Терапия ХБП на основе SVF (MSC жировой ткани). (StemCell&CKD)

Вступление:

Хроническая болезнь почек (ХБП) — заболевание с тревожно растущей распространенностью (8–16%), связанное со смертностью [1]. ХБП может прогрессировать до терминальной стадии почечной недостаточности (ТХПН), требующей заместительной почечной терапии. В настоящее время на ESRD приходится 6,3% расходов Medicare в Соединенных Штатах, и, по прогнозам, к 2015 г. они возрастут на 85% [2]. В исследовании, проведенном среди сельского населения Бангладеш, общая распространенность ХБП составила около 19% [3]. Кроме того, ESRD оказывает большое влияние на качество жизни и ожидаемую продолжительность жизни [4]. Поэтому очень важно разработать терапевтические вмешательства для предотвращения, облегчения или замедления прогрессирования почечной недостаточности.

Сахарный диабет и артериальная гипертензия являются основными причинами ХБП и начала диализа [5]. Кроме того, гломерулярные заболевания, недоедание, инфекционные заболевания и острая почечная недостаточность могут привести к терминальной стадии почечной недостаточности, способствуя увеличению общего бремени смерти [6]. Существующие методы лечения часто не могут воздействовать на основные причины, способствующие прогрессированию почечной недостаточности [7]. Лечение ХБП в настоящее время в основном направлено на контроль предрасполагающих факторов и улучшение гомеостатических функций почек, а не на лечение самой пораженной почки. Опять же из-за отсутствия надлежащих условий или финансовых ограничений люди в развивающихся странах, таких как Бангладеш, не могут продолжать диализ в течение длительного или пожизненного срока. Хронический гломерулярный и канальцево-интерстициальный фиброз является частым путем к ХПН, часто связанному с апоптозом, окислительным повреждением, фиброзом и микрососудистым разрежением. К сожалению, регенеративный потенциал почки при хронических состояниях ограничен и неэффективен для профилактики прогрессирующего гломерулосклероза и канальцево-интерстициального фиброза [8]. Таким образом, стратегии лечения, стимулирующие клеточную регенерацию, могут быть хорошей альтернативой для пациентов с ХБП.

Стромально-васкулярная фракция (СВФ):

СВФ жировой ткани является богатым источником преадипоцитов, мезенхимальных стволовых клеток (МСК), эндотелиальных клеток-предшественников, Т-клеток, В-клеток, тучных клеток, а также макрофагов жировой ткани [9,10]. СВФ является компонентом липоаспирата, полученного при липосакции подкожной клетчатки. Липоаспират содержит большую популяцию стволовых клеток, называемых стволовыми клетками жирового происхождения (ADSC), которые имеют ряд сходных черт со стволовыми клетками костного мозга, включая способность к многолинейной дифференцировке.

Стволовые клетки:

Стволовая клетка — это общий термин, относящийся к любой неспециализированной клетке, которая способна к длительному самообновлению посредством клеточного деления, но которую можно индуцировать для дифференцировки в специализированную функциональную клетку. Стволовые клетки обычно бывают двух типов: эмбриональные стволовые клетки и взрослые стволовые клетки. Взрослые стволовые клетки можно получить из многих дифференцированных тканей, включая костный мозг, кости, жир, мышцы и т. д. Получение взрослых стволовых клеток также не вызывает никаких этических проблем [11]. В большинстве исследований рассматриваемая взрослая стволовая клетка на самом деле является мезенхимальной стволовой клеткой (МСК) или мезенхимальной стромальной клеткой. Они мультипотентны, но не плюрипотентны, что означает, что они могут дифференцироваться в некоторые или «множественные», но не во все типы тканей [11]. Стволовые клетки, взятые у пациента с целью повторного введения их тому же пациенту, называются аутологичными МСК. МСК также могут быть выделены из костного мозга (bmMSC), периферической крови, соединительной ткани, скелетных мышц, пульпы зуба (dpMSC), стенки пуповины (ucMSC), пуповинной крови (cbMSC), амниотической жидкости (afMSC). использовались в экспериментальных условиях для лечения различных типов почечных заболеваний. Важной особенностью МСК является их способность индуцировать пролиферацию клеток почечных клубочков и канальцев, повышая выживаемость клеток [12].

Преимущества стволовых клеток, полученных из жировой ткани (ADSC):

ADSC представляют собой популяцию соматических стволовых клеток, содержащихся в жировой ткани, и было показано, что они обладают такими свойствами стволовых клеток, как трансдифференцировка и самообновление [13]. Подобно другим типам МСК, ADSC экспрессируют множественные маркерные антигены CD (CD73+CD90+CD105+ CD34+/- CD11b-CD104b-CD19-CD31-CD45-SMA-) [14,15]. Кроме того, использование ADSC выгодно тем, что большое количество стволовых клеток легко выделяют с помощью минимально инвазивных хирургических процедур [16].

ADSCs являются сосудистыми клетками-предшественниками. Многие исследования показали, что СВФ содержит клетки-предшественники, способные дифференцироваться в эндотелиальные клетки и участвовать в формировании кровеносных сосудов [17]. Кроме того, недавнее исследование продемонстрировало, что клетки СВФ, экспрессирующие как перицитные, так и мезенхимальные маркеры, располагаются в периэндотелиальной локализации и стабилизируют эндотелиальные сети [17]. гладкомышечные клетки [18]. Некоторые испытания на реципиентах почечного трансплантата, а также одно на ФСГС и 2 на пациентах с ХБП включают в свой протокол использование adMSC. Жировая ткань является важным источником МСК с частотой от 100 до 1000 раз выше, чем bmMSC. Они также обладают более высоким потенциалом ангиогенеза или васкулогенеза [19].

Заболевания почек и мезенхимальные стволовые клетки:

Ряд различных типов клеток костного мозга был протестирован на животных и в клинических исследованиях на предмет потенциального использования при заболеваниях почек. Среди всех исследуемых клеток МСК показали наиболее многообещающие результаты на сегодняшний день, поскольку они помогают клеткам почек расти, ингибируют гибель клеток и стимулируют собственные стволовые клетки почек восстанавливать повреждения почек [20].

В нескольких клинических испытаниях была проверена безопасность и эффективность МСК при заболеваниях почек. Рейндерс и его коллеги изучали безопасность и осуществимость у шести реципиентов почечного аллотрансплантата, которые получили две внутривенные инфузии расширенных аутологичных МСК, полученных из костного мозга [21]. Важно отметить, что введение аутологичных МСК не ассоциировалось с побочными эффектами и не ставило под угрозу выживаемость трансплантата. В настоящее время проводится несколько клинических испытаний для оценки терапевтического потенциала аутологичных и аллогенных МСК для лечения заболеваний почек [22]. Введение как bmMSC, так и adMSC продемонстрировало значительный ренопротекторный эффект, включая уменьшение интраренального воспалительного инфильтрата, снижение фиброза и гломерулосклероза [22]. 12] МСК обладают уникальными иммуномодулирующими свойствами, которые уменьшают воспаление и иммунные реакции, что является многообещающим инструментом для облегчения восстановления почек. В последние годы экспериментальные исследования выявили потенциал МСК для улучшения функции почек на нескольких моделях ХБП, а несколько клинических исследований показали их безопасность и эффективность при ХБП [22].

ADSC могут быть включены в поврежденные ткани или органы, что может дать начало новым функциональным компонентам, а также оказывать мощное противовоспалительное, антифиброзное или иммуномодулирующее действие паракринным или аутокринным путями (через фактор роста эндотелия сосудов, гранулоцитарный/макрофагальный колониестимулирующий фактор). , стромальный фактор-1альфа и фактор роста гепатоцитов) [23,24]. Интересно, что предполагается, что даже апоптотические или умирающие ADSC обладают отличительными иммуносупрессивными свойствами [25]. Было показано, что ADSC обладают более сильными противовоспалительными и иммуномодулирующими функциями, чем MSC, полученные из костного мозга [26].

Вильянуэва и др. исследовали влияние ADSC на ХБП путем однократного внутривенного вливания ADSC на модели ХБП у крыс, вызванной нефрэктомией [27]. Лечение ADSC было связано со снижением креатинина плазмы, более высокими уровнями эпителиогенных и ангиогенных белков и улучшением функции почек. Работа Hyun et al [28] продемонстрировала благотворное влияние ADSC на улучшение почечной функции на мышиной модели IgAN. Чжан и др. [30] обнаружили, что повторное системное введение ADSC ослабляло протеинурию, гипертрофию клубочков и канальцевое интерстициальное повреждение в модели крыс с DN [29].

В настоящее время в базу данных NIH загружено несколько клинических испытаний, все они направлены главным образом на проверку безопасности использования МСК и их эффективности при лечении ХБП. Два из них предлагают использование аутологичных bmMSC и два adMSC. Исследование, проведенное в Тегеране, Исламская Республика Иран, было разработано для подтверждения эффективности терапии мезенхимальными стволовыми клетками при ХБП. В течение 18 месяцев безопасность и эффективность аутологичных МСК в качестве терапии ХБП были проведены у 10 пациентов с внутривенным введением высокой дозы 2×106/кг аутологичных МСК. Оценки проводились через 1, 3, 6, 12 и 18 месяцев после введения клеток [30].

Другое исследование, проведенное в Бирмингеме, Алабаме, Рочестере, Миннесоте, Джексоне, Миссисипи, США, где продукт стволовых клеток, называемый «мезенхимальной стволовой клеткой», выращенный из собственной жировой ткани человека, введенный обратно в собственную почку пациента, и первичный результат, измеренный через 3 месяца, когда почечная повышение оксигенации тканей и снижение воспаления почек рассматривалось как вторичный результат [31].

Маршрут доставки:

Различные способы доставки ADSC, ADSC-индуцированных клеток или ADSC в сочетании с составными материалами были разработаны для лечения различных заболеваний или поврежденных тканей. Эти пути можно разделить на две категории: системная доставка через кровеносные сосуды (внутривенная инъекция или внутриартериальная инъекция) или местная доставка непосредственно в поврежденные ткани или органы [32]. Путь доставки МСК может влиять на способность клеток вернуться домой и прижиться. поврежденной ткани и, таким образом, их эффективность для восстановления почек. Обычно используемые экспериментальные методы доставки МСК включают системную внутривенную, внутриартериальную или внутрипаренхиматозную доставку. У нечеловекообразных приматов клетки широко распределяются в почках, коже, легких, тимусе и печени с предполагаемым уровнем приживления от 0,1 до 2,7% [33].

Путь доставки МСК, внутривенный, внутриартериальный или внутрипаренхиматозный, может влиять на их эффективность при восстановлении почек. При внутривенном введении меченых МСК павианам наблюдали в течение 9-21 месяца, расчетные уровни приживления трансплантата в почках, легких, печени, тимусе и коже колебались в пределах 0,1-2,7%. [34] Действительно, внутривенный путь доставки менее эффективен, потому что МСК первоначально могут задерживаться в легких. Внутриартериальное вливание МСК было наиболее эффективным путем для достижения иммуномодуляции при трансплантации почки крысы, возможно, за счет предотвращения оседания в малом круге кровообращения, позволяя МСК вернуться в поврежденную почку [35].

Важной особенностью МСК является их способность индуцировать пролиферацию клеток почечных клубочков и канальцев, повышая выживаемость клеток. Секретируя проангиогенные и трофические факторы, инъецированные МСК могут не только усиливать пролиферацию, но и снижать апоптоз канальцевых клеток [36]. Были изучены несколько путей введения (внутрипаренхиматозный, субкапсулярный, внутривенный), и все они кажутся эффективными. Многократные повторные инъекции МСК оказываются даже более эффективными, чем однократные инъекции [37,38].

Методология:

Проспективное исследование, начиная с апреля 2019 года (примерно через пять лет или до выполнения требований к выборке с минимальным последующим наблюдением в течение одного года) будет проводиться в Институте и больнице Бангладешской лазерной и клеточной хирургии, Дакка. В исследование будет включен 31 пациент с ХБП, отвечающий критериям отбора и поступивший в выбранное лечебное учреждение для лечения. СВФ (стромально-васкулярная фракция) будет собираться из подкожной жировой ткани брюшной полости. Последующая обработка (инкубация, центрифугирование, смешивание, промывка и нейтрализация) позволит получить окончательные жизнеспособные и активные клетки SVF (ADSC), которые будут перелиты внутривенно. Учитывая возможность дальнейшего повреждения уже поврежденной или поврежденной почки при ангиографии и установке катетера в почечную артерию, исследователи выбирают внутривенное переливание СВФ. Перед переливанием будет взят образец и будет проведен подсчет клеток с использованием автоматического флуоресцентного счетчика клеток.