В ранних исследованиях 1980 -2000-х годов на животных моделях БП, трансплантированных мезенцефалическими клетками, образовывались выпячивания нейронов с образованием дофамина (ДА). В дополнение трансплантация вентрального мезенцефалона_человеческого плода пациентам с БП в клинических исследованиях заявила об умеренном улучшении синдромов БП. Тем не менее, согласно Kordower J.H. et al., посмертное исследование пациентов, которым была трансплантирована фетальная вентральная мезенцефальная ткань (фВМ), показало наличие тел Леви в трансплантированных клетках, предполагается, что патология тел Леви может распространиться от принимающей стороны к трансплантату. В дополнение, дискинезия, вызванная трансплантатом, была побочным эффектом от фВМ. В действительности наиболее успешные результаты были достигнуты в случаях БП до 60 лет.
Многочисленные технические проблемы появляются перед использованием фВМ трансплантатов в клинической практике. Первая проблема - это ограниченная жизнеспособность трансплантированных клеток в стриатуме хозяина. Liu J. и Huang H.-Y. в 2007 пытались справиться с этой проблемой через поставку нескольких нейротрофических факторов. Следующая трудность - это минимальный доступ к фетальным клеткам человека, и различия в протоколах. Примечательно то, что приём иммунодепрессантов требуется, чтобы избежать иммунное отторжение, вызванное аллотрансплантатом. Для каждого пациента необходимо до семи донорских клеток человеческого плода, и это создает серьёзные этические проблемы, о чем пишут Steinbeck J.A. и Barker R. с соавторами.
Чтобы преодолеть эти препятствия, европейский консорциум TRANSEURO, мультицентр для клинических исследований, работает над оценкой целесообразности и эффективности трансплантации фетальных клеток в случаях БП и предоставляет более достоверные результаты и большее онимание потенциальных терапевтических преимуществ.
Эмбриональные стволовые клетки человека (ЭСКч) - это плюрипотентные стволовые клетки, расположенные во внутренних слоях бластоцисты ранних эмбрионов, они могут дифференцироваться в множественные клетки с помощью различных дифференцирующих процедур в условиях in vitro. При использовании ЭСКч и последующем введении маркеров дофаминергических нейронов наблюдались улучшения в моторике, что упоминается в исследованиях Reubinoff B.E. и Zhang S.-C. Впрочем, основная проблема - это сложный контроль за созреванием клеток эмбриона и клеточная гетерогенность, которые приводят к неудовлетворительным результатам при клиническом применении. Другая серьёзная проблема - риск образования опухолей, согласно Brederlau A. и Hentze H.
Исследования стволовых клеток были революционизированы после перепрограммирования человеческих фибробластов в плюрипотентные стволовые клетки. ПСК имеют те же характеристики, что и ЭСКч, но процесс их извлечения относительно проще. Наиболее важным аспектом является неинвазивный сбор ткани, поскольку она может быть извлечена из фибробластов кожи, мононуклеарных клеток крови и мезенхимальных клеток пуповины. ПСК могут дифференцироваться в нейроны, специфичные для пациента, в культуре in vitro, как показали исследования 2009 -2018 годов. Кроме того, аутологическая трансплантация стволовых клеток важна для минимизации отторжения тканей (Hallett P.J. et al., 2015). Эффективность дофаминергических нейронов, полученных из ПСК, была такой же, как у ЭСКч. Исследования на животных в 2017 году показали эффективное улучшение симптомов после трансплантации нейронов, полученных из ПСК, в животных моделях БП.
В исследовании Hallett P.J. БП на модели обезьян трансплантация аутологичных ПСК-произведенных дофаминергических нейронов показала очевидное улучшение двигательных функций без иммуносупрессивной терапии. Было подтверждено в 2017 году (Gugliandolo A. et al.), что МСК влияют на лечение множества заболеваний, включая БП. МСК вызывают улучшение симптомов БП у мышей с БП. Некоторые улучшения зависят от секреции нескольких нейротрофических факторов, которые минимизируют дегенерацию дофаминергических нейронов.
В 1987 году профессор Мадразо возглавил команду, которая признала нейротрансплантацию новым методом замещения недостающих дофаминергических нейронов. Двум молодым пациентам с БП была произведена аутотрансплантация ткани медуллы надпочечников в мозг, что привело к улучшению симптомов БП, включая тремор, ригидность и акинезию. С тех пор пересадка и лечение нейронов на основе клеток рассматриваются как потенциальные методы лечения БП, поскольку это подходящий кандидат для расстройств с очаговой дегенерацией. Через два года было проведено пилотное исследование с участием 18 пациентов, которое подтвердило выводы Мадразо. Однако применение этой методики было прекращено из-за недостаточного количества доклинических данных и наличия у пациентов психических расстройств после операции (Barker R.A. е t al., 2015).
Эти новаторские экспериментальные исследования в области терапии БП стволовыми клетками привели к новой, беспрецедентной революции в клинических испытаниях. Таким образом, для пациентов были определены инструкции по терапевтическому переходу и протоколы лечения. С помощью подобной технологии в 2018 году китайская команда надеялась имплантировать нейронные клетки-предшественники, полученные из человеческих эмбрионов, людям с болезнью Паркинсона. В ходе исследования изучалось, как нейроны, вырабатывающие дофамин, могут развиваться до зрелости. Первая в мире трансплантация нейрональных стволовых клеток была проведена в Австралии неврологом, доктором Эндрю Эвансом из Королевской больницы Мельбурна и его коллегами. Нескольким австралийским пациентам были введены искусственно созданные, полученные партеногенезом нейральные стволовые клетки в рамках исследования безопасности I фазы ^СТ 0в 2452723).
Более того, получение ПСК Takahashi и Yamanaka и персонализированные нейрональные прогениторные клетки дают прекрасный источник нейронов, специфичных для пациента и заболевания, избегая многих проблем с линиями ЭСКч (как с этической, так и с экологической точек зрения). В свете последних достижений в области ПСК был сделан вывод, что наиболее приоритетными задачами ПСК является изучение механизмов заболеваний человека, и именно поэтому исследования ПСК мало используются в клинических испытаниях (Scudellari M., 2016).
В 2017 году группа японских исследователей (Kikuchi T. et al.) нашла безопасный и эффективный метод создания нейронов, способных вырабатывать дофамин, из ПСК, полученных от пациентов. В процессе прямой трансплантации дофаминергических предшественников среднего мозга обезьянам, исследователи лечили их 1 -метил-4-фенил-1,2, 3,6- тетрагидропиридином (МФТП), который уничтожает нигральные дофаминергические нейроны, чтобы наблюдать за поведением обезьян в течение двух лет и посмотреть, как это уменьшит их симптомы. Надежды исследователей резко возросли, поскольку обезьяны выздоровели, имели стабильные двигательные функции и не имели признаков опухолевого роста в обеих семьях с БП. Таким образом, эти испытания доказали исследователям, что методику можно использовать на людях.
Стволовые клетки при рассеянном склерозе
Рассеянный склероз (РС) - это аутоиммунное заболевание, характеризующееся гибелью нейронов и демиелинизацией. Болезнь - модифицирующая терапия при РС (ПИТРС) может снизить тяжесть заболевания. Не существует эффективной терапии, способной остановить прогрессирование заболевания и восстановить имеющиеся повреждения нейронов. В последние два десятилетия терапия стволовыми клетками рассматривается как потенциально перспективный метод лечения РС.
Иммуноабляционная терапия с последующей аутотрансплантацией гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) была изучена после обнаружения улучшения аутоиммунных фенотипов у пациентов, перенесших трансплантацию костного мозга по поводу гематологических злокачественных опухолей (исследования 1997 года: Fassas A. и Snowden J.). В исследованиях, проведенных на крысах с экспериментальным аутоиммунным энцефаломиелитом, иммуноаблация с последующей аутотрансплантацией ГСК способствовала ремиссии и предотвращала рецидивы.
Смысл этого подхода заключается в удалении существующей иммунной системы с помощью высокодозной иммуносупрессивной терапии и создании новой неповрежденной иммунной системы после аутологичной трансплантации ГСК. Более ранние исследования до 2012 года были направлены на пациентов с прогрессирующим заболеванием и более высокой инвалидизацией. Последние исследования были сосредоточены на пациентах с рецидивирующе-ремиттирующим РС (РРРС) с плохим прогнозом и показали, что аутологичная трансплантация ГСК наиболее успешна у этих пациентов. Исследование, проведенное на пациентах с РРРС, показало, что 5 - летняя бессобытийная выживаемость составила 69% пациентов (Nash R.A. et al., 2017).
В ряде исследований говорится, что МСК подают надежды в качестве клеточной терапии нейродегенеративных заболеваний. Эти потенциальные результаты могут быть вызваны паракринной сигнализацией и интеграцией МСК в поврежденные ткани (Wilkins A. et al., 2008). При введении МСК костного мозга мышам с экспериментальным аутоиммунным энцефаломиелитом наблюдалось уменьшение выраженности симптомов, снижение инфильтрации иммунных клеток, уменьшение демиелинизации и аксонального повреждения, что подтверждают многие исследования. Эти результаты были показаны при введении МСК внутрижелудочково, внутривенно и внутрибрюшинно. МСК могут влиять на дифференцировку нейрональных стволовых клеток и вызывать ремиелинизацию аксонов (Rivera F.J., 2006). Гистопатологический анализ мышей с аутоиммунным энцефаломиелитом, которым вводили МСК, показал восстановление белого вещества и усиление аксональной интеграции в пораженных тканях.
НСК обладают потенциальным терапевтическим эффектом, поскольку они мигрируют в демиелинизирующие ткани и дифференцируются в олигодендроциты, согласно Picard-Riera N. Основной проблемой является меньшее количество НСК, доступных для использования в качестве эндогенной клеточной терапии. Трансплантированные мышам с аутоиммунным энцефаломиелитом НСК мигрировали в поврежденное белое вещество и дифференцировались в олигодендроциты. Однако прямое влияние на ремиелинизацию остается неясным.
ЭСК дифференцируются в нейрональные клетки, и этот факт как потенциальный подход к лечению рассеянного склероза привлек внимание Picard-Riera N. Трансплантация нейрональных предшественников, полученных из эмбриональных стволовых клеток, вызвала улучшение симптомов у мышей с аутоиммунным энцефаломиелитом. Гистологический анализ подтвердил интеграцию пересаженных нейронных предшественников в ткани мозга. Улучшение может быть связано с нейропротекторными механизмами, согласно исследованию Aharonowiz M.
Исследования Laterza C. показали, что полученные из предшественников олигодендроцитов ИПСК улучшают симптомы аутоиммунного энцефаломиелита. Этот терапевтический эффект был обусловлен в основном нейропротекторным влиянием, а не ремиелинизацией. Однако последние исследования указывают на возможность злокачественного перерождения. Поэтому для решения этой проблемы необходимо провести дополнительные исследования.
Рассеянный склероз обычно проявляется как РРРС, который носит дискретный и самокупирующийся характер. Однако после ремиссии клинических симптомов повреждение, возникшее в головном мозге, не проходит. Обычно требуется около 10 -20 лет, чтобы РРРС превратился во вторично-прогрессирующий РС (ВП РС). Для достижения наилучшей эффективности аутологичной трансплантации ГСК у пациентов с РС взаимодействуют три основных фактора. Этими факторами являются выбор пациента, выбор режима трансплантации и опыт рабочей команды.
Предыдущие отчеты документально подтверждают, что ауто - трансплантация стволовых клеток началась как пилотные клинические испытания (фаза I/II) в Греции в 1995 году для пациентов с РС; в 2010 году были получены отчеты о 400 пациентах по всему миру с проведенной аутологичной трансплантацией стволовых клеток (Krasulova E., 2010). Накопление доказательств указывает на повышенную эффективность аутологичной трансплантацией стволовых клеток у пациентов с РРРС по сравнению с пациентами с первично-прогрессирующим или вторично- прогрессирующим РС.
Аутологичную трансплантацию ГСК следует проводить при ожидаемом тяжелом течении РС и на ранних стадиях заболевания, до того, как произойдет необратимое повреждение нейронов. На исход терапии с помощью аутологичной трансплантации ГСК влияют различные демографические и связанные с заболеванием характеристики. Было установлено, что пациенты молодого возраста, пациенты с активным воспалительным заболеванием, пациенты с низкими показателями расширенной шкалы инвалидности EDSS и пациенты без других сопутствующих заболеваний показывают лучший результат терапии с помощью данного метода, согласно исследованиям Krasulova E. et al., Casanova B. et al., Fassas A. et al.
В 2012 году Европейская группа по трансплантации крови и костного мозга опубликовала рекомендации по отбору пациентов, имеющих право на проведение аутотрансплантации ГСК. Они рекомендовали ее пациентам с РРРС, которые могут самостоятельно передвигаться, но при этом, несмотря на прием ПИТРС, в течение предыдущего года перенесли два клинических рецидива с МРТ-признаками сопутствующего заболевания. Тем не менее, лица, страдающие от неспособности передвигаться из-за быстрого прогрессирования инвалидности, или иногда те, у кого есть явные клинические или МРТ-признаки прогрессирующего заболевания, могут иметь право на проведение аутологичной трансплантации ГСК. Однако исход будет менее благоприятным. В настоящее время существует предложение использовать аутотрансплантацию ГСК у пациентов моложе 45 лет и с течением заболевания менее 10 лет. В целом, очевидно, что данный метод лечения полезен для лечения РС на разных стадиях заболевания, однако для достижения благоприятного исхода необходимо отбирать пациентов в соответствии с рекомендациями EBMT.
Стволовые клетки при болезни Гентингтона (БГ)
Болезнь Гентингтона - это дегенеративное аутосомно-доминантное заболевание, характеризующееся ГАМК-ергической дегенерацией средних колючих нейронов (СКН) в стриатуме, коре головного мозга, таламусе и гипоталамусе. Эта дегенерация приводит к прогрессирующему ухудшению двигательных и когнитивных функций. БГ представляет собой множественные повторы тринуклеотида CAG в гене, кодирующем белок гентингтин, который снижает уровень НТФМ и вызывает дегенерацию СКН и неправильную функцию митохондрий. Несмотря на обнаружение причинной мутации более 20 лет назад, ни одно эффективное лечение не может остановить последствия БГ. Клеточная терапия является перспективным подходом к лечению заболевания БГ. Основная задача заключается в восстановлении дегенерированных нейронов и оказании нейротропной поддержки, чтобы избежать дальнейшего ухудшения состояния.