SVF (脂肪組織由来 MSC) ベースの CKD 治療。 (StemCell&CKD)

序章：

慢性腎臓病 (CKD) は、死亡率に関連して有病率 (8 ～ 16%) が驚くほど増加している疾患です [1]。 CKD は末期腎不全 (ESRD) に進行する可能性があり、腎代替療法が必要になります。 ESRD は現在、米国のメディケア支出の 6.3% を占めており、2015 年までに 85% 増加すると予測されています [2]。 バングラデシュの農村住民を対象に実施された調査では、全体的な CKD 有病率は約 19% であることがわかりました [3]。 さらに、ESRD は生活の質と平均余命に大きな影響を与えます [4]。 したがって、腎不全の進行を予防、緩和、または減速するための治療的介入を開発することは非常に重要です。

真性糖尿病と高血圧は、CKD と透析の開始の主要な原因を表します [5]。 さらに、糸球体疾患、栄養失調、感染症、および急性腎障害がESRDにつながる可能性があり、世界的な死亡負担の増加に寄与しています[6]。 現在の治療法では、腎疾患の進行の主な原因を標的にできないことがよくあります [7]。 現在のCKDの管理は、主に素因の制御と腎臓の恒常性機能の補充を目的としていますが、病気の腎臓自体の治療を目的としていません。 バングラデシュのような発展途上国の人々は、適切な施設や財政的制約の欠如により、長期または生涯にわたって透析を続けることができません。 慢性糸球体および尿細管間質性線維症は、ESRD への一般的な経路であり、多くの場合、アポトーシス、酸化的損傷、線維症、および微小血管の希薄化に関連しています。 残念ながら、腎臓の再生能力は慢性的な状態では制限されており、進行性の糸球体硬化症や尿細管間質線維症を予防するには不十分です [8]。 したがって、細胞再生を促進する治療戦略は、CKD 患者にとって優れた代替手段となる可能性があります。

間質血管分画 (SVF):

脂肪組織の SVF は、前脂肪細胞、間葉系幹細胞 (MSC)、内皮前駆細胞、T 細胞、B 細胞、マスト細胞、および脂肪組織マクロファージの豊富な供給源です [9,10]。 SVF は、皮下組織の脂肪吸引から得られる脂肪吸引物の成分です。 脂肪吸引液には、脂肪由来幹細胞 (ADSC) と呼ばれる幹細胞が大量に含まれており、骨髄幹細胞と多くの類似点があり、多系列分化の能力が含まれています。

幹細胞：

幹細胞とは、細胞分裂による長期的な自己複製が可能であるが、特殊化された機能的な細胞に分化するように誘導できる、特殊化されていない細胞を指す総称です。 幹細胞には、一般に、胚性幹細胞と成体幹細胞の 2 種類があります。 成体幹細胞は、骨髄、骨、脂肪、筋肉などを含む多くの分化組織から取得できます。成体幹細胞を取得しても、倫理的な懸念は生じません [11]。 ほとんどの研究では、問題の成体幹細胞は実際には間葉系幹細胞 (MSC) または間葉系間質細胞です。 それらは多能性がありますが、多能性はありません。つまり、すべての組織タイプではなく、一部または「複数」の組織タイプに分化できます [11]。 同じ患者に投与する目的で患者から採取された幹細胞は、自家MSCと呼ばれます。 MSC は、骨髄 (bmMSC)、末梢血、結合組織、骨格筋、歯髄 (dpMSC)、臍帯壁 (ucMSC)、臍帯血 (cbMSC)、羊水 (afMSC) からも分離できます。さまざまな種類の腎疾患を治療するための実験環境で使用されています。 MSC の重要な特徴は、腎糸球体および尿細管細胞の増殖を誘導し、細胞の生存を増加させる能力です [12]。

脂肪組織由来幹細胞 (ADSC) の利点:

ADSC は脂肪組織に含まれる体性幹細胞集団であり、分化転換や自己複製などの幹細胞特性を有することが示されています [13]。 他のタイプの MSC と同様に、ADSC は複数の CD マーカー抗原 (CD73+CD90+CD105+ CD34+/- CD11b- CD104b- CD19- CD31- CD45- SMA-) を発現します [14,15]。 さらに、ADSC の利用は、低侵襲の外科的処置を使用して大量の幹細胞を容易に分離できるという点で有利です [16]。

ADSCは血管前駆細胞です。 多くの研究で、SVF には、内皮細胞に分化して血管形成に関与できる前駆細胞が含まれていることが示されています [17]。 さらに、最近の研究では、周皮細胞マーカーと間葉マーカーの両方を発現する SVF 細胞が内皮周囲の位置に存在し、内皮ネットワークを安定化することが示されました [17] 別の研究は、虚血性腎皮質に移植された ADSC が微小血管に向かって優先的に移動し、そこで血管に分化することを示しました。平滑筋細胞 [18]。 腎臓移植レシピエントに関するいくつかの試験、FSGS に関する試験、および CKD 患者に関する 2 つの試験では、プロトコルに adMSC の利用が含まれています。 脂肪組織は MSC の重要な供給源であり、その頻度は bmMSC の 100 ～ 1000 倍です。 また、血管新生または脈管形成の可能性が高いようです [19]。

腎臓病と間葉系幹細胞：

骨髄由来のさまざまな種類の細胞が、腎臓病での​​使用の可能性について動物および臨床研究でテストされています。 調査中のすべての細胞の中で、MSC は腎臓細胞の増殖を助け、細胞死を抑制し、腎臓自身の幹細胞が腎臓の損傷を修復するのを促進するため、これまでで最も有望な結果を示しています [20]。

腎疾患に対する MSC の安全性と有効性を検証した臨床試験はほとんどありません。 Reinders らは、拡張された自家骨髄由来 MSC の 2 回の静脈内注入を受けた 6 人の腎臓同種移植レシピエントの安全性と実現可能性を研究しました [21]。 重要なことに、自家 MSC の送達は有害事象とは関連がなく、移植片の生存率も低下しませんでした。 腎疾患の治療における自家および同種異系 MSC の治療可能性を評価するために、いくつかの臨床試験が現在進行中です [22] bmMSC と adMSC の両方の投与は、腎内炎症性浸潤の減少、線維症の減少、および糸球体硬化症を含む重要な腎保護効果を示しています [ [12] MSC は、炎症および免疫応答を改善する独自の免疫調節特性を有し、腎修復を促進する有望なツールを構成します。 近年、実験的研究により、CKDのいくつかのモデルでMSCが腎機能を改善する可能性が明らかになり、いくつかの臨床研究でCKDにおけるMSCの安全性と有効性が示されました[22]。

ADSC は損傷した組織や臓器に取り込まれ、新しい機能成分を生み出し、パラクリン経路またはオートクリン経路 (血管内皮増殖因子、顆粒球/マクロファージ コロニー刺激因子を介して) を介して強力な抗炎症、抗線維化、または免疫調節効果を発揮する可能性があります。 、間質由来因子-1αおよび肝細胞増殖因子) [23,24]。 興味深いことに、アポトーシスまたは瀕死のADSCでさえ、独特の免疫抑制特性を示すことが提案されています[25]。 ADSC は、骨髄由来 MSC よりも強力な抗炎症および免疫調節機能を有することが示されています [26]。

ビジャヌエバ等。ラットの腎摘出誘発 CKD モデルに対する ADSC の単回静脈内注入による CKD に対する ADSC の効果を調査した [27]。 ADSC 治療は、血漿クレアチニンの減少、上皮新生タンパク質および血管新生タンパク質のレベルの上昇、および腎機能の改善と関連していました。 Hyun らの研究 [28] は、IgAN マウスモデルでの腎機能の改善に対する ADSC の有益な効果を示しています。 張ら。 [30] ADSC の反復全身投与が、DN ラットモデルにおけるタンパク尿、糸球体肥大、および尿細管間質損傷を軽減することを発見した [29]。

現在、いくつかの臨床試験が NIH データベースにアップロードされており、すべて主に MSC 使用の安全性と CKD 治療におけるその有効性をテストすることを目的としています。 そのうちの 2 つは、自家 bmMSC と 2 つの adMSC の使用を提案しています。 イラン・イスラム共和国のテヘランで実施された研究で、CKD における間葉系幹細胞療法の確証を提供するために設計されました。 合計 10 人の患者の CKD の治療法としての自家 MSC の 18 か月の安全性と有効性が、2x106/kg の高用量の自家 MSC の I/V 注射で実施されました。 評価は、細胞注入後 1、3、6、12、および 18 か月で実施されました [30]。

バーミンガム、アラバマ州、ロチェスター、ミネソタ州、ジャクソン、ミシシッピ州、米国で実施された別の研究では、患者自身の脂肪組織から成長した「間葉系幹細胞」と呼ばれる幹細胞製品が患者自身の腎臓に注入され、3 か月後に腎臓が組織の酸素化が増加し、腎臓の炎症の減少が二次的な結果として見られました[31]。

配送経路:

ADSC、ADSC 誘導細胞、または化合物材料と組み合わせた ADSC を送達するためのさまざまな経路が、さまざまな疾患または損傷組織の治療のために開発されています。 これらの経路は、血管を介した全身送達（静脈内注射または動脈内注射）または損傷した組織または臓器への直接の局所送達の2つのカテゴリーに分類できます[32] MSC送達の経路は、細胞のホーミングおよび生着能力に影響を与える可能性があります損傷した組織、およびそれによる腎修復の有効性。 MSC を提供するために一般的に使用される実験的方法には、全身静脈内、動脈内、または実質内送達が含まれます。 ヒト以外の霊長類では、細胞は腎臓、皮膚、肺、胸腺、および肝臓に広く分布し、移植の推定レベルは 0.1 ～ 2.7% です [33]。

静脈内、動脈内、または実質内の MSC 送達の経路は、腎臓修復の効率に影響を与える可能性があります。 ヒヒに静脈内注入されたラベル付き MSC が 9 ～ 21 か月間観察された場合、腎臓、肺、肝臓、胸腺、および皮膚における生着の推定レベルは 0.1 ～ 2.7% の範囲でした。 [34] 実際、MSC は最初に肺に閉じ込められる可能性があるため、静脈内経路では送達効率が遅れます。 MSC の動脈内注入は、ラットの腎臓移植で免疫調節を達成するための最も効果的な経路であり、おそらく肺循環での滞留を回避し、MSC が損傷した腎臓に戻ることを可能にする [35]。

MSC の重要な特徴は、腎糸球体および尿細管細胞の増殖を誘導し、細胞の生存率を高める能力です。 血管新生促進因子および栄養因子を分泌することにより、注入された MSC は増殖を促進するだけでなく、尿細管細胞のアポトーシスを減少させることもできます [36]。 いくつかの投与経路（実質内、被膜下、静脈内）が検討されており、すべてが効果的であると思われる. MSC の複数回の反復注射は、1 回の注射よりもさらに効果的であるようです [37,38]。

方法論:

2019 年 4 月以降 (約 5 年間、または最低 1 年間のフォローアップを伴うサンプル要件の完了まで) の前向き研究が、ダッカのバングラデシュ LASER & Cell Surgery Institute & Hospital で実施されます。 31 選択基準を満たし、治療のために選択された医療施設に入院した CKD 患者が研究に含まれます。 腹部皮下脂肪組織からSVF（間質血管分画）を採取します。 その後の処理 (インキュベーション、遠心分離、混合、洗浄および中和) により、静脈内に輸血される最終的な生存および活性 SVF (ADSC) 細胞が生成されます。 血管造影および腎動脈へのカテーテルの配置中に、すでに損傷または損傷した腎臓のさらなる損傷の可能性を考慮して、研究者は SVF の静脈内輸血を選択します。 輸血サンプルが収集される前に、自動蛍光細胞カウンターを使用して細胞計数が行われます。