Had, bahaya dan komplikasi pemindahan sel

Perubatan plastik regeneratif adalah berdasarkan pelaksanaan klinikal sifat toti dan pluripoten sel stem embrio dan progenitor, yang membolehkan secara in vitro dan in vivo penciptaan garisan sel tertentu yang mengisi semula tisu dan organ yang rosak orang yang sakit.

Kemungkinan sebenar menggunakan sel stem embrio dan sel stem tisu definitif (yang dipanggil sel stem "dewasa") manusia untuk tujuan terapeutik tidak lagi diragui. Walau bagaimanapun, pakar dari Akademi Kebangsaan dan Perubatan Amerika Syarikat (Sel stem dan ubat regeneratif masa depan National Academy Press) dan Institut Kesihatan Kebangsaan Amerika Syarikat (Sel stem dan hala tuju penyelidikan masa depan. Nat. Inst, of Health USA) mengesyorkan kajian yang lebih terperinci tentang sifat sel stem dalam eksperimen ke atas model biologi yang mencukupi dan penilaian objektif terhadap semua akibat penggunaan sel stem dan hanya selepas pemindahan stemlin.

Telah ditubuhkan bahawa sel stem adalah sebahagian daripada derivatif tisu ketiga-tiga lapisan kuman. Sel stem terdapat dalam retina, kornea, epidermis kulit, sumsum tulang dan darah periferal, dalam saluran darah, pulpa gigi, buah pinggang, epitelium gastrousus, pankreas dan hati. Menggunakan kaedah moden, telah terbukti bahawa sel stem saraf disetempat di otak dan saraf tunjang orang dewasa. Data sensasi ini menarik perhatian khusus daripada saintis dan media, kerana neuron dalam otak berfungsi sebagai contoh klasik populasi sel statik yang tidak dipulihkan. Kedua-dua dalam tempoh awal dan lewat ontogenesis, neuron, astrocytes dan oligodendrocytes terbentuk dalam otak haiwan dan manusia disebabkan oleh sel stem saraf (Sel stem: kemajuan saintifik dan arah penyelidikan masa depan. Nat. Inst, of Health USA).

Walau bagaimanapun, dalam keadaan biasa, keplastikan sel stem tisu muktamad tidak nyata. Untuk merealisasikan potensi plastik sel stem tisu definitif, mereka mesti diasingkan dan kemudian ditanam dalam media dengan sitokin (LIF, EGF, FGF). Lebih-lebih lagi, derivatif sel stem berjaya mencakar hanya apabila dipindahkan ke dalam badan haiwan dengan sistem imun yang tertekan (γ-penyinaran, sitostatik, busulfan, dll.). Sehingga kini, tiada bukti yang meyakinkan telah diperoleh tentang pelaksanaan keplastikan sel stem pada haiwan yang tidak terdedah kepada radiasi atau kesan lain yang menyebabkan imunosupresi mendalam.

Dalam keadaan sedemikian, potensi berbahaya ESCs menunjukkan dirinya, pertama sekali, semasa pemindahan mereka ke kawasan ektopik - semasa suntikan subkutaneus ESC ke dalam tikus immunodeficient, teratokarsinoma terbentuk di tapak suntikan. Di samping itu, semasa perkembangan embrio manusia, kekerapan keabnormalan kromosom adalah lebih tinggi daripada embriogenesis pada haiwan. Pada peringkat blastokista, hanya 20-25% embrio manusia terdiri daripada sel-sel dengan karyotype normal, dan majoriti besar embrio manusia awal yang diperolehi selepas persenyawaan in vitro mempamerkan mozek kromosom yang huru-hara dan sangat kerap menghadapi penyimpangan berangka dan struktur.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

Kesan bermanfaat sel stem

Keputusan awal ujian klinikal mengesahkan kesan bermanfaat sel stem pada pesakit, tetapi masih tiada maklumat tentang kesan jangka panjang pemindahan sel. Kesusasteraan pada mulanya didominasi oleh laporan hasil positif pemindahan serpihan otak embrio dalam penyakit Parkinson, tetapi kemudian data mula muncul menafikan kesan terapeutik berkesan tisu saraf embrio atau janin yang dipindahkan ke otak pesakit.

Pada pertengahan abad ke-20, pemulihan hematopoiesis dalam haiwan yang disinari maut selepas transfusi intravena sel sumsum tulang pertama kali ditemui, dan pada tahun 1969, penyelidik Amerika D. Thomas melakukan pemindahan sumsum tulang pertama pada manusia. Kekurangan pengetahuan tentang mekanisme ketidakserasian imunologi penderma dan sel sumsum tulang penerima pada masa itu menyebabkan kematian yang tinggi disebabkan kegagalan pemindahan yang kerap dan perkembangan tindak balas graft-versus-host. Penemuan kompleks histokompatibiliti utama, yang termasuk antigen leukosit manusia (HbA), dan penambahbaikan kaedah menaip mereka memungkinkan untuk meningkatkan kelangsungan hidup dengan ketara selepas pemindahan sumsum tulang, yang membawa kepada penggunaan meluas kaedah rawatan ini dalam onkohematologi. Sedekad kemudian, pemindahan pertama sel stem hematopoietik (HSC) yang diperoleh daripada darah periferi menggunakan leukapheresis telah dilakukan. Pada tahun 1988, darah tali pusat pertama kali digunakan sebagai sumber HSC di Perancis untuk merawat kanak-kanak dengan anemia Fanconi, dan sejak akhir tahun 2000, laporan telah muncul dalam akhbar mengenai keupayaan HSC untuk membezakan ke dalam sel pelbagai jenis tisu, yang berpotensi mengembangkan skop aplikasi klinikal mereka. Walau bagaimanapun, ternyata bahan pemindahan, bersama-sama dengan HSC, mengandungi sejumlah besar kekotoran sel bukan hematopoietik dari pelbagai sifat dan sifat. Dalam hal ini, kaedah untuk membersihkan pemindahan dan kriteria untuk menilai ketulenan selularnya sedang dibangunkan. Khususnya, imunoseleksi positif sel CD34+ digunakan, yang membolehkan pengasingan HSC menggunakan antibodi monoklonal.

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Komplikasi terapi sel stem

Komplikasi dalam pemindahan sumsum tulang paling kerap adalah hematologi dan dikaitkan dengan tempoh pancytopenia iatrogenik yang panjang. Komplikasi berjangkit, anemia dan pendarahan paling kerap berkembang. Dalam hal ini, adalah sangat penting untuk memilih mod pengumpulan, pemprosesan dan penyimpanan sumsum tulang yang optimum untuk pemeliharaan maksimum sel stem, yang akan memastikan pemulihan hematopoiesis yang cepat dan stabil. Apabila mencirikan pemindahan, parameter berikut biasanya dinilai pada masa ini: bilangan sel mononuklear dan/atau nukleus, unit pembentuk koloni dan kandungan sel positif CD34. Malangnya, penunjuk ini hanya memberikan penilaian tidak langsung tentang kapasiti hematopoietik sebenar populasi sel stem pemindahan. Hari ini, tiada parameter yang benar-benar tepat untuk menentukan kecukupan pemindahan untuk pemulihan jangka panjang hematopoiesis pada pesakit, walaupun dengan pemindahan sumsum tulang autologous. Pembangunan kriteria umum amat sukar kerana kekurangan piawaian yang ketat untuk pemprosesan, pengawetan krio dan ujian pemindahan. Di samping itu, adalah perlu untuk mengambil kira keseluruhan pelbagai faktor yang mempengaruhi parameter pemulihan hematopoiesis yang berjaya dalam setiap pesakit individu. Dalam pemindahan sumsum tulang autologous, yang paling penting ialah bilangan kursus kemoterapi sebelumnya, ciri-ciri rejimen penyaman, tempoh penyakit di mana sumsum tulang dikumpulkan, dan skema untuk menggunakan faktor perangsang koloni dalam tempoh selepas pemindahan. Di samping itu, tidak boleh dilupakan bahawa kemoterapi sebelum pengumpulan pemindahan boleh memberi kesan negatif pada sel stem sumsum tulang.

Insiden komplikasi toksik yang teruk meningkat dengan ketara semasa pemindahan sumsum tulang alogenik. Dalam hal ini, data statistik mengenai pemindahan sumsum tulang alogenik dalam talasemia adalah menarik. Laporan Kumpulan Pemindahan Sumsum Tulang Eropah telah mendaftarkan kira-kira 800 pemindahan sumsum tulang kepada pesakit talasemia major. Pemindahan alogenik dalam talasemia dilakukan dalam kebanyakan kes daripada adik-beradik yang serupa dengan HLA, yang dikaitkan dengan komplikasi teruk dan kematian yang tinggi semasa pemindahan bahan sel stem daripada penderma yang berkaitan atau serasi yang tidak berkaitan. Untuk meminimumkan risiko komplikasi berjangkit yang membawa maut, pesakit diletakkan di dalam kotak aseptik terpencil dengan aliran udara lamina dan menerima diet rendah atau abakteria. Untuk dekontaminasi bakteria pada usus, bentuk antibiotik dan ubat antikulat yang tidak boleh diserap ditetapkan setiap os. Untuk profilaksis, amphotericin B diberikan secara intravena. Pencegahan jangkitan sistemik diperkuat dengan amikacin dan ceftazidime, yang ditetapkan sehari sebelum pemindahan, meneruskan rawatan sehingga pesakit dilepaskan. Semua produk darah disinari pada dos 30 Gy sebelum transfusi. Pemakanan parenteral semasa pemindahan adalah syarat yang perlu dan bermula serta-merta selepas sekatan pengambilan makanan secara semula jadi.

Beberapa komplikasi dikaitkan dengan ketoksikan tinggi ubat imunosupresif, yang sering menyebabkan loya, muntah dan mucositis, kerosakan buah pinggang dan radang paru-paru celahan. Salah satu komplikasi kemoterapi yang paling teruk ialah penyakit veno-oklusif hati, yang membawa kepada kematian dalam tempoh awal selepas pemindahan. Faktor risiko untuk trombosis urat sistem portal hati termasuk umur pesakit, kehadiran hepatitis dan fibrosis hati, serta terapi imunosupresif selepas pemindahan sumsum tulang. Penyakit Veno-occlusive amat berbahaya dalam talasemia, yang disertai dengan hemosiderosis hati, hepatitis dan fibrosis - pendamping terapi transfusi yang kerap. Trombosis urat sistem portal hati berkembang 1-2 minggu selepas pemindahan dan dicirikan oleh peningkatan pesat dalam kandungan bilirubin dan aktiviti transaminase dalam darah, perkembangan hepatomegali, asites, ensefalopati dan sakit di bahagian atas abdomen. Secara histologi, bahan bedah siasat mendedahkan kerosakan endothelial, pendarahan subendothelial, kerosakan pada hepatosit sentrilobular, halangan trombotik venula dan vena pusat hati. Kes-kes serangan jantung maut yang dikaitkan dengan kesan toksik sitostatik telah diterangkan pada pesakit talasemia.

Semasa tempoh pra-pemindahan, cyclophosphamide dan busulfan sering menyebabkan cystitis hemorrhagic toksik dengan perubahan patologi dalam sel uroepithelial. Penggunaan siklosporin A dalam pemindahan sumsum tulang sering disertai dengan nefro- dan neurotoksisiti, sindrom hipertensi, pengekalan cecair dalam badan, dan sitolisis hepatosit. Disfungsi seksual dan pembiakan lebih kerap diperhatikan pada wanita. Pada kanak-kanak kecil, perkembangan pubertas biasanya tidak terjejas selepas pemindahan, tetapi pada kanak-kanak yang lebih tua, patologi perkembangan sfera seksual boleh menjadi sangat serius - sehingga kemandulan. Komplikasi yang berkaitan secara langsung dengan pemindahan itu sendiri termasuk penolakan sel sumsum tulang alogenik, ketidakserasian ABO, bentuk akut dan kronik penyakit graft-versus-host.

Pada pesakit dengan pemindahan sumsum tulang yang tidak serasi dengan ABO, isoaglutinin penderma hos lawan ABO dihasilkan selama 330-605 hari selepas pemindahan, yang boleh membawa kepada hemolisis yang berpanjangan dan secara mendadak meningkatkan keperluan untuk pemindahan darah. Komplikasi ini dicegah dengan pemindahan hanya sel darah merah jenis 0. Selepas pemindahan, sesetengah pesakit mengalami neutropenia autoimun, trombositopenia, atau pancytopenia, yang memerlukan splenektomi untuk membetulkannya.

Dalam 35-40% penerima, penyakit graft-versus-host akut berkembang dalam masa 100 hari selepas pemindahan sumsum tulang yang serupa dengan HLA alogenik. Tahap penglibatan kulit, hati, dan usus berbeza-beza daripada ruam, cirit-birit, dan hiperbilirubinemia sederhana kepada desquamation kulit, halangan usus, dan kegagalan hati akut. Pada pesakit talasemia, kejadian penyakit graft-versus-host akut gred I selepas pemindahan sumsum tulang adalah 75%, dan gred II dan lebih tinggi ialah 11-53%. Penyakit graft-versus-host kronik sebagai sindrom organ berbilang sistemik biasanya berkembang dalam 100-500 hari selepas pemindahan alogenik sumsum tulang dalam 30-50% pesakit. Kulit, rongga mulut, hati, mata, esofagus, dan saluran pernafasan atas terjejas. Perbezaan dibuat antara bentuk terhad penyakit rasuah lawan perumah kronik, apabila kulit dan/atau hati terjejas, dan bentuk yang meluas, apabila lesi kulit umum digabungkan dengan hepatitis agresif kronik, lesi mata, kelenjar air liur, atau mana-mana organ lain. Kematian selalunya disebabkan oleh komplikasi berjangkit akibat kekurangan imun yang teruk. Dalam talasemia, bentuk ringan penyakit graft-versus-host kronik berlaku dalam 12%, bentuk sederhana dalam 3%, dan bentuk teruk dalam 0.9% penerima sumsum tulang yang serasi dengan HLA alogenik. Komplikasi teruk pemindahan sumsum tulang adalah penolakan rasuah, yang berkembang 50-130 hari selepas pembedahan. Kekerapan penolakan bergantung pada rejimen penyaman udara. Khususnya, pada pesakit talasemia yang hanya menerima methotrexate semasa tempoh penyediaan, penolakan pemindahan sumsum tulang diperhatikan dalam 26% kes, dengan gabungan metotreksat dengan siklosporin A - dalam 9% kes, dan dengan pentadbiran hanya siklosporin A - dalam 8% kes (Gaziev et al., 1995).

Komplikasi berjangkit selepas pemindahan sumsum tulang disebabkan oleh virus, bakteria dan kulat. Perkembangan mereka dikaitkan dengan neutropenia dalam yang disebabkan oleh ubat kemoterapi semasa tempoh penyaman udara, kerosakan pada halangan mukus oleh sitostatik dan tindak balas graft-versus-host. Bergantung pada masa pembangunan, tiga fasa komplikasi berjangkit dibezakan. Pada fasa pertama (berkembang pada bulan pertama selepas pemindahan), kerosakan pada halangan mukus dan neutropenia mendominasi, selalunya disertai oleh jangkitan virus (herpes, virus Epstein-Barr, cytomegalovirus, Varicella zoster), serta jangkitan yang disebabkan oleh bakteria gram-positif dan gram-negatif, kulat Candida, aspergilli. Dalam tempoh awal selepas pemindahan (bulan kedua dan ketiga selepas pemindahan), jangkitan yang paling teruk ialah sitomegalovirus, yang sering membawa kepada kematian pesakit dalam fasa kedua komplikasi berjangkit. Dalam talasemia, jangkitan sitomegalovirus selepas pemindahan sumsum tulang berkembang dalam 1.7-4.4% penerima. Fasa ketiga diperhatikan dalam tempoh lewat selepas pemindahan (tiga bulan selepas operasi) dan dicirikan oleh kekurangan imun gabungan yang teruk. Jangkitan yang disebabkan oleh Varicella zoster, streptokokus, Pneumocystis carinii, Neisseria meningitidis, Haemophilus influenzae dan virus hepatotropik adalah perkara biasa dalam tempoh ini. Dalam talasemia, kematian pada pesakit selepas pemindahan sumsum tulang dikaitkan dengan sepsis bakteria dan kulat, radang paru-paru idiopatik interstisial dan sitomegalovirus, sindrom gangguan pernafasan akut, kegagalan jantung akut, tamponade jantung, pendarahan serebrum, penyakit hati veno-okklusif, dan penyakit graft-versus-host akut.

Pada masa ini, kejayaan tertentu telah dicapai dalam pembangunan kaedah untuk mengasingkan populasi tulen sel stem hematopoietik daripada sumsum tulang. Teknik untuk mendapatkan darah janin daripada tali pusat telah dipertingkatkan, dan kaedah untuk mengasingkan sel hematopoietik daripada darah tali pusat telah dicipta. Terdapat laporan dalam akhbar saintifik bahawa sel stem hematopoietik mampu membiak apabila ditanam dalam media dengan sitokin. Apabila menggunakan bioreaktor yang direka khas untuk pengembangan sel stem hematopoietik, biojisim sel stem hematopoietik yang diasingkan daripada sumsum tulang, darah periferal atau tali pusat meningkat dengan ketara. Kemungkinan mengembangkan sel stem hematopoietik adalah langkah penting ke arah perkembangan klinikal pemindahan sel.

Walau bagaimanapun, sebelum pembiakan in vitro sel stem hematopoietik, adalah perlu untuk mengasingkan populasi homogen sel stem hematopoietik. Ini biasanya dicapai menggunakan penanda yang membenarkan pelabelan terpilih sel stem hematopoietik dengan antibodi monoklonal dikaitkan secara kovalen kepada label pendarfluor atau magnetik dan pengasingannya menggunakan penyisih sel yang sesuai. Pada masa yang sama, isu ciri fenotip sel stem hematopoietik masih belum dapat diselesaikan. A. Petrenko, V. Grishchenko (2003) menganggap sel dengan antigen CD34, AC133, dan Thyl pada permukaannya dan tiada CD38, HLA-DR, atau penanda pembezaan lain (sel dengan fenotip CD34+Liir) sebagai calon untuk sel stem hematopoietik. Penanda Keturunan (Lin) termasuk glikoforin A (GPA), CD3, CD4, CD8, CD10, CD14, CD16, CD19, CD20 (Muench, 2001). Sel dengan fenotip CD34+CD45RalüW CD71low, serta CD34+Thyl+CD38low/c-kit/fenotip rendah, dianggap menjanjikan untuk pemindahan.

Isu bilangan sel stem hematopoietik yang mencukupi untuk pemindahan yang berkesan masih menjadi masalah. Pada masa ini, sumber sel stem hematopoietik adalah sumsum tulang, darah periferal dan tali pusat, dan hati embrio. Pengembangan sel stem hematopoietik dicapai dengan mengkulturnya dengan kehadiran sel endothelial dan faktor pertumbuhan hematopoietik. Dalam pelbagai protokol, myeloprotein, SCF, erythropoietin, faktor pertumbuhan seperti insulin, kortikosteroid, dan estrogen digunakan untuk mendorong percambahan HSC. Apabila menggunakan kombinasi sitokin in vitro, adalah mungkin untuk mencapai peningkatan yang ketara dalam kolam HSC dengan puncak dalam pengeluarannya pada akhir minggu kedua penanaman.

Secara tradisinya, pemindahan sel stem hematopoietik darah tali pusat digunakan terutamanya untuk hemoblastosis. Walau bagaimanapun, dos minimum sel hematopoietik yang diperlukan untuk pemindahan sel darah tali pusat yang berjaya ialah 3.7 x 10 ⁷ sel bernukleus bagi setiap 1 kg berat badan penerima. Menggunakan bilangan sel stem hematopoietik darah tali pusat yang lebih kecil meningkatkan risiko kegagalan cantuman dan penyakit berulang. Oleh itu, pemindahan sel stem hematopoietik darah tali pusat digunakan terutamanya untuk merawat hemoblastosis pada kanak-kanak.

Malangnya, masih tiada piawaian untuk perolehan atau protokol piawai untuk kegunaan klinikal sel hematopoietik darah tali pusat. Sehubungan itu, sel stem darah tali pusat sendiri bukanlah sumber sel hematopoietik yang diiktiraf secara sah untuk pemindahan. Di samping itu, tiada norma etika atau undang-undang yang mengawal aktiviti dan organisasi bank darah tali pusatb, yang wujud di luar negara. Sementara itu, untuk pemindahan selamat, semua sampel darah tali pusat mesti dipantau dengan teliti. Sebelum mengambil darah daripada wanita hamil, persetujuannya mesti diperolehi. Setiap wanita hamil mesti diperiksa untuk pengangkutan HBsAg, kehadiran antibodi kepada virus hepatitis C, HIV dan sifilis. Setiap sampel darah tali pusat mesti diuji sebagai standard untuk bilangan sel bernukleus, CD34+ dan kapasiti membentuk koloni. Di samping itu, menaip HbA, penentuan kumpulan darah oleh ABO dan kepunyaannya oleh faktor Rh dijalankan. Prosedur ujian yang diperlukan ialah kultur bakteriologi untuk kemandulan, ujian serologi untuk jangkitan HIV-1 dan HIV-2, HBsAg, virus hepatitis C, jangkitan sitomegalovirus, HTLY-1 dan HTLY-II, sifilis dan toksoplasmosis. Di samping itu, tindak balas rantai polimerase dilakukan untuk mengesan jangkitan sitomegalovirus dan HIV. Nampaknya dinasihatkan untuk menambah protokol ujian dengan analisis GSC darah tali pusat untuk mengesan penyakit genetik seperti a-talasemia, anemia sel sabit, kekurangan adenosin deaminase, agammaglobulinemia Bruton, penyakit Hurler dan Ponter.

Peringkat seterusnya penyediaan untuk pemindahan adalah persoalan memelihara sel stem hematopoietik. Prosedur yang paling berbahaya untuk daya maju sel semasa penyediaannya ialah pembekuan dan pencairan. Apabila membekukan sel hematopoietik, sebahagian besar daripadanya boleh dimusnahkan kerana pembentukan kristal. Bahan khas - cryoprotectors - digunakan untuk mengurangkan peratusan kematian sel. Selalunya, DMSO digunakan sebagai cryoprotector dalam kepekatan akhir 10%. Walau bagaimanapun, DMSO dalam kepekatan sedemikian dicirikan oleh kesan sitotoksik langsung, yang menunjukkan dirinya walaupun dalam keadaan pendedahan yang minimum. Penurunan kesan sitotoksik dicapai dengan penyelenggaraan ketat suhu sifar mod pendedahan, serta pematuhan dengan peraturan untuk memproses bahan semasa dan selepas penyahbekuan (kelajuan semua manipulasi, penggunaan prosedur pencucian berganda). Kepekatan DMSO kurang daripada 5% tidak boleh digunakan, kerana ini menyebabkan kematian besar-besaran sel hematopoietik semasa tempoh pembekuan.

Kehadiran kekotoran eritrosit dalam campuran penggantungan sel stem hematopoietik mewujudkan risiko membina tindak balas ketidakserasian untuk antigen eritrosit. Pada masa yang sama, apabila eritrosit dikeluarkan, kehilangan sel hematopoietik meningkat dengan ketara. Dalam hal ini, kaedah pengasingan tanpa pecahan sel stem hematopoietik telah dicadangkan. Dalam kes ini, larutan DMSO 10% dan penyejukan kadar malar (GS/min) hingga -80°C digunakan untuk melindungi sel bernukleus daripada kesan merosakkan suhu rendah, selepas itu penggantungan sel dibekukan dalam nitrogen cecair. Adalah dipercayai bahawa kaedah cryopreservation ini mengakibatkan lisis separa eritrosit, jadi sampel darah tidak memerlukan pecahan. Sebelum pemindahan, penggantungan sel dinyahbekukan, dibasuh daripada hemoglobin bebas dan DMSO dalam larutan albumin manusia atau dalam serum darah. Pemeliharaan prekursor hematopoietik menggunakan kaedah ini sememangnya lebih tinggi daripada selepas pecahan darah tali pusat, tetapi risiko komplikasi transfusi akibat pemindahan eritrosit tidak serasi ABO kekal.

Penubuhan sistem perbankan untuk menyimpan sampel HSC yang diuji dan ditaip HLA boleh menyelesaikan masalah di atas. Walau bagaimanapun, ini memerlukan pembangunan norma etika dan undang-undang, yang kini hanya dibincangkan. Sebelum mewujudkan rangkaian perbankan, adalah perlu untuk menerima pakai beberapa peraturan dan dokumen mengenai penyeragaman prosedur untuk pengumpulan, pecahan, ujian dan menaip, serta cryopreservation HSC. Syarat wajib untuk operasi berkesan bank HSC ialah organisasi pangkalan komputer untuk interaksi dengan pendaftaran Persatuan Penderma Sumsum Dunia (WMDA) dan Program Penderma Sumsum Kebangsaan Amerika Syarikat (NMDP).

Di samping itu, adalah perlu untuk mengoptimumkan dan menyeragamkan kaedah pengembangan in vitro HSC, terutamanya sel hematopoietik darah tali pusat. Pengembangan HSC darah tali pusat adalah perlu untuk meningkatkan bilangan penerima berpotensi yang serasi dengan sistem HLA. Oleh kerana jumlah darah tali pusat yang kecil, bilangan HSC yang terkandung di dalamnya biasanya tidak dapat memastikan populasi semula sumsum tulang pada pesakit dewasa. Pada masa yang sama, untuk melakukan pemindahan yang tidak berkaitan, adalah perlu untuk mempunyai akses kepada bilangan sampel HSC yang ditaip yang mencukupi (dari 10,000 hingga 1,500,000 setiap penerima).

Pemindahan sel stem hematopoietik tidak menghapuskan komplikasi yang mengiringi pemindahan sumsum tulang. Analisis menunjukkan bahawa dengan pemindahan sel stem darah tali pusat, bentuk akut penyakit graft-versus-host yang teruk berkembang dalam 23% penerima, dan bentuk kronik dalam 25% penerima. Dalam pesakit onkohematologi, leukemia akut berulang pada tahun pertama selepas pemindahan sel stem darah tali pusat diperhatikan dalam 26% kes.

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, kaedah pemindahan sel stem hematopoietik periferal telah berkembang secara intensif. Kandungan HSC dalam darah periferi adalah sangat kecil (1 HSC setiap 100,000 sel darah) sehingga pengasingan mereka tanpa penyediaan khas tidak masuk akal. Oleh itu, penderma mula-mula diberi kursus rangsangan ubat pembebasan sel hematopoietik sumsum tulang ke dalam darah. Untuk tujuan ini, ubat-ubatan yang jauh dari tidak berbahaya seperti siklofosfamid dan faktor perangsang koloni granulosit digunakan. Tetapi walaupun selepas prosedur mobilisasi HSC ke dalam darah periferal, kandungan sel CD34+ di dalamnya tidak melebihi 1.6%.

Untuk mobilisasi sel stem hematopoietik di klinik, S-SEC paling kerap digunakan, yang dicirikan oleh toleransi yang agak baik, dengan pengecualian kejadian sakit tulang yang hampir semula jadi. Perlu diingatkan bahawa penggunaan pemisah darah moden membolehkan pengasingan berkesan sel stem hematopoietik. Walau bagaimanapun, dalam keadaan hematopoiesis biasa, sekurang-kurangnya 6 prosedur mesti dilakukan untuk mendapatkan bilangan sel stem hematopoietik yang mencukupi setanding dengan kapasiti repopulasi kepada penggantungan sumsum tulang. Setiap prosedur sedemikian memerlukan 10-12 liter darah untuk diproses pada pemisah, yang boleh menyebabkan trombositopenia dan leukopenia. Prosedur pemisahan melibatkan pengenalan antikoagulan (natrium sitrat) kepada penderma, yang tidak mengecualikan, bagaimanapun, pengaktifan sentuhan platelet semasa sentrifugasi extracorporeal. Faktor-faktor ini mewujudkan keadaan untuk perkembangan komplikasi berjangkit dan hemoragik. Satu lagi kelemahan kaedah ini ialah kebolehubahan ketara tindak balas mobilisasi, yang memerlukan pemantauan kandungan HSC dalam darah periferal penderma, yang diperlukan untuk menentukan tahap maksimum mereka.

Pemindahan autogenus sel stem hematopoietik, tidak seperti pemindahan alogenik, menghapuskan sepenuhnya perkembangan tindak balas penolakan. Walau bagaimanapun, kelemahan ketara autotransplantasi sel stem hematopoietik, yang mengehadkan julat petunjuk untuk pelaksanaannya, adalah kebarangkalian tinggi untuk memasukkan semula sel klon leukemik dengan pemindahan. Di samping itu, ketiadaan kesan "graft versus tumor" yang dimediasi imun meningkatkan dengan ketara kekerapan kambuhan penyakit darah malignan. Oleh itu, satu-satunya kaedah radikal untuk menghapuskan hematopoiesis klon neoplastik dan memulihkan hematopoiesis poliklonal normal dalam sindrom myelodysplastic kekal polikemoterapi intensif dengan pemindahan hematopoiesis alogenik.

Tetapi walaupun dalam kes ini, rawatan untuk kebanyakan hemoblastoses hanya bertujuan untuk meningkatkan masa kelangsungan hidup pesakit dan meningkatkan kualiti hidup mereka. Menurut beberapa kajian besar, kelangsungan hidup tanpa kambuh jangka panjang selepas allotransplantasi HSC dicapai dalam 40% pesakit onkohematologi. Apabila menggunakan sel stem adik beradik yang serasi dengan HLA, hasil terbaik diperhatikan pada pesakit muda dengan sejarah penyakit yang singkat, kiraan sel letupan sehingga 10% dan sitogenetik yang menggalakkan. Malangnya, kematian yang berkaitan dengan prosedur allotransplantasi HSC pada pesakit dengan penyakit myelodysplastic kekal tinggi (dalam kebanyakan laporan - kira-kira 40%). Hasil kerja 10 tahun Program Donor Sumsum Tulang Kebangsaan di Amerika Syarikat (510 pesakit, umur median - 38 tahun) menunjukkan bahawa kelangsungan hidup tanpa berulang selama dua tahun adalah 29% dengan kebarangkalian yang agak rendah untuk berulang (14%). Walau bagaimanapun, kematian yang berkaitan dengan prosedur allotransplantasi HSC daripada penderma yang tidak berkaitan adalah sangat tinggi dan mencapai 54% dalam tempoh dua tahun. Keputusan yang sama diperolehi dalam kajian Eropah (118 pesakit, umur median - 24 tahun, kelangsungan hidup tanpa kambuh dua tahun - 28%, kambuh - 35%, kematian - 58%).

Semasa kursus kemoterapi intensif dengan pemulihan hematopoiesis seterusnya dengan sel hematopoietik alogenik, komplikasi imunohematologi dan transfusi sering berlaku. Mereka sebahagian besarnya disebabkan oleh fakta bahawa kumpulan darah manusia diwarisi secara bebas daripada molekul MHC. Oleh itu, walaupun penderma dan penerima serasi untuk antigen HLA utama, eritrosit mereka mungkin mempunyai fenotip yang berbeza. Perbezaan dibuat antara ketidakserasian "utama", apabila penerima mempunyai antibodi sedia ada kepada antigen eritrosit penderma, dan ketidakserasian "kecil", apabila penderma mempunyai antibodi kepada antigen eritrosit penerima. Kes gabungan ketidakserasian "utama" dan "kecil" adalah mungkin.

Keputusan analisis perbandingan keberkesanan klinikal allotransplantasi sumsum tulang dan sel stem hematopoietik darah tali pusat dalam hemoblastoses menunjukkan bahawa pada kanak-kanak selepas allotransplantasi sel stem hematopoietik darah tali pusat, risiko membina tindak balas graft-versus-host berkurangan dengan ketara, tetapi tempoh pemulihan yang lebih lama dengan bilangan neutrofil dan platelet yang lebih tinggi diperhatikan selepas 10 hari. kematian.

Kajian tentang punca kematian awal memungkinkan untuk menjelaskan kontraindikasi kepada pemindahan HSC alogenik, antara yang paling penting ialah:

• kehadiran ujian positif untuk jangkitan sitomegalovirus pada penerima atau penderma (tanpa rawatan pencegahan);
• penyakit radiasi akut;
• kehadiran atau kecurigaan kehadiran jangkitan mikotik pada pesakit (tanpa menjalankan profilaksis awal sistemik dengan ubat kulat);
• hemoblastoses, di mana pesakit menerima rawatan jangka panjang dengan sitostatik (disebabkan oleh kebarangkalian tinggi untuk serangan jantung secara tiba-tiba dan kegagalan berbilang organ);
• pemindahan daripada penderma HLA-bukan serupa (tanpa profilaksis tindak balas graft-versus-host akut dengan siklosporin A);
• hepatitis C virus kronik (disebabkan oleh risiko tinggi untuk mengembangkan penyakit veno-oklusif hati).

Oleh itu, pemindahan HSC boleh menyebabkan komplikasi serius, yang sering membawa kepada kematian. Dalam tempoh awal (sehingga 100 hari selepas pemindahan), ini termasuk komplikasi berjangkit, penyakit graft-versus-host akut, penolakan rasuah (kegagalan HSC penderma), penyakit hati veno-oklusif, serta kerosakan tisu yang disebabkan oleh ketoksikan rejimen penyaman, yang dicirikan oleh kadar pembentukan semula endotelinal yang tinggi (kulit, endotelinal invaskular). Komplikasi lewat tempoh selepas pemindahan termasuk penyakit rasuah berbanding perumah kronik, kambuhan penyakit asas, terencat pertumbuhan pada kanak-kanak, disfungsi sistem pembiakan dan kelenjar tiroid, dan kerosakan mata.

Baru-baru ini, berkaitan dengan penerbitan mengenai keplastikan sel sumsum tulang, idea menggunakan HSC untuk merawat serangan jantung dan penyakit lain telah timbul. Walaupun beberapa eksperimen haiwan menyokong kemungkinan ini, kesimpulan tentang keplastikan sel sumsum tulang perlu disahkan. Keadaan ini harus diambil kira oleh penyelidik yang percaya bahawa sel sum-sum tulang manusia yang dipindahkan mudah diubah menjadi otot rangka, miokardium atau sel CNS. Hipotesis bahawa HSC adalah sumber selular semula jadi bagi penjanaan semula organ-organ ini memerlukan bukti yang serius.

Khususnya, keputusan pertama kajian rawak terbuka oleh V. Belenkov (2003) telah diterbitkan. Tujuannya adalah untuk mengkaji kesan C-SvK (iaitu, mobilisasi HSC autologous ke dalam darah) pada status klinikal, hemodinamik, dan neurohumoral pesakit dengan kegagalan jantung kronik sederhana hingga teruk, serta menilai keselamatannya terhadap latar belakang terapi standard (inhibitor enzim penukar angiotensin, penyekat beta, diuretik, glikosida jantung). Dalam penerbitan pertama hasil kajian, pengarang program mencatatkan bahawa satu-satunya hujah yang memihak kepada O-SvK adalah hasil rawatan seorang pesakit, yang menunjukkan peningkatan yang tidak dapat dipertikaikan dalam semua parameter klinikal dan hemodinamik terhadap latar belakang terapi dengan ubat ini. Walau bagaimanapun, teori mobilisasi HSC ke dalam aliran darah dengan penjanaan semula miokardium berikutnya dalam zon selepas infarksi tidak disahkan - walaupun pada pesakit dengan dinamik klinikal yang positif, ekokardiografi tekanan dengan dobutamin tidak mendedahkan rupa zon miokardium yang berdaya maju di kawasan parut.

Perlu diingatkan bahawa pada masa ini terdapat data yang jelas tidak mencukupi untuk mengesyorkan terapi sel penggantian untuk pelaksanaan yang meluas dalam amalan klinikal setiap hari. Kajian klinikal yang direka dengan baik dan berkualiti tinggi diperlukan untuk menentukan keberkesanan pelbagai pilihan untuk terapi sel regeneratif, membangunkan petunjuk dan kontraindikasi untuknya, serta garis panduan untuk penggunaan gabungan terapi regeneratif-plastik dan rawatan pembedahan atau konservatif tradisional. Masih tiada jawapan kepada persoalan tentang populasi tertentu sel sumsum tulang (hematopoetik batang atau stromal) boleh menimbulkan neuron dan kardiomiosit, dan juga tidak jelas keadaan apa yang menyumbang kepada ini dalam vivo.

Kerja dalam bidang ini sedang dijalankan di banyak negara. Dalam ringkasan simposium mengenai kegagalan hati akut Institut Kesihatan Nasional Amerika Syarikat, antara kaedah rawatan yang menjanjikan, bersama dengan pemindahan hati, pemindahan hepatosit xeno- atau alogenik dan sambungan extracorporeal bioreaktor dengan sel hati dicatatkan. Terdapat bukti langsung bahawa hanya hepatosit aktif berfungsi asing dapat memberikan sokongan yang berkesan kepada hati penerima. Untuk kegunaan klinikal hepatosit terpencil, adalah perlu untuk mencipta bank sel, yang akan mengurangkan masa antara pengasingan sel dan penggunaannya dengan ketara. Kaedah yang paling boleh diterima untuk mencipta sekumpulan hepatosit terpencil ialah pengawetan sel hati dalam nitrogen cecair. Apabila menggunakan sel sedemikian di klinik pada pesakit dengan kegagalan hati akut dan kronik, kesan terapeutik yang agak tinggi telah didedahkan.

Walaupun hasil pemindahan sel hati yang optimis dan memberangsangkan dalam eksperimen dan amalan klinikal, masih terdapat banyak masalah yang masih jauh untuk diselesaikan. Ini termasuk sebilangan terhad organ yang sesuai untuk mendapatkan hepatosit terpencil, kaedah yang tidak cukup berkesan untuk pengasingan mereka, ketiadaan kaedah piawai untuk memelihara sel hati, idea yang tidak jelas tentang mekanisme pertumbuhan dan peraturan percambahan sel yang dipindahkan, ketiadaan kaedah yang mencukupi untuk menilai engraftment atau penolakan hepatosit alogenik. Ini juga termasuk kehadiran imuniti pemindahan apabila menggunakan sel allogeneic dan xenogeneic, walaupun kurang daripada dalam pemindahan hati orthotopic, tetapi memerlukan penggunaan imunosupresan, enkapsulasi hepatosit terpencil atau rawatan khasnya dengan enzim. Pemindahan hepatosit sering membawa kepada konflik imun antara penerima dan penderma dalam bentuk tindak balas penolakan, yang memerlukan penggunaan sitostatik. Satu penyelesaian kepada masalah ini mungkin adalah penggunaan pembawa mikroporous polimer untuk mengasingkan sel hati, yang akan meningkatkan kemandirian mereka, kerana membran kapsul berkesan melindungi hepatosit walaupun imunisasi perumah.

Walau bagaimanapun, dalam kegagalan hati akut, pemindahan hepatosit sebegini tidak berkesan kerana masa yang agak lama diperlukan untuk sel-sel hati tertanam dalam persekitaran baharu dan mencapai tahap berfungsi optimum. Had potensi ialah rembesan hempedu semasa pemindahan ektopik hepatosit terpencil, dan apabila menggunakan bioreaktor, halangan fisiologi yang ketara ialah ketidakpadanan spesies antara protein manusia dan protein yang dihasilkan oleh hepatosit xenogenik.

Terdapat laporan dalam kesusasteraan bahawa pemindahan tempatan sel stem stromal sumsum tulang memudahkan pembetulan kecacatan tulang yang berkesan, dan pemulihan tisu tulang dalam kes ini berjalan lebih intensif daripada dengan penjanaan semula reparatif spontan. Beberapa kajian praklinikal mengenai model eksperimen secara meyakinkan menunjukkan kemungkinan menggunakan pemindahan sel stroma sumsum tulang dalam ortopedik, walaupun kerja lanjut diperlukan untuk mengoptimumkan kaedah ini, walaupun dalam kes yang paling mudah. Khususnya, keadaan optimum untuk pengembangan sel stromal osteogenik ex vivo masih belum ditemui, dan struktur dan komposisi pembawa (matriks) ideal mereka masih belum berkembang. Bilangan minimum sel yang diperlukan untuk penjanaan semula tulang volumetrik belum ditentukan.

Telah terbukti bahawa sel stem mesenchymal mempamerkan keplastikan transgermal, iaitu, keupayaan untuk membezakan kepada jenis sel secara fenotip tidak berkaitan dengan sel-sel garis asal. Di bawah keadaan penanaman yang optimum, garisan sel stem stromal sumsum tulang poliklonal boleh menahan lebih daripada 50 bahagian secara in vitro, yang memungkinkan untuk memperoleh berbilion sel stroma daripada 1 ml aspirasi sumsum tulang. Walau bagaimanapun, populasi sel stem mesenchymal adalah heterogen, yang ditunjukkan oleh kedua-dua kebolehubahan dalam saiz koloni, kadar pembentukannya yang berbeza, dan kepelbagaian morfologi jenis sel, daripada berbentuk gelendong seperti fibroblas kepada sel rata yang besar. Heterogenitas fenotip diperhatikan selepas hanya 3 minggu penanaman sel stem stromal: beberapa koloni membentuk nodul tisu tulang, yang lain membentuk kelompok adiposit, dan yang lain, lebih jarang, membentuk pulau tisu rawan.

Pemindahan tisu saraf embrio pada mulanya digunakan untuk merawat penyakit degeneratif sistem saraf pusat. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, unsur selular neurosfera yang diperoleh daripada sel stem saraf telah dipindahkan dan bukannya tisu otak embrio (Poltavtseva, 2001). Neurosfera mengandungi prekursor neuron dan neuroglia yang komited, yang memberikan harapan untuk pemulihan fungsi otak yang hilang selepas pemindahannya. Selepas pemindahan sel neurosfera yang tersebar ke kawasan striatum otak tikus, percambahan dan pembezaan mereka ke dalam neuron dopaminergik telah diperhatikan, yang menghapuskan asimetri motor pada tikus dengan hemiparkinsonisme eksperimen. Walau bagaimanapun, dalam beberapa kes, tumor berkembang daripada sel neurosfera, yang membawa kepada kematian haiwan (Bjorklund, 2002).

Di klinik, kajian teliti terhadap dua kumpulan pesakit, di mana pesakit mahupun doktor yang memerhati mereka tidak tahu (kajian buta dua kali), bahawa satu kumpulan pesakit telah dipindahkan dengan tisu embrio dengan neuron yang menghasilkan dopamin, dan kumpulan kedua pesakit menjalani operasi palsu, memberikan hasil yang tidak dijangka. Pesakit yang dipindahkan dengan tisu saraf embrio berasa tidak lebih baik daripada pesakit dalam kumpulan kawalan. Di samping itu, 5 daripada 33 pesakit mengalami dyskinesia berterusan 2 tahun selepas pemindahan tisu saraf embrio, yang tidak terdapat pada pesakit dalam kumpulan kawalan (Sel stem: kemajuan saintifik dan arahan penyelidikan masa depan. Nat. Inst, of Health. USA). Salah satu masalah yang tidak dapat diselesaikan dalam penyelidikan klinikal sel stem saraf otak kekal sebagai analisis prospek sebenar dan batasan pemindahan derivatif mereka untuk pembetulan gangguan CNS. Ada kemungkinan bahawa neuronogenesis dalam hippocampus yang disebabkan oleh aktiviti penyitaan yang berpanjangan, yang membawa kepada penyusunan semula struktur dan fungsinya, mungkin menjadi faktor dalam perkembangan progresif epilepsi. Kesimpulan ini patut diberi perhatian khusus, kerana ia menunjukkan kemungkinan akibat negatif penjanaan neuron baru dalam otak matang dan pembentukan sambungan sinaptik yang menyimpang oleh mereka.

Tidak boleh dilupakan bahawa penanaman dalam media dengan sitokin (mitogens) membawa ciri-ciri sel stem lebih dekat dengan sel-sel tumor, kerana perubahan yang sama dalam peraturan kitaran sel berlaku di dalamnya, menentukan keupayaan untuk pembahagian tanpa had. Adalah melulu untuk memindahkan derivatif awal sel stem embrio ke dalam seseorang, kerana dalam kes ini ancaman mengembangkan neoplasma malignan adalah sangat tinggi. Adalah lebih selamat untuk menggunakan keturunan mereka yang lebih komited, iaitu, sel prekursor garisan yang berbeza. Walau bagaimanapun, pada masa ini, teknik yang boleh dipercayai untuk mendapatkan garisan sel manusia yang stabil yang membezakan ke arah yang dikehendaki belum lagi dibangunkan.

Penggunaan teknologi biologi molekul untuk pembetulan patologi keturunan dan penyakit manusia dengan mengubah suai sel stem sangat menarik minat perubatan praktikal. Ciri-ciri genom sel stem memungkinkan untuk membangunkan skim pemindahan unik untuk membetulkan penyakit genetik. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa batasan dalam bidang ini yang perlu diatasi sebelum aplikasi praktikal kejuruteraan genetik sel stem. Pertama sekali, adalah perlu untuk mengoptimumkan proses pengubahsuaian genom sel stem ex vivo. Adalah diketahui bahawa pembiakan jangka panjang (3-4 minggu) sel stem mengurangkan pemindahannya, jadi beberapa kitaran pemindahan diperlukan untuk mencapai tahap pengubahsuaian genetik mereka yang tinggi. Walau bagaimanapun, masalah utama dikaitkan dengan tempoh ekspresi gen terapeutik. Sehingga kini, dalam tiada kajian mempunyai tempoh ekspresi berkesan selepas pemindahan sel yang diubah suai melebihi empat bulan. Dalam 100% kes, dari masa ke masa, ekspresi gen yang ditransfeksi berkurangan disebabkan oleh ketidakaktifan penganjur dan/atau kematian sel dengan genom yang diubah suai.

Isu penting ialah kos penggunaan teknologi sel dalam perubatan. Sebagai contoh, anggaran keperluan tahunan untuk membiayai hanya perbelanjaan perubatan unit pemindahan sumsum tulang yang direka untuk melakukan 50 pemindahan setahun ialah kira-kira AS$900,000.

Pembangunan teknologi sel dalam perubatan klinikal adalah proses yang kompleks dan pelbagai peringkat yang melibatkan kerjasama membina antara pusat saintifik dan klinikal pelbagai disiplin dan komuniti antarabangsa. Pada masa yang sama, isu organisasi saintifik penyelidikan dalam bidang terapi sel memerlukan perhatian khusus. Yang paling penting daripada mereka ialah pembangunan protokol penyelidikan klinikal, kawalan ke atas kebolehpercayaan data klinikal, pembentukan daftar pengajian kebangsaan, integrasi ke dalam program antarabangsa kajian klinikal berbilang pusat dan pelaksanaan keputusan dalam amalan klinikal.

Sebagai kesimpulan pengenalan kepada masalah pemindahan sel, saya ingin menyatakan harapan bahawa penyatuan usaha pakar terkemuka Ukraine dari pelbagai bidang sains akan memastikan kemajuan yang ketara dalam penyelidikan eksperimen dan klinikal dan akan memungkinkan pada tahun-tahun mendatang untuk mencari cara yang berkesan untuk memberikan bantuan kepada orang yang sakit tenat yang memerlukan pemindahan organ, tisu dan sel.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ]