Пересадка стволовых клеток с целью лечения ВМД

Пересадка стволовых клеток с целью лечения ВМД

Новые исследования показали, что системные инъекции стволовых клеток дают возможность сохранить фоторецепторы, поддержать зрительные функции и оказывать лечебное воздействие при сосудистой патологии глаза.

Данные исследования были опубликованы в он-лайн журнале PloSONE (Wang & Lu et al, Volume 5, Issue 2, e9200; www.plosone.org). В данном издании отражена точка зрения, согласно которой системные инъекции мезенхимальных стволовых клеток (МСК) могут быть вскоре использованы в клинической практике при лечении заболеваний сетчатки, включая возрастную макулярную дегенерацию (ВМД), пигментный ретинит и диабетическую ретинопатию.

Данное исследование является краеугольным и показывает перспективные возможности новых разработок в лечении патологии сетчатки.

В исследовании, о котором идет речь, проф. Рэй Лунд с коллегами из Глазного института Кейси Орегонского университета предприняли попытку разработать методику лечения, которая бы воздействовала на факторы, являющиеся характерными для многих заболеваний сетчатки. Таким образом исследователи попытались найти универсальную методику, которая может применяться при различных видах ретинопатии. В поисках данной цели команда проф. Лунда изучила возможности системного применения МСК для достижения такого результата.

В прошлом исследователи в области стволовых клеток сталкивались с целым рядом проблем, включая следующие:

• Инъекция донорских клеток непосредственно в стекловидное тело была неэффективной, поскольку большинство введенных клеток имело тенденцию к оседанию на задней поверхности хрусталика, тем самым нарушая прохождение световых лучей в глазу.

• Имплантация инкапсулированных клеток в устройствах для дозированного высвобождения нейротрофических факторов вызывала сложности, поскольку в ряде случаев концентрацию данных факторов сложно было контролировать.

• Инъекция донорских клеток в субретинальное пространство в большинстве случаев сопровождалось лишь локальными эффектами и не влияло на всю ткань сетчатки.

Крысы линии RSC

Принимая во внимание вышеописанные трудности, проф. Лунд и коллеги избрали вариант системного введения МСК, выделенных из костного мозга крыс линии RSC. Эта линия характеризуется наличием у животных врожденной дистрофии сетчатки.

Такой вариант использования привел к сохранению зрительных функций и ограничению развития сосудистой патологии. В дополнение к этому исследования показали, что в отличие от целого ряда альтернативных терапевтических подходов, МСК могут представлять собой идеальный источник клеточного материала. В первую очередь — это аутологичный материал, он легко выделяется и культивируется, обладает свойством секретировать факторы роста и, что очень важно, способен накапливаться в ткани сетчатки после внутривенного введения.

Изучая морфологию сетчатки методом анализа ее окрашенных срезов, а также идентифицируя антитела, специфичные для фоторецепторов, исследователи продемонстрировали, что у животных, пролеченных при помощи МСК, выживаемость фоторецепторных клеток сетчатки была намного выше, чем у животных группы контроля.

«В поисках данной цели команда проф. Лунда изучила возможности системного применения МСК для достижения такого результата»

После инъекции в хвостовую вену на 30-м дне жизни у крыс, пролеченных МСК, к 90-му дню жизни сохранялись от 3-х до 6-ти слоев фоторецепторов, в то время как в группе контроля исследователи находили всего лишь один слой клеток. Более детальный подсчет клеток показал, что кол-во колбочек у животных, пролеченных МСК, составило 18±3 кл./300 µm. При этом у животных группы контроля подсчет клеток был невозможен ввиду их выраженных дегенеративных изменений.

Несмотря на то что сохранение кол-ва клеток является многообещающим фактором, ключевым вопросом все же является их функция. Для того чтобы такая методика получила распространение в клинической практике, очень важно продемонстрировать, что сохранение клеточной морфологии находится в прямой связи со зрительной функцией. Для того чтобы выяснить влияние на остроту зрения, была разработана оптокинетическая система, включающая вращающийся цилиндр с перемежающимися черными и белыми полосами и с варьирующимися различными пространственными частотами. Данная система позволяет количественно оценить пороги чувствительности в оптокинетическом ответе.

Использование системы показало, что острота зрения (ОЗ) у крыс линии RCS снижается с возрастом от 0,5 цикл/град (ц/г) на 30-й день после рождения до 0,3 ц/г к 90-му дню. У животных, пролеченных МСК, средний оптокинетический ответ был равен 0.41±0.01 ц/г к 90-му дню, по сравнению с 0.29±0.02 ц/г у животных группы контроля.

Еще один тест на функцию фоторецепторов заключался в определении «порога освещения», который снимался с верхнего коленчатого тела. По мере старения крыс линии RCS требуется повышать порог освещения для того, чтобы получить стимуляцию зрительной коры. Записи от животных, которым вводили МСК, показали лучшие результаты, чем в группе контроля, что коррелирует с данными оптокинетических тестов, а также гистологическим и клеточным анализом.

По мере того как у крыс линии RCS происходит дегенерация фоторецепторов в пораженной сетчатке, в ней также развиваются сосудистые аномалии. К ним относятся просачивание из сосудов глубокого капиллярного сплетения примерно на 60-й день жизни. Транссудация начинается в непосредственной близости от зрительного нерва и постепенно распространяется на всю сетчатку. Окраска ретинальных сосудов может выявить аномалии, сосудистые сплетения и миграцию клеток ретинального пигментного эпителия по ходу поврежденных сосудов.

У животных после лечения МСК отмечали значительное снижение числа патологических сосудистых комплексов, а если таковые и находили, то они были меньше и имели изолированный характер, не сливаясь в кластеры, что было характерно для контрольной группы.

В заключение исследователи использовали красители, специфически окрашивающие клеточные мембраны, с тем чтобы проследить распространение МСК после инъекции в хвостовую вену по всему организму. Помеченные клетки были найдены в глазах, легких, почках и печени. Однако при этом механизм накопления клеток в ткани сетчатки так и остался не ясным. Проведенные ранее исследования показали, что такая миграция клеток и органоспецифическое накопление может быть связано с цитокинами и их рецепторами. Этот процесс может быть индуцирован в ответ на повреждение, ишемию или другие патологические изменения тканей. Дегенерация сетчатки может вызывать накопление определенных цитокинов, которые способствуют накоплению МСК в тканях глаза.

Вне зависимости от того, каким образом МСК попадают в очаг поражения, очевидно, что, появившись там, их эффект представляется более выраженным, чем при локальной инъекции, и воздействие является не локализованным, а захватывает всю ткань сетчатки.