CKD에 대한 SVF(Adipose Tissue Derived MSC) 기반 요법. (StemCell&CKD)

소개:

만성 신장 질환(CKD)은 사망률과 관련하여 유병률(8~16%)이 놀라울 정도로 증가하는 질병입니다[1]. CKD는 신장 대체 요법이 필요한 말기 신장 질환(ESRD)으로 진행될 수 있습니다. ESRD는 현재 미국 메디케어 지출의 6.3%를 차지하고 있으며 2015년까지 85% 증가할 것으로 예상됩니다[2]. 방글라데시의 농촌 인구를 대상으로 실시한 연구에서 전체 CKD 유병률은 약 19%로 나타났습니다[3]. 또한 ESRD는 삶의 질과 기대 수명에 큰 영향을 미칩니다[4]. 따라서 신부전의 진행을 예방, 완화 또는 감속하기 위한 치료적 개입을 개발하는 것이 매우 중요합니다.

당뇨병과 고혈압은 CKD와 투석 개시의 주요 원인을 나타냅니다[5]. 또한 사구체 질환, 영양실조, 감염성 질환, 급성신장손상 등은 말기신부전으로 이어져 전 세계적으로 사망부담을 증가시키는 원인이 된다[6]. 현재의 치료 방식은 종종 신장 질환 진행의 주요 원인을 표적으로 삼지 못합니다[7]. 현재 만성콩팥병의 관리는 주로 소인인자의 조절과 신장의 항상성 기능의 보충을 목표로 하고 있으며, 병든 신장 자체의 치료를 목적으로 하지 않습니다. 방글라데시와 같은 개발도상국의 사람들은 적절한 시설이나 재정적 제약으로 인해 장기 또는 평생 투석을 계속할 수 없습니다. 만성 사구체 및 세뇨관-간질 섬유증은 ESRD에 대한 일반적인 경로이며 종종 세포사멸, 산화적 손상, 섬유증 및 미세혈관 희박화와 관련이 있습니다. 불행하게도, 신장의 재생 잠재력은 만성 상태에서 제한되며 진행성 사구체 경화증 및 세뇨관-간질 섬유증을 예방하는 데 비효율적입니다[8]. 따라서 세포 재생을 촉진하는 치료 전략은 CKD 환자에게 좋은 대안이 될 수 있습니다.

간질 혈관 분율(SVF):

지방 조직의 SVF는 지방 전세포, 중간엽 줄기 세포(MSC), 내피 전구 세포, T 세포, B 세포, 비만 세포 및 지방 조직 대식세포의 풍부한 공급원입니다[9,10]. SVF는 피하 조직의 지방흡입술에서 얻은 지방흡입물의 성분입니다. Lipo-aspirate는 다계통 분화 능력을 포함하여 골수 줄기 세포와 많은 유사점을 공유하는 지방 유래 줄기 세포(ADSC)라고 하는 많은 줄기 세포 집단을 포함합니다.

줄기 세포:

줄기 세포는 세포 분열을 통해 장기간 자가 재생이 가능하지만 분화를 유도하여 특화되고 기능적인 세포로 분화될 수 있는 미분화 세포를 총칭하는 용어입니다. 줄기 세포는 일반적으로 배아 줄기 세포와 성체 줄기 세포의 두 가지 유형입니다. 성체줄기세포는 골수, 뼈, 지방, 근육 등을 포함한 많은 분화된 조직에서 얻을 수 있다. 성체줄기세포를 얻는 것도 윤리적 문제를 제기하지 않는다[11]. 대부분의 연구에서 문제의 성체 줄기 세포는 실제로 중간엽 줄기 세포(MSC) 또는 중간엽 간질 세포입니다. 그들은 다능하지만 만능은 아닙니다. 즉, 일부 또는 "다중"으로 분화할 수 있지만 모든 조직 유형은 아닙니다[11]. 동일한 환자에게 다시 투여할 의도로 환자로부터 채취한 줄기 세포를 자가 MSC라고 합니다. MSC는 또한 골수(bmMSC), 말초혈액, 결합조직, 골격근, 치수(dpMSC), 제대벽(ucMSC), 제대혈(cbMSC), 양수(afMSC)에서 분리될 수 있으며 모두 다양한 유형의 신장 질환을 치료하기 위해 실험 환경에서 사용되었습니다. 중간엽 줄기세포의 중요한 특징은 신장 사구체 및 관형 세포의 증식을 유도하여 세포 생존을 증가시키는 능력입니다[12].

지방 조직 유래 줄기 세포(ADSC)의 장점:

ADSC는 지방 조직에 포함된 체세포 줄기 세포 집단이며 전환 분화 및 자가 재생과 같은 줄기 세포 특성을 갖는 것으로 나타났습니다[13]. 다른 유형의 MSC와 마찬가지로 ADSC는 여러 CD 마커 항원(CD73+CD90+CD105+ CD34+/- CD11b- CD104b- CD19- CD31- CD45- SMA-)을 발현합니다[14,15]. 또한 ADSC를 활용하면 최소 침습 수술 절차를 통해 대량의 줄기 세포를 쉽게 분리할 수 있다는 장점이 있습니다[16].

ADSC는 혈관 전구체 세포입니다. 많은 연구에서 SVF가 내피 세포로 분화할 수 있고 혈관 형성에 참여할 수 있는 전구 세포를 포함하고 있음을 보여주었습니다[17]. 또한, 최근 연구에서는 pericyte 및 mesenchymal marker를 모두 발현하는 SVF 세포가 내피 주위 위치에 상주하며 내피 네트워크를 안정화한다는 사실이 입증되었습니다. [17] 또 다른 연구에서는 허혈성 신장 피질에 이식된 ADSC가 혈관으로 분화되는 미세 혈관으로 우선적으로 이동하는 것으로 나타났습니다. 평활근 세포 [18]. 신장 이식 수혜자에 대한 일부 임상시험과 FSGS에 대한 임상시험, CKD 환자에 대한 임상시험 2건은 프로토콜에 adMSC 사용을 포함합니다. 지방 조직은 bmMSC보다 빈도가 100~1000배 더 높은 MSC의 중요한 공급원입니다. 그들은 또한 혈관신생 또는 맥관형성에 대해 더 높은 잠재력을 가지고 있는 것으로 보입니다[19].

신장 질환 및 중간엽 줄기 세포:

골수에서 추출한 다양한 유형의 세포가 동물 및 임상 연구에서 신장 질환에 잠재적으로 사용되는지 테스트되었습니다. 조사 중인 모든 세포 중에서 중간엽 줄기세포는 신장 세포의 성장을 돕고 세포 사멸을 억제하며 신장 자체의 줄기 세포가 신장 손상을 복구하도록 장려하기 때문에 지금까지 가장 유망한 결과를 보여주었습니다[20].

신장 질환에 대한 MSC의 안전성과 효능을 테스트한 임상 시험은 거의 없습니다. Reinders와 동료들은 확장된 자가 골수 유래 중간엽 줄기세포를 2회 정맥 주사한 6명의 신장 동종이식 수혜자에서 안전성과 타당성을 연구했습니다[21]. 중요하게도, 자가 MSC의 전달은 부작용과 관련이 없었고 이식편 생존을 손상시키지도 않았습니다. 신장 질환 치료를 위한 자가 및 동종이계 MSC의 치료 가능성을 평가하기 위한 여러 임상 시험이 현재 진행 중입니다. [22] bmMSC와 adMSC 모두의 투여는 신장 내 염증 침윤 감소, 섬유증 감소 및 사구체 경화증을 포함한 상당한 신장 보호 효과를 입증했습니다. 12] 중간엽 줄기세포는 염증과 면역 반응을 완화하는 독특한 면역 조절 특성을 가지고 있어 신장 복구를 촉진하는 유망한 도구를 구성합니다. 최근 몇 년 동안 실험 연구를 통해 여러 CKD 모델에서 신장 기능을 개선할 수 있는 중간엽 줄기세포의 가능성이 밝혀졌으며 여러 임상 연구에서 CKD에서 MSC의 안전성과 효능이 나타났습니다[22].

ADSC는 손상된 조직이나 기관에 통합되어 새로운 기능적 구성 요소를 생성할 수 있으며 측분비 또는 자가분비 경로(혈관 내피 성장 인자, 과립구/대식세포 콜로니 자극 인자를 통해)를 통해 강력한 항염증, 항섬유화 또는 면역 조절 효과를 발휘할 수 있습니다. , stromal-derived factor-1alpha 및 hepatocyte growth factor)[23,24]. 흥미롭게도 세포사멸 또는 죽어가는 ADSC조차도 독특한 면역억제 특성을 보인다고 제안되었습니다[25]. ADSC는 골수 유래 중간엽 줄기세포보다 더 강력한 항염증 및 면역 조절 기능을 가지고 있는 것으로 나타났습니다[26].

Villanuevaet al. 쥐의 신절제술 유도 CKD 모델에서 ADSC의 단일 정맥 주입에 의한 CKD에 대한 ADSC의 효과를 조사했습니다[27]. ADSC 치료는 감소된 혈장 크레아티닌, 높은 수준의 상피형성 및 혈관신생 단백질, 개선된 신장 기능과 관련이 있었습니다. 현 등[28]은 IgAN 마우스 모델에서 신장 기능 개선에 대한 ADSC의 유익한 효과를 설명했습니다. 장 외. [30] ADSC의 반복적인 전신 투여는 DN 쥐 모델에서 단백뇨, 사구체 비대 및 세뇨관 간질 손상을 약화시키는 것을 발견했습니다[29].

현재 여러 임상 시험이 NIH 데이터베이스에 업로드되어 있으며 모두 주로 MSC 사용의 안전성과 CKD 치료 효능을 테스트하는 것을 목표로 합니다. 그들 중 두 개는 자가 bmMSC와 두 개의 adMSC 사용을 제안합니다. CKD에서 중간엽 줄기 세포 치료의 확인을 제공하도록 설계된 이란 이슬람 공화국 테헤란에서 수행된 연구. 총 10명의 환자에게 자가 MSC를 2x106/kg의 고용량 I/V 주사로 CKD 치료제로 18개월 동안 안전성과 유효성을 확인하였다. 평가는 세포 주입 후 1,3,6,12 및 18개월에 수행되었습니다[30].

또 다른 연구는 미국 앨라배마주 버밍햄, 미네소타주 잭슨주, 미시시피주 잭슨시에서 수행되었으며, 개인의 지방 조직에서 성장한 "중간엽 줄기 세포"라는 줄기 세포 제품을 환자 자신의 신장에 다시 주입하고 3개월 후에 신장이 신장에 도달한 후 1차 결과를 측정했습니다. 조직 산소화 증가 및 신장 염증 감소가 이차 결과로 나타났습니다[31].

배송 경로:

ADSC, ADSC 유도 세포 또는 복합 물질과 결합된 ADSC의 전달을 위한 다양한 경로가 다양한 질병 또는 손상된 조직의 치료를 위해 개발되었습니다. 이러한 경로는 두 가지 범주로 분류할 수 있습니다. 혈관을 통한 전신 전달(정맥 내 주사 또는 동맥 내 주사) 또는 손상된 조직이나 기관으로의 직접 국소 전달[32] MSC 전달 경로는 세포의 홈 및 생착 능력에 영향을 미칠 수 있습니다. 손상된 조직, 따라서 신장 복구에 대한 효능. MSC를 전달하기 위해 일반적으로 사용되는 실험 방법에는 전신 정맥 내, 동맥 내 또는 실질 내 전달이 포함됩니다. 인간이 아닌 영장류에서 세포는 신장, 피부, 폐, 흉선 및 간으로 광범위하게 분포하며 예상 생착 수준은 0.1~2.7%입니다[33].

MSC 전달 경로, 정맥 내, 동맥 내 또는 실질 내는 신장 복구 효율에 영향을 미칠 수 있습니다. 개코원숭이에게 정맥주사로 주입된 표지된 MSC가 9-21개월 동안 관찰되었을 때, 신장, 폐, 간, 흉선 및 피부에서의 추정된 생착 수준은 0.1-2.7% 범위였습니다. 실제로, MSC가 초기에 폐에 갇힐 수 있기 때문에 정맥 경로는 전달 효율이 뒤떨어집니다. MSC의 동맥 내 주입은 쥐의 신장 이식에서 면역 조절을 달성하는 가장 효과적인 경로였으며, 아마도 폐 순환에 머무르는 것을 피하여 MSC가 손상된 신장으로 돌아갈 수 있도록 했습니다[35].

MSC의 중요한 특징은 신장 사구체 및 관형 세포의 증식을 유도하여 세포 생존을 증가시키는 능력입니다. proangiogenic 및 trophic factor를 분비함으로써 주입된 MSC는 증식을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 tubular cell의 apoptosis를 감소시킬 수 있습니다. 여러 가지 투여 경로(실질 내, 피막 아래, 정맥 내)가 탐색되었으며 모두 효과적인 것으로 보입니다. 중간엽 줄기세포의 다중 반복 주입은 단일 주입보다 훨씬 더 효과적인 것으로 보입니다[37,38].

방법론:

2019년 4월부터 전향적 연구(약 5년 또는 최소 1년의 후속 조치로 샘플 요구 사항 완료까지)가 다카의 방글라데시 LASER & 세포 수술 연구소 및 병원에서 수행됩니다. 31 선택 기준을 충족하고 치료를 위해 선택한 의료 시설에 입원한 CKD 환자가 연구에 포함됩니다. SVF(기질 혈관 분획)는 복부 피하 지방 조직에서 수집됩니다. 후속 처리(인큐베이션, 원심분리, 혼합, 세척 및 중화)는 정맥으로 수혈될 최종 생존 가능 및 활성 SVF(ADSC) 세포를 생성합니다. 혈관 조영술 및 신장 동맥에 카테터를 배치하는 동안 이미 손상되었거나 손상된 신장의 추가 손상 가능성을 고려하여 조사관은 SVF의 정맥 수혈을 선택합니다. 수혈 전에 샘플을 수집하고 자동 형광 세포 카운터를 사용하여 세포 계수를 수행합니다.