CC BY
56
ш
Новости клеточных технологий
эффективность могут сильно влиять и другие факторы: количество клеток, путь введения и пр., и даже такая «деталь», как, например, локализация инфаркта. Таким образом, подобные исследования, в отличие от тех, где используются очищенные фракции клеток, трудно стандартизировать.
Однако без подобной «стандартизации», рандомизации и независимых испытаний в нескольких центрах нельзя говорить о клинической эффективности метода.
В очередной раз приходится констатировать необходимость проведения дальнейших исследований в этой области.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Hamano K., Nishida M., Hirata K. et al. Local implantation of autologous bone marrow cells for therapeutic angiogenesis in patients with ischemic heart disease: clinical trial and preliminary results. Jpn. Circ. J. 2001 ; 65: 845-7.
2. Strauer B.E., Brehm M., Zeus T. et al. Repair of infarcted myocardium by autologous intracoronary mononuclear bone marrow cell transplantation in humans. Circ. 2002; 106: 1913-8.
3. Шумаков В.И., Казаков Э.Н., Онищенко Н.А. и др. Первый опыт клинического применения аутологичных мезенхимальных стволовых клеток костного мозга для восстановления сократительной функции миокарда. Российский Кардиологический Журнал 2003; 5(43): 42-50.
4. Assmus B., Schachinger V., Britten M.B. et al. T ransplantation of progenitor cells and regeneration enhancement in acute myocardial infarction: final one-year results of the TOPCARE-AMI Trial. J. Am. Coll. Cardiol. 2004; 44:1690-9.
5. Wollert K.C., Meyer G.P., Lotz J. et al. Intracoronary autologous bone marrow cell transfer after myocardial infarction: the BOOST randomised controlled clinical trial. Lancet 2004; 364: 141-8.
6. Берсенев А.В. Изучение миграции и хоуминга клеток костного мозга в инфарцированный миокард в клинике. http://celltranspl.ru/journal/news/ ?MESSAGES[1 ]=SHOW_NEWS&NEWS_ ID=848
7. Потапов I/I.B. Клиническая клеточная кардиомиопластика - результаты немецкого исследования TOPCARE-AMI.
http://celltranspl.ru/journal/news/?MESSAGES[1 ]=SHOW_NEWS& NEWS_ID=809
8. Perin E.C., Dohmann H.F., Borojevic R. et al. Transendocardial, autologous
bone marrow cell transplantation for severe, chronic ischemic heart failure. Circ. 2003; 107: 2294-302. http://celltranspl.ru/journal/news/
?MESSAGES[1]=SHOW_NEWS&NEWS_ID=473
9. Bel A., Messas E., Agbulut O. et al. T ransplantation of autologous fresh bone marrow into infarcted myocardium: a word of caution. Circ. 2003; 108 [suppl II]: II-247-52.
10. Yoon Y.S., Park J.S., Tkebuchava T. et al. Unexpected severe calcification after transplantation of bone marrow cells in acute myocardial infarction. Circ. 2004; 109:3154-7.
11. Fuchs S., Satler L.F., Kornowski R. et al. Catheter-based autologous bone marrow myocardial injection in no-option patients with advanced coronary artery disease. A feasibility study. J. Am. Coll. Cardiol. 2003; 41: 1721-4.
12. Tse H.F., Kwong Y.L., Chan J.K.F. et al. Angiogenesis in ischaemic myocardium by intramyocardial autologous bone marrow mononuclear cell implantation. Lancet 2003; 361: 47-9.
Подготовил И.В. Потапов По материалам Int. J. Cardiol. 2005; 100: 485-491, Scand. Cardiovasc. J. 2005; 39: 150-158.
Аутогенная трансплантация мезенхимальных стволовых клеток для восстановления после ишемического инсульта -результаты I фазы клинических испытаний
Инсульт - остро развивающееся нарушение мозгового кровообращения, сопровождающееся повреждением ткани головного мозга и расстройством его функций. Различают геморрагический и ишемический инсульт. Г еморрагический инсульт обусловлен кровоизлиянием в мозг. В основе ишемического инсульта лежит размягчение мозговой ткани -инфаркт мозга. Инфаркт мозга развивается при закупорке сосудов атеросклеротической бляшкой, тромбом или эмбо-лом, также за счет атерогенного сужения сосудов мозга или их спазма [1 ]. Инсульт - самый частый синдром в неврологической практике. При этом существует ряд нерешенных терапевтических задач - восстановление структуры и функции после инсульта, ангиогенез в ишемизированной области. Нерешённая проблема неврологического восстановления после инсульта приводит к социальной дезадаптации, инва-лидизации пациентов и является также и важнейшей социальной задачей.
Различные исследовательские группы на модели ишемического инсульта (ИИ) испытывали методы клеточной трансплантации нейронов, выделенных из тератокарцино-мы [2], фетальных нервных клеток животных [3] и человека [4], клеток пуповинной крови [5], стромальных клеток костного мозга [12-15] и подкожного жира [6]. После успешных доклинических исследований эффективности методов клеточной трансплантации при ИИ некоторые протоколы были разрешены к клиническим испытаниям.
Лечение инсульта клетками начинает свою клиническую историю с 1998 года, когда врачи Медицинского центра
Питтсбургского университета (США) впервые выполнили нейротрансплантацию нейрональных клеток, выделенных из линии тератокарциномы (NT2N), в головной мозг больных, перенесших инсульт [7]. В 2002 году впервые опубликовано исследование по выживаемости пересаженных клеток больному после инсульта. Морфологические исследования головного мозга были выполнены после смерти больного (от сердечной патологии), которому за 27 месяцев до этого была выполнена операция по нейротрансплантации после ИИ [8]. Результаты исследования показали, что нейроны, полученные из тератокарциномы, выживают в мозге человека более 2-х лет после трансплантации, без злокачественного перерождения [8]. В настоящее время метод нейротрансплантации по «Питтсбургскому протоколу» завершает II стадию клинических испытаний. Совсем недавно исследовательской группой Savitz-Caplan был апробирован другой метод нейротрансплантации при ИИ - ксенографтинга фетальных нейронов свиньи [9]. Однако, FDA приостановила эти испытания в США после завершения I фазы.
В последнее время в связи с большим интересом к стволовым клеткам костного мозга и их применением в клинике для лечения ишемии конечностей [10] и миокарда [11] подобные эксперименты были проведены и на модели ИИ. При этом была показана эффективность трансплантации мезенхимальных (стромаьных) стволовых клеток костного мозга (МСК) [12-15]. У крыс с моделью ИИ после трансплантации человеческих МСК улучшалось кровоснабжение в ишемизированных областях и восстанавливалась утраченная в
■■■ lililí
■ I I I
Human study
результате инсульта функция мозга. Было доказано, что ведущую роль в функциональном восстановлении после инсульта играет ангиогенез и стимулирующее действие ростовых факторов, выделяемых клетками.
В журнале Annals of Neurology опубликованы результаты I фазы клинических испытаний метода аутотрансплантации мезенхимальных клеток костного мозга (МСК) пациентам с ИИ в Ajou University Hospital (Южная Корея). Корейская группа показала безопасность и эффективность такой клеточной терапии. Исследователи рандомизированно назначали либо стандартную программу реабилитации, либо эту же программу с дополнительным введением стволовых клеток пациентам с инфарктом мозга в бассейне средней мозговой артерии.
Клетки выделялили из костного мозга пациентов, затем культивировали в течение 30 дней. Перед инфузией клетки имели фенотип SH2+/SH4+/CD34-/CD45-. МсК вводили внутривенно через 4-5 недель после развития инсульта, а также повторно, спустя 8-9 недель. В опытной группе (n=5) была проведена внутривенная инфузия 100 млн МСК (дважды), в группу контроля вошло 25 пациентов. Динамика неврологического дефицита сравнивалась через год после лечения.
МРТ головного мозга пациентов в динамике за 1 год.
Для сравнения использовали объем желудочков мозга и области инфаркта. Область инфаркта оставалась одинаковой в обеих группах, тогда как в контрольной группе наблюдалось расширение желудочков за счет истончения периинфарктной области. Из Ann. Neurol. 2005; 57: 874-82 с изменениями
По данным нейровизуализационных методов было показано, что у пациентов, для лечения которых использовали МСК, была отмечена существенная положительная динамика состояния по сравнению с контролем, а именно - уменьшалась область инсульта. Функциональные тесты при осмотре через 3, 6 и 12 месяцев у больных, получавших инфузию стволовых клеток, были существенно лучше, чем в группе
контроля. Так, в течение всех 12 месяцев в группе с трансплантацией клеток показатели по шкале Barthel и модифицированной шкале Rankin были лучше. В то же время улучшение по шкале NIHSS [National Institutes of Health Stroke Scale) было незначительным.
Использование аутогенных МСК для лечения инсульта -новый этап развития нейротрансплантологии. Это исследование выгодно отличается от всех предыдущих клинических протоколов нейротрансплантации после ИИ. Авторами представлен первый клинический протокол лечения последствий ишемического инсульта методом аутогенной трансплатации МСК. При этом авторы стремились решить сразу две задачи - индукция ангиогенеза и стимуляция выживаемости поврежденных нейронов мозга. В рамках I фазы клинических испытаний была продемонстрирована безопасность и эффективность метода. Использование собственных клеток пациента позволяет избежать этических проблемы, возникающих при использовании эмбрионального и ксеногенного материала. Другим преимуществом является то, что испытания были рандомизированы и включали группу контроля.
Остаётся неясным, за счет чего достигается положительный клинический эффект после трансплантации МСК пациентам с ИИ. Возможные механизмы, предполагаемые рядом авторов - дифференцировка в нейрональные клетки, слияние с клетками хозяина, паракринная стимуляция нейро- и ангиогенеза факторами роста. Следует отметить, что способность МСК к мигриции в головной мозг и преодоление гемато-энцефалического барьера (ГЭБ) дискутабельно. Это свойство доказано только для гемопоэтических клеток костного мозга [16]. Однако, исследования группы Chopp M. обнаруживают МСК в зоне инфаркта после их интракаро-тидного введения. Т ем не менее, только 0,02% [из 2 млн введённых МСК) окрашивались позитивно на нейрональные маркёры in situ [13]. Это значит, что наиболее вероятным механизмом действия МСК как стимулятора ангио- и нейрогенеза является паракринный, осуществляемый за счёт синтеза ими факторов роста. Так, было показано, что биохимические сигналы из зоны инфаркта мозга способны стимулировать МСК к синтезу факторов роста [17]. Интересное исследование по трансплантации клеток пуповинной крови, выполненое Borlongan et al. [18] на модели ИИ, подтверждает, что клетки не мигрируют через ГЭБ, а лишь стимулируют эндогенный нейро- и ангиогенез. Было выявлено повышение концентрации GDNF [glial cell line-derived neurotrophic factor) на 68% в головном мозге инсультных животных после введения клеток и маннитола [повышающего проницаемость ГЭБ) [18]. Суммарно все эти данные ставят под сомнение миграцию клеток из периферической крови в головной мозг и их дифференцировку в нейроны, сколько-либо значимую для терапевтического эффекта.
Из-за невозможности проведения морфологических исследований пациентов, можно только предполагать, что действие введенных клеток обусловлено либо миграцией и заселением ими области инсульта, либо за счет паракрин-ной стимуляции ангиогенеза и нейрогенеза. Кроме того, авторы не решили ряд клинических вопросов, например, в какие сроки после инсульта проводить клеточную терапию? Решить ряд подобных вопросов, по-видимому, позволит продолжение клинических испытаний метода.
ЛИТЕРАТУРА:
1 .Шмидт Е.В. Стеноз и тромбоз сонных артерий и нарушения мозгового кровообращения. М., 1963.
2.Borlongan C.V., Tajima Y., Trojanowski J.Q. et al. Transplantation of cryopreserved human embryonal carcinoma derived neurons [NT2N cells] promotes functional recovery in ischemic rats. Exp. Neurol. 1998; 149: 310-21.
3.Dinsmore J.H., Martin J., Siegan J. et al. CNS grafts for treatment of neurologic disorders. In: Methods of tissue engineering , Ed 1, pp1127-34. San Diego: Academic Press, 2002.
4.Jeong S.W., Chu K., Jung K.H. et al. Human neural stem cell transplantation promotes functional recovery in rats with experimental intracerebral hemorrhage. Stroke 2003; 34: 2258-263.
5.Willing A.E., Lixian J., Milliken M. et al. Intravenous versus intrastriatal cord blood administration in a rodent model of stroke. J. Neurosci. Res. 2003; 73; 3: 296-307.
6.Kang S.K., Lee D.H., Bae Y.C. et al. Improvement of neurological deficits by intracerebral transplantation of human adipose tissue-derived stromal cells after cerebral ischemia in rats. Exp. Neurol. 2003; 183: 355-66.
I I I I I I
Новости клеточных технологий
7.Kondziolka D., Wechsler L., Goldstein S. et al. Transplantation of cultured human neuronal cells for patients with stroke. Neurology 2000; 55: 565-9.
8.Nelson P.T., Kondziolka D., Wechsler L. et al. Clonal human (hNT) neuron grafts for stroke therapy: neuropathology in a patient 27 months after implantation. Am. J. Pathol. 2002; 160:1201-6.
9.Savitz S.I., Dinsmore J., Wu J. et al. Neurotransplantation of fetal porcine cells in patients with basal ganglia infarcts: a preliminary safety and feasibility study. Cerebrovasc. Dis. 2005; 20: 101 -7.
10.Tateishi-Yuyama E., Matsubara H., Murohara T. et al. Therapeutic Angiogenesis using Cell Transplantation (TACT) Study Investigators. Therapeutic angiogenesis for patients with limb ischaemia by autologous transplantation of bone-marrow cells: a pilot study and a randomised controlled trial. Lancet 2002; 360: 427-35.
11 .Strauer B.E., Brehm M., Zeus T. et al. Repair of infracted myocardium by autologous intracoronary mononuclear bone marrow cell transplantation in humans. Circ. 2002;106: 1913-8.
12.Chen J., Li Y., Wang L. et al. Therapeutic benefit of intravenous administration of bone marrow stromal cells after cerebral ischemia in rats. Stroke
2001; 32: 1005-11.
13.Li Y., Chen J., Chen X.G. et al. Human marrow stromal cell therapy for stroke in rat: neurotrophins and functional recovery. Neurology 2002; 59: 514-23.
14.Zhao L.R., Duan W.M., Reyes M. et al. Human bone marrow stem cells exhibit neural phenotypes and ameliorate neurological deficits after grafting into the ischemic brain of rats. Exp. Neurol. 2002; 174: 11 -20.
15.Chen J., Zhang Z.G., Li Y. et al. Intravenous administration of human bone marrow stromal cells induces angiogenesis in the ischemic boundary zone after stroke in rats. Circ. Res. 2003; 92: 692-9.
16.Massengale M., Wagers A.J., Vogel H., Weissman I.L. Hematopoietic cells maintain hematopoietic fates upon entering the brain. J. Exp. Med. 2005; 201: 1579-89.
17.Chen X., Li Y., Wang L. et al. Ischemic rat brain extracts induce human marrow stromal cell growth factor production. Neuropathology 2002; 22: 275-9.
18. Borlongan C.V., Hadman M., Sanberg C.D., Sanberg P.R. Central nervous system entry of peripherally injected umbilical cord blood cells is not required for neuroprotection in stroke. Stroke 2004; 35:2385-9.
Подготовил Д.С. Станков по материалам Ann. Neurol. 2005; 57:874-82
Изучение выживания и дифференцировки аллогенных фетальных клеток, трансплантированных в головной мозг пациентам с болезнью Паркинсона - результаты исследования аутопсийного материала
Первая трансплантация фетальной нервной ткани в головной мозг пациентам с болезнью Паркинсона (БП) была выполнена в клинике в 1987 году группой Lindvall O. в Lund University Hospital (Sweden) [1, 2]. C тех пор сразу в нескольких центрах мира были начаты клинические испытания метода стереотаксической нигростриальной трансплантации фетальной нервной ткани. Европейская программа NECTAR (Network of European CNS Transplantation And Restoration), призванная оценить клиническую эффективность метода, была начата в 1990 году и включала около 40 клинических групп. В результате этих испытаний были сделаны выводы, что фетальные аллогенные нигральные нейроны приживаются без выраженного иммунного ответа, реиннервируют окружающий стриатум головного мозга хозяина (человека), вызывают образование и выброс допамина и обеспечивают улучшение моторной функции [2, 3, 6].
Однако, в двух двойных-слепых, плацебо-контролируемых (пациенты были ложнооперированы) испытаниях, спонсируемых NIH в США, не было выявлено значимых различий в улучшении моторной функции между группами и неожиданно были получены побочные эффекты у некоторых пациентов [4, 5]. Первые морфологические исследования, подтверждающие долговременное выживание пересаженных клеток и частичную реиннервацию ниграстриальной области хозяина, были выполнены в 1995 году на аутопсийном материале головного мозга пациентов, подвергшихся процедуре. Эти же данные были подтверждены в более современных исследованиях Olanow C.W. [5] и Freed C.R. [4]. Все эти исследования анализировали судьбу фрагментов тканевого трансплантата, но не суспензии нейроклеток, подвергшихся предварительной энзиматической обработке и культивированию. Однако, именно по причине применения различных видов трансплантатов ряд исследователей видит разницу, полученную в клинических исследованиях независимых групп. Таким образом, использование тканевого или
суспензионного трансплантата остается нерешенным вопросом клинической нейротрансплантации.
В журнале Brain опубликованы результаты патоморфологического исследования аутопсийного материала головного мозга пациентов с БП, получивших суспензионный нейротрансплантат более 3-х лет назад.
Продукция дофамина по данным F-18-DOPA позитронно-эмиссионной томографии головного мозга. Слева - до лечения, справа через 3 года после трансплантации.
Из Brain 2005; 1S8: 1498-510
Анализу подвергли ткань головного мозга 2-х реципиентов, получивших трансплантации фетальных клеток и умерших от осложнений острого инфаркта миокарда через 3 года 8 месяцев и 4 года 4 месяца после вмешательства. Важно, что в этом исследовании пересаживали суспензию клеток, выделенную энзиматически (из ткани среднего мозга 6-9 недельных эмбрионов), предварительно культивированных в среде с факторами роста (80^). Т рансплантации выполняли стереотаксически билатерально в несколько точек по разным траекториям в области стриатума (путамен) и чёрной субстанции. Первый пациент получил 3,2 млн клеток, второй - 4,8 млн (оба - от 3-х эмбрионов). После трансплантации оба пациента продемонстрировали клиническое улучшение и признаки синтеза допамина в области трансплантации. Авторы подсчитали количество допамин-нейронов. Большая часть донорских клеток (40-60%) имела фенотип
