Cilmes šūnu terapija zirgu fleksora cīpslas traumu gadījumos

Sazinieties ar autoru

SDFT traumas zirgiem un reģeneratīvajā medicīnā

Virspusējo digitālo cīpslu cīpslu (SDFT) ievainojumi ir nozīmīga klibuma un mazināta atlētisma izcelsme zirgu sporta nozarē: aprakstītais izplatība tīrasiņu sacīkšu zirgiem ir no 8 līdz 43% (Dowling, 2000). Tas ir saistīts ar šo ievainojumu augsto izplatību, pagarināto atveseļošanās periodu un augsto atkārtošanās ātrumu. SDFT ievainojumi lēnām dziedē, 20–60% no ievainotajiem sacīkstes zirgiem atjaunojas sportiskās spējas, bet līdz 80% no ievainotajiem sacīkšu zirgiem nākas pakļauties atkārtotam savainojumam (Dowling, 2000). Šī tendence lēnām dziedēt un mehāniski mazākās ārpusšūnu matricas uzbūve, iespējams, ir saistīta ar faktu, ka cīpslas ir minimāli vaskulāri, šūnās ir samazināta mitotiskā iedarbība un audos ir maz priekšgājēju šūnu. Jaunākie pētījumi par mezenhimālajām cilmes šūnām (MSC) ir norādījuši uz iespējamo attīstību, izmantojot reģeneratīvās zāles kā potenciālu jaunu ārstēšanu SDFT traumu gadījumos.

Virspusējo digitālo cīpslu cīpslu (SDFT) ievainojumi ir nozīmīga klibuma un mazināta atlētisma izpausme zirgu sporta nozarē: aprakstītā izplatība tīrasiņu sacīkšu zirgiem ir no 8 līdz 43%.

Cīpslas uzbūve zirgā

Cīpslas galvenokārt sastāv no ūdens (~ 70%); atlikušie 30% satur kolagēnu un matricu, kas nesatur kolagēnu. Parastās flexor cīpslās I tipa kolagēns ir visizplatītākais. Pastāv arī II, III, IV un V tips, lai arī mazākā daudzumā konkrētākās cīpslas vietās. II tips var atrasties kaulainos ievietojumos un vietās, kur cīpsla maina virzienus, lai aptvertu kaulaudu izvirzījumu, un ir paredzēts izturēt saspiešanu un sasprindzinājumu. III, IV un V tips ir sastopami tikai pagraba membrānās un endotendonos. Kolagēna molekulas tiek sakārtotas mikrofibrillās, subfibrillās un fibrilās, un tās tālāk tiek iedalītas fasādēs, kuras brīvi sadala endotenona septa, un atlikušo matricu veido tenocīti un glikoproteīni. I, II un III šūnu tips ir atpazīts zirgu cīpslu fasādēs. Šo šūnu izvietojums atšķiras ar vecumu, un to galvenokārt var saistīt ar ārpusšūnu matricas sintēzi. Parastos SDFT ir atrasti vairāki glikozaminoglikāni, tai skaitā hondroitinsulfāts, keratāna sulfāts, dermāna sulfāts, heparīns, heparinsulfāts un hialuronskābe. Proteoglikānu dekorīns, fibromodulīns un biglikāns rodas visā SDFT un ietekmē tenocītu funkcijas, kolagēna fibrilloģenēzi un šķiedru izmēru izvietojumu. Tas ietekmē cīpslas izturību. Proteoglikāniem arī ir potenciāla loma augšanas faktoru iespiešanā kolagēna matricā.

Cīpslas galvenokārt sastāv no ūdens (~ 70%); atlikušie 30% satur kolagēnu un matricu, kas nesatur kolagēnu.

Zirga kopējās cīpslas traumas

Dabiski sastopamie cīpslu ievainojumi tiek raksturoti kā “fibrillālas stiepšanās, slīdēšana un plīsumi, kam seko fibrilolīze”, kas saistīta ar “enzīmu atbrīvošanu no bojātiem fibroblastiem un iekaisuma šūnām” (Dowling, 2000). Tieši tur sākas dziedināšanas process, kam seko pārējās iekaisuma, proliferācijas, pārveidošanas un nobriešanas fāzes. III tipa kolagēns ir pirmais, kas integrēts ievainojuma vietā, veidojot starpfibrillāras saites, kas agrīnai stiprībai un stabilitātei nodrošina ievainojuma vietu. Pēc tam drīz attīstās palielināts IV un V tipa kolagēna daudzums. Pēc šīm akūtām fāzēm I tipa kolagēna šķiedras kļūst visredzamākās, un brīvo I un III tipa kolagēna šķiedru parādās nedaudz mazākā daudzumā līdz apmēram 6 mēnešiem pēc traumas. Pēc tam atkal dominē I tipa kolagēna fibrili, kas norāda uz pastāvīgu dziedinošo audu pārveidošanu un normalizēšanu. Nelabvēlīgi augsts III tipa kolagēna līmenis un lineāras struktūras neesamība var būt novērojama četrpadsmit mēnešus pēc traumas. Šķiedru šķiedru audos nepamatots matricas izvietojums un sastāvs, kam ir vēl sliktāka biomehānika, salīdzinot ar vidējiem cīpslas audiem, un samazināts dziedināšanas ātrums tiek uzskatīts par iemeslu paaugstinātajam SDFT atkārtotas traumas ātrumam. Lai iegūtu papildinformāciju par zirgu cīpslām un parasto cīpslu ievainojumiem (izņemot ievainojumus), iesaku atsaukties uz Howell Equine rokasgrāmata cīpslu un saišu traumām.

Dabiski sastopamie cīpslu ievainojumi tiek raksturoti kā “fibrillālas stiepšanās, slīdēšana un plīsumi, kam seko fibrilolīze”, kas saistīta ar “enzīmu atbrīvošanu no bojātiem fibroblastiem un iekaisuma šūnām”.

Pašreizējās terapijas iespējas zirgu dzimtas medicīnā

Pašlaik ir pieejamas vairākas SDFT traumu ārstēšanas iespējas. Šīs terapijas iespējas var iedalīt fizikālā, farmakoloģiskā, ķirurģiskā terapijā. Fizikālā terapija pastāv apledojuma, aukstas hidroterapijas, pārsiešanas ar spiedienu un apstāšanās laikā, un SDFT traumu ārstēšanas sākotnējās fāzēs tā tiek uzskatīta par stūrakmeni, lai mazinātu iekaisumu un mazinātu turpmāku bojājumu iespējamību. Fizisko terapiju bieži izmanto kopā ar zāļu terapiju. Narkotiku terapijas shēmās parasti ietilpst pretiekaisuma līdzekļi, nātrija hialuronāts, polisulfāti glikozaminoglikāni un beta-aminoproprionitrila fumarāts. Koriģējošās ķirurģiskās iespējas pašlaik ietver papildu saišu desmotomiju, perkutānas cīpslas sadalīšanu, sintētiskos cīpslu implantus un pretiritrēšanu. Citas, mazāk pētītas terapijas iespējas ietver terapeitisko zemas intensitātes ultraskaņu, zemas frekvences infrasarkano lāzera terapiju un elektromagnētiskā lauka terapiju. Šādas ārstēšanas rezultāti ir bijuši dažādi, jo ir bijis maz pierādāmu datu, ka jebkurai no iepriekšminētajām terapijas iespējām konsekventi ir bijušas ticamas vai ilgtermiņa priekšrocības. Daļēji tas ir iespējams tāpēc, ka veterinārārsti un īpašnieki ļoti atšķirīgi izmanto terapijas paņēmienus un izvēli.

Fizikālā terapija pastāv apledojuma, aukstas hidroterapijas, pārsiešanas ar spiedienu un apstāšanās laikā, un SDFT traumu ārstēšanas sākotnējās fāzēs tā tiek uzskatīta par stūrakmeni, lai mazinātu iekaisumu un mazinātu turpmāku bojājumu iespējamību.

Mezenhimālo cilmes šūnu (MSC) terapija zirgu dzimtas medicīnā

Mezenhimālās cilmes šūnas ir nehematopoētiskas daudzkomponentu cilmes šūnas, kuras ir nozīmīgas zirgu ortopēdisko ievainojumu terapijā. Cilmes šūnas tiek klasificētas kā embrionālās vai pieaugušās šūnas atkarībā no to donora attīstības līmeņa. Šī pētījuma nolūkā galvenā uzmanība šeit tiks pievērsta pieaugušo šūnām. Pieaugušās cilmes šūnas ir parasti dzīvojošās šūnu grupas, kas atrodamas katrā audu tipā, un palīdz nodrošināt pareizu orgānu formu visos regulārajos šūnu apmaiņas procesos. Šīm cilmes šūnām ir arī spēja pēc vajadzības diferencēties citu šūnu tipos no dažādu audu izcelsmes, ko sauc par šūnu plastiskumu. Vispirms tika veicināta MSC izmantošana audu reģenerācijā, balstoties uz šo ideju par šūnu plastiskumu; bojātos audus tieši stimulētu MSC ievadīšana, šūnas aizpildītu ievainojuma vietu, diferencētos attiecīgajiem audu šūniem un tiktu sākta reģenerācija. Vēlāk tika atklāts, ka šīs šūnas arī netieši stimulēs reģenerāciju, ražojot bioaktīvus trofiskos un imūnmodulāros faktorus.

Taukaudi un kaulu smadzenes ir divi visizplatītākie MSC avoti, kas tiek izmantoti zirgu dzimtas medicīnā, lai gan tādi avoti kā perifērās asinis un nabassaites asinis kļūst arvien populārāki, jo tie ir mazāk invazīvi. Salīdzinājumā ar cilvēku MSC, dzīvnieku izcelsmes MSC pašlaik nav pieejami raksturošanas standarti. Tādēļ dažādi uzņēmumi izmanto dažādas metodes, lai raksturotu dzīvnieku MSC, apgrūtinot zirgiem izmantotās MSC terapijas pētījumu rezultātu un klīnisko rezultātu salīdzināšanu. Kaut arī dzīvnieku MSC var klasificēt pēc to spējas pielipt plastmasai un diferencēt, to virsmas antigēna ekspresija joprojām nav viegli identificējama. Šī ierobežotā īpašo antivielu pieejamība veterinārajā medicīnā ierobežo patiesu MSC imūnfenotipu noteikšanas iespējas.

Pašreizējo MSC pētījumu rezultāti

2003. gadā pirmo reizi tika definēta MSC izmantošana zirgu cīpslu ievainojumu terapijā, publicējot tikai piecus pētījumu rakstus par šo tēmu (Van de Walle, 2016). Pēc šī notikuma MSC izmantošana zirgu reģeneratīvajā medicīnā ir strauji palielinājusies, un tūkstošiem zirgu dzimtas zirgu tagad tiek ārstēti ar šo metodi. Tomēr zirgu dzimtas MSC terapijas efektivitāte joprojām ir nedaudz neskaidra, jo ne vienmēr tiek izmantotas piemērotas kontroles grupas, un kopā ar cilmes šūnām bieži izmanto arī citus bioloģiskos faktorus. Tomēr iepriekšējie pētījumi parādīja pozitīvu saistību starp mezenhimālo cilmes šūnu terapiju un veselīgu cīpslu reģenerāciju SDFT traumu gadījumos, dažos gadījumos pierādot samazinātu atkārtotu traumu līmeni (Badial, 2013; Carvalho, 2011; Godwin, 2013; Guercio, 2015; Smith, 2003).

Īpaši 2013. gada pētījumā tika izmantotas līdzīgas metodes kā šajā pētījumā. Šajā iepriekšējā pētījumā astoņu jauktu šķirņu zirgu SDFT metakarpālajā reģionā tika ievadīti bojājumi, izmantojot kolagenazes gēla injekciju. Ārstēšanas grupas zirgi tika ārstēti ar mezenhimālo cilmes šūnu starpšūnu injekciju, kas iegūta no taukaudiem, kas suspendēti trombocītu koncentrātā. Pēc 16 ārstēšanas nedēļām tika veiktas biopsijas histopatoloģiskām, imūnhistoķīmiskām un gēnu ekspresijas analīzēm. Šī pētījuma rezultāti parādīja, ka mezenhimālo cilmes šūnu un trombocītu koncentrāta lietošana neļāva cīpslu bojājumiem progresēt, radīja labāku šūnu izvietojumu un mazināja iekaisumu, salīdzinot ar kontroles grupu. (Badial, 2013)

2014. gada pētījumā ar deviņiem zirgiem ar jau esošiem SDFT ievainojumiem tika atklāti pierādījumi par audu reparatīvajiem procesiem pēc ārstēšanas pēc tam, kad ārstēšanas metodē tika izmantotas no taukiem atvasinātas mezenhimālās cilmes šūnas (Guercio, 2014). Divu gadu 2012. gada pētījumā ar 141 klientam piederošiem sacīkšu zirgiem ar jau esošiem ievainojumiem tika izmantotas cilmes šūnas, kas iegūtas no kaulu smadzenēm, nevis no taukiem, bet nav novērota ārstēšanas nelabvēlīgā ietekme; tomēr sacīkšu zirgiem tika novērots būtisks atkārtotu traumu skaita samazinājums (Godwin, 2012).

Lai arī šajos iepriekšējos pētījumos ir mēģināts novērot saistību starp SDFT ievainojumiem un mezenhimālajām cilmes šūnām, šajā pētījumā ir daudz neskaidru faktoru un daudz acīmredzamu trūkumu. Dažos pētījumos neizmantoja pietiekamu daudzumu subjektu, lai sniegtu pārliecinošus pierādījumus, citi izmantoja plašu šķirņu, vecuma, dzimuma un atlētiskās disciplīnas. Citi izmanto dažādu cilmes šūnu skaitu un ārstēšanas intervālus. Varbūt lielākais mulsinošais faktors ir tas, ka lielākajā daļā šo pētījumu tika izmantoti zirgi ar jau esošiem ievainojumiem, radot lielas atšķirības traumu lielumā, smagumā, ilgumā utt., Un neizdevās noteikt, vai šiem faktoriem ir saistība ar rezultātiem. Izmantojot lielāku zirgu vecuma, dzimuma, šķirnes un disciplīnas ierobežojošu zirgu grupu, iepriekš noteiktu cilmes šūnu skaitu, noteiktu ievainojumu, ārstēšanas plānu un ārstēšanas intervālu, kā arī cenšoties izveidot sakarības starp šiem faktoriem un rezultātiem, jauniem pētījumiem jācenšas samazināt neskaidros faktorus un iegūt pārliecinošākus pierādījumus. Kopš šī laika ir nepieciešami papildu pētījumi, lai izpētītu cilmes šūnu terapijas iedarbību zirgu dzimtas dzīvniekiem.

SDFT traumas un MSC viktorīna

skatiet viktorīnas statistiku

Atsauces

Badial, P., Deffune, E., Borges, A., Carvalho, A., Yamada, A., Álvarez, L., Garcia Alves, A. (2013). Zirgu tendinīta terapija, izmantojot mezenhimālās cilmes šūnas un trombocītu koncentrātus: randomizēts kontrolēts pētījums. Cilmes šūnu izpēte un terapija, 4. (4), 1. – 13. doi: 10.1186 / scrt236

Crovace, A., Lacitignola, L., Rossi, G., Francioso, E. (2009). Autologu kultivēto kaulu smadzeņu mezenhimālo cilmes šūnu un kaulu smadzeņu mononukleāro šūnu histoloģiskais un imūnhistoķīmiskais novērtējums zirgu virspusējās digitālās fleksora cīpslas kolagāzes izraisītā tendinīta gadījumā. Starptautiskā Veterinary Medicine, 2010, 1.-10. doi: 10.4061 / 2010/25097

Dowling, BA, Dart, AJ, Hodžsons, DR un Smits, RKW (2000), Virspusējs zirga digitālais fleksora tendinīts. Equine Veterinary Journal, 32: 369–378. doi: 10.2746 / 042516400777591138

Godvins, EE, Young, NJ, Dudhia, J., Beamish, IC un Smith, RKW (2012). Kaulu smadzenēs iegūto mezenhimālo cilmes šūnu implantācija parāda labāku iznākumu zirgiem ar virspusējās digitālās fleksora cīpslas pārmērīgu traumu. Zirgu veterinārais žurnāls, 44 (1): 25–32. doi: 10.1111 / j.2042-3306.2011.00363.x

Guercio, A., Di Marco, P., Casella, S., Russotto, L., Puglisi, F., Majolino, C., Piccione, G. (2015). Mezenhimālās cilmes šūnas, kas iegūtas no zemādas taukiem un ar trombocītiem bagātas plazmas, ko izmanto sportiskiem zirgiem, ar paviršas digitālās fleksorās cīpslas klibumu. Equine Veterinary Science žurnāls, 35 (1), 19. – 26. doi: 10.1016 / j.jevs.2014.10.006

Richardson LE, Dudhia J., Clegg PD, Smith, R. (2007). Cilmes šūnas veterinārmedicīnā - mēģinājumi reģenerēt zirgu cīpslu pēc traumas. Tendences biotehnoloģijā, 25 (9), 409-16.

Van de Valle, G., De Schauwer, C., Fortier, L. (2016). Mezenhimālo cilmes šūnu terapija. Zirgu klīniskā imunoloģija (1. izdevums) John Wiley & Sons, Inc. Saturs no vietnes https://lmunet.illiad.oclc.org/illiad/TNF/illiad.dll?Action=10&Form=75&Value=25484