Лечение ишемии нижних конечностей стволовыми клетками
Пожалуй, нет никакой другой области, где применение стволовых клеток зарекомендовало себя не иначе, как чудо…
Ишемические заболевания включают в себя широкий круг патологических состояний, связанных с повреждением сосудистой системы организма. При данных повреждениях нарушается нормальное кровоснабжение тканей и органов. В результате ишемизированный орган или его участок характеризуются недостаточным снабжением кислородом и питательными веществами, а также зашлакованностью продуктами метаболизма. Всё это неминуемо приводит к повреждению и гибели клеток.
Ишемия – состояние полного прекращения или уменьшения притока артериальной крови в каком-либо участке тела — органе или ткани. Ишемия развивается в условиях повышенного сопротивления кровотоку в приводящих сосудах при недостаточном или полном отсутствии коллатералей, восполняющих недостаточность кровоснабжения. В сосудах микроциркуляторного русла ишемизированного участка понижается гидродинамическое давление, кровь, поступающая в микрососуды, бедна эритроцитами вследствие перераспределения крови, что приводит к сокращению числа функционирующих капилляров, а нередко и к их закрытию.
Таким образом, при ишемии уменьшается объем микроциркуляторного русла, что вызывает уменьшение образования тканевой жидкости в ишемизированном участке и лимфотока. Различают несколько видов ишемий.
Компрессионная ишемия — сдавливание сосуда или участка ткани скопившейся жидкостью, растущей опухолью, инородными телами и др.
Ангиоспазматическая ишемия может быть вызвана действием на сосудосуживающие нервные элементы стенки артерии различных факторов, в том числе травм, холода, химических веществ гормональной природы (катехоламины, вазопрессин и др.), фармакологических средств растительного, животного, минерального происхождения, бактериальных токсинов Действуют эти факторы непосредственно на вазомоторные центры, на нервный аппарат сосудов и рефлекторно.
Обтурационная ишемия — ишемия вследствие полного или частичного закрытия сосуда при тромбозе, эмболии и др. Подобная ишемия может возникнуть также при развитии в сосудистой стенке патологических процессов — артериитов: облитерирующий эндоартериит — поражение внутреннего слоя сосудистой стенки; узелковый периартериит — поражение всех слоев сосудистой стенки, ведущее к частичному или полному закрытию, заращению просвета приводящих сосудов.
Рефлекторная ишемия возникает при раздражении рецепторов внутренних органов, эффект которого передается рефлекторно на сосуды других органов. Так, при раздражении ангиорецепторов желчных путей, кишечника возникает спазм сосудов сердца.
Механизм развития ишемий может быть и условно-рефлекторным. В генезе ишемий играют роль и эмоции (страх, гнев).
Ишемия проявляется и как следствие перераспределения крови в кровеносной системе: гиперемия в одном участке тела может привести к ишемии в другом участке.
Ишемия характеризуется рядом следующих признаков: побледнение участка, выраженность которого зависит от степени уменьшения притока крови к нему (у животных это можно наблюдать на видимых слизистых оболочках); понижение температуры ишемизированного участка при снижении уровня обмена веществ и окислительных процессов; уменьшение его объема в результате уменьшения или прекращения притока крови и образования тканевой жидкости, при этом понижается также тургор ткани. При ишемии ухудшаются функция органа, степень чувствительности (гипостезия) из-за нарушения питания нервных окончаний (начального звена рефлекторной дуги).
Последствия ишемии зависят от быстроты ее развития и продолжительности, анатомо-физиологических особенностей ишемизированного участка, а также от возможности развития коллатерального кровообращения и др. Общими для ишемий различного генеза являются развитие кислородного голодания, нарушение доставки питательных веществ в ткани и задержка в них недоокисленных продуктов обмена веществ, изменение биофизико-химических свойств ткани. Все это приводит к повреждению клеток ишемического участка. При развитии коллатерального кровообращения сразу же после возникновения ишемии эти нарушения становятся обратимыми; в органах с недостаточным коллатеральным кровообращением или полным отсутствием его эти нарушения могут стать глубокими и необратимыми. Наиболее тяжелые последствия, вплоть до гибели организма, наблюдают при ишемии жизненно важных органов (головной мозг, сердце, почки и др.), весьма чувствительных к недостатку кислорода и питательных веществ, что сбьясняется высоким уровнем обмена веществ и особенностями их функций (сердце, нервная система). Вместе с тем особенности сосудистой системы головного мозга и сердца состоят в недостаточности коллатералей, необходимых для обеспечения кровообращения при нарушениях, возникающих в магистральных сосудах. В первые минуты возникновения ишемии в жизненно важных органах изменяется ультраструктура клеток, что приводит к развитию некроза.
Ишемия чаще всего возникает на фоне атерослероза. Атеросклероз — наиболее распространенное хроническое заболевание артерий, с формированием одиночных и множественных очагов липидных, главным образом холестериновых отложений — бляшек во внутренней оболочке артерий. Последующие разрастания в ней соединительной ткани (склероз) и отложение кальция в стенки сосуда приводят к деформации и сужению его просвета вплоть до полной закупорки артерии. Тем самым вызывается недостаточность кровоснабжения органа, питаемого через пораженную артерию. Кроме того, возможна острая закупорка (окклюзия) просвета артерии либо тромбом, либо (значительно реже) содержимым распавшейся бляшки, либо и тем и другим одновременно, что ведет к образованию очагов некроза (инфаркт) или гангрены в органе, который питается этой артерией.
Сегодняшний арсенал традиционной медицины в борьбе с ишемическими заболеваниями долговременных и кардинально положительных результатов, к сожалению, не дает. Даже хирургическое вмешательство, связанное с огромным риском для жизни, чаще всего дает лишь временный результат. Кроме того, хирургическое вмешательство возможно лишь на достаточно крупных сосудах. Восстановление же мелкой сосудистой сетки, а также капилляров решить хирургическим путем невозможно. До сего времени проблема эта остается наиболее распространенной патологией среди всех возможных недугов современности. И если это ишемия конечностей, то рано или поздно она приводит пациента к ампутации. Ишемия миокарда дает инфаркт. Ишемия мозга заканчивается инсультом.
Внимание!
Мы разработали уникальные процедуры восстановления суставов - это применение специально разработанных нами гелей, содержащих Ваши клетки!
| Лаборатория : Вот так выращивают стволовые клетки. | |
 |  |
| Ваши клетки в надёжных руках | Подготовка клеток к процедуре. |
 |  |
| Специальный инкубатор для выращивания клеток | Клетки готовы к замораживанию. |
 |  |
| В таких флаконах растут клетки. | Контроль за ходом выращивания. |
 |  |
| Проведение лабораторных работ. | Работа в специальной стерильной зоне. |
детский церебральный паралич. Подробнее.
Прощай, гипс: тяжелые переломы научились лечить без трансплантатов
Если будет установлено, что этот метод, комбинирующий ультразвук, стволовые клетки и генную терапию, безопасен и эффективен и для человека, то травматологию ждет революция.
В Институте цитологии РАН открыли Центр клеточных технологий
Новый центр — это одна из первых лабораторий в стране, которая будет работать в соответствии с требованиями нового закона о биомедицинских клеточных продуктах
Человеческий жир поможет в лечении суставов
Ученые предлагают использовать для лечения костных заболеваний аппарат Lipogems, с помощью которого из жировой ткани выделяются стволовые клетки
Установлены генетические маркеры старения стволовых клеток
Выявили новый механизм хронологического старения стволовых клеток жировой ткани, принципиально отличающийся от механизма старения дифференцированных клеток.
Терапия стволовыми клетками вернула мышам способность к зачатию
Стволовые клетки, взятые из яичников молодых мышей, были имплантированы более старым стерильным особям
Клеточная терапия ишемии периферических сосудов
Ишемические заболевания связаны с повреждениями сосудов, при которых нарушается нормальное кровоснабжение тканей и органов. В результате ишемизированный орган страдает от недостаточного снабжения кислородом и питательными веществами. Длительная ишемия приводит к некрозу ткани (инфаркту).
Причины ишемии различны, но чаще всего ее вызывает сужение просвета сосуда в результате атеросклероза. Атеросклероз обычно поражает все крупные артерии, особенно часто - артерии ног, сердца, головного мозга. При этом значительно увеличиваются риски развития инфаркта и инсульта.
Ишемия нижних конечностей также встречается у людей с другими заболеваниями, нарушающими полноценную работу сердца и сосудов. Например, она характерна для сахарного диабета, облитерирующего эндартериита, атеросклероза. Также в развитии ишемии важную роль играет генетическая предрасположенность и образ жизни; например, курение - один из главных факторов риска развития облитерирующего эндоартериита, приводящего к ишемии нижних конечностей.
По данным Американской ассоциации врачей, от нарушений периферического кровообращения страдают не менее 10 миллионов американцев. В России хронической ишемией нижних конечностей страдают 930 человек на 1 миллион населения, заболевание приводит к ампутации конечностей у десятков тысяч россиян.
Симптоматика:
Сначала болезнь проявляется только при физической нагрузке. Возникают слабость и повышенная утомляемость мышц, ощущение зябкости в конечностях. Далее появляются боли, они бывают различной интенсивности, наблюдаются даже в покое, иногда они чрезвычайно мучительны и лишают больного сна, возможности передвижения. Часто боль в мышцах во время остановки при ходьбе через некоторое время прекращается, так как восстанавливается кровоснабжение, при ходьбе возобновляется вновь. Этот клинический симптом называется перемежающейся хромотой. В начале заболевания она проявляется сравнительно редко и после длительной ходьбы. С прогрессированием заболевания все чаще, порой через каждые 100-150 метров пройденного пути, что заставляет больного периодически останавливаться. В условиях холода, сырости и других факторов, способствующих спастическим реакциям артерий, боль в икроножных мышцах возникает чаще и больше выражена.
Особую опасность представляет критическая ишемия нижних конечностей. Плохой прогноз течения этого заболевания связан не только с инфарктами и инсультами, но и с высоким риском ампутации конечности. В литературе прогноз этого заболевания сравнивается с прогнозом злокачественных опухолей. Болезнь неуклонно прогрессирует, и у 15–20% пациентов развивается гангрена. Около 25% пациентов с таким диагнозом умирают, и у 30% требуется высокая ампутация конечности в течение года от момента начала заболевания.
Консервативное лечение:
Стандартное лечение ишемии нижних конечностей аналогично тому, которое используется для предотвращения сердечных приступов: правильная диета, прекращение курения, уменьшение веса и прием лекарств для снижения уровня холестерина. При лечении ишемии возможно применение консервативных методов, направленных на раскрытие возможных обходных путей кровоснабжения (препараты простагландинов, физиотерапия магнитным полем, лазером); улучшение текучести крови; увеличение содержания кислорода в крови (например, гипербарическая оксигенация). Однако все это дает лишь временное облегчение.
При прогрессировании заболевания выполняется операция – вшивается протез на участке артерии или с помощью специального устройства расширяется просвет сосуда, но лишь 40% больных после операции чувствуют себя лучше.
К сожалению, не всем больным с ишемией нижних конечностей помогает консервативное лечение или показаны хирургические операции. Только в США из-за нарушений кровообращения ежегодно около 50 тысяч людей подвергаются ампутациям ног и становятся инвалидами.
Поэтому поиск альтернативных методов лечения крайне актуален.
Одним из таких методов может быть усиление капиллярного кровообращения, в том числе увеличение количества капилляров.
Исследования эффективности применения стволовых клеток в лечении облитерирующих заболеваний периферических сосудов на животных моделях:
В многочисленных экспериментах на животных было показано, что клеточная терапия безопасна и эффективна в лечении критической ишемии нижних конечностей. При этом было доказано не только улучшение кровообращения, но и образование новых кровеносных сосудов. Здесь собраны некоторые примеры отечественных и зарубежных исследований, целью которых стала проверка эффективности применения СК для лечения ишемии нижних конечностей.
Исследование 1:
Ученые из Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова создали экспериментальную модель хронической ишемии. Животным вводили стволовые клетки костного мозга от генетически близких особей. Процедура была совершенно безопасна и эффективна: наблюдался заметный рост капилляров в поврежденной конечности и возникал обходной вспомогательный — коллатеральный — кровоток. Наилучшие результаты были получены при одновременном внутримышечном и внутриартериальном введении клеток.
Исследование 2:
Эксперименты на крысах выполнены в ФГУ Новосибирского НИИ патологии кровообращения им. акад. Е.Н. Мешалкина и НИИ региональной патологии и патоморфологии СО РАМН. Было показано, что при трансплантации стволовых клеток в сочетании с лазерным туннелированием плотность вновь образовавшихся капилляров в ишемизированной конечности возрастает в два раза.
Исследование 3:
Американские ученые из Johns Hopkins University в 2009 году на мышиной модели разработали новый метод лечения блокады кровеносных сосудов, возникающей при диабете или в пожилом возрасте. При помощи внутривенных инъекций стволовых клеток и внутримышечного введения аденовируса, несущего ген HIF-1-alpha, ученым удалось вновь активировать утраченную в результате старения или болезни реакцию организма на гипоксию в пораженных конечностях. У старых мышей с экспериментально ограниченным в конечностях кровотоком в результате такого лечения улучшилось кровоснабжение пораженной конечности и ее двигательная функция, что позволило сохранить конечность. Генная терапия в сочетании с клеточной дала значительно лучший результат, чем применение только клеточной терапии.
Исследование 4:
Итальянские ученые из University of Genoa в своих исследованиях использовали человеческие стволовые клетки, полученные из амниотической жидкости (АСК). Было показано, что при трансплантации эти клетки вызывают у мыши-реципиента сильную ангиогенную реакцию, выражающуюся в росте новых сосудов. Ученые доказали, что выделяемые трансплантированными стволовыми клетками цитокины способствуют восстановлению тканей, рекрутируя и стимулируя репаративные клетки реципиента.
Исследование 5:
Для роста новых кровеносных сосудов и восстановления поврежденной в результате ишемии ткани большое значение имеет привлечение циркулирующих в крови стволовых клеток. Южнокорейские ученые из Seoul National University Hospital обнаружили, что терапевтическую эффективность клеток повышает олигомерный матриксный белок хряща COMP-Ang1. На мышиной модели было показано, что местное введение COMP-Ang1 индуцирует выход стволовых клеток из костного мозга и стимулирует встраивание циркулирующих стволовых клеток в ишемизированную ткань, таким образом повышая рост новых сосудов и стимулируя восстановление поврежденной ткани.
Клиническое применение стволовых клеток в лечении облитерирующих заболеваний периферических сосудов у человека:
Описано много случаев успешного применения за рубежом и в России трансплантации стволовых клеток для лечения облитерирующих заболеваний периферических сосудов.
Аутологичная трансплантация стволовых клеток приводит к развитию коллатерального кровообращения (что отмечается ангиографически) за счет образования новых кровеносных сосудов, по которым кровь идет в обход поврежденных. Стволовые клетки выделяют большое количество факторов, стимулирующих рост новых сосудов, кроме того, они сами дифференцируются в зонах ишемии в клетки сосудистой стенки, встраиваясь с новые сосуды и образуя новые капиллярные сети. 
Наблюдается уменьшение или исчезновение боли, повышение кожной температуры, стимуляция заживления язв и постепенное исчезновение ишемии конечности. Клеточная терапия часто позволяет избежать ампутации ишемизированной конечности даже в тяжелых, запущенных случаях.
На основании клинических испытаний ученые пришли к выводу, что использование стволовых клеток в лечении ишемии нижних конечностей безопасно и эффективно.
Пример 1:
Первые результаты клинического испытания применения стволовых клеток для лечения ишемии нижних конечностей были опубликованы в 2002 г. В медицинском университете Кансай в Осаке (Япония) была проведена оценка эффективности и безопасности введения собственных стволовых клеток костного мозга в ногу с нарушенным кровообращением. В группу исследования были включены больные, не поддающиеся традиционным методам лечения. Мышцы конечности обкалывалась (40-50 инъекций) суспензией стволовых клеток пациента. Через 4 недели после введения клеток у пациентов начинали исчезать боли, улучшался приток крови, в тканях увеличивалось количество кислорода, у больных улучшалась способность ходить, значительно повысилось качество жизни. Эти результаты длительно сохранялись. Никаких осложнений после трансплантации клеток отмечено не было.
Пример 2:
Аналогичное (по методике) клиническое исследование, выполненное группой японских ученых под руководством Esato K. на пациентах с хроническими заболеваниями периферических артерий, сопровождающимися трофическими расстройствами в виде язв, было опубликовано в Cell Transplantation.
Пример 3:
Клинические исследования эффективности использования стволовых клеток для лечения хронической ишемии нижних конечностей проходили с 2006 г. в Санкт-Петербургском Государственном медицинском университете им. И.П. Павлова. В исследование были включены пациенты в возрасте от 50-75 лет с диагнозами облитерирующий атеросклероз сосудов нижних конечностей и облитерирующий тромбангиит (эндартериит). В основе обоих заболеваний – недостаточность кровоснабжения мышц конечностей через суженные кровеносные сосуды. Пациентам производили трансплантацию собственных стволовых клеток в 20–30 точек в мышцы бедра и голени, дополнительно клетки вводили внутривенно. Каких-либо осложнений и реакций, которые можно было бы связать с трансплантацией клеток, отмечено не было. У 55% пациентов отмечено улучшение течения заболевания, заживление трофических язв и исчезновение болей в покое. В то же время в контрольной группе у 92% пациентов произошло ухудшение течения болезни (23 из 25 пациентов были произведены ампутации).
Пример 4:
Недавно было описано клиническое наблюдение эффективного лечения 78-летнего пациента с тяжёлым облитерирующим атеросклерозом, сопровождающимся полной окклюзией артерий голени. Аутологичная трансплантация стволовых клеток костного мозга привела к мощному развитию коллатерального кровообращения (наблюдение через месяц), что позволило избежать ампутации конечности.
В Центре сосудистой биологии и медицины (Индиана, США) применяли инъекции в ногу собственных стволовых клеток костного мозга пациентов с ишемией болями нижних конечностей. Цель такого лечения – избежать необходимости ампутации ноги и восстановить ее кровообращение. 50% пациентов, прошедших введение собственных стволовых клеток в ногу, выздоровели. Исследования профессора медицины и клеточной физиологии Кейта Марча показали, что люди с заболеваниями сосудов имеют более низкий уровень стволовых клеток кровеносных сосудов в крови. Им дается рекомендация вводить собственные стволовые клетки внутриартериально или внутривенно.
Пример 5:
Врачи Emory University School of Medicine (Atlanta, GA) в 2005 году успешно провели клинические испытания, используя стволовые клетки костного мозга для формирования новых кровеносных сосудов, улучшающих кровообращение у больных с облитерирующим атеросклерозом.
Успешные клинические испытания клеточной терапии при критической ишемии конечностей успешно провела американская корпорация Aldagen. Главная цель испытаний заключалась в оценке безопасности и терапевтической эффективности метода. Все пациенты успешно перенесли лечение без серьезных неблагоприятных эффектов, было отмечено существенное улучшение клинического статуса по шкале Rutherford на протяжении 3 месяцев.
Пример 6:
В университете Duke (США) в 2009 г. проводились клинические исследования по изучению применения стволовых клеток при лечении критической ишемии конечностей. Методика применения аллогенных (донорских) стволовых клеток, выделенных из плаценты, была разработана компанией Pluristem Therapeutics. После проведения лечебной процедуры достаточно 6-часового наблюдения для того, чтобы выписать пациента домой. Лечение в первую очередь предназначено для пациентов на “позднем этапе” ишемии, у которых не были эффективны другие виды лечения и оперативные вмешательства; этим пациентам угрожает ампутация пораженной конечности.
Другие примеры клинического применения:
Кроме того, клинические испытания проводились в НЦ ССХ им. Бакулева (Россия) - хроническая ишемия нижних конечностей; Indiana University, Department of Surgery (США), Texas Heart Institute (США), Duke University Medical Center (США) - ишемия нижних конечностей; Siriraj Hospital (Таиланд), Indiana University School of Medicine (США) – болезнь периферических артерий; Samsung Medical Center, Sungkyunkwan University School of Medicine (Корея) - облитерирующий тромбангиит.
Выводы:
На основании мирового научного опыта, а также данных клинической практики, можно сделать вывод: лечение ишемии нижних конечностей аутологичными стволовыми клетками – эффективный и безопасный метод, позволяющий избежать ампутации конечностей и значительно повышающий качество жизни пациентов . Применение этого метода терапии оправдано и перспективно, а исследования необходимо продолжить.
Похожие темы научных работ по биотехнологиям в медицине , автор научной работы — Капутин Михаил Юрьевич, Бурнос Сергей Николаевич
М. Ю. Капутин, С. Н. Бурнос
ПРИМЕНЕНИЕ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК
ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ БОЛЬНЫХ С КРИТИЧЕСКОЙ ИШЕМИЕЙ
Ключевые слова: стволовые клетки, критическая ишемия конечностей, терапевтический ангиогенез
Введение. Снижение количества нетравматических ампутаций конечности является одной из основных проблем здравоохранения во всем мире. С учетом роста распространенности сахарного диабета и старения населения экономически развитых стран актуальность этой проблемы в ближайшее десятилетие только возрастет [4, 12].
Совершенствование техники и инструментария для ангиопластики артерий нижних конечностей привело к тому, что на сегодняшний день этот метод позволяет значительно улучшить кровоток в пораженной конечности у подавляющего большинства пациентов с критической ишемией нижних конечностей (КИНК) [1].
Несмотря на достигнутые успехи, на сегодняшний день остается нерешенной проблема рецидива КИНК в результате рестеноза артерий голени и стопы [21]. Кроме того, у части больных не удается восстановить прямой кровоток к зоне трофического дефекта, что отрицательно сказывается на темпах их заживления [2].
Данный обзор имеет своей целью представить результаты рандомизированных исследований, посвященных изучению роли клеточной терапии в лечении критической ишемии нижний конечностей; а также обосновать возможность применения стволовых клеток с целью улучшения непосредственных и отдаленных результатов периферической ангиопластики.
Основные понятия и история вопроса. Стволовые клетки — это недифференцированные клетки, имеющиеся во всех многоклеточных организмах, которым присущи два основных свой-
ства: самообновление, т. е. способность сохранять неизменный фенотип после деления (без диф-ференцировки), и потентность, или способность давать потомство в виде специализированных типов клеток. В данном обзоре речь пойдет о мультипотентных клетках, способных формировать клетки многих клеточных типов, а именно: о гемопоэтических и мезенхимальных стволовых клетках.
Первым экспериментальным исследованием, в котором была продемонстрирована способность ранних эндотелиальных клеток-предшественников дифференцироваться в эндотелиальные клетки in vitro, а также инкорпорироваться в зоны активного ангиогенеза, было исследование T. Asahara и соавт., опубликованное в 1997 г. [7]. Авторами было высказано предположение о том, что данные клетки могут использоваться для усиления роста
Сведения об авторах:
Капутин Михаил Юрьевич (e-mail: [email protected]), Бурнос Сергей Николаевич (e-mail: [email protected]),
капилляров в ишемизированных тканях, т. е. для целей терапевтического ангиогенеза.
В организме человека новые сосуды могут образовываться в результате трех процессов. Первым из них является васкулогенез, под которым понимают образование сосудов в пренатальном периоде. По понятным причинам мы не касаемся этого процесса в своем обзоре. Нас будут интересовать артериогенез, т. е. образование артерий из предсуществующих анастомозов, и ангиоге-нез — образование новой капиллярной сети. Для удобства изложения под термином терапевтический ангиогенез мы имеем в виду оба эти процесса.
Стимулом для артериогенеза является изменение гемодинамической ситуации в артерии (например в результате окклюзии), приводящее к воздействию напряжения сдвига на эндотелий сосуда. Выделение клетками эндотелия пара-кринных проангиогенных факторов приводит к образованию функционирующих коллатералей из мелких анастомозов.
Число исследований по источнику, типу и пути введения клеток
Источник клеток Тип клеток Путь введения клеток Число
Костный мозг ALD-301 В/м 1
Костный мозг МЗ В/в 1
Костный мозг МЗ В/м 1
Костный мозг МЗ (алло) В/м 3
Костный мозг МН В/а 3
Костный мозг МН В/м 14
Костный мозг МН/МЗ В/м 1
Костный мозг МН/МЗ В/м или в/а 1
Костный мозг МН+МЗ/МН В/м 1
Менструальная ERC В/м 1
Периферическая CD34 В/м 5
Периферическая МН В/м 1
Пуповинная кровь МЗ (алло) В/м 2
Всего МЗ Все 15
Примечание: МЗ — мезенхимальные клетки; МН — мононуклеар-ные клетки; алло — аллогенные клетки; ALD-301 — клетки, экспрес-сирующие высокий уровень альдегиддегидрогеназы; ERC — эндо-метриальные регенеративные клетки; CD34 — маркер человеческих гемопоэтических стволовых клеток и клеток-предшественников; в/м — внутримышечно; в/а — внутриартериально; в/в — внутривенно.
Стимулом для ангиогенеза является ишемия, которая также приводит к смещению динамического равновесия между про- и противо-ангиогенными паракринными факторами в пользу первых. В результате в ишемизированном органе образуются новые коллатеральные сосуды. Физиологическим процессом, сопровождающимся ангиогенезом, является мышечная гипертрофия.
Нужно отметить, что существуют другие теории терапевтического ангиогенеза, однако представленная концепция является наиболее распространенной. Также важно понимать, что процессы ангиогенеза и артериогенеза являются взаимосвязанными и в большинстве случаев протекают одновременно.
Несмотря на данные ранних исследований, на сегодняшний день нет убедительных доказательств того, что стволовые клетки являются пластическим материалом для вновь образуемых или ремоделируемых сосудов. Тем не менее, доказана их способность к терапевтическому ангиогенезу за счет оказываемых ими паракрин-ных влияний [15].
Приведенные данные говорят о большей популярности мононуклеарных клеток костного мозга среди исследователей. Это связано, в первую очередь, с возможностью получить терапевтическое количество стволовых клеток без необходимости их культивирования.
Первым рандомизированным клиническим исследованием применения аутологичных моно-нуклеаров костного мозга у больных с тяжелой ишемией конечности (лодыжечно-подвздошный индекс — ЛПИ Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
4. В экспериментальных исследованиях определены сходные показатели ангиогенной активности при в/м и в/а введении стволовых клеток.
В этой связи представляются интересными данные исследования G. Spinetti и соавт., в
котором изучалось глобальное ремоделирование сосудистых ниш, занимаемых стволовыми клетками в костном мозге у больных с сахарным диабетом. В данном исследовании было показано, что у больных с сахарным диабетом 2-го типа и особенно в сочетании с КИНК отмечается разрежение капиллярного русла костного мозга и замещение его жировой тканью, а также увеличение (до 25%) количества мононуклеаров костного мозга, находящихся в состоянии апоптоза [23].
Сравнение ангиогенного потенциала мезен-химальных и мононуклеарных клеток костного мозга в эксперименте показало существенное преимущество мезенхимальных клеток [13]. Это послужило поводом для двойного слепого рандомизированного контролируемого исследования Debin Lu и соавт. у больных с диабетическими язвами стопы на фоне КИНК. Данное исследование показало преимущество мезенхимальных клеток как при сравнении гемодинамических и ангиографических показателей, так и скорости заживления трофических дефектов [18].
Преимущество мезенхимальных клеток объясняется рядом факторов [14]:
1. При культивировании мезенхимальных клеток размножаются только активные клетки с сохраненными ангиогенными свойствами.
2. Мезенхимальные клетки выделяют большее количество проангиогенных факторов, чем моно-нуклеарные клетки.
3. Мезенхимальные клетки обладают рядом свойств, которые способствуют регенерации тканей, в том числе иммунорегулирующей и анти-фибротической активности.
Иммуносупрессия, вызываемая мезенхи-мальными клетками, позволяет использовать донорские клетки, не вызывая реакции отторжения. Это дает возможность заблаговременно забирать клетки из костного мозга здорового донора, культивировать и хранить их, а затем вводить любому больному с КИНК в качестве лекарственного препарата.
Первая фаза исследования в/а введения алло-генных мезенхимальных клеток у больных с КИНК показала безопасность их применения, а также положительный эффект, проявляющийся увеличением ЛПИ, транскутанного напряжения кислорода и уменьшением болевого синдрома на протяжении 6 мес [9]. Увеличение ЛПИ также было отмечено упомянутой группой авторов в двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании при в/м введении аллогенных мезенхимальных клеток [10]. Однако необходимо дождаться окончательных результатов данных исследований для того, чтобы судить о безопас-
ности и эффективности применения аллогенных мезенхимальных клеток у больных с КИНК.
Необходимо сказать несколько слов о возможности применения мезенхимальных стволовых клеток жировой ткани для целей терапевтического ангиогенеза.
Исследования в этом направлении начались недавно, однако первые данные внушают оптимизм. В частности, в пилотном исследовании H. C. Lee и соавт. у 66,7% больных с КИНК получены положительные результаты при внутримышечном введении мезенхимальных стволовых клеток, выделенных из жировой ткани [17].
Клеточная терапия и реваскуляризация. В подавляющем большинстве исследований клеточной терапии у больных с КИНК показанием для использования стволовых клеток было отсутствие возможности выполнения реваску-ляризации. Учитывая, что на сегодняшний день эндоваскулярная реваскуляризация позволяет добиться успеха более чем в 90% случаев, остается очень небольшая область для потенциального применения клеточной терапии [1].
В то же время, использование стволовых клеток с целью улучшения ближайших и отдаленных результатов баллонной ангиопластики способно значительно увеличить роль клеточной терапии в лечении данной категории больных.
При применении стволовых клеток в комбинации с эндоваскулярной реваскуляризацией можно рассчитывать на следующие эффекты:
1. Ускорение репаративных процессов в зоне трофического поражения.
2. Снижение частоты рецидивов КИНК в результате улучшения коллатерального кровоснабжения.
3. Ускорение эндотелизации артерий в зоне ангиопластики.
Последний эффект был доказан в экспериментальном исследовании на кроликах, когда стволовые клетки при в/а введении ускоряли реэндотелизацию сонных артерий и в результате уменьшали процессы пролиферации и миграции гладкомышечных элементов из медии в неоинтиму,
которые являются клеточной основой рестеноза [11].
К сожалению, малое количество пациентов и сроки наблюдения, а также отсутствие группы сравнения не позволяют судить о пользе комбинированной терапии. Однако сама идея интраоперационного использования стволовых клеток во время реваскуляризации, безусловно, заслуживает внимания.
Третье исследование выполнено в Санкт-Петербурге на базе ВМедА им. С. М. Кирова [3]. Оно посвящено изучению результатов комбинированного использования аутологичных мононуклеаров костного мозга в дополнение к баллонной ангиопластике у больных с КИНК. В данном исследовании клетки вводились в/а селективно в случае неполной реваскуляризации. Для контроля использовалась ретроспективная группа пациентов, не получавших клеточной терапии. Несмотря на то, что авторы отметили лучшие клинические результаты в основной группе, нерандомизированный характер исследования и малое число наблюдений не позволяют сделать выводы об эффективности комбинированной терапии.
Заключение. Малое число наблюдений и отсутствие результатов рандомизированных исследований на сегодняшний день не дают возможности составить впечатление об эффективности комбинированного применения эндоваскулярной реваскуляризации и клеточной терапии. Остаются открытыми вопросы о времени, последовательности и способах введения,
а также о предпочтительном виде и необходимом
количестве стволовых клеток.
1. Капутин М. Ю., Овчаренко Д. В., Бойцова О. В. и др. Транс-люминальная баллонная ангиопластика - метод выбора в лечении критической ишемии нижних конечностей // Вестн. хир. 2010. № 4. С. 49-54.
2. Капутин М. Ю., Платонов С. А., Овчаренко Д. В. и др. Ангио-графические характеристики поражения, влияющие на выбор тактики эндоваскулярной реваскуляризации при критической ишемии нижних конечностей // Ангиология и сосуд. хир. 2013. № 1. С. 47-50.
3. Маслянюк О. В., Хубулава Г. Г., Ерофеев А. А. и др. Коронарная ангиопластика в лечении больных с сочетанием клапанных пороков и ИБС // Материалы XIX Всерос. съезда сердечно-сосудистых хирургов. М., 2013. С. 186-186.
4. Предположительная численность населения Российской Федерации до 2025 г. // Стат. бюлл. ФСГС. М.: Росстат, 2008. 235 с.
5. Фриденштейн А. Я., Чайлахян Р. К., Лалыкина К. С. О фибра-бластоподобных клетках в культурах кроветворной ткани морских свинок // Цитология. 1970. Т. 12, № 9. С. 1147-1155.
6. Amann B., Ludemann C., Ruckert R. et al. Design and rationale of a randomized, double-blind, placebo-controlled phase III study for autologous bone marrow cell transplantation in critical limb ischemia: the BONe Marrow Outcomes Trial in Critical Limb Ischemia (BONMOT-CLI) // Vasa. 2008. Vol. 37 (4). P. 319-325.
7. Asahara T., Murohara T., Sullivan A. et al. Isolation of putative progenitor endothelial cells for angiogenesis // Science. 1997. Vol. 275 (5302). P. 964-967.
8. Becker A. J., Mcculloch E. A., Till J. E. Cytological demonstration of the clonal nature of spleen colonies derived from transplanted mouse marrow cells // Nature. 1963 Vol. 197. P. 452-454.
9. Das A. K., Bin Abdullah B. J., Dhillon S. S. et al. Intra-arterial allogenic mesenchymal stem cells for critical limb ischemia are safe and efficacious: report of a phase I study // World J. Surg. 2013. Vol. 37 (4). P. 915-922.
10. Gupta P. K., Chullikana A., Parakh R. et al. A double blind randomized placebo controlled phase I/II study assessing the safety and efficacy of allogenic bone marrow derived mesenchymal stem cell in critical limb ischemia // J. Transl. Med. 2013. Vol. 11. P. 143.
11. Hu C. H., Ke X., Chen K. et al. Transplantation of human umbilical cord-derived endothelial progenitor cells promotes re-endothelialization of the injured carotid artery after balloon injury in New Zealand white rabbits // Chin. Med. J. (Engl). 2013. Vol. 126 (8). P. 1480-1485.
12. International Diabetes Federation. Diabetes Atlas, third edition // IDF. Brussels, 2007.
13. Iwase T., Nagaya N., Fujii T. et al. Comparison of angiogenic potency between mesenchymal stem cells and mononuclear cells in a rat model of hindlimb ischemia // Cardiovasc. Res. 2005. Vol. 66 (3). P. 543-551.
14. Jackson W. M., Nesti L. J., Tuan R. S. Concise review: clinical translation of wound healing therapies based on mesenchymal stem cells // Stem. Cells Trans. Med. 2012. 1. P. 44-50.
15. Kinnaird T., Stabile E., Burnett M. S. et al. Bone marrow-derived cells for enhancing collateral development mechanisms, animal data, and initial clinical experiences // Circulation Research. 2004. Vol. 95. P. 354-363.
16. Kolvenbach R., Kreissig C., Cagiannos C. et al. Intraoperative adjunctive stem cell treatment in patients with critical limb ischemia using a novel point-of-care device // Ann. Vasc. Surg. 2010. Vol. 24 (3). P. 367-372.
17. Lee H. C., An S. G., Lee H. W. et al. Safety and effect of adipose tissue-derived stem cell implantation in patients with critical limb ischemia: a pilot study // Circ J. 2012. Vol. 76 (7). P. 1750-1760.
18. Lu D., Chen B., Liang Z. et al. Comparison of bone marrow mesenchymal stem cells with bone marrow-derived mononuclear cells for treatment of diabetic critical limb ischemia and foot ulcer: a double-blind, randomized, controlled trial // Diabetes Res. Clin. Pract. 2011. Vol. 92 (1). P. 26-36.
19. Matoba S., Tatsumi T., Murohara T. et al. TACT Follow-up study investigators long-term clinical outcome after intramuscular implantation of bone marrow mononuclear cells (Therapeutic Angiogenesis by Cell Transplantation [TACT] trial) in patients with chronic limb ischemia // Am. Heart J. 2008. Vol. 156 (5). P. 1010-1018.
20. Maximow A. Der Lymphozyt als gemeinsame Stammzelle der verschiedenen Blutelemente in der embryonalen Entwicklung und im postfetalen Leben der Säugetiere. (Demonstrationsvortrag, gehalten in der ausserordentlichen Sitzung der Berliner Hämatologischen Gesellschaft am 1. Juni 1909) // Folia Haematologica, 1909. Bd. 8. S. 125-134.
21. Romiti M., Albers M., Brochado-Neto F. C. et al. Meta-analysis of infrapopliteal angioplasty for chronic critical limb ischemia // J. Vasc. Surg. 2008. Vol. 47, № 5. P. 975-981.
22. Ruiz-Salmeron R., de la Cuesta-Diaz A., Constantino-Bermejo M. et al. Angiographic demonstration of neoangiogenesis after intra-arterial infusion of autologous bone marrow mononuclear cells in diabetic patients with critical limb ischemia // Cell Transplant. 2011. Vol. 20 (10). P. 1629-1639.
23. Spinetti G., Cordella D., Fortunato O. et al. Global remodeling of the vascular stem cell niche in bone marrow of diabetic patients: implication of the microRNA-155/FOXO3a signaling pathway // Circ Res. 2013. Vol. 112 (3). P. 510-522.
24. Sprengers R. W., Moll F. L., Teraa M. et al. Rationale and design of the JUVENTAS trial for repeated intra-arterial infusion of autologous bone marrow-derived mononuclear cells in patients with critical limb ischemia // J. Vasc. Surg. 2010. Vol. 51 (6). P. 1564-156B.
25. Tateishi-Yuyama E., Matsubara H., Murohara T. et al. Therapeutic angiogenesis for patients with limb ischaemia by autologous transplantation of bone-marrow cells: a pilot study and a randomised controlled trial. Therapeutic Angiogenesis using Cell Transplantation (TACT) Study Investigators // Lancet. 2002. Vol. 360 (9331). P. 427-435.
Читайте также: