ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТРАНСПЛАНТАЦИИ МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ КЛЕТОК КОСТНОГО МОЗГА У БОЛЬНЫХ ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ СЕРДЦА

Джолдасбекова Алия Утепбаевна

д. м. н., профессор ННМЦ, г. Астана, респ. Казахстан

Е-mail: smail_92@inbox.ru

Федотовских Галина Васильевна

д.м.н.,профессор ННМЦ, г. Астана, респ. Казахстан

Джуманиязов Данияр Зауирович

к.м.н. ННМЦ г. Астана, респ. Казахстан

Попова Надежда Владимировна

д.м.н., профессор ННМЦ, г. Астана, респ. Казахстан

Несмотря на значительный прогресс в диагностике и лечении, большое количество больных, перенесших обширный инфаркт миокарда и оставшихся в живых имеют тяжелое многососудистое поражение коронарных артерий и низкий миокардиальный резерв, составляя группу пациентов с высокой вероятностью развития или уже имеющейся сердечной недостаточностью [1]. В настоящее время возможности лечебной помощи таким пациентам значительно расширились — от медикаментозной коррекции и хирургического вмешательства до регенерационной терапии с использованием стволовых клеток. В отличие от медикаментозного и хирургического методов лечения, которые призваны сохранить и улучшить функцию миокарда без восстановления некротизированных областей, при трансплантации стволовых клеток возможно создание новых устойчивых ростков нормально функционирующей сердечной ткани [2,3]. Помимо способности дифференцироваться в различные типы клеток, включая клетки сердца, они способны также стимулировать ангиогенез [4],что объясняет потенциал широкого клинического применения стволовых клеток в кардиологии. Последнее время приобретает все большую популярность терапия инфаркта миокарда стволовыми мезенхимальными клетками с обнадеживающими результатами экспериментальных работ [6].

Настоящая работа включает клинические исследования, направленные на оценку безопасности и эффективности системного введения мезенхимальных клеток костного мозга при остром инфаркте миокарда с подъемом сегмента ST (STEMI) и с выраженной систолической дисфункцией левого желудочка (EF<40%).

Задачи исследования

1. Изучить безопасность и эффективность трансплантации мезенхимальных клеток костного мозга у больных острым инфарктом миокарда с подъемом сегмента ST (STEMI) и выраженной систолической дисфункцией левого желудочка (EF ≤ 40%).

2. Оценить влияние мезенхимальных клеток костного мозга на структурно-функциональные параметры сердца у пациентов с систолической дисфункцией левого желудочка с фракцией выброса ≤ 40.

Материал и методы исследования

Клинической базой открытого контролируемого исследования являлось кардиологическое отделение Национального научного медицинского центра г. Астаны. Мезенхимальные стволовые клетки (МСК) были предоставлены «STEMEDICA Cell Tech. Inc.» (USA, California), произведены согласно требованиям cGMP и одобрены FDA (USA) для клинического применения. Для оценки морфо-функционального состояния МСК фиксировали в 2,5% растворе глютаральдегида с постфиксацией в 1% растворе четырехокиси осмия, проводили по общепринятой методике и заключали в эпон 812. Полутонкие и ультратонкие срезы получали на ультрамикротоме Leiсa E.M. ИС7. Ультратонкие срезы контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца по Рейнольдсу и изучали в электронном микроскопе Libra-120 (Carl Zeiss). Клинический протокол введения мезенхимальных стволовых клеток был разработан совместно ННМЦ и «STEMEDICA Cell Tech. Inc.» (USA, California) и одобрен FDВ (California, USA).

Схема дизайна исследования представлена на рисунке 1. В качестве модели был использован дизайн открытого неконтролируемого клинического испытания («до — после»).

Рисунок 1. Схема дизайна исследования

Нами было обследовано 25 пациентов (22 мужчин и 3 женщин) с острым инфарктом миокарда с подъемом сегмента ST (STEMI), без сахарного диабета, в возрасте до 60 лет, доставлены в экстренном порядке. Всем больным в первые 2 часа с момента поступления в стационар проведено ЧКВ (чрескоронарное вмешательство и/или тромболизис) со стентированием инфаркт зависимой артерии.

На этапе отбора всем пациентам выполнены следующие исследования согласно протоколу: клинические и биохимические анализы крови, исследование на онкомаркеры, ЭКГ, ЭХОКГ. У всех больных, отобранных для включения в исследование, было получено информированное согласие на участие в исследовании с опредением качества жизни по опроснику.

Критериями исключения из исследования являлись перенесенные ранее: инфаркт миокарда; кардиомиопатия; операции на сердце; критическое клапанное заболевание сердца; заболевание гемопоэтической системы; сердечная недостаточность IV ФК (NYHA); критическое ренальное, легочное, печеночное заболевание, или рак; достоверное поражение более, чем одного из трех главных коронарных сосудов; интракардиальный тромб, заболевание костного мозга

Таблица 1.

Клиническая характеристика групп

Среднее время реканализации, а также распространенность поражения коронарной инфарктзависимой артерии в основной и контрольной группе достоверно не различались. По наличию прединфарктной и ранней постинфарктной стенокардии в сравниваемых группах достоверной разницы не выявлено. В основной группе признаки острой сердечной недостаточности по Killip IV ФК встречались в 2% случаев, тогда как в контрольной группе их не было.

Результаты исследования

Электронно-микроскопическое исследование показало хорошую сохранность всех ультраструктурных компонентов МСК. Клетки имели многочисленные цитоплазматические отростки, отдельные с признаками микроклазматоза. Круглое или овальное ядро, характеризовалось высоким содержанием эухроматина. В гиалоплазме располагались слегка расширенные канальцы гранулярного эндоплаз­матического ретикулума, митохондрии, единичные лизосомы и рибосомы. Отдельные клетки имели очаги просветления цитоплазмы.

Оценка острых эффектов процедуры клеточной терапии показала, что внутривенное введение клеток не вызывало каких-либо серьезных осложнений. Во время процедуры трансплантации, длившейся 2‑2,5 часа, не отмечалось динамики АД и ЧСС. В общем анализе крови, который исследовался в день трансплантации (утром) и через 2 часа после проведения процедуры, у больных отмечено умеренное повышение лейкоцитов, которое уже не регистрировалось в анализе крови, взятом на следующий день после процедуры. Ни у одного больного не было отмечено аллергической реакции.

В основной группе у всех пациентов отмечено субъективное улучшение общего состояния. Если у 54% больных имело место ранняя постинфарктная стенокардия, то после клеточной терапии у 89% пациентов не отмечали ни одного приступа стенокардии. Также в основной группе отмечено достоверное снижение высокочувствительного СРБ в динамике через 3 месяца (25,3±7,1мг/дл; 3,3±1,5 мг/дл, Р<0,001, соответственно). В контрольной группе также имелась тенденция к достоверному снижению, но оставаясь выше нормы (28,7±3,5мг/дл; 13,4±7,3 мг/дл, Р<0,01, соответственно), что подтверждает влияние клеточной терапии на развитие эндотелиальной дисфункции.

При изучении уровня предсердного натрийуретического пептида (Pro-BNP), являющегося самым ранним маркером сердечной недостаточности, в группе с проводимой клеточной терапией (Таблица 2), шло достоверное снижение данного показателя в динамике (862,6±123,5 нг/мл; 119,2±35,7 нг/мл, Р<0,001, соответственно) со значительно меньшими показателями по сравнению с контрольной группой к 3 месяцу (119,2±35,7 нг/мл, 1451±212,8 нг/мл, соответственно). В группе,где не проводилась клеточная терапия, отмечалось значительное повышение данного показателя через три месяца (998±113,7 нг/мл; 1451±212,8 нг/мл, соответственно, Р<0,001), что свидетельствует о раннем развитии систолической дисфункции левого желудочка.

Анализ параметров сердечной функции по данным ЭХОКГ показал, что исходные параметры насосной функции сердца — фракция выброса левого желудочка (ФВЛЖ) — по исследуемым группам составила 38% (38,1±6,1 и 37,9±7,1, соответственно). Через 3 месяца после клеточной терапии значение ФВЛЖ достоверно увеличилось на 33,7%, составляя 57,5%. В контрольной группе, где не проводилась клеточная терапия, ФВЛЖ выросла на 16,7% , составляя 45,5%. Также у пациентов после клеточной терапии отмечалось значимое уменьшение объемов левого желудочка уже к 3 месяцу- КСО ЛЖ(69,2±8,6мл и 46,7±6,3 соответственно, Р<0,001). Уменьшение КДО проходило от 146,4±13,3 мл исходно до 115,9±21,4мл через 3 месяца (Р<0,05). Отмечено, что на фоне клеточной терапии шло достоверное уменьшение ассинергических сегментов левого желудочка.

Таблица 2.

Динамика показателей через 3 месяца после введения МСК

Примечание: *— достоверная разница в основной группе исходно и через 3 месяца;

** — достоверная разница в контрольной группе исходно и через 3 месяца

В контрольной группе, где клеточная терапия не проводилась, отмечалось увеличение КСО и КДО к 3 месяцу, со снижением фракции выброса левого желудочка. Функциональный класс ХСН в группе без клеточной терапии в среднем соответствовал 3,1±0,3, тогда как после клеточной терапии —1,5±0,7 (Р<0,05), что свидетельствует о нарастании систолической дисфункции левого желудочка с расширением полостей сердца и развитием хронической сердечной недостаточности.

По данным Iso et al.(2007) также было показано, что внутривенное введение мезенхимальных стволовых клеток позволяет улучшить функциональные показатели сердца через 3 недели после инфаркта миокарда, что объясняется транзиторным паракринным воздействием введенных клеток, способствующим защите кардиомиоцитов и эндотелиальных клеток от гибели и стимуляции ангиогенеза (7). Общий регенераторный эффект трансплантации МСК может быть обусловлен также и их противовоспалительным влиянием. В работе Lee et al.(2009) было показано, что МСК, осевшие после внутривенной трансплантации в легких, способны активироваться и начать секрецию противовоспалительного белка TSG-6 (8). Учитывая, что хронический воспалительный процесс считается важным аспектом прогрессирования атеросклероза, противовоспалительное воздействие МСК может оказаться эффективным для улучшения сердечно-сосудистого прогноза. Кроме того, системное введение МСК способно к секреции и других факторов, обладающих антиапоптотическим и ангиогенным эффектом, оказывая благотворное влияние на поврежденный миокард [6].

Выводы

1.Трансплантация аллогенных мезенхимальных стволовых клеток при остром инфаркте миокарда с подъемом сегмента ST после чрескожного вмешательства, является безопасной и хорошо переносимой процедурой.

2.Сочетание реваскуляризации миокарда с введением МСК при остром коронарном синдроме приводит к улучшению общей и локальной сократительной функции миокарда, а также нормализации процессов систолического и диастолического наполнения левого желудочка.

Список литературы:

1.Lough J., Sugi Y.. Endoderm and heart development // Dev. Dyn. — 2000. — V.217. — P.327‑42.

2.Nakamura T., Schneider M.D. The way to a human’s heart is through the stomach: visceral endoderm-like cells drive human embryonic stem cells to a cardiac fate // Circulation. — 2003. — V.107. — P.2638-9.

3.Sugi Y., Markwald R.R. Endodermal growth factors promote endocardial precursor cell formation from precardiac mesoderm // Dev. Biol. — 2003. — V.263. — P.35‑49.

4.Eisenberg L.M., Moreno R. Multiple stem cell populations contribute to the formation of the myocardium // Ann N Y Acad Sci. — 2005. — V.1047. — P. 38‑49.

5.Orlic D., Kajstura J. Quaini F. et al. Mobilized bone marrow cells repair the infracted heart, improving function and survival // Proc Natl Acad Sci U S A. — 2001. — V. 98. — P.10344-9.

6.Головкин А.С., Великанова Е.А., Матвеева В,Г. и др. Оценка механизмов терапии инфаркта миокарда стволовыми мезенхимальными клетками в эксперименте // Стволовые клетки и регенеративная медицина. — 2011. — 318с.

7.Iso Y., Spees J.L., Serano C.et al. Multipotent human stromal cells improve cardiac function after myocardial infarction in mice without long-term engraftment. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007; 354(3):700-6.

8.Lee R.H., Pulin A.A., Seo M.J. et al. Intravenous hMSCs improve myocardial infarction in mice because cells embolized in lung are activated to secrete the anti inflommatory protein TSG-6. Cell.Stem.Cell. 2009; 5(1): 54‑63.