Денисенко А. П. Патоморфологічна характеристика біомінералізації менінгіом

Біомінералізація ̶ феномен, характерний для живих організмів, що полягає у формуванні біомінеральних утворень. Центральна нервова система людського організму не виключення, біомінералізація в ній може зустрічатись як в нормі (вікові зміни) та і при різноманітних патологіях. Наприклад, вона є типовою для менінгіом (пухлин мозкових оболонок), які займають перше місце за поширеністю серед незлоякісних пухлин центральної нервової системи. Дана дисертаційна робота присвячена актуальній на сьогоднішній день проблемі, а саме удосконаленню можливостей діагностичного та лікувального процесу для пацієнтів з менінгіомами. Для вирішення даної проблеми ми скористались наступними методами дослідження: гістологічний (забарвлення гематоксиліном-еозином), гістохімічний (забарвлення алізариновим червоним S, забарвлення за фон Коссом, методом Ван Гізона та PAS-реакцією), імуногістохімічний (панель остеобластичних антитіл OPN, SPARC, RANKL та OPG, маркер апоптозу Casp-3), фізико-хімічний (сканувальна електронна мікроскопія, просвічувальна електронна мікроскопія) та статистичний (параметричні та непараметричні критерії). Дизайном дисертаційної роботи передбачено формування 4 досліджуваних груп: менінгіоми з ознаками біомінералізації (30 зразків), менінгіоми без ознак біомінералізації (30 зразків), тверда мозкова оболонка з ознаками біомінералізації (30 зразків) та тверда мозкова оболонка без ознак біомінералізації (30 зразків). Пухлини мозкових оболонок (менінгіоми) під час макроскопічного дослідження часто описувались як кулясті або напівкулясті, рідко бляшкоподібні утворення, розмір яких варіювався від 0,5 см до 3,0 см. Для них був характерний сірий колір, гладка або злегка бугриста поверхня, помірна або підвищена щільність, специфічний хруст при розрізані. Менінгіоми під час гістологічного дослідження найчастіше класифікувались як менінготеліальний, псаммоматозний чи фіброзний гістологічні підтипи та характеризувались наявністю клітин ендотеліального фенотипу (за типом мозкових оболонок). Наступним кроком для детекції сполук кальцію було гістохімічне дослідження. Забарвлення алізариновим червоним S ідентифікувало сполуки кальцію (всі форми) та заліза (може вказувати на наслідки церебральних крововиливів, для підтвердження рекомендована реакція Перлса). Забарвлення за фон Коссом звузило коло до сполук кальцію фосфату. Метод Ван Гізона, PAS-реакція та імуногістохімічне дослідження вказують, що псаммомні тільця містять глікопротеїни та білки, крім біомінерального компонента, тобто є органічно-мінеральним композитом. Достовірно вищий рівень Casp-3 та особливості експресії остеобластичних маркерів (нижчий рівень експресії OPG і вищий рівень наявності RANKL у групі з біомінералізацією, відсутність коливань експресії SPARC) можуть свідчити про переважання пасивного механізму в утворенні псаммомних тілець (за дистрофічним типом). За результатами сканувальної електронної мікроскопії з енергодисперсійною рентгенівською спектроскопією та просвічувальної електронної мікроскопії з електронною дифракцією було встановлено, що основним біомінералом в псаммомних тільцях менінгіом є кальцій гідроксиапатит Ca10(PO4)6(OH)2. Тверда мозкова оболонка ̶ це одна з мозкових оболонок, що представлена фіброзною тканиною, містить фібробласти та позаклітинний колаген. Гістохімічні методи наочно визначили дрібні кальцифікати, а PAS-реакція, на відміну від менінгіом, в біомінеральних утвореннях негативна). На основі отриманих результатів імуногістохімічного дослідження тканини твердої мозкової оболонки за допомогою панелі остеобластичних антитіл (OPN, SPARC, RANKL ̶ p˂0.001) а також маркеру апоптозу Casp-3 (p˃0.05) можна зробити висновок про переважання активного механізму утворення кальцій-фосфорних біомінералів в даній тканині. За результатами сканувальної електронної мікроскопії з енергодисперсійною рентгенівською спектроскопією та просвічувальної електронної мікроскопії з електронною дифракцією було встановлено, що основним біомінералом в тканині твердої мозкової оболонки є кальцій гідроксиапатит Ca10(PO4)6(OH)2. Отримані результати дозволяють розрізнити кальцифікати в менінгіомах і в твердій мозковій оболонці: вони мають подібний хімічний склад (за співвідношенням Са/Р відповідають зрілому гідроксиапатиту), проте різні за структурою та морфологією. Опираючись на результати нашого дисертаційного дослідження, ми пропонуємо оптимізувати діагностичний процес шляхом впровадження розробленого діагностичного алгоритму для диференційної діагностики новоутворень твердої мозкової оболонки за наявних ознак кальцифікації тканини. Крім того, проведене детальне патоморфологічне та матеріалознавче (фізико-хімічне) дослідження біомінеральних депозитів може бути корисним для створення біоматеріалів за типом твердої мозкової оболонки та може покращити лікувальний процес хворих з дефектами мозкових оболонок після травматичних ушкоджень та нейрохірургічних операцій.