Creation and transplantation of a tissue-engineered bladder in the clinic - the results of ten years of research

Full Text

Одной из нерешенных проблем урологии является гиперрефлекторный неадаптированный мочевой пузырь (ГНМП). При этом состоянии нарушается иннервация мышц мочевого пузыря, что приводит к стойкому повышению внутрипузырного давления, снижению функционального объема органа и возникновению пузырно-мочеточниковолоханочного рефлюкса (ПМЛР), учащению (до 25 раз) количества мочеиспусканий и, как следствие, сморщивание мочевого пузыря с полной утратой функционально значимого объема и возможным исходом в хроническую почечную недостаточность. Основная причина возникновения патологии - порок развития позвоночника и спинного мозга - миелодисплазия [1, 2, 8].

Консервативное лечение пациентов, как правило, не приводит к желаемым результатам. Оперативное лечение сводится в настоящее время к так называемой расширяющей цистопластике - заменой большей части стенки мочевого пузыря трансплантатом, созданным из тонкой кишки. С помощью такой процедуры удается восстановить возрастной объем мочевого пузыря, коррегировать ПМЛР [3, 4]. Однако, после операции пациенты не способны к самостоятельному мочеиспусканию, а выведение мочи осуществляется искусственным путем (катетером через аппендикостому). Кроме того, кишечная стенка продуцирует секрет и слизь в соответствии с пищевыми ритмами, что приводит к хроническому воспалению и образованию конкрементов. Поэтому пациенты с ГНМП социально дезадаптированы.

Современное развитие биотехнологии и тканевой инженерии дает надежду на развитие технологии создания биоискусственного мочевого пузыря с использованием тканей, не относящихся к пищеварительной системе. В экспериментальных исследования была показана возможность использования аутогенных клеток переходного эпителия мочевого пузыря и миобластов (миогенных предшественников, включая мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки) для реконструкции полнослойной стенки мочевого пузыря [5, 7]. В экспериментах на собаках была показана эффективная работа мочевого пузыря с тканеинженерной вставкой, позволившей увеличить эффективный объем мочевого пузыря и обеспечить нормальный акт мочеиспускания со значительными интервалами [6]. Накопление значительного экспериментального материала по тканеинженерной реконструкции мочевого пузыря послужило предпосылкой для начала клинических испытаний метода.

Энтони Атала (A. Atala), возглавлявший отделение детской урологии в Бостонской детской больнице (Children’s Hospital Boston, Department of Urology) начал клинические испытания метода более 10 лет назад. В недавнем номере журнала Lancet группа Аталы представила результаты клинического применения клеточного биотрансплантата - эквивалента стенки мочевого пузыря у 7 детей с миеломенингоцеле, гиперрефлекторным мочевым пузырем, характеризующимися частотой мочеиспусканий более 25 раз в сутки.

За все время исследования не удалось создать достоверных рандомизированных групп пациентов, поскольку первичное использование децеллюлированной матрицы мочевого пузыря с нанесенными на них клетками без окутывания сальником не принесло удовлетворительных клинических результатов (3 пациента). Окутывание трансплантата сальником значительно улучшило приживление трансплантата (1 пациент), а применение комплекса децеллюлированной матрицы мочевого пузыря в сочетании с биополимером PGA и васкуляризацией сальником позволило значительно улучшить клинические результаты. Все пациенты перед лечением проходили полное уродинамическое обследование. Во время цистоскопии производилось взятие клеточного материала путем биопсии стенки мочевого пузыря с захватом слизистой и мышечной оболочек.

Полученный материал доставлялся в лабораторию, где из него получали два типа культуры клеток - мышечных и переходного эпителия мочевого пузыря. После получения достаточной клеточной массы культура наносилась на биоматериал (PGA) и аллогенную бесклеточную матрицу мочевого пузыря (подслизистая оболочка). Размер конструкции был достаточен для создания мочевого пузыря объемом до 150 см³. Общее время от момента получения исходного материала до трансплантации составляло 6-7 недель. Через лапаротомический доступ конструкция была анастомозирована с шейкой нативного мочевого пузыря (без его удаления) и окутана со всех сторон сальником. Такой протокол был применен у 4 пациентов. В дальнейшем пациенты проходили контрольное урологическое обследование.

У всех пациентов удалось добиться увеличения объема мочевого пузыря, улучшения уродинамики и внутрипузырного давления. Лучшие результаты отмечены у пациентов, которым было произведено обертывание сальника матрицей из коллагена и PGA. При гистологическом исследовании образцов было отмечено, что во всех случаях стенка органа состояла из слизистой - типичного уротелия мочевого пузыря и мышечного слоя. Явлений метаплазии и неоплазии выявлено не было. Среднее время наблюдения составило 46 месяцев.

Этим исследованием группа Э. Аталы произвела революцию в мире детской и взрослой урологии, показав возможность помощи пациентам с пороками развития и заболеваниями мочевого пузыря, нуждающимся в цистопластике и обреченным на мучительную, социально неадаптированную жизнь. Хочется отметить, что началу применения данной технологии в клинике предшествовали длительные экспериментальные исследования [5-7], которые продемонстрировали возможность получения достаточного количества аутогенного клеточного материала, эффективность и безопасность методики на лабораторных животных. Безусловно, это величайшее событие в тканевой инженерии, служащей одним из эффективных инструментов современной регенеративной медицины.

About the authors

A. V. Volkov

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

References

Supplementary files