Резюме

В данной работе мы выдвигаем гипотезу о том, что аутологичные регенеративные клетки жировой ткани (ADRC) представляют собой новый вариант лечения для пациентов с пигментным ретинитом. В отличие от препарата с единственным механизмом действия, ADRC регулируют многочисленные факторы способствующие потере пациентом зрения.

В 1857 году доктор Дондерс выявил группу неизлечимых заболеваний глаз, которые он назвал пигментным ретинитом (ПР). Но всё оказалось не так просто: впоследствии учёные обнаружили более 100 генов, мутации в которых могут приводить к пигментной дегенерации сетчатки. Однако генетические аномалии не дают полного объяснения: в половине случаев РП отсутствует семейная предрасположенность и какое-либо объяснение.

И все же, несмотря на сложность заболевания, ученые смогли составить схему дегенеративного процесса РП. Ретинит означает воспаление сетчатки. Это воспаление приводит к дегенерации сетчатки и зрительного нерва по спирали.

При наличии инфекции, травмы или заболевания ADRCs направляются к местам воспаления и запускают процесс восстановления с помощью различных механизмов действия.

Время для нового варианта

Разработчики лекарств и генных терапий продолжают придерживаться неудачной модели "одна молекула или ген для одной болезни" для лечения РП. Этот минималистский подход не позволил создать лекарство или генную терапию, которая изменила бы прогрессирование заболевания или улучшила бы остроту зрения пациентов с наилучшей коррекцией (BCVA).

В реальной жизни 100 000 человек в США, у которых диагностирована ретинопластика, не имеют возможности замедлить, стабилизировать или обратить вспять прогрессирование заболевания. В результате большинство из них к 40 годам становятся юридически слепыми. Поэтому пациентам необходим новый стандарт лечения, независимо от генетической мутации или иной основной причины ретинопластики.

Гипотеза

Здесь мы предположили, что аутологичные Aдипоза-Dполучено Rгенеративная CADRC представляют собой новый вариант лечения для пациентов с пигментным ретинитом. В отличие от препаратов с единственным механизмом действия, ADRC регулируют многочисленные факторы что приводит к потере зрения у пациента.

Краеугольным камнем нашей гипотезы является то, что все системы организма взаимосвязаны и зависимы. Таким образом, дисфункция нескольких систем способствует развитию дегенеративных заболеваний, включая РП ^{[1] [2] [3] [4] [5]}

В частности, мультисистемная дисрегуляция, связанная с РП, приводит к:

1. Окислительный стресс
2. Снижение уровня оксида азота
3. Повышенный уровень системного воспаления
4. Нарушение иммунного ответа
5. Нарушение регуляции обмена веществ
6. Эндотелиальная дисфункция
7. Нарушение функции митохондрий
8. Вегетативная дисфункция^{[6] [7] [8] [9]}

Эти нарушения приводят к апоптозу фоторецепторов сетчатки и слепоте. ^[10]

Обоснование протокола IV

Мы предлагаем IV доставку ADRC на основе:

1. Исследование на крысах, имитирующее РП у человека, показало, что внутривенная инфузия превосходит субретинальное введение. “Похоже, что при системном введении стволовые клетки оказывают свое действие на всю сетчатку. Для сравнения, субретинальное введение клеток, в том числе клеток, полученных из костного мозга, обычно приводит к восстановлению палочек и колбочек". (С. Ван, 2010) ^[11]
2. Исследование на людях с использованием мезенхимальных стволовых клеток пуповины (UCMSC) подтвердило осуществимость, безопасность и потенциальную пользу системного введения стволовых клеток. “У большинства пациентов острота зрения с лучшей коррекцией (BCVA) улучшилась в течение первых трех месяцев. Доля пациентов с улучшенной или сохраненной BCVA составила 96,9%, 95,3%, 93,8%, 95,4%, 90,6% и 90,6% на 1, 2, 3, 6, 9 и 12-м месяце наблюдения соответственно. Большинство пациентов (81,3%) сохранили или улучшили остроту зрения в течение 12 месяцев.” (Т. Чжао, 2020). Исследователи также выдвинули гипотезу, что нарушение гематоретинального барьера (ГРБ) в ходе прогрессирования RP может позволить введенным клеткам достичь поврежденной ткани сетчатки без необходимости прямой инъекции в глаз. ^{[12] [13] [14]}
3. Исследование, в ходе которого сравнивались внутривенные инъекции UCMSC и прямые инъекции стероидов, показало: “Внутривенная инфузия UCMSC демонстрирует медленное, но стойкое действие в плане уменьшения МЭ [макулярного отека] и способна на длительный срок улучшить зрительную функцию”.”^[15]
4. Японская группа исследователей сравнила трофические факторы, секретируемые свежими ADRC и культивированными ASC (мезенхимальными стволовыми клетками, полученными из жировой ткани) одного и того же человека. Результаты исследования показывают, что ADRC обладают большей многофункциональностью и более высокой активностью, чем культивированные ASC. ADRC выделяли более широкий спектр цитокинов и растворимых белков в значительно больших количествах, чем ASC. ^[16]Указанное выше благоприятное сравнение распространяется и на МСК, полученные из других источников, таких как костный мозг, пуповина и плацента.
5. Напротив, в ряде исследований по применению препарата методом прямого введения были зарегистрированы такие нежелательные явления, как разрывы сетчатки и фиброз. Таким образом, внутривенное введение демонстрирует преимущества как с точки зрения безопасности, так и с точки зрения способа введения.

Протокол AMBROSE при заболеваниях сетчатки:

1. Пластический хирург, имеющий сертификат специалиста, с помощью водоассистированной липосакции (WAL) извлекает 400 см³ липоаспирата. Метод WAL наносит минимальную травму пациенту и извлекаемой ткани, что обеспечивает более высокий выход ADRC и их большую жизнеспособность.
2. Система Celution® отделяет ADRC от липоаспирата.
3. Медсестра вводит внутривенный катетер и вводит маннитол. Маннитол — это сахарный спирт, который временно нарушает проницаемость гематоофтальмического барьера. Это стандартный метод введения лекарственных средств в задний сегмент глаза.
4. Препараты ADRC вводятся внутривенно в виде 20-минутной инфузии.

Амбулаторная процедура длится около пяти часов. Подготовка клеток занимает примерно 2,5 часа из этого времени, в течение которых пациент комфортно отдыхает.

 

 

ADRCs

Термин «регенеративные клетки жировой ткани» (ADRC) обозначает препарат стромально-сосудистой фракции (SVF) клинического качества. Основная роль ADRC заключается в поддержании клеточного, тканевого и системного гомеостаза.^{[17] [18] [19]}

ADRC представляют собой гетерогенную популяцию клеток, включающую мезенхимальные стволовые клетки, другие прогениторные клетки, фибробласты, регуляторные Т-клетки и макрофаги. В этом составе присутствует высокая доля эндотелиальных клеток, эндотелиальных прогениторных клеток, макрофагов и лейкоцитов.

Попав в очаг воспаления, ADRC выделяют в поражённую микросреду секретомию, содержащую сотни цитокинов и факторов роста. Эндогенные клетки, в свою очередь, посылают сигналы обратно в ADRC.

Эта взаимосвязь дает сигнал необходимым для репарации типам клеток активироваться, а тем, которые не нужны (или вредны), — приостановить свою деятельность. Иными словами, множество биологических веществ, входящих в состав секретома, восстанавливает стабильность клеток и гомеостаз.

 

ADRC — «Miracle-Gro» для восстановления нервов

Miracle-Gro снабжает растения в вашем саду питательными веществами, необходимыми для роста здоровых корней, стеблей, лепестков и листьев. Точно так же, как бывают ситуации, когда мы удобряем растение, испытывающее дефицит жизненно важных питательных веществ, АДРК выделяют факторы роста, необходимые для здоровья нашего стареющего мозга, сердца, мышц, нервов и т. д. ^[20]

Одна из таких групп представлена нейротрофическими факторами (НТФ). Нейро относится к нервам, в то время как трофический происходит из древнегреческого языка trophikósозначает "пища или питание". Другими словами, НТФ питают нейроны и нервы питательными веществами.

Примечательно, что нейротрофический фактор мозга (BDNF) стимулирует образование новых нейронов, формирование связей между нервными клетками и рост нервных волокон. Он также восстанавливает миелиновую оболочку, окружающую нервные волокна. Кроме того, эта удивительная молекула обладает противовоспалительным и антиапоптотическим действием. Снижение уровня BDNF коррелирует с прогрессированием прогрессирующей формы ретинопатии (RP). ^{[21] [22] [23] [24] [25]}

Примечательно недавнее открытие нейроиммунных клеток в ADRCs. Нейроиммунные клетки иннервируют ткани и выделяют BDNF.^[26] Кроме того, другие клетки жировой ткани выделяют большое количество факторов, способствующих образованию новых нейронов.

Исследования на людях показали, что ADRC выделяют факторы, которые:

• Снижать уровень маркеров воспаления и аутоиммунных заболеваний, включая, помимо прочего, TNF-α и TH17.
• Снижение выработки эндотелина-1, известного констриктора кровеносных сосудов и виновника заболевания у некоторых пациентов с РП.
• К ним относятся плацентарный фактор роста (PGF), фактор, продуцируемый стромальными клетками-1 (SDF-1), и фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), которые способствуют росту и стабилизации новых кровеносных сосудов. Эти факторы роста также обладают противовоспалительным и антиапоптотическим действием.
• Способствуют переходу воспалительных макрофагов типа M1 в противовоспалительные макрофаги типа M2 посредством простагландина E2 (PGE2).

 

Проникновение через гематоретинальный барьер

Одной из главных проблем, волнующих врачей и пациентов в связи с заболеваниями глаз, является вопрос о том, можно ли неинвазивным способом ввести взрослые стволовые клетки и могут ли они безопасно проникать через гематоретинальный барьер (ГРБ) — продолжение гематоэнцефалического барьера. ГРБ защищает наш мозг, глаза и позвоночный канал от микробиологических захватчиков. Это своего рода «Форт-Нокс» нашей центральной нервной системы. Однако вместо бетонной конструкции, облицованной гранитом, наружную и внутреннюю поверхности гематоретинального барьера выстилают, соответственно, эпителиальные и эндотелиальные клетки. ^[27]

Три механизма обеспечивают миграцию МСК и секретома ADRC в заднюю стенку глаза.

1. Маннитол — безопасный сахарный спирт — временно открывает гематоэнцефалический барьер.
2. АДРК выделяют цитокины, которые проникают через гематоэнцефалический барьер.
3. МСК обладают способностью проникать через гематоэнцефалический барьер. ^{[28] [29]}

Поскольку лимфатические сосуды расположены параллельно сосудистой системе, они май обеспечивают путь, по которому стволовые клетки мигрируют из селезенки, тем самым обходя гематоэнцефалический барьер. ^[30]

Система Celution представляет собой замкнутую стерильную лабораторию «в коробке». Celution позволяет извлекать аутологичные ADRC клинического качества из липоаспирата непосредственно в месте оказания медицинской помощи.

Препарат Celution одобрен для клинического применения более чем в 40 странах, включая Великобританию, Японию, Южную Корею, Новую Зеландию и страны Европейского союза. Кроме того, Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило использование препарата Celution в девяти клинических испытаниях.

С момента одобрения препарата Celution в Европе и Японии в 2007 году не поступало сообщений о побочных явлениях, связанных с клетками, ни в ходе испытаний, ни в ходе исследований, ни при клиническом применении.^[32]

 

 

[1] Данцер Р. Нейроиммунные взаимодействия: от мозга к иммунной системе и наоборот. Физиол Рев. 2018;98(1):477-504.

[2] Трейси К. Дж. Воспалительный рефлекс. Природа. 2002;420(6917):853–859.

[3] Блашкевич М. и др. Участие нейроиммунных клеток в иннервации жировой ткани. Mol Med. 2020;26:126.

[4] Змора Н. и др. Роль иммунной системы в поддержании метаболического здоровья и развитии заболеваний. Клеточный метаболизм. 2017;25(3):506–521.

[5] Амия Э. и др. Взаимосвязь между функцией сосудов и вегетативной нервной системой. Ann Vasc Dis. 2014;7(2):109–119.

[6] Окита А., Мураками Ю., Симокава С. и др. Изменения уровня молекул воспаления в сыворотке крови и их связь с зрительной функцией при пигментном ретините. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2020;61(11):30.

[7] Vinik AI. Дирижёр «оркестра» вегетативной нервной системы. Front Endocrinol (Лозанна). 2012;3:71.

[8] Лимоли П. Г. и др. Антиоксидантные и биологические свойства мезенхимальных клеток, применяемых для лечения пигментного ретинита. Антиоксиданты. 2020;9(10):983.

[9] Соррентино Ф.С., Бонифацци К., Перри П. Роль системы эндотелина в нарушении регуляции сосудов при пигментном ретините. Журнал офтальмологии 2015;2015:405234.

[10] Мураками Й. и др. С-реактивный белок и прогрессирование потери зрения при пигментном ретините. Acta Ophthalmol. 2018; 96(2): e174–e179.

[11] Ван С., Лу Б., Гирман С., Дуань Ц., Макфарланд Т. и др. Неинвазивная терапия стволовыми клетками на модели дегенерации сетчатки и сосудистой патологии у крыс. PLoS One. 2010; 5(2): e9200.

[12] Чжао Т. и др. Внутривенное введение мезенхимальных стволовых клеток пуповины позволяет сохранить и частично улучшить зрительную функцию у пациентов с пигментным ретинитом в запущенной стадии. Развитие стволовых клеток. 2020;29(16):1029–1037.

[13] Грант З.Л. и др. Блокирование апоптоза эндотелия восстанавливает кровоснабжение сетчатки в модели ишемической ретинопатии. J Clin Invest. 2020;130(8):4235-4251.

[14] Ланг М. и др. Сосудистая дисфункция при пигментном ретините. Acta Ophthalmol. 2019;97(7):660–664.

[15] Чжао Т., Ли Х., Ван Ф., Лю Ю., Мэн С., Инь Ц., Ли С. Сравнительное исследование модифицированной инъекции триамцинолона ацетонида под капсулу Тенона и внутривенного введения мезенхимальных стволовых клеток пуповины при пигментном ретините в сочетании с макулярным отеком. Front Pharmacol. 2021;12:694225.

[16] Хиросе Й. и др. Сравнение трофических факторов, секретируемых стромально-сосудистой фракцией, полученной из жировой ткани человека, с факторами, секретируемыми стромальными/стволовыми клетками, полученными из жировой ткани тех же самых лиц. «Cytotherapy». 2018; 20(4): 589–591.

[17] Кестен С., Фрейзер Дж. К. Аутологичные регенеративные клетки, полученные из жировой ткани: платформа для терапевтического применения. Международный журнал хирургических технологий. 2016;29:38–44.

[18] Vizoso FJ и др. Мезенхимальные стволовые клетки в гомеостазе и системных заболеваниях: гипотезы, доказательства и терапевтические возможности. Int J Mol Sci. 2019;20(15):3738.

[19] Каплан А.И. Мезенхимальные стволовые клетки: пора сменить название! «Стволовые клетки: трансляционная медицина». 017;6(6):1445–1451.

[20] А. Каплан и др. МСК: «стражи» и «защитники» при повреждениях. J Cell Physiol. 2016;231(7):1413–1416.

[21] Разави С. и др. Нейротрофические факторы и их влияние на лечение рассеянного склероза. «Adv Biomed Res». 2015;4:53.

[22] Хуан Дж. К. и др. Регенерация миелина при рассеянном склерозе: воздействие на эндогенные стволовые клетки. Нейротерапевтические препараты. 2011;8(4):650–658.

[23] Лопатина Т. и др. Стволовые клетки, полученные из жировой ткани, стимулируют регенерацию периферических нервов: BDNF, секретируемый этими клетками, способствует заживлению нервов и росту аксонов de novo. PLoS One. 2011; 6(3): e17899.

[24] Суганума С. и др. Некультивированные регенеративные клетки, полученные из жировой ткани, способствуют регенерации периферических нервов. J Orthop Sci. 2013;18(1):145–151.

[25] Сюй Д. и др. Нейротрофический фактор, продуцируемый мозгом, снижает воспаление и апоптоз гиппокампа в экспериментальных условиях Streptococcus pneumoniae менингит. Журнал «J Neuroinflammation». 2017;14(1):156.

[26] Блашкевич М. и др. Участие нейроиммунных клеток в иннервации жировой ткани. Mol Med. 2020;26:126.

[27] Кэмпбелл М., Хамфрис П. Гематоретинальный барьер: плотные соединения и модуляция барьера. Adv Exp Med Biol. 2012;763:70–84.

[28] Лю Л. и др. От крови к мозгу: могут ли системно трансплантированные мезенхимальные стволовые клетки преодолевать гематоэнцефалический барьер? Stem Cells Int. 2013;2013:435093.

[29] Ларони А. и др. Мезенхимальные стволовые клетки для лечения неврологических заболеваний: иммунорегуляция, выходящая за рамки нейропротекции. Immunol Lett. 2015;168(2):183–190.

[30] Абсинта М. и др. В мозговых оболочках человека и приматов, не относящихся к роду человека, имеются лимфатические сосуды, которые можно визуализировать неинвазивным способом с помощью МРТ. eLife. 2017;6:e29738.

[31] Перин Э. К., Уиллерсон Дж. Т. «Покупка новой души». J Am Coll Cardiol. 2012;60(21):2250–2251.