Експериментальна терапія стовбуровими клітинами є перспективною при лікуванні хронічної діабетичної виразки - тематичне дослідження
Анотація:
Цукровий діабет є одним із найпоширеніших захворювань серед населення, він пов’язаний із серйозними ускладненнями. Саме судинні та невропатичні ускладнення відповідають за захворюваність та смертність хворих на цукровий діабет і супроводжуються високими витратами на лікування. Діабетична стопа - одне з найсерйозніших ускладнень, яке часто призводить до втрати кінцівок. Наявне в даний час лікування часто не зовсім успішне. Пошук нових методів лікування хронічної діабетичної виразки є важливою метою сучасних досліджень. Показано, що використання мезенхімальних стовбурових клітин є перспективним методом лікування діабетичної стопи. Незважаючи на кілька клінічних досліджень, досі немає чітких рекомендацій щодо практики. Ми представляємо тематичне дослідження, метою якого було перевірити можливості використання експериментальної терапії стовбуровими клітинами при лікуванні діабетичної виразки в умовах Словацької Республіки. Успіх використовуваного лікування відкрив можливість більш широкого клінічного дослідження, яке триває в даний час.
Ключові слова: цукровий діабет, діабетична стопа, мезенхімальні стовбурові клітини
* Усі таблиці, графіки та малюнки, які є частиною статті, можна знайти у вкладеному PDF-файлі в кінці дослідження.
Вступ
Цукровий діабет є одним з основних метаболічних захворювань з високим рівнем захворюваності серед населення. За останні 30 років поширеність цукрового діабету у Словацькій Республіці зросла майже втричі. У Європі ми належимо до країн із найвищою частотою захворювання (1). Хоча доступні варіанти фармакологічного лікування, хронічні ускладнення діабету стають головною загрозою через зростання захворюваності на діабет та продовження життя діабетиків. Вони супроводжуються високими витратами на лікування і, нарешті, але не менш важливими, є причиною збільшення смертності хворих на цукровий діабет. Отже, однією з головних і найважливіших цілей лікування діабету є запобігання виникненню та прогресуванню судинних та невропатичних ускладнень.
Хронічні ускладнення виникають у зв'язку з ураженням судин при тривалій незадовільно керованій гіперглікемії. Порушення ліпідного обміну, артеріальна гіпертензія, резистентність до інсуліну та ожиріння також беруть участь у їх розвитку, і всі вони входять в одиницю, яка називається метаболічним синдромом. Ризик серцево-судинної системи в два-чотири рази вищий у пацієнтів з діабетом порівняно із загальною популяцією. Діабетична макроангіопатія призводить до прискореного атеросклерозу великих і середніх артерій. При діабетичній мікроангіопатії відбуваються складні функціональні та структурні зміни, що призводять до діабетичної нефропатії, ретинопатії та нейропатії. Дослідження показують, що на момент діагностики діабету 10% пацієнтів уже мають діабетичну нефропатію, 6% діабетичну ретинопатію та до 52% діабетичну нейропатію (2). В цілому, мікросудинні ускладнення у безсимптомних пацієнтів із вперше діагностованим діабетом трапляються майже у третині випадків (3).
Типовим ускладненням запущеного діабету є діабетична стопа. За даними ВООЗ, це визначається як зараження, виразка та/або руйнування тканин ніг внаслідок нейропатії та/або ангіопатії з ішемією. Незважаючи на прогрес у діагностиці та лікуванні діабетичних ускладнень, лікування хронічних виразок є складним, не завжди успішним, і більше третини випадків призводить до необхідності ампутації уражених кінцівок (4). Діабетична стопа має серйозний медичний вплив, це впливає на якість життя пацієнтів та можливості роботи та соціального застосування. Це має значний вплив на збільшення фінансових та кадрових вимог до системи охорони здоров’я та впливає на соціальне оточення пацієнта.
Стандартне лікування діабетичної виразки стопи згідно з сучасними протоколами лікування включає, зокрема, полегшення стопи, хірургічне очищення рани та відновлення кровотоку. Клінічний ефект від такого лікування обмежений і ускладнений частими рецидивами. Пошук нових методів лікування хронічної діабетичної виразки є важливою метою сучасних досліджень. Показано, що лікування діабетичної стопи стовбуровими клітинами є перспективним методом (5). Стовбурові клітини здатні впливати на аномально змінені механізми загоєння та порушення клітинної сигналізації в діабетичних ранах та сприяти загоєнню. Лікування ґрунтується на мезенхімальних стовбурових клітинах і припущенні, що ці клітини виробляють модулятори, що впливають на запальну реакцію, а також на фактори росту, необхідні для регенерації тканин. Механізм дії цих клітин полягає в тому, що вони безпосередньо пригнічують запальний процес, зменшуючи секрецію прозапальних процесів і збільшуючи вироблення протизапальних цитокінів. Мезенхімальні стовбурові клітини виділяють кілька факторів росту, сприяючи тим самим проліферації фібробластів рани, ангіогенезу та відкладенню колагену (6,7). В даний час визнана також їх антимікробна активність (8).
Метою представленого кейсу було перевірити можливості використання експериментальної терапії стовбуровими клітинами для лікування діабетичної виразки в умовах Словацької Республіки.
Приклад
Ми представляємо тематичне дослідження 51-річної жінки з діагнозом цукровий діабет 2 типу та діабетична виразка на лівій нозі при згинанні МТТП протягом 3 років, яка отримувала стандартні методи лікування при хронічних виразках (рельєф кінцівок, хірургічне очищення ран, місцеве та загальне лікування АТВ, методи мокрого перев’язування, компенсація діабету).
Перед застосуванням стовбурових клітин у пацієнта відбирали стандартні лабораторні зразки, проводили МРТ-дослідження, щоб виключити остеомієліт скелета, мазок з рани для бактеріологічного дослідження та висічення з краю виразки для гістологічного дослідження.
Використовувані стовбурові клітини отримували з пуповинної крові, яку збирали у первісток шляхом кесаревого розтину. Зразки клітин обробляли протягом 4 годин після збору. Вагітних жінок тестували на інфекційні захворювання HBV, HCV, ВІЛ та сифіліс, CMV (з негативними результатами для перевірених інфекцій). Ізольовані клітини культивували та тестували на наявність бактерій, грибків та ендотоксинів.
Мезенхімальні стовбурові клітини вводили пацієнтові у вигляді двох терапевтичних доз у вигляді декількох ін’єкцій у рану та в безпосередню область рани. Інтервал між двома адміністраціями становив один тиждень. Під час кожної обробки клітинам вводили об'єм 2,5 мл із кількістю клітин 2 х 108.
Пацієнта спостерігали з інтервалом в 1, 2 і 3 місяці після накладення мезенхімальних стовбурових клітин, з видимим зменшенням дефекту шкіри, з поступовою реепітелізацією рани (малюнок 1) також зі зменшенням бактеріальної колонізації рани. Масова колонізація рани золотистого стафілокока зникла. З результатів реалізованої гістології було видно вплив на прискорення ангіогенезу, формування грануляційної тканини з її дозріванням.
Обговорення
Мезенхімальні стовбурові клітини - це група мультипотентних клітин з високим потенціалом у регенеративній медицині. Вони отримуються в основному з пуповинної крові та з плаценти людини. Клітини мають потенціал диференціюватися у більшість мезодермальних клітин (9,10), і, отже, можуть сприяти більш ефективному формуванню грануляційної тканини, кращому загоєнню ран та більш ефективній реваскуляризації тканин (11).
Представлене дослідження задокументує позитивний ефект від застосування мезенхімальних стовбурових клітин при лікуванні діабетичної стопи вже протягом 1 місяця. Подібні результати були представлені іншими авторами (12,13). Введення мезенхімальних стовбурових клітин позитивно впливало на сприяння реваскуляризації загоюється діабетичної виразки та утворенню грануляційної тканини. Діабет призводить до подовження та посилення фази запалення та до судинних розладів (14). Саме порушення формування грануляційної тканини, особливо її дозрівання, що супроводжується зменшенням вироблення колагену, було доведено в експериментах як важливий фактор, що погіршує загоєння ран при цукровому діабеті (15).
Опубліковані наукові дослідження показують, що введення мезенхімальних стовбурових клітин також супроводжується сильним антимікробним ефектом, який частково опосередковується секрецією хемокінів, місцевих медіаторів імунної відповіді та інших антимікробних пептидів. Показано, що мезенхімальні стовбурові клітини мають позитивний протизапальний ефект на експериментальних моделях сепсису in vitro, а також експериментах in vivo (8). Ці результати вже визначають їх можливий позитивний ефект при лікуванні хронічних, важко загоюються ран. Саме нинішнє виробництво факторів росту з впливом на ангіогенез та значним протимікробним ефектом представляє дуже цікаве поєднання щодо його використання при лікуванні важко загоюються діабетичних виразок передпліччя (5).
На сьогодні вивчення можливостей використання мезенхімальних стовбурових клітин є предметом інтенсивних досліджень. Згідно з базою даних клінічних випробувань, що ведеться Національним інститутом охорони здоров’я США (Clinicaltrials.gov), було розпочато, триває чи проводилось у недалекому минулому кілька клінічних випробувань використання стовбурових клітин у пацієнтів.
з цукровим діабетом, з яких 31 дослідження безпосередньо пов’язане з діабетичною стопою. Згідно з мета-аналізом 6 клінічних досліджень, Guo et al (16) заявляють, що застосування стовбурових клітин покращило процес загоєння навіть при ураженнях розміром більше 5 см2 навіть у віковій групі старше 70 років. Однак аналіз показав на декілька обмежень цих досліджень. На сьогоднішній день не встановлено жодного відповідного єдиного протоколу для рекомендованого лікування. Незважаючи на кілька вже завершених клінічних досліджень, відсутні вичерпні висновки та рекомендації, які можна було б безпосередньо застосувати на практиці. Спільним знаменником проведених досліджень є також застосування окремих стовбурових клітин.
Результати тематичного дослідження підтверджують перспективні позитивні ефекти введення мезенхімальних стовбурових клітин при лікуванні діабетичної виразки. Сучасне застосування інших допоміжних методів лікування, включаючи терапію личинками або фагами, може бути цікавим. В даний час ми продовжуємо подальші дослідження, щоб включити ці методи.
Дослідження проводилось за підтримки проекту APVV-17-0526
«Використання мезенхімальних стовбурових клітин у поєднанні з іншими допоміжними біологічними процедурами при лікуванні хронічної діабетичної виразки» і є частиною дослідницького центру, побудованого завдяки підтримці в рамках OP Research and Development для проекту: «Завершення роботи мультидисциплінарного центру біомедичних досліджень - BIOMEDIRES ", ITMS 26210120041, що співфінансується Європейським фондом регіонального розвитку.
ЛІТЕРАТУРА