Стволовые клетки в кардиологии
Начиная с 2000 года, в научной и клинической литературе накапливается все больше данных о возможностях применения клеточной терапии для лечения различных кардиологических патологий.
«Терапия кардиологических патологий подразумевает трансплантацию различных типов стволовых клеток после инфаркта или в случае хронической кардиомиопатии», говорит Амит Н. Пател (Amit N. Patel), директор центра клеточной терапии при питтсбургском университете (University of Pittsburgh Medical Center) (США), «и в настоящее время в этой области остается немало нерешенных вопросов. Например, до сих пор сложно сказать, какой тип стволовых клеток может оказаться наиболее эффективным. Остаются вопросы относительно количества трансплантируемых клеток, способа их доставки в зону повреждения, отслеживания судьбы этих клеток в организме после трансплантации, а также относительно безопасности данной процедуры. Ответы на эти и некоторые другие вопросы могут сделать клеточную терапию кардиологических расстройств реальностью».
Пател считает, что источник стволовых клеток и, соответственно, тип этих клеток зависит от патологии, в терапии которой клетки будут применяться. В каждом случае задачи клеточной терапии различны. Так, при инфаркте миокарда требуется снижение некроза кардиомиоцитов и восстановление кровоснабжения сердечной ткани. В случае сердечной недостаточности необходима стимуляция миогенеза, препятствие апоптозу кардиомиоцитов и стимуляция деления клеток-предшественников кардиомиоцитов, находящихся в миокарде.
«В настоящее время существует очень мало данных касательно оптимальных доз трансплантируемых клеток, в то время как доклинические исследования на животных показывают, что восстановление функций органа дозозависимо. Следует также отметить сложности в получении аутологичного материала для трансплантаций, в определении оптимальной схемы терапии, и, главное, объяснении механизмов, ответственных за терапевтический эффект применения стволовых клеток. Как выяснить, достигли ли трансплантированные клетки зоны повреждения у данного пациента? Как оценить их жизнеспособность после трансплантации? Применительно к клинике необходима разработка новых методов маркирования клеток и отслеживания их миграции в организме».
Препараты, улучшающие жизнеспособность клеток
Взрослые стволовые клетки, получаемые из стромы костного мозга (МСК) обладают высоким терапевтическим потенциалом при трансплантации после инфаркта миокарда. Однако, попав в зону повреждения, большая часть клеток погибает из-за развивающегося в тканях воспалительного процесса и нарушений кровоснабжения. Существует техника так называемой трансмиокардиальной реваскуляризации (ТМР) – создания в сердечной ткани при помощи лазера и других средств каналов, что усиливает поступление в зону инфаркта крови, богатой кислородом.
«Мы предположили, что сочетание ТМР с клеточной терапией могло бы улучшить условия, в которые попадают клетки после трансплантации и, соответственно, повысить их выживаемость. Сочетание этих двух техник может существенно улучшить ремоделирование разрушенной ткани».
Пател и его коллеги, претворившие эту идею в жизнь в экспериментах на животных, сообщили, что их ожидания оправдались. МСК были трансплантированы животным с экспериментальным инфарктом миокарда после того, как животным была проведена ТМР. Восстановление сердечных функций у животных, перенесших ТМР и трансплантацию МСК, шло значительно быстрее, чем у животных, подвергшихся либо ТМР, либо клеточной терапии. Авторы работы считают, что создание в сердечной мышце микроканалов может не только усиливать кровоснабжение и оксигенацию ткани, но и повысить локальную продукцию ростовых факторов, влияющих на выживаемость клеток.
Стволовые клетки и генная терапия
В настоящее время известно, что в сердечной ткани присутствуют собственные взрослые стволовые клетки. Исследователи из питтсбургского университета провели трансфекцию МСК геном хемокина SDF-1 (фактор, получаемый из стромальных клеток, от stromal cell-derived factor-1).
«Мы предположили, что продолжительная повышенная экспрессия фактора SDF-1 после инфаркта миокарда может привести к привлечению в зону повреждения эндогенных стволовых клеток и вызвать их пролиферацию и дифференцировку», говорит Марк Пенн (Marc Penn), заведующий лабораторией клеточной терапии в Cleveland Clinic Foundation (США), «хотя стволовые клетки, находящиеся в сердечной ткани, могут внести свой вклад в улучшение сократимости мышцы, даже находясь в недифференцированном состоянии». Как и предполагали исследователи, трансфекция клеток данным хемокином улучшала терапевтический эффект трансплантации.
Трансплантация биосинтетических конструктов
Трансплантация стволовых клеток для устранения последствий инфаркта миокарда может быть неэффективна в связи с тем, что клетки не остаются в зоне повреждения. Кардиохирурги из Pompidou Hospital в Париже провели трансплантацию в зону инфаркта коллагенового геля, заселенного МСК. Исследователи предположили, что коллагеновый гель будет способствовать регенерации ткани.
«Мы продемонстрировали, что терапия стволовыми клетками костного мозга гораздо более эффективна, когда происходит хирургическая имплантация геля из коллагена-I, заселенного МСК, под эпикард. Такой метод позволяет избежать истончения миокарда, приводит к восстановлению сократительной способности сердечной мышцы, а также ускоряет ремоделирование поврежденной ткани. Коллагеновый матрикс создаёт необходимое для функционирования клеток микроокружение, препятствуя апоптозу как трансплантированных клеток, так и клеток, находящихся в краевой зоне повреждения, уменьшая таким образом вероятность образования рубцовой ткани. Этот подход интересен тем, что он предполагает регенерацию при участии сразу нескольких клеточных типов, а именно МСК, кардиомиобластов, эндотелиальных клеток и клеток жировой ткани, то есть как эндогенных клеточных элементов, так и трансплантированных экзогенных», заявили авторы работы.
По материалам:
Cell Transplantation
«Терапия кардиологических патологий подразумевает трансплантацию различных типов стволовых клеток после инфаркта или в случае хронической кардиомиопатии», говорит Амит Н. Пател (Amit N. Patel), директор центра клеточной терапии при питтсбургском университете (University of Pittsburgh Medical Center) (США), «и в настоящее время в этой области остается немало нерешенных вопросов. Например, до сих пор сложно сказать, какой тип стволовых клеток может оказаться наиболее эффективным. Остаются вопросы относительно количества трансплантируемых клеток, способа их доставки в зону повреждения, отслеживания судьбы этих клеток в организме после трансплантации, а также относительно безопасности данной процедуры. Ответы на эти и некоторые другие вопросы могут сделать клеточную терапию кардиологических расстройств реальностью».
Пател считает, что источник стволовых клеток и, соответственно, тип этих клеток зависит от патологии, в терапии которой клетки будут применяться. В каждом случае задачи клеточной терапии различны. Так, при инфаркте миокарда требуется снижение некроза кардиомиоцитов и восстановление кровоснабжения сердечной ткани. В случае сердечной недостаточности необходима стимуляция миогенеза, препятствие апоптозу кардиомиоцитов и стимуляция деления клеток-предшественников кардиомиоцитов, находящихся в миокарде.
«В настоящее время существует очень мало данных касательно оптимальных доз трансплантируемых клеток, в то время как доклинические исследования на животных показывают, что восстановление функций органа дозозависимо. Следует также отметить сложности в получении аутологичного материала для трансплантаций, в определении оптимальной схемы терапии, и, главное, объяснении механизмов, ответственных за терапевтический эффект применения стволовых клеток. Как выяснить, достигли ли трансплантированные клетки зоны повреждения у данного пациента? Как оценить их жизнеспособность после трансплантации? Применительно к клинике необходима разработка новых методов маркирования клеток и отслеживания их миграции в организме».
Препараты, улучшающие жизнеспособность клеток
Взрослые стволовые клетки, получаемые из стромы костного мозга (МСК) обладают высоким терапевтическим потенциалом при трансплантации после инфаркта миокарда. Однако, попав в зону повреждения, большая часть клеток погибает из-за развивающегося в тканях воспалительного процесса и нарушений кровоснабжения. Существует техника так называемой трансмиокардиальной реваскуляризации (ТМР) – создания в сердечной ткани при помощи лазера и других средств каналов, что усиливает поступление в зону инфаркта крови, богатой кислородом.
«Мы предположили, что сочетание ТМР с клеточной терапией могло бы улучшить условия, в которые попадают клетки после трансплантации и, соответственно, повысить их выживаемость. Сочетание этих двух техник может существенно улучшить ремоделирование разрушенной ткани».
Пател и его коллеги, претворившие эту идею в жизнь в экспериментах на животных, сообщили, что их ожидания оправдались. МСК были трансплантированы животным с экспериментальным инфарктом миокарда после того, как животным была проведена ТМР. Восстановление сердечных функций у животных, перенесших ТМР и трансплантацию МСК, шло значительно быстрее, чем у животных, подвергшихся либо ТМР, либо клеточной терапии. Авторы работы считают, что создание в сердечной мышце микроканалов может не только усиливать кровоснабжение и оксигенацию ткани, но и повысить локальную продукцию ростовых факторов, влияющих на выживаемость клеток.
Стволовые клетки и генная терапия
В настоящее время известно, что в сердечной ткани присутствуют собственные взрослые стволовые клетки. Исследователи из питтсбургского университета провели трансфекцию МСК геном хемокина SDF-1 (фактор, получаемый из стромальных клеток, от stromal cell-derived factor-1).
«Мы предположили, что продолжительная повышенная экспрессия фактора SDF-1 после инфаркта миокарда может привести к привлечению в зону повреждения эндогенных стволовых клеток и вызвать их пролиферацию и дифференцировку», говорит Марк Пенн (Marc Penn), заведующий лабораторией клеточной терапии в Cleveland Clinic Foundation (США), «хотя стволовые клетки, находящиеся в сердечной ткани, могут внести свой вклад в улучшение сократимости мышцы, даже находясь в недифференцированном состоянии». Как и предполагали исследователи, трансфекция клеток данным хемокином улучшала терапевтический эффект трансплантации.
Трансплантация биосинтетических конструктов
Трансплантация стволовых клеток для устранения последствий инфаркта миокарда может быть неэффективна в связи с тем, что клетки не остаются в зоне повреждения. Кардиохирурги из Pompidou Hospital в Париже провели трансплантацию в зону инфаркта коллагенового геля, заселенного МСК. Исследователи предположили, что коллагеновый гель будет способствовать регенерации ткани.
«Мы продемонстрировали, что терапия стволовыми клетками костного мозга гораздо более эффективна, когда происходит хирургическая имплантация геля из коллагена-I, заселенного МСК, под эпикард. Такой метод позволяет избежать истончения миокарда, приводит к восстановлению сократительной способности сердечной мышцы, а также ускоряет ремоделирование поврежденной ткани. Коллагеновый матрикс создаёт необходимое для функционирования клеток микроокружение, препятствуя апоптозу как трансплантированных клеток, так и клеток, находящихся в краевой зоне повреждения, уменьшая таким образом вероятность образования рубцовой ткани. Этот подход интересен тем, что он предполагает регенерацию при участии сразу нескольких клеточных типов, а именно МСК, кардиомиобластов, эндотелиальных клеток и клеток жировой ткани, то есть как эндогенных клеточных элементов, так и трансплантированных экзогенных», заявили авторы работы.
По материалам:
Cell Transplantation
Иллюстрация к статье:
Подписывайтесь на наш Telegram, чтобы быть в курсе важных новостей медицины
http://www.cbio.ru - Добавил medic в категорию Разное
Читайте также
Добавить комментарий