Морфологическая оценка трансплантации стволовых клеток при хронических заболеваниях печени Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

УДК 616.36-036.12-089.819.843: 616.018.1

МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТРАНСПЛАНТАЦИИ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК ПРИ ХРОНИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ ПЕЧЕНИ

Г.В. Федотовских, Г.М. Шаймарданова, М.Б. Аскаров, Н.М. Баймутова, Ш.Г. Кашикова АО «Национальный научный медицинский центр», г. Астана.

Хронические диффузные заболевания печени имеют широкую распространенность и отличаются весьма неблагоприятным исходом в фиброз и цирроз органов. Как известно, последние являются следствием хронического воспаления и некроза гепатоцитов, постоянной регенерации и не сбалансированного фиброгенеза с нарушением гисто-, ангио-архитектоники органа и постоянно поддерживаемой гипоксией клеток. Основными клеточными элементами, осуществляющими синтез фибриллярных белков в печени, являются клетки Ито (липоциты). Сумма коллагена, синтезируемого данными клетками в 10 раз выше, чем гепатоцитами и в 20 раз выше, чем эндотелиоцитами [1]. Система клеток Ито находится под контролем мононуклеарных фагоцитов печени, угнетающих их фибро-генную активность и стимулирующих резорбцию соединительной ткани. По мере развития фиброза печени ауторегуляторные механизмы взаимодействия звездчатых ретику-лоэндотелиоцитов, фибробластов и клеток Ито резко нарушаются с уменьшением популяции, снижением активности фагоцитов и безудержной активацией клеток Ито [2,3,4,5].

Клеточная трансплантация, как альтернативный метод лечения хронических гепатитов и циррозов печени направлен на стимуляцию восстановительных процессов в пораженном органе в аспекте воздействия на определенные звенья патогенеза данных заболеваний. Восстановительной оценкой эффективности клеточной трансплантации, несомненно, является состояние репаративной регенерации печени, включающей пролифе-ративные и морфофункциональные параметры клеточных элементов.

Трансплантация фетальных тканей печени. Общеизвестные и несомненные преимущества трансплантации фетальных клеток печени перед стволовыми клетками взрослых заключаются в слабоэкспрессированных комплексах главных антигенов гистосовме-стимости, мощном потенциале пролиферации стволовых и прогениторных клеток, уникальном составе цитокинов и ростовых факторов, стимулирующих регенерацию тканей реципиента [6,7].

Многочисленные экспериментальные и клинические работы, посвященные трансплантации фетальных клеток печени при лечении хронических диффузных заболеваний печени с исходом в фиброз и цирроз показали несомненную эффективность клеточной терапии, судя по положительным клиническим и лабораторным показателям.

Так на животных с экспериментальным циррозом печени доказана способность фетальных тканей восстанавливать морфофункциональное состояние гепатоцитов и влиять на функциональную активность перитонеальных макрофагов [8]. При этом отмечено уменьшение дистрофических, воспалительно-некротических и склеротических изменений, а также выраженные проявления внутриклеточной и клеточной регенерации гепатоцитов с объемным увеличением ядер и повышением содержания гликогена.

Изучение особенностей регенеративной активности гепатоцитов после трансплантации фетальных тканей печени, подвергавшихся предварительному воздействию низкоинтенсивного лазерного излучения, показало эффективность фетальных тканей сти-

мулировать митотическую активность гепатоцитов [9]. Параллельно возрастало количество Т-лимфоцитов, имеющих важное значение в качестве переносчика регенерационной информации и индуктора пролиферативной активности восстанавливаемых тканей [10].

Морфологическим субстратом положительных результатов трансплантации феталь-ных гепатоцитов у больных циррозом печени, также явилось снижение активности патологических процессов, уменьшение дистрофических изменений в гепатоцитах (особенно жировой инфильтрации) и улучшение цитоархитектоники ткани органа [11]. Кроме того, введение фетальных гепатоцитов в цирротически измененную паренхиму печени вызывало интенсивную регенерацию гепатоцитов и восстановление популяции макрофагов в печени, что способствовало частичной инволюции соединительной ткани [12].

Трансплантация фетальных тканей печени, как заместительная, регенерационная и иммуномодулирующая терапия была наиболее эффективна у больных с хроническим гепатитом и циррозом печени в фазах минимальной и средней активности [6]. Пик эффективного влияния трансплантации на клиническое течение заболевания приходился на период от 3 до 6 месяцев, хотя имелось достаточно большое количество пациентов, у которых и через 3 года после трансплантации сохранялись признаки ремиссии и компенсации заболевания. По мнению авторов, трансплантация фетальных тканей расширяет арсенал существующих комбинационных способов лечения.

Наилучший результат зависел от исходного резервного потенциала печени и применяемой технологии пересадки [11]. При высокой активности процесса, наличии вирусной репликации рекомендуется проводить этиотропную и иммуносупрессивную терапию с возможным последующим применением фетальных тканей.

Основной эффект трансплантации фетальных гепатоцитов связывают как с пролиферацией собственных гепатоцитов и эпителия желчных протоков печени с последующей дифференцировкой последних в гепатоциты [13], так и пролиферацией и дифференциров-кой трансплантированных предшественников эпителиальных клеток фетальной печени в гепатоциты и эпителиальные клетки желчных протоков с высокой способностью к регуляции, восстановлением функции печени, снижением выраженности фиброза [14,15].

Таким образом, разноречивые сведения о возможном источнике пролиферации клеток печени подчеркивают пока еще не решенные до конца вопросы механизмов осуществления положительных эффектов трансплантации фетальных гепатоцитов. Предположительно, данные механизмы могут осуществляться вследствие приживления части клеток, стимуляции регенераторной и метаболической способности собственных гепатоцитов, а так же региональных влияний на апоптоз печеночных клеток.

Этические и моральные ограничения, а также возможная малигнизация трансплантируемых фетальных клеток приостановили развитие данного направления клеточной трансплантологии, переключив внимание ученых на использование гемопоэтических стволовых и мезенхимальных клеток костного мозга, клеток пуповинной крови, периферической крови, трансгенной модификации и др.

Трансплантация стволовых клеток костного мозга. Экспериментально доказана возможность стимуляции регенерации печени аутогенными стволовыми клетками костного мозга [16,17].

Все более и более расширяющийся круг экспериментов и клинических исследований в области трансплантационной клеточной гепатоцитопластики неизбежно затрагивает вопросы преимущественно использования гемопоэтических и/или мезенхимальных стволовых клеток, а также возможных клеточных механизмов восстановления функционального дефицита печени, высокой пролиферативной активности гепатоцитов, обратного развития фиброзной ткани.

Положительная динамика функциональных проб печени была отмечена в рамках

первой фазы клинических исследований, когда больным хроническим гепатитом была проведена трансплантация аутогенными стволовыми клетками с фенотипом CD34+ [18].

По данным Новосибирского НИИ клинической иммунологии использование аутоло-гичных стволовых клеток (СК) костного мозга (фракции моноцитарных клеток) позволило в 70% случаев добиться значимого эффекта и еще у 30% больных с хроническими гепатитами и циррозами получить положительный ответ умеренной степени выраженности [19]. Эффективность дифференцировки стволовых клеток в гепатоциты может, по мнению авторов во многом зависеть от их исходного состояния, в том числе от соотношения среди них покоящихся и активно пролиферирующих клеток. Полученные данные указывают на важность исследования количественных и функциональных характеристик стволовых клеток при патологии для их последующей коррекции при оптимизации клеточных технологий. Обсуждаемые при этом возможные механизмы восстановления функционального дефицита печени при трансплантации СК, касались частичной регенерации печеночной ткани и цитокин-опосредованных механизмов.

Согласно данным литературы, восстановление функционального дефицита печени происходит путем замещения части поврежденных гепатоцитов на новые, в результате дифференцировки СК в гепатоциты или стимуляции регенерации печени за счет слияния СК со зрелыми гепатоцитами [20,21]. Кроме того, СК способны продуцировать широкий набор ростовых факторов подавляющих апоптоз гепатоцитов и активирующих пул тканевых СК [22]. Поднимается вопрос о наилучших популяциях СК, их количественных и функциональных характеристиках при патологии, для последующей коррекции и оптимизации технологии клеточной трансплантации.

Как показал коллектив авторов ГУ НИИ фармакологии Томского научного центра СО РАМН, в условиях экспериментального хронического токсического гепатита, участие мезенхимальных стволовых клеток КМ было недостаточно для восстановления печеночной ткани. Авторы учитывали возможное токсическое повреждение тканевого окружения органоспецифических клеток печени, как одного из факторов предполагаемых механизмов восстановления популяции паренхиматозных клеток-предшественников наряду с диф-ференцировкой МСК в специализированные печеночные прекурсоры [23].

Включение в оценку клинической эффективности клеточной гепатоцитопластики гемопоэтических СККМ при лечении больных с хроническими гепатитами высокоинформативных морфологических иммуногистохимических исследований (PCNA, а-ГМА, CD34) выявило качественные структурные изменения в печени - значительное снижение пролиферации гепатоцитов, уменьшение числа миофибробластов в паренхиме, что приводило к разрешению перисинусоидального фиброза и восстановлению нормального строения синусоидальных капилляров [24].

Совместное введение мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток (ММСК) костного мозга с региональной перфузией перфторуглеродной эмульсии, активирующей в противовес клеткам Ито (клетки вызывающие безудержный фиброгенез), систему моноцитарных фагоцитов способствовало восстановлению белоксинтезирующей функции печени и купированию печеночной энцефалопатии [25]. При этом наиболее убедительные результаты были получены у пациентки с аутоиммунным гепатитом, что, вероятно, связано с иммуномодулирующими потенциями ММСК [26,27,28,29].

Как известно из литературы, при аутоиммунном воспалении нарушения механизмов апоптоза, сопровождается резким повышением количества активированных лимфоцитов в очаге аутоиммунного поражения [30]. Мезенхимальные стволовые клетки костного мозга создают условия для регуляции апоптоза эпителиоцитов, лимфоцитов и снижают аутоиммунные воспаления, изменяя профиль продуцируемых цитокинов, а, также участвуя в регуляции дифференцировки отдельных клонов Т-клеток, что, по-видимому,

приводит к накоплению CD4+CD25+ (Т-регуляторов) и супрессии пролиферации и диф-ференцировки эффекторных клеток (цитотоксических Т-лимфоцитов, натуральных киллеров), а также дендритных клеток, вследствие чего ингибируется аутоиммунное воспаление и активируются процессы репаративной регенерации [30].

До сих пор нерешенные вопросы возможных механизмов восстановления функции печени при трансплантации стволовых клеток включают дифференцировку СК в гепа-тоциты, слияние СК со зрелыми гепатоцитами, способность СК продуцировать широкий набор ростовых факторов, подавляющих апоптоз гепатоцитов и активирующих пул тканевых СК. В аспекте последней версии установлено, что в ходе регенерации печени после частичной гепатэктомии перисинусоидальные клетки и гепатоциты экспрессируют маркер стволовых и прогениторных клеток C-kit [31].

Таким образом, анализ морфологических исследований посвященных клеточной терапии хронических диффузных заболеваний печени показал необходимость дальнейшего выявления местных и общих регуляторных процессов, лежащих в основе патогенетических механизмов лечения данных заболеваний печени различными методами клеточной трансплантации.

Литература

1. Friedmann S., Roll J., Boyles J. и другие, Hepatic lipocytes the principal collagen producting cells of normal rat liver. Proc. Natl. Acad. Sci. - 1985. - v. 82. - N 24. - p. 8681-8685.

2. Albanis E., Friedman S. L., 2001. Hepatic fibrosis. Pathogenesis and principles of therapy. Clin. Liver Dis. 5: p. 315-334.

3. Geerts A. History, heterogeneity, developmental biology, functions of quiescent hepatic stellate cells. Semin. Liver Dis. - 2001. - 21: р. 311-35.

4. Bataller R., Brenner. D. A., Hepatic stellate cells as a target for the treatment of liver fibrosis. Liver Dis. - 2001. - 21: р. 437-51.

5. Popper H., Uenfriend S. Hepatic fibrosis. Correlation of biochemical and morphologic investigation. Am. J. Med. - 1970. - 49: р. 707-21.

6. Пирогова И.Ю., Пышкин С.А. Регенерационная терапия хронических гепатитов и циррозов печени с помощью трансплантации фетальных тканей. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 2008. - Т. 3 (1). - С. 57-61.

7. Гарбузенко Д.В. Механизмы компенсации структуры и функции печени при ее повреждении и их практическое значение. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатоло-гии и колопроктологии 2008. - Т.6. - С. 14-21.

8. Батанов А.Н., Эберт Л.Я., Димов С.А. и другие. Влияние трансплантации фетальных тканей на репаративные процессы при экспериментальном циррозе печени. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины 2000. - Т.130 (8). - С. 216-219.

9. Курбатова ГР. Влияние трансплантации фетальных тканей печени на регенеративную активность гепатоцитов у здоровых крыс. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - Т. 136 (11). - С.571-573.

10. Бабаева А.Г Иммунологические механизмы регуляции восстановительных процессов. М.- 1972

11. Манукьян ГВ., Ерамишанов А.К., Сухих ГТ. и другие Трансплантация фетальных клеток в лечении больных циррозом печени и портальной гипертензией. Гепатология 2004. -Т.6. - С.14-20.

12. Калиаскарова К.С. Разработка критериев эффективности трансплантации фетальных гепатоцитов при циррозе печени. Автореферат. - Астана, 2004.

13. М.А. Алиев, М.А. Сейсембаев, ГВ. Федотовских и другие. Морфология печени при орга-нотопической трансплантации эмбриональных гепатоцитов. Второй конгресс хирургов Казахстана. Алматы 2003. - 17-20

14.

15

16

17.

18

19.

20

21.

22

23

24

25

26

27.

28

29

30

31.

Zheng J. F. Liang L.G., Wu C. X. et. al. Transplantation of fetal liver epithelial progenitor cells ameliorates experimrntal liver fibrosis in mice// Word J. Gastroenterolog. - 2006. - Vol. 12, N 45. - р. 7292 - 7298

Smets F., Najimi M., Sokal E.M. Pediatr Cell transplantation in the treatment of liver diseases. Transplant. 2008. - Vol. - 12(1).

Masson S., Harrison D.J., Plevris J.N. et al. Potential of hematopoietic stem cells therapy in hepatology: a critical review. Stem cells 2004. - 22(6): р. 897-907.

Fujii H., Hirose T., Oe S. et al. Contribution of bone marrow cells to liver regeneration after partial hepatectomy in mice. Hepatol.2002. - 36 (5): р. 653-9.

Gordon M.Y., Levicar N., Pai M. et al. Characterization and clinical application of human CD34+ stem progenitor cell populations mobilized into the blood by granulocyte colony-stimulating factor. Stem Cells 2006. - 24(7): 1822-30.

Черных Е.Р., Пальцев А.И., Старостина Н.М. и другие. Аутологичные клетки костного мозга в комплексном лечении пациентов с хроническими гепатитами и циррозом печени. Гепатология 2005. - Т.1.

Juang Y., Jahagirdar B.N., Reinhardt R.L. et al. Pluripotency of mesenchymal stem cells derived from adult marrow. Nature 2002; Vol. 418. - P. 345-358.

Vassilopoulos G., Wang P.R., Russell D.W. Transplanted bone marrow regenerates liver by cell fusion Nature 2003. - Vol. 422. - р. 901-904.

Galun E., Axelrod J.H. The role of cytokines in liver failure and regeneration: potential new molecular therapies. Biochim. Boiphys. Acta. 2002. - Vol. 1592. - р. 345-358. Дыгай А.М., Жданов В.В., Эпштейн О.И. и другие. Стволовые клетки при экспериментальном хроническом гепатите. Клеточные технологии в биологии и медицине 2007.

- Т.1.- С.26-29.

Киясов А.П., Одинцова А.Х., Гумерова А.А. и другие. Трансплантация аутогенных гемо-поэтических стволовых клеток больным хроническими гепатитами. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 2009. - Т.3(1). - С.70-75.

Далгатов ГД., В.Ф. Зубрицкий, И.Н. Сабурина и другие. Применение клеточных и рент-генэндоваскулярных технологий в сочетании с региональной перфузией перфторугле-родной эмульсии в лечении хронических диффузных заболеваний печени. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 2009. - Т.4(2). - С.76-86. Di Nicola M. Human bone marrow stromal cells suppress T-lymphocyte proliferation induced by cellular or nonspecific mitogenic stimuli /Di Nicola M., Carlo-Stella C., Magni M.//. Blood 2002; 99: р. 38-43.

Tse W.T., Pendleton J.D., Beyer W.M. et al. Suppression of allogeneic T-cell proliferation by human marrow stromal cells: implications in transplantation. Transpl.2003. - 75(3): р.389-97. Carvalo A.B., Quintanilha L.F., Dias J.V. et al. Carvalo A.B. Bone marrow multipotent mesenchymal stromal cells do not reduce fibrosis or improve function in a rat model of severe chronic liver injury. Stem Cells 2008. - 26(5): р. 1307-14.

Zheng J.F., Liang L.J. Intra-portal transplantation of bone marrow stromal cells ameliorates liver fibrosis in mice. Hepatobiliary Pancreat Dis Int. 2008. - 7(3): р. 264-70. Аскаров М.Б., Вострикова О.Ф., Воробьева Н.Н. и другие. Влияние аутологичных клеток костного мозга на апоптоз и регенерацию длительно незаживающих аутоиммунных язв желудка. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины 2008. - Т.146(11).

- С.585-590.

Газизов И.С. Гумерова А.А., Калиган М.С. и другие. Экспрессия рецептора к фактору стволовых клеток C-kit в регенерирующей печени после частичной гепатэктомии. Морфологические ведомости 2008. - №1-2. - С. 23-27.

Созылмалы таралган бауыр ауруы кезiнде баганалы жасушанын трансплантациясына

берiлген морфологияльщ бага

Г. В. Федотовских, F.M. Шаймарданова, М.Б. Аскаров, Н.М. Баймутова, Ш.Г. К,ашык,ова

Бауырдын закымдану кезiндегi созымалы таралган бауыр ауруы калпына кел^ретш Yдерiсi ширьщтыруына жол берген талгаулы эдiс болып саналатын жасуша терапия.

Морфофункциалык жасушаныц элементтер жагдайы эсерлтИ жасушалык трансплантацияныц багасы болып саналады.

Morphological assessment of stem cells transplantasion in chronic diffuse liver diseases

G.V. Fedotovskykh, G.M. Shaymardanova, M.B. Askarov, N.M. Baymutova, Sh.G. Kashykova

The cell therapy is an alternative method used to for stimulation of regenerative processes to in case of some liver diffuse diseases. Evaluation of effectiveness of cell transplantology can be morphological and functional condition of graft

УДК: 616.441-008.64-089.843:611.013.65

ПЕРВИЧНЫЙ ГИПОТИРЕОЗ: ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭТИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

АСПЕКТЫ ЗАБОЛЕВАНИЯ

Ж.С. Таубалдиева АО «<Национальный научный медицинский центр», г. Астана

Общеизвестно, что заболевания щитовидной железы (ЩЖ) в силу их высокой распространенности и продолжающегося увеличения являются весьма значимой проблемой в мире. Это определяется, прежде всего, широкой распространенностью среди населения различных форм гипо- и гипертиреоза, аутоиммунных и онкологических поражений этого органа и их зависимостью от экологической обстановки [1].

Клинически первичный гипотиреоз (ПГ) в популяции среди женщин встречается в 1,5-2% случаев, среди мужчин - в 0,2%, латентный первичный гипотиреоз - в 7-10% случаев среди женщин и 2-3% среди мужчин, причем среди женщин старше 60 лет - в 16% [2].

По данным Фрамингемского исследования [3] из 2139 обследованных пациентов (892 мужчин и 1256 женщин) старше 60 лет субклинический гипотиреоз был выявлен у 126 (5,9%), причем среди женщин он встречался в два раза чаще (7,7% против 3,3%).

В Колорадском популяционном исследовании [4], в которое были включены 25862 человека, повышенный уровень тиреотропного гормона (ТТГ) был выявлен у 9,5% всех обследованных, при этом в зависимости от возраста распространенность гипотиреоза варьировала от 4% до 21% у женщин и от 3% до 16% у мужчин. За первый год 5% случаев латентного гипотиреоза переходит в манифестный. В течение последующих 4-8 лет клинический гипотиреоз развивается у 20-50% из них.

Причины столь высокой распространенности первичного гипотиреоза можно объяснить следующими факторами.

Неуклонный рост числа больных с нарушенной функцией щитовидной железы, преимущественно гипотиреоза, в большой степени связан с йоддефицитными заболеваниями (ЙДЗ), являющимися серьезной проблемой здравоохранения во многих регионах мира. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ, 1990) 1570 млн. человек (30% населения мира) имеют риск развития ЙДЗ, в том числе более 500 млн. людей проживают в регионах с тяжелым дефицитом йода и высокой распространенностью энде-