Клеточная терапия миокардита

Миокардиты

Миокардитом называется воспалительный процесс сердечной мышцы ― миокарда ― с нарушением его основных функций. Заболевание длительное время может протекать бессимптомно и проявляться на поздних стадиях; по данным современной медицинской статистики, до 7% внезапных смертей в возрасте до 45 лет вызваны именно миокардитами.

Нередко миокардиты приводят к инвалидности.

Что происходит в организме при миокардитах

Миокардит может стать следствием любого инфекционного заболевания, прежде всего, вирусного происхождения: гриппа, аденовирусной инфекции, гепатитов В и С, герпеса.

Также миокардиты развиваются на фоне таких заболеваний, как сепсис, скарлатина, дифтерия, сальмонеллез, иногда ― хламидиоз. К воспалению сердечной мышцы приводит либо прямое проникновение инфекции, либо наличие в организме токсических веществ, являющихся продуктами жизнедеятельности инфекционных агентов и вызывающих ответную реакцию со стороны иммунной системы.

Миокардиты делят на шесть основных видов: инфекционно-токсические, аллергические, токсико-аллергические, ревматические, идиопатические и возникающие при заболеваниях соединительной ткани или при травмах. Миокардит, развивающийся на фоне ревматизма, обычно сопровождается эндокардитом (воспалением ткани, образующей сердечные клапаны) или перикардитом (воспалением сердечной сумки).

Чтобы получить консультацию по лечению миокардитов и узнать его стоимость, позвоните по телефону +7 (495) 665-08-08. оформите заявку на сайте или закажите обратный звонок

Симптомы заболевания

К наиболее частым и общим симптомам миокардитов относятся повышенная утомляемость, чувство нарастающей слабости, ощущение перебоев в ритме сердечных сокращений, ноющие боли за грудиной.

Миокардиты могут проявляться суставными болями, повышенной потливостью, субфебрилитетом, бледностью кожных покровов. Как проявление нарастающей сердечной недостаточности может наблюдаться набухание шейных вен.

Индивидуальная картина течения миокардита зависит от степени поражения миокарда и других тканей сердца и от остроты воспалительного процесса.

Клеточная терапия при миокардитах

Терапия стволовыми клетками включает три этапа. На первом этапе происходит забор стволовых клеток из костного мозга пациента, их селекция и культивирование с трансформацией части стволовых клеток в кардиомиобласты ― здоровые клетки сердца.

Затем дважды с интервалом в 2 месяца пациенту проводится внутривенное введение подготовленных стволовых клеток.

Стволовые клетки с кровотоком попадают в пораженный миокард и фиксируются в местах локализации патологического процесса. Постепенно они вытесняют и заменяют собой патологические и отмершие клетки сердечной мышцы, снимая воспаление и возвращая сердцу молодость и здоровье.

Уникальная методика лечения миокардитов стволовыми клетками позволяет безболезненно, надежно, нетравматично и максимально естественно восстановить целостность и функциональность сердечной мышцы.

За счет формирования стволовыми клетками новой капиллярной сети улучшается кровоснабжение тканей сердца.

Что в результате?

Результаты лечения заболевания стволовыми клетками: здоровое сердце, эластичные сосуды, крепкий иммунитет, устранение аллергических явлений и интоксикации.

По мере естественного обновления миокарда полностью уходят такие симптомы, как одышка, потливость, болевой синдром и снижение работоспособности.

Терапия стволовыми клетками полностью совместима с другими лечебными мероприятиями и позволяет существенно повысить их эффективность.

Лечение миокардитов стволовыми клетками ― естественный путь к здоровому сердцу!

Более подробную информацию о лечении стволовыми клетками Вы можете получить, записавшись на бесплатную консультацию по телефону: +7 (495) 665-08-08 .

О возможных противопоказаниях необходимо проконсультироваться с специалистом по телефону +7 (495) 665-08-08.

Клеточная терапия миокарда препаратами мезенхимальных стволовых клеток

Применение мезенхимальных стволовых клеток костного мозга для клеточной терапии заболеваний сердца чрезвычайно перспективно, поскольку, в отличие от кроветворных стволовых клеток, способность мезенхимальных дифференцироваться в кардиомиоциты была показана в экспериментах в пробирке и на человеке.

Под воздействием химических веществ мехенхимальная стволовая клетка может спонтанно сокращаться и при введении в очаг ишемии способна предотвращать некротические изменения в ишемизированном миокарде и улучшать его сократительную функцию.

Имплантация генетически измененных мезенхимальных стволовых клеток в зону вокруг инфаркта через один час после возникновения ишемии полностью предотвращала развитие необратимых изменений в миокарде у лабораторных животных. Восстановление числа клеток миокарда данным способом клеточной терапии имеет продолжительный и прогрессирующий эффект.

К сожалению, количество мезенхимальных стволовых клеток очень мало, на них нет специфических маркеров. Поэтому основной проблемой при использовании мезенхимальных стволовых клеток является их ограниченный пролиферативный потенциал, особенно у пожилых пациентов.

Однако необычайно низкая иммуногенность (раздражающее действие на иммунную систему) мезенхимальных стволовых клеток открывает возможность использования препаратов, полученных от молодых доноров.

Применение подобных клеточных препаратов позволит назначать мезенхимальные стволовые клетки в ранние сроки после острого инфаркта миокарда, когда интенсивность сигналов, привлекающих их в патологический очаг, наиболее высока.

Интерес представляет возможность использования этих клеток, выделенных из жировой ткани. Известно, что их пролиферативный потенциал значительно превышает таковой у «коллег» из костного мозга.

На настоящий момент единственным сообщением о клиническом исследовании эффективности применения мезенхимальных стволовых клеток при сердечно-сосудистых заболеваниях является работа S.L. Chen и соавт. В этом исследовании тридцать четыре из шестидесяти девяти пациентов с острым инфарктом миокарда были отобраны для проведения внутрисердечного введения инъекций собственных мезенхимальных стволовых клеток. Всем пациентам в течение двенадцати часов после возникновения симптомов инфаркта проводилась ангиография и ангиопластика. Через три и шесть месяцев после введения клеток, в исследуемой группе было обнаружено значительное уменьшение суммарной площади зон в миокарде с нарушенной динамикой движения в сравнении с контрольной группой. Более того, в исследуемой группе значительно возросла скорость движения сердечной стенки в зоне инфаркта и объем фракции выброса левого желудочка (основной показатель работы сердца). В течение трех месяцев после операции не было отмечено ни одного случая возникновения аритмии.

Таким образом, несмотря на явно недостаточный объем информации об эффективности применения мезенхимальных стволовых клеток при кардиологических заболеваниях, есть веские научные обоснования его перспективности.

В отличие от кардиомиопластики с использованием скелетных клеток, применение мезенхимальных стволовых клеток не требует хирургического вмешательства на сердце, поскольку они способны мигрировать через стенку сосуда в патологический очаг. Более того, пластичность данной группы клеток позволяет надеяться, что дифференцирующиеся из них кардиомиоциты и вспомогательные тканевые структуры максимально близки по своим функциональным свойствам изначальным элементам миокарда.

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ КЛЕТОЧНОЙ ТЕРАПИИ МИОКАРДА Текст научной статьи по специальности « Медицина и здравоохранение »

Новости науки

Magic Leap пустит разработчиков в дополненную реальность

Компания Magic Leap официально объявила о создании платформы для разработчиков дополненной реальности. Оставить контакты можно в соответствующем разделе на сайте компании. Об этом представители компании сообщили в рамках конференции EmTech Digital.

Annotation

This article reviews the literatury and own dates of cell therapy for cardiac diseases. The principal unresolved issues were formulated.

Текст

научной работы на тему «АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ КЛЕТОЧНОЙ ТЕРАПИИ МИОКАРДА». Научная статья по специальности «Медицина и здравоохранение»

Д.В. Гольдштейн13, Т.Х. Фатхудинов23

1 ФГБУ "Медико-генетический научный центр" РАМН, Москва

2 ФГБУ "НИИ морфологии человека" РАМН, Москва 3 ЗАО «РеМеТэкс», Москва

Актуальные вопросы клеточной терапии миокарда

В данной работе проводится анализ литературных и собственных результатов исследований в области клеточной терапии миокарда. Сформулированы основные нерешенные вопросы этой области регенеративной медицины.

Ключевые слова: клеточная терапия, заболевания сердца, репаративная регенерация.

В конце XX века благодаря развитию молекулярной и клеточной биологии были разработаны методики селективного изолирования и культивирования стволовых/ прогениторных клеток, а в 1998 г. Джеймс Томпсон получил первую линию эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) из бластоцисты [1]. Все это создало предпосылки для проведения многочисленных экспериментальных работ по изучению свойств полученных in vitro клеток.

16 В фундаментальной биологии и медицине появились новые направления исследований по изучению роли ство-ловых/прогениторных клеток в процессах роста, развития, репаративной регенерации и при развитии опухолей. В настоящее время технические возможности позволяют в лабораторных условиях выделять, наращивать и модифицировать стволовые/прогениторные клетки из самых различных источников. Широкое развитие исследований по применению клеток для лечения многих заболеваний открыло новую главу в медицинской науке, которую называют регенеративной медициной.

Одним из самых активно развивающихся направлений регенеративной медицины является клеточная терапия миокарда. Актуальность изучения репарации миокарда и методов, направленных на ее стимуляцию, обусловлены крайне высокой распространенностью и летальностью от сердечно-сосудистых заболеваний [2]. Несмотря на достижения в профилактике и лечении сердечно-сосудистых заболеваний, возможности терапевтического и хирургического лечения такого их наиболее частого осложнения, как хронической сердечной недостаточности (ХСН), к настоящему времени исчерпаны [3]. Единственным эффективным методом лечения тяжелой ХСН считают трансплантацию сердца, однако вследствие дефицита донорских органов эту проблему решить невозможно [4]. В качестве «моста» к трансплантации сердца (или даже альтернативы) многими исследователями была

предложена клеточная терапия миокарда [5]. Технологии применения клеточной терапии в кардиологии разрабатывают уже на протяжении 15 лет. Накоплено достаточно экспериментальных и клинических данных, однако в этой области регенеративной медицины по-прежнему остаются нерешенными многие вопросы, которые мы попытаемся сформулировать в данной работе.

Современное состояние исследований

На сегодняшний день уже не возникает сомнений в том, что восстановительные процессы в миокарде происходят не только за счет образования рубца и гипертрофии сохранившихся кардиомиоцитов (КМЦ), но и за счет пролиферации резидентных и экзогенных (внесердечных) клеток-предшественников [6]. К резидентным клеткам относят сами КМЦ, которые в определенных условиях способны к ограниченной пролиферации. Еще П.П. Румянцев показал, что КМЦ не являются терминально дифференцированными клетками [7]. Было неоднократно доказано, что после повреждения миокарда увеличивается число диссоциированных КМЦ, выявляются признаки синтеза ДНК, рабочие КМЦ положительно окрашиваются моноклональными антителами (МАТ) к маркерам пролиферации (Ю67), и, возможно, происходит дедифференцировка КМЦ, после чего они вступают в митоз [8]. Все эти данные демонстрируют возможность рабочих КМЦ пролиферировать и участвовать в репарации миокарда.

Кроме того, в последнее время активно обсуждается гипотеза существования камбиальных (стволовых) клеток сердца. Так, группой ученых под руководством Р. Anversa [6] в верхушке и предсердиях сердца были выявлены так называемые ниши, в которых исследователи обнаружили скопление мелких округлых клеток, экспрессиру-

Goldshtein D.V.1,3, Fatkhudinov T.Kh.23

1 Research Center for Medical Genetics RAMS, Moscow

2 Institute of Human Morphology RAMS, Moscow

3 Remetex Close Corporation, Moscow

Actual Problems of Cell Therapy for Cardiac Diseases

This article reviews the literatury and own dates of cell therapy for cardiac diseases. The principal unresolved issues were formulated. Key words: cell therapy; cardiac diseases; reparative regeneration.

ющих маркеры недифференцированных клеток (c-kit), транскрипционные факторы ранних кардиомиобла-стов (GATA4, MEF2C) и одновременно белки, характерные для зрелых КМЦ (connexin43, a-sarcomeric actin). Основываясь на комбинации дифференцировочных маркеров, ученые предположили, что эти клетки являются стволовыми клетками сердца. Однако после этого не последовало работ, прямо демонстрирующих возможность этих стволовых клеток сердца дифференцироваться в рабочие КМЦ и клетки кровеносных сосудов в условиях повреждения миокарда.

Но, даже если учитывать наличие камбия в сердце, система репаративной регенерации сердца является несостоятельной и не обеспечивает органотипической регенерации. Эволюционно сложился дополнительный механизм репарации миокарда, а именно участие в этом процессе экзогенных внесердечных клеток-предшественников КМЦ. Давно было отмечено, что при разнополой трансплантации красного костного мозга при гемобла-стозах происходит химеризация миокарда [9]. Тогда на аутопсии в сердце реципиента женского пола выявлялись КМЦ с Y-хромосомой. Это позволило предположить, что клетки красного костного мозга после гибели КМЦ мигрируют в область повреждения, дифференцируются в КМЦ и обеспечивают замещение погибших сократительных элементов. Химеризацию при трансплантации костного мозга наблюдали не только в тканях сердца, но и печени, почек и др. органах [10]. Таким образом, концепция клеточной терапии основывается на предположении о дифференцировке экзогенных клеток-предшественников в специализированные клетки поврежденной ткани.

Благодаря развитию этой концепции стали появляться тысячи научных публикаций, посвященных трансплантации клеток самых разных фенотипов для замещения погибших КМЦ. В последнее время интенсивность экспериментальных и клинических исследований в нашей стране и за рубежом в области клеточной терапии миокарда не только не снизилась, но и продолжает нарастать, что свидетельствует об актуальности и перспективности этого направления. Можно выделить две основные нозологические формы, в отношении которых проводится большинство экспериментальных и клинических исследований по клеточной терапии: острый инфаркт миокарда (ОИМ) и хроническая сердечная недостаточность (ХСН). При всех вариантах поражения сердца целью трансплантации клеток является стимуляция образования новых кровеносных сосудов и восстановление сократительных элементов сердца.

В настоящее время в лабораторных условиях получить КМЦ и клетки кровеносных сосудов не сложно. Их можно выделить из тканей, уже содержащих эти клетки, например из фетального сердца [11], либо предифферен-цировать из клеток-предшественников красного костного мозга. Существуют отработанные протоколы, позволяющие получать in vitro КМЦ из гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) и из мультипотентных стромальных клеток (МСК) [12]. Однако это совсем не означает, что эти же клетки in situ также будут дифференцироваться в КМЦ, эндотелий и т.п. под действием местного микроокружения.

Данные, полученные в многочисленных экспериментальных исследованиях на лабораторных животных, продемонстрировали высокую эффективность трансплантации клеток, что выражалось в уменьшении размера инфаркта или рубца, гипертрофии перифокального миокарда, обратном ремоделировании левого желудочка (ЛЖ), увеличении количества и объемной плотности кровеносных сосудов в области повреждения [13]. Все это приводило

к улучшению локальной и глобальной сократимости ЛЖ, увеличению фракции выброса и функции сердца в целом.

В ранних публикациях с помощью различных методов витального маркирования клеток исследователи получали подтверждение кардиомиогенеза и ангиогенеза с участием трансплантированных клеток [14]. Позже стали появляться публикации, в которых не выявляли образования новых КМЦ из трансплантированных клеток, а улучшение сократительной функции миокарда ЛЖ оказалось более чем умеренным [15—17]. Однако при анализе противоречивых результатов экспериментальных исследований необходимо учитывать, что чаще всего в них не применяли единые подходы в получении клеток, выборе сроков и способов введения клеток и методов верификации результатов. Так или иначе, проведенные экспериментальные исследования послужили основанием для начала клинических испытаний трансплантации клеток.

Клинические исследования позволили более объективно оценить результаты клеточной терапии миокарда.

Главное, что удалось продемонстрировать в результате многочисленных клинических исследований — это безопасность технологий. Стало ясно, что трансплантация клеток не приводит к клинически выраженным иммунологическим реакциям, эктопическому остеогенезу, образованию опухолей, тромбоэмболическим и токсическим осложнениям [18]. Однако относительно эффективности 17 клеточной терапии миокарда в литературе можно найти неоднозначные результаты. В подавляющем большинстве исследований авторы утверждают, что трансплантация клеток достоверно эффективна, но при рассмотрении динамики конкретных показателей сердечной деятельности выявляется, что изменяются они весьма умеренно.

Так, фракция выброса (ФВ) после введения клеток при ОИМ и ХСН изменяется в пределах 5 — 15% [19]. Все же нужно учитывать, что динамика эхокардиографических показателей не всегда коррелирует с субъективными показателями клинического состояния больного, таких как толерантность к физическим нагрузкам, индексы качества жизни (DASI) и др. [20]. Поэтому необходим поиск более специфичных и чувствительных методов обследования и обязательное исключение плацебо-эффекта.

Сейчас стало ясно, что клеточная терапия не является радикальным методом лечения, приводящим к избавлению от тяжелых заболеваний сердца, но в составе комплексного лечения может служить мостом к хирургической операции и трансплантации сердца. Это особенно актуально для больных, у которых медикаментозное лечение неэффективно, а хирургические операции им не показаны в связи с тяжестью их состояния. Трансплантация клеток в составе комплексного лечения может существенно улучшить результаты терапии и обеспечить подготовку пациента к оперативному вмешательству или улучшить результаты хирургического лечения [20].

Тем не менее, остается нерешенным целый ряд вопросов, которые мы подробно обсудим ниже.

Какие клетки трансплантировать?

С целью стимуляции ангиогенеза и репарации миокарда применяют самые различные варианты клеточных трансплантатов. В самом начале развития данного направления проводили исследования, в которых изучали влияние трансплантации даже кожных фибро-бластов [21] на восстановительные процессы в сердце. Фетальные КМЦ трансплантировали во многих экспериментальных и клинических исследованиях и полу-

чали положительные результаты. Эти клетки хорошо пролиферируют в культуре и обладают всеми необходимыми для КМЦ свойствами, в том числе электромеханическими. Они эффективно приживаются, формируют щелевые контакты с КМЦ хозяина и обеспечивают улучшение сократительной функции миокарда [11]. Однако, учитывая их аллогенное происхождение, нельзя исключить элиминацию этих клеток иммунной системой. Кроме того, существуют этические ограничения, препятствующие использованию фетального материала.

Позднее большие надежды возлагали на скелетные миобласты, которые можно выделить и нарастить в необходимом количестве из мышечной ткани самого больного. Но существенные различия между электромеханическими свойствами миобластов и КМЦ приводило к формированию аритмий и десинхронизации функционального синцития сердца. Проведенные клинические исследования не продемонстрировали значительной эффективности применения скелетных миобластов [22].

В настоящее время в качестве основного источника получения материала для клеточной терапии миокарда используют красный костный мозг, который служит источником экзогенных стволовых/прогениторных клеток, принимающих участие в репарации миокарда 18 и ангиогенезе. В большинстве проведенных клинических исследований применяли нефракционированные моно-нуклеары костного мозга, так как методика их получения давно отработана, является простой, не требует специальных условий, оборудования и, что самое главное, времени для экспансии [23]. Однако ядросодержащие клетки костного мозга, в основном представлены клетками крови на разных стадиях созревания, фибробла-стами, остеобластами, адипоцитами, и лишь в незначительном количестве присутствуют ГСК (1-3%) и МСК (0,01-0,05%). Если даже надеяться на кардиомиогенез при трансплантации нефракционированных мононуклеарных клеток (МНК), то можно рассчитывать только на активность популяций незрелых клеток, которые присутствуют в трансплантате в совсем незначительных количествах.

Большинство клинических испытаний было проведено с использованием именно мононуклеарных клеток костного мозга. Метаанализ проведенных клинических исследований позволяет говорить о клинической безопасности трансплантации МНК костного мозга, но фракция выброса как интегральный показатель функции сердца при этом увеличивается не более чем на 5-10%. Так, наиболее освещенные испытания BOOST [24] и TOPCARE-AMI [25] продемонстрировали, что в результате интракоронарной трансплантации аутогенных МНК костного мозга через 5 дней после ОИМ улучшается кровоснабжение миокарда на микроциркуляторном уровне и не развиваются какие-либо серьезные осложнения, однако фракция выброса увеличивается незначительно.

По нашему мнению, одной из причин выявления умеренной клинической эффективности трансплантации клеток костного мозга является выбор клеточного трансплантата. Применение МСК для клеточной терапии мы считаем более перспективным, так как эти клетки можно эффективно изолировать и наращивать в большом количестве. Их пролиферативные свойства и пластичность должны обеспечить более эффективные приживляемость и стимуляцию репарации миокарда. В проведенном нами экспериментальном исследовании при интракоронарном введении МСК при постинфарктном кардиосклерозе наблюдалась выраженная стимуляция ангиогенеза и репа-

ративных процессов миокарда, что проявлялось в уменьшении размеров рубца, утолщении и укреплении его стенки, гипертрофии перифокального миокарда, уменьшении дилатации полости ЛЖ. При трансплантации нефракционированных МНК было выявлено увеличение размеров рубца, дилатация полостей, но при этом также увеличивались толщина стенки рубца и перифокаль-ного миокарда, количество и объемная плотность кровеносных сосудов (рис. 1) [17]. Таким образом, согласно нашим данным, более предпочтительной является трансплантация МСК по сравнению с МНК костного мозга.

Каким должен быть способ трансплантации клеток?

Существуют два основных способа введения клеток в сердце: интракоронарный и интрамиокардиальный. Кроме того, можно найти работы, в которых клетки для стимуляции репарации сердца вводили внутривенно [26]. Данная методика на сегодняшний день считается неэффективной, так как при таком способе введения очень незначительная доля клеток заселяет поврежденный миокард. Несомненно, эффективным способом доставки клеток является их непосредственное введение в толщу миокарда как трансэпикардиально [27] во время операции на открытом сердце, так и трансэндокарди-ально с помощью специальных катетеров, например NOGA [28]. В последнем случае на конце катетера можно расположить датчик, который позволяет проводить электромеханическое картирование миокарда и определять оптимальные области трансплантации клеток. Однако все варианты интрамиокардиальной трансплантации являются инвазивными, требуют дорогостоящего оборудования, длительной госпитализации и имеют существенный риск различных осложнений. В частности, при введении даже небольшого объема клеточного трансплантата возникает механическое повреждение миокарда, что может вызывать аритмии. Необходимо также учитывать, что в процессе механического повреждения введенные клетки могут погибать.

В настоящее время интракоронарный способ введения клеток считают оптимальным, так как по эффективности доставки он соответствует интрамиокардиальному, но является гораздо менее инвазивным [29]. В нашем экспериментальном исследовании на модели трансвентрикулярного интракоронарного введения клеток через 30 суток после ОИМ было показано, что даже при неселективном введении в правую и левую коронарные артерии трансплантированные меченые клетки мигрировали в область повреждения миокарда, а не распределялись равномерно по всем тканям сердца [30]. Уже через сутки после трансплантации меченые клетки выявляли только в области повреждения сердца. При этом клетки локализовались в рубцовой ткани и не были обнаружены в сохранившихся участках некроза и перифокальной области, что указывает на их хоминг в зону повреждения. Меченые клетки имели фибробластоподобный фенотип и располагались между пучками коллагеновых волокон.

Учитывая системный способ трансплантации клеток, через 1, 14 и 30 суток после трансплантации мы исследовали гистологические препараты селезенки, печени и легких на наличие меченых клеток. Кроме тканей сердца, значительную долю меченых клеток выявляли в селезенке; в печени и легких обнаружили лишь единичные флуоресцентно меченые клетки (рис. 2).

Как следует из гистограммы, трансплантированные МСК более эффективно приживаются в тканях сердца.

Клеточная терапия миокардита

Миокардиты