<<
>>

Подходы к клеточной терапии ожоговой раны

Высокая смертность и инвалидизация ожоговых больных приводит к необходимости создания новых высокоэффективных способов терапии. Новые подходы должны обеспечивать быстрое закрытие кожных дефектов при обширных ожогах, восстановление правильной структуры всех слоев кожи при глубоких ожогах, отсутствие/минимизацию рубцов - эстетический эффект для возвращения пациента к обычному образу жизни.

Также немаловажным является экономический аспект: метод должен быть финансово выгоден для применения в государственных учреждениях здравоохранения.

Широкие возможности применения клеточных технологий в области регенеративной медицины делают их одним из наиболее перспективных направлений для терапии ожоговых ран.

Кератиноциты

Одним из наиболее хорошо изученных подходов к клеточной терапии ожогов на данный момент является трансплантация кератиноцитов [203].

Методика культивирования кератиноцитов из биоптатов кожи была разработана в 1975 году J.G. Rheinwald и Н. Green [197]. В настоящее время для культивирования кератиноцитов используется небольшой кусочек кожи около 2-4 см , получаемый с помощью биопсии кожи головы, паховой или заушной области [87, 222].

Наличие больших площадей кожи для взятия биоптата, а также возможность получения из него трансплантантов больших размеров повышает терапевтические перспективы применения данного метода у пациентов с обширными ожогами. Есть данные, свидетельствующие о возможности пересадки трансплантантов из кератиноцитов при повреждении более 60% поверхности тела у взрослых [87]. У детей, обладающих небольшой площадью поверхности кожи, пересадка кератиноцитов позволяет закрывать дефекты до 65% поверхности тела [18].

Однако данный метод обладает рядом недостатков:

1. Длительность культивирования.

Для создания трансплантата, соответствующего по площади всей поверхности тела человека (около 1,73 м ), из биоптата 2см необходимо около 3 недель.

Было показано, что культивирование кожи людей старше 60 лет занимает еще больше времени [82]. Такая длительность культивирования представляет собой серьезное ограничение для клинического применения данного метода, поскольку увеличивает риск осложнений [79, 210]. Поэтому изначально рану приходится закрывать временными аллотрансплантантами и/или ксенотрансплантантами.

Несмотря на прогресс в методах подготовки и культивирования кератиноцитов, они по прежнему занимают достаточно много времени для выполнения многочисленных трудоемких манипуляций в стерильных условиях [96].

2. Низкий процент приживляемости.

Приживление трансплантанта является сложным процессом, зависящим от реваскуляризации и жизнеспособности клеток эпидермиса. Приживляемость культивированных эпителиальных аутотрансплнтантов колеблется от 0 до 100%. Это зависит от подготовки раневой поверхности, наличия дермальных элементов, манипуляций с трансплантантом, наличия сепсиса, посттрансплантационных осложнений (инфекций, механического

давления, смещения трансплантанта) [83, 124]. Также необходимо отметить, что в молодом возрасте процент приживляемости трансплантанта выше, что обусловлено, скорее всего, более высоким пролиферативным потенциалом молодых кератиноцитов [87]. Поэтому для аутотрансплантации кератиноцитов приоритетной группой являются пациенты младше 15 лет [233].

3. Образование рубцов после трансплантации.

Наличие и степень рубцевания напрямую зависит от длительности заживления кожного дефекта. Длительность заживления ожоговой раны при аутотрансплантации кератиноцитов приводит к чрезмерному накоплению внеклеточного матрикса и образованию рубцов [109]. Образование и уменьшение рубца обратно пропорционально толщине кожного трансплантанта, поэтому отсутствие дермы при пересадке кератиноцитов приводит к увеличению рубцевания. В результате использование кератиноцитов ограничивается ранами с достаточной дермальной подложкой.

4. Злокачественная трансформация.

Известно, что в области шрамов ожоговых ран может происходить злокачественная трансформация.

Описан случай озлокачествления при лечении пациента с помощью кератиноцитов [112]. У данного пациента опухолевый процесс мог быть вызван, с одной стороны, рецидивирующими язвами в области повреждения, с другой, - митогенными факторами, добавляемыми при культивировании кератиноцитов in vitro для увеличения площади трансплантанта.

Эквиваленты кожи

Решить проблему недостатка дермы при трансплантации кератиноцитов позволяет использование живого эквивалента кожи, представляющего собой биологическую конструкцию, состоящую из коллагенового геля с фибробластами и эпидермальными кератиноцитами (аллогенными, аутологичными или их смеси). Живой эквивалент кожи используется при глубоких ожогах [236].

Российскими учеными был разработан живой эквивалент кожи, включающий в себя коллагеновый гель, состоящий из эндопротезной сеточки и фибробластов, и выращенные на его поверхности эпидермальные кератиноциты. Эти кератиноциты выполняют главную роль в восстановлении эпителия в месте повреждения. Коллагеновый гель с фибробластами представляет собой аналог дермы кожи и служит для создания более естественных условий для выращивания кератиноцитов, поддерживает их жизнеспособность при культивировании, хранении, транспортировке и после трансплантации на рану. Эндопротезная сеточка служит для упрощения процесса доставки и фиксации трансплантата, выполняет роль каркаса, предотвращающего контракцию геля.

Клиническое исследование данной конструкции при лечении глубоких ожогов показало хорошие результаты: при трансплантации живого эквивалента кожи с аллогенными кератиноцитами на глубокие ограниченные по площади ожоговые раны полное восстановление кожного покрова получено в 3 из 6 наблюдений [17].

Стволовые клетки

Наиболее перспективным направлением в терапии ожогов с использованием клеточных технологий на данный момент является применение стволовых клеток. Существует все больше доказательств в пользу гипотезы о том, что механизм действия стволовых клеток обусловлен секрецией широкого спектра цитокинов [125, 160, 202].

Цитокины,

секретируемые стволовыми клетками, обладают различными физиологическими эффектами: иммуномодулирующим, антиапоптотическим (VEGF, HGF, IGF-I, станниокальцин-1, TGFp, bFGF, GM-CSF), ангиогенным (VEGF, IGF-I, PIGF, MCP-I, PFGF, IL-6), антифибротическим (HGF), хемоаттрактантным (CCL2, CCL3, CCL4, CCL5, CCL6, CCL20, CCL26, CX3CL1, CXCL5, CXCLlI, CXCL1, CXCL2, CXCL8, CXCL10, CXCLl2), стимулирующим рост и дифференцировку клеток (SCF, LIF, M-CSF, SDF-I, ангиопоэтин-1) [160]. В результате стволовые клетки, попадая в поврежденную ткань, начинают вырабатывать большое количество цитокинов, стимулирующих рост сосудов, подавляющих воспаление, что приводит к активации внутренних резервов организма для регенерации.

Выделяют несколько типов стволовых клеток для терапии ожогов:

- Эпидермальные стволовые клетки.

Эпидермальные стволовые клетки находятся в базальном слое эпидермиса и волосяных фолликулах кожи. Возможности трансплантации культивируемых эпителиальных аутотрансплантантов кожи, содержащих эпидермальные стволовые клетки и кератиноциты в суспензии или на подложке с использованием фибриновой матрицы для облегчения доставки клеток, были исследованы в ряде ожоговых центров [79, 234]. Данный метод обеспечивает эффективное закрытие кожного дефекта и показывает удовлетворительные результаты эпителизации. Тем не менее, существует ряд препятствий, ограничивающих использование данного метода, в частности длительность культивирования клеток, инфекционные осложнения, высокая стоимость лечения [234].

- Мезенхимальные стволовые клетки.

Мезенхимальные стволовые клетки являются наиболее перспективными для регенерации тканей. Они способствуют процессам регенерации путем прямой дифференцировки или трансдифференцировки в тканеспецифичные клетки, также они секретируют широкий спектр паракринных факторов, стимулирующих восстановление функций клеток- резидентов [170]. Терапия мезенхиальными стволовыми клетками костного мозга показала свою эффективность в лечении ожогов в доклинических и клинических исследованиях [100].

Костный мозг содержит гемопоэтические и некроветворные стволовые клетки, способные секретировать ангиогенные, антиапоптотические и митогенные паракринные факторы, являющиеся неотъемлемой частью регенеративных процессов. Также необходимо отметить, что костномозговые мезенхимальные стволовые клетки способны не только восстанавливать кожный покров, но и восстанавливать потовые железы, что особенно важно для пациентов перенесших обширные глубокие ожоги [194]. Однако забор клеток костного мозга является инвазивной процедурой, имеющей ряд противопоказаний и осложнений.

- Стволовые клетки пуповины и пуповинной крови.

Стволовые клетки пуповинной крови остаются одним из наиболее распространенных источников стволовых клеток. Пуповинная кровь является богатым источником гемопоэтических клеток. Также в пуповинной крови находится достаточное количество негемопоэтических стволовых клеток, способных дифференцироваться в эпителиальные клетки как in vitro, так и in vivo [88, 127, 188]. Пуповинные стволовые клетки обладают отличным потенциалом с точки зрения возможности увеличения их количества in vitro, мультипотентностью и иммунорегуляторными свойствами. Они имеют сходные иммунофенотипические и функциональные характеристики с костномозговыми мезенхимальными стволовыми клетками.

Несмотря на доказанный положительный эффект, терапия стволовыми клетками не является безопасной для всех пациентов, в том числе из-за риска онкологических осложнений [220]. Еще одной проблемой является отсутствие правовой базы применения стволовых клеток. Забор костномозговых мезенхимальных стволовых клеток является инвазивной и болезненной процедурой, имеющей ряд противопоказаний. Банки пуповины и пуповинной крови содержат ограниченное число образцов. Выделение и культивирование стволовых клеток - трудоемкий и дорогостоящий процесс.

Модифицированные аденозином моноциты

Поскольку внедрение терапии стволовыми клетками в широкую клиническую практику на данный момент достаточно проблематично, разработка альтернативных способов лечения ожогов вызывает особый интерес.

Одним из возможных путей решения данной проблемы является поиск клеток с механизмом действия, сходным со стволовыми клетками.

Как было описано выше, возможным механизмом действия стволовых клеток является секреция широкого спектра паракринных факторов. В то же время паракринные факторы не являются уникальными для стволовых клеток и вырабатываются, хотя и в меньшей степени, также клетками периферической крови, которые при этом не обладают онкогенной активностью. Так, например, широким спектром секретируемых цитокинов обладают моноциты [155, 182]. Их легко выделить из крови человека в количестве, достаточном для культивирования и последующей аутологической трансплантации, однако они обладают недостаточно высоким уровнем секреции. Поэтому является актуальным исследование путей и механизмов, позволяющих изменять экспрессионную и секреторную активность моноцитов. В ряде исследований было продемонстрировано, что аденозин влияет на выработку паракринных факторов различными клетками, в том числе моноцитами [16, 53, 54].

Таким образом, пуриновый нуклеозид аденозин является неотъемлемым участником многих физиологических и патологических процессов. Изменение экспрессии аденозиновых рецепторов моноцитов наблюдается при воспалительных реакциях, патологиях сердечнососудистой, пищеварительной, дыхательной, нервной систем. В связи с этим аденозин и его аналоги, агонисты и антагонисты аденозиновых рецепторов являются перспективными мишенями разработки лекарственных препаратов для терапии различных заболеваний. Актуальными в данной области являются исследования стимуляции заживления ожоговых ран. Уровень летальности ожоговых больных остается достаточно высоким, что может быть связано с несовершенством современных методов терапии, включающих в себя консервативные и оперативные методы. Известно, что для процессов регенерации необходимо наличие в очаге повреждения высокой концентрации различных цитокинов. Широким спектром секретируемых цитокинов обладают моноциты, однако уровень секреции не достаточен для стимуляции регенеративных процессов. Поскольку одним из эффектов аденозина на клетки является увеличение продуцируемых цитокинов и ростовых факторов, представляется актуальным изучить роль модифицированных аденозином моноцитов в репаративной регенерации кожи при ожоговой травме.

<< | >>
Источник: НЕВСКАЯ КСЕНИЯ ВЛАДИМИРОВНА. РОЛЬ МОДИФИЦИРОВАННЫХ АДЕНОЗИНОМ МОНОЦИТОВ В РЕПАРАТИВНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ КОЖИ ПРИ ОЖОГОВОЙ ТРАВМЕ. 2015

Еще по теме Подходы к клеточной терапии ожоговой раны:

  1. ОГЛАВЛЕНИЕ
  2. ВВЕДЕНИЕ
  3. Современные стандарты терапии ожоговой раны
  4. Подходы к клеточной терапии ожоговой раны