CC BY
19
Оглядова стаття = Review article = Обзорная статья
Ukr Neurosurg J. 2020;26(1):20-29 doi: 10.25305/unj.189596
Застосування стовбурових клiтин у лiкуваннi черепно-мозковоУ травми
Любич Л.Д., Егорова Д.М.
Лабораторiя культивування тканин, 1нститут нейрохiрурпT iM. акад. А.П. Ромоданова НАМН Укратни, Китв, Укратна
Над1йшла до редакцп 25.12.2019 Прийнята до публ1кацп 03.02.2020
Адреса для листування:
Любич Лариса Дмитр1вна, Лаборатор1я культивування тканин, 1нститут нейрох1рурп1 ¡м. акад. А.П. Ромоданова, вул. Платона Майбороди, 32, КиУв, 04050, УкраУна, e-mail: liubichld@gmail.com
Черепно-мозкова травма (ЧМТ) е глобальною медичною i сощально-економiчною проблемою.На частку травматичних ушкоджень черепа та головного мозку припадае 30-40% вщ уах травм. Вони е основними причинами летальност та швалщност оаб працездатного вiку. Велик сподiвання у лiкуваннi ЧМТ та и наслiдкiв покладають на застосування клiтинноí терапií стовбуровими клiтинами (СК). Розглянуто патогенетичш передумови використання СК у л^уванш наслiдкiв ЧМТ: узагальнено вщомост щодо первинних i вторинних змш нервовоí тканини пiсля ЧМТ (кл^инний, тканинний, органний, системний рiвень) та функцiональних неврологiчних порушень ^зичш, руховi, когнiтивнi, поведiнковi симптоми); наголошено на неможливостi вiдновлення неврологiчних функцш без вiдновлення структур i функцш головного мозку. Визначено основнi напрями застосування СК для лкування наслщюв ЧМТ- стимулювання ендогенних СК, трансплантащя екзогенних СК i комбiнацiя цих пiдходiв. Висвiтлено джерела i типи СК для вщновлення пошкодженого органа i його функцiональних показникiв: ембрюнальш, нейрогеннi, стромальнi (кiсткового мозку, жирово'! тканини, зокрема мезенхiмальнi, гемопоетичнi, пуповинно' кровi, iндукованi плюрипотентнi). Проаналiзовано результати доклЫчних дослiджень використання рiзних титв СК у тварин з експериментальними моделями ЧМТ. Наведено дан щодо кл^чних випробувань безпечностi та ефективност застосування СК у лiкуваннi наслщюв ЧМТ за напрямами стимулювання ендогенних СК (введення препара^в, фiзичнi методи) i трансплантацií екзогенних СК (аутолопчних (кiсткового мозку, жирово! тканини) та алогенних (мезенхiмальнi, кiсткового мозку, пуповинно' кровi)). Накопичення даних клiнiчних випробувань дасть змогу провести метааналiтичнi дослщження та розробити на 'х основi сертифiкованi стандартизованi протоколи лiкування наслщюв ЧМТ iз застосуванням переваг СК. Ключовi слова: черепно-мозкова травма; стовбуров/ кл/тини; трансплантаця; кл/н/чн/ випробування
Stem cells application for the treatment of traumatic brain injury
Larysa D. Liubich, Diana M. Egorova
Tissue Culture Laboratory, Rodomanov Neurosurgery Institute, Kyiv, Ukraine
Received: 25 December 2019 Accepted: 03 February 2020
Address for correspondence:
Larysa D. Liubich, Tissue Culture Laboratory, Romodanov Neurosurgery Institute, 32 Platona Maiborody st., Kyiv, 04050, Ukraine, e-mail: liubichld@gmail.com
Traumatic brain injury (TBI) is a global medical and socio-economic problem. Traumatic injuries of the skull and brain make up 30-40% of all traumas and are the first in terms of mortality and disability among people of working age. High expectations for the treatment of TBI and its consequences are due to the use of stem cell (SCs) therapy. The present review examines the pathogenetic prerequisites for SCs application in TBI effects treatment: generalizes information about the primary and secondary changes in nerve tissue after TBI (cellular, tissue, organ, systemic level) and functional neurological disorders (physical, motor, cognitive, behavioral symptoms); emphasizes the impossibility of restoring neurological functions without restoring brain structures and functions. The paper proposes the main directions of application of SCs for the TBI effects treatment - stimulation of endogenous SCs, transplantation of exogenous SCs and a combination of these approaches. The sources and types of SCs considered for the restoration of the damaged organ and its functional parameters are characterized in detail: embryonic (ESCs), neurogenic (NSC/NPCs), stromal (SCs of bone marrow, adipose tissue, including mesenchymal (MSCs), hematopoietic (HSCs), umbilical cord blood SCs, induced pluripotent SCs (iPSCs). The results of preclinical studies of the different SCs types used in animals with TBI experimental models are summarized. The actual information regarding clinical trials on the safety and efficacy of the SCs application in the TBI effects treatment in the directions of endogenous SCs stimulation (drug administration, physical methods) and exogenous SCs transplantation (autologous SCs (bone marrow, adipose
Copyright © 2020 Larysa D. Liubich, Diana M. Egorova
[iccï (D 1 wor'<'s licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License https://creativecommons.Org/licenses/by/4.0/
tissue) and allogeneic SCs (MSCs, bone marrow SCs, umbilical cord blood SCs) is analyzed. The gradual accumulation of clinical trial results will allow future meta-analytic studies and the development of certified standardized protocols for the treatment of TBI consequences using the benefits of SCs. Key words: traumatic brain injury; stem cells; transplantation; clinical trials
Применение стволовых клеток в лечении черепно-мозговой травмы
Любич Л.Д., Егорова Д.М.
Лаборатория культивирования тканей, Институт нейрохирургии им. акад. А.П. Ромоданова НАМН Украины, Киев, Украина
Поступила в редакцию 25.12.2019 Принята к публикации 03.02.2020
Адрес для переписки:
Любич Лариса Дмитриевна, Лаборатория культивирования тканей, Институт нейрохирургии им. акад. А.П. Ромоданова, ул. Платона Майбороды, 32, Киев, 04050, Украина, e-mail: liubichld@ gmail.com
Черепно-мозговая травма (ЧМТ) является глобальной медицинской и социально-экономической проблемой. На долю травматических повреждений черепа и головного мозга приходится 30-40% от всех травм. Они являются основной причиной летальности и инвалидности лиц трудоспособного возраста. Большие надежды в лечении ЧМТ и ее последствий возлагают на применение клеточной терапии стволовыми клетками (СК). Рассмотрены патогенетические предпосылки использования СК в лечении последствий ЧМТ: обобщены сведения о первичных и вторичных изменениях нервной ткани после ЧМТ (клеточный, тканевой, органный, системный уровень) и функциональных неврологических нарушениях (физические, двигательные, когнитивные, поведенческие симптомы); подчеркнута невозможность восстановления неврологических функций без восстановления структур и функций головного мозга. Определены основные направления применения СК для лечения последствий ЧМТ - стимулирование эндогенных СК, трансплантация экзогенных СК и комбинация этих подходов. Освещены источники и типы СК для восстановления поврежденного органа и его функциональных показателей: эмбриональные, нейрогенные, стромальные (костного мозга, жировой ткани, в том числе мезенхимальные, гемопоэтические, пуповинной крови, индуцированные плюрипотентные). Проанализированы результаты доклинических исследований использования разных типов СК у животных с экспериментальными моделями ЧМТ. Приведены данные о клинических испытаниях безопасности и эффективности применения СК в лечении последствий ЧМТ по направлениям стимулирования эндогенных СК (введение препаратов, физические методы) и трансплантации экзогенных СК (аутологичных (костного мозга, жировой ткани) и аллогенных (мезенхимальные, костного мозга, пуповинной крови)). Накопление данных клинических испытаний позволит провести метааналитические исследования и разработать на их основе сертифицированные стандартизированные протоколы лечения последствий ЧМТ с применением преимуществ СК.
Ключевые слова: черепно-мозговая травма; стволовые клетки; трансплантация; клинические испытания
Черепно-мозкова травма (ЧМТ) - це пошко-дження головного мозку (ГМ) тд впливом зовшшньоТ мехашчноТ сили внаслщок сильного забою. ЧМТ е одшею з причин загибелi та швалщност у свт [1]. 1Т вважають глобальною медичною i сощально-е-кономiчною проблемою. На частку травматичних ушкоджень черепа та головного мозку припадае 30-40% вщ уах травм. Вони е основними причинами летальност та швалщност оаб працездатного в^у [2]. Щорiчно в УкраТш вщ ЧМТ помирають близько 11 тис. оаб, а в структурi загиблих вщ ЧМТ 59% становлять померлi на догосттальному етат, 41% - померлi у стацюнарк В УкраТш ЧМТ е атуальною медико-сощальною проблемою з огляду на бойовi травми нейрохiрургiчного профтю в зош операцп об'еднаних сил (антитерористочноТ операци), як становлять 25,2% вщ уах бойових травм, з них вогнепальш поранення черепа i ГМ - 48%, вщкрита i закрита травма ГМ - 43% [3].
За даними ВООЗ, у свт щорiчно отримують ЧМТ понад 10 млн оаб, з них помирають близько 1,5
млн оаб, а 2,4 млн залишаються швалщами [4,5]. Останшми роками летальшсть вщ тяжкоТ ЧМТ у розви -нених краТнах вдалося значно знизити. Полтшення результат л^ування пов'язують iз вдосконаленням оргашзаци медичноТ допомоги, появою нов^шх дiагностичних i терапевтичних технологш. Велик сподiвання у лкуванш ЧМТ та ТТ наслщюв покладають на застосування кл^инноТ терапп стовбуровими ^тинами (СК).
Патогенетичш передумови використання стовбурових кл^ин у лшуванж наслщюв черепно-мозково!травми
У сучаснш клЫчнш класиф^ацп видтяють таю види ЧМТ: струс ГМ, забоТ легкого, середнього i тяжкого ступеня, дифузне аксональне ушкодження та стиснення на ™ забою (гострi внутршньочерепш гематоми, пдроми, втиснув переломи юсток скле-пiння черепа) або без забою (хрошчш субдуральнi гематоми, пдроми). Також видтяють первиннi i вториннi (вiддаленнi) ушкодження [2].
Закрита ЧМТ незалежно вщ характеру i тяжкосп мае единий патогенетичний механiзм структурних змш та функцiонального дефiциту, в який залучено посттравматичне порушення процесiв саморегу-лювання i метаболiзму нервовоТ тканини. Ступшь неврологiчного дефiциту при ЧМТ визначаеться двома основними чинниками: первинним мехашчним пошкодженням тканини (розриви, розтягнення, зсувна деформа^я нейронiв у момент виникнення травми) i вторинними ефектами (формування каскаду нейрохiмiчних та нейрофiзiологiчних порушень, що спричиняе ураження нервових ^тин), якi за своТм розмiром перевищують об'ем первинного пошко-дження. Вторинне пошкодження ГМ вiдбуваеться за деюлькома напрямами (запалення, окисний стрес, юнний дисбаланс, пiдвищення проникностi судин, дисфункщя мiтохондрiй) [6]. Це зумовлюе набряк ГМ, дифузне ураження аксошв, пiдвищення внутрш ньочерепного тиску, порушення перфузп та iшемiю нервовоТ тканини. Таке поеднання змш клiтинних структур i фiзiологiчних процесiв спричиняе поси-лену загибель нервових клiтин у результат ексай-тотоксичностi (некрозу) та апоптозу, збтьшення об'ему пошкодження та виникнення функцюнального дефiциту - невролопчних i функцiональних наслiдкiв травми [6].
Одразу тсля травми у результат дiï кiнетичноï енергiï i векторiв механiчноï сили (лiнiйного приско-рення/гальмування, ротацшного механiзму чи ïх комбшаци) у ГМ розвиваються первиннi (зворотш та незворотнi) ушкодження, якi визначають ïï наслiдки у 80-90 % випадюв [2]. Первинна травма шщте множиннi внутрiшньоклiтиннi метаболiчнi каскади, яю зумовлюють вторинне пошкодження тканини ГМ на ультраструктурному, кл^инному, тканинному, органному рiвнях i спричиняють загибель нейро^тин у результатi бiохiмiчних процесiв, котрi активуються внаслiдок травми, та розвитку шемп. Вториннi пошкодження впливають на весь органiзм i е пусковим чинником порушення саморегуляци функцюнування внутрiшньоклiтинних метаболiчних систем та ште-гральних взаемодiй у мозку, а також напруження систем адаптаци [2].
Тяжюсть клiнiчних виявiв i наслщюв ЧМТ визначаеться морфологiчними змшами речовини ГМ. На ультраструктурному рiвнi в нервовiй тканинi одразу тсля ЧМТ вщбуваеться пошкодження мембран нейроптя, цитоскелета (нейрофiламентiв i м^ротру-бочок), порушення проникносп клiтинноï мембрани аксошв, деструкщя зон аксонально-дендритних синапсiв, зменшення юлькост синаптичних везикул, лiзис мкротрубочок, вакуолiзацiя дендритiв, набряк вiдросткiв глюци^в, дегенерацiя мiтохондрiй [7]. Ультраструктурна дезоргашзашя нейрофiламентiв i мiкротрубочок спричиняе порушення аксонального транспорту i аксональних зв'язюв [8]. Таю змши вiдбуваються фазово i дифузно поширюються на весь мозок.
На клтинному рiвнi найбтьш вираженi змши спостер^ають у клiтинних мембранах та синаптич-ному апаратi. У результат пошкодження мембрани нейронiв вiдбуваеться порушення регуляци бiлкових каналiв плазмолеми, що призводить до неконтро-льованого потоку южв i каскаду змiн у метаболiзмi
нейромедiаторiв та |'х рецепторах, впливае на баланс Ca2+ у ^тинах, що призводить до активаци клiтинних бiлкiв, порушення процесiв енергетичного метабо-лiзму у мiтохондрiях, вивтьнення вiльних радикалiв i деструкцiï кл^ин унаслiдок автолiтичних процесiв [7,8].
На тканинному рiвнi патологiчнi змiни виявля-ються запальною реакцiею з порушеннями метабо-лiзму, мiкроциркуляцiï, набряком тканини. На 10-ту добу пiсля травми спостер^аються вираженi струк-турнi змши нейрошв, глiï i капiлярiв ГМ з характерним фрагментарним вщшаровуванням м'яких оболонок ГМ, 1х набряканням i розшаруванням дифузно-вогни-щевих скупчень змшених еритроцитiв, формуванням навколо крововиливiв зон некробютично змiнених нервових клiтин i дифузного набряку тканини ГМ [7].
На органному рiвнi одразу тсля травми вини-кають судинш змши з порушенням проникносп та утворенням дрiбних крововиливiв, найбiльш вираженi у прекаптярах, капiлярах i венулах. Пошкодження ендотел^ судин i дисфункцiя астроци^в спричиняють змiну проникностi гематоенцефалiчного бар'ера (ГЕБ), унаслщок цього вiдбуваеться ексудашя рiдини в поза-судинний простр та розвиток набряку мозку. Набряк складаеться з двох компонен^в. Цитотоксичний набряк пов'язаний з ппокаею, порушенням елек-тролiтного балансу, накопиченням у ^тинах осмо-тично активних компонент. Вазогенний набряк е наслiдком порушення ГЕБ iз вивiльненням колоïдних компонен^в кровi в мiжклiтинний простiр. У результат виникае набряк мозку, його деформашя з порушенням лiквороциркуляцiï, кровооб^у, пiдвищенням внутрш ньочерепного i церебрального перфузшного тиску, що може спричинити порушення юрково: збудливостi, гiперсинхронiзацiю та ептептиформну активнiсть клiтин [8].
Унаслщок пошкодження ГЕБ та активаци мкроглп вивiльняються численнi медiатори - анти- та проза-пальнi цитокiни, фактори росту, хемоюни, простаг-ландини, втьш радикали, продукти перекисного окиснення лт^в, оксид азоту, збуджувальнi амшо-кислоти [9,10], а також моб^зуються ^тини iмунноï системи в дiлянку ушкодження. Активашя мiкроглiï/ макрофагiв вiдiграе ключову роль в шщтванш нейрозапалення, тривае певний перюд, сприяючи вiдновленню пошкоджених кл^ин, пiсля чого ця субпопулящя повертаеться до стану спокою [11]. Тривала активащя мiкроглiï (при повторнш ЧМТ) iнiцiюе каскад нейродеструктивних процеав, якi можуть спричинити розвиток хронiчноï тслятравма-тичноï енцефалопатiï [11].
На системному рiвнi вiдбуваються змiни в iмуннiй системi, системах загального обмшу, терморегу-ляцiï тощо. Порушення ГЕБ та руйнування мозковоï тканини призводить до вивтьнення нейроспеци-фiчних антигешв у судинне русло i лквор з розвитком нейроавтоiмунних реакцiй [12,13]. 1мунш реакцiï у вiдповiдь на ЧМТ включають розтзнавання i фагоцитоз пошкоджених кл^ин, iндукцiю запалення, що сприяе регенерацп, нейропротекцiï i загоенню [14,15], але при масивному ушкодженш та порушены iмунноï регуляци може розвинутися вторинна фаза iмуноопосередкованого запалення та прогресуючого ушкодження ГМ [15,16].
У постраждалих в^ ЧМТ насл^ком втрати нейрошв i бiлоï речовини е атрофiя мозку та функ-цiональнi неврологiчнi порушення, спостерiгаються стiйкi фiзичнi, руховi, когштивш та поведiнковi симп-томи у виглядi травматичноï хвороби ГМ. Основними фiзичними симптомами е головний бть, запамо-рочення, порушення координацiï, мови i ковтання, неч^юсть зору, зниження м'язово'1 сили i тонусу м^в. До когнiтивних та поведiнкових симптомiв належать порушення пам'ятi та уваги, труднощi з прийняттям рiшень, швидка втомлюванiсть, тривожнiсть, депресiя, дратiвливiсть, емоцшно-вольова лабiльнiсть [17]. Вiдновлення неврологiчних функцш неможливе без вщновлення структур та функцш ГМ.
У л^уванш пошкоджень ГМ використовують комбiнованi методи. Сучасна тератя насамперед орiентована на зменшення ступеня вторинних пошкоджень, до яких особливо чутливий ппокамп. Травма ппокампа, пов'язана з дефiцитом навчання та пам'ят^ е найбiльш тривалим та виснажливим дефщитом пiсля ЧМТ, оскшьки перешкоджае поверненню пацiентiв до звичайного способу життя, попршуючи сошальну взаемодiю.
Оперативне лiкування гострих вогнищевих пошкоджень ГМ за його компресп гематомами та юст-ковими фрагментами, наявност мозкового детриту i дислокацшного синдрому проводять якомога швидше тсля травми, а також у випадках, коли вичерпано вс можливостi консервативно!' терапп. До консер-вативних методiв належать дегiдрацiйна, судинна (ноотропна), церебропротекторна, метаболiчна та спрямована на полтшення реологiчних властивостей кровi терапiя [18].
Вивчають здатнiсть ГМ до самовщновлення чи вiдновлення в результатi впливу зовшшшх чинникiв, зокрема СК. Вщомо, що нейрогеннi стовбуровi та прогешторш клiтини (НСК/НПК), якi мiстяться у нейрогенних зонах мозку дорослих ссавшв, здатш залучатися до регенеративних та репарацшних процесiв у вiдповiдь на ушкодження ЦНС. Способи стимуляци ендогенних СК, транспланташя екзогенних СК (плюрипотентних, мезенхiмальних, нейрогенних), а також комбшашя цих двох пiдходiв як методи лку-вання ЧМТ е предметом дискуси та перебувають на стади становлення.
Розглядають методи з використанням факторiв росту i СК щодо !х переваг у зменшеннi наслщюв ЧМТ та вiдновленнi моторних i тзнавальних функцiй [19].
Джерела i типи стовбурових кл1тин
Для вщновлення пошкодженого органа i його функцюнальних показникiв розглядають застосування рiзних типiв СК, якi мають подiбнi властивостi, але вiдрiзняються за походженням i ступенем потент-ностi (здатшстю до диференцiювання) [20,21].
Ембрiональнi СК (ЕСК) е плюри- i тотипотентними, здатш до необмеженого подту, але 'х застосування обмежене через застереження етичного характеру та ризик виникнення мозкових пухлин [22]. СК дорослого оргашзму е мультипотентними, проте 'х пролiферативна здатшсть обмежена.
Нейрогеннi НСК/НПК м^тяться в тканинних «шшах» (ппокамш (зубчаста звивина (DG)) та субвентрикулярнш зонi (SVZ)). Бiльшiсть клiтин, котрi
мiгрують iз SVZ, е нейробластами, вони проходять вздовж рострального м^рацшного шляху до нюхово!' цибулини, де диференшюються у нюховi штерней-рони. 1нша субпопуляцiя цих клiтин м^руе до корти-кальних дiлянок i може бути залучена у мехашзми репараци або вiдновлення [23]. Новоутвореш клiтини з DG також м^рують латерально до гранулярного клiтинного шару, виявляють властивост iнтегрованих зрiлих гранулярних нейрошв, формують синапси i поширюють аксони до цтьово''' зони - дтянки CA3 гiпокампа [24]. Основна функщя НСК полягае у постшнш i природнiй компенсацiï клiтин мозку, котрi втрачаються внаслiдок фiзiологiчних чи патолопчних процесiв. Доведено наявнiсть новоутворених нейрошв у структурах пошкодженого мозку за умов ЧМТ та 'х зв'язок з когштивними реакшями [25]. Показано, що НСК людини при ксенотрансплантаци у травмований мозок щура виживають упродовж декшькох м^яшв, м^рують у прилеглi дiлянки мозку, частина з них диференщюються у зрЫ нейрони, астроцити та олiгодендроцити (експресують вщповщш маркери i перетворюються на регiон-специфiчнi функцiональнi клiтини) [26-28].
Вивчають терапевтичний потенщал НСК/НПК ольфакторно' висттки, нюхового епiтелiю для використання цих ^тин як джерела автолопчних клiтин для трансплантацiï при ЧМТ [29-31]. П^ля введення щурам iз ЧМТ НСК або клiтин ольфакторного еттел^ встановлено полiпшення неврологiчних функцш. При поеднанш обох типiв ^тин отримано потенцiювальнi ефекти [32]. Перевагою цього методу вважають можлив^ть отримання НСК/НПК нюхового еттел^ у достатнш кiлькостi за допомогою малоiнвазивноï штраназально' бiопсiï для автологiчноï трансплантацп, яка запоб^ае iмунному вiдторгненню трансплантата, не потребуе використання iмуносупресорiв i запоб^ае переносу вiрусних iнфекцiй та генетичних дефек^в, якi можливi при алотрансплантацп. Однак оцiнка плюрипотентних клiтин-прогенiторiв у дорослш нюховiй слизовiй оболонцi та 'х зв'язку з процесами регенераци е неоднозначною[33].
Cтромальнi стовбуровi клiтини (ССК) отримують з рiзних тканин органiзму. Дослiджують використання у лкуванш ЧМТ МСК, отриманих iз кiсткового мозку (МСК КМ), та вщновний потенцiал МСК, отриманих iз жирово' тканини (МСК ЖТ).
Потеншал стромальних клiтин кiсткового мозку (СККМ, BMSCs) дослiджено на експериментальних моделях ЧМТ. Псля введення СККМ фокально в дтянку бiля травми або системно (внутршньовенно або внутрiшньоартерiально) в гострш або пiдгострiй фазi тсля ЧМТ значно знижувався невролопчний (руховий та когштивний) дефiцит [34]. Транспланташя СККМ людини у колагеновому матрика через 4 i 7 дшв та 2 мiс пiсля ЧМТ в порожнину травми зменшувала об'ем ураження мозку, посилювала анпогенез, полт-шувала сенсомоторш та когнiтивнi функци [35-37]. СККМ, якi експресують нейрональш або глiальнi маркери, можуть бути виявлеш в пошкодженому мозку в незначнш кiлькостi, але жодне дослщження не надало переконливих доказiв перетворення СККМ у повшстю диференцiйованi функцюнальш нейрони in vivo. Позитивнi ефекти СККМ у травмо-ваному мозку значною мiрою зумовленi продуку-
ванням ними бюактивних чинниюв, яю посилюють ендогенну пластичнють та реконструкцiю головного мозку, сприяючи функцюнальному вiдновленню [38]. Експериментальнi дослщження продемонстрували сприятливий вплив СККМ на травмований мозок i тдтвердили можливють ïх використання при ЧМТ.
Установлено, що МСК при внутршньовен-ному введены через 3 доби тсля ЧМТ м^рують у головний мозок i виявляються на межi травматичноï зони, експресують маркер нейрошв NeuN, сприяють процесу очищення дiлянки пошкодження вщ некро-тизованих мас i кл^инного детриту, зменшенню кiлькостi зруйнованих структур мозку, збтьшенню кiлькостi капiлярiв у крайовiй зонi травматичноï порожнини, тдвищують виживанiсть нейронiв у корi контралатеральноï пiвкулi та нервовiй тканиш, яка прилягае до травматичноï порожнини, а також бтьш швидкому i повному вщновленню моторних та когштивних навичок [13,39]. 1нтрацеребральна трансплантацiя щурам iз ЧМТ клiтин лiнiï SB623 (геномодифкованих МСК з КМ людини) полтшувала моторнi функцiï та невролопчний стан травмованих тварин [40]. Дискутуеться здатшсть МСК дифе-ренцiюватися у нервовi клiтини, зокрема в астро-цити, олiгодендроцити i мiкроглiю, у разi впливу на них мкросередовища мозку [41-43]. Провiдним механiзмом функцюнального вщновлення i клЫч-ного ефекту МСК вважають не кл^инне замщення [34,44-46], а iмуномодулювальнi та трофiчнi впливи [47,48], спрямованi на забезпечення нейропротекци, нейрорегенераци, стимулювання ангiогенезу, м^рацп, пролiферацiï i диференцiювання НПК, синаптогенезу, нейритогенезу, вщновлення ГЕБ [49-51], зменшення запальноï вiдповiдi i обмеження утворення бального рубця [49,51-53].
Активно дослiджують потенцiал пуповинноï кровi людини, яка е джерелом багатьох титв СК: гемопое -тичних (ГСК), МСК, нерестриктованих соматичних СК i СК, подiбних до ЕСК. Показано, що СК пуповинноï кровi можуть виживати в дтянках пошкодження та сприяти виживанню ендогенних нейрошв у тварин з iшемiчним ураженням i травмою спинного мозку [54].
Як джерело СК розглядають також шдуковаш плюрипотентш клiтини (inCK), якi отримують i3 соматичних ^тин за допомогою генетичного перепрогра-мування. inCK людини мають властивосп необмеже-ного самовiдновлення та плюрипотентного потенцiалу для диференцiювання в потрiбнi лiнiï клiтин без етичних обмежень. Cпецифiчнi для пацieнта inCK можуть бути автогенним кл^инним джерелом для трансплантаци без ризику вiдторгнення, однак ще не визначено оптимальне джерело соматичних кл^ин для використання з метою лкування ЧМТ та шших неврологiчних розладiв [21,26].
За даними аналiзу X. Qu зi ствавт. (2018) [55], найчастiше для л^ування ЧМТ використовують МСК КМ i СК пуповини (44 i 7% дослщжень вщповщно), а також НСК/НПК (30% достджень).
Клiнiчнi дослiдження стовбурових кл^ин
при черепно-мозковiй травм i
За даними Нацiональних iнститутiв здоров'я США [56], у заявлених клЫчних випробуваннях щодо безпечностi та ефективност застосування екзогенних СК використовують здебшьшого клiтини, вилученi з КМ (Таблиця). На сьогодш заявлено 18 кл^чних рандомiзованих контрольованих випробу-вань застосування екзогенних СК (n=11) або способiв стимулювання ендогенних СК (n=7) при ЧМТ. З них завершено 6, вщкликано - 3, мають статус активного залучення пащен^в - 6. Ус ц дослiдження перебу-вають на раннiх клiнiчних етапах (фаза 1/2), на стади акумуляцiï даних.
Стимулювання ендогенних стовбурових
кл^ин
Пiдгрунтям для пошуку способiв стимулювання ендогенних СК при ЧМТ стали експериментальш дослщження. Показано, що внутрiшньошлуночкове введення основного фактора росту фiбробластiв (bFGF) або епiдермального фактора росту (EGF), а також iнфузiя S100p (нейротрофiчний фактор) чи фактора росту ендотел^ судин (VEGF) посилюють iндукований ЧМТ нейрогенез у тканинних «шшах»
Способи застосування стовбурових ^тин для лкування черепно-мозковоï травми в клiнiчних випробуваннях (www.ClinicalTrials.gov)
Cnoci6 лiкування Кiлькiсть випробу-вань Опри-люднено результати Усього
Ввведення екзогенних стовбурових кл^ин Тип стовбурових клiтин/джерело автолопчш 11
жирова тканина 2 -
юстковий мозок 7 -
алогеннi
мезенхiмальнi стовбуровi кл^ини 1 -
клiтиннi лiнiï (стовбуровi клiтини юсткового мозку) 1 -
Стимуляцiя ендогенних стовбурових кл^ин Вид впливу введення препаратiв 4 - 7
фiзичнi методи
тренування + ппокая 1 -
гiпербaричнa оксигенашя 2 1
НСК/НПК (ппокамт та SVZ) i значуще полтшують вiдновлення когнiтивних функцш у травмованих дорослих тварин [57-61]. Ефект посилення нейроге-незу та когштивно' функци у тварин iз ЧМТ продемон -стрували також статини, еритропоетин, прогестерон, антидепресант iмiпрамiн, як застосовують у клiнiчних випробуваннях для лкування ЧМТ [62-66], а також гiпотермiя [67,68]. Результати цих дослщжень свiдчать про терапевтичний потеншал посилення ендогенно' нейрорегенерацiï у л^уванш ЧМТ.
£ вiдомостi щодо проведення 7 клЫчних випробувань способiв стимулювання ендогенних СК при ЧМТ, з них завершено 3, вщкликано - 2, мають статус активного залучення пащен^в - 1. Так, Ушверситет м. Калгарi (США) разом зi Stem Cell Theraputics повЬ домили про клiнiчне випробування з листопада 2010 р. до червня 2012 р. з метою визначення ефекту хорi -ошчного гонадотропшу людини та еритропоетину-а (лiкaрський препарат NTx 265) при ЧМТ у 10 пащен^в (фаза 2). Нишшнш статус випробування невiдомий. У ачш 2016 р. у США Uniformed Services University of the Health Sciences разом iз Центром нейронаук та регенеративно' медицини (CNRM), Нацюнальним шститутом неврологiчних захворювань та шсульту (NINDS) та Нaцiонaльними iнститутaми здоров'я (NIH) було завершено 3^чне клЫчне випробування з метою визначення ефективносп препарату Силденaфiл щодо полтшення мозкового кровообту пaцiентiв, якi мають стшю симптоми щонайменше 6 м^ пiсля травми мозку (фаза 2), оскшьки вщомо, що iнгiбiтори фосфодiестерaзи-5 полiпшують мозковий кровотiк, iндукують анпогенез i нейрогенез, полт-шують функцюнальне вiдновлення у тварин пiсля експериментального шсульту та крюураження. Крiм того, у США були заявлен 2 клЫчних випробування для визначення ефекту рекомбшантного еритро-поетину на кшьюсть циркулюючих ендотелiaльних прогенiторних клiтин у пащен^в у субгострий перiод тсля ЧМТ (фаза 2), про як повщомили NIH разом з Uniformed Services University of the Health Sciences та NINDS у травш-серпш 2014 р., але були вщкликаш через вщсутшсть залучених пащен^в (грудень 2016 р., травень 2017 р.). Пщставою для проведення такого дослщження були даш щодо здaтностi еритропоетину збшьшувати продукцiю ендотелiaльних прогенiторних кл^ин, активувати aнгiогенез i неовaскуляризaцiю тсля ЧМТ, а також стимулювати нейрогенез i поси-лювати функцюнальне вщновлення у тварин з експе -риментальним шсультом та ЧМТ.
У березш 2014 р. Ушверситет м. Барселона (1спашя) завершив 3^чне клЫчне випробування з метою визначення ефекту тренувань, м'язово' елек-тростимуляцiï та ппобарично''' гiпоксiï на циркулюючi прогешторш клiтини у пaцiентiв iз ЧМТ та стимулювання функцюнального i когштивного вiдновлення.
У Вiйськово-медичному центрi Сaн-Антонiо (США) у серпнi 2018 р. завершено кл^чне випробування з метою визначення впливу ппербарично' оксиге-нaцiï на когнiтивнi функцiï у 50 пащен^в з легкою та середнього ступеня ЧМТ (фаза 1/2). Одним iз завдань було встановлення корелятивних зв'яюв мiж полiпшенням когштивно''' функци та вмютом CD34+ СК через 6 тиж тсля виконання процедур (у режимi 5 дшв на тиждень). Про схоже випробування повщом-
лено у квiтнi 2019 р. Hung-Chen Wang, Chang Gung Memorial Hospital (Тайвань). Заплановано залучення 120 пащен^в.
Застосування екзогенних стовбурових кл^ин. Вiдомо про 11 кл^чних випробувань застосування екзогенних СК при ЧМТ, з них завершено 3, вщкли-кано - 1, мають активний статус - 7. У 9 iз зазначених випробувань використовують автолопчш СК (СККМ (n=7) чи СК жирово' тканини (n=2)), у 2 - алогенш СК (див. таблицю). Бшьшнсть з них проводяться у США. Так, група спешалю^в Ушверситету Техаського науко-вого центру охорони здоров>я (UTHSC, м.Х'юстон, США) упродовж тривалого часу проводить клЫчш випробування безпечносп застосування aвтологiчних СККМ у гострш фaзi ЧМТ (<48 год). Перше кл^чне випробування (фаза 1) тривало з кв^ня 2006 р. до жовтня 2009 р. з участю 10 д^ей iз ЧМТ (в^ 5-14 рокiв, шдекс за шкалою коми Глазго - 5-8), у яких у часовий промiжок 12-30 год тсля травми забирали КМ (3 мл/кг маси тша), вилучали ^тини-прогештори КМ (популяшя мононуклеарних ^тин, яка мiстить МСК i ГСК) та через 36 год тсля травми проводили однора -зову внутршньовенну решфуз^ з розрахунку 6-106 кл^ин/кг маси тша. Термш спостереження - 6 мю.
Друге клiнiчне випробування (фаза 1/2) тривало з березня 2012 р. до травня 2015 р. iз залученням 25 дорослих пашен^в iз ЧМТ (вк - 18-55 роюв, iндекс за шкалою коми Глазго - 5-8), у яких до 36 год тсля травми забирали КМ (5 мл/кг маси тша), вилучали мононуклеарш ^тини КМ та проводили одноразову внутршньовенну решфуз^ з розрахунку 6-106, 9-106 чи 12-106 ^тин/кг маси тiлa. Термш спостереження - 6 мю. У пашен^в, залучених у цi випробування, не було виявлено значно' токсичности окрiм легко' легенево' токсичностi в грут дорослих хворих з найбтьшою дозою введених клiтин (12-106 ^тин), яку не вважали кл^чно значущою [69,70]. Анaлiз бiомaркерiв у плaзмi периферично' кровi виявив дозозалежну тенденшю до супресiï фактора некрозу пухлини i значно' редукцiï штерлейюшв-^ та 10 i iнтерферону-Y грут з найвищою дозою трансплантованих ^тин [69], тобто така терaпiя здатна зменшити нейрозапальну реакшю оргaнiзму на пошкодження i тдвищити збереженiсть тканини мозку, е безпечною i зменшуе необхщшсть в штенсивнш терапи. Функцюнальш та нейрокогнiтивнi показники корелювали з даними нейровiзуaльних дослiджень (мaгнiтно-резонaнснa томогрaфiя (МРТ) i дифузiйнa томогрaфiя бто' речовини головного мозку) [69].
Трете клЫчне випробування було ретроспек-тивним когортним дослщженням залучених пaцiентiв iз першого випробування (фази 1) [71]. Отримаш результати свiдчили, що введення автолопчних мононуклеарних клiтин КМ дало змогу значно зменшити штенсившсть терапп (за шкалою PILOT). Збереження посттравматично' структури критичних дшянок за результатами МРТ корелювало з функцюнальними показниками [69].
1з серпня 2013 р. тривае випробування UTHSC разом з Phoenix Children's Hospital, University of Arizona, NINDS та NIH застосування автолопчних мононуклеарних кл^ин КМ у д^ей iз тяжкою ЧМТ. Залучено 47 учасниюв (вк - 5-17 роюв, шдекс за шкалою коми Глазго - 3-8), у яких до 48 год тсля
травми вилучали мононуклеарш ^тини КМ та прово -дили одноразову внутршньовенну решфуз^ з розра-хунку 6-106 чи 10-106 кл^ин/кг маси тiлa. Монiторинг проводили через 1, 6 та 12 мю.
Також UTHSC (м. Х'юстон, США) разом з ММстерством оборони США та Командуванням медичних дослщжень i розробок арми США у листо-пaдi 2016 р. почали кл^чне випробування (фаза 2) лiкувaння тяжкоï зaкритоï ЧМТ aвтологiчними мононуклеарними кл^инами КМ у гострiй фaзi (<48 год). Заплановано залучити 55 учасниюв (вк - 18-55 рокiв, шдекс за шкалою коми Глазго - 3-8). Через 48 год тсля ЧМТ у пащен^в здшснять зaбiр КМ, отримають мононуклеaрнi клiтини КМ i проведуть 1х iнфузiю, починаючи з найменшо!' дози (6-106 ^тин/кг маси тiлa) i збтьшуючи до 9-106 клiтин/кг маси тта. Тривaлiсть спостереження - 6 мю. Визначатимуть ефекти внутрiшньовенного введення кл^ин на структуру мозку, нейрокогнiтивнi та функцюнальш показники i нейрозапалення тсля тдгострого та хронiчного неврологiчного ушкодження.
^м того, UTHSC (м. Х'юстон, США) разом з Hope Biosciences оголосили у серпш 2019 р. про початок ключного випробування безпечносп та ефективносп (фаза 1/2) шфузи aвтологiчних МСК жировоï тканини (триразово впродовж 6 тиж iз 14-добовим штер-валом мiж введеннями, у кшькосп 2-108 клiтин на 1 введення) у пашен^в iз ЧМТ. Заплановано залучити 24 дорослих патента (в^ - 18-55 рокiв, перюд пiсля травми - 6 мю, iндекс за шкалою коми Глазго >2 i <6). Визначатимуть ефекти трансплантаци на структуру мозку, нейрокогштивш та функцюнальш показники i нейрозапалення тсля тдгострого та хрошчного невролопчного ушкодження.
Ушверситет Кaлiфорнiï (м. Лос-Анджелес, США) за спонсорства SanBio, Inc. з червня 2016 р. до березня 2019 р. провели клЫчне випробування (фаза 2) безпечносп та ефективносп застосування модиф^ованих СК (SB623) у пашен^в iз хронiчним руховим дефщитом пiсля ЧМТ. Клiтини SB623 -це кл^ини КМ доросло: людини, трaнсфiковaнi плaзмiдною конструкцiею, яка кодуе внутршньоклЬ тинний домен Notch-1 людини. Цi клiтини виробляють трофiчнi чинники, котрi виявили нейрозaхиснi ефекти на моделях iшемiчного iнсульту. У щурiв зi змодельованою ЧМТ тсля контузи iмплaнтaцiя SB623 у дшянки навколо травми сприяла значному полтшенню руховоï функцiï, побiчних ефектiв не спостер^али. У клiнiчне випробування було залучено 61 учасника (в^ - 18-75 роюв, перiод пiсля травми -12 мю, iндекс за шкалою коми Глазго - 3-6). Кл^ини SB623 у кшькосп 2,5-106, 5-106 чи 10-106 iмплaнту-вали стереотаксично в периiнфaрктну дiлянку. У попередшх дослiдженнях не виявлено серйозних побiчних ефектiв чи токсичних виявiв, пов'язаних з уведенням клiтин.
Також е повщомлення про 2-гу фазу кл^чних дослiджень, яка тривае в Pacific Neuroscience Institute (США), iз використанням кл^ин SB623 для вщнов-лення пiсля ЧМТ. Клiтини доставляють до травматичного вогнища за допомогою спецiaлiзовaноï мЫмально iнвaзивноï нейрохiрургiчноï процедури пiд комп'ютеризованим наглядом з метою вщновлення рухових функцiй кш^вок [72].
У листопaдi 2016 р. дослщником R.W. Alexander (FICS, Healeon Medical Inc.) розпочато випробування використання ССК жировоï тканини при струа мозку та ЧМТ (фаза 1/2). Заплановано залучити 200 учас-ниюв (вiк - 16-70 рокiв, перюд тсля травми - вщ 1 мю, спосiб введення клiтин - парентеральний, термш спостереження - 5 роюв).
Крiм того, у США корпоращя MD Stem Cells у жовтш 2018 р. розпочала 2 кл^чних випробування застосування aвтологiчних СККМ з метою: 1) корекци когштивних порушень, як виникають при хворобi Альцгеймера та iнших деменцiях, проблем пове-дiнки та соцiaлiзaцiï при розлaдi спектра аутизму у дорослих (ACIST) та 2) корекци невролопчних порушень у пашен^в з нейродегенеративними уражен-нями, iнсультaми, ЧМТ, iшемiею, нейропaтiею, бiчним aмiотрофiчним склерозом тощо (NEST). Заплановано залучення 100 учасниюв (в^ - вiд 18 роюв) у кожне випробування, зокрема з наслщками ЧМТ, з мош-торингом пiсля iнтрaвенного чи штраназального введення через 1, 3, 6 та 12 мю.
£ вщомост щодо проведення клiнiчних випробу-вань в азшському регiонi. Так, у ачш 2010 р. Neurogen Brain and Spine Institute (м. Мумба1, Iндiя) повiдомив про клiнiчне випробування штратекального застосування aвтологiчних мононуклеарних кл^ин КМ при ЧМТ (фаза 1), проте воно було вщкликане через вщсутшсть залучених пaцiентiв (вересень 2016 р.). У липш 2019 р. в 1нди Bioquark Inc. разом з Revita Life Sciences та Anupam Hospital повiдомили про клЫчне випробування мультимодального пiдходу у рaзi смертi мозку та дифузного аксонального ураження внаслщок ЧМТ iз застосуванням iнтрaтекaльного введення бiоaктивних пептидiв, МСК, трaнскрaнiaльного лазерного опромшення, стимуляцiï серединного нерва як допомiжних методiв. Заплановано залучення 20 учасниюв (вiк - 15-65 рокiв, термш спостереження - 15 дшв).
X.Qu i H.Sheng (2018) [55] проaнaлiзувaли 7 клiнiчних випробувань трaнсплaнтaцiï СК при ЧМТ, проведених у Кита!' [31,51,73], 1нди [74] i США [69-71], зокрема 6 дослщжень з використанням МСК або моно -нуклеарних ^тин автолопчного КМ i 1 дослщження iз застосуванням МСК пуповинноï кровi. Перше клiнiчне дослщження проведене у 2008 р. групою дослщниюв з Китаю, якi вводили СК автолопчного КМ безпосе-редньо у мюце пошкодження головного мозку тд час проведення другоï хiрургiчноï оперaцiï з вiдновлення черепа [75]. Другу дозу СК вводили внутршньовенно через 5-12 дшв тсля операци. Лабораторш та клiнiчнi дослiдження впродовж наступних 6 мю не виявили токсичност процедури для пaцiентiв. В одного патента протягом перших 2 мю двiчi вiдбулися напади епшепси, але зв'язок з лкуванням не встановлено. Неврологiчнi функцiï (за шдексом Barthel) у цих пашен^в упродовж 6 мiс пiсля трансплантаци СК значно полтшились. У трьох iнших випробуваннях СК уводили патентам за допомогою поперековоï пункцiï у тдгострш i хронiчних фазах [73,74,76]. У бшьшосл пaцiентiв упродовж 6 мю не вiдзнaчено негативних симптомiв, пов'язаних з клiтинною трaнсплaнтaцiею, лише у двох - лихоманку, в одного - головний бшь. Протягом 6 мю тсля лкування у пашен^в спостерЬ гали часткове i поступове вщновлення фiзiологiчних
та когштивних функцш, полтшення метаболiзму при позитрон-емнсшнш комп'ютернш томографи-скану-ваннi. У клiнiчному випробуванш трансплантацiT МСК пуповини у прол^ованих пацieнтiв вiдзначено полт-шення моторного i сенсорного балансу, контролю сфшктера, здатностi до самообслуговування, кому-жкацм та соцiальноí поведiнки через 6 мю пiсля тран -сплантаци порiвняно з пацieнтами контрольноТ групи (p<0,05) [76]. Оскiльки долю трансплантованих ^тин не було вiдстежено за допомогою МРТ або КТ, питання про виживашсть i приживлення пересаджених ^тин та Тх роль у вщновленш структури нервовоТ тканини залишаеться вiдкритим.
Таким чином, данi щодо результа^в клiнiчних випробувань поступово накопичуються, що дасть змогу провести метаанал^ичш дослiдження та розробити на Тх основi сертифiкованi стандартизованi протоколи лкування наслiдкiв ЧМТ iз застосуванням переваг СК.
Розкриття шформацп
Конфликт ¡нтерес/в
Автори заявляють про вiдсутнiсть конфлiкту iнтересiв.
References
1. Chayka AV, Zaben'ko YY, Labunets IF, Pivneva TA. [Traumatic
brain injury: pathogenesis, experimental models, prospects of cell-based therapy]. Cell and Organ Transplantology. 2017;5(2):209-215. Russian. doi: 10.22494/cot.v5i2.78.
2. Pedachenko EG, Shlapak IP, Guk AP, Pilipenko MN. [Cherepno-
mozgovaya travma: sovremennye printsipy neotlozhnoy pomoshchi]. Kiev: ZAO «Vipol»; 2009. Russian.
3. Pedachenko EG. [Neurosurgery in Ukraine: nowadays and perspectives]. Ukrainian Neurosurgical Journal. 2018;(1):5-18. Ukrainian. doi: 10.25305/unj.117775.
4. Puras JV, Talypov AE. [Risk factors for unfavorable outcome in
surgical treatment of acute head injury]. Russian Journal of Neurosurgery. 2013;(2):8-16. Russian. doi: 10.17650/16833295-2013-0-2-8-16.
5. Peeters W, van den Brande R, Polinder S, Brazinova A, Steyerberg EW, Lingsma HF, Maas AI. Epidemiology of traumatic brain injury in Europe. Acta Neurochir (Wien). 2015 0ct;157(10):1683-96. doi: 10.1007/s00701-015-2512-7. PMID: 26269030; PMCID: PMC4569652.
6. Biloshytsky VV, Kobyletsky OYa. [Possibilities of biochemical biomarkers in prognosis of traumatic brain injury course]. Ukrainian Neurosurgical Journal. 2015;(1):4-15. Ukrainian. doi: 10.25305/unj.40970.
7. Pedachenko EG, Biloshytsky VV, Mikhal'sky SA, Gridina NY, Kvitnitskaya-Ryzhova TY. [The effect of gene therapy with the APOE3 Gene on structural and functional manifestations of secondary hippocampal damages in experimental traumatic brain injury]. Zh Vopr Neirokhir Im N N Burdenko. 2015;79(2) :21-32. English, Russian. doi: 10.17116/ neiro201579221-32. PMID: 26146041.
8. Shurpyak IV. [Mild traumatic brain injury and its aftermath]. Semejnaa Medicina. 2013;(1):67-73. Ukrainian. http://nbuv. gov.ua/UJRN/simmed_2013_1_16
9. Block ML, Zecca L, Hong JS. Microglia-mediated neurotoxicity:
uncovering the molecular mechanisms. Nat Rev Neurosci. 2007 Jan;8(1):57-69. doi: 10.1038/nrn2038. PMID: 17180163.
10. Ransohoff RM, Perry VH. Microglial physiology: unique stimuli, specialized responses. Annu Rev Immunol. 2009;27:119-45. doi: 10.1146/annurev.immunol.021908.132528. PMID: 19302036.
11. Blaylock RL, Maroon J. Immunoexcitotoxicity as a central mechanism in chronic traumatic encephalopathy - A unifying hypothesis. Surg Neurol Int. 2011;2:107. doi: 10.4103/21527806.83391. PMID: 21886880; PMCID: PMC3157093.
12. Homsi S, Piaggio T, Croci N, Noble F, Plotkine M, Marchand-Leroux C, Jafarian-Tehrani M. Blockade of acute microglial
activation by minocycline promotes neuroprotection and reduces locomotor hyperactivity after closed head injury in mice: a twelve-week follow-up study. J Neurotrauma. 2010 May;27(5):911-21. doi: 10.1089/neu.2009.1223. PMID: 20166806.
13. Polovnikov EV, Tsvetovsky SB, Stupak VV, Vasiliev IA, Shevela EYa, Ostanin AA, Chernykh ER. [Influence of mesenchymal stromal cells on the dynamics of restoration of the brain electrophysiological activity in a model of traumatic brain injury in rats]. Fundamental research. 2014;(10-1):136-40. Russian. http://www.fundamental-research.ru/ru/article/ view?id=35229
14. Walsh JG, Muruve DA, Power C. Inflammasomes in the CNS. Nat Rev Neurosci. 2014 Feb;15(2):84-97. doi: 10.1038/ nrn3638. PMID: 24399084.
15. Corps KN, Roth TL, McGavern DB. Inflammation and neuroprotection in traumatic brain injury. JAMA Neurol. 2015;72(3):355-62. doi: 10.1001/jamaneurol.2014.3558. PMID: 25599342; PMCID: PMC5001842.
16. Gadani SP, Walsh JT, Lukens JR, Kipnis J. Dealing with Danger in the CNS: The Response of the Immune System to Injury. Neuron. 2015 Jul;87(1):47-62. doi: 10.1016/j. neuron.2015.05.019. PMID: 26139369; PMCID: PMC4491143.
17. Shkolnyk VM, Fesenko GD, Golyk VA, Pogorelova SA, Pashkovskyi VI, Huk AP. [Remote cognitive impairments after traumatic brain injury as a disability cause]. Ukrainian Neurosurgical Journal. 2015;2:5-10. Ukrainia. doi: 10.25305/ unj.45288
18. Potapov AA, Krylov VV, Likhterman LB, Talypov AE, Gavrilov AG, Petrikov SS. [Treatment of victims of severe traumatic brain injury: clinical recommendations]. Moscow: Association of Neurosurgeons of Russia; 2014. Russian.
19. Dekmak A, Mantash S, Shaito A, Toutonji A, Ramadan N, Ghazale H, Kassem N, Darwish H, Zibara K. Stem cells and combination therapy for the treatment of traumatic brain injury. Behav Brain Res. 2018 Mar 15;340:49-62. doi: 10.1016/j.bbr.2016.12.039. PMID: 28043902.
20. Ludwig PE, Thankam FG, Patil AA, Chamczuk AJ, Agrawal DK. Brain injury and neural stem cells. Neural Regen Res. 2018 Jan;13(1):7-18. doi: 10.4103/1673-5374.224361. PMID: 29451199; PMCID: PMC5840995.
21. Weston NM, Sun D. The Potential of Stem Cells in Treatment of Traumatic Brain Injury. Curr Neurol Neurosci Rep. 2018 Jan 25;18(1):1. doi: 10.1007/s11910-018-0812-z. PMID: 29372464; PMCID: PMC6314040.
22. Riess P, Molcanyi M, Bentz K, Maegele M, Simanski C, Carlitscheck C, Schneider A, Hescheler J, Bouillon B, Schäfer U, Neugebauer E. Embryonic stem cell transplantation after experimental traumatic brain injury dramatically improves neurological outcome, but may cause tumors. J Neurotrauma. 2007 Jan;24(1):216-25. Erratum in: J Neurotrauma. 2007;24(2):433. doi: 10.1089/neu.2006.0141. PMID: 17263685.
23. Parent JM. The role of seizure-induced neurogenesis in epileptogenesis and brain repair. Epilepsy Res. 2002 Jun;50(1-2):179-89. doi: 10.1016/s0920-1211(02)00078-5. PMID: 12151127.
24. van Praag H, Schinder AF, Christie BR, Toni N, Palmer TD, Gage FH. Functional neurogenesis in the adult hippocampus. Nature. 2002 Feb 28;415(6875):1030-4. doi: 10.1038/4151030a. PMID: 11875571.
25. Gomazkov OA. [Neyrogenez kak adaptivnaya funktsiya mozga]. Moscow: Ikar; 2013. Russian.
26. Rolfe A, Sun D. Stem Cell Therapy in Brain Trauma: Implications for Repair and Regeneration of Injured Brain in Experimental TBI Models. In: Kobeissy FH, editor. Brain Neurotrauma: Molecular, Neuropsychological, and Rehabilitation Aspects. Boca Raton (FL): CRC Press/Taylor & Francis; 2015. Chapter 42. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ books/NBK299210/
27. Haus DL, Lopez-Velazquez L, Gold EM, Cunningham KM, Perez H, Anderson AJ, Cummings BJ. Transplantation of human neural stem cells restores cognition in an immunodeficient rodent model of traumatic brain injury. Exp Neurol. 2016 Jul;281:1-16. doi: 10.1016/j.expneurol.2016.04.008. PMID: 27079998.
28. Beretta S, Cunningham KM, Haus DL, Gold EM, Perez H, Lopez-Velazquez L, Cummings BJ. Effects of Human
ES-Derived Neural Stem Cell Transplantation and Kindling in a Rat Model of Traumatic Brain Injury. Cell Transplant. 2017 Jul;26(7):1247-1261. doi: 10.1177/0963689717714107. PMID: 28933218; PMCID: PMC5657732.
29. Toft A, Scott DT, Barnett SC, Riddell JS. Electrophysiological evidence that olfactory cell transplants improve function after spinal cord injury. Brain. 2007 Apr;130(Pt 4):970-84. doi: 10.1093/brain/awm040. PMID: 17438017.
30. Richter M, Westendorf K, Roskams AJ. Culturing olfactory ensheathing cells from the mouse olfactory epithelium. Methods Mol Biol. 2008;438:95-102. doi: 10.1007/978-1-59745-133-8_9. PMID: 18369752.
31. Wang YC, Xia QJ, Ba YC, Wang TY, LiN N, Zou Y, Shang FF, Zhou XF, Wang TH, Fu XM, Qi JG. Transplantation of olfactory ensheathing cells promotes the recovery of neurological functions in rats with traumatic brain injury associated with downregulation of Bad. Cytotherapy. 2014 Jul;16(7):1000-10. doi: 10.1016/j.jcyt.2013.12.009. PMID: 24582457.
32. Liu SJ, Zou Y, Belegu V, Lv LY, Lin N, Wang TY, McDonald JW, Zhou X, Xia QJ, Wang TH. Co-grafting of neural stem cells with olfactory ensheathing cells promotes neuronal restoration in traumatic brain injury with an anti-inflammatory mechanism. J Neuroinflammation. 2014 Apr 2;11:66. doi: 10.1186/17422094-11-66. PMID: 24690089; PMCID: PMC3977666.
33. Balyabin AV, Mukhina IV. [Transplantation of autologous neural stem cells of the olfactory epithelium in the treatment effects severe traumatic brain injury (review)]. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovaniy. 2015;(12-9):1606-1612. Russian. https:// applied-research.ru/ru/article/view?id = 8202
34. Mahmood A, Lu D, Qu C, Goussev A, Chopp M. Long-term recovery after bone marrow stromal cell treatment of traumatic brain injury in rats. J Neurosurg. 2006 Feb;104(2):272-7. doi: 10.3171/jns.2006.104.2.272. PMID: 16509501.
35. Lu D, Mahmood A, Qu C, Hong X, Kaplan D, Chopp M. Collagen scaffolds populated with human marrow stromal cells reduce lesion volume and improve functional outcome after traumatic brain injury. Neurosurgery. 2007 Sep;61(3):596-602; discussion 602-3. doi: 10.1227/01.NEU.0000290908.38438. B2. PMID: 17881974; PMCID: PMC1994819.
36. Xiong Y, Qu C, Mahmood A, Liu Z, Ning R, Li Y, Kaplan DL, Schallert T, Chopp M. Delayed transplantation of human marrow stromal cell-seeded scaffolds increases transcallosal neural fiber length, angiogenesis, and hippocampal neuronal survival and improves functional outcome after traumatic brain injury in rats. Brain Res. 2009 Mar 31;1263:183-91. doi: 10.1016/j.brainres.2009.01.032. PMID: 19368838; PMCID: PMC2737675.
37. Bonilla C, Zurita M, Otero L, Aguayo C, Vaquero J. Delayed intralesional transplantation of bone marrow stromal cells increases endogenous neurogenesis and promotes functional recovery after severe traumatic brain injury. Brain Inj. 2009 Aug;23(9):760-9. doi: 10.1080/02699050903133970. PMID: 19637001.
38. Li Y, Chopp M. Marrow stromal cell transplantation in stroke and traumatic brain injury. Neurosci Lett. 2009 Jun 12;456(3):120-3. doi: 10.1016/j.neulet.2008.03.096. PMID: 19429146; PMCID: PMC3359793.
39. Grigorian AS, Gilerovich EG, Pavlichenko NN, Kruglyakov PV, Sokolova IB, Polyntsev DG. [The effects of multipatent mesenchymal stem cells transplantation on post-traumatic processes after the experimental traumatic brain injury]. Cell Transplantology and Tissue Engineering. 2009; 4(3):58-67. Russian. https://elibrary.ru/item.asp?id=12856273
40. Gao J, Grill RJ, Dunn TJ, Bedi S, Labastida JA, Hetz RA, Xue H, Thonhoff JR,DeWitt DS, Prough DS, Cox CS Jr, Wu P. Human Neural Stem Cell Transplantation-Mediated Alteration of Microglial/Macrophage Phenotypes after Traumatic Brain Injury. Cell Transplant. 2016 0ct;25(10):1863-1877. doi: 10.3727/096368916X691150. PMID: 26980267.
41. Hong SQ, Zhang HT, You J, Zhang MY, Cai YQ, Jiang XD, Xu RX. Comparison of transdifferentiated and untransdifferentiated human umbilical mesenchymal stem cells in rats after traumatic brain injury. Neurochem Res. 2011 Dec;36(12):2391-400. doi: 10.1007/s11064-011-0567-2. PMID: 21877237.
42. Lam PK, Lo AW, Wang KK, Lau HC, Leung KK, Li KT, Lai PB,
Poon WS. Transplantation of mesenchymal stem cells to the brain by topical application in an experimental traumatic brain injury model. J Clin Neurosci. 2013 Feb;20(2):306-9. doi: 10.1016/j.jocn.2012.03.028. PMID: 23219830.
43. Gennai S, Monsel A, Hao Q, Liu J, Gudapati V, Barbier EL, Lee JW. Cell-based therapy for traumatic brain injury. Br J Anaesth. 2015 Aug;115(2):203-12. doi: 10.1093/bja/aev229. PMID: 26170348; PMCID: PMC4500763.
44. Galindo LT, Filippo TR, Semedo P, Ariza CB, Moreira CM, Camara NO, Porcionatto MA. Mesenchymal stem cell therapy modulates the inflammatory response in experimental traumatic brain injury. Neurol Res Int. 2011;2011:564089. doi: 10.1155/2011/564089. PMID: 21766025; PMCID: PMC3135112.
45. Sun D, Gugliotta M, Rolfe A, Reid W, McQuiston AR, Hu W, Young H. Sustained survival and maturation of adult neural stem/progenitor cells after transplantation into the injured brain. J Neurotrauma. 2011 Jun;28(6):961-72. doi: 10.1089/ neu.2010.1697. PMID: 21332258; PMCID: PMC3113420.
46. Thomaidou D. Neural stem cell transplantation in an animal model of traumatic brain injury. Methods Mol Biol. 2014;1210:9-21. doi: 10.1007/978-1-4939-1435-7_2. PMID: 25173157.
47. Bonilla C, Zurita M, Aguayo C, Rodriguez A, Vaquero J. Is the subarachnoid administration of mesenchymal stromal cells a useful strategy to treat chronic brain damage? Cytotherapy. 2014 Nov;16(11):1501-1510. doi: 10.1016/j.jcyt.2014.07.007. PMID: 25287600.
48. Gao J, Prough DS, McAdoo DJ, Grady JJ, Parsley MO, Ma L, Tarensenko YI, Wu P. Transplantation of primed human fetal neural stem cells improves cognitive function in rats after traumatic brain injury. Exp Neurol. 2006 0ct;201(2):281-92. doi: 10.1016/j.expneurol.2006.04.039. PMID: 16904107.
49. Tate CC, Case CC. Mesenchymal stromal cells to treat brain injury. Advanced topics in neurological disorders. In Ken-Shiung Chen, editor. Neurological disorders. InTech; 2012. p.45-78. http://cdn.intechopen.com/pdfs/32478/InTech-Mesenchymal_stromal_cells_to_treat_brain_injury.pdf
50. Walker PA, Bedi SS, Shah SK, Jimenez F, Xue H, Hamilton JA, Smith P, Thomas CP, Mays RW, Pati S, Cox CS Jr. Intravenous multipotent adult progenitor cell therapy after traumatic brain injury: modulation of the resident microglia population. J Neuroinflammation. 2012 Sep 28;9:228. doi: 10.1186/17422094-9-228. PMID: 23020860; PMCID: PMC3546881.
51. Wang S, Cheng H, Dai G, Wang X, Hua R, Liu X, Wang P, Chen G, Yue W, An Y. Umbilical cord mesenchymal stem cell transplantation significantly improves neurological function in patients with sequelae of traumatic brain injury. Brain Res. 2013 Sep 26;1532:76-84. doi: 10.1016/j. brainres.2013.08.001. PMID: 23942181.
52. Li J, Zhu H, Liu Y, Li Q, Lu S, Feng M, Xu Y, Huang L, Ma C, An Y, Zhao RC, Wang R, Qin C. Human mesenchymal stem cell transplantation protects against cerebral ischemic injury and upregulates interleukin-10 expression in Macaca fascicularis. Brain Res. 2010 Jun 2;1334:65-72. doi: 10.1016/j. brainres.2010.03.080. PMID: 20353760.
53. Xin H, Li Y, Shen LH, Liu X, Wang X, Zhang J, Pourabdollah-Nejad D S, Zhang C, Zhang L, Jiang H, Zhang ZG, Chopp M. Increasing tPA activity in astrocytes induced by multipotent mesenchymal stromal cells facilitate neurite outgrowth after stroke in the mouse. PLoS One. 2010 Feb 3;5(2):e9027. doi: 10.1371/journal.pone.0009027. PMID: 20140248; PMCID: PMC2815778.
54. Sun T, Ma QH. Repairing neural injuries using human umbilical cord blood. Mol Neurobiol. 2013 Jun;47(3):938-45. doi: 10.1007/s12035-012-8388-0. PMID: 23275174; PMCID: PMC3622826.
55. Qu X, Sheng H. Stem Cell Therapy for Traumatic Brain Injury: A Progress Update. Ann Neurol Surg. 2018;2(1):1008. http://www.remedypublications.com/annals-of-neurological-surgery-abstract.php?aid=5268
56. ClinicalTrials.gov [database on the Internet]. A service of the U.S. National Institutes of Health [Internet; cited 2019 Dec 20]. Available from: http://www: clinicaltrials.gov.
57. Sun D, Bullock MR, McGinn MJ, Zhou Z, Altememi N, Hagood S, Hamm R, Colello RJ. Basic fibroblast growth factor-enhanced neurogenesis contributes to cognitive recovery in rats following traumatic brain injury. Exp Neurol. 2009
Mar;216(1):56-65. doi: 10.1016/j.expneurol.2008.11.011. PMID: 19100261; PMCID: PMC2707259.
58. Sun D, Bullock MR, Altememi N, Zhou Z, Hagood S, Rolfe A, McGinn MJ, Hamm R, Colello RJ. The effect of epidermal growth factor in the injured brain after trauma in rats. J Neurotrauma. 2010 May;27(5):923-38. doi: 10.1089/ neu.2009.1209. PMID: 20158379; PMCID: PMC2943945.
59. Kleindienst A, McGinn MJ, Harvey HB, Colello RJ, Hamm RJ, Bullock MR. Enhanced hippocampal neurogenesis by intraventricular S100B infusion is associated with improved cognitive recovery after traumatic brain injury. J Neurotrauma. 2005 Jun;22(6):645-55. doi: 10.1089/ neu.2005.22.645. PMID: 15941374.
60. Lee C, Agoston DV. Vascular endothelial growth factor is involved in mediating increased de novo hippocampal neurogenesis in response to traumatic brain injury. J Neurotrauma. 2010 Mar;27(3):541-53. doi: 10.1089/ neu.2009.0905. PMID: 20001687.
61. Thau-Zuchman O, Shohami E, Alexandrovich AG, Leker RR. Vascular endothelial growth factor increases neurogenesis after traumatic brain injury. J Cereb Blood Flow Metab. 2010 May;30(5):1008-16. doi: 10.1038/jcbfm.2009.271. PMID: 20068579; PMCID: PMC2949187.
62. Lu D, Mahmood A, Qu C, Goussev A, Schallert T, Chopp M. Erythropoietin enhances neurogenesis and restores spatial memory in rats after traumatic brain injury. J Neurotrauma. 2005 Sep;22(9):1011-7. doi: 10.1089/neu.2005.22.1011. PMID: 16156716.
63. Lu D, Qu C, Goussev A, Jiang H, Lu C, Schallert T, Mahmood A, Chen J, Li Y, Chopp M. Statins increase neurogenesis in the dentate gyrus, reduce delayed neuronal death in the hippocampal CA3 region, and improve spatial learning in rat after traumatic brain injury. J Neurotrauma. 2007 Jul;24(7):1132-46. doi: 10.1089/neu.2007.0288. PMID: 17610353; PMCID: PMC1971229.
64. Xiong Y, Mahmood A, Meng Y, Zhang Y, Qu C, Schallert T, Chopp M. Delayed administration of erythropoietin reducing hippocampal cell loss, enhancing angiogenesis and neurogenesis, and improving functional outcome following traumatic brain injury in rats: comparison of treatment with single and triple dose. J Neurosurg. 2010 Sep;113(3):598-608. doi: 10.3171/2009.9.JNS09844. PMID: 19817538; PMCID: PMC2898921.
65. Barha CK, Ishrat T, Epp JR, Galea LA, Stein DG. Progesterone treatment normalizes the levels of cell proliferation and cell death in the dentate gyrus of the hippocampus after traumatic brain injury. Exp Neurol. 2011 Sep;231(1):72-81. doi: 10.1016/j.expneurol.2011.05.016. PMID: 21684276; PMCID: PMC3153556.
66. Han X, Tong J, Zhang J, Farahvar A, Wang E, Yang J, Samadani U, Smith DH, Huang JH. Imipramine treatment improves cognitive outcome associated with enhanced hippocampal neurogenesis after traumatic brain injury in mice. J Neurotrauma. 2011 Jun;28(6):995-1007. doi: 10.1089/ neu.2010.1563. PMID: 21463148; PMCID: PMC3113418.
67. Bregy A, Nixon R, Lotocki G, Alonso OF, Atkins CM, Tsoulfas
P, Bramlett HM,Dietrich WD. Posttraumatic hypothermia increases doublecortin expressing neurons in the dentate gyrus after traumatic brain injury in the rat. Exp Neurol. 2012 Feb;233(2):821-8. doi: 10.1016/j.expneurol.2011.12.008. PMID: 22197046; PMCID: PMC3272120.
68. Kovesdi E, Gyorgy AB, Kwon SK, Wingo DL, Kamnaksh A, Long JB, Kasper CE, Agoston DV. The effect of enriched environment on the outcome of traumatic brain injury; a behavioral, proteomics, and histological study. Front Neurosci. 2011 Apr 1;5:42. doi: 10.3389/fnins.2011.00042. PMID: 21503146; PMCID: PMC3072528.
69. Cox CS Jr, Hetz RA, Liao GP, Aertker BM, Ewing-Cobbs L, Juranek J, Savitz SI, Jackson ML, Romanowska-Pawliczek AM, Triolo F, Dash PK, Pedroza C, Lee DA, Worth L, Aisiku IP, Choi HA, Holcomb JB, Kitagawa RS. Treatment of Severe Adult Traumatic Brain Injury Using Bone Marrow Mononuclear Cells. Stem Cells. 2017 Apr;35(4):1065-1079. doi: 10.1002/ stem.2538. PMID: 27800660; PMCID: PMC5367945.
70. Cox CS Jr, Baumgartner JE, Harting MT, Worth LL, Walker PA, Shah SK, Ewing-Cobbs L, Hasan KM, Day MC, Lee D, Jimenez F, Gee A. Autologous bone marrow mononuclear cell therapy for severe traumatic brain injury in children. Neurosurgery. 2011 Mar;68(3):588-600. doi: 10.1227/ NEU.0b013e318207734c. PMID: 21192274.
71. Liao GP, Harting MT, Hetz RA, Walker PA, Shah SK, Corkins CJ, Hughes TG, Jimenez F, Kosmach SC, Day MC, Tsao K, Lee DA, Worth LL, Baumgartner JE, Cox CS Jr. Autologous bone marrow mononuclear cells reduce therapeutic intensity for severe traumatic brain injury in children. Pediatr Crit Care Med. 2015 Mar;16(3):245-55. doi: 10.1097/PCC.0000000000000324. PMID: 25581630; PMCID: PMC4351120.
72. Jethani Z. Can Stem Cells Repair Traumatic Brain Injury? [Internet]; 2018. Available from: https://www. pacificneuroscienceinstitute.org/blog/brain-trauma/can-stem-cells-repair-traumatic-brain-injury/
73. Tian C, Wang X, Wang X, Wang L, Wang X, Wu S, Wan Z. Autologous bone marrow mesenchymal stem cell therapy in the subacute stage of traumatic brain injury by lumbar puncture. Exp Clin Transplant. 2013 Apr;11(2):176-81. doi: 10.6002/ect.2012.0053. PMID: 22891928.
74. Sharma A, Sane H, Kulkarni P, Yadav J, Gokulchandran N, Biju H, Badhe P. Cell therapy attempted as a novel approach for chronic traumatic brain injury - a pilot study. Springerplus. 2015 Jan 17;4:26. doi: 10.1186/s40064-015-0794-0. PMID: 25628985; PMCID: PMC4303601.
75. Zhang ZX, Guan LX, Zhang K, Zhang Q, Dai LJ. A combined procedure to deliver autologous mesenchymal stromal cells to patients with traumatic brain injury. Cytotherapy. 2008;10(2):134-9. doi: 10.1080/14653240701883061. PMID: 18368592.
76. Wang S, Cheng H, Dai G, Wang X, Hua R, Liu X, Wang P, Chen G, Yue W, An Y. Umbilical cord mesenchymal stem cell transplantation significantly improves neurological function in patients with sequelae of traumatic brain injury. Brain Res. 2013 Sep 26;1532:76-84. doi: 10.1016/j. brainres.2013.08.001. PMID: 23942181.
