CC BY
29
ш
Новости клеточных технологий
Кардиомиоциты выделяли из сердец неонатальных крыс. После культивирования и накопления достаточной клеточной массы миоциты были нанесены на силиконовые пленки, покрытые фибрином, и помещены в толщу мягких тканей в бассейне бедренных сосудов крыс-реципиентов.
Спустя три недели производили морфо-функциональную оценку графта. Макроскопически конструкция представляла собой мышечный пласт на силиконовой пленке. Сформированный сердечный мышечный пласт обладал электрической активностью и спсобностью сокращаться. При гистологическом исследовании в толще неомиокарда выявлена значительная сосудистая сеть. Т кань представляла собой схожую с естественным миокардом. Между кардиомиоцитами отчетливо определялись вставочные диски. Кроме того, миокард активно реагировал хронотропным эффектом на адреналин.
Таким образом, исследователям впервые удалось получить функциональную ткань миокарда in vivo методом префабрикации. При необходимости данная конструкция
может быть перемещена в зону постоянной имплантации на сосудистой ножке, что позволит сохранить кровоснабжение толщи мышцы.
Ряд научных работ рассматривает различные подходы к получению значительных по размеру, толщине и функциональности эквивалентов сердечной мышцы. Большинство исследований носят фундаментальный характер и пока трудно представить какую-либо отдельную технологию в клинике. Во всех работах было показано благоприятное влияние биоматрицы на формирование ткани миокарда и его интеграцию с тканью хозяина. Главной проблемой является выбор клеточного материала. Применение кардиомиоцитов из ЭСК позволяет получить неограниченное количество клеток, однако несёт в себе риск туморогенеза и иммунной реакции. Использование фетального материала ограничено этическими причинами. Определённые надежды возлагаются на мезенхимальные клетки костного мозга и подкожного жира, способные дифференцироваться в кардиомиоциты, а также стволовые клетки взрослого миокарда.
ЛИТЕРАТУРА:
1 .Alperin C., Zandstra P.W., Woodhouse K.A. Polyurethane films seeded with embryonic stem cell-derived cardiomyocytes for use in cardiac tissue engineering applications. Biomaterials 2005; 26: 7377-86.
2.Brown D.A., Beygui R.E., MacLellan W.R. et al. Modulation of gene expression in neonatal rat cardiomyocytes by surface modification of polylactide-co-glycolide substrates. J. Biomed. Mater. Res. 2005; 74: 419-29.
3.Leor J., Amsalem Y., Cohen S. Cells, scaffolds, and molecules for myocardial tissue engineering. Pharmacol. Ther. 2005; 105: 151 -63.
4.Itabashi Y., Miyoshi S., Kawaguchi H. at al. A new method for manufacturing cardiac cell sheets using fibrin-coated dishes and its electrophysiological studies by optical mapping. Artif. Organs 2005; 29: 95-103.
5.Leor J., Aboulafia-Etzion S., Dar A. et al. Bioengineered cardiac grafts: A new approach to repair the infarcted myocardium? Circ. 2000; 102 (19 Suppl 3): III56-61.
6.Li R.K., Jia Z.Q., Weisel R.D. et al. Survival and function of bioengineered
cardiac grafts. Circ. 1999; 100 (19 Suppl): II63-69.
7.Radisic M., Park H., Shing H. et al. Functional assembly of engineered myocardium by electrical stimulation of cardiac myocytes cultured on scaffolds. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004; 101: 18129-34.
8.Kofidis T., de Bruin J.L., Hoyt G. et al. Injectable bioartificial myocardial tissue for large-scale intramural cell transfer and functional recovery of injured heart muscle. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2004; 128; 4: 571-8.
9. Hodgson D.M., Behfar A., Zingman L.V. et al. Stable benefit of embryonic stem cell therapy in myocardial infarction. Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 2004; 287; 2: H471-H479.
10.Kehat I., Khimovich L., Caspi O. et al. Electromechanical integration of cardiomyocytes derived from human embryonic stem cells. Nat. Biotechnol. 2004; 22: 1282-9.
11 .Zhao Y.S., Wang C.Y., Li D.X. et al. Construction of a unidirectionally beating 3-dimensional cardiac muscle construct. J. Heart. Lung. Transplant. 2005; 24: 1091-7.
Подготовил Волков AB по материалам Tissue. Eng. 2005; 11: 803-813.
Ксенотрансплантация нейрональных клеток пациентам с ишемическим инсультом - результаты I фазы клинических испытаний
Успешные эксперименты по трансплантации нейронов (фетальных нервных клеток свиньи и человека, а также им-мортализованных) и клеток костного мозга при различных моделях инсульта позволили перейти к первым клиническим испытаниям метода [1]. Первое сообщение о трансплантации нервных клеток в головной мозг человека появилось в 1998 году [2]. В University of Pittsburgh Medical Center пациентке 62-х лет, перенесшей инсульт, пересадили нейроны, полученные из тератокарциномы человека частной компанией Layton Bioscience [2, 3]. Было показано, что такие нейроны выживают в головном мозге пациентов более 2-х лет после трансплантации без признаков малигнизации [4]. В настоящее время продолжается II фаза испытаний [5, 8].
В журнале Cerebrovascular Diseases опубликованы результаты пилотного исследования по нейротрансплантации ксеноклеток пациентам с ишемическим инсультом. Выбор клеточного материала был обусловлен этическими и зако-
нодательными ограничениями использования фетальных клеток человека и успешными результатами экспериментальных работ по применению свиных нейроклеток в моделях болезни Хантингтона [6] и инсульта [7]. Кроме того, ещё 8 лет назад было проведено пилотное исследование по эффективности ксенотрансплантации свиных клеток пациентам с болезнью Паркинсона, показавшее безопасность метода [10].
Основные клинические критерии включения пациентов в исследование - ишемический инсульт от 3 месяцев до 10 лет, бассейн средней мозговой артерии с вовлечением области стриатума, размер инфаркта 20-300 куб. см, временный неврологический дефицит и невысокая степень инвалидности в анамнезе.
Клетки выделяли из стриатума фетусов свиней по протоколу Deacon T.W. [9]. Перед введением клетки обрабатывали антителами к MHC-I, поэтому классическую иммуносупрессию
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия № 2, 2005
I I I I I
I
Human study
[циклоспорин, такролимус) после трансплантации не проводили. Клетки пересаживали в головной мозг стереотакси-чески по нескольким траекториям в область стриатума. Всего вводили 50 млн клеток в 5 точек [по 10 млн в каждую). Пациентов выписывали под амбулаторное наблюдение на следующее утро.
МРТ-схема стерео-таксического введения клеток В каждой траектории (канале) производили по 10 введений с параметрами: 1 введение = 1 мм канала = 1 млн клеток в 10 микролитрах физраствора.
Из СегеЬгтаБС. й1в. 2005; 20: 101-
7 c
Трансплантации были выполнены 5-ти пациентам. Осложнений во время операций отмечено не было. У 3-х пациентов исследователи не выявили никаких эффектов от введения клеток в течение 4-х лет после трансплантации [всё время наблюдения). У одного пациента через 20 дней после трансплантации усилилась слабость в паретических конечностях. Биопсия увеличенного участка правой лобной доли выявила инфаркт-подобные изменения в виде очагов некроза с инфильтрацией макрофагами и Т-клетками, связанные с трансплант-независимой окклюзией корковой вены. Данное состояние разрешилось через несколько дней после стероидной терапии. Картина МРТ нормализовалась к 6-му месяцу. Ещё у одной пациентки через неделю после трансплантации наблюдали развитие диабетического ке-тоацидоза с «объёмными» изменениями на МРТ, однако эпизоды гипергликемии повторялись неоднократно до
трансплантации и все 4 года после [в связи с сахарным диабетом в анамнезе). Летальных исходов, связанных с процедурой, не было.
Субъективно, сразу после трансплантации все пациенты отметили улучшение состояния, связанное с временным уменьшением степени парезов. Пациентка с эпизодами ке-тоацидозов через какое-то время впервые стала опираться на паретическую конечность и ходить [в том числе подниматься по лестнице). У другого пациента произошло значительное улучшение речи после длительной афазии. Однако объективная оценка неврологического статуса по функциональной шкале (NIHSS) выявила значительное улучшение только у 1 пациента (с 11 баллов до 7) из 5-ти.
Это первое сообщение о клинических результатах испытаний метода трансплантации неиммортализованных клеток при ишемическом инсульте. Исследователи делают вывод о безопасности метода ксеногенной нейротрансплантации. Не было отмечено осложнений, связанных с трансплантацией, инфицирования (включая свиные провирусы), малигнизации и каких-либо патологических сдвигов в лабораторных показа-тях и тестах. Однако, после развития ряда неблагоприятных симптомов у 2-х вышеописанных пациентов FDA приостановила испытания.
Следует отметить, что сам по себе факт стереотаксичес-кой трансплантации клеток несёт риск кровотечения с развитием гематом [8]. Поскольку такой вид нейротрансплантации на сегодняшний день считается оптимальным, ведутся работы по усовершенствованию хирургической техники [канюль) и самой методики введения [5]. В отличие от клинического исследования Deacon [10], авторы впервые избежали применения иммуносупрессивной терапии. При этом не отмечали никаких иммунологических реакций и признаков ксеноинфицирования.
Поскольку исследование в США было приостановлено FDA, единственным видом клинической нейротрансплантации при инсульте остаётся применение иммортализованных нейронов человека (выделенных из линии NT2N), испытания которого продолжаются [8]. Однако, совсем недавно ученые из Южной Кореи опубликовали результаты пилотного исследования эффективности внутривенной трансплантации аутологичных мезенхимальных клеток костного мозга пациентам с ишемическим инсультом [11]. Тем не менее, чтобы сделать вывод о перспективности того или иного метода нейротрансплантации при инсульте, все опубликованные работы должны быть подвергнуты тщательному анализу, а исследования продолжены.
Исследование выполнено в медицинских центрах Harvard Medical School [Boston, MA, USA) и Cornell University [New York, NY, USA) при учаcтии компании Genvec Inc (Charlestown, MA, USA).
ЛИТЕРАТУРА:
1. Savitz S.I., Rosenbaum D.M., Dinsmore J.H., Wechsler L.R., Caplan L.R. Cell transplantation for stroke. Ann. Neurol. 2002; 52: 266-75.
2. Bonn D. First cell transplant aimed to reverse stroke damage. Lancet 1998; 352; 9122: 119.
3. Kondziolka D., Wechsler L., Goldstein S. et al. Transplantation of cultured human neuronal cells for patients with stroke. Neurology 2000; 55: 565-9.
4. 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.
5. Kondziolka D., Steinberg G.K., Cullen S.B., McGrogan M. Evaluation of surgical techniques for neuronal cell transplantation used in patients with stroke. Cell Transplant. 2004; 13:749-54.
6. Isacson O., Deacon T.W., Pakzaban P. et al. Transplanted xenogeneic neural cells in neurodegenerative disease models exhibit remarkable axonal target specificity
and distinct growth patterns of glial and axonal fibres. Nat. Med. 1995; 1: 1189-94.
7. Dinsmore J.H. M.J., Siegan J., Morrison J.P. et al. CNS grafts for treatment of neurologic disorders. Methods of Tissue Engineering, San Diego, Academic Press, 2002.
8. Kondziolka D., Steinberg G.K., Wechsler L. et al. Neurotransplantation for patients with subcortical motor stroke: A phase 2 randomized trial. J. Neurosurg. 2005; 103[1 ):38-45.
9. Deacon T.W., Pakzaban P., Burns L.H. et al. Cytoarchitectonic development, axon-glia relationships, and long distance axon growth of porcine striatal xenografts in rats. Exp. Neurol. 1994; 130: 151 -67.
10. Deacon T., Schumacher J., Dinsmore J. et al. Histological evidence of fetal pig neural cell survival after transplantation into a patient with Parkinson's disease. Nat. Med. 1997; 3: 350-3.
11. Bang O.Y., Lee J.S., Lee P.H., Lee G. Autologous mesenchymal stem cell transplantation in stroke patients. Ann. Neurol. 2005; 57: 874-82.
Подготовил A.B. Берсенев по материалам Cerebrovasc. Dis. 2005; 20: 101-7
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия № 2, 2GG5
