Buněčná terapie pomocí mezenchymálních stromálních buněk derivovaných z pupečníkové šňůry u ARDS souvisejících s SARS-CoV-2 (STROMA-CoV2)

Obecný kontext:

Ke dni 13. března 2020 bylo celosvětově potvrzeno více než 145 000 případů infekce 2019-nCoV s 5 500 úmrtími. K 21. březnu bylo ve Francii potvrzeno 14 469 případů, z nichž 562 bylo smrtelných, zatímco 1 525 pacientů je v současné době hospitalizováno na jednotkách intenzivní péče. Zatímco se pandemie dále šíří, těžký akutní respirační syndrom koronavirus 2 (SARS-CoV-2) způsobuje syndrom těžké akutní respirační tísně u 30 % pacientů (Murthy et al., 2020) s 30–60% úmrtností. Hlavním fyziopatologickým znakem je akutní zánět plic. V současné době neexistuje žádná léčba.

Cílem tohoto projektu je léčit intubované-ventilované pacienty se syndromem akutní respirační tísně (ARDS) souvisejícím se SARS-CoV2, který trvá méně než 96 hodin, pomocí tří intravenózních infuzí Whartonových mezenchymálních stromálních buněk získaných z želé (UC-MSC) z pupečníku ) jeden obden (doba léčby: jeden týden). Primárním cílovým parametrem je variace PaO2/FiO2 od výchozí hodnoty v den 7. Bude také sledován vývoj několika zánětlivých markerů, T regulačních lymfocytů a dárcovských specifických protilátek. Studie bude zahrnovat 40 pacientů, z nichž 20 bude randomizováno k buněčné léčbě podávané intravenózní cestou, zatímco zbývajících 20 pacientů bude randomizováno tak, aby kromě standardní péče dostávali roztok placeba. Pacienti budou sledováni až 12 měsíců po léčbě.

Stav techniky:

Mezenchymální kmenové buňky se vyznačují několika atraktivními vlastnostmi: snadnost získávání, vysoký proliferační potenciál, schopnost uchovat se v zánětlivých místech, protizánětlivé, antifibrotické a imunomodulační vlastnosti. Jejich terapeutické přínosy byly prokázány na více než 100 zvířecích modelech, včetně ovcí. Konkrétně byly terapeutické účinky MSC prokázány v modelech ARDS indukovaných pneumoniemi spojenými s virem chřipky H1N1, H5N1, H9N2 a bylo také prokázáno, že snižují bakteriálně indukované akutní poškození plic na lidském modelu ex vivo perfundovaných plic (Lee et al. ., 2013). Na klinikách MSC prokázaly vynikající toleranci u více než 3 000 pacientů (Thompson et al., 2020), bez ohledu na způsob dávkování a podávání. Tři studie fáze I/II zahrnovaly pacienty s ARDS a v jedné (START II) MSC významně snížilo poškození plicního endotelu (Matthay et al., 2019). Pokud všechny MSC sdílejí několik charakteristik bez ohledu na tkáňový zdroj, nejvyšší produkci bioaktivních molekul a nejsilnější imunomodulační vlastnosti mají ty z Whartonova želé z pupeční šňůry (Romanov et al., 2019), které lze zvětšit na vytvářet banky kryofrozených a tedy snadno dostupných produktů.

Dosud byly UC-MSC používány u široké řady onemocnění (přehled v Scarfe et al., 2018) a ve většině případů byly podávány intravenózní cestou, která je klinicky atraktivní díky své neinvazivní povaze a následná možnost opakovaného podání. Techniky značení ukázaly, že > 80 % intravenózně injikovaných MSC je rychle zachyceno v plicích, následuje rychlá distribuce některých injikovaných MSC do jiných tkání včetně jater, sleziny a zánětlivých nebo poraněných míst (Brooks et al., 2018 ). Celkově byly tyto vzorce biodistribuce potvrzeny studiemi na lidech využívajících zobrazování magnetickou rezonancí (MRI), pozitronovou emisní tomografii (PET) a/nebo jednofotonovou emisní počítačovou tomografii (SPECT).2 Čtyřparametrový model (rychlost injekce, rychlost clearance, rychlost extravazace a rychlost intravazace) předpovídá, že transplantované MSC jsou terapeuticky aktivní pouze po krátkou dobu (pravděpodobně méně než 24 hodin) (Parekkadan a Milwid, 2010), a časové měřítko konzistentní s biologickými reakcemi, které spouštějí. Tyto předpoklady jsou pobídkou k opakovaným podáváním MSC v krátkém časovém období k vyvolání trvalého terapeutického účinku a racionalizovaly náš protokol injekčního podávání MSC jeden každý druhý den po dobu jednoho týdne, což je návrh konzistentní s dřívější zprávou o přínosech. podávání MSC v relativně malých dávkách, ale opakovaným způsobem u pacientů s reakcí štěpu proti hostiteli (Zhou et al., 2010).

Jakmile se usadili v plicích, bylo hlášeno, že MSC nejprve indukují zánětlivou reakci, která je detekovatelná na úrovni tkáně a systémově (Hoogduijn et al., 2013) a je pravděpodobně způsobena jejich interakcí s rezidentními plicními buňkami, jakmile se nahromadí. v mikrovaskulatuře. Po této počáteční reakci následuje následná fáze snížené imunitní reaktivity (Hoogduijn et al., 2013), jejíž mechanismy byly rozsáhle zkoumány. 24 hodin po jejich intravenózní infuzi je tedy většina UC-MSC, které se nahromadily v plicích, mrtvá po jejich fagocytóze monocyty a neutrofily, které pak migrují krevním řečištěm, zejména v játrech (Leibacher et al., 2017; de Witte a kol., 2018). Experimenty s kokultivací ukázaly, že internalizace fragmentů MSC monocyty spouští fenotypový posun, který se promítá do upregulace PD-L1 a CD90 spolu se zvýšenou expresí hladin mRNA pro IL-1β, IL-6, IL-8 a IL-10 a snížená exprese TNF-a. Za zmínku stojí, že monocyty polarizované směrem k imunoregulačnímu fenotypu zvyšují expresi Foxp3+ T regulačních lymfocytů a zároveň snižují expresi aktivovaných CD4+ buněk (de Witte et al., 2018). To, že apoptóza nitrožilně podaných MSC je požadavkem pro jejich imunosupresivní funkci, je dále podpořeno pozorováním, že cytotoxická aktivita proti MSC je prediktivní pro klinické odpovědi u pacientů léčených MSC pro reakci štěpu proti hostiteli, tj. nejlépe reagují ti, s vysokou cytotoxicitou; v této studii je postulovaná mechanická vazba, že fagocyty, které pohltily apoptotické MSC, pak produkují indoleamin 2,3-dioxygenázu (IDO), a tak nakonec poskytují imunosupresivní aktivitu MSC (Galleu et al., 2017).

Vzhledem k patofyziologii SARS-CoV2 je tedy rozumné předpokládat, že intravenózní podání UC-MSC během počáteční fáze ARDS by mohlo kontrolovat zánět, urychlit jeho zotavení se zlepšenou oxygenací, zkrátit mechanickou ventilaci a dobu odvykání ventilace, a proto zkrátit délku pobytu na jednotce intenzivní péče. Tento předpoklad je skutečně podpořen nedávnými výsledky předběžné čínské studie, ve které bylo hlášeno, že MSC (jejíž zdroj nebyl specifikován) zlepšil plicní funkce a symptomy u 7 pacientů s pneumonií COVID-19 spolu s rychlým vymizením nadměrně aktivované imunitní buňky vylučující cytokiny (CXCR3+CD4+ T buňky, CXCR3+CD8+ T buňky a CXCR3+ NK buňky), snížení cirkulujících hladin TNF-α a zvýšení CD14+CD11c+CD11bmid regulačních DC buněk a hladin IL-10 ve srovnání se skupinou s placebem (Leng et al., 2020).