SVF (rasvakudoksesta johdettu MSC) -pohjainen kroonisen taudin hoito. (StemCell&CKD)

Esittely:

Krooninen munuaissairaus (CKD) on sairaus, jonka esiintyvyys lisääntyy hälyttävästi (8-16 %) ja joka liittyy kuolleisuuteen [1]. CKD voi edetä kohti loppuvaiheen munuaissairautta (ESRD), joka vaatii munuaiskorvaushoitoa. ESRD muodostaa tällä hetkellä 6,3 prosenttia Medicaren menoista Yhdysvalloissa, ja sen ennustetaan kasvavan 85 prosenttia vuoteen 2015 mennessä [2]. Bangladeshin maaseutuväestön keskuudessa tehdyssä tutkimuksessa kroonisen taudin kokonaisesiintyvyys havaittiin noin 19 % [3]. Lisäksi ESRD:llä on suuri vaikutus elämänlaatuun ja elinajanodotteeseen [4]. Siksi on erittäin tärkeää kehittää terapeuttisia interventioita munuaisten vajaatoiminnan estämiseksi, lievittämiseksi tai hidastamiseksi.

Diabetes mellitus ja verenpainetauti ovat tärkeimpiä CKD:n ja dialyysin aloittamisen syitä [5]. Lisäksi glomerulaariset sairaudet, aliravitsemus, tartuntataudit ja akuutti munuaisvaurio voivat johtaa ESRD:hen, mikä osaltaan lisää maailmanlaajuista kuolintaakkaa [6]. Nykyiset hoitomenetelmät eivät useinkaan kohdista munuaissairauden etenemisen tärkeimpiä taustatekijöitä [7]. CKD:n hoito tähtää tällä hetkellä enimmäkseen altistavien tekijöiden hallintaan ja munuaisten homeostaattisten toimintojen täydentämiseen, mutta ei itse sairaan munuaisen hoitoon. Jälleen riittävien tilojen puutteen tai taloudellisten rajoitusten vuoksi Bangladeshin kaltaisen kehitysmaan ihmiset eivät pysty jatkamaan pitkäaikaista tai elinikäistä dialyysihoitoa. Krooninen glomerulaarinen ja tubulus-interstitiaalinen fibroosi on yleinen polku ESRD:hen, joka liittyy usein apoptoosiin, oksidatiiviseen vaurioon, fibroosiin ja mikrovaskulaariseen harvenemiseen. Valitettavasti munuaisten regeneraatiopotentiaali on rajoitettu kroonisissa sairauksissa ja tehoton estämään etenevää glomeruloskleroosia ja tubulus-interstitiaalista fibroosia [8]. Hoitostrategiat, jotka tehostavat solujen uusiutumista, voivat siksi tarjota hyviä vaihtoehtoja CKD-potilaille.

Stromaalinen verisuonifraktio (SVF):

Rasvakudoksen SVF on runsas pre-adiposyyttien, mesenkymaalisten kantasolujen (MSC), endoteelin esisolujen, T-solujen, B-solujen, syöttösolujen sekä rasvakudoksen makrofagien lähde [9,10]. SVF on osa lipo-aspiraattia, joka saadaan ihonalaisen kudoksen rasvaimusta. Lipo-aspiraatti sisältää suuren joukon kantasoluja, joita kutsutaan rasvaperäisiksi kantasoluiksi (ADSC), joilla on useita yhtäläisyyksiä luuytimen kantasolujen kanssa, mukaan lukien kyky monilinjaiseen erilaistumiskykyyn.

Kantasolut:

Kantasolu on yleinen termi, joka viittaa mihin tahansa erikoistumattomaan soluun, joka kykenee pitkällä aikavälillä uusiutumaan solujen jakautumisen kautta, mutta joka voidaan saada erilaistumaan erikoistuneeksi, toiminnalliseksi soluksi. Kantasoluja on yleensä kahta tyyppiä, alkion kantasoluja ja aikuisen kantasoluja. Aikuisten kantasoluja voidaan saada monista erilaistuneista kudoksista, kuten luuytimestä, luusta, rasvasta ja lihasta jne. Aikuisten kantasolujen hankkiminen ei myöskään aiheuta eettisiä ongelmia [11]. Useimmissa tutkimuksissa kyseessä oleva aikuisen kantasolu on itse asiassa mesenkymaalinen kantasolu (MSC) tai mesenkymaalinen stroomasolu. Ne ovat multipotentteja, mutta eivät pluripotentteja, mikä tarkoittaa, että ne voivat erottua joihinkin tai "useiniin", mutta eivät kaikkiin kudostyyppeihin [11]. Kantasoluja, jotka on kerätty potilaasta tarkoituksena antaa ne takaisin samalle potilaalle, kutsutaan autologisiksi MSC:iksi. MSC voidaan eristää myös luuytimestä (bmMSC), ääreisverestä, sidekudoksesta, luurankolihaksesta, hammasmassasta (dpMSC), napanuoran seinästä (ucMSC), napanuoran verestä (cbMSC), lapsivedestä (afMSC) ja kaikilla on Sitä on käytetty kokeellisissa olosuhteissa erilaisten munuaissairauksien hoitoon. MSC:iden tärkeä piirre on niiden kyky indusoida munuaisten glomerulaaristen ja tubulaaristen solujen proliferaatiota, mikä lisää solujen eloonjäämistä [12].

Rasvakudoksesta peräisin olevien kantasolujen (ADSC) edut:

ADSC:t ovat somaattisia kantasolupopulaatioita, jotka sisältyvät rasvakudokseen, ja niillä on osoitettu olevan kantasoluominaisuuksia, kuten trans-erilaistumista ja itsensä uusiutumista [13]. Muiden MSC-tyyppien tapaan ADSC:t ilmentävät useita CD-markkeriantigeenejä (CD73+CD90+CD105+ CD34+/-CD11b-CD104b-CD19-CD31-CD45-SMA-) [14,15]. Lisäksi ADSC:iden hyödyntäminen on edullista, koska suuria määriä kantasoluja eristetään helposti käyttämällä minimaalisesti invasiivisia kirurgisia toimenpiteitä [16].

ADSC:t ovat verisuonten esiastesoluja. Monet tutkimukset ovat osoittaneet, että SVF sisältää progenitorisoluja, jotka pystyvät erilaistumaan endoteelisoluiksi ja osallistumaan verisuonten muodostumiseen [17]. Lisäksi äskettäinen tutkimus osoitti, että SVF-solut, jotka ekspressoivat sekä perisyytti- että mesenkymaalisia markkereita, sijaitsevat periendoteliaalisessa paikassa ja stabiloivat endoteeliverkostoja [17] Toinen tutkimus osoitti, että iskeemiseen munuaiskuoreen siirretyt ADSC:t siirtyvät ensisijaisesti mikrosuonia kohti, joissa ne erilaistuvat verisuoniksi. sileät lihassolut [18]. Jotkut munuaisensiirtopotilailla tehdyt tutkimukset sekä FSGS-potilailla ja 2 CKD-potilailla tehdyt tutkimukset sisältävät tutkimussuunnitelmaansa adMSC:n käytön. Rasvakudos on tärkeä MSC:n lähde, jonka esiintymistiheys on 100-1000 kertaa suurempi kuin bmMSC. Heillä näyttää myös olevan suurempi potentiaali angiogeneesiin tai vaskulogeneesiin [19].

Munuaissairaus ja mesenkymaaliset kantasolut:

Useita erityyppisiä luuytimestä peräisin olevia soluja on testattu eläimillä ja kliinisissä tutkimuksissa mahdollisen munuaissairauden käytön varalta. Kaikista tutkittavista soluista MSC:t ovat osoittaneet tähän mennessä lupaavimpia tuloksia, koska ne auttavat munuaissoluja kasvamaan, estävät solukuolemaa ja rohkaisevat munuaisen omia kantasoluja korjaamaan munuaisvaurioita [20].

Harvat kliiniset tutkimukset ovat testannut MSC:iden turvallisuutta ja tehoa munuaissairauden varalta. Reinders ja kollegat tutkivat turvallisuutta ja toteutettavuutta kuudella munuaissiirteen vastaanottajalla, jotka saivat kaksi suonensisäistä infuusiota laajennetuista autologisista luuytimestä johdettuja MSC:itä [21]. Tärkeää on, että autologisten MSC:iden toimittaminen ei liittynyt haittatapahtumiin, eikä se vaarantanut siirteen eloonjäämistä. Useita kliinisiä tutkimuksia on parhaillaan meneillään arvioidakseen autologisten ja allogeenisten MSC:iden terapeuttista potentiaalia munuaissairauksien hoidossa [22] Sekä bmMSC:n että adMSC:n antaminen on osoittanut merkittäviä munuaista suojaavia vaikutuksia, mukaan lukien munuaistensisäisen tulehduksellisen infiltraatin väheneminen, vähentynyt fibroosi ja glomeruloskleroosi. 12] MSC:illä on ainutlaatuisia immunomodulatorisia ominaisuuksia, jotka parantavat tulehdusta ja immuunivasteita, mikä on lupaava työkalu helpottaa munuaisten korjausta. Viime vuosina tehdyt kokeelliset tutkimukset ovat paljastaneet MSC:iden potentiaalin parantaa munuaisten toimintaa useissa CKD-malleissa, ja useat kliiniset tutkimukset ovat osoittaneet niiden turvallisuuden ja tehokkuuden kroonisessa munuaissa [22].

ADSC:t voitaisiin liittää vaurioituneisiin kudoksiin tai elimiin, jotka voivat synnyttää uusia toiminnallisia komponentteja ja myös aiheuttaa voimakkaita anti-inflammatorisia, antifibroottisia tai immunomoduloivia vaikutuksia parakriinisten tai autokriinisten reittien kautta (vaskulaarisen endoteelin kasvutekijän, granulosyytti-/makrofagipesäkkeitä stimuloivan tekijän kautta , stromaalista peräisin oleva tekijä-1alfa ja hepatosyyttien kasvutekijä) [23,24]. Mielenkiintoista on, että jopa apoptoottisilla tai kuolevilla ADSC-soluilla on erityisiä immunosuppressiivisia ominaisuuksia [25]. ADSC:illä on osoitettu olevan vahvempia anti-inflammatorisia ja immunomoduloivia toimintoja kuin luuytimestä peräisin olevilla MSC:illä [26].

Villanueva et ai. tutki ADSC:iden vaikutusta CKD:hen antamalla ADSC:itä yhdellä suonensisäisellä infuusiolla nefrektomialla indusoidussa rottien CKD-mallissa [27]. ADSC-hoitoon liittyi plasman kreatiniinin väheneminen, epiteliogeenisten ja angiogeenisten proteiinien korkeampi taso ja munuaisten toiminnan paraneminen. Hyunin ym. työ [28] havainnollistaa ADSC:iden hyödyllisiä vaikutuksia munuaisten toiminnan parantamiseen IgAN-hiirimallissa. Zhang et ai. [30] havaitsivat, että ADSC:iden toistuva systeeminen antaminen heikensi proteinuriaa, glomeruluksen hypertrofiaa ja tubulaarista interstitiaalista vauriota DN-rottamallissa [29].

Tällä hetkellä NIH:n tietokantaan on ladattu useita kliinisiä tutkimuksia, jotka kaikki pyrkivät testaamaan pääasiassa MSC:n käytön turvallisuutta ja niiden tehokkuutta CKD:n hoidossa. Kaksi niistä ehdottaa autologisen bmMSC:n käyttöä ja kaksi adMSC:tä. Teheranissa, Iranin islamilaisessa tasavallassa, suoritettu tutkimus, jonka tarkoituksena oli vahvistaa CKD:n mesenkymaalisten kantasolujen hoitoa. Autologisen MSC:n turvallisuus ja tehokkuus 18 kuukauden ajan kroonisen munuaisten vajaatoiminnan hoidossa suoritettiin yhteensä 10 potilaalle suurella annoksella 2 x 106/kg autologista MSC:tä. Arvioinnit suoritettiin 1, 3, 6, 12 ja 18 kuukauden kuluttua soluinjektioista [30].

Toinen tutkimus, joka tehtiin Birminghamissa, Alabamassa, Rochesterissa, Minnesotassa, Jacksonissa, Mississippissä, Yhdysvalloissa, jossa ihmisen omasta rasvakudoksesta kasvatettu kantasolutuote "mesenkymaalinen kantasolu" infusoitui takaisin potilaan omaan munuaiseen ja ensisijainen tulos mitattiin 3 kuukauden kuluttua munuaisten kudosten hapetus lisääntyi ja munuaistulehduksen vähentyminen nähtiin toissijaisena tuloksena [31].

Toimitusreitti:

Erilaisten sairauksien tai vaurioituneiden kudosten hoitoon on kehitetty erilaisia ​​reittejä ADSC:iden, ADSC-indusoitujen solujen tai ADSC:iden kuljettamiseen yhdistettynä yhdistemateriaaliin. Nämä reitit voidaan luokitella kahteen luokkaan: systeeminen annostelu verisuonten kautta (injektio laskimoon tai valtimonsisäinen injektio) tai paikallinen kuljetus suoraan vaurioituneisiin kudoksiin tai elimiin [32] MSC:n kuljetusreitti voi vaikuttaa solujen kykyyn siirtyä kotiin ja istuttaa. vaurioitunut kudos ja siten niiden teho munuaisten korjaamiseen. Yleisesti käytettyjä kokeellisia menetelmiä MSC:iden kuljettamiseksi ovat systeeminen suonensisäinen, valtimonsisäinen tai intraparenkymaalinen annostelu. Muilla kädellisillä solut jakautuvat laajalti munuaisiin, ihoon, keuhkoihin, kateenkorvaan ja maksaan arvioitujen 0,1-2,7 %:n siirrännäisten välillä [33].

MSC:n antotapa, suonensisäinen, valtimonsisäinen tai intraparenkymaalinen, voi vaikuttaa niiden tehokkuuteen munuaisten korjaamisessa. Kun leimattua MSC:tä suonensisäisesti infusoituna paviaaneihin havaittiin 9–21 kuukauden ajan, arvioidut kiinnittymistasot munuaisissa, keuhkoissa, maksassa, kateenkorvassa ja ihossa vaihtelivat välillä 0,1–2,7 %. [34] Itse asiassa suonensisäinen reitti viivästyy kuljetuksen tehokkuudessa, koska MSC voi aluksi jäädä loukkuun keuhkoihin. MSC:n valtimonsisäinen infuusio oli tehokkain tapa saada aikaan immunomodulaatio rotan munuaisensiirrossa, mahdollisesti välttämällä joutumista keuhkoverenkiertoon, jolloin MSC pääsi vaurioituneeseen munuaiseen [35].

Tärkeä MSC:iden ominaisuus on niiden kyky indusoida munuaisten glomerulaaristen ja tubulaaristen solujen proliferaatiota, mikä lisää solujen eloonjäämistä. Erittämällä proangiogeenisiä ja troofisia tekijöitä, injektoidut MSC:t eivät vain voi lisätä proliferaatiota, vaan ne voivat myös vähentää tubulussolujen apoptoosia [36]. Useita antoreittejä (parenkymaalinen, subkapsulaarinen, suonensisäinen) on tutkittu ja kaikki näyttävät olevan tehokkaita. Useat toistuvat MSC-injektiot näyttävät olevan jopa tehokkaampia kuin yksittäiset injektiot [37,38].

Metodologia:

Prospektiivinen tutkimus huhtikuusta 2019 eteenpäin (noin viisi vuotta tai näytevaatimusten täyttymiseen asti vähintään vuoden seurannalla) suoritetaan Bangladesh LASER & Cell Surgery Institute & Hospitalissa, Dhakassa. Tutkimukseen otetaan mukaan 31 CKD-potilasta, jotka täyttävät valintakriteerit ja jotka on otettu hoitoon valittuun terveydenhuoltoon. SVF (stromaalinen vaskulaarinen fraktio) kerätään vatsan ihonalaisesta rasvakudoksesta. Myöhempi käsittely (inkubointi, sentrifugointi, sekoitus, pesu ja neutralointi) tuottaa lopullisen elinkelpoisen ja aktiivisen SVF-solun (ADSC), joka siirretään suonensisäisesti. Koska jo vaurioitunut tai vaurioitunut munuainen voi vaurioitua edelleen angiografian ja katetrin asettamisen aikana munuaisvaltimoon, tutkijat valitsevat SVF:n laskimonsisäisen siirron. Ennen verensiirtoa kerätään näyte ja solujen laskenta suoritetaan käyttämällä automaattista fluoresoivaa solulaskuria.