123RF
Techniki leczenia ran stopy cukrzycowej przy użyciu komórek macierzystych
Redaktor: Iwona Konarska
Data: 23.05.2022
Źródło: Mastrogiacomo M, Nardini M, Collina MCh, Di Campli C, Filaci G, Cancedda R, Odorisio T Innovative Cell and Platelet Rich Plasma Therapies for Diabetic Foot Ulcer Treatment: The Allogeneic Approach Front Bioeng Biotechnol. 2022 May 2;10:869408. doi: 10.3389/fbioe.2022.869408
Naukowcy i klinicyści dokonali metaanalizy prac zawierających wyłącznie ukończone terapie, terapie doświadczalne oraz studia przypadków z ośrodków klinicznych na całym świecie.
Częstość występowania owrzodzeń skóry i koszt ich leczenia są bardzo wysokie.
W krajach uprzemysłowionych szacuje się, że do 2 proc. populacji doświadczy ran przewlekłych w ciągu swojego życia. Wśród nich istotne są rany wynikające z owrzodzenia kończyn dolnych, stanowiące poważny problem kliniczny, szczególnie u pacjentów z cukrzycą typu 2.
W Europie Zachodniej na cukrzycę choruje 5-7 proc. populacji, ale oczekuje się, że liczba ta wzrośnie znacznie w najbliższych 20 latach, co związane jest ze starzeniem się społeczeństw tych krajów. Tymczasem, według klinicystów, u 25 proc. diabetyków rozwinie się owrzodzenie.
Trudne gojenie się tego typu ran i ich przewlekłość wynikają z kilku czynników, przy czym główną rolę odgrywają: infekcje rany, rozregulowana odpowiedź zapalna, istotnie zwiększony stres oksydacyjny, upośledzona angiogeneza, starzenie się komórek i nieprawidłowe odkładanie się macierzy zewnątrzkomórkowej. Te mechanizmy patogenetyczne w dużej mierze są wspólne dla owrzodzeń żylnych i tętniczych, gdzie niedostateczne zaopatrzenie w tlen i składniki odżywcze leżą u podstaw zaburzonego gojenia i bardzo osłabionej regeneracji.
Dodatkowo przy cukrzycy podwyższone poziomy glukozy wywołują specyficzną odpowiedź patogenetyczną z powodu glikacji molekularnej.
Zespół naukowców włoskich z Università degli Studi di Genova postanowił porównać najnowsze rozwiązania oparte na komórkach macierzystych i osoczu bogatopłytkowym, stosowane w terapii ran przewlekłych, zwłaszcza ran stopy cukrzycowej.
Metaanaliza ujawniła, że istnieje kilka standardów terapii ran przewlekłych stopy cukrzycowej. Stosunkowo często stosowane są przeszczepy skóry - w procesie gojenia i przyjmowania się przeszczepu używane są pluripotentne komórki macierzyste.
Technika ta ma jednak sporo ograniczeń wynikających m.in. z konieczności leczenia rany przed przeszczepem oraz jej rozległości i głębokości.
W kilku badaniach klinicznych stwierdzono, że zastosowanie autologicznych keratynocytów i fibroblastów skór sprzyja gojeniu się wrzodów cukrzycowych. W badaniach dotyczących małej grupy pacjentów z głębokimi owrzodzeniami cukrzycowymi (stopień 3 w klasyfikacji Wagnera) przeszczepy autologicznych fibroblastów wywołały całkowitą reepitelializację, bez nawrotu przez co najmniej dwa lata. Podobnie okres przyspieszonego gojenia ran uzyskano w badaniu pilotażowym z keratynocytami, lecz także dotyczyło ono małej grupy pacjentów.
Komórki progenitorowe pochodzenia mezodermalnego, zwane również mezenchymalnymi komórkami macierzystymi (MSC), znajdują się w wielu tkankach, w tym w skórze właściwej i przydatkach skóry.
Najczęściej używanymi do wspomagania gojenia ran cukrzycowych były autologiczne MSC pochodzące ze szpiku kostnego (BM-MSC). Użycie BM-MSC zarówno w badaniach przedklinicznych, jak i klinicznych pokazywało znaczne przyspieszenie gojenia się ran stóp cukrzycowych, ale ich pochodzenie stanowi istotną barierę dla stosowania tej techniki.
Inaczej z MSC pochodzącymi z tkanki tłuszczowej (AD-MSCs). Wykazują one właściwości podobne do BM-MSC, jednak w przeciwieństwie do szpiku kostnego tkanka tłuszczowa jest łatwo dostępna i uzyskanie z niej komórek macierzystych jest prostsze.
Innym typem komórek macierzystych stosowanych w terapii ran przewlekłych, zwłaszcza stopy cukrzycowej, są indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC).
Uzyskuje się je ze zróżnicowanych dorosłych komórek po wymuszeniu ekspresji genów kodujących czynniki transkrypcyjne, nadające fenotyp pluripotencjalnych komórek macierzystych.
iPSC pochodzące z fibroblastów skóry stosowano na niewielką skalę w nieinwazyjnej terapii komórkowej w przewlekłych ranach stopy cukrzycowej. Terapia ta jednak ma charakter ograniczony, metodologia uzyskiwania komórek jest wyrafinowana, zaś iPSC są produkowane tylko w wyspecjalizowanych laboratoriach.
Osobną techniką leczenia ran przewlekłych komórkami macierzystymi i progenitorowymi jest traktowanie ich jak wehikułów, uwalniających w obszarze poddanym terapii mikropęcherzyków (MV) niosących różne biomolekuły, w tym białka, kodujące i niekodujące RNA i lipidy. Zwłaszcza dotyczy to wydzielanych przez mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) egzosomów, co już przetestowano na poziomie przedklinicznym jako narzędzia do terapii komórkowej w gojeniu się ran przewlekłych.
Z kolei ludzkie komórki nabłonka owodni pochodzące z ektodermy embrionu, posiadające cechy komórek macierzystych wraz ze standardowymi metodami leczenia ran stopy cukrzycowej, wykazywały już w badaniach klinicznych znaczne przyspieszenie gojenia, ale technika ta była stosowana jedynie na małej grupie pacjentów.
Stosunkowo nową techniką jest stosowanie osocza bogatopłytkowego pochodzącego z krwi allogenicznej. Pozwala to na wyleczenie także trudnych w terapii i wolno gojących się wrzodów, których nie można wyleczyć metodami standardowymi.
Ta technika nie jest droga; zdaniem badaczy dokonujących metaanalizy to ona ma największe szanse na szybkie wejście do terapii trudno gojących się ran stopy cukrzycowej.
Opracował Marek Meissner
W krajach uprzemysłowionych szacuje się, że do 2 proc. populacji doświadczy ran przewlekłych w ciągu swojego życia. Wśród nich istotne są rany wynikające z owrzodzenia kończyn dolnych, stanowiące poważny problem kliniczny, szczególnie u pacjentów z cukrzycą typu 2.
W Europie Zachodniej na cukrzycę choruje 5-7 proc. populacji, ale oczekuje się, że liczba ta wzrośnie znacznie w najbliższych 20 latach, co związane jest ze starzeniem się społeczeństw tych krajów. Tymczasem, według klinicystów, u 25 proc. diabetyków rozwinie się owrzodzenie.
Trudne gojenie się tego typu ran i ich przewlekłość wynikają z kilku czynników, przy czym główną rolę odgrywają: infekcje rany, rozregulowana odpowiedź zapalna, istotnie zwiększony stres oksydacyjny, upośledzona angiogeneza, starzenie się komórek i nieprawidłowe odkładanie się macierzy zewnątrzkomórkowej. Te mechanizmy patogenetyczne w dużej mierze są wspólne dla owrzodzeń żylnych i tętniczych, gdzie niedostateczne zaopatrzenie w tlen i składniki odżywcze leżą u podstaw zaburzonego gojenia i bardzo osłabionej regeneracji.
Dodatkowo przy cukrzycy podwyższone poziomy glukozy wywołują specyficzną odpowiedź patogenetyczną z powodu glikacji molekularnej.
Zespół naukowców włoskich z Università degli Studi di Genova postanowił porównać najnowsze rozwiązania oparte na komórkach macierzystych i osoczu bogatopłytkowym, stosowane w terapii ran przewlekłych, zwłaszcza ran stopy cukrzycowej.
Metaanaliza ujawniła, że istnieje kilka standardów terapii ran przewlekłych stopy cukrzycowej. Stosunkowo często stosowane są przeszczepy skóry - w procesie gojenia i przyjmowania się przeszczepu używane są pluripotentne komórki macierzyste.
Technika ta ma jednak sporo ograniczeń wynikających m.in. z konieczności leczenia rany przed przeszczepem oraz jej rozległości i głębokości.
W kilku badaniach klinicznych stwierdzono, że zastosowanie autologicznych keratynocytów i fibroblastów skór sprzyja gojeniu się wrzodów cukrzycowych. W badaniach dotyczących małej grupy pacjentów z głębokimi owrzodzeniami cukrzycowymi (stopień 3 w klasyfikacji Wagnera) przeszczepy autologicznych fibroblastów wywołały całkowitą reepitelializację, bez nawrotu przez co najmniej dwa lata. Podobnie okres przyspieszonego gojenia ran uzyskano w badaniu pilotażowym z keratynocytami, lecz także dotyczyło ono małej grupy pacjentów.
Komórki progenitorowe pochodzenia mezodermalnego, zwane również mezenchymalnymi komórkami macierzystymi (MSC), znajdują się w wielu tkankach, w tym w skórze właściwej i przydatkach skóry.
Najczęściej używanymi do wspomagania gojenia ran cukrzycowych były autologiczne MSC pochodzące ze szpiku kostnego (BM-MSC). Użycie BM-MSC zarówno w badaniach przedklinicznych, jak i klinicznych pokazywało znaczne przyspieszenie gojenia się ran stóp cukrzycowych, ale ich pochodzenie stanowi istotną barierę dla stosowania tej techniki.
Inaczej z MSC pochodzącymi z tkanki tłuszczowej (AD-MSCs). Wykazują one właściwości podobne do BM-MSC, jednak w przeciwieństwie do szpiku kostnego tkanka tłuszczowa jest łatwo dostępna i uzyskanie z niej komórek macierzystych jest prostsze.
Innym typem komórek macierzystych stosowanych w terapii ran przewlekłych, zwłaszcza stopy cukrzycowej, są indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC).
Uzyskuje się je ze zróżnicowanych dorosłych komórek po wymuszeniu ekspresji genów kodujących czynniki transkrypcyjne, nadające fenotyp pluripotencjalnych komórek macierzystych.
iPSC pochodzące z fibroblastów skóry stosowano na niewielką skalę w nieinwazyjnej terapii komórkowej w przewlekłych ranach stopy cukrzycowej. Terapia ta jednak ma charakter ograniczony, metodologia uzyskiwania komórek jest wyrafinowana, zaś iPSC są produkowane tylko w wyspecjalizowanych laboratoriach.
Osobną techniką leczenia ran przewlekłych komórkami macierzystymi i progenitorowymi jest traktowanie ich jak wehikułów, uwalniających w obszarze poddanym terapii mikropęcherzyków (MV) niosących różne biomolekuły, w tym białka, kodujące i niekodujące RNA i lipidy. Zwłaszcza dotyczy to wydzielanych przez mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) egzosomów, co już przetestowano na poziomie przedklinicznym jako narzędzia do terapii komórkowej w gojeniu się ran przewlekłych.
Z kolei ludzkie komórki nabłonka owodni pochodzące z ektodermy embrionu, posiadające cechy komórek macierzystych wraz ze standardowymi metodami leczenia ran stopy cukrzycowej, wykazywały już w badaniach klinicznych znaczne przyspieszenie gojenia, ale technika ta była stosowana jedynie na małej grupie pacjentów.
Stosunkowo nową techniką jest stosowanie osocza bogatopłytkowego pochodzącego z krwi allogenicznej. Pozwala to na wyleczenie także trudnych w terapii i wolno gojących się wrzodów, których nie można wyleczyć metodami standardowymi.
Ta technika nie jest droga; zdaniem badaczy dokonujących metaanalizy to ona ma największe szanse na szybkie wejście do terapii trudno gojących się ran stopy cukrzycowej.
Opracował Marek Meissner
Current Topics in Diabetes
