vestimИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series1814-60232524-2350The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1814-6023-2026-23-3-229-241vestim-1105Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINEДоклиническая оценка эффективности использования клеточных технологий в восстановлении целостности мышечной ткани сфинктерного аппарата прямой кишкиPreclinical evaluation of the efficacy of cell technologies in restoring the integrity of the rectal sphincter apparatus muscle tissuehttps://orcid.org/0009-0007-3387-941XКулиничС. С.KulinichS. S.

Кулинич Светлана Степановна – науч. сотрудник. Научно-исследовательский институт экспериментальной и клинической медицины

пр-т Дзержинского, 83, 220083, г. Минск

Svetlana S. Kulinich – Researcher. Scientific Research Insti­tute of Experimental and Clinical Medicine

83, Dzerzhinsky Ave., 220083, Minsk

ksv010613@gmail.comШахрайС. В.ShakhraiS. V.

Шахрай Сергей Владимирович – д-р мед. наук, профессор

пр-т Дзержинского, 83, 220083, г. Минск 

Siarhei V. Shakhrai – D. Sc. (Med.), Professor 

83, Dzerzhinsky Ave., 220083, Minsk 

s.shakhrai@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8739-8300ЗафранскаяМ. М.ZafranskayaM. M.

Зафранская Марина Михайловна – д-р мед. наук, профессор, гл. науч. сотрудник. Научно-исследовательский институт экспериментальной и клинической медицины

пр-т Дзержинского, 83, 220083, г. Минск 

Marina M. Zafranskaya – D. Sc. (Med.), Professor, Chief Researcher. Scientific Research Institute of Experimental and Clinical Medicine

83, Dzerzhinsky Ave., 220083, Minsk

zafranskaya@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7622-5642ГаинЮ. М.GainYu. M.

Гаин Юрий Михайлович – д-р мед. наук, профессор 

пр-т Дзер­жинского, 83, 220083, г. Минск

Yury M. Gain – D. Sc. (Med.), Professor 

83, Dzerzhinsky Ave., 220083, Minsk 

juri.gain@yandex.byБелорусский государственный медицинский университетБеларусьBelarusian State Medical UniversityBelarus202630082026233229241Copyright © Кулинич С.S., Шахрай С.В., Зафранская М.М., Гаин Ю.М., 20262026Кулинич С., Шахрай С.В., Зафранская М.М., Гаин Ю.М.Kulinich S.S., Shakhrai S.V., Zafranskaya M.M., Gain Y.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestimed.belnauka.by/jour/article/view/1105

В статье представлены результаты экспериментальных исследований эффективности клеточной терапии структурно-функциональных нарушений целостности мышечной ткани на хирургически индуцированной модели энкопреза. По результатам морфологических и морфометрических исследований установлено, что локальное (интрасфинктерное) введение гладкомышечных клеток (ГМК), мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК) жировой ткани (ЖТ) и костного мозга (КМ), а также лейомиоцитоподобных клеток (дифференцированных в миогенном направлении ММСК ЖТ) способствует усилению регенеративных процессов гладкомышечного компонента стенки прямой кишки. В зоне повреждения отмечается пролиферация ГМК с формированием гиперплазированного мышечного слоя. Наиболее выраженные изменения толщины гладкомышечного слоя наблюдаются при использовании клеточных продуктов на основе ГМК и ММСК ЖТ. Дальнейшие исследования регенеративного потенциала ММСК расширят представления о возможностях участия клеток в восстановлении не только висцеральной, но и поперечнополосатой мышечной ткани и будут способствовать научно обоснованному применению клеточных технологий в клинической практике.

The article presents the results of experimental studies on the efficacy in addressing cell therapy for structural and functional impairments of muscular tissue integrity in a surgically induced model of encopresis. Based on morphological and morphometric studies, it was established that local (intersphincteric) administration of smooth muscle cells (SMCs), multipotent mesenchymal stromal cells (MMSCs) from adipose tissue (AT) and bone marrow (BM), as well as leiomyocyte-like cells (myogenically differentiated AT-MMSCs), enhances the regenerative processes of the smooth muscle component of the rectal wall. In the injury zone, SMC proliferation is observed, leading to the formation of a hyperplastic muscle layer (both circular and longitudinal). The most pronounced changes in the thickness of the smooth muscle layer are noted when using cell products based on SMCs and AT-MMSCs. Further research into the regenerative potential of MMSCs will expand our understanding of the cells’ potential to participate in the restoration of not only visceral but also striated muscle tissue, and will facilitate the scientifically grounded application of cell technologies in clinical practice.

экспериментальная модель энкопрезаклеточная терапиягладкомышечные клеткимезенхимальные стромальные клеткимиогенная дифференцировкаexperimental model of encopresiscell therapysmooth muscle cellsmesenchymal stromal cellsmyogenic differentiationReferencesAdult stem cell sources for skeletal and smooth muscle tissue engineering / S. Salemi, J. A. Prange, V. Baumgartner [et al.] // Stem Cell Research and Therapy. – 2022. – Vol. 13, N 1. – Аrt. 156. https://doi.org/10.1186/s13287-022-02835-xSalemi S., Prange J. A., Baumgartner V., Mohr‑Haralampieva D., Eberli D. Adult stem cell sources for skeletal and smooth muscle tissue engineering. Stem Cell Research and Therapy, 2022, vol. 13, no. 1, art. 156. https://doi.org/10.1186/s13287-022-02835-xNovel directly reprogrammed smooth muscle cells promote vascular regeneration as microvascular mural cells / C. Jung, J.W.Han,S.-J.Lee[etal.]//Circulation.–2025.–Vol.151,N15.–P.1076–1094.https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.124.070217Jung C., Han J. W., Lee S.-J., Kim K. H., Oh J. E., Bae S. [et al.]. Novel directly reprogrammed smooth muscle cells promote vascular regeneration as microvascular mural cells. Circulation, 2025, vol. 151, no. 15, pp. 1076–1094. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.124.070217Особенности экспрессии виментина, десмина и фактора роста эндотелия сосудов в средней стенке аорты в норме и при аневризме брюшного отдела аорты / Н. А. Юзефович, О. А. Юдина, И. А. Мельников, Т. М. Студеникина // Медицинские новости. – 2017. – № 8. – С. 71– 76.Yuzefovich N. A., Yudina O. A., Mel’nikov I. A., Studenikina T. M. Feature of the expression of vimentin, desmin, vascular endothelial growth factor in an aortic media in normal and abdominal aortic aneurysm. Meditsinskie novosti [Medical news], 2017, no. 8, pp. 71–76 (in Russian).How vascular smooth muscle cell phenotype switching contributes to vascular disease / G. Cao, X. Xuan, J. Hu [et al.] // Cell Communication and Signaling. – 2022. – Vol. 20, N 1. – Аrt. 180. https://doi.org/10.1186/s12964-022-00993-2Cao G., Xuan X., Hu J., Zhang R., Jin H., Dong H. How vascular smooth muscle cell phenotype switching contributes to vascular disease. Cell Communication and Signaling, 2022, vol. 20, no. 1, art. 180. https://doi.org/10.1186/s12964-022-00993-2Smooth muscle cells in atherosclerosis: essential but overlooked translational perspectives / P. Azar, K.-U. Jarr, D. Gomez [et al.] // European Heart Journal. – 2025. – Vol. 46, N 45. – P. 4862–4875. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehaf337Azar P., Jarr K.-U., Gomez D., Jørgensen H. F., Leeper N. J., Bochaton-Piallat M.-L. Smooth muscle cells in atherosclerosis: essential but overlooked translational perspectives. European Heart Journal, 2025, vol. 46, no. 45, pp. 4862–4875. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehaf337Differentiation of adipose-derived stem cells into smooth muscle cells in an internal anal sphincter-targeting anal incontinence rat model / M. Kim, B.-Y. Oh, J.-S. Lee [et al.] // Journal of Clinical Medicine. – 2023. – Vol. 12, N 4. – Аrt. 1632. https://doi.org/10.3390/jcm12041632Kim M., Oh B.-Y., Lee J.-S., Yoon D., Kim Y.-R., Chun W., Kim J. W., Son I. T. Differentiation of adipose-derived stem cells into smooth muscle cells in an internal anal sphincter-targeting anal incontinence rat model. Journal of Clinical Medicine, 2023, vol. 12, no. 4, art. 1632. https://doi.org/10.3390/jcm12041632Generation and characterization of human mesenchymal stem cell-derived smooth muscle cells / S. Sivaraman, J. Hedrick, S. Ismail [et al.] // International Journal of Molecular Sciences. – 2021. – Vol. 22, N 19. – Art. 10335. https://doi.org/10.3390/ijms221910335Sivaraman S., Hedrick J., Ismail S., Slavin C., Rao R.R. Generation and characterization of human mesenchymal stem cell-derived smooth muscle cells. International Journal of Molecular Sciences, 2021, vol. 22, no.19, art. 10335. https://doi.org/10.3390/ijms221910335Smooth muscle cells differentiated from mesenchymal stem cells are regulated by microRNAs and suitable for vascular tissue grafts / X. Gu, X. Hong, A. Le Bras [et al.] // The Journal of Biological Chemistry. – 2018. – Vol. 293, N 21. – P. 8089–8102. https://doi.org/10.1074/jbc.RA118.001739Gu X., Hong X., Bras A. Le, Nowak W. N., Bhaloo Sh. I., Deng J., Xie Y., Hu Y., Ruan X. Z., Xu Q. Smooth muscle cells differentiated from mesenchymal stem cells are regulated by microRNAs and suitable for vascular tissue grafts. The Journal of Biological Chemistry, 2018, vol. 293, no. 21, pp. 8089–8102. https://doi.org/10.1074/jbc.RA118.001739Effect of allogenic mesenchymal stem cell injection on functional repair outcomes following skeletal muscle laceration injury / R. E. Ahmad, A. H. Mokhtar, M. Z. Mohamed Al-Fayyadh [et al.] // Biomedicines. – 2025. – Vol. 13, N 11. – Аrt. 2810. https://doi.org/10.3390/biomedicines13112810Ahmad R. E., Mokhtar A. H., Mohamed Al-Fayyadh M. Z., Nam H. Y., Aziz A., Mansor A., Kamarul T. Effect of allogenic mesenchymal stem cell injection on functional repair outcomes following skeletal muscle laceration injury. Biomedicines, 2025, vol. 13, no. 11, art. 2810. https://doi.org/10.3390/biomedicines13112810Bone marrow-versus adipose tissue-derived mesenchymal stem cells for corneal failure in an experimental model of limbal stem cell deficiency / S. Galindo, M. López-Paniagua, A. de la Mata [et al.] // Experimental Eye Research. – 2026. – Vol. 262. – Art. 110737. –https://doi.org/10.1016/j.exer.2025.110737Galindo S., López-Paniagua M, de la Mata A., Herreras J. M., García-Vázquez C., Marceñido B., Rey E., HigueraBarón C., Calonge M., Nieto-Miguel T. Bone marrow-versus adipose tissue-derived mesenchymal stem cells for corneal failure in an experimental model of limbal stem cell deficiency. Experimental Eye Research, 2026, vol. 262, art. 110737. https://doi.org/10.1016/j.exer.2025.110737In vitro assays for investigating the immunomodulatory properties of human mesenchymal stromal cells / L. L. Letha­ ger, S. Bangsgaard, E. M. Johansen [et al.] // Stem Cell Research and Therapy. – 2026. – Vol. 17, N 1. – Art. 102. https://doi.org/10.1186/s13287-026-04920-xLethager L. L., Bangsgaard S., Johansen E. M., Qayyum A. A., Christensen J. P., Ekblond A., Norgaard M. J., Hojgaard L. D. In vitro assays for investigating the immunomodulatory properties of human mesenchymal stromal cells. Stem Cell Research and Therapy, 2026, vol. 17, no. 1, art. 102. https://doi.org/10.1186/s13287-026-04920-xСравнительный анализ профиля экспрессии молекулярных маркеров мезенхимальных стволовых клеток, полученных из тканей плацентарно-пуповинного комплекса, жировой ткани и костного мозга / Е. Г. Юркина, С. И. Кривенко, В. В. Смольникова [и др.] // Доклады Национальной академии наук Беларуси. – 2025. – Т. 69, № 4. – С. 314–321.Yurkina E. G., Krivenko S. I., Smol’nikova V. V., Primakova E. A., Nazarova E. A., Symanovich A. A., Dedyulya N. I., Romanova I. A., Efimov D. Yu., Shcherba A. E., Rummo O. O. Comparative analysis of the profile of expression of molecular markers of mesenchymal stem cells obtained from placental-umbilical cord complex tissues, adipose tissue and bone marrow. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2025, vol. 69, no. 4, pp. 314–321 (in Russian).Comparative analysis of human mesenchymal stem cells from bone marrow and adipose tissue under xeno-free conditions for cell therapy / C.-Y. Li, X.-Y. Wu, J.-B. Tong [et al.] // Stem Cell Research and Therapy. – 2015. – Vol. 6, N 1. – Art. 55. https://doi.org/10.1186/s13287-015-0066-5Li C.-Y., Wu X.-Y., Tong J.-B., Yang X.-X., Zhao J.-L., Zheng Q.-F., Zhao G.-B., Ma Z.-J. Comparative analysis of human mesenchymal stem cells from bone marrow and adipose tissue under xeno-free conditions for cell therapy. Stem Cell Research and Therapy, 2015, vol. 6, no. 1, art. 55. https://doi.org/10.1186/s13287-015-0066-5Левчук, К. А. Региональная функциональная гетерогенность гладкомышечных клеток аорты крысы / К. А. Лев­ чук, А. Б. Малашичева // Онтогенез. – 2017. – Т. 48, № 3. – С. 257–262.Levchuk K. A., Malashicheva A. B. Regional functional heterogeneity of aortic smooth muscle cells in rats. Russian Journal of Developmental Biology, 2017, vol. 48, no. 3, pp. 219–223. https://doi.org/10.1134/S1062360417030080Моделирование анальной инконтиненции у крыс / С. С. Кулинич, Ю. М. Гаин, С. В. Шахрай, Т. Э. Владимирская // Научные исследования в медицине: от теории к практике: сб. науч. тр. науч.-практ. конф., посвящ. 85-летию БелМАПО, 25 нояб. 2016 г. / редкол.: М. А. Герасименко (пред.) [и др.]. – Мн., 2016. – С. 436–441.Kulinich S. S., Gain Yu. M., Shakhrai S. V., Vladimirskaya T. E. Animal model of anal incontinence in rats. Nauchnye issledovaniya v meditsine: ot teorii k praktike: sbornik nauchnykh trudov nauchno-prakticheskoi konferentsii, posvyashchennoi 85-letiyu BelMAPO, 25 noyabrya 2016 goda [Scientific research in medicine: from theory to practice: a collection of scientific papers from the scientific and practical conference dedicated to the 85th anniversary of the Belarusian Medical Academy of Postgraduate Education, November 25, 2016]. Minsk, 2016, pp. 436–441 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.