Terapie kmenových buněk pro zranění koní Flexor Tendon

SDFT Poranění koní a regenerativní medicína

Poranění povrchní digitální flexorové šlachy (SDFT) jsou významným původcem poranění a snížené atletiky v atletickém průmyslu koní, kde je popsaná prevalence 8 až 43% u plnokrevných dostihových koní (Dowling, 2000). To je způsobeno vysokou prevalencí těchto zranění, prodlouženou dobou zotavení a vysokou mírou recidivy. SDFT zranění jsou pomalé hojení, s 20-60% zraněných závodních koní se vrací do plné sportovní schopnosti, ale s až 80% zraněných dostihových koní podlehne re-zranění (Dowling, 2000). Tato tendence k pomalému hojení a konstrukce mechanicky menší extracelulární matrice je pravděpodobně způsobena tím, že šlachy jsou minimálně vaskularizovány, představují buňky se sníženým mitotickým účinkem a mají málo progenitorových buněk existujících v tkáních. Nedávné výzkumy mezenchymálních kmenových buněk (MSC) naznačují potenciální rozvoj využití regenerativní medicíny jako potenciální nové léčby zranění SDFT.

Poranění povrchní digitální flexorové šlachy (SDFT) jsou významným původcem poranění a snížené atletiky v atletickém průmyslu koní, kde je popsaná prevalence 8 až 43% u plnokrevných dostihových koní.

Struktura šlachu v koni

Šlachy jsou většinou tvořeny vodou (~ 70%); zbývajících 30% obsahuje kolagen a matrici bez kolagenu. V normálních flexorových šlachách je nejčastěji používán kolagen I. typu. Existují také typy II, III, IV a V, i když v menších množstvích v konkrétnějších pozicích uvnitř šlachy. Typ II může být umístěn v kostních vložkách a oblastech, kde šlacha mění směr k pokrytí kostní projekce, a je navržen tak, aby vydržel kompresi a napětí. Typy III, IV a V se nacházejí pouze v bazálních membránách a endotendonu. Molekuly kolagenů jsou organizovány do mikrofibril, subfibril a fibril a dále jsou rozděleny do fascikul, které jsou volně rozděleny endotenonovou septa, a zbývající matrice je tvořena tenocyty a glykoproteiny. Buněčné typy I, II a III byly rozpoznány ve fascicles konských šlach. Alokace těchto buněk se liší s věkem a může být většinou spojena se syntézou extracelulární matrix. Několik glykosaminoglykanů bylo nalezeno v normálních SDFT, včetně chondroitinsulfátu, keratan sulfátu, dermatan sulfátu, heparinu, heparinsulfátu a kyseliny hyaluronové. Proteoglykansdecorin, fibromodulin a biglycan se vyskytují v celém SDFT a ovlivňují funkce tenocytů, fibrilgenézu kolagenu a dimenzionální uspořádání vláken; to ovlivňuje pevnost šlachy. Proteoglykany také potenciálně hrají roli při zavádění růstových faktorů do kolagenové matrice.

Šlachy jsou většinou tvořeny vodou (~ 70%); zbývajících 30% obsahuje kolagen a matrici bez kolagenu.

Společná zranění šlacha koně

Přirozeně se vyskytující poranění šlach jsou popsána jako „protahování, sklouzávání a trhání, následované fibrilolyzou“, která je spojena s „uvolňováním enzymů z poškozených fibroblastů a zánětlivých buněk“ (Dowling, 2000). Právě tam začíná proces hojení, následovaný překrývajícími se fázemi zánětu, proliferací, přestavbou a zráním. Kolagen typu III je první, který je integrován v místě poranění a tvoří interibrilární křížové vazby, které umožňují včasnou pevnost a stabilitu v místě poranění. Pak se brzy rozvine zvýšené množství kolagenu typu IV a typu V. Po těchto akutních fázích se kolagenová vlákna typu I stávají nejzřetelnějšími a kolagenová vlákna typu I a typu III se objevují v poněkud menších množstvích až do přibližně 6 měsíců po poranění. Následně převažují kolagenové fibrily typu I, což svědčí o kontinuální remodelaci a normalizaci hojivé tkáně. Abnormální vysoké hladiny kolagenu typu III a absence jakéhokoliv přímočarého shromáždění mohou být přítomny až do čtrnácti měsíců po poranění. U fibrózní jizevní tkáně se předpokládá, že abnormální uspořádání a složení matrice, která má ve srovnání s průměrnou šlachovou tkání ještě horší biomechaniku, a snížená rychlost hojení jsou příčinou zvýšené rychlosti re-poškození SDFT. Pro více informací o koňských šlachách a zraněních běžných šlach (s výjimkou kolenních zranění) doporučuji odkazovat na

Howell Equine Handbook o zranění šlacha a zranění.

Přirozeně se vyskytující poranění šlach jsou popsána jako „protahování, sklouzávání a trhání, následované fibrilolyzou“, která je spojena s „uvolňováním enzymů z poškozených fibroblastů a zánětlivých buněk“.

Možnosti současné terapie v medicíně koní

Existuje několik aktuálně akceptovaných možností pro léčbu úrazů SDFT. Tyto možnosti terapie lze rozdělit do fyzikálních, farmakologických, chirurgických terapií. Fyzikální terapie existují ve formě námrazy, studené hydroterapie, tlakového bandážování a odpočinku v klidu a byly považovány za základní kámen v počátečních fázích léčby poranění SDFT, aby se snížil zánět a snížily se šance dalšího poškození. Fyzikální terapie jsou často používány ve spojení s léčbami. Léčebné režimy léčiv obvykle zahrnují protizánětlivé látky, hyaluronát sodný, polysulfátované glykosaminoglykany a fumarát beta-aminoproprionitrilu. Korektivní chirurgické možnosti v současné době zahrnují přídavnou vazivovou desmotomii, perkutánní štěpení šlach, syntetické šlachové implantáty a protirečení. Jiné, méně studované možnosti léčby zahrnují léčbu nízká intenzita ultrazvuk, nízkofrekvenční infračervená laserová terapie a terapie elektromagnetického pole. Výsledky těchto léčebných postupů byly různorodé, neboť existovaly minimální prokazatelné údaje o tom, že některá z výše uvedených možností léčby má konzistentní nebo dlouhodobý přínos. To je pravděpodobně částečně způsobeno širokou variací terapeutických technik a preferencí mezi veterináři a vlastníky.

Fyzikální terapie existují ve formě námrazy, studené hydroterapie, tlakového bandážování a odpočinku v klidu a byly považovány za základní kámen v počátečních fázích léčby poranění SDFT, aby se snížil zánět a snížily se šance dalšího poškození.

Léčba mezenchymálních kmenových buněk (MSC) v koňském lékařství

Mezenchymální kmenové buňky jsou nehematopoietické multiponentní kmenové buňky významné pro použití při léčbě ortopedických poranění koní. Kmenové buňky jsou kategorizovány jako embryonální nebo dospělé buňky, v závislosti na úrovni vývoje jejich dárce. Pro účely této studie se zde zaměří na dospělé buňky. Dospělé kmenové buňky jsou obyčejně žijící populace buněk, které se nacházejí v každém typu tkáně, a pomáhají poskytovat správnou orgánovou formu v průběhu pravidelných procesů buněčné přeměny. Tyto kmenové buňky mají také schopnost diferencovat se podle potřeby na jiné typy buněk z různých tkáňových původů, což se nazývá plasticita buněk. Použití MSC pro regeneraci tkání bylo nejprve podporováno na základě této myšlenky buněčné plasticity; poškozené tkáně by byly přímo stimulovány injekcí MSC, buňky by osídlily místo poranění, diferencovaly se na příslušný typ buněk pro tuto tkáň a regenerace by začala. Později bylo zjištěno, že tyto buňky by také stimulovaly regeneraci nepřímo produkcí bioaktivních trofických a imunomodulačních faktorů.

Tuková tkáň a kostní dřeň jsou dva nejběžnější zdroje MSC používané pro léčbu koní, i když zdroje, jako je periferní krev a pupečníková krev, získávají na popularitě, protože jsou méně invazivní. Ve srovnání s lidskými MSC nejsou v současné době pro MSC živočišného původu dostupné žádné standardy charakterizace. Různé společnosti proto používají různé metody pro charakterizaci živočišných MSC, což ztěžuje porovnání výsledků výzkumu a klinických výsledků léčby MSC používaných u koní.Zatímco MSC ze zvířat mohou být klasifikovány podle své schopnosti přilnout k plastickým látkám a diferencovat, jejich exprese povrchového antigenu není stále snadno identifikovatelná. Tato omezená dostupnost specifických protilátek ve veterinárním lékařství omezuje možnosti skutečného imunofenotypizace MSC.

Výsledky ze současných studií MSC

V roce 2003 bylo poprvé definováno použití MSC pro použití jako léčba poranění šlachy koní, přičemž bylo publikováno pouze pět výzkumných článků (Van de Walle, 2016). Po této události prudce vzrostlo využívání MSC v regenerativní medicíně koní, přičemž touto metodou se nyní léčí tisíce koňovitých. Účinnost terapií koní MSC je však stále poněkud nejistá, protože vhodné kontrolní skupiny nejsou vždy používány a ve spojení s kmenovými buňkami jsou často používány jiné biologické faktory. Dosavadní výzkum však prokázal pozitivní vztah mezi léčbou mezenchymálními kmenovými buňkami a zdravou regenerací šlach u poranění SDFT, přičemž některé ukázaly snížené míry re-zranění (Badial, 2013; Carvalho, 2011; Godwin, 2013; Guercio, 2015; Smith, 2003).

Studie z roku 2013 zejména využila podobných metod, jako bude tato studie. V této předchozí studii byly léze indukovány injekcí gelu kolagenázy v metakarpální oblasti SDFTs osmi koní smíšených plemen. Koně v léčené skupině byli léčeni interlesionální injekcí mesenchymálních kmenových buněk odvozených z tukové tkáně suspendované v koncentrátu destiček. Po šestnácti týdnech léčby byly provedeny biopsie pro histopatologické, imunohistochemické analýzy a analýzy genové exprese. Výsledky této studie ukázaly, že použití mesenchymálních kmenových buněk a koncentrát krevních destiček brání progresi šlachových lézí, vede k lepšímu uspořádání buněk a ke snížení zánětu ve srovnání s kontrolní skupinou. (Badial, 2013)

Studie z roku 2014 u devíti koní s již existujícími poraněními SDFT zaznamenala reparativní tkáňové procesy po léčbě po použití mezenchymálních kmenových buněk derivovaných z tukové tkáně jako metody léčby (Guercio, 2014). Dvouletá studie z roku 2012 o 141 dostihových koních s klienty ve vlastnictví s již existujícími zraněními využívala spíše kmenových buněk, které byly odvozeny z kostní dřeně než buněk odvozených z tukové tkáně, ale nepozorovaly žádné nežádoucí účinky léčby; byl však pozorován významný pokles míry opětovného zranění mezi dostihovými koňmi (Godwin, 2012).

Ačkoli se tyto předchozí studie pokoušely pozorovat vztah mezi zraněními SDFT a mezenchymálními kmenovými buňkami, v tomto výzkumu existuje mnoho nejasných faktorů a mnoho zjevných mezer. Některá studia nedokázala využít dostatečné množství předmětů dávat přesvědčivé důkazy, jiní používali široký rozsah plemen, věků, rodu a atletických disciplín. Jiní používají různé počty kmenových buněk a intervaly léčby. Snad největším faktorem je, že většina těchto studií využila koně s již existujícími zraněními, což způsobilo velkou variabilitu velikosti poranění, závažnosti, trvání atd. A nedokázalo zjistit, zda tyto faktory měly vztah k výsledkům. Použitím větší skupiny věků, pohlaví, plemen a disciplínově omezených koní, předem stanovený počet kmenových buněk, specifického poranění, léčebného plánu a léčebného intervalu a snahou o navázání vztahů mezi těmito faktory a výsledky. nové studie by se měly snažit o snížení nejasných faktorů a získání přesvědčivějších důkazů. Od této doby je zapotřebí dalšího výzkumu, který by zkoumal účinky léčby kmenovými buňkami u koňovitých.

SDFT zranění a MSCs kvíz

zobrazit statistiky kvízu

Reference

Badial, P., Deffune, E., Borges, A., Carvalho, A., Yamada, A., Álvarez, L., Garcia Alves, A. (2013). Terapie koní tendonitidy s použitím mesenchymálních kmenových buněk a koncentrátů destiček: randomizovaná kontrolovaná studie. Výzkum a terapie kmenových buněk, 4(4), 1-13. doi: 10.1186 / scrt236

Crovace, A., Lacitignola, L., Rossi, G., Francioso, E. (2009). Histologické a imunohistochemické hodnocení autologních kultivovaných mezenchymálních kmenových buněk kostní dřeně a mononukleárních buněk kostní dřeně při tendenci vyvolané kolagenázou šlachy koňského povrchového digitálního flexoru. Veterinární lékařství International, 2010, 1-10. doi: 10.4061 / 2010/25097

Dowling, B. A., Dart, A.J., Hodgson, D.R. a Smith, R.K.W. (2000), superficiální digitální flexor tendonitis u koně. Koňský veterinární žurnál, 32: 369–378. doi: 10,2746 / 042516400777591138

Godwin, E. E., Young, N. J., Dudhia, J., Beamish, I.C. a Smith, R.K.W. (2012). Implantace mezenchymálních kmenových buněk pocházejících z kostní dřeně demonstruje zlepšený výsledek u koní s poraněním přepětí povrchové šlachy povrchového digitálního flexoru. Koňský veterinární žurnál, 44 (1): 25–32. doi: 10.1111 / j.2042-3306.2011.00363.x

Guercio, A., Di Marco, P., Casella, S., Russotto, L., Puglisi, F., Majolino, C., Piccione, G. (2015). Mezenchymální kmenové buňky odvozené od subkutánního tuku a plazmy bohaté na krevní destičky používané u atletických koní s lameness povrchové digitální flexor šlachy. Journal of Equine Veterinary Science, 35(1), 19-26. doi: 10.1016 / j.jevs.2014.10.006

Richardson L.E., Dudhia J., Clegg P.D., Smith, R. (2007). Kmenové buňky ve veterinárním lékařství - pokusy o regeneraci šlachy koní po poranění. Trendy v biotechnologii, 25(9), 409-16.

Van de Walle, G., De Schauwer, C., Fortier, L. (2016). Léčba mezenchymálních kmenových buněk. Klinická imunologie koní (1Svatý ed.) John Wiley & Sons, Inc. Zdroj: https://lmunet.illiad.oclc.org/illiad/TNF/illiad.dll?Action=10&Form=75&Value=25484