Терапия стволовыми клетками при травмах сухожилий конского сгибателя

2024 Автор: Roxanne Bryan | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 10:15

SDFT травмы у лошадей и регенеративной медицины

Повреждения поверхностного цифрового сгибательного сухожилия (SDFT) являются значительным источником хромоты и снижения атлетизма в конной спортивной индустрии, с описанной распространенностью от 8 до 43% у чистокровных скаковых лошадей (Dowling, 2000). Это связано с высокой распространенностью этих травм, продолжительным периодом выздоровления и высокой частотой рецидивов. Травмы SDFT заживают медленно, 20-60% травмированных скаковых лошадей возвращаются к полной спортивной способности, но до 80% травмированных скаковых лошадей поддаются повторным травмам (Dowling, 2000). Эта тенденция к медленному излечению и построению механически меньшего внеклеточного матрикса, вероятно, обусловлена тем фактом, что сухожилия имеют минимальную васкуляризацию, представляют клетки с пониженным митотическим действием и имеют мало клеток-предшественников, существующих в тканях. Недавние исследования мезенхимальных стволовых клеток (МСК) выявили потенциальную возможность использования регенеративной медицины в качестве потенциального нового метода лечения повреждений СДПТ.

Структура сухожилия у лошади

Сухожилия состоят в основном из воды (~ 70%); остальные 30% содержат коллаген и матрицу без коллагена. В нормальных сухожилиях сгибателей наиболее распространен коллаген I типа. Типы II, III, IV и V также существуют, хотя и в меньших количествах в более специфических позициях внутри сухожилия. Тип II может быть расположен в костных вставках и областях, где сухожилие изменяет направления, чтобы покрыть костную проекцию, и предназначен для того, чтобы выдерживать сжатие и растяжение. Типы III, IV и V встречаются только в базальных мембранах и эндотендоне. Молекулы коллагена организованы в микрофибриллы, субфибриллы и фибриллы и далее подразделяются на пучки, которые слабо разделены перегородками эндотенона, а оставшаяся матрица состоит из теноцитов и гликопротеинов. Типы клеток I, II и III были обнаружены в пучках сухожилий лошадей. Распределение этих клеток различается с возрастом и может быть в основном связано с синтезом внеклеточного матрикса. В нормальных SDFT было обнаружено несколько гликозаминогликанов, включая хондроитинсульфат, кератансульфат, дерматансульфат, гепарин, гепаринсульфат и гиалуроновую кислоту. Протеогликансдекорин, фибромодулин и бигликан встречаются по всему SDFT и влияют на функции теноцитов, фибриллогенез коллагена и размерное расположение волокон; это влияет на прочность сухожилия. Протеогликаны также потенциально играют роль в сдерживании факторов роста в коллагеновой матрице.

Сухожилия состоят в основном из воды (~ 70%); остальные 30% содержат коллаген и матрицу без коллагена.

Общие травмы сухожилия лошади

Природные повреждения сухожилий описываются как «растяжение, проскальзывание и разрыв фибриллы с последующим фибрилолизом», что связано с «высвобождением ферментов из поврежденных фибробластов и воспалительных клеток» (Dowling, 2000). Именно здесь начинается процесс заживления, за которым следуют основные фазы воспаления, пролиферации, ремоделирования и созревания. Коллаген типа III первым интегрируется в месте повреждения, образуя межфибриллярные поперечные связи, которые обеспечивают раннюю прочность и стабильность в месте повреждения. Вскоре развиваются повышенные количества коллагена типа IV и типа V. После этих острых фаз наиболее заметными становятся коллагеновые волокна типа I, а свободные коллагеновые фибриллы типа I и типа III появляются в несколько меньших количествах примерно до 6 месяцев после травмы. Впоследствии снова преобладают коллагеновые фибриллы I типа, что свидетельствует о непрерывном ремоделировании и нормализации заживающей ткани. Аномально высокие уровни коллагена типа III и отсутствие каких-либо прямолинейных сборок могут присутствовать в срок до четырнадцати месяцев после травмы. В волокнистой рубцовой ткани аномальное расположение и состав матрикса, который имеет даже более слабую биомеханику по сравнению со средней тканью сухожилия, и сниженную скорость заживления, как полагают, являются причиной повышенной скорости повторного повреждения SDFT. Для получения дополнительной информации о сухожилиях лошадей и общих травмах сухожилий (за исключением удушья), я рекомендую обратиться к

Howell Equine Справочник по травмам сухожилий и связок.

Текущие варианты терапии в медицине лошадей

В настоящее время существует несколько вариантов лечения повреждений, вызванных SDFT. Эти варианты терапии можно разделить на физическую, фармакологическую, хирургическую терапию. Физиотерапия существует в виде обледенения, холодной гидротерапии, перевязки под давлением и отдыха в стойле, и считалась краеугольным камнем на начальных этапах лечения травмы SDFT, чтобы уменьшить воспаление и уменьшить вероятность дальнейшего повреждения. Физиотерапия часто используется в сочетании с лекарственной терапией. Схемы лекарственной терапии обычно включают противовоспалительные средства, гиалуронат натрия, полисульфатированные гликозаминогликаны и бета-аминопропионитрилфумарат. Корректирующие хирургические варианты в настоящее время включают вспомогательную десмотомию связок, чрескожное расщепление сухожилий, синтетические имплантаты сухожилий и противодействие раздражению. Другие, менее изученные варианты терапии включают терапевтическое ультразвуковое исследование низкой интенсивности, низкочастотную инфракрасную лазерную терапию и терапию электромагнитным полем. Результаты такого лечения были разнообразны, поскольку было минимально очевидных данных о том, что любой из вышеупомянутых вариантов терапии неизменно имел надежные или долгосрочные преимущества. Это, вероятно, частично из-за широкого разнообразия методов терапии и предпочтений среди ветеринаров и владельцев.

Физиотерапия существует в виде обледенения, холодной гидротерапии, перевязки под давлением и отдыха в стойле, и считалась краеугольным камнем на начальных этапах лечения травмы SDFT, чтобы уменьшить воспаление и уменьшить вероятность дальнейшего повреждения.

Мезенхимальная терапия стволовыми клетками (MSC) в медицине лошадей

Мезенхимальные стволовые клетки представляют собой негематопоэтические многокомпонентные стволовые клетки, имеющие значение для использования в терапии ортопедических повреждений у лошадей. Стволовые клетки подразделяются на эмбриональные или взрослые, в зависимости от уровня развития их донора. Для целей данного исследования основное внимание здесь будет уделено взрослым клеткам. Взрослые стволовые клетки представляют собой обычно проживающие популяции клеток, обнаруживаемых в тканях каждого типа, и помогают обеспечить правильную форму органа в ходе регулярных процессов клеточного обмена. Эти стволовые клетки также обладают способностью дифференцироваться в другие типы клеток из тканей различного происхождения при необходимости, что называется клеточной пластичностью. Использование MSC для регенерации тканей впервые было продвинуто на основе этой идеи клеточной пластичности; поврежденные ткани будут непосредственно стимулироваться инъекцией MSC, клетки заселяют место повреждения, дифференцируются в соответствующий тип клеток для этой ткани, и начинается регенерация. Позже было обнаружено, что эти клетки также будут стимулировать регенерацию опосредованно, продуцируя биоактивные трофические и иммуномодулирующие факторы.

Жировая ткань и костный мозг являются двумя наиболее распространенными источниками МСК, применяемыми в медицине лошадей, хотя такие источники, как периферическая кровь и пуповинная кровь, приобретают все большую популярность, поскольку они менее инвазивны. По сравнению с человеческими MSC, в настоящее время отсутствуют стандарты характеристик для MSC животного происхождения. Поэтому различные компании используют различные методы для характеристики МСК животных, что затрудняет сравнение результатов исследований и клинических результатов методов МСК, используемых у лошадей.В то время как МСК животных можно классифицировать по их способности прилипать к пластикам и дифференцироваться, их поверхностная экспрессия антигена все еще не легко идентифицируется. Эта ограниченная доступность специфических антител в ветеринарной медицине ограничивает возможности истинного иммунофенотипирования МСК.

Результаты современных исследований MSC

В 2003 году впервые было определено использование MSC для лечения травм сухожилий лошадей, и было опубликовано всего пять научных статей по этому вопросу (Van de Walle, 2016). После этого случая использование MSC в регенеративной медицине лошадей резко возросло, и тысячи лошадей в настоящее время лечатся этим методом. Тем не менее, эффективность терапии МСК у лошадей все еще остается неясной, поскольку подходящие контрольные группы не всегда используются, а другие биологические факторы часто используются в сочетании со стволовыми клетками. Тем не менее, предыдущие исследования продемонстрировали положительную связь между терапией мезенхимальными стволовыми клетками и здоровой регенерацией сухожилий при повреждениях SDFT, при этом некоторые демонстрируют снижение частоты повторного повреждения (Badial, 2013; Carvalho, 2011; Godwin, 2013; Guercio, 2015; Smith 2003).

В исследовании 2013 года, в частности, использовались те же методы, что и в этом исследовании. В этом предыдущем исследовании поражения были индуцированы с использованием инъекции коллагеназного геля в пястную область SDFT восьми лошадей смешанных пород. Лошадей в группе лечения лечили межзубными инъекциями мезенхимальных стволовых клеток, полученных из жировой ткани, суспендированной в концентрате тромбоцитов. После шестнадцати недель лечения были проведены биопсии для гистопатологического, иммуногистохимического анализа и анализа экспрессии генов. Результаты этого исследования продемонстрировали, что использование мезенхимальных стволовых клеток и концентрата тромбоцитов предотвращало прогрессирование поражений сухожилий, приводило к превосходному расположению клеток и уменьшало воспаление по сравнению с контрольной группой. (Badial, 2013)

В исследовании, проведенном в 2014 году с участием девяти лошадей с ранее существовавшими повреждениями SDFT, были отмечены признаки репаративных процессов в тканях после лечения после использования жировых стволовых клеток в качестве метода лечения (Guercio, 2014). В двухлетнем исследовании, проведенном в 2012 году, на 141 принадлежащих клиенту скаковых лошадях с ранее существовавшими травмами использовались стволовые клетки, полученные из костного мозга, а не из жировых клеток, но не было отмечено неблагоприятных последствий лечения; однако наблюдалось значительное снижение показателей повторного травмирования среди скаковых лошадей (Godwin, 2012).

Хотя все предыдущие исследования пытались наблюдать взаимосвязь между повреждениями SDFT и мезенхимальными стволовыми клетками, в этом исследовании есть много смешанных факторов и много очевидных пробелов. В некоторых исследованиях не использовалось достаточное количество предметов для предоставления убедительных доказательств, в других использовался широкий спектр пород, возрастов, полов и спортивных дисциплин. Другие используют различное количество стволовых клеток и интервалы лечения. Возможно, самым большим смущающим фактором является то, что в большинстве этих исследований использовались лошади с ранее существовавшими травмами, создававшими большие различия в размере травмы, степени тяжести, продолжительности и т. Д., И не удалось определить, были ли эти факторы связаны с результатами. Используя более широкую группу лошадей с ограничением по возрасту, полу, породе и дисциплине, предварительно установленное количество стволовых клеток, конкретную травму, план лечения и интервал лечения, а также стремясь установить взаимосвязь между этими факторами и результатами Новые исследования должны быть направлены на уменьшение мешающих факторов и получение более убедительных доказательств. На данный момент необходимы дополнительные исследования для изучения эффектов терапии стволовыми клетками у лошадей.