ПОНЕДЕЛЬНИК, 14 МАРТА 2016 ГОДА / ОПУБЛИКОВАНО В БЛОГЕ

Введение в клеточную терапию в спортивной медицине.

Продолжая наше недавнее обсуждение терапии спортивными травмами с использованием стволовых клеток, следует отметить, что применение мезенхимальных стволовых клеток (МСК) в ортопедии может помочь в восстановлении поврежденных тканей за счет использования целебной силы недифференцированных клеток, из которых состоят все остальные клетки нашего организма. Процесс включает в себя выделение этих стволовых клеток из образца крови, костного мозга или жировой ткани и их введение в поврежденную часть тела для стимуляции заживления. Для ускорения процесса восстановления также используется обогащенная тромбоцитами плазма (PRP), концентрированная суспензия тромбоцитов (клеток крови, вызывающих свертывание крови) и факторов роста.

Повреждение хряща

Хрящ долгое время считался идеальным кандидатом для клеточной терапии, поскольку это относительно простая ткань, состоящая из одного типа клеток — хондроцитов, и не имеющая развитой сети кровоснабжения. Особый интерес для исследователей представляет восстановление хрящевой ткани коленного сустава, также называемой мениском колена. Мениск отвечает за распределение веса тела в коленном суставе при движении верхней и нижней конечностей. Только одна треть хряща мениска имеет кровоснабжение, и поскольку кровоснабжение позволяет факторам заживления и стволовым клеткам, прикрепленным к кровеносным сосудам (так называемым периваскулярным стволовым клеткам), получать доступ к поврежденному участку, естественное отсутствие кровоснабжения мениска ухудшает заживление этой ткани. Повреждение этой ткани часто встречается у спортсменов и является целью хирургического вмешательства у 60 процентов пациентов, перенесших операции на колене, которые обычно включают частичное или полное удаление мениска, что может привести к долгосрочной дегенерации хряща и остеоартрозу.

В последнее время исследователи уделяют все больше внимания использованию мезенхимальных стволовых клеток (МСК) для лечения повреждений хряща в коленном суставе. Некоторые данные, полученные на животных моделях, свидетельствуют о том, что поврежденный хрящ заживает более эффективно при введении МСК непосредственно в место травмы, и этот процесс может быть дополнительно усилен, если МСК модифицированы для выработки факторов роста, связанных с хрящом. Было показано, что после введения МСК в коленный сустав они прикрепляются к месту повреждения и начинают превращаться в хондроциты, способствуя заживлению и восстановлению. Небольшое количество завершенных клинических испытаний на людях с использованием МСК для лечения повреждений хряща показало обнадеживающие результаты, но в этих исследованиях участвовало очень мало пациентов, что затрудняет точную интерпретацию результатов. В настоящее время проводится ряд испытаний с участием больших групп пациентов, и есть надежда, что они предоставят более точную информацию о роли МСК в восстановлении хряща.

Тендинопатия

Тендинопатия — это травмы, затрагивающие сухожилия — длинные фиброзные ткани, которые соединяют мышцы и передают силу от костей. Сухожилия перенапрягаются и повреждаются из-за повторяющихся нагрузок, что делает тендинопатию распространенной травмой среди спортсменов. Тендинопатия связана с 30 процентами всех травм, связанных с бегом, а до 40 процентов теннисистов страдают от той или иной формы локтевого тендинопатии или «теннисного локтя». Повреждаются коллагеновые волокна, из которых состоит сухожилие, и это повреждение восстанавливается организмом посредством процесса воспаления и образования новых волокон, которые срастаются с неповрежденной тканью. Однако этот естественный процесс заживления может занять до года и приводит к образованию рубца на ткани сухожилия, снижению его естественной эластичности, уменьшению количества энергии, которую может накапливать ткань, и ослаблению сухожилия.

МСК обладают способностью генерировать клетки, называемые тенобластами, которые созревают в теноциты. Эти теноциты отвечают за выработку коллагена в сухожилиях. Эта связь между МСК и коллагеном является предметом исследований, изучающих, как стволовые клетки могут помочь в лечении тендинопатии. Значительные исследования были проведены на скаковых лошадях, поскольку они страдают от высокой частоты тендинопатии, и это повреждение аналогично тому, что встречается у людей. Исследователи обнаружили, что инъекция МСК, выделенных из собственного костного мозга травмированной лошади, в поврежденное сухожилие, снизила частоту рецидивов почти вдвое по сравнению с лошадьми, получающими традиционное медикаментозное лечение этого типа травмы. Более позднее исследование той же группы показало, что МСК улучшают восстановление, что приводит к снижению жесткости ткани, уменьшению рубцевания и лучшему сращению новых волокон с существующим, неповрежденным сухожилием. Пока неясно, обусловлены ли эти результаты тем, что МСК продуцируют новые теноциты, или их способностью модулировать среду вокруг очага тендинопатии, как описано выше. Эти многообещающие результаты проложили путь к первому пилотному исследованию на людях.

Ремонт костей

Кости уникальны тем, что обладают способностью к регенерации на протяжении всей жизни. При травме, например, переломе, происходит ряд событий, инициирующих заживление поврежденной кости. Первоначально в месте травмы возникает воспаление, и посылается большое количество сигналов. Эти сигналы привлекают мезенхимальные стволовые клетки (МСК), которые начинают делиться и увеличивать свою численность. Затем МСК трансформируются либо в хондроциты — клетки, ответственные за создание хрящевого каркаса, — либо в остеобласты — клетки, которые откладывают белки и минералы, составляющие твердую кость, на хрящ. Наконец, эти новые структуры изменяются, чтобы восстановить форму и функцию восстановленной кости. Ряд исследований, проведенных на животных, показал, что прямая инъекция или введение МСК в кровь может помочь заживлению переломов, которые ранее не заживали естественным путем. Однако, как и в случае с тендинопатией, пока неясно, действуют ли эти внешние МСК за счет генерации большего количества костеобразующих клеток, или за счет их способности уменьшать воспаление и способствовать восстановлению кровоснабжения поврежденной кости, или и того, и другого.

Травмы головного мозга в спорте

Накапливаются доказательства того, что люди, занимающиеся спортом, где они подвергаются повторяющимся травмам головы и мозга, подвержены более высокому риску развития нейродегенеративных заболеваний, некоторые из которых являются мишенями для лечения с помощью стволовых клеток. Например, сообщалось, что частота этих заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, почти в четыре раза выше у профессиональных игроков в американский футбол по сравнению с общей популяцией. Хотя причина этого заболевания пока не ясна, оно связано с аномальным накоплением белков в нервных клетках, которые в конечном итоге погибают, и у пациентов развивается деменция. Исследователи пытались разработать ряд стратегий для лечения этого заболевания на мышах, включая введение нейронных стволовых клеток, способных производить здоровые нейроны. Хотя некоторые из этих экспериментов продемонстрировали положительные, хотя и ограниченные, эффекты, на сегодняшний день лечения болезни Альцгеймера с помощью стволовых клеток не существует.

Боксеры, страдающие боксёрской деменцией, заболеванием, которое, как считается, возникает в результате повреждения нервных клеток, также могут проявлять некоторые симптомы болезни Паркинсона (среди прочих). В здоровом мозге специализированные нервные клетки, называемые дофаминергическими нейронами, вырабатывают дофамин — химическое вещество, передающее сигналы в ту часть мозга, которая отвечает за движение. Характерный тремор и ригидность, связанные с болезнью Паркинсона, обусловлены потерей этих дофаминергических нейронов и, как следствие, снижением выработки дофамина. Исследователи могут использовать стволовые клетки для генерации дофаминергических нейронов в лабораторных условиях, которые используются для изучения развития и патологии этого заболевания. Хотя недавнее исследование показало, что дофаминергические нейроны, полученные из человеческих эмбриональных стволовых клеток, улучшили некоторые симптомы заболевания у мышей и крыс, методы лечения на основе стволовых клеток все еще находятся на стадии разработки.