Разрывы сухожилий редко опасны для жизни, но в зависимости от степени тяжести они требуют хирургического вмешательства и длительного реабилитационного периода. Стратегии хирургического лечения включают трансплантацию сухожилия из другой части тела пациента или инъекцию донорских клеток в разорванное сухожилие. Несмотря на то, что они эффективны, они зависят от состояния пациента или качества донорских клеток, поэтому выздоровление пациента весьма непостоянно. В качестве альтернативы исследователи CiRA сообщают в новом исследовании о преимуществах трансплантации теноцитов, полученных из iPS-клеток человека, крысам с поврежденной ахиллесовой пятой.
Это одна из самых простых, но тяжелых травм для диагностики. Спортсменка мирового класса мчится по полю и внезапно падает без контакта, схватившись за щиколотку в мучительной боли. Спринтер не сможет покинуть поле без посторонней помощи и вряд ли сможет нормально ходить еще три месяца. Спортсменка порвала ахиллово сухожилие.
Доцент CiRA Макото Икея говорит, что есть несколько проблем, связанных с текущим хирургическим лечением сухожилий. Те, которые предполагают использование неповрежденного сухожилия пациента для восстановления разрыва, ослабляют мышцы, тем самым продлевая период реабилитации. Последствиями могут быть отсроченное возвращение профессионального спортсмена или повышенный риск для здоровья обездвиженного пожилого пациента.
Что касается трансплантации донорских клеток, «клетки должны быть увеличены, что снижает их терапевтическую эффективность. Кроме того, трудно контролировать качество, потому что доноры разные», - сказал он.
iPS-клетки уменьшают эту озабоченность, потому что они могут быть увеличены до гораздо большего числа только от одного донора. Затем огромное количество может быть дифференцировано в теноциты без ущерба для терапевтических эффектов .
Поэтому в ходе исследования были получены теноциты из iPS-клеток человека и трансплантированы крысам с разорванной ахиллесовой пятой. В то время как крысы, которым не была проведена трансплантация, показали постепенное выздоровление, выздоровление было значительно раньше у крыс, которым была проведена трансплантация клеток. Кроме того, биомеханическая прочность сухожилия у трансплантированных крыс была примерно такой же, как у неповрежденных крыс.
По общему признанию, исследователи ожидали получить больший терапевтический эффект, объясняя неожиданный результат плохой скоростью приживления трансплантата. При трансплантации клеток лучший терапевтический эффект достигается за счет приживления клеток в ткани и их регенерации. Однако приживление трансплантата зависит не только от качественной трансплантации клеток.
«Часть хорошей терапии трансплантации клеток - это доставка клеток. Наше исследование было сосредоточено только на самих клетках. Необходимы дополнительные исследования, чтобы определить лучший способ их введения», - сказал Икея.
Учитывая низкую скорость приживления, исследователи изучили другие факторы, способствующие выздоровлению, и обнаружили паракринные эффекты. То есть трансплантированные клетки секретировали факторы, которые стимулировали регенерацию собственных теноцитов крыс.
«Мы обнаружили теноциты, полученные из iPS-клеток, секретирующие молекулы, связанные с IGF1 и TGFβ3, которые способствовали пролиферации первичных теноцитов», - сказал д-р Тайки Накадзима, который руководил исследованием с Ikeya и является бывшим сотрудником лаборатории Ikeya, ныне работающей в Гарвардском университете. .
Простое введение в поврежденные сухожилия этих химических факторов, оба из которых, как известно, способствуют росту и пролиферации теноцитов при естественном развитии, способствовало заживлению, хотя и в меньшей степени, чем при трансплантации клеток.
Хотя работа предварительная, и экспериментальные трансплантации клеток для частей тела, которые выдерживают высокие механические нагрузки, таких как кости, сухожилия и хрящи, должны сначала пройти тесты на животных, таких как свиньи, которые по размеру ближе к человеку, использование iPS- клеток для производства теноцитов дает этому подходу явное преимущество перед другими хирургическими подходами.
«Мы имитируем естественное эмбриональное развитие, чтобы подготовить наши теноциты. Мы считаем, что это придает теноцитам больше регенеративных свойств, чем при использовании взятых от взрослых доноров», - сказал Икея.
