SVF (zsírszövetből származó MSC) alapú terápia a CKD kezelésére. (StemCell&CKD)

Bevezetés:

A krónikus vesebetegség (CKD) egy riasztóan növekvő prevalenciájú (8-16%) betegség, amely a mortalitáshoz kapcsolódik [1]. A CKD a végstádiumú vesebetegség (ESRD) felé haladhat, amely vesepótló kezelést igényel. Az ESRD jelenleg a Medicare-kiadások 6,3%-át teszi ki az Egyesült Államokban, és az előrejelzések szerint 2015-re 85%-kal fog növekedni [2]. Egy bangladesi vidéki lakosság körében végzett vizsgálatban a krónikus vesebetegség teljes prevalenciáját körülbelül 19%-ban találták [3]. Ezenkívül az ESRD jelentős hatással van az életminőségre és a várható élettartamra [4]. Ezért nagyon fontos terápiás beavatkozások kidolgozása a veseelégtelenség megelőzésére, enyhítésére vagy lassítására.

A diabetes mellitus és a magas vérnyomás a krónikus veseelégtelenség és a dialízis megkezdésének fő okai [5]. Ezenkívül a glomeruláris betegségek, az alultápláltság, a fertőző betegségek és az akut vesekárosodás ESRD-hez vezethet, ami hozzájárul a halálozási terhek globális növekedéséhez [6]. A jelenlegi kezelési módok gyakran nem célozzák meg a vesebetegség progressziójának fő okait [7]. A CKD kezelése jelenleg leginkább a hajlamosító tényezők szabályozására és a vese homeosztatikus funkcióinak kiegészítésére irányul, de nem magának a beteg vesének a kezelésére. Ismét a megfelelő létesítmények hiánya vagy a pénzügyi korlátok miatt egy olyan fejlődő országban, mint Banglades, nem tudják folytatni a hosszú távú vagy élethosszig tartó dialízist. A krónikus glomeruláris és tubulus-intersticiális fibrózis gyakori út az ESRD-hez, gyakran társul apoptózissal, oxidatív károsodással, fibrózissal és mikrovaszkuláris ritkasággal. Sajnos a vese regenerációs potenciálja korlátozott krónikus állapotokban, és nem hatékony a progresszív glomerulosclerosis és a tubulus-intersticiális fibrózis megelőzésében [8]. A sejtregenerációt serkentő kezelési stratégiák ezért jó alternatívákat kínálhatnak a krónikus vesebetegségben szenvedő betegek számára.

Stromális vaszkuláris frakció (SVF):

A zsírszövet SVF-je a pre-adipociták, a mezenchimális őssejtek (MSC), az endothel progenitor sejtek, a T-sejtek, a B-sejtek, a hízósejtek, valamint a zsírszöveti makrofágok gazdag forrása [9,10]. Az SVF a bőr alatti szövet zsírleszívásából nyert lipo-aspirátum összetevője. A lipo-aspirate őssejtek nagy populációját tartalmazza, amelyeket zsírból származó őssejteknek (ADSC) neveznek, amelyek számos hasonlóságot mutatnak a csontvelői őssejtekkel, beleértve a többvonalas differenciálódás képességét.

Őssejtek:

Az őssejt egy általános kifejezés, amely minden olyan nem specializálódott sejtre utal, amely képes hosszú távú önmegújulásra a sejtosztódás révén, de képes arra, hogy speciális, funkcionális sejtté differenciálódjon. Az őssejtek általában kétféle, az embrionális őssejtek és a felnőtt őssejtek. A felnőtt őssejtek számos differenciált szövetből nyerhetők, beleértve a csontvelőt, csontot, zsírt és izmokat stb. A felnőtt őssejtek beszerzése szintén nem vet fel semmilyen etikai aggályt [11]. A legtöbb tanulmányban a kérdéses felnőtt őssejt valójában mesenchymális őssejt (MSC) vagy mesenchymalis stroma sejt. Multipotensek, de nem pluripotensek, ami azt jelenti, hogy bizonyos vagy "többszörös", de nem minden szövettípusra képesek megkülönböztetni [11]. Azokat az őssejteket, amelyeket a páciensből gyűjtenek be azzal a szándékkal, hogy ugyanannak a betegnek adják vissza őket, autológ MSC-knek nevezik. Az MSC izolálható a csontvelőből (bmMSC), a perifériás vérből, a kötőszövetből, a vázizomzatból, a fogpulpából (dpMSC), a köldökzsinór falából (ucMSC), a köldökzsinórvérből (cbMSC), a magzatvízből (afMSC) és mindegyikből. kísérleti körülmények között alkalmazták különféle vesebetegségek kezelésére. Az MSC-k fontos jellemzője, hogy képesek a vese glomeruláris és tubuláris sejtjeinek proliferációját indukálni, növelve a sejtek túlélését [12].

A zsírszövetből származó őssejtek (ADSC) előnyei:

Az ADSC-k a zsírszövetben található szomatikus őssejtpopuláció, és kimutatták, hogy olyan őssejt-tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a transzdifferenciálódás és az önmegújulás [13]. A többi MSC-típushoz hasonlóan az ADSC-k is több CD marker antigént (CD73+CD90+CD105+ CD34+/- CD11b-CD104b-CD19-CD31-CD45-SMA-) expresszálnak [14,15]. Ezenkívül az ADSC-k alkalmazása előnyös abból a szempontból, hogy nagy mennyiségű őssejtet könnyen izolálhatunk minimálisan invazív sebészeti eljárásokkal [16].

Az ADSC-k vaszkuláris prekurzor sejtek. Számos tanulmány kimutatta, hogy az SVF olyan progenitor sejteket tartalmaz, amelyek képesek endoteliális sejtekké differenciálódni, és részt vesznek a vérerek képződésében [17]. Ezenkívül egy közelmúltban végzett tanulmány kimutatta, hogy a pericita és a mezenchimális markert egyaránt expresszáló SVF-sejtek peri-endotheliális helyen helyezkednek el, és stabilizálják az endothel hálózatokat [17] Egy másik tanulmány kimutatta, hogy az ischaemiás vesekéregbe transzplantált ADSC-k elsősorban a mikroerek felé vándorolnak, ahol vaszkulárissá differenciálódnak. simaizomsejtek [18]. Egyes vesetranszplantált betegeken végzett vizsgálatok, valamint az FSGS-en és 2 CKD-betegeken végzett kísérletek protokolljában szerepel az adMSC alkalmazása. A zsírszövet az MSC fontos forrása, gyakorisága 100-1000-szer nagyobb, mint a bmMSC. Úgy tűnik, hogy nagyobb potenciállal rendelkeznek az angiogenezis vagy vasculogenesis szempontjából [19].

Vesebetegség és mesenchymális őssejtek:

Számos különböző típusú csontvelői sejtet teszteltek állatokon és klinikai vizsgálatokban a vesebetegségben való lehetséges alkalmazás céljából. A vizsgált sejtek közül az MSC-k a mai napig a legígéretesebb eredményeket mutatták, mivel elősegítik a vesesejtek növekedését, gátolják a sejthalált, és arra ösztönzik a vese saját őssejtjeit, hogy helyreállítsák a vesekárosodást [20].

Kevés klinikai vizsgálat tesztelte az MSC-k biztonságosságát és hatékonyságát vesebetegség esetén. Reinders és munkatársai hat vese allograft recipiensen tanulmányozták a biztonságot és a megvalósíthatóságot, akik két intravénás infúziót kaptak kiterjesztett autológ csontvelő-eredetű MSC-ből [21]. Fontos, hogy az autológ MSC-k beadása nem járt nemkívánatos eseményekkel, és nem veszélyeztette a graft túlélését. Jelenleg számos klinikai vizsgálat folyik az autológ és allogén MSC-k terápiás potenciáljának értékelésére a vesebetegségek kezelésében [22] Mind a bmMSC, mind az adMSC alkalmazása jelentős vesevédő hatást mutatott, beleértve az intrarenális gyulladásos infiltrátum csökkentését, a fibrózis csökkenését és a glomerulosclerosis kialakulását. 12] Az MSC-k egyedülálló immunmoduláló tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek enyhítik a gyulladást és az immunválaszokat, és ígéretes eszközt jelentenek a vese helyreállításának elősegítésére. Az elmúlt évek kísérleti tanulmányai feltárták az MSC-kben rejlő potenciált a veseműködés javítására a CKD számos modelljében, és számos klinikai tanulmány jelezte biztonságosságukat és hatékonyságukat CKD-ben [22].

Az ADSC-k beépülhetnek a sérült szövetekbe vagy szervekbe, amelyek új funkcionális komponenseket eredményezhetnek, és erős gyulladáscsökkentő, antifibrotikus vagy immunmoduláló hatást fejthetnek ki parakrin vagy autokrin utakon keresztül (vaszkuláris endothel növekedési faktoron, granulocita/makrofág kolónia stimuláló faktoron keresztül) , stromális eredetű 1alfa faktor és hepatocita növekedési faktor) [23,24]. Érdekes módon azt feltételezik, hogy még az apoptotikus vagy haldokló ADSC-k is jellegzetes immunszuppresszív tulajdonságokat mutatnak [25]. Kimutatták, hogy az ADSC-k erősebb gyulladásgátló és immunmoduláló funkciókkal rendelkeznek, mint a csontvelőből származó MSC-k [26].

Villanueva et al. az ADSC-k CKD-re kifejtett hatását vizsgálták egyetlen intravénás ADSC-infúzióval patkányok nephrectómiával kiváltott CKD-modelljén [27]. Az ADSC-kezelés a plazma kreatininszintjének csökkenésével, az epiteliogén és angiogén fehérjék magasabb szintjével, valamint a vesefunkció javulásával járt. Hyun és munkatársai [28] az ADSC-k jótékony hatását mutatták be a vesefunkció javítására egy IgAN egérmodellben. Zhang és mtsai. [30] azt találta, hogy az ADSC-k ismételt szisztémás beadása csökkentette a proteinuriát, a glomerulus hipertrófiát és a tubuláris intersticiális sérülést DN patkánymodellben [29].

Jelenleg számos klinikai vizsgálatot töltöttek fel az NIH adatbázisába, amelyek mindegyike elsősorban az MSC használatának biztonságosságát és a CKD kezelésében való hatékonyságát vizsgálja. Közülük kettő autológ bmMSC, kettő pedig adMSC használatát javasolja. Egy Teheránban, az Iráni Iszlám Köztársaságban végzett vizsgálat, amelynek célja a CKD mezenchimális őssejtterápiájának megerősítése volt. Az autológ MSC 18 hónapos biztonságossága és hatékonysága a CKD terápiájaként összesen 10 beteget végeztek nagy dózisú, 2x106/kg autológ MSC intravénás injekcióval. Az értékeléseket a sejtinjekciók után 1, 3, 6, 12 és 18 hónappal végezték el [30].

Egy másik tanulmányt Birminghamben (Alabama, Rochester, Minnesota, Jackson, Mississippi, USA) végeztek, ahol az ember saját zsírszövetéből kinőtt "mesenchymális őssejt" nevű őssejtterméket visszajuttatták a páciens saját veséjébe, és az elsődleges eredményt 3 hónap elteltével mérték, ahol a vese A szövetek oxigénellátása megnövekedett és a vesegyulladás csökkenése másodlagos kimenetelnek számított [31].

Szállítási útvonal:

Az ADSC-k, ADSC-indukált sejtek vagy összetett anyagokkal kombinált ADSC-k bejuttatásának különféle módjait különféle betegségek vagy sérült szövetek kezelésére fejlesztették ki. Ezek az útvonalak két kategóriába sorolhatók: szisztémás bejuttatás ereken keresztül (intravénás injekció vagy intraartériás injekció) vagy helyi bejuttatás közvetlenül a sérült szövetekbe vagy szervekbe [32] Az MSC bejuttatási útvonala befolyásolhatja a sejtek otthoni és beültetési képességét. a sérült szövetet, és ezáltal a vese helyreállítására való hatékonyságukat. Az MSC-k bejuttatására általánosan használt kísérleti módszerek közé tartozik a szisztémás intravénás, intraartériás vagy intraparenchimális bejuttatás. Nem humán főemlősökben a sejtek széles körben eloszlanak a vesékben, a bőrben, a tüdőben, a csecsemőmirigyben és a májban, a beágyazódás becsült szintje 0,1-2,7% [33].

Az MSC bejuttatásának módja – intravénás, intraartériás vagy intraparenchymális – befolyásolhatja a vese helyreállításának hatékonyságát. Amikor a páviánokba intravénásan infundált MSC-t 9-21 hónapig figyelték meg, a vesében, a tüdőben, a májban, a csecsemőmirigyben és a bőrben történő átültetés becsült szintje 0,1-2,7% volt. [34] Valójában az intravénás beadási mód elmarad a bejuttatás hatékonyságában, mivel az MSC kezdetben a tüdőben rekedhet. Az MSC intraartériás infúziója volt a leghatékonyabb módja az immunmoduláció elérésének patkányvese-transzplantációban, feltehetőleg elkerülve a tüdőkeringésben való megtapadást, lehetővé téve, hogy az MSC otthont adjon a sérült veséhez [35].

Az MSC-k fontos jellemzője, hogy képesek a vese glomeruláris és tubuláris sejtjeinek proliferációját indukálni, növelve a sejtek túlélését. A proangiogén és trofikus faktorok kiválasztásával az injektált MSC-k nemcsak a proliferációt fokozhatják, hanem csökkenthetik a tubuláris sejtek apoptózisát is [36]. Számos beadási módot (intraparenchymális, szubkapszuláris, intravénás) vizsgáltak, és mindegyik hatásosnak tűnik. Az MSC-k többszöri, ismételt injekciója még hatékonyabbnak tűnik, mint az egyszeri injekció [37,38].

Módszertan:

A 2019 áprilisától kezdődő prospektív vizsgálatot (körülbelül öt év, vagy a mintakövetelmények teljesítéséig, legalább egyéves nyomon követéssel) a Banglades LASER & Cell Surgery Institute & Hospital, Dhaka végzi. 31 olyan krónikus vesebetegségben szenvedő beteget vonnak be a vizsgálatba, akik megfelelnek a kiválasztási kritériumoknak és a kiválasztott egészségügyi intézménybe kerültek kezelésre. Az SVF-et (stroma vascularis frakció) a hasi bőr alatti zsírszövetből gyűjtik össze. Az ezt követő feldolgozás (inkubálás, centrifugálás, keverés, mosás és semlegesítés) végső életképes és aktív SVF (ADSC) sejtet eredményez, amelyet intravénásan transzfundálnak. Figyelembe véve a már károsodott vagy sérült vese további károsodásának lehetőségét az angiográfia és a katéter veseartériába történő behelyezése során, a kutatók az SVF intravénás transzfúzióját választják. A transzfúzió előtt mintát gyűjtenek, és a sejtszámlálást automata fluoreszcens sejtszámláló segítségével végzik.