Zawiesina autologicznych keratynocytów w porównaniu z zawiesiną komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej i keratynocytów do obszaru surowego po oparzeniu

Urazy oparzeniowe są skomplikowanymi ranami do leczenia ze stosunkowo wysoką śmiertelnością w szczególnie dużych oparzeniach i u pacjentów w podeszłym wieku.

Znaczne uszkodzenie tkanek i rozległa utrata płynów mogą powodować upośledzenie funkcji życiowych skóry. Gdy gojenie jest opóźnione, potencjalne krótkoterminowe powszechne powikłania obejmują infekcję rany wpływającą na miejscowy proces gojenia lub ogólnoustrojowe reakcje zapalne i immunologiczne, które następnie mogą powodować zagrażającą życiu posocznicę i niewydolność wielonarządową.

Na szczęście wskaźniki przeżycia poprawiły się drastycznie w ciągu ostatniego stulecia dzięki postępom w leczeniu oparzeń, takim jak wczesna interwencja chirurgiczna, wsparcie w intensywnej opiece i opatrywanie ran.

Od wielu lat „złotym standardem” leczenia ran oparzeniowych jest przeszczep autologicznego przeszczepu skóry. U pacjentów z rozległymi ranami oparzeniowymi miejsca pobrania mogą być ograniczone. Aby pokryć wszystkie rany, pacjenci często wymagają wielu operacji i/lub skóry trzeba było maksymalnie rozszerzyć.

Jednak obecne różne techniki i zabiegi rozszerzania [mesh i Meek-Wall] często prowadzą do powstawania blizn, zwłaszcza w miejscach między miejscami z dużą siatką.

Szybkość zamykania się rany zależy od tego, jak szybko komórki naskórka migrują z autoprzeszczepu siatkowego i/lub brzegów rany w celu zamknięcia rany. Przyspieszenie reepitelializacji może potencjalnie poprawić wynik procesu gojenia pod względem zmniejszenia tworzenia się tkanki ziarninowej, skrócenia czasu gojenia, a tym samym zmniejszenia ryzyka kolonizacji i infekcji, a także powstawania blizn.

Odkąd przypadki kliniczne zostały po raz pierwszy pomyślnie wyleczone za pomocą hodowanych warstw nabłonka, arkusze keratynocytów stały się ważnym narzędziem w leczeniu ran oparzeniowych. Jednak zastosowanie kliniczne może być ograniczone przez długi czas hodowli i kruchość arkuszy keratynocytów. Istnieje zatem kliniczne zapotrzebowanie na inne możliwości pokrycia dużych obszarów ran oparzeniowych w przypadku braku żywych miejsc dawczych.

Nowatorska koncepcja polega na leczeniu ran zawiesinami komórek nabłonka. W 1998 roku Fraulin i in. opracowali metodę rozprowadzania zawiesiny komórek na rany za pomocą aerozolu w modelu świni.

Zastosowanie niehodowanych zawiesin keratynocytów zostało po raz pierwszy opisane przez Hunyadi i wsp., wykazując, że grupa pacjentów z ranami oparzeniowymi lub przewlekłymi owrzodzeniami podudzi, leczonych matrycą fibrynową zawierającą keratynocyty, wyleczyła się całkowicie, w przeciwieństwie do grupy kontrolnej.

W modelach ran świńskich wykazano, że niehodowane zawiesiny keratynocytów przyspieszają gojenie ran, poprawiają jakość nabłonka i przywracają populację melanocytów w porównaniu z odpowiednią grupą kontrolną.

Główne zalety stosowania zawiesin komórek niehodowanych to drastyczne skrócenie czasu przygotowania i prawdopodobnie łatwiejsza obsługa w porównaniu z arkuszami keratynocytów. W szczególności jakość blizny można poprawić poprzez zwiększenie szybkości epitelializacji i zanikania wzorów siatek w podzielonych przeszczepach skóry.

Z drugiej strony terapie oparte na komórkach macierzystych zyskały zainteresowanie jako obiecujące podejście do poprawy regeneracji tkanek.

Komórki macierzyste charakteryzują się multipotencją i zdolnością do samoodnawiania. Ich potencjał terapeutyczny w dużej mierze wynika z ich zdolności do wydzielania cytokin proregeneracyjnych, co czyni je atrakcyjną opcją w leczeniu ran przewlekłych.

Komórki macierzyste z wielu źródeł są obecnie testowane w badaniach przedklinicznych i klinicznych pod kątem ich zdolności do szybszego gojenia się ran i regeneracji tkanek. Badania te nie tylko dowiodły, że autologiczna terapia komórkami macierzystymi jest bezpiecznie tolerowana, ale także wykazały pozytywne wyniki kliniczne.

Według Międzynarodowego Towarzystwa Terapii Komórkowej, mezenchymalne komórki macierzyste są definiowane na podstawie ich zdolności przylegania do plastikowej powierzchni, ekspresji markerów powierzchniowych CD73, CD90 i CD105, braku ekspresji markerów hematopoetycznych CD14, CD34, CD45, CD11b/CD79 i CD19/HLA-DR oraz przez ich zdolność do różnicowania wzdłuż szlaków osteoblastycznych, adipocytarnych i chondrocytarnych.

Wyizolowane z tkanek, w tym szpiku kostnego, tkanki tłuszczowej, krwi pępowinowej, tkanki nerwowej i skóry właściwej, MSC były podawane ogólnoustrojowo i miejscowo w leczeniu ran skórnych.18 Chociaż wykazano, że mezenchymalne komórki macierzyste wykazują niski poziom długoterminowej inkorporacji w gojące się rany, coraz więcej badań sugeruje, że ich korzyść terapeutyczną przypisuje się uwalnianiu przez nie mediatorów troficznych, a nie bezpośredniemu wkładowi strukturalnemu.19 Poprzez uwalnianie czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego, czynnika-1 pochodzącego z komórek zrębu, naskórkowego czynnika wzrostu, czynnika wzrostu keratynocytów, insulinopodobnego czynnika wzrostu i metaloproteinazy macierzy-9, mezenchymalne komórki macierzyste promują tworzenie nowych naczyń, rekrutują endogenne komórki progenitorowe, oraz bezpośrednie różnicowanie komórek, proliferację i tworzenie macierzy pozakomórkowej podczas gojenia się ran.

Mezenchymalne komórki macierzyste wykazują również kluczowe właściwości immunomodulacyjne poprzez wydzielanie interferonu-λ, czynnika martwicy nowotworu-α, interleukiny-1α i interleukiny-1β, a także poprzez aktywację indukowalnej syntazy tlenku azotu. Wydzielanie prostaglandyny E2 przez mezenchymalne komórki macierzyste dodatkowo reguluje zwłóknienie i stany zapalne, wspomagając gojenie tkanek i zmniejszając bliznowacenie.

Wreszcie, mezenchymalne komórki macierzyste wykazują właściwości bakteriobójcze poprzez wydzielanie czynników przeciwdrobnoustrojowych oraz zwiększanie zabijania bakterii i fagocytozy przez komórki odpornościowe.

Mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej są pluripotencjalną, heterogenną populacją komórek obecnych w ludzkiej tkance tłuszczowej.

Jednak izolację mezenchymalnych komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej można łatwo przeprowadzić za pomocą aspiratów liposukcji lub wyciętych próbek tłuszczu, które można uzyskać przy minimalnej zachorowalności dawcy.

Mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej można różnicować w linie komórek adipogennych, chondrogennych, miogennych i osteogennych w odpowiedzi na określone bodźce. Alternatywnie, mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej można podać natychmiast bez namnażania lub różnicowania in vitro w hodowli.

Wyjątkowo wysoki uzysk komórek z lipoaspiratu (aż 1*107 komórek z 300 ml lipoaspiratu o czystości co najmniej 95%) w porównaniu z aspiracją szpiku kostnego sprawia, że ​​mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej są szczególnie atrakcyjnym źródłem komórek dla ostrej ustawienie rany.