Мезенхимальные стволовые клетки сегодня используются в терапии самых разных патологий. Однако сотрудники Центра мозга Института физиологии НАН Беларуси совместно с клиницистами РНПЦ неврологии и нейрохирургии заинтересовались их применением в лечении социально значимых заболеваний. Прежде всего поражений головного мозга — ЧМТ, ишемического и геморрагического инсульта. Ведь доля их в общей структуре заболеваемости во всем мире остается высокой.
Лечение стволовыми клетками
Движение по нервам
К примеру, ежегодно в Беларуси инсульт случается более чем у 30 тысяч человек. При этом к трудовой деятельности возвращаются лишь 20 % пациентов. Из основных осложнений — парез конечностей (75 %), нарушение самостоятельной ходьбы (50 %). Около 20 % пациентов сталкиваются с когнитивными нарушениями различной степени.
Однако проблема заключается не только в высоком проценте заболеваемости ЧМТ и инсультами, но и в отсутствии эффективных методов восстановления работоспособности у таких пациентов. Учитывая возможности клеточных технологий, ученые Института физиологии НАН Беларуси предложили использовать их в терапии поражений головного мозга.
По словам заместителя директора по научной работе института, академика НАН Беларуси, руководителя Центра мозга Владимира Кульчицкого, стволовые клетки присутствуют в различных отделах человеческого мозга. Однако их потенциала недостаточно для восстановления поврежденных участков в случаях тяжелых поражений. Соответственно, чтобы запустить этот процесс, требуется большее число клеток.
Как правило, при лечении различных заболеваний мезенхимальные стволовые клетки вводятся в кровеносное русло. С кровью они достигают патологического очага и обеспечивают терапевтический эффект наряду с другими видами лечения. Когда же речь идет о головном мозге, то таким образом осуществить их доставку в большом количестве в полость черепа очень трудно. Преодолев гематоэнцефалический и другие барьеры, до цели доходит лишь 0,02 % клеток. Малоэффективно и введение с использованием спинномозговой пункции. А проведение для этих целей трепанации черепа связано с дополнительной операцией у тяжелобольного пациента.
Владимир Кульчицкий:
– В течение 4 лет мы выполняли предварительные эксперименты в рамках подготовки кандидатских диссертаций нашими сотрудниками. Как известно, ядра нервных клеток находятся в головном мозге, а отростки их идут на периферию и иннервируют разнообразные участки кожи, слизистых полостей рта и носа. Нужно было проверить гипотезу о миграции мезенхимальных стволовых клеток вдоль нервных волокон в полость черепа. Было доказано, что оптимальный в данном случае «участок» для введения — полость носа, в которой находятся несколько мозговых нервов. Но нас интересовали обонятельный и тройничный нервы. Ядра первого расположены в передней черепной ямке, а второго — в задней. Соответственно, по обонятельному нерву стволовые клетки достигают больших полушарий, а по тройничному — ствола головного мозга и мозжечка. Это так называемый соматотопический принцип. И его важно учитывать, чтобы клетки максимально достигали патологического участка.
Каков же был эффект от клеточной терапии? В рамках эксперимента ученые установили, что лабораторные крысы, у которых развился паралич в результате смоделированной травмы головного мозга, уже через 24–48 часов после введения стволовых клеток возобновляли двигательную активность. И в дальнейшем их состояние почти не отличалось от дооперационного либо от состояния здоровых особей. Эти данные были опубликованы в нескольких зарубежных журналах.
Тандем терапий ставит на ноги
Следующим этапом стало возможное применение мезенхимальных стволовых клеток при поражениях головного мозга в клинической практике. Среди немногих, кого убедили данные белорусских ученых, был нейрохирург, заместитель директора по научной работе РНПЦ неврологии и нейрохирургии, член-корреспондент НАН Беларуси Юрий Шанько. Вместе с ним ученые обратились в Минздрав, который поддержал эту довольно рискованную технологию. Для оценки клинической эффективности методики в ведомстве была создана комиссия, в состав которой вошли представители различных специальностей — всего около 20 человек. Эксперты заключили, что применение клеточной терапии при поражениях головного мозга имеет место в клинической практике наряду с классическими методами.
В результате были разработаны клинические протоколы и инструкции по применению мезенхимальных стволовых клеток для лечения пациентов с ЧМТ и инсультами. Методику использовали на базе РНПЦ неврологии и нейрохирургии, ГКБСМП и Минского НПЦ хирургии, трансплантологии и гематологии.
Введение мезенхимальных стволовых клеток под слизистую оболочку полости носа осуществляется в условиях операционной, чтобы обеспечить стерильность и своевременное реагирование при возникших побочных эффектах. За один раз пациенту вводится 10–20 млн клеток, которые выделяют в области повреждения мозга регуляторные факторы трофической природы для активации функций сохранившихся клеток мозга.
Как правило, для терапии используются аутологичные стволовые клетки, выделяемые из жировой ткани пациента. Специалисты Минского НПЦ хирургии, трансплантологии и гематологии под руководством профессора Светланы Кривенко за несколько дней готовят из биоматериала необходимый клеточный препарат. Вместе с тем, уточнил Владимир Кульчицкий, за рубежом все активнее в терапии используются аллогенные мезенхимальные стволовые клетки. По словам академика, в сравнении с ними аутологичные имеют более выраженный эффект. С другой стороны, наряду с любым другим видом терапии клеточную важно начинать как можно раньше — в течение первых дней после госпитализации пациента. А для подготовки необходимого количества аутологичных стволовых клеток необходима порой целая неделя.
Владимир Кульчицкий:
– В среднем проводится 3–5 курсов введения препарата с периодичностью раз в неделю. Их количество главным образом зависит от динамики состояния пациента. По итогу в комбинации с традиционной терапией (медикаментозная, массаж, разработка конечностей, ЛФК) специалисты отмечали улучшения со стороны силы мышц, координации движений. Пациенты быстрее обучались самостоятельно садиться, затем — стоять, делать шаги. Восстанавливались когнитивные функции — процессы запоминания, ассоциации, умение говорить, постановка осмысленной речи. При этом с командой нейрохирургов мы сопоставляли динамику у пациентов, находящихся в одной палате и поступивших примерно в одно время: те, кто получал клеточную терапию, выписывались быстрее.
За 3 года с помощью мезенхимальных стволовых клеток вылечено около 100 пациентов с ЧМТ и инсультами. Постепенно методика начала приобретать интерес не только в нашей республике, но и за рубежом. Приезжали пациенты из России, Украины, США. Тем более что в ряде стран клеточные технологии в настоящее время недоступны.
Кстати, в планах у белорусских ученых и клиницистов развивать применение мезенхимальных стволовых клеток в других областях медицины. В частности, уже есть наработки для лечения кардиологических и офтальмологических пациентов.
Фото предоставлено Юлией Токальчик. Институт физиологии НАН Беларуси.