Стволовые клетки - базовые клетки для каждого органа и ткани в нашем организме. Изначально они не специализированы, то есть не выполняют какие-либо определенные функции, как например клетки крови, печени, мышц и т.д. На протяжении всей нашей жизни, стволовые клетки делятся, давая начало специализированным клеткам той или иной ткани, которые заменяют собой погибшие клетки. Клетки гибнут естественным образом каждый день, например, в нашей коже, волосах, крови и слизистой оболочке кишечника. При патологии клетки также гибнут в случае травм или дегенеративных заболеваний. Тогда стволовые клетки активируются и дают начало специализированным клеткам органа, а также выполняют важную регуляторную функцию в месте повреждения, обеспечивая регенерацию поврежденного участка ткани.

Существует много типов стволовых клеток, среди которых основными являются:     

1. Гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) – образуют все типы клеток крови. Термин «гемопоэтические» означает «кроветворные», именно ГСК служат «отправной точкой» процесса кроветворения. Их трансплантация широкого распространена уже более 30 лет для пациентов с онкологическими заболеваниями (лимфомы, миеломы, острые лейкозы и многих других), а также при апластической анемии, врожденных иммунодефицитах, аутоиммунных заболеваниях и др. Более подробно про регулирование трансплантации гемопоэтических стволовых клеток можно прочитать в Приказе Минздрава России от 12.12.2018 №875н.
2. Мезенхимальные стволовые клетки (МСК) – клетки-предшественники, которые находятся во всех органах и системах в небольшом количестве, так называемые «маленькие ремонтные бригады». Наибольшая концентрация этих клеток находится в костном мозге, жировой ткани и пуповинной крови.
3. Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) – выделяют из 4−5 дневного эмбриона. Клиническое применение данных типов клеток сопровождается большим риском образования тератом (опухоль из эмбриональных клеток). В многих странах применение ЭСК строго ограничено в медицинских целях. Эмбриональные стволовые клетки широко используются в научных исследованиях для искусственного создания клеток, тканей и органов, а также изучения действия генов и процесса эмбриогенеза.

Исследования показали, что для восстановления различных видов повреждений хрящевой и костной ткани, уменьшения воспаления и боли, необходимо использовать мезенхимальные стволовые клетки (МСК) взрослого организма, которые поддерживают функциональность клеток, способствуют регенерации и предотвращают прогрессирование болезни.

Периваскулярная ниша (пространство, окружающее кровеносный сосуд) и мезенхимальные стволовые клетки (МСК).

Мезенхимальные стволовые клетки находятся в периваскулярных нишах, где они самообновляются и поддерживают окружающие клетки. При определенных условиях окружающего пространства МСК могут подвергаться дифференцировке. Источник

Если у животных и человека есть свои стволовые клетки, то почему органы сами не регенерируются после повреждения? Причина в том, что с возрастом наблюдается постоянное снижение количества мезенхимальных стволовых клеток: при рождении – 1 стволовая клетка встречается на 10 000 клеток в костном мозге, к 20 - 25 годам - 1 на 100 000, к 30 - 1 на 250 000, к 50 годам – 1 на 400 000 (Caplan, Al, 2007).

Истощение запаса стволовых клеток вследствие старения или заболеваний, а также нарушение механизма их выхода в системный кровоток лишает организм возможности эффективной регенерации. Дополнительное введение клеток в системный кровоток позволяет заменить старые клетки и восстановить поврежденные ткани.

В естественных условиях, при повреждении какой-либо ткани, мезенхимальные стволовые клетки «выползают» из костного мозга в кровоток, и направленно движутся к поврежденной области. Клетки преодолевают большой путь. После многоэтапного каскада адгезии (соприкосновения со стенкой сосуда) в ответ на множество поступающих сигналов (например, повреждение) эти клетки трансмигрируют («протискиваются») через эндотелий в ткани для пополнения и поддержания локальных стволовых клеток и / или участия в восстановлении и регенерации ткани. Источник

Накопление клеток в лаборатории, и введение их пациенту – безопасная процедура. Мы лишь восполняем недостаток собственных «строительных» клеток.

В норме при повреждении ткани в организме выходят мезенхимальные стволовые клетки (МСК) из депо в костном мозге и мигрируют в место повреждения для участия в регенерации.

Естественные механизмы действия МСК, мигрирующих из костного мозга: 

1. Cell replacement. Дифференцировка в функциональные клетки ткани для замены погибших клеток.

2. Cell “empowerment”. В ответ на воспалительные сигналы МСК помогают «подготовить» микроокружение, продуцируя иммунорегуляторные факторы, которые «гасят» воспаление. МСК так же продуцируют большое количество факторов роста, которые стимулируют к делению клетки-предшественники фибробластов и эндотелиальных клеток. Согласованное действие всех этих факторов и клеток облегчает процесс восстановления тканей посредством ремоделирования внеклеточного матрикса (ECM на изображении) и дифференцировки нужных клеток-предшественников.

ИСТОЧНИК

В случае трансплантации МСК действуют также, как и в естественных условиях (дифференцировка, продукция различных факторов для устранения воспаления и регенерации ткани). Также участвуют следующие механизмы:

1. «Самонаведение» клеток в поврежденную область в ответ на выделяемые молекулы воспаления (воспалительные цитокины), снижение и подавление воспалительной реакции.

2. Способствование прорастанию новых сосудов (ангиогенез) и нейронов (нейрогенез).

3. Препятствие развитию фиброза.

4. Подавление преждевременного апоптоза.

В совокупности МСК оказывают проангиогенный, иммуносупрессивный, антифибротический и антиапоптотический эффекты, которые, в свою очередь, способствуют регенерации поврежденных тканей. Они дирижируют все этапы регенерации, согласовывая работу региональных стволовых, поврежденных и иммунных клеток.

Клеточная терапия – это область регенеративной медицины, получившая стремительное развитие в последние десятилетия. По всеобщему признанию, она является одним из самых многообещающих направлений современной медицины.

В чем особенность клеточной терапии? А в том, что это естественная терапия. Организм лечит себя самостоятельно, получая лишь небольшую помощь от современных технологий.

На сегодняшний день, клеточная терапия успешно применялась у многих домашних животных, лошадей, а также у верблюдов и слонов.

Виды клеточной терапии:

1. Аутологичная – терапия, в которой применяют клетки собственного организма животного.

2. Аллогенная – терапия, в которой применяют донорские клетки из Криобанка лаборатории.

В медицине для человека исследования проводятся очень активно, в результате чего в некоторых странах (например, Канада, США, Южная Корея, страны ЕС) официально зарегистрированы препараты на основе клеток и тканей человека.

В большинстве стран выделяют следующие виды препарата:

- терапевтические (профилактика и диагностика заболевания);

- тканеинженерные (для регистрации, восстановления и замены тканей человека);

- генотерапевтические (генетически модифицированные клетки).

Лидером по применению продуктов на основе клеток человека в рамках директивы ЕС является Германия, аутологичный клеточный препарат применяется только для конкретного пациента и в исключительных случаях.

Официально зарегистрированные препараты, содержащие стволовые клетки человека:

Источник: Мельникова Е.В., Горяев А.А., Савкина М.В. и др. Международный опыт нормативно-правового регулирования препаратов, содержащих жизнеспособные клетки человека. БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. – 2018 - 18(3) -150–160.

На сегодняшний день не зарегистрировано серьезных побочных эффектов трансплантации мезенхимальных стволовых клеток. При введении аллогенных клеток возможно временное повышение температуры и давления.

Систематические анализы и масштабные клинические исследования подтверждают долговременную безопасность использования мезенхимальных стволовых клеток:

1. Cui G.H., Wang Y.Y., Li C.J., Shi C.H., Wang W.S. Efficacy of mesenchymal stem cells in treating patients with osteoarthritis of the knee: A meta-analysis. Exp Ther Med. – 2016 - 12(5) - 3390-3400.

2. Fan M., Huang Y., Chen Z., et al. Efficacy of mesenchymal stem cell therapy in systolic heart failure: a systematic review and meta-analysis. Stem Cell Res Ther. – 2019 - 10(1).

3. Hoffman A.M., Dow S.W. Concise Review: Stem Cell Trials Using Companion Animal Disease Models. Stem Cells. – 2016 - 34(7) - 1709-1729.

4. Silvestro S., Bramanti P., Trubiani O., Mazzon E. Stem Cells Therapy for Spinal Cord Injury: An Overview of Clinical Trials. Int J Mol Sci. – 2020 - 21(2) - 659.

5. Xu P, Yang X. The Efficacy and Safety of Mesenchymal Stem Cell Transplantation for Spinal Cord Injury Patients: A Meta-Analysis and Systematic Review. Cell Transplant. – 2019 - 28(1) - 36-46.

6.Yub o M., Yanyan L., Li L., Tao S., Bo L., Lin C. Clinical efficacy and safety of mesenchymal stem cell transplantation for osteoarthritis treatment: A meta-analysis. PLoS ONE. – 2017 - 12(4).

Стоить помнить о том, что самый большой риск – непродолжительный эффект лечения или его отсутствие. Факторов, влияющих на эффективность клеточной терапии очень много, особенно при системном введении клеток. Именно поэтому перед проведением процедуры нужно правильно собрать анамнез. Например: у собаки атопический дерматит, врач вводит клетки в кровоток. При этом, возможно, у собаки есть хроническое воспаление миокарда (ткань сердца). Большая часть клеток будет работать на подавление воспаления и восстановления клеток миокарда, и эффективность лечения атопического дерматита будет низкой.

Клеточная терапия не может бороться с причиной возникновения аллергических реакций, но может сгладить или устранить их последствия.

Эффективность клеточной терапии показана при бронхиальной астме кошек, атопическом дерматите. Мезенхимальные стволовые клетки проявляют иммуносупрессивные эффекты, подавляя продукцию воспалительных цитокинов. Однако, полагаясь на научные исследования, вероятнее всего мезенхимальные стволовые клетки эффективны в основном при острых аллергических реакциях, и проявляют умеренную эффективность при хронических вялотекущих процессах.

Существуют противоречивые данные об эффективности клеточной терапии при некоторых формах онкологических заболеваний.

Наши специалисты не рекомендуют применение мезенхимальных стволовых клеток при онкологических заболеваниях. Лечение можно начинать после прохождения курса химиотерапии.

Ваш лечащий врач, исходя из индивидуальной ситуации может придерживаться другой точки зрения.

Стволовые клетки, которые выделяют из биоматериала пациента и повторно вводят обратно одному и тому же пациенту, называют «аутологичными», а клетки, собранные у пациента и пересаженные другому пациенту, называют «аллогенными».

Главная задача хозяина – обеспечить своего лечащего врача всеми необходимыми базовыми анализами, которые нужны для диагностирования заболевания.

В зависимости от патологии, исследования могут включать: общий клинический анализ крови, биохимические анализы крови, рентген, МРТ или КТ, УЗИ, ЭКГ и др.

Точный список необходимых исследований устанавливает ветеринарный врач.

Противопоказанием к клеточной терапии может быть острая форма онкологического заболевания, так как существует вероятность стимуляции опухоли к неконтролируемому росту.

Этапы проведения аутологичной трансплантации мезенхимальных стволовых клеток (МСК):

1. Забор биологического материала. Процедура взятия биоматериала проста, выполняется быстро и безболезненно (проводиться во время плановой операции – стерилизации или чистки зубок). Ветеринарный врач, после анестезии проводит забор костного мозга или жировой ткани у пациента. Полученный биоматериал помещается в пробирку со специальной средой и отправляется в лабораторию. Срок транспортировки материала не должен превышать 24 часов, при соблюдении соответствующего температурного режима (4 - 8^oС).

2. Выделение клеток. Специалисты лаборатории осуществляют выделение клеток из отобранного биоматериала в асептических условиях ламинарного бокса 2-го класса биологической защиты.

3. Накопление (культивирование) клеток. После выделения МСК, происходит их накопление. В течение 7-14 дней, при определенных условиях окружающей среды и под постоянным контролем специалистов лаборатории, происходит увеличение количества клеток.

4. Введение клеток пациенту. После накопления необходимого количества клеток их помещают в физиологический раствор. Материал, при соблюдении температурного режима, транспортируется в клинику. К каждой дозе клеточного препарата прилагается «Паспорт клеточной культуры». Введение в организм животного его собственных клеток называется аутотрансплантация.

5. Заморозка клеток. По желанию владельца, мы можем заморозить клетки для длительного хранения. В случае повторного назначения клеточной терапии, мы разморозим клетки и в течение 3 дней они будут готовы для инъекции.

В случае невозможности забора собственного биоматериала назначается трансплантация донорских мезенхимальных стволовых клеток. Данный вариант более быстрый, так как донорские клетки уже хранятся в криобанке. Клетки заранее проверяются на отсутствие вирусных и бактериальных агентов. При проведении донорской трансплантации клиенту выдается Паспорт клеток с копиями результатов лабораторного тестирования.

Место введения клеток зависит от заболевания пациента. Например, если мы лечим артрит в коленном суставе, клетки будут вводиться в суставную сумку с помощью местного анестетика и седации. При системных заболеваниях, таких как атопический дерматит, инъекция будет осуществляться внутривенно.

Результаты лечения будут заметны в среднем через 2-4 недели после введения клеток. Однако, не стоит забывать о том, что любое лечение индивидуально и на его эффективность могут повлиять большое количество факторов (возраст пациента, состояние иммунной системы, длительность и стадия заболевания и т.д.). В таком случае сроки выздоровления могут быть увеличены. 

Приблизительная стоимость терапии мезенхимальными стволовыми клетками может варьироваться в зависимости от различных факторов:

1. Тип клеток, который получит ваше животное – аллогенные или аутологичные. 

Аутологичная терапия предполагает различные подготовительные процедуры: забор биоматериала, накопление и выделение клеток. Стоимость выделения клеток в среднем от 4 200 руб. до 6 890 руб. Стоимость накопления 1 500 руб. / за 1 млн. клеток. 

Аллогенная (донорская) терапия не требует забора биоматериала от вашего питомца, однако донорский биоматериал тестируется на определенное количество вирусных и бактериальных агентов. Стоимость 2 550 руб. / за 1 млн. клеток.

2. Заболевание. При офтальмологической патологии, а следовательно, местном введении МСК, стоимость лечения значительно меньше, чем при внутривенном введении, например, при энтеропатии.

3. Вес животного. При внутривенном введении количество необходимых клеток рассчитывается в зависимости от веса пациента. Так, шпицу потребуется от 2 млн. до 5 млн. для внутривенного введения (это от 5100 до 12 750 рублей). А вот овчарке потребуется намного больше, соответственно и стоимость вырастет.

* Просим обратить Ваше внимание, что указанные цены не включают в себя работу ветеринарных клиник, и включают в себя только работу нашей лаборатории.

Да, мезенхимальные стволовые клетки не рекомендуется вводить единовременно с:

- Метилпреднизолон, Триамцинол;

- Гентамицин, Амикацин;

- Ксилазина гидрохлорид;

- Мепивакаин, Лидокаин, Прокаин.

Конечно. Мы обеспечим Вашего врача подробной инструкцией по взятию, хранению и транспортировке материала. И, при необходимости, будем контролировать и присутствовать при проведении процедуры.

Криоконсервирование клетки в жидком азоте не оказывает влияния ни на морфологические признаки, ни на функциональные характеристики стволовых клеток. Эти данные подтверждены большим количеством литературных источников.

В момент получения биоматериала от животного ему присваивается индивидуальный номер, который в дальнейшем используется на всех этапах от накопления до низкотемпературного хранения и выдачи материала, заводятся личные карточки, используются индивидуальные реактивы (также маркированы в соответствии с индивидуальным номером), что препятствует возможности перепутыванию материала.

Кроме того, вместе с клеточной культурой для введения животному, выдается Паспорт данной культуры, с указанием индивидуального номера, присвоенного при отборе материала, видовой специфичности и контроля возможного инфицирования микроорганизмами.