Восстановление миокарда. Стволовые клетки в лечении сердечной недостаточности
Сердечная недостаточность может развиться вследствие гибели или дисфункции КМЦ, что приводит к ремоделированию ЛЖ и сердечной декомпенсации. Замещение мертвых или плохо функционирующих КМЦ путем клеточной терапии представляет собой новый, логически обоснованный вариант лечения СН. Как будет сказано в дальнейшем, клеточная терапия приводит к истинной регенерации за счет возобновления пула функционально активных КМЦ или может способствовать восстановлению функции сердца за счет поддержки неоангиогенеза и/или усиления естественных цитопротективных механизмов, благоприятно влияя на процессы ремоделирования. Многообещающие результаты в виде клеточного кардиомиогенеза, неоваскуляризации и дополнительных эффектов, связанных с клеточной терапией, по отдельности или в сочетании друг с другом предлагают новые виды комбинированной терапии, основанной на патофизиологии заболевания.
Существует два типа стволовых клеток (СК): эмбриональные СК (ЭСК) и зрелые СК (ЗСК). ЭСК обладают потенциалом увеличения количества всех типов клеток человеческого организма и способны формировать органы и ткани. Большинство ЗСК более специфичны (линейно дифференцированы), и их использование в целях органогенеза еще не изучено. ЭСК происходят из внутреннего слоя ранних эмбриональных трофобластов и могут в чистом виде образовать недифференцированную клеточную культуру. При изменении условий культивирования (техника висящей капли) эти клетки объединяются и образуют эмбриональные тельца (раннюю эмбриональную ткань, состоящую из трех герминогенных слоев). В составе эмбриональных телец 5-10% ЭСК спонтанно дифференцируются в КМЦ.
Функционально активные КМЦ были получены из мышиных ЭСК, а также из человеческих ЭСК, хотя свойства Е-С-соединений у последних отличаются от клеток зрелого миокарда. КМЦ, полученные из ЭСК, имеют такую же макромолекулярную саркометрическую организацию, кальциевые включения, ионные потоки, функциональную и анатомическую интеграцию с соседними КМЦ, электрическую проводимость и ритмогенную активность.
Все эти данные показывают, что ЭСК спонтанно дифференцируются в полностью функционально активные КМЦ, подобные фетальным КМЦ in vitro. Полученные in vitro данные дают возможность предположить, что ЭСК являются идеальными кандидатами для восстановления миокарда in vivo, но исследования на животных выявили дозозависимое образование опухолей, в частности тератокарциномы, после трансплантации ЭСК у мышей. В настоящее время проходят тестирование некоторые стратегии, направленные на специфический отбор дифференцированных КМЦ с целью отсеивания высокопролиферированных ЭСК, имеющих тенденцию к формированию опухолей. Дополнительная проблема связана с иммуногенной активностью ЭСК при аллогенном применении. Остается неясным, будет ли низкая иммунная активность сохраняться при дифференциации и функциональной интеграции ЭСК в человеческом сердце в течение длительного времени, как это было показано в эксперименте.
Таким образом, безопасность трансплантации ЭСК остается нерешенной задачей. К ЗСК относятся по крайней мере 3 различные группы СК: вышедшие из КМ; циркулирующие в пуле крови, или клетки-предшественники (Кп), которые частично исходят из КМ; зарезервированные в тканях (см. рис. 29-1). СК из КМ наиболее хорошо изучены и были использованы в большинстве клинических испытаний. КМ содержит весь комплекс клеток-предшественников, включая гематопоэтические СК (ГСК), так называемые клетки боковой популяции (SP-клетки, имеющие экспрессию транспортера Abcg2, который допускает экспорт красителя Hoechst), мезенхимальные СК (МСК), или стромальные клетки, и мультипотентные зрелые клетки-предшественники как подгруппу МСК. Выделенные из крови Кп были открыты в ходе поиска проангиогенных клеток для терапевтического сосудистого неогенеза.
Asahara и Isner выделили эндотелиальные клетки-предшественники (ЭКп) со способностью к формированию новых кровеносных сосудов и повышению неоваскуляризации после ишемии. На основании предположения, что подобные клетки могут являться зрелыми гемангиобластами, их типировали по экспрессии гематопоэтических маркеров CD133+ или CD34+, а также эндотелиальных маркеров к рецептору 2 сосудистого эндотелиального фактора роста (vascular endothelial growth factor, VEGF) — VEGF-рецептору 2 (KDR или flk-1). Однако совершенно очевидно, что эти циркулирующие Кп (особенно если их культивируют in vitro) имеют несколько разновидностей. Некоторые клетки могут иметь клоногенный потенциал и признаки СК.
Другие, включая отдаленные миелоидные субпопуляции, представляют собой преимущественно проангиогенные клетки и имеют дополнительную способность к дифференциации в эндотелиальные клетки. Миелоидные клетки также способны участвовать в мышечной регенерации путем слияния. Это указывает на то, что развитие миелоидной субпопуляции может идти различными путями. Еще одним источником ЭКп является пуповинная кровь, которая обогащена ЭКп с расширенным клоногенным ресурсом.
