Mesangioblasts transplantation - a new approach to cellular therapy of myodegenerative disease

Full Text

В последние годы для лечения наследственных миопатий (главным образом, миопатии Дюшенна) в эксперименте и в клинике используют трансплантацию скелетных миобластов и клеток костного мозга [1]. Однако, исследователи не удовлетворены результатами таких трансплантаций в связи с гибелью клеток, иммунным ответом и быстрой «потерей эффекта» [1, 2]. Поэтому продолжается поиск клеточных популяций, которые были бы способны стабильно и длительно поддерживать достаточный уровень белка дистрофина (с дефицитом которого связано развитие миопатии Дюшенна - МД) в поражённых мышцах без иммунных реакций. В журнале Nature опубликована экспериментальная работа итальянской группы Sampaolesi et al., посвящённая разработке нового метода клеточной терапии МД на оригинальной модели.

Известно, что как аутогенные, так и аллогенные стволовые клетки способны стимулировать синтез дистрофина в мутантных миобластах мышей [3]. Однако мыши не демонстрируют клинических проявлений заболевания, а потому не могут считаться подходящим модельным объектом. Одной из лучших моделей МД считаются mxd-собаки [2]. Оказалось, что миопатия Дюшенна сходным образом протекает у человека и у золотистого ретривера (порода собак), поэтому именно данную mxd-модель использовали авторы работы. У этих собак, как и у человека, при недостатке дистрофина наблюдается сильная деградация мышечных волокон, что приводит к параличу сначала скелетной, а затем пищеварительной и дыхательной мускулатуры, в результате чего они погибают, не достигнув годовалого возраста.

Исследователи использовали в качестве трансплантата обнаруженные ими ранее взрослые стволовые клетки-мезангиобласты, которые получали из фрагментов биопсийного материала мышц. [4]. Клетки имели фенотип CD13⁺/CD44⁺/CD34^-/CD45^-/CD31^-/CD117^-. Интересно, что мезангиобласты являются самообновляющейся популяцией, и вместе с тем коммитированы к развитию в миобласты [4]. Мезангиобласты демонстрируют неоспоримые преимущества перед другими взрослыми клетками, также способными дифференцироваться и мигрировать в скелетные мышцы. Их достаточно легко изолировать и поддерживать в культуре, при этом они не теряют способности развиваться в миобласты. При трансфузии мезангиобластов в крупные артерии они трансмигрируют через сосудистые стенки и приживляются в повреждённых мышцах, стимулируя быстрые процессы регенерации [5].

Эксперимент проводили на тринадцати собаках, которые получали либо аллогенные несовместимые донорские мезангиобласты от здоровых особей, либо - аутогенные, но с введением конструкции, несущей ген микродистрофина (укороченной формы дистрофина). Трансфекция проводилась для коррекции генетического повреждения, которое несли аутогенные клетки, а укороченная форма белка использовалась потому, что она способна выполнять все функции полноразмерной молекулы, но при этом гораздо легче встраивается в вирусный вектор [6]. При трансплантации как аутогенного, так и аллогенного материала проводилась сопутствующая иммуносупрессия по различным схемам. Для увеличения эффективности терапии производились трансфузии клеток до пяти раз с интервалом в месяц. Наблюдения за собаками производились от пяти до тринадцати месяцев после завершения эксперимента (в зависимости от их выживаемости).

Трансфузия как аутогенных, так и аллогенных мезангиобластов приводила к восстановлению экспрессии дистрофина во всех группах мышц экспериментальных животных. Белок обнаруживался не только в мышцах конечностей (трансфузии проводились в бедренную артерию), но и в местах удалённых от области первичного введения клеток. Это свидетельствует о том, что мезангиобласты способны к значительной миграции. Более того, в регенерирующих мышцах обнаруживался не только сам дистрофин, но и р-саркогликан, являющийся компонентом дистрофиновой системы. При введении мезангиобластов в грудную ветвь аорты было показано наиболее сильное распространение их по мышечной системе организма, а также наилучшая степень регенерации.

Результаты исследования оказались более чем обнадёживающими: животное, получившее аортальную трансфузию аллогенных клеток, практически полностью восстановило способность нормально двигаться, остальные же продемонстрировали улучшения в несколько меньшей степени. В целом, те собаки, которые получили трансфузии именно аллогенных, но не аутогенных трансфецированных вектором мезангиобластов, демонстрировали более быстрое и эффективное улучшение качества жизни. Некоторые их мышцы, судя по биопсиям, после лечения практически не отличались от здоровых, другие же, несмотря на неполное восстановление, всё же могли выполнять свои функции. При дополнительном введении аллогенных мезангиобластов собакам, уже получавшим аутогенных клетки, также наблюдалось выздоровление. Таким образом, эти различия нельзя связывать со временем начала терапии.

Интересно, что более выраженный эффект был получен при введении именно аллогенных клеток. Можно предположить, что, если метод будет перенесён в клинику для терапии МД, при HLA-несовместимости донора и реципиента, пациент после трансплантации должен подвергаться пожизненной иммуносупрессии. Это, в свою очередь, может приводить к тяжёлым побочным эффектам. Возможно, в будущем удастся разработать более адекватный метод генетической коррекции аутогенных клеток. Решением проблемы может стать введение в вектор полноценной копии гена дистрофина. Кроме того, авторами использовался ген человеческого микродистрофина, что могло повлиять на результаты эксперимента.

Несомненно, предложенный метод перспективен, требует дальнейшей разработки и, возможно, клинических испытаний. Это связано, в частности, с тем, что мезангиобласты могут применяться не только в случаях миопатии Дюшенна, но и при других миодегенеративных заболеваниях. Так, этой же группой авторов было показано, что мезангиобласты могут восстанавливать функцию мышц при некоторых других типах миодистрофий [7]. На данный момент таких заболеваний насчитывается около двадцати. Возможно, именно это направление окажется одним из наиболее перспективных для применения взрослых стволовых клеток в клинике.

About the authors

A. S. Grigoryan

Author for correspondence.
Email: redaktor@celltranspl.ru
Russian Federation

References

Supplementary files