Лечение сахарного диабета стволовыми клетками. Серия: Доказательная медицина

Гемопоэтические стволовые клетки

ГСК обеспечивают регенерацию клеточных компонентов крови и иммунной системы (эритроцитов, тромбоцитов, лимфоцитов, моноцитов и др.). Постоянный пул этих клеток сохраняется на протяжении всей жизни человека благодаря их высокому пролиферативному потенциалу. Источники ГСК – костный мозг, периферическая кровь.

В настоящее время появился более совершенный способ получения стволовых клеток у донора – из периферической крови.

Основные принципы выполнения процедуры мобилизации и забора стволовых клеток из периферической крови: в крови здорового человека количество циркулирующих предшественников гемопоэза невелико, поэтому требуется проводить мобилизацию периферических стволовых клеток доноров с помощью определенных препаратов (например, гранулоцитарного колониестимулирующего фактора) в течение пяти дней.

Забор периферических стволовых клеток крови осуществляется методом лейкоцитофереза. Во время этой процедуры кровь откачивается специальным насосом из локтевой вены, проходит через специальный аппарат – клеточный сепаратор и возвращается донору. Во время каждого прохождения через аппарат отбирается только небольшое количество стволовых клеток, поэтому таких циклов совершается много. Всего за процедуру через сепаратор проходит 10 – 15 литров крови, из которых в аппарате остается всего 50 – 200 мл. Остальные компоненты крови возвращаются донору.

Стволовые кроветворные клетки определяют методом проточной цитофлюориметрии.

Накапливается определенное количество СК, а затем вводится больному.

Сама трансплантация ГСК по процедуре напоминает обычное переливание крови, за которым следует период ожидания приживления пересаженных стволовых гемопоэтических клеток. Происходит миграция клеток-предшественников гемопоэза в костномозговое пространство и установление связей со стромальным компонентом.

К настоящему времени достигнуты определенные успехи наращивания биомассы ГСК в условиях культуры. Для изучения условий культивирования стволовых клеток из различных источников (костный мозг, мобилизованная периферическая кровь) используются различные цитокины (факторы роста и ингибиторы дифференцировки клеток) и их комбинации. Идентификация ГСК осуществляется по их маркерам – CD14, CD34, CD45 и CD68.

ГСК костного мозга здоровых людей применяются с 1970-х годов для восстановления кроветворения у облученных людей и больных лейкозами: аллогенная трансплантация ГСК костного мозга и периферической крови (в результате мобилизации ГСК из костного мозга).

В настоящее время накоплен большой опыт лечения различных форм лейкозов, апластических анемий и ряда других тяжелых заболеваний крови с помощью трансплантации костного мозга. Она позволяет во многих случаях добиться радикального излечения больных.

Начиная с 1990-х годов ГСК человека применяются также для устойчивого переноса генов, дефектных у реципиента костного мозга, например имеющих врожденный иммунодефицит. Однако осуществление трансплантации костного мозга связано со значительными трудностями в подборе подходящего донора из международных регистров.

Спектр возможного применения ГСК неуклонно расширяется. В последние несколько лет ГСК стали использовать и для лечения негематологических болезней. Это заболевания, связанные, как правило, с нарушением функционирования иммунной системы: ревматоидный артрит, системная красная волчанка, болезнь Крона, рассеянный склероз, устойчивые к лечению артриты. Другая область применения ГСК – онкология. Появились данные о возможности лечения рака груди и почки.

Разрабатываются протоколы применения ГСК для лечения болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера, сахарного диабета 1-го типа, инфаркта миокарда, апластической анемии.

Интенсивная иммуносупрессивная терапия с последующей трансплантацией аутологичных стволовых кроветворных клеток ведет к повышению иммунологической толерантности и таким образом увеличивает продукцию собственного инсулина при сахарном диабете 1-го типа. Целью исследования явилась оценка следующих этапов аутологичной трансплантации стволовых клеток при сахарном диабете 1-го типа: мобилизация, инфузия гемопоэтических стволовых клеток и восстановление уровня нейтрофилов.

В период с января 2004-го по август 2006-го в исследование было включено 15 больных (12 мужчин и 3 женщины) с сахарным диабетом 1-го типа (менее шести недель после установления диагноза). Медиана возраста составила 17 лет (от 14 до 31 года).

Полученные данные свидетельствуют, что мобилизация гемопоэтических стволовых клеток у больных сахарным диабетом 1-го типа является эффективной. Инфузия периферических стволовых кроветворных клеток безопасна, доля возникающих побочных реакций мала. Восстановление уровня гранулоцитов происходит в относительно ранние сроки. Из 15 пациентов, находящихся под наблюдением после трансплантации стволовых клеток, у одного не было эффекта, 12 удалось отказаться от инсулина после начала кондиционирования, у двух была снижена доза инсулина. Один из них прекратил введение инсулина через год после трансплантации стволовых клеток.

Многие удивятся, но ГСК производит не только костный мозг! Это лишний раз подчеркивает важность кишечника и микробиоты. Долгое время единственным местом, где в человеческом организме производятся новые клетки крови, считался костный мозг, однако открытие американских ученых говорит о том, что наш кишечник также содержит гемопоэтические стволовые клетки, которые играют роль ранних предшественников клеток крови. Доподлинно не известно, сколько именно крови продуцирует ткань кишечника, но ученые предполагают, что показатель может доходить до 10% всего объема крови в организме:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1934590918305435?via%3Dihub&fbclid=IwAR1fHKTOo1H0QfLufDbDL44_6Mhs3IV3YrM5VWKIaV8coRLpdvryS9jqg70

Аутологичные гемопоэтические стволовые клетки, мобилизованные из периферической крови

Как это происходит в реальности, любой может посмотреть на моем личном примере, где мне проводят эту процедуру. Я ввожу CD 34 клетки по специальному алгоритму с целью ревитализации каждые 3 – 5 лет по 20 млн ЕД. Видео на странице:

http://equilibr.ru

Процедура проводится только в стационарных условиях после выполнения серьезного протокола исследований в течение трех суток. Это самый строгий протокол обследования в мире для исключения онкопатологии, состоит из двух модифицированных, более простых, принятых в Америке и Швейцарии.

Общая госпитализация на семь дней. Средняя стоимость – около 900 000 рублей (по состоянию на январь 2019 года). Хранение в государственном криохранилище – 100 долларов в месяц. Возрастное ограничение – старше 18 лет.

Аутологичные мезенхимальные стволовые клетки (МСК), мобилизованные из жировой ткани

Процедура выполняется амбулаторно в течение двух часов (). Исключение составляет необходимость наращивания культуры при невыраженном жировом слое (около трех-четырех месяцев). Возрастных ограничений нет. Забор проводится под местной анестезией совершенно безболезненно. Алгоритм введения: раз в месяц, четыре подряд, возможно введение раз в три месяца (четыре введения), это зависит от конкретной программы. http://equilibr.ru/msc.html

СК жировой ткани по рекомендации Международного общества по применению технологий пересадки мезенхимальных стволовых клеток, полученных из жировой ткани принято называть ADSCs (Adipose-Derived Stem Cells) или стромально-васкулярной фракцией, которая включает в себя:

• васкулярные (сосудистые) клетки: эндотелиальные, перициты, гладкомышечные, циркулирующие клетки крови – эритроциты, моноциты, макрофаги, Т-лимфоциты, преадипоциты;

• фибробластоподобные клетки, которые располагаются вдоль капилляров. Их называют мультипотентными мезенхимальными или стромальными СК. Мезенхимальные клетки жировой ткани обладают высокой пластичностью и способны превращаться не только в хондробласты – хрящевую ткань и в остеобласты – костную ткань, но и в фибробласты – рыхлую соединительную ткань, строму, в адипоциты – жировую ткань, в миоциты – мышечную ткань, в кардиомиоциты – сердечную мышечную ткань, в нейроны – нервную ткань, в гепатоциты – ткань печени, в эндотелиальные клетки – обеспечивающие рост артериальных, венозных и лимфатических сосудов, и т. д.

Особый интерес представляют иммуносупрессивные свойства МСК и соответствующее применение МСК для лечения иммунопатологических состояний, причем не только таких тяжелых, как реакция «трансплантат против хозяина», рассеянный склероз, но и таких часто встречающихся, как, например, аллергические реакции различной этиологии и тяжести. Известно, что мезенхимальные стволовые клетки (МСК) способны оказывать подавляющее действие на функциональную активность T-лимфоцитов, B-лимфоцитов, дендритных клеток и естественных киллеров (NK), причем эта система работает по принципу обратных связей. Все это делает МСК средством лечения многих аутоиммунных заболеваний и прежде всего СД 1-го типа у взрослых и детей. Очень важной особенностью МСК является их низкая иммуногенность и, более того, способность подавлять иммунный ответ организма, что крайне важно при осуществлении различного рода аллогенных трансплантаций.

Жировая ткань является более легкодоступным биологическим материалом по сравнению с костным мозгом – основным источником МСК. МСК, полученные из жировой ткани, лучше подходят для применения в травматологии и ортопедии, поскольку более эффективно дифференцируются в клетки костной ткани. Кроме того, МСК жировой ткани могут стимулировать рост сосудов благодаря секреции фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), что обеспечивает эффективность их применения при таких заболеваниях, как ишемия нижних конечностей.

ЛИТЕРАТУРА:

Бозо И. Я. Применение гемопоэтических стволовых клеток для лечения СД 1-го типа. Гены и клетки, 2008, т. 3, №3.

K. Рrata, G. de Santis, M. C. Oliveira et al. Mobilisation, collection, infusion and granulocyte recovery of PBSC in early onset type 1 diabetes mellitus submitted to autologous haematopoietic cell transplantation – update of outcome results. Bone Marrow Transplantation, v. 39, supl. 1, p. 19.

Стволовые клетки пуповинной крови (пупочного кантика)

Пупочный канатик связывает плод с плацентой и защищает пупочные сосуды от сжатия, кручения и изгиба. Пупочный канатик заполнен желеподобным веществом, так называемым вартоновым гелем, в котором расположены пупочные артерии и вена. Именно из вартонового геля выделяют МСК, которые по своим свойствам превосходят стволовые клетки, полученные из других источников. Вартоновый гель впервые был описан еще в 1656 году ученым Томасом Вартоном. Как и МСК, мобилизованные из жировой ткани, они не отторгаются организмом и существенно упрощают процесс нормализации функций организма. Они обладают свойством хоуминга (то есть перемещаются по организму и внедряются в поврежденные ткани) и способны автоматически, при условии отсутствия их патологии, определять, какие именно ткани нуждаются в стабилизации и восстановлении.

МСК пупочного канатика характеризуются более высоким пролиферативным потенциалом (эффективность культивирования) по сравнению с МСК костного мозга. Пупочный канатик может быть легко получен после сбора пуповинной крови, такая процедура является совершенно безопасной и для матери, и для ребенка.

Что наиболее ценно, что этот тип клеток может быть использован в случае необходимости всеми членами семьи, так как не нужно соответствие по группе крови и по главному комплексу совместимости HLA в силу иммунологических особенностей МСК. То есть через много лет (десятков лет) эти клетки могут также использовать состарившиеся родители для восстановления своего организма. Тем более что культуру можно успешно наращивать.

В чем отличие клеток пуповинной крови от клеток пупочного канатика? Стволовые клетки для клинического применения бывают двух типов: гемопоэтические, преобразующиеся в клетки крови и иммунной системы, и мезенхимальные, способные преобразовываться в разные ткани организма. В пуповинной крови содержатся и те, и другие, но гемопоэтических клеток в ней намного больше. В пупочном канатике больше мезенхимальных клеток. То есть это, по сути, разные по качеству и свойствам медицинские продукты. Применение клеток пуповинной крови в клинической практике доказало их высокую эффективность в онкогематологии и иммунологии. Их используют для лечения и других заболеваний в соответствии с показаниями, но уже достоверно доказано, что при сахарном диабете 1-го и 2-го типов клетки пупочного канатика обладают гораздо большими регенеративными возможностями. То есть с началом применения в медицинской практике мезенхимальных стволовых клеток происходит структуризация применения в медицине стволовых клеток.

Исследователи из университета Иллинойса, работающие под руководством доктора Юна Чжао, в экспериментах на мышах показали, что мультипотентные клетки, выделяемые из пуповинной крови, способны сдерживать развитие аутоиммунных реакций посредством влияния на активность регуляторных Т-клеток и клонов Т-лимфоцитов, специфичных к инсулин-продуцирующим клеткам поджелудочной железы.

Авторы разработали процедуру, получившую название обучающая терапия стволовыми клетками. Она заключается в том, что кровь пациента с диабетом циркулирует в замкнутой системе, с помощью которой из цельной крови выделяются лимфоциты, впоследствии культивируемые в течение двух-трех часов совместно со стволовыми клетками, выделенными из пуповинной крови здоровых доноров. После этого «переученные» лимфоциты возвращают в кровоток пациента.

В небольшом клиническом исследовании разработанного подхода приняли участие 15 пациентов в возрасте от 15 лет до 41 года (средний возраст – 29 лет), на момент начала исследования проживших с диагнозом диабет 1-го типа от 1 до 21 года (в среднем – 8 лет).

Все, кроме трех участников (группа контроля), однократно перенесли обучающую терапию стволовыми клетками. Группа контроля прошла аналогичную процедуру, но без использования стволовых клеток.

На момент проведения исследования у половины пациентов экспериментальной группы выявлялась остаточная активность β-клеток поджелудочной железы (диабет 1-го типа умеренной тяжести). У остальных шести пациентов этой группы активности β-клеток не выявлялось (тяжелый диабет 1-го типа).

Авторы проанализировали состояние пациентов спустя 4, 12, 24 и 40 недель после лечения. Полученные результаты показали, что через 12 недель после проведения процедуры необходимая доза инсулина у пациентов с диабетом умеренной тяжести и с тяжелой формой заболевания снизилась в среднем на 38% и 25% соответственно. В группе контроля подобного прогресса не наблюдалось.

У всех пациентов, перенесших обучающую терапию стволовыми клетками, наблюдалось также повышение концентрации в крови С-пептида – биомаркера, используемого для определения активности функционирования инсулин-продуцирующих β-клеток. С-пептид представляет собой фрагмент белковой молекулы, являющийся побочным продуктом производства инсулина в поджелудочной железе.

Показатели содержания С-пептида в крови продолжали улучшаться вплоть до 24-й недели после проведения процедуры и не опускались до исходных значений до конца исследования (в течение 40 недель).

Одновременно с этим у пациентов наблюдалась нормализация функционирования иммунной системы, в том числе таких показателей, как уровень фактора некроза опухолей β-1, экспрессия костимулирующих молекул CD28 и ICOS, а также соотношение концентраций цитокинов, синтезируемых разными популяциями Т-хелперов. Доктор Чжао считает, что в основе благотворного действия стволовых клеток пуповинной крови лежит экспрессия на их поверхности молекулы AIRE, выступающей в роли регулятора аутоиммунных процессов, подавление которых позволяет восстановиться β-клеткам поджелудочной железы.

На момент написания книги в Бангкоке открывается наша новая лаборатория, прошедшая международную сертификацию, и вторая клиника в Паттайе, где пациенты смогут получать все виды клеточной терапии на самом высоком уровне.

Где клеток больше? Опять оговорюсь, что они разные, с разным потенциалом. Не все равно, когда (в каком возрасте) вы заготовили клетки. Стволовые клетки, несмотря на то что менее подвержены радиации, мутациям, тоже стареют, пусть и с иной скоростью.

Если же сравнивать конкретный объем – например, сколько содержится стволовых клеток в 100 мл костного мозга и 100 мл пуповинной крови – выиграет пуповинная кровь.

Если говорить о том, сколько содержится стволовых клеток в донорском образце, который можно собрать у взрослого человека, то конечно, у него можно собрать большее количество стволовых клеток. Но по пропорции пуповинная кровь очень насыщена стволовыми клетками. 100 мл пуповинной крови содержит примерно столько стволовых клеток, сколько литр костного мозга. Просто 100 мл пуповинной крови – это достаточно большой объем, который не всегда удается получить. В любом случае единственным недостатком образца пуповинной крови является невозможность собрать ее повторно и получить больше стволовых клеток. А преимуществ множество: безопасность сбора, безболезненность процедуры, отсутствие осложнений после процедуры сбора, самый низкий риск возникновения серьезного осложнения – реакции «трансплантат против хозяина» (РТПХ) после проведения трансплантации. Так что, мамочки, ()! запасайте во время родов пуповинную кровь http://equilibr.ru/cord-cells.html