Лечение остеоартрита коленного сустава с использованием мезенхимальных стволовых клеток (MSCs-терапия)

Использование мезенхимальных стволовых клеток (MSCs), культивированных в лабораторных условиях, имеет ряд ограничений, в результате чего сейчас методы «минимальной модификации» становятся наиболее популярной стратегией в ортопедической практике.

Целью настоящего обзора была оценка клинического использования минимально модифицированных MSCs в виде концентрированного пунктата костного мозга (BMAC) или стромальноваскулярной фракции (SVF) при лечении остеоартрита коленного сустава.

Среди большого количества способов лечения остеоартрита (ОА) коленного сустава повышенный интерес представляют новые стратегии регенеративной медицины.

Это особенно относится к группе молодых пациентов с ОА и высокими функциональными потребностями, но ограниченными показаниями для инвазивного хирургического лечения. В настоящее время эта проблема распространилась даже на пациентов среднего возраста, которые стремятся сохранить высокий уровень активности и не готовы к эндопротезированию.

Несмотря на рост заболеваемости ОА, не было показано эффективных методов лечения, ведущих к полному восстановлению сустава. В качестве перспективных решений для таких пациентов были предложены инновационные методы клеточной терапии, в том числе тромбоцитарные факторы роста (GFs).

Использование мезенхимальных стволовых клеток (MSCs) стало возможным благодаря их потенциалу к мультилинейной дифференцировке. Мезенхимальные клетки действительно способны дифференцироваться в несколько типов клеток, таких как остеобласты, хондроциты или адипоциты.

Они обладают высокой пластичностью и возможностями самообновления, иммуносупрессивным и противовоспалительным действием. Факторы роста, цитокины, биологически активные липиды и микровезикулы, которые высвобождаются из стволовых клеток, также играют важную роль — они тормозят апоптоз и способствуют сосудистой пролиферации.

Исследования показали наличие MSCs во многих тканях взрослого человека, включая жировую и мышечную ткань, кожу, надкостницу, синовиальную мембрану, синовиальную жидкость и суставной хрящ.

Среди доступных источников MSCs наибольшее внимание ученых получили мезенхимальные стволовые клетки жирового происхождения (ADSCs), амниотические эпителиальные стволовые клетки (AECs) и наиболее изученные мезенхимальные стволовые клетки костного мозга (BMSCs).

Клиническое применение MSCs строго регламентировано, особенно в отношении культивации клеток. В этом случае, несмотря на то что MSCs являются аутологичным продуктом, они считаются лекарственным средством, и поэтому их использование крайне ограничено в обычных клинических условиях как в Европе, так и в США.

Именно это побудило исследователей к разработке альтернативных вариантов использования MSCs — на сегодняшний день появилась концепция «минимальной модификации». Если клетки не размножаются, а модифицируются внутри или «рядом» с операционной, применение MSCs становится проще, поскольку клетки могут вводиться за рамками клинических испытаний.

Ввиду этого появились два основных варианта: концентрированный пунктат костного мозга (BMAC) и стромальная сосудистая фракция (SVF) жировой ткани. BMAC получают путем аспирации (пункции) костного мозга, чаще всего из гребня подвздошной кости, и последующей концентрации пунктата с помощью центрифугирования.

Сбор SVF подразумевает несколько этапов: сначала проводится липосакция для получения жировой ткани. Далее для изолирования ADSCs от внеклеточного матрикса (ВКМ) к липоаспирату добавляется коллагеназа.

Затем коллагеназу удаляют из смеси методом разбавления, который включает промывание липидно-ферментной смеси физиологическим раствором, в некоторых случаях — с последующим стерильным центрифугированием. Это дает конечный продукт SVF, готовый к введению пациенту. Целью настоящего систематического обзора была оценка клинического применения «минимально модифицированных» MSCs (BMAC и SVF) при лечении ОА коленного сустава.

SVF Методы применения и оценка качества доступной литературы

Средняя оценка методологии по Коулману (модифицированная Kon-Verdonk), проведенная на 13 исследованиях, составила 47 из 100, что несколько лучше, чем в исследованиях BMAC, но все еще недостаточно для определения имеющихся данных как «методологически» надежных.

Несколько различных терапевтических подходов были использованы в исследованиях, касающихся SVF. Только 4 работы из включенных в этот обзор анализировали результаты внутрисуставных инъекций в коленный сустав концентрата SVF+PRP без каких-либо других дополнительных процедур. SVF+PRP вводили внутрисуставно в 3 других исследованиях, но не самостоятельно, а в комбинации с обогащенной тромбоцитами плазмой (PRP).

Большинство авторов, однако, вводили SVF после артроскопической операции, причем 3 из них делали это после артроскопической санации или лаважа. И наоборот, Koh и соавт. выполняли артроскопический лаваж перед инъекцией SVF+PRP. Nguyen и соавт. вводили SVF+PRP после артроскопического микрофрактурирования кости, пораженной остеоартритом. Только в одном исследовании сообщалось об использовании артроскопии в терапевтическом протоколе, причем SVF+PRP вводилась после выполнения высокой клиновидной открытой остеотомии большеберцовой кости.

Оценка клинических результатов с помощью стандартизированных шкал (КООS и др.) проводилась только в одной из 13 работ, посвященных SVF. Почти во всех исследованиях шкала ВАШ использовалась для количественной оценки обезболивания после введения SVF.

Исследование Hudetz и соавт. было единственным, где произведена оценка лабораторных измерений. Авторы исследовали влияние инъекции аутологичной микрофрагментированной жировой ткани на синтез протеогликанов в синовиальной жидкости. Иммуногистохимический анализ был представлен только в исследовании Roato и соавт. Изменения на снимках МРТ после проведения курса лечения были оценены в 7 исследованиях. В 4 работах вместо этого была выполнена повторная плановая артроскопия пораженного сустава.

Наш обзор литературы выявил нехватку рандомизированных контролируемых исследований по клиническому применению SVF в лечении ОА: только 2 исследования из 13 были РКИ, 9 работ — проспективные клинические исследования, причем 3 из них были сравнительными, а остальные работы относились к ретроспективным исследованиям.

Результаты клинических исследований В обзоре литературы были выделены некоторые важные понятия об SVF и ее клиническом применении.

Во-первых, что касается ее безопасности при лечении ОА, то ни в одной из 13 статей, посвященных данной теме, не было описано серьезных нежелательных явлений, однако у нескольких пациентов в течение первых нескольких дней после инъекции отмечался умеренный выпот и боль. Что касается заболеваемости донорского участка, липосакция очень хорошо переносилась пациентами, главным образом из-за ограниченного количества собранной ткани.

Во-вторых, использование SVF показало положительные клинические исходы в рассмотренных исследованиях. Во всех 13 исследованиях при последнем осмотре было отмечено значительное улучшение с точки зрения диапазона движения, боли и суставной функции во время повседневной деятельности (измеряется с помощью распространенных вопросников, таких как: WOMAC, IKDC, KOOS, шкала Лисхольма, шкала активности Тегнера, ВАШ).

В-третьих, что касается МРТ, то в большинстве работ, включая РКИ Hong 2018, описаны положительные изменения на снимках с признаками частичной регенерации суставного хряща. Аналогичным образом Nguyen описал уменьшение отека костного мозга у пациентов, получавших лечение SVF+PRP в сочетании с микрофрактурированием, по сравнению с контрольной группой (только микрофрактурирование). Тем не менее Roato и соавт. не сообщали о существенной разнице по данным МРТ до и через 18 месяцев после лечения SVF.

Однако эти обнадеживающие результаты, касающиеся инъекций неразмноженной жировой ткани, ослабляются наличием нескольких систематических ошибок в терапевтических протоколах исследований.

По факту только в 4 из 13 исследований применялась исключительно жировая ткань. В остальных работах пациенты проходили сопутствующие хирургические процедуры или другие инъекционные методы лечения (введение в полость сустава препаратов гиалуроновой кислоты, PRP), что явно искажало полученные результаты и затрудняло их сравнение.

ОБСУЖДЕНИЕ

Основной вывод данного систематического обзора заключается в том, что доступная литература по использованию BMAC и SVF для лечения ОА коленного сустава характеризуется отсутствием надежных методологий (как показано оценкой методологии по Коулману), нехваткой РКИ, публикуемых в настоящее время, что мешает нам сделать выводы о реальном терапевтическом потенциале этих новых методов по сравнению с другими.

Хотя клинические результаты кажутся положительными, при оценке риска систематической ошибки становится очевидным, что большинство представленных исследований имеет низкое качество и не задействует релевантные методологии.

Результаты оценки методологии по Коулману (модифицированные Кон-Вердонк) в среднем чрезвычайно низкие в основном из-за того, что последующее наблюдение за пациентами было недолгим, а половина включенных исследований была ретроспективной, причем только 4 статьи являлись РКИ и 8 — проспективными исследованиями.

Кроме того, во многих статьях неадекватный процесс отбора пациентов привел к появлению еще одного источника систематической ошибки, поскольку критерии включения и исключения редко сообщались, темп набора пациентов не указывался, а блок-схема процесса отбора часто отсутствовала.

Хотя все авторы адекватно описали процедуру, в большинстве исследований многие пациенты подвергались сопутствующим хирургическим вмешательствам, таким как артроскопическая санация, микрофрактурирование или высокая остеотомия большеберцовой кости. Это препятствует четкому пониманию реального вклада и клинического потенциала этих препаратов стволовых клеток.

Отсутствие адекватных методик наряду с нехваткой доступных РКИ не редкость в области биологической терапии ОА. Если мы посмотрим на недавнее прошлое, то во многих случаях биотехнологии были выпущены на рынок без достаточных доказательств: парадигматическим примером является обогащенная тромбоци-тами плазма (PRP), которая «вторглась» в клиническую практику благодаря обширному освещению в прессе, а не твердым научным доказательствам. Следовательно, BMAC и SVF появились как самый простой способ использовать мезенхимальные стволовые клетки (MSCs) в клинической практике.

Одновременное использование других биоматериалов или клеточных препаратов после «традиционных» хирургических процедур привносит дополнительное искажение, тем самым делая невозможным объективное сравнение выполненных исследований.

Даже в нескольких опубликованных РКИ присутствует ряд искажений, главным образом из-за того, что в большинстве из них пациентов лечили двусторонне, что не является идеальным условием для оценки эффективности лечения, учитывая, что пациенты не могут оценивать одно колено независимо от другого. Это приводит к систематической ошибке, которую очень трудно учесть даже при использовании специальных статистических тестов.

Основные вопросы, такие как количество вводимых клеток, оптимальное число инъекций для достижения наилучшего терапевтического эффекта и наличие превосходства одного препарата над другим, все еще остаются без ответа. Несмотря на попытки, опубликованные в настоящее время, в литературе по-прежнему отсутствуют хорошо продуманные испытания, которые решили бы эти вопросы. Точно так же было невозможно установить, какой из двух источников — костный мозг или жировая ткань — дает лучшие результаты.

Было показано, что иммунофенотипы BMSCs и ADSCs более чем на 90% идентичны, они имеют ряд специфических характеристик, например маркеры клеточной поверхности, потенциалы дифференцировки и их распределение в организме. Анализ in vitro показал, что большое преимущество SVF в их обилии: по сравнению со 100 мл пунктата костного мозга из 100 г жировой ткани можно получить почти в 300 раз больше стволовых клеток. Несмотря на это, поскольку корреляция доза-эффект не была четко продемонстрирована, данное преимущество остается теоретическим.

Наконец вопрос о вариабельности у разных пациентов, играющей центральную роль в успешности этих биологических методов лечения (поскольку конкретный «профиль пациента» может лучше реагировать на конкретный биологический стимул по сравнению с другим), также еще не рассматривался.

Это указывает на необходимость в дополнительных исследованиях, посвященных пониманию уникальных характеристик конкретного препарата на основе стволовых клеток, чтобы прицельно воздействовать на особенности реципиентного сустава конкретного пациента.

С «хирургической» точки зрения забор клеток костного мозга и липоаспирация являются простыми процедурами с минимальными побочными эффектами (причем последняя, возможно, несколько более серьезна из-за связанных с ней рисков гематомы и боли в месте липоаспирации). В настоящее время выбор между костным мозгом и жировой тканью основывается исключительно на предпочтениях хирурга, его опыте и с учетом финансовой стороны, а также на различной доступности наборов для получения препаратов в разных странах.

Однако в последние годы все больше и больше компаний выпускают свои собственные наборы для получения BMAC и SVF с новыми методами, все еще находящимися на этапе разработки, такими как использование механической микрофрагментации жировой ткани для получения «жирового трансплантата», содержащего неповрежденные стромальные сосудистые ниши с MSCs и другими клетками, участвующими в модуляции совместного гомеостаза.

Хотя увеличение количества наборов для получения препаратов на рынке способствовало частичному снижению затрат с течением времени, это также повысило риск выпуска продуктов с сомнительными характеристиками и без достаточных научных данных, подтверждающих их способность концентрировать MSCs с «минимальной модификацией» в рамках совместимого подхода.

Кроме того, чрезмерный интерес к биологическим препаратам для лечения ОА привел к их быстрому росту (как на рынке «специализированных устройств», так и в клинических условиях) без поддержки надежных доказательств. Расширение числа доступных вариантов лечения для пациентов, страдающих ОА коленного сустава, не всегда означает улучшение стандарта медицинской помощи, особенно когда отсутствуют сравнительные исследования, оценивающие эффективность нового метода лечения по сравнению с традиционными.

В настоящее время препараты на основе стволовых клеток, несомненно, представляют собой дорогостоящую технологию, затраты на которую все еще не могут быть поддержаны национальными системами здравоохранения (из-за отсутствия надежных данных об эффективности этих методов) и не могут быть одобрены в качестве «рутинного» лечения дегенерации коленного хряща.

С клинической точки зрения, несмотря на вышеупомянутые методологические ограничения, использование BMAC и SVF для лечения ОА коленного сустава представляется безопасным и способным обеспечить положительные клинические результаты, тем самым потенциально предлагая новый минимально инвазивный терапевтический подход для пациентов, которые не могут пользоваться более инвазивными методами.

Тем не менее их многообещающие краткосрочные результаты необходимо подтвердить в долгосрочной перспективе и сравнить с результатами устоявшихся методов лечения. До этого использование минимально модифицированных MSCs, BMAC либо SVF представляет собой возможный метод лечения, требующий подробного обсуждения с врачом и пациентом, особенно когда он предлагается в качестве терапевтического подхода первой линии, чтобы избежать более инвазивных решений, а не в качестве паллиативной помощи.

ВЫВОД

В доступной анализу литературе выявлен дефицит высококачественных исследований из-за различий клинических условий и используемых протоколов, о которых сообщается в небольшом количестве опубликованных РКИ. Это не позволяет давать какие бы то ни было рекомендации по применению данных препаратов в клинической практике.

Тем не менее клинические результаты показали, что BMAC и SVF безопасны и имеют ряд краткосрочных положительных эффектов при лечении дегенерации коленного хряща. В настоящее время нет никаких доказательств превосходства костного мозга или жировой ткани как источника минимально модифицированных MSCs.

doclvs.ru