Репозиторий OAI—PMH
Репозиторий Российская Офтальмология Онлайн по протоколу OAI-PMH
Конференции
Офтальмологические конференции и симпозиумы
Видео
Видео докладов
Источник
Предоперационная подготовка аллогенного ретинального пигментного эпителия методом трехмерного клеточного культивирования для трансплантацииВведение
Введение
Слой ретинального пигментного эпителия (РПЭ) играет значительную роль в жизнедеятельности сетчатой оболочки глаза, обеспечивая, по меньшей мере, пять физиологических функций (Simo R, Villarroel M, Corraliza L et al., 2010; Strauss O, 2011).
Дисфункция РПЭ считается центральным звеном в патогенезе дегенеративных заболеваний сетчатки, участвуя в образовании многочисленных патологических кругов, конечной мишенью которых становятся фоторецепторные клетки (Nowak JZ, 2006).
Наиболее распространенным и социально значимым дегенеративным заболеванием сетчатки является возрастная макулярная дегенерация (ВМД). Она обладает характерной клинической стадийностью и симптоматикой и имеет несколько клинических форм, имеющих единый патогенез, в основе которого лежит дисфункция РПЭ (Bhutto I, Lutty G, 2012).
Начальные стадии дегенеративного процесса в сетчатке характеризуются нарушением транспортной функции слоя РПЭ, что приводит к отложению друз на мембране Бруха и ее утолщению, а по мере дальнейшего усугубления метаболизма в хороидально-пигментном комплексе (ХПК) и нарастания гипоксии РПЭ, становится источником фактора роста эндотелия сосудов, что паракринно вызывает процессы неоваскуляризации, сопутствующие осложнения и необратимую потерю зрения.
Несмотря на наличие множества способов консервативного, лазерного и хирургического лечения дегенеративных заболеваний сетчатки (Age-Related Eye Disease Study Research Group, 2008; Eyetech Study Group, 2002, 2003; Macular Photocoagulation Study Group, 1991, 1994; Scheider A, Gundisch O, Kampik A, 1999), сегодня отсутствуют способы возврата утраченных зрительных функций или эффективного предотвращения их потери. В последние десятилетия в связи с достижениями микрохирургической технологии и клеточной биологии по всему миру разрабатываются новые, потенциально более эффективные способы терапии дегенеративных заболеваний сетчатки путем клеточной трансплантации в области заднего отрезка глаза.
Трансплантация клеток ретинального пигментного эпителия в субретинальное пространство явилась одной из первых разработок в данном направлении, успешно прошедшей экспериментальные (Sheedlo HJ, Li L, Turner JE, 1989) и клинические испытания (Nita M, Strzalka-Mrozik B, Grzybowski A et al., 2012). В отличие от различных вариантов незрелых стволовых клеточных элементов, РПЭ (как фетальный, так и зрелый) не был замечен в онкологическом перерождении ни в одном экспериментальном или клиническом случае его трансплантации, что снимает ряд биоэтических возражений при его использовании и объясняет тот факт, что среди всех публикаций, посвященных трансплантации в области заднего отрезка глаза, большинство посвящено именно трансплантации РПЭ (Nita M, Strzalka-Mrozik B, Grzybowski A et al., 2012). Наилучшие результаты были получены при использовании для трансплантации лоскутов фетального РПЭ – в ряде случаев дефект пигментного эпителия закрывался слоем клеток, распространяющимся из расположенного рядом фетального лоскута, что позволяет имплантировать лоскут не в зоне фовеа, а менее травматично – в смежной области, ожидая распространения («спрединга») слоя клеток в зону фовеа (Algvere PV, Berglin L, Gouras P et al., 1994; Radtke ND, Seiler MJ, Aramant RB et al., 2002; Seiler MJ, Aramant RB, 2012). Однако фетальный материал ограничен к использованию в России.
Несмотря на имеющиеся данные об успешности трансплантации РПЭ, метод пока не снискал широкого клинического признания по ряду причин. До настоящего времени клетки РПЭ в клинике пересаживались либо в форме клеточной суспензии, либо в составе тканевого лоскута ХПК (Caramoy A, 2011; Falkner-Radler CI, Krebs I, Glittenberg C, 2011; van Zeeburg EJ, Maaijwee KJ, Missotten TO et al., 2012). Оба метода имеют недостатки. При введении суспензии клеток РПЭ в субретинальное пространство в ряде случаев наблюдали неконтролируемую диссеминацию клеток по субретинальному пространству и витреальной полости, что становилось причиной образования неоднородного и делокализованного слоя РПЭ, а также источником витреального пролиферативного процесса и тракционной отслойки сетчатки (Meurs JC van, ter Averst E, Hofland LJ et al., 2004; Falkner-Radler CI, Krebs I, Glittenberg C et al., 2011; Del Priore LV, Kaplan HJ, Tezel TH et al., 2001). Также при имплантации суспензии клеток обнаруживается преобладание клеток мезенхимального фенотипа, утративших полярность, что является следствием эпителиально-мезенхимальной трансформации клеток РПЭ после удаления их с поверхности нативной мембраны Бруха (Chen HC, Zhu YT, Chen SY et al., 2012). Трансплантация лоскутов, как правило, сопровождалась высокой травматичностью и большим количеством осложнений (Caramoy A, Liakopoulos S, Menrath E, 2010; Tezel TH, Del Priore LV, Berger AS et al., 2007; Chen FK, Patel PJ, Uppal GS et al., 2009).
Таким образом, сегодня в области трансплантологии клеток РПЭ существуют четыре основные проблемы: 1) выбор клеточного материала, который был бы этически допустим к клинической практике 2) ограничение спонтанной диссеминации трансплантированных клеток. 3) соблюдение микроинвазивности вмешательства. 4) решение проблемы эпителиально-мезенхимальной трансформации
Предполагается, что использование в качестве трансплантируемого материала клеток аллогенного РПЭ взрослого донора-трупа, культивированного в форме многоклеточных микроагрегатов округлой формы (сфероидов) способно дать компромиссное решение всех четырех проблем.
Построение многоклеточных сфероидных микроагрегатов – метод, широко использующийся в эмбриологических и онкологических исследованиях (Gottfried E, Kunz-Schughart LA, Andreesen R et al., 2006). Сфероиды имеют диаметр в несколько сотен микрометров, что могло бы позволить инъецировать их в субретинальное пространство с помощью современных микроинвазивных техник. Клетки внутри сфероида объединены межклеточными связями, что не дает им спонтанно диссеминировать, а общая масса сфероида заставляет его быстро оседать в толще жидкости. Кроме того, сфероиды, прикрепившиеся к плоской поверхности, имеют тенденцию к распространению (спредингу) вокруг себя слоя клеток, подобно распространению клеток из фетального лоскута. Клетки в составе сфероида также различаются по морфологии – центральные имеют мезенхимальный фенотип, а поверхностные – эпителиальный, что позволяет решить проблему эпителиально-мезенхимальной трансформации (Lin RZ, Chu WC, Chiang CC et al., 2008; Lin RZ, Chang HY, 2008).
Отсутствие в доступной литературе сведений об использовании РПЭ для трансплантации в субретинальное пространство в форме сфероидов и недостаток информации о 3D культивировании РПЭ обусловили выбор цели данного исследования.
Дисфункция РПЭ считается центральным звеном в патогенезе дегенеративных заболеваний сетчатки, участвуя в образовании многочисленных патологических кругов, конечной мишенью которых становятся фоторецепторные клетки (Nowak JZ, 2006).
Наиболее распространенным и социально значимым дегенеративным заболеванием сетчатки является возрастная макулярная дегенерация (ВМД). Она обладает характерной клинической стадийностью и симптоматикой и имеет несколько клинических форм, имеющих единый патогенез, в основе которого лежит дисфункция РПЭ (Bhutto I, Lutty G, 2012).
Начальные стадии дегенеративного процесса в сетчатке характеризуются нарушением транспортной функции слоя РПЭ, что приводит к отложению друз на мембране Бруха и ее утолщению, а по мере дальнейшего усугубления метаболизма в хороидально-пигментном комплексе (ХПК) и нарастания гипоксии РПЭ, становится источником фактора роста эндотелия сосудов, что паракринно вызывает процессы неоваскуляризации, сопутствующие осложнения и необратимую потерю зрения.
Несмотря на наличие множества способов консервативного, лазерного и хирургического лечения дегенеративных заболеваний сетчатки (Age-Related Eye Disease Study Research Group, 2008; Eyetech Study Group, 2002, 2003; Macular Photocoagulation Study Group, 1991, 1994; Scheider A, Gundisch O, Kampik A, 1999), сегодня отсутствуют способы возврата утраченных зрительных функций или эффективного предотвращения их потери. В последние десятилетия в связи с достижениями микрохирургической технологии и клеточной биологии по всему миру разрабатываются новые, потенциально более эффективные способы терапии дегенеративных заболеваний сетчатки путем клеточной трансплантации в области заднего отрезка глаза.
Трансплантация клеток ретинального пигментного эпителия в субретинальное пространство явилась одной из первых разработок в данном направлении, успешно прошедшей экспериментальные (Sheedlo HJ, Li L, Turner JE, 1989) и клинические испытания (Nita M, Strzalka-Mrozik B, Grzybowski A et al., 2012). В отличие от различных вариантов незрелых стволовых клеточных элементов, РПЭ (как фетальный, так и зрелый) не был замечен в онкологическом перерождении ни в одном экспериментальном или клиническом случае его трансплантации, что снимает ряд биоэтических возражений при его использовании и объясняет тот факт, что среди всех публикаций, посвященных трансплантации в области заднего отрезка глаза, большинство посвящено именно трансплантации РПЭ (Nita M, Strzalka-Mrozik B, Grzybowski A et al., 2012). Наилучшие результаты были получены при использовании для трансплантации лоскутов фетального РПЭ – в ряде случаев дефект пигментного эпителия закрывался слоем клеток, распространяющимся из расположенного рядом фетального лоскута, что позволяет имплантировать лоскут не в зоне фовеа, а менее травматично – в смежной области, ожидая распространения («спрединга») слоя клеток в зону фовеа (Algvere PV, Berglin L, Gouras P et al., 1994; Radtke ND, Seiler MJ, Aramant RB et al., 2002; Seiler MJ, Aramant RB, 2012). Однако фетальный материал ограничен к использованию в России.
Несмотря на имеющиеся данные об успешности трансплантации РПЭ, метод пока не снискал широкого клинического признания по ряду причин. До настоящего времени клетки РПЭ в клинике пересаживались либо в форме клеточной суспензии, либо в составе тканевого лоскута ХПК (Caramoy A, 2011; Falkner-Radler CI, Krebs I, Glittenberg C, 2011; van Zeeburg EJ, Maaijwee KJ, Missotten TO et al., 2012). Оба метода имеют недостатки. При введении суспензии клеток РПЭ в субретинальное пространство в ряде случаев наблюдали неконтролируемую диссеминацию клеток по субретинальному пространству и витреальной полости, что становилось причиной образования неоднородного и делокализованного слоя РПЭ, а также источником витреального пролиферативного процесса и тракционной отслойки сетчатки (Meurs JC van, ter Averst E, Hofland LJ et al., 2004; Falkner-Radler CI, Krebs I, Glittenberg C et al., 2011; Del Priore LV, Kaplan HJ, Tezel TH et al., 2001). Также при имплантации суспензии клеток обнаруживается преобладание клеток мезенхимального фенотипа, утративших полярность, что является следствием эпителиально-мезенхимальной трансформации клеток РПЭ после удаления их с поверхности нативной мембраны Бруха (Chen HC, Zhu YT, Chen SY et al., 2012). Трансплантация лоскутов, как правило, сопровождалась высокой травматичностью и большим количеством осложнений (Caramoy A, Liakopoulos S, Menrath E, 2010; Tezel TH, Del Priore LV, Berger AS et al., 2007; Chen FK, Patel PJ, Uppal GS et al., 2009).
Таким образом, сегодня в области трансплантологии клеток РПЭ существуют четыре основные проблемы: 1) выбор клеточного материала, который был бы этически допустим к клинической практике 2) ограничение спонтанной диссеминации трансплантированных клеток. 3) соблюдение микроинвазивности вмешательства. 4) решение проблемы эпителиально-мезенхимальной трансформации
Предполагается, что использование в качестве трансплантируемого материала клеток аллогенного РПЭ взрослого донора-трупа, культивированного в форме многоклеточных микроагрегатов округлой формы (сфероидов) способно дать компромиссное решение всех четырех проблем.
Построение многоклеточных сфероидных микроагрегатов – метод, широко использующийся в эмбриологических и онкологических исследованиях (Gottfried E, Kunz-Schughart LA, Andreesen R et al., 2006). Сфероиды имеют диаметр в несколько сотен микрометров, что могло бы позволить инъецировать их в субретинальное пространство с помощью современных микроинвазивных техник. Клетки внутри сфероида объединены межклеточными связями, что не дает им спонтанно диссеминировать, а общая масса сфероида заставляет его быстро оседать в толще жидкости. Кроме того, сфероиды, прикрепившиеся к плоской поверхности, имеют тенденцию к распространению (спредингу) вокруг себя слоя клеток, подобно распространению клеток из фетального лоскута. Клетки в составе сфероида также различаются по морфологии – центральные имеют мезенхимальный фенотип, а поверхностные – эпителиальный, что позволяет решить проблему эпителиально-мезенхимальной трансформации (Lin RZ, Chu WC, Chiang CC et al., 2008; Lin RZ, Chang HY, 2008).
Отсутствие в доступной литературе сведений об использовании РПЭ для трансплантации в субретинальное пространство в форме сфероидов и недостаток информации о 3D культивировании РПЭ обусловили выбор цели данного исследования.
Страница источника: 6
OAI-PMH ID: oai:eyepress.ru:article19915
Просмотров: 10417
Каталог
Продукции
Организации
Офтальмологические клиники, производители и поставщики оборудования
Издания
Периодические издания
Партнеры
Проекта Российская Офтальмология Онлайн