска, написание черновика рукописи, пересмотр и редактирование рукописи; К.Г. Каргалинина - проведение литературного поиска, написание черновика рукописи, пересмотр и редактирование рукописи; Д.Г. Ахаладзе - определение концепции, пересмотр и редактирование рукописи; П.И. Макаревич - определение концепции, пересмотр и редактирование рукописи.

Все авторы одобрили рукопись (версию для публикации), а также согласились нести ответственность за все аспекты настоящей работы, гарантируя надлежащее рассмотрение и решение вопросов, связанных с точностью и добросовестностью любой её части.

Благодарности* неприменимо

Согласие на публикацию неприменимо

Источники финансирования

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-25-00096, https://rscf.ru/project/25-25-00096/

Раскрытие интересов

Авторы заявляют об отсутствии отношений, деятельности и интересов за последние три года, связанных с третьими лицами (коммерческими и некоммерческими организациями), интересы которых могут быть затронуты содержанием статьи.

Заявление об оригинальности

Авторы заявляют, что настоящий научный обзор представляет собой оригинальную работу. Все аналитические выводы, систематизация данных, интерпретация и обобщение научных концепций были выполнены авторами специально для целей данного исследования. Любые идеи, гипотезы и текстовые фрагменты, заимствованные из литературных источников, надлежащим образом идентифицированы и снабжены ссылками на первоисточники в соответствии с правилами академического цитирования.

Доступ к данным

Все данные, полученные в настоящей работе, представлены в статье.

Генеративный искусственный интеллект

При создании настоящей статьи технологии генеративного искусственного интеллекта не использовали

Рассмотрение и рецензирование

Настоящая работа подана в журнал в инициативном порядке.

Дисклеймер*

 

Таблица 1. Органоспецифические особенности слизистых оболочек

Орган/ слизистая	Отличительные особенности строения	Особенности заживления	Частота / риск фиброзирования и стенозов	Ключевые регуляторы
Пищевод	Многослойный плоский эпителий; подслизистые железы	При глубоком повреждении — хроническое воспаление и концентрические рубцы	Доброкачественные (воспалительно-рубцовые/ послеоперационные)или злокачественные поражения [32] После эндоскопических резекций — стриктуры у 4–10 % пациентов [33]; до 100% при полной циркулярной резекции (без профилактики) [34]	Нет криптовых ниш; высокая механическая нагрузка стенки
Кишечник	Однослойный призматический эпителий; крипты с Lgr5⁺ ISC	Быстрая реэпителизация, взаимодействие с макрофагами и микробиотой [10]	При болезни Крона — до 70 % стриктур за 10 лет	Ниша крипт и микробиота — ключевые регуляторы восстановления
Желчные протоки	Однослойный холангиоцитарный эпителий; контакт с Ито-клетками	Дуктулярная реакция: восстановление или фиброз при дисрегуляции [23]	Доброкачественные стриктуры после операций и трансплантаций. Врожденные аномалии развития желчевыводящих путей.	Возможности направленной стимуляции холангиоцитарных органоидов
Панкреатический проток	Однослойный эпителий, сходный с холангиоцитарным	Ремоделирование при панкреатите схоже с дуктулярной реакцией	Стриктуры редки; при хроническом воспалении — фиброз паренхимы	Общие механизмы с желчными путями
Трахея / бронхи	Многорядный мерцательный эпителий; базальные KRT5⁺/TP63⁺ клетки	Регенерация через базальные клетки, зависимость от макрофагов [35]	Постинтубационные стенозы — до 21 % [9]	Макрофаги и базальные клетки образуют регенераторную нишу
Уретра	Переходный эпителий; выраженная подслизистая	Хроническое ремоделирование ВКМ при ишемии и инфекции [25]	Рецидивы после вмешательств — 8–77 %	Ключевое значение имеет контроль воспаления и ишемии
Мочеточник	Узкий просвет, переходный эпителий	Ишемические повреждения, кольцевой фиброз при обструкции	Редкие стенозы, но с риском потери функции почки	Репарация близка к уротелиальной модели
Носослёзный проток	Узкий канал, переходный эпителий с железами	Поверхностное заживление быстрое, глубокие травмы → облитерация	Стенозы после воспалений и операций; данных мало	Модель малых протоков для изучения микрофиброза
Эндометрий	Цилиндрический эпителий; функциональный и базальный слои	Программируемая, безрубцовая репарация с HIF-активацией	Фиброз отсутствует при нормальном цикле	Модель физиологической регенерации взрослой ткани

 

 

About the authors

Natalya A. Alexandrushkina

Centre for Regenerative Medicine, Lomonosov Moscow State University, 119192 Moscow, Russia

Email: alexandrushkinana@my.msu.ru
ORCID iD: 0000-0003-4946-7843
SPIN-code: 3611-7954

к.б.н., н.с. лаборатории медицинской биоинженерии Центра регенеративной медицины МНОИ МГУ имени М.В. Ломоносова

Russian Federation, 119192, г.Москва, Ломоносовский проспект 27к10

Valentina S. Glazieva

1Центр Регенеративной медицины МНОИ МГУ имени М.В. Ломоносова, 119192 Москва, Россия

Email: glazievavs@my.msu.ru
ORCID iD: 0009-0001-4858-0337
SPIN-code: 4595-5373

лаборант-исследователь лаборатории медицинской биоинженерии

Russian Federation, 119192, г. Москва, Ломоносовский проспект 27к10

Maria A. Vodopetova

Центр Регенеративной медицины МНОИ МГУ имени М.В. Ломоносова, 119192 Москва, Россия

Email: vodopetova.maria@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0004-0822-8322
SPIN-code: 3688-9101

лаборант МНОИ МГУ имени М.В. Ломоносова

119192, г.Москва, Ломоносовский проспект 27к10

Angelina V. Shershneva

Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева, Москва, Россия

Email: alexandrushkinana@my.msu.ru
ORCID iD: 0000-0003-0426-2908
SPIN-code: 1723-4560

аспирант, НМИЦ ДГОИ им. Д. Рогачева 

ул. Саморы Машела, 1, Москва, 117198

Kseniia G. Kargalinina

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова, Москва, Россия

Email: kseniiakargalinina@gmail.com
ORCID iD: 0009-0009-0461-4820
SPIN-code: 8508-4176

студент факультета "Лечебное дело"

117513, Москва, улица Островитянова, д.1, с.6

Dmitry G. Akhaladze

Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева, Москва, Россия

Email: dgakhaladze@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1387-209X
SPIN-code: 7714-9343

д.м.н., врач-детский хирург, онколог, директор института хирургии и онкологии ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России

ул. Саморы Машела, 1, Москва, 117198

Pavel I. Makarevich

Центр Регенеративной медицины МНОИ МГУ имени М.В. Ломоносова, 119192 Москва, Россия

Author for correspondence.
Email: makarevichpi@my.msu.ru
ORCID iD: 0000-0001-8869-5190
SPIN-code: 7259-9180

д.м.н., зав. лабораторией медицинской биоинженерии Центра регенеративной медицины МНОИ МГУ имени М.В. Ломоносова

119192, г.Москва, Ломоносовский проспект 27к10

References

Supplementary files