Трансплантация стволовых клеток: перспективы применения в ортопедии и в спортивной медицине

Пересадка гемопоэтических стволовых клеток (как аутологичных, так и аллогенных) – метод, который в настоящее время достаточно широко и вполне успешно применяется для лечения как онкогематологических заболеваний, так и некоторых других патологий незлокачественного характера. Успехи, которых добились врачи, работающие в этих направлениях, заставляют более пристально присмотреться к данному подходу и представителей других специальностей, частности, травматологов и ортопедов.

Например, трансплантация стволовых клеток сегодня используется при остеонекрозе коленного сустава, хотя она пока что в этом случае онасчитается по большей части экспериментальным методом. В последнее время медицинские специалисты все чаще оценивают перспективы применения метода трансплантации стволовых клеток в сфере спортивной медицины. Однако, как свидетельствуют результаты исследований на эту тему, существуют значительные различия в «поведении» таких клеток при их использовании для терапии онкогематологических заболеваний и попытках лечения ортопедических патологий.

Первые показания к трансплантации стволовых клеток в сфере орптопедии

Интерес ортопедов к трансплантации гемопоэтических стволовых клеток как метода лечения дегенеративно-дистрофических заболеваний суставов вполне понятен: при большинстве таких патологий естественная регенерация пораженной хрящевой ткани очень ограничена либо вообще отсутствует. Так что идея восстановления хрящей, подвергшихся дегенеративным изменениям (например, в результате деформирующего остеоартроза), с помощью пересадки стволовых клеток выглядит очень заманчивой.

Направления, в которых применяется метод трансплантации стволовых клеток, пока что немногочисленны. Пока что целесообразность проведения трансплантации стволовых клеток доказана при следующих ортопедических патологиях:

остеонекроз головки бедренной кости;
остеонекроз мыщелка бедренной кости;
остеонекроз коленного сустава;
поверхностное протезирование/восстановление суставного хряща.

Актуальные проблемы и скромные успехи

Использование стволовых клеток в спортивной медицине и ортопедии – направление, которое еще только зарождается, хотя уже сейчас понятно, что оно не может стать панацеей из-за специфических особенностей таких болезней и сложностей, которые связаны с физиологией тканей, вовлеченных в патологический процесс.

Ученым еще предстоит определить наиболее оптимальные сочетания типов стволовых клеток (аутологичные, аллогенные, мезенхимальные или клетки пуповинной крови) и дополнительных методов лечения при терапии каждого из многочисленных ортопедических заболеваний. На пути поиска таких комбинаций исследователи сталкиваются с ограничениями, которые продиктованы исключительно заботой о безопасности пациента.

Пока что исследования показали, что при остеонекрозе коленного сустава наиболее эффективным оказалось применение концентрированного аспирата костного мозга.

Ограничения в использовании стволовых клеток вполне разумны, так как трансплантация стволовых клеток связана с риском колонизации нецелевых тканей, повышением вероятности канцерогенеза и переносом инфекций. Летальные случаи, причиной которой стала процедура пересадки стволовых клеток, не являются редкостью в этой сфере.

Что же касается проблем, связанных с гистологическими особенностями, то ярким примером можно считать относительно низкую эффективность трансплантации гемопоэтических стволовых клеток для восстановления хрящей коленного сустава. В гиалиновом хряще сустава отсутствует сосудистая сеть, из-за чего поступление клеток-предшественников, введенных в кровеносное русло, в пораженные участки хрящевой ткани становится крайне ограниченным. В таких случаях более перспективным представляется применение мезенхимальных стволовых клеток (МСК), которые можно получить из разных источников, таких как:

костный мозг;
жировая ткань;
синовиальные мембраны;
пуповинная кровь;
периферическая кровь.

Мезенхимальные стволовые клетки способны дифференцироваться в хондроциты, остеобласты и жировые клетки. Хоуминг мезенхимальных стволовых клеток, их трофическое и иммуномодулирующее действие способны оказывать влияние на клетки в окружающей хрящевой ткани.

В ходе одного клинического исследования было доказано, что применение мезенхимальных стволовых клеток эквивалентно имплантации аутологичных хондроцитов по эффективности восстановления хрящевой ткани сустава.

Наиболее перспективные направления использования трансплантации стволовых клеток

В настоящее время проводятся различные исследования, посвященные поиску наиболее эффективных методов трансплантации стволовых клеток в лечении заболеваний суставов.

Одним из таких методов может стать использование раствора тромбина с хлоридом кальция для предварительной обработки стволовых клеток: она обеспечивает надлежащую агрегацию тромбоцитов. На полученную липкую пасту наносится измельченная аутологичная ткань хряща либо каркас из гиалуроновой кислоты. Такой подход обеспечивает плотный контакт стволовых клеток в процессе их размножения и дифференциации.

Этот метод применяется в основном для устранения дефектов суставного хряща, вызванных травмой. Но его использование для лечения остеоартроза неэффективно из-за сложности и необратимости дегенеративного процесса при этом заболевании.

Для терапии остеонекроза коленного сустава применяется концентрированный аспират костного мозга в сочетании с декомпрессией сустава. Это обеспечивает прекращение прогрессирования заболевания. Имеются доказательства высокой эффективности этого метода при лечении остеонекроза головки бедренной кости.

Еще одним перспективным направлением является использование обогащенной тромбоцитами плазмы.

Тромбоциты обеспечивают концентрацию стволовых клеток в пораженном участке – причем не любых стволовых клеток, а только тех, которые наиболее эффективны при том или ином конкретном повреждении. Тромбоциты также выделяют факторы роста, что стимулирует деление и дифференциацию стволовых клеток. Получены результаты, указывающие на то, что при лечении заболеваний локтевого сустава применение обогащенной тромбоцитами плазмы приводит к уменьшению боли.

Обогащенная тромбоцитами плазма также применяется при лечении заболеваний сухожилий. В ходе некоторых исследований были получены данные о улучшении роста тканей трансплантированных сухожилий коленного сустава после введения обогащенной тромбоцитами плазмы. У первых 30 пациентов 90% пересаженных сухожилий достигали зрелости в течение трех месяцев, в то время как в контрольной группе этот показатель был равен 6-12 месяцам.

Эффективность трансплантации стволовых клеток: дьявол в деталях

Эффективность трансплантации стволовых клеток при лечении ортопедических заболеваний повышают дополнительными мерами, например, использованием факторов роста и методами тканевой инженерии. Клеточные каркасы (т.н. скаффолды) обеспечивают поддержку для роста ткани. В качестве материала для таких каркасов изучались гели, мембраны, губки, а также твердые пористые материалы.

Проводились также исследования эффективности различных факторов роста, таких как трансформирующий ростовой фактор бета; костные морфогенетические белки; хрящевой морфогенетический белок 1; инсулиноподобный фактор роста; тромбоцитарный фактор роста; фактор роста соединительной ткани.

Источник