Введение. Персонализированная клеточная терапия в офтальмологии

Персонализированная клеточная терапия в офтальмологии. II Цитокиновый профиль аутологичного клеточного продукта.

Аветисов С.Э.¹, Суббот А.М.^{1, 2}, Антохин А.И.², Каспарова Е.А.¹, Каспаров А.А.¹, Павлюк А.С.^{1, 2}

¹ НИИ глазных болезней РАМН

² ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздравсоцразвития РФ

Ключевые слова: персонализированная клеточная терапия, полиА: У, цитокины, факторы роста, эндотелий роговицы.

Резюме

Исследовано содержание основных про- и противовоспалительных цитокинов и факторов роста в аутологичных клеточных продуктах, предназначенных для проведения персонализированной клеточной терапии при заболеваниях эндотелия роговицы. Установлено, что в клеточных продуктах присутствуют вещества, обусловливающие эффективность клеточной терапии. Определено влияние условий процессинга клеток при получении клеточного продукта на концентрацию в нем цитокинов и факторов роста. Показано, что цитокиновый профиль клеточного препарата складывается из предсуществующих в сыворотке и плазме крови веществ (TGF-β 1, TGF-β 2, PDGF-AB, VEGF, ИЛ-4, ИФ-γ), и компонентов, концентрация которых увеличивается в результате процессинга клеточного препарата – инкубации клеток в течение 4 ч при 37°С (ИЛ-8) и стимуляции их полиА: У (ИЛ-1, -6, ИФ-α и ФНО-α). Проведенная оценка цитокинового профиля клеточного продукта раскрывает механизмы реализации лечебного эффекта персонализированной клеточной терапии.

Summary

The content of the main pro- and anti- inflammatory cytokines and growth factors in autologous cell products, designed for personalized cell-based therapy in corneal endothelium lesions was studied. It was established that cell product contains substances that mediate the effectiveness of cell therapy. The influence of processing conditions on the concentration of cytokines and growth factors in cell products is clarified. It is established that cytokine profile of the cell product is composed of pre-existing substances in freshly blood serum and plasma (TGF-β 1, TGF-β 2, b-FGF, PDGF-AB, VEGF, IL-4, IF-γ) and those concentration of which increased as a result of processing the cell product - incubation for 4 hours at 37°C (IL-8) and stimulation with polyA: U (IL-1, 6, IF-α and TNF-α). The evaluation of cytokine profile of cell preparation reveals implementation mechanisms of therapeutic effect of personalized cell-based therapy.

Введение

Для лечения заболеваний роговицы, нами предложен метод персонализированной клеточной терапии (ПКТ), заключающийся в инкубации крови пациента со стимулятором синтеза цитокинов и факторов роста (комплексом полиадениловой – полиуридиловой кислот – полиА: У), сборе сыворотки со взвешенными в ней лейкоцитами и введении полученного клеточного препарата (КП) в переднюю камеру глаза [1].

Ранняя послеоперационная буллезная кератопатия и эндотелиальные формы офтальмогерпеса являются одними из наиболее тяжелых поражений роговицы и нередко приводят к слепоте. Несмотря на применение современных лекарственных средств и микрохирургических методов, лечение этих заболеваний часто не дает удовлетворительных результатов [2]. Регенеративная медицина, включающая клеточные технологии, – многообещающее и активно развивающееся направление современной медицины, которое может получить широкое распространение в клинической офтальмологии. Результаты использования ПКТ при лечении перечисленных тяжелых заболеваний роговицы показали её высокую клиническую эффективность [3].

Принято считать, что механизмами обусловливающими эффективность любой клеточной терапии (КТ) являются: а) заместительный механизм, когда введенные клетки физически заполняют собой дефект ткани, восстанавливая её функцию, и б) трофический, когда введенные в зону повреждения компоненты клеточного препарата продуцируют биологически активные вещества и/или модулируют активность клеток тканевой ниши путем паракринных или контактных воздействий [4, 5].

На сегодняшний день нет убедительных экспериментальных доказательств клеточной пластичности, обеспечивающей замещение поврежденных специализированных клеточных популяций через трансдифференцировку, поэтому заместительный механизм действия КТ можно с уверенностью рассматривать только в контексте лечения гематологических заболеваний [6].

В то же время в многочисленных исследованиях показано, что лечебный эффект КТ обеспечивается через выработку КП факторов роста, цитокинов, хемокинов, простагландинов, нейромедиаторов и других биологичестки активных веществ, которые инициируют в патологическом очаге процессы ангиогенеза, ремоделирования матрикса, активации резидентных клеток-предшественников, и осуществляют противовоспалительное и антиапоптотическое действие [7, 8, 9].

Роль цитокинов в физиологических, патологических и регенеративных процессах в тканях глаза активно исследуется [10–14]. Эти вещества применяют для лечения заболеваний роговицы; примером могут служить препараты интерферона, и комплексные цитокиновые препараты [15, 16, 17]. За рубежом широко используют технологию лечения роговичных дефектов и синдрома «сухого глаза» с помощью дериватов крови – сыворотки или плазмы. Полагают, что в этом случае лечебный эффект достигается за счет наличия в этих продуктах растворимых биологически активных субстанций [18, 19].

Терапевтический эффект при использовании клеток фетальной роговицы человека в лечении буллезной кератопатии также связывают со стимуляцией вводимыми клетками интерфероногенеза и синтеза ИЛ-1 клетками тканевой ниши [20].

Для каждого конкретного метода КТ вопрос о механизмах лечебного действия требует отдельного изучения, особенно, когда клетки при получении КП проходят стадию процессинга. При приготовлении клеточного препарата для ПКТ используется стиимулятор клеток – синтетический комплекс полиадениловой-полиуридиловой кислот, структурный аналог двухспиральной вирусной РНК, реализующий свое действие через Toll-like рецепторы 3 и 7 типа (TLR3 и TLR7) [21]. Кроме того, на клетки оказывают влияние и другие процессы – свертывание крови, имитирующее течение раневого процесса, температура 37°С, увеличивающая интенсивность синтетических процессов. Всё это непосредственно влияет на функциональную активность клеток и, как следствие, на цитокиновый спектр КП.

В связи с изложенным целью исследования стало определение в составе КП, используемого нами для лечения болезней глаз, биологически активных веществ – цитокинов и факторов роста, которые могут играть центральную роль в механизмах реализации его терапевтических эффектов, а также оценка влияния условий получения КП на концентрацию этих веществ.