Cell Therapy Features in Patients with Critical Lower Limb Ischemia С.А. Алексеев, Н.А. Роговой, С.И. Кривенко, И.П. Жаворонок Surgery Eastern Europe, 2025 Введение. Основным методом лечения хронической артериальной недостаточности, сопровождающейся синдромом критической ишемии нижних конечностей, является васкуляризация кровотока, применяемая у пациентов в 60–70% случаев. При отсутствии технической возможности одной из альтернатив является применение клеточной терапии, включающей местное использование отдельных ангиогенных факторов роста, генетических рекомбинантных препаратов, их активирующих, и стволовых клеток. При этом необходима детализация показаний, противопоказаний, путей и доз введения медицинских препаратов, относящихся к данным направлениям. Цель. Изучить особенности клинического применения гемопоэтических и мезенхимальных стволовых клеток, препаратов генно-инженерных конструкций у пациентов с критической ишемией нижних конечностей (КИНК). Материалы и методы. Оценены результаты имплантационного применения клеточной терапии при КИНК согласно 502 публикациям в электронных базах SCOPUS, PubMed, Science Direct, Clinical Trials от 2025 года, из которых отобраны контролируемые многоцентровые рандомизированные методы с обязательным плацебо-контролем либо включавшие сравнение двух клеточных продуктов. Оценены интегральные показатели их результативности в сутки и по итогам наблюдения в течение 2–12 месяцев и более с учетом изменения стадий или классов хронической артериальной недостаточности (ХАН), объективных критериев, в том числе ампутаций конечности и летальности. Результаты. Введение отдельных ангиогенных факторов роста эндотелия не обладает длительным клиническим эффектом у пациентов с КИНК ввиду быстрой биодеградации при введении среднетерапевтических доз, в то время как повторное введение либо повышение концентрации сопровождалось выраженными местными и общими осложнениями. Результаты местного применения рекомбинантных генноинженерных концентраций, за исключением препарата неоваскулген, в Российской Федерации показали высокую частоту побочных эффектов или недостаточную эффективность при КИНК. Максимально выраженные эффекты, направленные на неоваскулогенез, были достигнуты применением двух видов стволовых клеток – мезенхимальных и гемопоэтических. Заключение. Основные эффекты применения стволовых клеток при КИНК обусловлены встраиванием предшественников в стенку капилляров, трансформацией в зрелые эндотелиоциты; подключением резерва незадействованных коллатералей при ишемии; выраженным паракринным воздействием, созданием локального баланса про- и противовоспалительных цитокинов, разработкой и выбором конкретных клеточных препаратов, их доз, частоты и путей введения в зависимости от ситуации ХАН и длительности ишемии. Introduction. The main treatment method for chronic arterial insufficiency accompanied by the syndrome of critical ischemia of the lower extremities is blood flow vascularization, used in 60–70% of patients. Given the lack of technical feasibility, one of alternatives is cell therapy, which includes the topical use of individual angiogenic growth factors, genetically engineered recombinant drugs that activate them, and stem cells. A detailed description of indications, contraindications, routes of administration, and doses of medicinal products related to these fields is required. Purpose. To study features of clinical application of hematopoietic and mesenchymal stem cells and genetically engineered preparations in patients with critical limb ischemia (CLI). Materials and methods. The results of implantable cell therapy for CLI were evaluated based on 502 publications in the SCOPUS, PubMed, Science Direct, and Clinical Trials electronic databases dated 2025, from which controlled multicenter randomized methods with mandatory placebo control or including a comparison of two cell products were selected. Integral indicators of their effectiveness per day and based on the results of 2–12 months or more follow-up were evaluated, taking into account changes in the stages or classes of chronic arterial insufficiency (CAI), and objective criteria, including limb amputations and mortality. Results. The administration of single angiogenic endothelial growth factors does not provide a long-term clinical effect in patients with CLI due to their rapid biodegradation when administered at medium therapeutic doses, while re-administration or increased concentrations were accompanied by pronounced local and systemic complications. The results of topical application of recombinant genetically engineered concentrations, except for Neovasculgen drug, in the Russian Federation demonstrated a high frequency of side effects or insufficient efficacy in CLI. The most pronounced effects aimed at neovasculogenesis were achieved by using two types of stem cells: mesenchymal and hematopoietic ones. Conclusion. The main effects of stem cell application in CLI are due to precursors embedding into the capillary wall and transforming into mature endotheliocytes; activating the reserve of unused collaterals in ischemia; pronounced paracrine effects, creating a local balance of pro- and anti-inflammatory cytokines, and elaborating and selecting specific cellular products, their doses, frequency, and routes of administration depending on CAI condition and ischemia duration.
Induced Angiogenesis in Local Use of Plasmid Constructs of VEGF165 and Ang-1 in Experimental Chronic Lower Limb Ischemia В.Г. Богдан, Е.В. Фёдорова, Т.А. Филипович, И.П. Жаворонок, А.С. Доронькина, et al. Surgery Eastern Europe, 2025 ель. Сравнительный анализ динамики плотности кровеносных сосудов в скелетных мышцах задней конечности после локального применения плазмидных конструкций рсDNA_VEGF165 и рсDNA_Ang-1 в эксперименте. Материалы и методы. Экспериментальные исследования были проведены на 96 белых половозрелых крысах Wistar обоего пола (48 самок, 48 самцов) возрастом 8 месяцев. Моделирование хронической недостаточности артериального кровоснабжения конечности у лабораторного животного выполняли по разработанному способу. Животные первой (n=16) группы не получали специального лекарственного лечения. Во второй (n=16) группе в ишемизированную мышцу бедра осуществляли введение физиологического раствора. В третьей (n=32) и четвертой (n=32) группах соответственно в пораженную мышцу однократно внутримышечно вводили 100 мкг раствора рсDNA_VEGF165 и рсDNA_Ang-1. Для гистологического исследования проводили забор мягких тканей зоны инъекции задней конечности крыс до введения растворов и на 7, 14, 28 и 42-е сутки после проведенного лечения. В образцах оценивали количество капилляров и артериол, используя антитела к CD31 и α-SMA. Результаты. В отличие от рсDNA_Ang-1 применение плазмидной конструкции рcDNA_VEGF165 в условиях моделированной хронической ишемии конечности у экспериментальных животных вне зависимости от пола сопровождается выраженным ангио- и артериогенезом, начиная с 28-х суток лечения. К 42-м суткам эксперимента установлена максимально высокая плотность как CD31-позитивных капилляров, так и α-SMA-позитивных артериол в мышцах задней конечности крыс после моделирования патологии, значения которой не имели статистически значимых отличий от показателей здоровой конечности. Заключение. Локальное введение плазмидной конструкции рcDNA_VEGF165 в ишемизированные мышцы задней конечности крыс формирует условия для развития эффективного индуцированного ангиогенеза с уменьшением атрофических и фибротических изменений в мышечной ткани по сравнению с инъекцией pcDNA_Ang-1. Purpose. To perform a comparative analysis of changes in blood vessel density in skeletal muscles of the hind limb after local application of plasmid constructs of pcDNA_VEGF165 and pcDNA_Ang-1 in an experiment. Materials and methods. Experimental studies were conducted on 96 white mature Wistar rats of both sexes (48 females, 48 males) aged 8 months. Modeling of chronic insufficiency of arterial blood supply to a limb in a laboratory animal was performed according to the method elaborated. Animals of the first (n=16) group did not receive any special drug treatment. In the second (n=16) group, saline solution was injected into the ischemic thigh muscle. In the third (n=32) and fourth (n=32) groups, respectively, the рсDNA_VEGF165 and рсDNA_Ang-1 solutions were injected intramuscularly into the affected muscle at a dose of 100 μg. For histological tests, the soft tissues of the injection zone of the hind limb of rats were sampled before the administration of solutions and on days 7, 14, 28 and 42 after the treatment. The number of capillaries and arterioles were assessed in the samples using antibodies to CD31 and α-SMA. Results. In contrast to pcDNA_Ang-1, the use of the plasmid construct pcDNA_VEGF165 under conditions of simulated chronic limb ischemia in experimental animals, regardless of gender, was accompanied by pronounced angio- and arteriogenesis, starting from the 28th day of treatment. By the 42nd day of the experiment, the highest density of both CD31-positive capillaries and α-SMA-positive arterioles in the muscles of the hind limb of rats was established after modeling the pathology, the values of which did not have statistically significant differences from healthy limb indicators. Conclusion. The local administration of the plasmid construct pcDNA_VEGF165 into ischemic hindlimb muscles of rats creates conditions for effective induced angiogenesis with a decrease in atrophic and fibrotic changes in muscle tissue compared to the injection of pcDNA_Ang-1.
ANGIOGENIC EFFECTS OF COMBINED GENE THERAPEUTIC CONSTRUCTION pcDNA_VEGF165/Ang-1 IN CONDITIONS OF MODELING CHRONIC LIMB ISCHEMIA IN VIVO V. G. Bogdan, T. A. Filipovich, E. V. Fiodorova, I. P. Zhavoronok, A. S. Doron’kina, et al. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus Medical Series, 2025 The combined plasmid construct pcDNA_VEGF165/Ang-1 has a pronounced angiogenic effect under the conditions of the modeled experimental chronic insufficiency of arterial blood supply to the limb. A single local administration of pcDNA_VEGF165/Ang-1 at a dose of 100 μg into the ischemic skeletal muscle of laboratory animals starting from the 14th day after therapy stimulates the formation of microcirculatory bed vessels with a statistically significant increase in the number of capillaries. The use of the gene therapeutic substance pcDNA_VEGF165/Ang-1 allows for complete restoration of impaired blood supply in the muscles of the thigh and lower leg of the rats by the 28th day of observation, creates conditions for maintaining a long-term positive effect until the end of the experiment (42nd day) while maintaining the number of blood vessels in one muscle fiber not lower than the healthy tissue indicator.
MOLECULAR DOCKING OF ORPHAN RECEPTORS WITH FATTY ACID AMIDES А. S. Doronkina, А. А. Rudak, I. Р. Zhavoronok, V. G. Bogdan Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus Medical Series, 2024 One of the promising directions for development of new pharmacological drugs for analgesia and other consequences of peripheral nerve damage is the study of the physiological effects of fatty acid amides. The potential selectivity of G-protein receptor antagonists has been evaluated using molecular docking and quantum chemistry methods, and its complexes with fatty acid amides have been constructed. As a result of docking, it was found that PSB-CB5 is a selective antagonist for GPR18 receptors, and O-1918 is a selective antagonist for GPR55. It was found that stable complexes are formed between fatty acid amides (REA, SEO) and orphan receptors (GPR 18, GPR55). Numerous van der Waals contacts and hydrogen bonds play a major role in the interaction of these compounds with receptors.
VIRTUAL SCREENING OF THE BIOLOGICAL ACTIVITY OF FATTY ACID AMIDES A. S. Doronkina, A. A. Rudak, I. P. Zhavoronok, V. G. Bogdan Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus Medical Series, 2024 3D modeling of fatty acid amides was carried out in order to study their bioavailability indicators. Fatty acid amide complexes with the PPARα receptor were constructed by molecular docking. It was shown that fatty acid amides, based on Lipinsky’s rule of five, due to their low solubility in water, high lipophilicity and flexibility, have weak bioavailability, which limits their digestibility when taken orally. As a result of docking fatty acid amides with the PPARα receptor, stable complexes are formed. They are characterized by the presence of hydrogen bonds and a network of Van der Waals contacts.
Antinociceptive Effectiveness of Use of the Combined VEGF165-ANG-1 Plasmid Construction in Animals with Experimental Hind Limb Ischemia В.Г. Богдан, А.С. Доронькина, И.П. Жаворонок, С.Г. Лепешко, С.В. Маньковская, et al. Surgery Eastern Europe, 2024 Цель. Оценить антиноцицептивные эффекты применения отечественной комбинированной генно-инженерной плазмидной конструкции рlDNA_VEGF165/Ang-1 в условиях моделированной хронической ишемии конечности у экспериментальных животных. Материалы и методы. Экспериментальные исследования были проведены на 56 белых половозрелых крысах Wistar обоего пола (28 самок, 28 самцов) возрастом 8 месяцев. Моделирование хронической недостаточности артериального кровоснабжения конечности у лабораторного животного выполняли по разработанному способу. Животные первой группы не получали специального лекарственного лечения. Во второй группе в ишемизированную мышцу бедра осуществляли введение физиологического раствора. В третьей группе в пораженную мышцу однократно внутримышечно вводили раствор рlDNA_VEGF165/Ang-1 в дозе 100 мкг. У всех животных до операции, а также на 7-е, 14-е, 21-е, 28-е, 35-е, 42-е, 56-е и 70-е сутки после оперативного вмешательства оценивали показатели порога ноцицептивной реакции, изменения паттернов походки. Результаты. Применение разработанной комбинированной плазмидной конструкции с генами фактора роста эндотелия сосудов (VEGF165) и ангиопоэтина-1 (ANG-1) в условиях моделированной хронической ишемии конечности у экспериментальных животных вне зависимости от пола сопровождается выраженным антиноцицептивным эффектом. При однократном локальном введении в ишемизированную мышцу бедра раствора плазмидной ДНК рlDNA_VEGF165/Ang-1 в дозе 100 мкг достоверное повышение значений показателей порога ноцицептивной реакции, площади и интенсивности отпечатка оперированной конечности животного отмечается на 14-е сутки после лечения, с восстановлением ее функционального состояния к 28-м суткам. Заключение. Положительная динамика регресса симптомов хронической ишемии оперированной конечности после использования генно-инженерной векторной конструкции VEGF165/ANG-1 в эксперименте указывает на высокий потенциал разработки в качестве прототипа первого отечественного комбинированного генотерапевтического средства. Purpose. To evaluate the antinociceptive effects of the use of the domestic combined genetically engineered plasmid construct рlDNA_VEGF165/Ang-1 in conditions of simulated chronic limb ischemia in experimental animals. Materials and methods. Experimental studies were conducted on 56 white mature Wistar rats of both sexes (28 females, 28 males) aged 8 months. Modeling of chronic insufficiency of arterial blood supply to a limb in a laboratory animal was performed according to the developed method. Animals of the first group did not receive any special drug treatment. In the second group, saline solution was injected into the ischemic thigh muscle. In the third group, the plDNA_VEGF165/Ang-1 solution was injected intramuscularly into the affected muscle at a dose of 100 μg. In all animals before surgery, as well as on days 7, 14, 21, 28, 35, 42, 56 and 70 after surgery, the nociceptive reaction threshold and changes in gait patterns were assessed. Results. The use of the developed combined plasmid construct with the genes for vascular endothelial growth factor (VEGF165) and angiopoietin 1 (ANG-1) under conditions of simulated chronic limb ischemia in experimental animals, regardless of gender, is accompanied by a pronounced antinociceptive effect. With a single local injection of a solution of plasmid DNA plDNA_VEGF165/Ang-1 into the ischemic thigh muscle at a dose of 100 μg, a significant increase in the values of the threshold of the nociceptive reaction, the area and intensity of the imprint of the operated limb of the animal is noted on the 14th day after treatment, with the restoration of its functional state by 28 days. Conclusion. The positive dynamics of regression of symptoms of chronic ischemia of the operated limb after using the genetically engineered vector construct VEGF165/ANG-1 in the experiment indicates a high potential for development as a prototype of the first domestic combined gene therapy agent.
BIOCOMPATIBILITY OF BORON-ENRICHED PYROLITIC CARBON M. I. Demidenko, I. P. Zhavoronok, D. V. Adamchuk, T A. Kulahava, O. A. Antipova, et al. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus Medical Series, 2024 The Institute for Nuclear Problems of the Belarusian State University (INP BSU) has developed equipment and optimized the technology for synthesizing boron-doped pyrocarbon, a material for application in heart valve endoprostheses.The purpose of this work was to evaluate the general and biochemical blood tests, mass coefficients of animal organs and the dynamics of reactions of rat tissues to implantation of pyrocarbon material in the subcutaneous tissues of the interscapular region. Animals were monitored for 90 days. According to the morphometric data, the boron-doped pyrocarbon, synthesized in INP BSU, was found to be non-irritating to the tissue in comparison with the control sample during all periods of observation. There was no significant effect of implantation of pyrolytic carbon on the parameters of the blood general and biochemical analysis in rats compared with healthy animals. The results of necropsy showed that the mass of organs and mass coefficients of animals did not deviate from the physiological norm during different periods of pyrocarbon sample implantation.Thus, the boron-doped pyrocarbon material synthesized in INP BSU can be used for manufacturing heart valve endoprostheses.
PROFILE OF PRO- AND ANTI-INFLAMMATORY CYTOKINES DURING INJECTION OF FATTY ACID AMIDES WITH ETHANOLAMINE AND GLYCINE IN MODELING PERIPHERAL NEUROPATHY A. S. Doronkina, I. P. Zhavoronok, V. G. Bogdan Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus Medical Series, 2023 The effect of fatty acid amides during the blockade of membrane orphan GPR18, GPR55 and nuclear PPARα receptors on the level of pro- and anti-inflammatory cytokines in rats with experimental peripheral neuropathy was studied. It has been proven that the anti-inflammatory action of PEA and SEA in experimental animals with neuropathy is carried out through nuclear PPARα receptors. However, PGlyA has no anti-inflamatory effects in a rat model of peripheral neuropathy.
