Transcript стволовые клетки и их применение для регенерации миокарда

СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ
МИОКАРДА
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ МИОКАРДА
Эффективность лечения
сердечно-сосудистых
заболеваний (ишемическая
болезнь сердца, инфаркт
миокарда, сердечная
недостаточность)
ограничивается 30 - 35%
снижением риска смерти.
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ МИОКАРДА
Наиболее эффективны методы
трансплантации аутологичных миобластов и
СК костного мозга в поврежденные ткани
сердца. Опытом трансплантации
располагают 7 медицинских центров
Европы, Азии и США, число больных,
подвергнутых процедуре пересадки,
превышает 100 человек. Результаты безопасность и эффективность.
Имеются трудности приготовления
препаратов, инвазивность методики
трансплантации – необходимость
коронароангиографии или операции на
сердце. Альтернатива – методика
мобилизации СК костного мозга с помощью
гранулоцитарного колоний-симулирующего
фактора (Г-КСФ)
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ МИОКАРДА
Мышечные клетки –
предшественники
(сателлитные)
Мышечные клетки предшественники
(сателлитные)
Эндотелиальные клетки.
Кровеносные сосуды
Костный мозг:
кроветворные клетки
Остеобласты Эндотелиальные
клетки, Фибробласты
Строма: мезенхимальные
предшественники
Центральная нервная система
Возможные пути дифференцировки взрослых
стволовых клеток
Печень
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ МИОКАРДА
Альтернатива эмбриональным СК –
постнатальные, или «взрослые» СК. Они
обладают «пластичностью» и
«полипотентностью» - способностью
трансформироваться в
высокодифференцированные органоспецифические клетки (клетки эндотелия
сосудов, гепатоциты, клетки нервной ткани,
клетки крови, остео- и хондроциты и
кардиомиоциты).
Основным местом пребывания взрослых СК
является костный мозг (мезенхимальные
клетки-предшественники).
Причины отсутствия прижизненной
регенерации сердца: число мезенхимальных
СК, при рождении 1 на 10000, к 20 годам их
число уменьшается в 10 раз, к 30 годам – в 25
раз. К 50 годам (время развития первого ИМ)
всего 1 на 400000, а к 80 годам – 1 на 2 млн.
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ МИОКАРДА
НАИБОЛЕЕ ПРИМИТИВНЫЕ «эмбриональные» СК (формируются в
человеческом бластоците, как внутренняя
клеточная масса к 5 дню после
оплодотворения), обладают наибольшим
потенциалом к самообновлению,
дифференцировке и воспроизведению
клеток других видов (полипотентность) и
клетки плода (фетальные СК).
Препятствия: не решены законодательные
и этические аспекты в стране, отсутствуют
коллекции эмбриональных СК, годных к
клиническому применению. Использование
непроверенного абортированного материала
чревато осложнениями (до 90%абортивной
массы заражено вирусами герпеса,
цитомегаловируса, микоплазмой).
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ МИОКАРДА
Кроме костного мозга, каждый орган имеет
собственное «тканевое дело» клетокпредшественников. Мышечные клеткисателлиты (менее 5% всех миоцитов)
представляют собой «мышечную»
популяцию постнатальных СК, сохраняют
высокий потенциал превращения в
высокодифференцированные миоциты.
Необходимые условия для
физиологической регенерации миокарда:
• наличие стимула к выбросу
мезенхимальных СК в кровоток
• свободный доступ СК к месту
повреждения
• высокая концентрация СК в кровотоке (в
месте повреждения)
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ МИОКАРДА
Стимулом к выходу СК является
смесь хемо- и цитокинов, в частности
гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (Г-КСФ)
стимулирует пролиферацию и
дифференцировку гемопоэтических и
мезенхимальных клетокпредшественниц. Вызывают
миграцию СК к очагу воспаления
(повреждения) также хемокин,
получивший название фактора
стволовых клеток (SCF). Важную роль
в регенерации миокарда играет
сосудистый фактор роста (VEGF).
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ МИОКАРДА
ИСТОЧНИКОМ СК СЛУЖАТ:
• Собственный костный мозг:
аутологичные СК из пункта костного
мозга - надежный источник СК.
• Периферическая кровь после
стимуляции костного мозга ГКСФ у
молодых пациентов.
• Из адипоцитов жировой ткани
• Собранная при родах и сохраненная
плацентарно-пуповинная кровь. Создание
системы банков такой крови для
рожденных в наши дни детей через 40-50
лет обеспечит их СК для восстановления
функции любого органа.
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ МИОКАРДА
На мышиной модели ИМ у мышей
женской линии - перевязка коронарной
артерии, пограничная периинфарктная зона
обкалывалась препаратом, донорского
костного мозга здоровых мышей мужской
линии, с избытком полипотентных СК.
Через 9 дней у оперированных мышей появление нового полноценного миокарда
с вновь воссозданными сосудистыми
элементами, колонизировавшего 68%
инфарцированной зоны. Гистохимические
исследования обнаружили в новых
кардиомиоцитах мужскую У хромосому
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ МИОКАРДА
Мобилизация СК костного мозга у
мышей с экспериментальным
инфарктом миокарда. Влияние на
выживаемость и регенерацию сердечной
мышцы.
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ МИОКАРДА
Повысить концентрацию СК можно
путем трансплантации субстрата,
обогащенного СК в область повреждения
(путем обкалывания соответствующей
зоны миокарда во время операции на
открытом сердце, или введением
обогащенного субстрата в
«заинтересованную» артерию ниже места
окклюзии (стеноза).
Другой путь повышения концентрации мобилизация собственных СК в кровоток
путем стимуляции костного мозга
колоний-стимулирующим фактором при
подкожном введении.
Возможно совмещение обеих методик.
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ МИОКАРДА
• С 2001 года трансплантации СК
подвергнуто не менее 109 больных
в 7 медицинских центрах Европы,
Японии, Гонконга, CШA.
• Вводились аутологичные СК
костного мозга, в 5 центрах интрамиокардиально во время
операции АКШ, в
2–
интракоронарно. Длительность
наблюдения от 3 до 10 месяцев.
Отмечена хорошая переносимость,
повышение сократимости миокарда,
клиническое улучшение состояния
больных.
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ МИОКАРДА
• В США (E.C.Perin с соавт., 2003 г.) 14
больным с ИБС и тяжелой
левожелудочковой дисфункцией
сделано в среднем по 15 инъекций
аутологичных костномозговых
мононуклеаров, выделенных за 4 часа
до вмешательства. Каждый раз
вводилось до 2 млн. СК
• Осложнений не было. Достоверно
улучшались клинические и
гемодинамические показатели,
увеличена фракция выброса.
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ МИОКАРДА
НЕРЕШЕННЫЕ ВОПРОСЫ
• Не получены прямые клинические
подтверждения появления «новых»
кардиомиоцитов у после трансплантации
СК или введения Г-КСФ
• Не известно, что происходит в тканиреципиенте с пересаженными клетками
(их трансдифференциация или
межклеточная интеграция), какие
клеточные и генетические механизмы
регулируют эти процессы и какая роль в
этих процессах отведена иммунному
ответу, механизмам апоптоза.
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ МИОКАРДА
• Вопрос источников СК, способов
их адресной доставки в место
повреждения и методов контроля
над появлением и
функционированием вновь
созданной ткани сердца: МРтомография с использованием
специфических контрастов?
тропных к новым тканям или
позитронно-эмиссионная
томография (ПЭТ)?