+7 (901) 578 7557
Задать вопрос специалисту

Клеточная восстановительная терапия — это современный метод лечения заболеваний суставов и сухожилий у собак и лошадей. Врачам хорошо известно, что поврежденные ткани организма способны восстанавливаться.

Восстановление поврежденных тканей происходит во многом за счет присутствия в организме мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток. Эти клетки способны дифференцироваться во многие ткани организма!

К сожалению, невозможно «вакцинировать» животное от травм и заболеваний, вызванных старением организма. Теперь новейшие высокие технологии позволяют быстро и эффективно бороться и с этими проблемами!

Жировая ткань в регенеративной и реконструктивной хирургии - Лечение кошек от болезней стволовыми клетками

Жировая ткань в регенеративной и реконструктивной хирургии

В настоящее время в пластической и реконструктивной хирургии появляется все больше методик и подходов, основанных на применении биомедицинских технологий. Одним из таких направлений является аутотрансплантация жировой ткани – липофилинг, с обогащением трансплантата стромально-васкулярной клеточной фракцией. Жировая ткань имеется в изобилии , ее просто получить в больших количествах и процедура ее выделения является безопасной. Кроме того, согласно последним исследованиям, она является богатым источником стволовых клеток - идеального материала для создания новых тканей.

Метод выделения клеток из жировой ткани впервые был описан в работах 1960-х годов Мартин Родбелл (Rodbell). Eму удалось отделить зрелые адипоциты от более плотной клеточной массы, которую он назвал стромальной васкулярной фракцией (Stromal Vascular Fraction - SVF) [Rodbell, 1966].

Cтромально-васкулярная фракция

Жировая ткань состоит преимущественно из адипоцитов, их предшественников, эндотелиальных клеток, перицитов, фибробластов и межклеточного матрикса. Адипоциты занимают более чем 90% объема ткани благодаря своим крупным размерам, однако их количество составляет менее 50% [Sugaetal., 2008].Наряду со зрелыми, терминально дифференцированными адипоцитами, в строме присутствуют мезенхимальные клетки, находящиеся, предположительно, в периваскулярной зоне.

SVF представляет собой в основном стромальные и васкулярные эндотелиальные клетки и перициты, и выделяется из жировой ткани путем ферментативной обработки.SVF так же содержит определенное количество циркулирующих кровяных клеток, таких, как лейкоциты и эритроциты.КлеткиSVFполучили название «стволовые и регенеративные клетки жировой ткани» (Adipose-DerivedStemandRegenerativeCells -ADRCs).Было показано, что фибробласто-подобные стромальные клетки, полученные из липоаспиратов, способны дифференцироваться в различные клеточные линии [Zuketal., 2002, Yoshimuraetal., 2006]. Согласно рекомендациям Международного общества по применению технологий с жировой тканью, для данных клеток принято определение "стволовые клетки из жировой ткани" (Adipose-DerivedStemCells – ADSCs). Содержание ADSCs среди общей популяции клеток SVF варьирует от 1 до 5%, в зависимости от источника ткани - жировая ткань в области живота наиболее предпочтительна для липоаспирации с целью получения ADSCs [Wouter, 2008].

В жировой ткани ADSCs предположительно локализуются между адипоцитами (соприкасаясь с капиллярами) на стенках сосудов или в соединительной ткани, большая часть из них локализуется периваскулярно [Yoshimuraetal., 2009].

Известно, что время обновления адипоцитов составляет от 2 до 10 лет и, после апоптоза, они замещаются следующим поколением клеток, происходящим от ADSCs. ADSCs являются пролиферирующей клеточной популяцией и основным источником жировой ткани, например, при восстановительных процессах после ишемических повреждений, или при увеличении объема жировой ткани, вызванным внешним воздействием. Процессы роста или атрофии жировой ткани базируются на балансе между некрозом/апоптозомадипоцитов и адипогенезом, осуществляемым ADSCs – эти регенеративные и дегенеративные процессы всегда сопровождаются ремоделированием капилляров.

В настоящее время иммунофенотип ADSCs хорошо изучен. Исследования показали, что свежевыделенные ADSCs клетки имеют фенотип CD31-, CD34+, CD45-, CD90+, CD105-, СD146- и включают в себя несколько субпопуляций. После 2-4 пассажей стабилизируется экспрессия маркера CD105. В культуре ADSCs синтезируют белки адгезии, рецепторные молекулы, белки внеклеточного матрикса [Yoshimuraetal., 2006, Austetal., 2004, Mitchelletal., 2006 Schaffleretal., 2007].

Сравнительный анализ профилей экспрессии поверхностных маркеров в культурах мезенхимальных стволовых клеток костного мозга(кмМСК) и болезней стволовых клеток жировой ткани показал их значительное сходство. По общему фенотипу кмМСКиADSCs на 90% подобны друг другу. Однако, в сравнении с кмМСК,ADSCsэкспрессируют более высокий процент маркера CD34 [Yoshimuraetal., 2006]. Кроме того, количество ADSCsсреди общей популяции клеток SVF составляют около 1–5 %, в то время как кмМСК в аспирате костного мозга — лишь 0,005–0,01 %. Важным преимуществом ADSCs является тот факт, что их выделение гораздо безопаснее и менее травматично, чем процесс получения МСК из костного мозга.

Показано, что ADSCs могут дифференцироватьсяinvitro не только в клетки мезодермального происхождения (адипоциты, фибробласты, миоциты, остеоциты, хондроциты) но и, например, в нейроны, кардиомиоциты, гепатоциты, эндокринные панкреатические и эндотелиальные клетки.

Следует отметить, что ADSCs обладают значительной секреторной активностью. Они продуцируют широкий спектр проангиогенных факторов, включая ряд цитокинов и факторов роста: FGF, HGF, VEGF, TGF, GM-CSF, IL-6, -8, -17, NGF, TIMP-1 и -2, ангиогенин, ангиопоэтин-1, плацентарный фактор роста [Moonetal., 2006].В силу этой особенности ADSCs оказывают паракринное действие на васкуляризацию в области их присутствия, что было доказано в экспериментальной модели ишемии задних конечностей [Caoetal., 2005].Крометого показано, что ADSCs способны дифференцироваться в васкулярные эндотелиальные клетки [Miranvilleetal., 2004, Planat-Benardetal., 2004].

Таким образом, существует четыре основных функции ADSCs, подтвержденные клиническими исследованиями [Matsumotoetal., 2006, Moseley, 2006, Yoshimuraetal., 2009]:

  • дифференцировка в адипоциты и регенерация жировой ткани ;
  • дифференцировка в васкулярные эндотелиальные клетки и, возможно, в перициты, что приводит к усилению ангиогенеза;
  • выделение факторов роста, таких как HGF и SDF-1 в ответ на повреждения, гипоксию или другие условия, влияющие на окружающие ткани [Sugaetal., 2009, Thangarajahetal.], 2008;
  • их существование, как пула прогениторных клеток.

Применение аутологичных клеток жировой ткани

Использование аутологичных жировых клеток как для фундаментальных исследований, так и в клеточной терапии, на сегодняшний день представляет большой интерес как безопасная и эффективная процедура при различных травмах и заболеваниях. В настоящее время ADSCs используются в клинических испытаниях для лечения дефекта кости (аутологичные свежевыделенные ADSCs) [Lendeckeletal., 2004], ректовагинального свища (аутологичные культивируемые ADSCs) [Garcia-Olmoetal., 2005], при реакции «трансплантат против хозяина» [Fangetal., 2007], и для увеличения объема мягких тканей (аутологичные свежие ADSCs) [Youshimuraetal., 2008]. Кроме того, инъекции жира могут быть использованы для коррекции лицевых изменений, связанных с возрастом, а так же для исправления различных типов деформаций, таких как гемифациальнаямикросомия и воронкообразная деформация грудной клетки [Youshimuraetal., 2008].

В связи с тем, что ADSCs выделяют факторы роста кровеносных сосудов , они представляют интерес, как инструмент для регенерации тканей. Длительно незаживающие раны остаются серьезной проблемой для пластических хирургов. Установлено, что ADSCs способствуют пролиферации фибробластов кожи человека путем прямых клеточных контактов и паракринной активации, что значительно ускоряет эпителизацию. [Branskietal., 2009, Kimetal., 2007] Ebrahimian и др. показали, что ADSCsспособствовуют заживлению ран, обладая способностью дифференцироваться в кератиноциты, а также выделяя факторы роста фибробластов и фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), который является важнейшим регулятором ангиогенеза [Ebrahimianetal., 2009].

Показано, что морщины у мышей, связанные с восьминедельным облучением УФ, значительно уменьшаются после подкожного введения ADSCs. Кроме того,увеличивалась толщина кожного покрова и повышался уровень содержания коллагена. На человеческих фибробластах показано, что введение ADSCs снижает уровень УФ-обусловленной апоптотической гибели и стимулирует синтез коллагена [Kimetal., 2009]. Эти данные указывают на возможность использования ADSCs в косметологии для устранения возрастных изменений кожи.

При использовании ADSCs отмечено значительное улучшение у пациентов с дегенеративными, хроническими поражениями в грудной клетке, индуцированными облучением при лечении онкологии [Rigottietal., 2007]. Терапия привела к радикальным структурным изменениям поврежденных тканей в нормальные.

В исследованиях на крысах было показано, что при острой почечной недостаточности при использовании ADSC-терапии резко увеличивается выживаемость животных (100% против 57% в контрольной группе), что указывает на потенциальную роль ADSC-терапии для пациентов с этим заболеванием [Fengetal., 2010].

  • Rodbell M. The metabolism of isolated fatcells. IV. Regulation of release of protein bylipolytic hormones and insulin. J BiolChem 1966;241:3909–3917.
  • Suga H, Matsumoto D, Inoue K et al.:Numerical measurement of viable andnonviable adipocytes and other cellular components in aspirated fat tissue. Plast.Reconstr. Surg. 122(1), 103–114 (2008).
  • Zuk PA, Zhu M, Ashjian P, De Ugarte DA, Huang JI, Mizuno H, Alfonso ZC, Fraser JK, Benhaim P, Hedrick MH (2002) Human adipose tissue is a source of multipotent stem cells. MolBiol Cell 13:4279–4295.
  • Yoshimura K, Shigeura T, Matsumoto D etal.Characterization of freshly isolated and cultured cells derived from the fatty and fluid portions of liposuction aspirates. J Cell Physiol 2006;208:64–76.
  • Wouter J. F. M. Effect of tissue-harvesting site on yield of stem cells derived from adipose tissue: implications for cell-based therapies Jurgens Cell Tissue Res (2008) 332:415–426.
  • Yoshimura K, Suga H, Eto H. Adipose-derived stem/progenitor cells: roles in adipose tissue remodeling and potential usefor soft tissue augmentation. Regen Med 2009; 4:265–273.
  • Aust L, Devlin B, Foster SJ et al. Yield of human adipose-derived adult stem cells from liposuction aspirates. Cytotherapy 2004;6:7–14.
  • Mitchell JB, McIntosh K, Zvonic S et al. The immunophenotype of human adipose derived cells: temporal changes in stromal- and stem cell-associated markers. Stem Cells 2006;24:376–385.
  • Schaffler A, Buchler C. Concise review: adipose tissue-derived stromal cells--basic and clinical implications for novel cell-based therapies. Stem Cells 2007;25:818–827
  • Moon MH, Kim SY, Kim YJ et al. Human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells improve postnatal neovascularization in a mouse model of hindlimb ischemia. CellPhysiolBiochem 2006;17:279–290.
  • Cao Y, Sun Z, Liao L et al. Human adipose tissuederived stem cells differentiate into endothelial cells in vitro and improve postnatal neovascularization in vivo. BiochemBiophys Res Commun 2005;332:370–379.25–27.
  • Miranville A, Heeschen C, Sengenes C, Curat CA, Busse R, Bouloumie A. Improvement of postnatal neovascularization by human adipose tissue-derived stem cells. Circulation 2004;110(3):349–355.
  • Planat-Benard V, Silvestre JS, Cousin B, Andre M, Nibbelink M, Tamarat R, Clergue M, Manneville C, Saillan- Barreau C, Duriez M, Tedgui A, Levy B, Penicaud L, Casteilla L. Plasticity of human adipose lineage cells toward endothelial cells: Physiological and therapeutic perspectives. Circulation 2004;109(5):656–663.
  • Matsumoto D, Sato K, Gonda K, Takaki Y, Shigeura T, Sato T, Aiba-Kojima E, Iizuka F, Inoue K, Suga H, Yoshimura K. Cell-assisted lipotransfer: Supportive use of human adiposederived cells for soft tissue augmentation with lipoinjection. Tissue Eng 2006;12(12):3375–3382.
  • Trayhurn P, Wang B, Wood IS: Hypoxia inadipose tissue: a basis for the dysregulationoftissue function in obesity? Br. J. Nutr. 100(2),227–235 (2008).
  • Lendeckel S, Jodicke A, Christophis P, Heidinger K, Wolff J, Fraser JK, Hedrick MH, Berthold L, Howaldt HP. Autologous stem cells (adipose) and fibrin glue used to treat widespread traumatic calvarial defects: Case report. J CraniomaxillofacSurg 2004;32(6):370–373.
  • Garcia-Olmo D, Garcia-Arranz M, Herreros D, Pascual I, Peiro C, Rodriguez-Montes JA. A phase I clinical trial of the treatment of Crohn’s fistula by adipose mesenchymal stem cell transplantation. Dis Colon Rectum 2005; 48(7):1416–1423.
  • Yoshimura K, Sato K, Aoi N, Kurita M, Inoue K, Suga H, Eto H, Kato H, Hirohi T, Harii K. Cell-assisted lipotransfer for facial lipoatrophy: Efficacy of clinical use of adiposederived stem cells. DermatolSurg 2008;34(5):1178–1185.
  • Branski L, Gauglitz G, Herndon D, et al. A review of gene and stem cell therapy in cutaneous wound healing. Burns. 2009;35:171–178.
  • Kim WS, Park BS, Sung JH, et al. Wound healing effect of adipose-derived stem cells: a critical role of secretory factors on human dermal fibroblasts. J Dermatol Sci. 2007;48:15–24.
  • Ebrahimian T, Pouzoulet F, Squiban C, et al. Cell therapy based on adipose tissue-derived stromal cells promotes physiological and pathological wound healing. ArteriosclerThrombVasc Biol. 2009;29:503–510.
  • Kim WS, Park BS, Park SH, Kim HK, Sung JH. Antiwrinkle effect of adipose-derived stem cell: activation of dermal fibroblast by secretory factors. J Dermatol Sci. 2009 Feb;53(2):96-102. Epub 2008 Oct 1.
  • Rigotti G, Marchi A, Galie` M, et al. Clinical treatment of radiotherapy tissue damage by lipoaspirate transplant: a healing process mediated by adiposederived adult stem cells. PlastReconstr Surg. 2007;119:1409 –1422; discussion 1423–1404.
  • Feng Z, Ting J, Alfonso Z, Strem BM, Fraser JK, Rutenberg J, Kuo HC, Pinkernell K. Fresh and cryopreserved, uncultured adipose tissue-derived stem and regenerative cells ameliorate ischemia-reperfusion-induced acute kidney injury. Nephrol Dial Transplant. 2010 Dec;25(12):3874-84. Epub 2010 Oct 4.
Все публикации и новости Центр ветеринарной клеточной медицины. Все права защищены. © 2017
Задайте свой вопрос специалистам: +7 (495) 778 7557, +7 (901) 578 7557