CC BY
57
гттт
п
ш
Новости клеточных технологий. Клеточная трансплантология
Новая модель искусственной капиллярной сети для органогенеза ex vivo
Неоваскуляризация in situ или ex vivo является обязательным условием приживления и функционирования ткани, созданной в лаборатории. Формирования полноценной сосудистой сети является одной из основных задач создания трехмерных (3D) тканеинженерных конструкций [1, 2]. Для решения этой задачи объемные конструкции помещают в хорошо васкуляризированные области тела, такие, как почечная капсула, мышцы или подкожная жировая клетчатка. Конструкцию также можно разместить в области крупных сосудов, сформировав сосудистый пучок, или подвести к ней «питающие лоскуты» на сосудистых ножках. Через несколько недель зрелая и васкуляризированная ткань (или мини-орган) может быть перенесена на место своего терапевтического назначения [3-6]. Проблема вас-куляризации тканеинженерной конструкции может быть решена также с помощью биоматериалов, несущих моби-лизированные факторы роста (например, VEGF).
В журнале Tissue Engineering представлено новое изобретение от группы Langer-Vacanti J. - биодеградируемая микроваскулярная конструкция. Её основу составил биоре-зорбируемый материал PGS (polyglycerol sebacate). Ранее для создания искусственных капиллярных сетей (ИКС) в тканевой инженерии различные группы применяли такие материалы, как полилактид-ко-гликолид (polylactide-co-glycolide - PLG), полидиметилсилоксан (polydimethylsiloxane - PDMS) [7, 8]. На этих материалах была показана возможность эндотелизации. Однако эти материалы имеют существенные недостатки, не позволяющие применять их в медицине. Так, PLG - небиодеградируемый материал, а PDMS вызывал хроническое воспаление в экспериментах in vivo [9]. PGS - новый биоматериал в тканевой инженерии, был предложен группой Langer несколько лет назад. По механическим свойствам он сравним со стенкой вены человека. В экспериментах in vivo изучена его биодеградиру-емость, а также показано, что полимер инертен и не вызывает воспалительной реакции у животных [9, 10]. Из оксида кремния были изготовлены пресс-формы, имитирующие капиллярную сеть. По этим формам создавали опытные образцы на основе PGS (рис. 1). В статье описываются этапы и технические критерии создания конструкции. В окончательном виде конструкция представляла собой тонкую пленку с сетью полых трубочек-капилляров внутри. Для лучшей адгезии эндотелиальных клеток ИКС была обработана раствором фибронектина. Эндотелиоциты получали из вены пуповины человека (Cambrex Bio Science Walkersville), наносили на капиллярные трубочки конструкции и культивировали в течение 4 недель в условиях проточной струи среды. Было отмечено, что эндотелиоциты быстро адгезируют к поверхности полимера (рис. 2). Жизнеспособность клеток в ИКС сохранялась на достаточном уровне в течение 4 недель и более. Авторы заключают, что эндотелизирован-ная конструкция должна быть изучена в дальнейших экспериментах in vivo. Изобретение может стать ключевым в разработке сложных 3D тканеинженерных конструкций с ИКС и контролируемой перфузией питательных веществ. Если эксперименты in vivo завершатся успешно, то применение новой конструкции может революционизировать применение тканеинженерных конструкций в медицине и открыть новые перспективы в микрофабрикации органов (органогенезе) ex vivo.
Рис. 1. Внешний вид конструкции. Из Tissue Eng 2005; 11; 1-2: 302-30.
+
Рис. 2. Адгезия эндотелиоцитов к стенкам капилляров конструкции через 14 дней. У в. а - Ч10; б - Ч 40. Из Tissue Eng 2005; 11; 1-2: 302-308 с изменениями.
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия № 1, 2005
J_CTTE_pages_approved_v6_.pmd
22
25.08.2005, 17:13
22
■ мм
Новости клеточных технологий. Клеточная трансплантология
23
ЛИТЕРАТУРА:
1. Langer R.S., Vacanti J.P. Tissue engineering. Science 1993; 260: 920.
2. Vacanti J.P., Langer R. Tissue engineering: The design and fabrication of living replacement devices for surgical reconstruction and transplantation. Lancet 1999; 354(Suppl. I): 32.
3. Chen F. et al. Marrow-derived osteoblasts seeded into porous natural coral to prefabricate a vascularised bone graft in the shape of a human mandibular ramus: experimental study in rabbits. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery 2004; 42: 532-7.
4. Hasson E. et al. A cell-based multifactorial approach to angiogenesis. J Vasc Res 2005; 42: 29-37.
5. Ohashi K. et al. Liver tissue engineering at extrahepatic sites in mice as a potential new therapy for genetic liver diseases. Hepatol 2005; 41: 132-40.
6. Walles T. et al Experimental generation of a tissue-engineered functional and vascularized trachea. J Thorac Cardiovasc Surg 2004; 128; 6: 900-6.
7. McDonald J.C., Whitesides G.M. Poly(dimethylsiloxane) as a material for fabricating microfluidic devices. Acc Chem Res 2002; 35: 491.
8. King K.R. et al. Microfluidics for tissue engineering microvasculature: Endothelial cell culture. In: Proceedings of the Fifth International Conference on Miniaturized Chemical and Biochemical Analysis Systems. Monterey, CA; 2001. P. 247.
9. Wang Y. et al. A tough biodegradable elastomer. Nat Biotechnol 2002; 20: 602.
10. Wang Y., Kim Y.M., Langer R. In vivo degradation characteristics of poly(glycerol sebacate). J Biomed Mater Res A 2003; 66; 1: 192-7.
Подготовил А.В. Волков; по материалам Tissue Eng 2005; 11; 1-2: 302-308.
Трансплантация аутологичных гемопоэтических клеток в лечении системной красной волчанки: клинические перспективы применения метода у детей
Системная красная волчанка (СКВ) - тяжелое системное заболевание соединительной ткани, имеющее доказанную аутоиммунную природу. При развитии волчаночного нефрита (наиболее частая форма заболевания) 10-ти летняя летальность составляет 6-20% [1]. Патогенетическое лечение иммунодепрессантами и кортикостероидами в 80% вызывает ремиссию заболевания. Однако хроническое про-гредиентное рецидивирующее течение может служить причиной резистентности к терапии, а токсические и имму-носупрессивные эффекты лекарственных препаратов -увеличивать летальность больных СКВ.
Трансплантация аутологичных гемопоэтических клеток (ТАГК) после проведения иммуноаблятивной терапии (или немиелоаблятивной миелосупрессии) является относительно новой альтернативной терапевтической стратегией в лечении ряда аутоиммунных заболеваний, в том числе, и СКВ. Целью трансплантации является восстановление дефектной лимфоидной популяции из клеток-предшественников, не несущих аутореактивных свойств, после иммуно-абляции, приводящей к сокращению числа аутореактивных лимфоцитов. В 1997 году ведущие организации - European League Against Rheumatism (EULAR) и European Group for Blood and Marrow Transplantation (EBMT) выпустили рекомендации по кондиционированию реципиента, показаниям и подготовке аутотрансплантата при аутоиммунных болезнях [2]. Первое клиническое сообщение по апробации метода ТАГК для лечения СКВ (в рамках I фазы клинических испытаний) появилось 8 лет назад [3]. C тех пор было опубликовано около 20 отчётов о результатах I-II фаз клинических испытаний метода в различных центрах Европы и США. В 2004 году в специализированном журнале Lupus был опубликован отчёт о результатах клинических испытаний метода в период с 1995 по 2002 гг. Отчёт составлен по результатам наблюдений 53 пациентов с СКВ из реестров European Group for Blood and Marrow Transplantation и European League Against Rheumatism, подвергшихся ТАГК в 23 различных центрах в 12 странах Европы [4]. Следует отметить, что в клинических испытаниях участвовала и российская группа [4, 5]. Кратко напомним результаты этого отчёта. Аутогенные гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) выделялись из периферической крови, мобилизованной цитокинами и костного мозга. Селекция CD34+
стволовых клеток ex vivo была произведена для 42% пациентов. Средняя продолжительность наблюдения после ТАСК составила 26 месяцев. Ремиссия заболевания (индекс активности заболевания < 3) была достигнута у 66% пациентов, доступных для оценки в первые 6 месяцев после трансплантации, треть из них в последующие 6 месяцев перенесли рецидив заболевания. У 80% пациентов после ТАГК было отмечено отсутствие в крови антинуклеарных антител, но в конеце исследования в 43% случаев проба на антиядерные иммуноглобулины вновь давала положительный результат, что свидетельствует о сохранении иммунной аутоагрессии. В течение 1,5 месяцев после ТАГК наблюдалось 12 смертей, из которых 7 случаев были связаны с осложнениями, возникшими после процедуры. Общая одногодичная выживаемость составила 84%, 4-х годичная - 62%. В целом, результаты европейского исследования были признаны более успешными, чем предыдущие, представленные в 2002 году группой исследователей из США для 15 пациентов [6]. Причиной высокой летальности метода, по мнению авторов исследований, можно считать длительное течение заболевания на момент трансплантации, осложнения высокодозной «стероидной» терапии и проведение экспериментальной процедуры у тяжёлых больных. Интересно, что ряд авторов указывает на отсутствие различий в эффекте от трансплантации изолированных CD34+ ГСК и нефракционированной массы ядросодержащих клеток, обогащённой ГСК. Многие центры переходят на использование немиелоаблятивных и низко-дозных режимов предтрансплантационного кондиционирования пациента, поскольку основной причиной осложнений в этот период является именно токсичность терапии.
Недавно в журнале Clinical Rheumatology появилась интересная работа китайской группы ученых, посвященная результатам 4-х летнего наблюдения двух девочек с СКВ, подвергшихся ТАГК. И хотя это уже не первое сообщение о попытке применить данный метод для лечения детей [7], предварительные результаты долговременного наблюдения указывают на то, что у данной группы пациентов можно ожидать максимальную результативность терапии. Выполняли трансплантацию CD34+ клеток, мобилизованных Г-КСФ в периферический кровоток. Подготовительный этап включал применение циклофосфамида и антитимоцитар-
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия № 1, 2005
J_CTTE_pages_approved_v6_.pmd
25.08.2005, 17:13
23
