Применение стволовых клеток для улучшения восстановления после инсульта

 

В третьем исследовании больные  в течение недели после возникновения  инсульта были рандомизированы в  группы лечения Г-КСФ (15 больных) или  плацебо (30 больных) [ 108 ]. Было отмечено недостоверное снижение оценки NIHSS на 10-й день, которое стало достоверным на 20-й день.

 

В кокрейновском систематическом  обзоре трех исследований применения Г-КСФ (а также других КСФ) при  инсульте не было выявлено достоверного влияния Г-КСФ на функциональный исход, хотя отмечена тенденция к снижению тяжести повреждения [ 109]. Долговременный мониторинг безопасности применения Г-КСФ был выполнен у 101 здорового донора, которым Г-КСФ вводили с целью мобилизации СКПК перед аллогенной трансплантацией. Явных неблагоприятных явлений не было отмечено при наблюдении на протяжении 3-6 лет; в частности не было отмечено повышения частоты рака и сосудистых заболеваний [110]. Тем не менее, Г-КСФ может вызывать состояние повышенной свертываемости крови [ 111 ], которое может быть механизмом повышения частоты рецидивирования инсульта. У здоровых доноров, получающих Г-КСФ, тест кровотечения in vitro  сокращен, уровни фактора VIII и фибриногена повышены, активность протеинов С и S - снижена [111].

 

Продолжаются исследования применения Г-КСФ, в частности - проводится исследование приращения дозы(30-180 мкг/кг) при остром ишемическом инсульте (п=44), исследование в подостром периоде инсульте (п=60), исследование в хроническом периоде инсульта - через 3 мес. после возникновения (п=40); в настоящее время идет также неконтролированное исследование [109]. Данные этих завершенных и продолжающихся исследований покажут, нужны ли изучение Г-КСФ в более крупных исследованиях III фазы. Хотя другие КСФ, такие как СКФ, гранулоцитарно-макрофагальный коло- ниестимулирующий фактор (ГМ-КСФ), М-КСФ или КСФ-1, также мобилизуют КМСК, и доступны их реком- бинантные формы, опубликованных исследований их применения при инсульте пока что нет [109].

Таблица 2. Резюме клинических исследований Г-КСФ при ишемическом инсульте

 

Автор 

  

  

Время 

Число больных 

 

 

(год) 

Дизайн 

Схема введения 

после 

(активное лечение/ 

 

 

[источник] исследования 

Г-КСФ 

инсульта 

контроль) 

Комментарии

 

Shyu 

Простое слепое 

15 мкг/кг/сутки п/к на 

Не позже 7 дней 

7/3 

Отсутствие тромботических ос

 

(2006) 

контролированное 

протяжении 5 дней 

  

  

ложнений. Улучшение исхода в

 

[107] 

  

  

  

  

группе лечения Г-КСФ, однако в

 

  

  

  

  

этой группе преобладали боль

 

  

  

  

  

  

ные с лакунарным инсультом.

 

Sprigg 

Двойное слепое 

Приращение дозы 

Через 7-30 дней 

24/12 

Отсутствие различия частоты СНЯ,

 

(2006) 

плацебо- 

1-10 мкг/кг/сутки п/к на 

после возникновения 

  

однако недостоверное повышение

 

[106] 

контролированное 

протяжении 1 или 

инсульта 

  

частоты инфекционных осложне

 

  

  

5 дней 

  

  

ний в фуппе лечения Г-КСФ.

 

Zhang 

Двойное слепое 

2 мкг/кг/сутки п/к 

Не позже 7 дней 

15/45 

Отсутствие различия частоты

 

(2006) 

плацебо- 

на протяжении 5 дней 

  

  

СНЯ. Достоверное снижение

 

[108] 

контролированное 

  

  

  

оценки по шкале NIHSS

 

Г-КСФ 

гранулоцитарный колониестимулирующий фактор; СНЯ - серьезное неблагоприятное  явление; п/к - подкожно.

 

NIHSS - 

оценка по шкале тяжести инсульта Национальных институтов здоровья.

 

  

  

 

 

 

 

 

Будущие разработки в области применения стволовых клеток для лечения инсульта

 

Хотя опубликованы результаты многих доклинических исследований, оценивавших  применение стволовых клеток при  моделировании инсульта, и к настоящему времени уже доступны некоторые  результаты клинических исследований, многие вопросы остаются без ответа. Обращает на себя внимание также то, что отрицательные или нейтральные результаты представлены лишь в очень небольшом числе опубликованных исследований. Эта предвзятость публикаций может способствовать продолжению разработки неуместных клинических исследований, которые не устранят сохраняющиеся в данной отрасли неясности [112]. Чрезвычайно важно, чтобы будущие экспериментальные исследования имели высокое качество (например, соответствовали критериям STAIR) [113] и стандартизированные протоколы и меры исхода, чтобы их результаты можно было легко сравнивать.

 

Одно возможное преимущество применения стволовых клеток в лечении инсульта заключается в потенциально широком  терапевтическом окне. Оптимальное  время введения после возникновения инсульта может зависеть от микроокружения области повреждения, и пока неясно, необходимо ли вводить стволовые клетки на протяжении острой фазы инсульта, когда выраженность воспалительного ответа максимальна, или будет более эффективным отсроченное лечение, когда уже сформировалась рубцовая ткань? Воспалительный ответ может сохраняться на протяжении нескольких недель; возможно, что стволовые клетки способны усугублять или ослаблять этот процесс. Относительно немногие исследования анализировали эффекты стволовых клеток при внутри- мозговом кровоизлиянии (ВМК), но было отмечено уменьшение выраженности воспалительного ответа в одном исследовании, оценивавшем внутривенное введение человеческих нервных стволовых клеток при экспериментальном ВМК [114]; большинство трансплантированных клеток было обнаружено в граничных зонах селезенки, и лишь немногие клетки были выявлены в срезах головного мозга. Трансплантация стволовых клеток жировой ткани (СКЖТ) [115] при экспериментальном ВМК также приводила к уменьшению воспалительного ответа, однако при этом не было выявлено каких-либо свидетельств нейрональной трансдифференциации.

 

Неясно, какой путь введения стволовых  клеток оптимален. Этот вопрос изучался в одном доклиническим исследовании, сравнивавшем введение нервных клеток прекурсоров в стриатум, в желудочки головного мозга, и внутривенно, во всех случаях клетки направлялись к зоне повреждения [ 116]. В противоположность этому, в другом исследовании, оценивавшем внутривенное введение клеток человеческой пуповинной крови крысам с инсультом, не было выявлено признаков стволовых клеток в зоне повреждения [117]. Если внутримозговое введение является наиболее эффективным (хотя, вероятно, и наиболее опасным), то следует ли вводить клетки непосредственно в зону ишемического повреждения, или в отдаленные от нее области (для снижения риска повреждения жизненно важных структур), полагаясь на спонтанную миграцию стволовых клеток [76,95,118]? В выполненных исследова­ниях безопасности у человека внутримозговые инъекции стволовых клеток выполнялись непосредственно в периинфарктную зону [98, 101], но это решение не основывалось на результатах сколько-нибудь существенных доклинических исследований. Остается неясной роль им- муносуппрессии при такой экзогенной трансплантации.

 

Существуют многочисленные источники экзогенных стволовых клеток (коммерческой разработке подвергаются, по крайней мере, 5 типов стволовых клеток взрослых [119]), и остается неустановленным, клетки какого типа следует трансплантировать при инсульте конкретного типа и размера. Привлекательной альтернативой может быть лечение эндогенными стволовыми клетками, при котором нет необходимости в иммуносуппрессии. У больных с ише- мическим инсультом стволовые клетки CD34* могут быть мобилизованы в периферическую кровь введением Г-КСФ, при котором эффект зависит от дозы [106], однако возможно, что при этом непосредственное нейрозащитное действие Г-КСФ играет более важную роль, чем мобилизованные им стволовые клетки. Г-КСФ характеризуется хо­рошей безопасностью и фармакологическим профилем для применения в клинике, и, хотя и принципиально важно, чтобы клиническим исследованиям предшествовала тщательная доклиническая разработка (доклинические данные об оптимальных дозировках и времени введения Г- КСФ все еще отсутствуют), уже были начаты клинические исследования II и III фаз применения Г-КСФ и других КСФ, таких как эритропоэтин, в лечении инсульта.

 

Заключение

 

С разработкой лечебного применения стволовых клеток связаны, с одной  стороны, большие надежды, с другой стороны - мошенничество. Однако все еще предстоит найти ответы на многие вопросы, и в настоящее время  больным не следует выполнять лечение стволовыми клетками вне соответствующим образом разработанных рандомизированных контролированных исследований.

 

 Выражение признательности

 

Т.Е. получает финансирование от MRC, P.M. и Р.В. являются получателями гранта на исследование гемопоэ- тических стволовых  клеток от  ESRC; Р.В. является профессором  медицины инсульта Ассоциации инсульта (Stroke Association Professor of Stroke Medicine). T.E и Р.В. участвуют в проведении финансированного MRC исследования II фазы, оценивающего мобилизирующее действие Г-КСФ на ГСК при ишемическом инсульте.

 

Сокращения

 

Г-КСФ - гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (англ. G-CSF - granulocyte colony stimulating factor);

 

ГСК - гемопоэтическая стволовая  клетка (англ. HSC -

 

hematopoietic stem cell); ИФР - инсулиноподобный  фактор роста (англ. IGF -

 

insulin-like growth factor); ККМ - клетка костного мозга (англ. ВМС - bone marrow cells);

 

КМСК - костномозговая стволовая клетка (англ. BMSC -

 

bone marrow derived stem cell); КСФ - колониестимулирующий  фактор (англ. CSF -

 

colony stimulating factor); МНТФ - мозговой нейротрофический  фактор (англ.

 

BDNF - brain derived neurotrophic factor); MCK - мезенхимальная стволовая клетка (англ. MSC -

 

mesenchymal stem cells); НКП - нервная клетка  прогенитор (англ. NPC - neural

 

progenitor cell); СКЖТ - стволовые клетки  жировой ткани (англ. ASC -

 

adipose-derived stem cells); СКПК - стволовая клетка  периферической крови

 

(англ. PBSC - peripheral blood stem cell); СКФ - стволовоклеточный  фактор (англ.  SCF - stem cell factor);

 

СФ-la - стромально-клеточный фактор 1а (англ. SDF-

 

la -  stromal cell-derived factor 1а); СЭФР - сосудистый  эндотелиальный фактор роста (англ. VEGF - vascular endothelial growth factor) 

 

Литература

 

1.       Rothwell PM, Coull AJ, Silver LE et al. Population-based study of event-rate, incidence, case fatality, and mortality for all acute vascular events in all arterial territories (Oxford Vascular Study). Lancet 2005; 366: 1773-83.

 

2.       Bath PM, Lees KR. ABC of arterial and venous disease. Acute stroke. BMJ 2000; 320:920-3.

 

3.       Bath PM, Lindenstrom E, Boysen G et al. Tinzaparin in acute ischae- mic stroke (TAIST): a randomised aspirin-controlled trial. Lancet 2001; 358:702-10.

 

4.       Ferro JM, Davalos A. Other neuroprotective therapies on trial in acute stroke. Cerebrovasc Dis 2006; 2:127-30.

 

5.       The ATLANTIS ECASS and NINDS rt-PA Study Group Investigators. Association of outcome with early stroke treatment: pooled analysis of ATLANTIS, ECASS, and NINDS rt-PA stroke trials. Lancet 2004; 363:768-813.

 

 

 

6.       Vahedi K, Hofmeijer J, Juettler E et al. Early decompressive surgery in malignant infarction of the middle cerebral artery: a pooled analysis of three randomised controlled trials [see comment]. Lancet Neurol 2007; 6:215-22.

 

 

 

7.        StrokeUnit Trialists' Collaboration. Organised inpatient (stroke unit) care for stroke. Cochrane Database Syst Rev 2007: CD000197.

 

 

 

8.       Cowan CA, Melton DA. "Sternness": definitions, criteria and standards; in Lanza R (ed): Handbook of Stem Cells, 1st edn. Burlington, San Diego, USA: Elsevier Academic Press, 2004: xxv-xxxi.

 

 

 

9.       Safety and efficacy study of autologous stem cell transplantation for early onset type I diabetes mellitus. Available at http: //clinicaltri- als.gov/ct/show/NCT00315133 (accessed 28 January 2008).

 

10.    Donor stem cell transplant in treating patients with hematologic cancer. Available at http: //clinicaltrials.gov/ct/show/NCT00054327 (accessed 28 January 2008).

 

11.    Freed CR, Greene PE, Breeze RE et al. Transplantation of embryonic dopamine neurons for severe Parkinson's disease. New Engl J Med 2001;344:710-9.

 

 

 

12.    Stamm C, Kleine HD, Choi YH et al. Intramyocardial delivery of CD 1331 bone marrow cells and coronary artery bypass grafting for chronic ischemic heart disease: safety and efficacy studies. J Thorac Cardiovasc Surg 2007; 133:717-25.

 

 

 

13.    Eriksson PS, Perfilieva E, Bjork-Eriksson Tet al. Neurogenesis in the adult human hippocampus. Nat Med 1998; 4:1313-7.

 

14.    Roy NS, Wang S, Jiang L et al. In vitro neurogenesis by progenitor cells isolated from the adult human hippocampus. Nat Med 2000; 6:271 -7.

 

15.    Richardson RM, Holloway KL, Bullock MR, BroaddusWC, Fillmore HL. Isolation of neuronal progenitor cells from the adult human neocortex. Acta Neurochir 2006; 148:773-7.

 

16.    Zhao M,MommaS, DelfaniKet al. Evidence for neurogenesis in the adult mammalian substantia nigra. ProcNatl Acad Sci USA 2003; 100:7925-30.

 

17.    Pagano SF, Impagnatiello F, GirelliMet al. Isolation and characterization of neural stem cells from the adult human olfactory bulb. Stem Cells 2000; 18:295-300.

 

18.    Arvidsson A, Collin T, Kirik D, Kokaia Z, Lindvall O. Neuronal replacement from endogenous precursors in the adult brain after stroke. Nat Med 2002; 8:963-70.

 

19.    Kukekov VG, Laywell ED, Suslov О et al. Multipotent stem/progenitor cells with similar properties arise from two neurogenic regions of adult human brain. Exp Neurol 1999; 156:333-44.

 

20.    Chu K, Kim M, Park KI et al. Human neural stem cells improve sensorimotor deficits in the adult rat brain with experimental focal ischemia. Brain Res 2004; 1016:145-53.

 

21.    Darsalia V, Kallur T, Kokaia Z. Survival, migration and neuronal differentiation of human fetal striatal and cortical neural stem cells grafted in stroke-damaged rat striatum. Eur J Neurosci 2007; 26:605-14.

 

22.    Seaberg RM, Smukler SR, van der Kooy D. Intrinsic differences distinguish transiently neurogenic progenitors from neural stem cells in the early postnatal brain. Dev Biol 2005; 278:71-85.

 

23.     Buhnemann C, Scholz A, Bernreuther С et al. Neuronal differentiation of transplanted embryonic stem cell-derived precursors in stroke lesions of adult rats. Brain 2006; 129:3238-48.

 

24.    Wei L, Cui L, Snider BJ et al. Transplantation of embryonic stem cells overexpressing Bcl-2 promotes functional recovery after transient cerebral ischemia. Neurobiol Dis 2005; 19:183-93.

 

25.    Pollard S, Conti L, Smith A. Exploitation of adherent neural stem cells in basic and applied neurobiology. Regen Med 2006; 1:111-8.

 

26.    Erdo F, Buhrle C, Blunk J et al. Host-dependent tumorigenesis of embryonic stem cell transplantation in experimental stroke. J Cereb Blood Flow Metab 2003; 23:780-5.

 

27.     Schumacher JM, Ellias SA, Palmer EP et al. Transplantation of embryonic porcine mesencephalic tissue in patients with PD. Neurology 2000; 54:1042-50.

 

28.    Dunnett SB, Rosser AE. Stem cell transplantation for Huntington's disease. Exp Neurol 2007; 203:279-92.

 

29.    Dinsmore JH, Manhart C, Raineri R, Jacoby DB, Moore A. No evidence for infection of human cells with porcine endogenous retrovirus (PERV) after exposure to porcine fetal neuronal cells. Transplantation 2000; 70:1382-9.

 

30.    Andrews PW, Damjanov I, Simon D et al. Pluripotent embryonal carcinoma clones derived from the human teratocarcinoma cell line Te- ra-2. Differentiation in vivo and in vitro. Lab Invest 1984; 50:147-62.

 

31.    Trojanowski JQ, Kleppner SR, Hartley RS et al. Transfectable and transplantable postmitotic human neurons: a potential "platform" for gene therapy of nervous system diseases. Exp Neurol 1997; 144:92-7.

 

32.    Bianco P, Robey G. Skeletal stem cells; in Lanza R (ed): Handbook of Stem Cells, 1st edn. Burlington, San Diego, USA: Elsevier Academic Press, 2004:415-4125.

 

33.    Sanchez-Ramos J, Song S, Cardozo-Pelaez F et al. Adult bone marrow stromal cells differentiate into neural cells in vitro. Exp Neurol 2000; 164:247-56.

 

34.    Mezey E, Chandross KJ, Harta G, Maki RA, McKercher SR. Turning blood into brain: cells bearing neuronal antigens generated in vivo from bone marrow. Science 2000; 290:1779-82.

 

35.    Li Y, Chen ), Chopp M. Adult bone marrow transplantation after stroke in adult rats. Cell Transplant 2001; 10:31-40.

 

36.    Zhao LR, Duan WM, Reyes M, Keene CD, Verfaillie CM, Low WC. Human bone marrow stem cells exhibit neural phenotypes and ameliorate neurological deficits after grafting into the ischemic brain of rats. Exp Neurol 2002; 174:11-20.