Современные аспекты трансплантации клеток при спинальных травмах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Современные аспекты трансплантации клеток при спинальных травмах

Уфимцева Анастасия Вячеславовна

Аннотация

Пересадка стволовых клеток при повреждении спинного мозга представляет большой интерес для современного мира медицины. Целью данного обзора является выявление влияния трансплантации различных клеток, некоторых их комбинаций, на восстановление неврологических и других функций после травмы спинного мозга, появлению осложнений, оценке эффективности трансплантации по сравнению с реабилитацией и самовосстановлением, безопасности и осуществимости процедуры.

Ключевые слова: повреждение спинного мозга, трансплантация клеток, стволовые клетки костного мозга, спинальные травмы.

Травмы спинного мозга (ТСМ) вызывают серьезные неврологические нарушения, влияющие на психологические, экономические и социальные аспекты жизни пациентов [26]. Повреждение спинного мозга (ПСМ) приводит к гибели нейронов и, следовательно, к двигательным и сенсорным нарушениям [16]. Недостаточная способность поврежденных аксонов центральной нервной системы к регенерации после ТСМ вызывает очень ограниченное функциональное восстановление [12]. Сложной задачей является обеспечение необходимого количества клеток для трансплантации, сохраняя их в соответствующем виде, в течение длительного времени, для использования в клинических условиях [18]. Способность трансплантированных клеток в различной степени влиять на процессы ремиелинизации после ТСМ [6]. Брюховецкий А.С. и др. при исследовании влияния аутогенных гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) на динамику соматосенсорных вызванных потенциалов (ССВП) у больных с хроническим повреждением спинного мозга выявили появление отсутствовавших ранних компонентов ССВП верхних конечностей (66%) и нижних (50%). Так же увеличение амплитуды и уменьшение латентности ранних компонентов [1]. Зайцев А.Ю. и др. отметили, что, не смотря на достоверные данные успешного использования трансплантации клеток для лечения ТСМ, существует множество нерешенных вопросов. Это необходимое количество клеток, наиболее эффективного способа и пути введения, расширенных показаний и противопоказаний, длительности терапии, необходимой для восстановления неврологических функций [3]. Шаймарданова Г.Ф. и др. при исследовании крыс с контузионной ТСМ обнаружили, что незамедлительно трансплантированные клетки обонятельной выстилки (КОВ) человека не проявляют уникальных свойств в поддержке роста аксонов и миграционного потенциала, но способствуют ремиелинизации и восстановлению функций. Механизм этого влияния не известен [7]. Масгутова Г.А. и др. при изучении мышей, которым были введены микроглия - подобные клетки, модифицированные нейротрофическим фактором NT3, после ТСМ выявили следующее. Клетки локализовались предпочтительно около патологических полостей, количество которых было вдвое больше в месте травмы, чем в неповрежденном спинном мозге [4]. Слынько Е.И. и др. при изучении 16 больных с ПСМ, которым трансплантировали стволовые клетки костного мозга (СККМ), выявили через 10-12 месяцев у 15 пациентов - снижение уровня чувствительных расстройств на 1-3 сегмента, у 5 - императивные позывы к мочеиспусканию, у 9 - ощущение тепла в нижних конечностях[ 5]. Воронова А.Д. и др. отметили, что наиболее эффективными в восстановлении двигательной функции за счет регенерации аксонов и ремиелинизации при повреждении спинного мозга являются клетки обонятельной выстилки [2]. Raheja A отметили, что СККМ увеличивают скорость регенерации нейронов и способствуют клиническому улучшению функции повреждения спинного мозга и нерва [22]. Cheng I в своем исследовании пришел к выводу, что подострая трансплантация эмбриональных нервных стволовых клеток (ЭНСК) человека в контуженный спинной мозг крысы привела к значительному функциональному восстановлению спинного мозга с или без инъекции острого внутривенного введения человеческих мезенхимальных стволовых клеток (МСК). Ни добавление МСК к лечению ЭНСК, ни применение одних только МСК не привели к существенному функциональному улучшению [10]. Zhang R-P при изучении влияния МСК, меченных суперпарамагнитным оксидом железа, на восстановление неврологической функции кроликов с ПСМ выявили, что через 1, 7, 14, 21, 28 и 35 дней срезы ткани показали клетки, содержащие частицы голубого железа в области повреждения. МСК могли улучшить неврологическую функцию в области ПСМ [25]. Cheng H при наблюдении за пациентами с ТСМ на уровни груди после трансплантации мезенхимальных стволовых клеток пуповинной крови (МСКПК) выявили значительное и стабильное улучшение в движении, способности к самообслуживанию и мышечном напряжении, увеличение максимальной скорости мочеиспускания и емкости мочевого пузыря, уменьшение объема мочи и максимального давления детрузора. Эффективность трансплантации МСКПК на восстановление неврологических функций выше, чем при реабилитационной терапии и самовосстановлении [9]. При изучении пациентов с полным двигательным дефицитом и параплегией, вызванной травмой грудного и поясничного отделов позвоночника, отмечено улучшение моторных и сенсорных функций, наблюдаемой в 9 из 18 (50%) случаев после трансплантации СККМ. Анализ результатов последующего лечения показал, что трансплантация мононуклеарных обогащенных аутологичных СККМ является приемлемым и безопасным методом [20]. Priest CA при изучении грызунов с ТСМ грудного отдела выявили, что клетки-предшественницы олигодендроцитов (КПО), полученные из эмбриональных стволовых клеток человека, способны стимулировать рост нейритов in vitro и миелинизацию in vivo. Популяция КПО не вызвала каких-либо неблагоприятных клинических проявлений, токсичности, аллодинии или опухолей [21]. Xie Z-W при изучении пациентов с ТСМ, после трансплантации аутологичных МСК, обнаружили улучшение чувствительности, двигательных и вегетативных нервных функции. Наблюдаемые побочные эффекты включали: лихорадку (7/11), головную боль (2/11), вздутие живота (1/11), анестезия на ногах и менингеальная стимуляция (1/11), которая исчезла в течение 2-3 дней. Был сделан вывод, что трансплантация аутологичных МСК в лечении ТСМ эффективна и безопасна в краткосрочной перспективе, но выявление долгосрочного лечебного эффекта требует большего наблюдения [24]. Dai G et all при наблюдении за пациентами с полным и хроническим шейным ПСМ, после трансплантации аутологичных МСК, выявили значительное клиническое улучшение с точки зрения моторной функции, легкого прикосновения, сенсорного укола и объема остаточной мочи. До 6 месяцев не наблюдалось никаких признаков опухоли [11]. Pal R при изучении пациентов с полным повреждением шейного или грудного отдела спинного мозга выявили, что трансплантация экс-виво-расширенных аутологичных МСК безопасна и не вызывает каких-либо неблагоприятных последствий [19]. Vyshka G et all отметили, что многие авторы дискутируют на тему вариантов лечения с особым упором на терапию стволовыми клетками, которая продемонстрировала впечатляющий рост числа испытаний для успешного лечения. Тем не менее, больших и многоцентровых исследований все еще не хватает [23]. Koda M в результате экспериментального исследования выявили, что гранулоцитарный колониестимулирующий фактор проявляет нейропротекторные эффекты для острого ПСМ путем мобилизации клеток, полученных из костного мозга, подавления апоптоза нейронов, воспалительной цитокиновой регуляции, апоптоза олигодендроцитов и стимуляции ангиогенеза. В ранней фазе клинических испытаний побочных эффектов не было [15]. Jia Q--Z в своем исследовании на крысах с ПСМ выявили, что мезенхимальные стволовые клетки костного мозга, после трансплантации через хвостовую вену, могут мигрировать в поврежденную спинномозговую ткань через гематоэнцефалический барьер [13]. Chen L при изучении пациентов с полным хроническим ПСМ выявили, что все пациенты, которым транспортировали обонятельные, шванновские клетки, или их комбинацию, показали улучшение неврологических функций. Так же электрофизиологических тестов, за исключением 1 пациента [8]. Kantharajanna SB в своем исследовании подтвердили, что совместная трансплантация СККМ и слизистой оболочки обоняния у пациентов с ТСМ является безопасной, осуществимой и жизнеспособной процедурой [14]. Mackay-Sim A в своем исследовании доказали, что трансплантация аутологичных обонятельных клеток пациентам с полной грудной параплегией возможна и безопасна до 3 лет, ввиду отсутствия признаков развития опухоли, посттравматической сирингомиелии, неблагоприятных радиологических проявлений [17]. трансплантация неврологический травма

Проанализировав результаты исследований использования различных клеток для лечения травмы спинного мозга, я пришла к следующим выводам. На сегодняшний день этот метод лечения показывает колоссальные успехи, по сравнению с реабилитацией и самовосстановлением. Различные популяции клеток действительно могут мигрировать в зону повреждения и способствовать улучшению клинических проявлений, при этом облегчая обычную жизнь пациентов. Выявлено неоспоримое влияние клеток на восстановление неврологических и других функций при травме спинного мозга. Побочные эффекты при этом встречаются в единичных случаях. Хотя некоторые авторы приводят весомые результаты преимущетсва применения определенных клеток при травме спинного мозга по отношению к другим, все же невозможно сказать какие именно клетки самые эффективные. Каждая клетка обладает своим механизмом влияния, опосредуя необходимые эффекты на поврежденный спинной мозг. Можно предположить, что уровень повреждения и разнообразие клинических проявлений, морально-психологическое, физическое состояние пациента влияют на результаты исследований, которые могли бы показать наиболее лучший положительный результат. Это многогранная сфера исследования, в которой много загадок и нерешенных вопросов, которые предстоит решить в будущем. Однозначно, что трансплантация клеток и их комбинаций требует дальнейшего исследования, в котором будет задействовано большое число пациентов с повреждением спинного мозга.

Список литературы

1. Брюховецкий А.С. и др. Динамика соматосенсорных вызванных потенциалов у пациентов с хроническим повреждением спинного мозга при лечении аутогенными гемопоэтическими стволовыми клетками //Гены и клетки. - 2008. - Т. 3. - №. 2. - С. 68-73.

2.Воронова А.Д. и др. Клеточная терапия при травмах спинного мозга //Вестник Российской академии медицинских наук. - 2016. - Т. 71. - №. 6. - С. 420-426.

3. Зайцев А.Ю. и др. Нейрорегенераторная терапия травматической болезни спинного мозга: роль и перспективы использования трансплантации стволовых клеток // Гены и клетки. - 2007. - Т. 2. - №. 1. - С. 36-44.

4. Масгутова Г.А. И др. Микроглия-подобные клетки, полученные в результате дифференцировки эмбриональных стволовых клеток и генетически модифицированные нейротрофическим фактором NT3, при посттравматической регенерации спинного мозга мыши //Гены и клетки. - 2010. - Т. 5. - №. 3. - С. 40-41.

5. Слынько Е.И. и др. Результаты применения стволовых клеток костного мозга при травматических повреждениях спинного мозга //Гены и клетки. - 2010. - Т. 15. - №. 3. - С. 48-49.

6.Челышев Ю.А., Викторов И.В. Клеточные технологии ремиелинизации при травме спинного мозга //Неврологический вестник. - 2009. - Т. 41. - №. 1. - С. 49-55.

7.Шаймарданова Г.Ф. и др. Посттравматические реакции спинного мозга крысы при трансплантации клеток обонятельной выстилки человека //Гены и клетки. - 2012. - Т. 7. - №. 2. - С. 92-96.

8.Chen L et all. A prospective randomized double-blind clinical trial using a combination of olfactory ensheathing cells and Schwann cells for the treatment of chronic complete spinal cord injuries // Cell transplantation. - 2014. - Т. 23.- С. S35-44.

9.Cheng H et all. Clinical observation of umbilical cord mesenchymal stem cell transplantation in treatment for sequelae of thoracolumbar spinal cord injury / BioMed Central Ltd. - 2014. - Т. 12. - №. 1.

10.Cheng I. Combined transplantation of human neural stem cells and human mesenchymal stem cells following spinal cord injury //Elsevier Inc. - 2011. - Т. 11. - №. 10. - С. 33.

11.Dai G et all. Transplantation of autologous bone marrow mesenchymal stem cells in the treatment of complete and chronic cervical spinal cord injury // Brain research. - 2013. - С. 73-9.

12 Deng L et all. Schwann cell transplantation and descending propriospinal regeneration after spinal cord injury // Brain Res. 2015 Sep 4;1619:104-14.

13. Jia Q-Z et all. one marrow mesenchymal stem cells migrate to the zone of spinal cord injury // Journal of Clinical Rehabilitative. - 2012. - Т. 16.- №. 45. - С. 8390-3.

14.Kantharajanna SB et all. Safety profile, feasibility, and early clinical outcome of co-transplantation of olfactory mucosa and bone marrow stem cells in spinal cord injury-a novel implantation with two-year follow-up // Thomas Land Publishers Inc. - 2013. - Т. 19. - №. 1. - С. 13.

15.Koda M et all. Granulocyte colony-stimulating factor-mediated neuroprotective therapy for acute spinal cord injury: From bench to bedside // Chiba Medical Society. - 2015. - Т. 91.- №. 6. - С. 33-7.

16. Lukovic D et all. Complete rat spinal cord transection as a faithful model of spinal cord injury for translational cell transplantation //Sci Rep. 2015 Apr 10;5:9640.

17. Mackay-Sim A et all. Autologous olfactory ensheathing cell transplantation in human paraplegia: a 3-year clinical trial // journal of neurology. - 2008. - Т. 131. - №. 9. - С. 2376-86.

18 Nishiyama Y et all. Safe and efficient method for cryopreservation of human induced pluripotent stem cell-derived neural stem and progenitor cells by a programmed freezer with a magnetic field // J neures. - 2016. - Т. 107. - С. 20-9.

19.Pal R et all. Ex vivo-expanded autologous bone marrow-derived mesenchymal stromal cells in human spinal cord injury/paraplegia: A pilot clinical study // Elsevier Inc. - 2009. - Т. 11.- №. 7. - С. 897-911.

20.Phase 1 trial of autologous bone marrow stem cell transplantation in patients with spinal cord injury // Hindawi Publishing Corporation. - 2016. - no pagination)

21.Priest CA et all. Preclinical safety of human embryonic stem cell-derived oligodendrocyte progenitors supporting clinical trials in spinal cord injury // Future Medicine Ltd. - 2015. - Т. 10.- №. 8. - С. 939-58.

22.Raheja A et all. Dose-dependent facilitation of peripheral nerve regeneration by bone marrow-derived mononuclear cells: A randomized controlled study //Journal of neurosurgery. - 2012. - Т. 117. - №. 6. - С. 1170-81.

23Vyshka G et all. Recent advances on acute paraplegia // Elsevier (Сингапур) Pte Ltd. - 2016. - Т. 5.- №. 6. - С. 445-449.

24.Xie Z-W et all. Curative effect of autologous mesenchymal stem cell transplantation on spinal cord injury // Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research. - 2007. - Т. 11.- №. 7. - С. 1277-9.

25.Zhang R-P et all. Subarachnoid space transplantation of superparamagnetic iron oxide-labeled bone marrow mesenchymal stem cells for treatment of spinal cord injury //Journal of Clinical Rehabilitative. - 2013. - Т. 17. - №. 1. - С. 74-8.

26.Zweckberger K et all. Synergetic use of neural precursor cells and self-assembling peptides in experimental cervical spinal cord injury // J Vis Exp. 2015 Feb 23;(96):e52105.

Размещено на Allbest.ru