A zsírszármazékokból származó sztrómás vaszkuláris frakció sejtek intraartikuláris infiltrációja lassítja a közepesen súlyos és súlyos térd osteoarthritis klinikai progresszióját: hipotézis az intraartikuláris zsírszövet szabályozó szerepéről

Absztrakt

Háttér

Az autológ zsírszövet stromális vaszkuláris frakciójának (SVF) beszivárgását osteoarthritis kezelésére évek óta alkalmazzák, bizonyítva annak biztonságosságát és észrevehető hatékonyságát. Ez a cikk a közepesen súlyos és súlyos térdízületi osteoarthritis által érintett betegek klinikai adatait mutatja be, amelyek bizonyítják a kezelés biztonságosságát és klinikai hatékonyságát, amikor ezt az autológ sejtterméket a térdízületbe injektálják, és a betegeket 1 év után műtét után értékelik. Mit tudunk azonban arról a mechanizmusról, amely ezt a klinikai javulást megalapozza? Ez a cikk véleményünk szerint először javasolja a hatásmód hipotézisét, amely magában foglalja az SVF és az infrapatelláris zsírpárna (IFP) közötti strukturális és molekuláris kölcsönhatásokat. Ennek következtében az intraartikuláris zsírszövet átképzésre kerülne, amelyet kulcsfontosságú szereplőnek tartunk a közép- és hosszú távon megfigyelt klinikai hatás szempontjából, elsősorban az immunregulációs mechanizmusok miatt.

Mód

Ez egy retrospektív és nem kontrollált vizsgálat, amelyben 50 beteget (100 ízület) értékeltek 50 és 89 év közötti korosztályoktól elválasztva. A klinikai hatékonyságot Lequesne, WOMAC és VAS skálák alkalmazásával értékelték ultrahangkontrollal és a szinoviális folyadék biokémiai profiljának mennyiségi meghatározásával.

Eredmények

Nem voltak súlyos káros hatások. Az összes vizsgált index szignifikáns klinikai javulást mutatott 1 éves követés után minden életkorban és OA fokozatú csoportban. Ez a megállapítás korrelált az ultrahang-megfigyelésekkel és a biokémiai adatokkal, amelyek a katabolikus és gyulladáscsökkentő molekulák (MMP-2, IL-1B, IL-6 és IL-8) jelentős csökkenését, valamint az anabolikus és anti- gyulladásos molekulák (IGF-1 és IL-10).

Következtetések

Megállapítottuk, hogy az intraartikuláris SVF infiltráció a térd OA kezelésére 1 év alatt biztonságos és hatékony. Javasoljuk, hogy az alkalmazott SVF sejtek olyan molekuláris és strukturális események kaszkádját okozzák, amelyek az IFP és az SVF komplex interakciói révén átnevelik az intraartikuláris zsírszövetet homeosztatikus, protektív és gyulladáscsökkentő funkcióra, ami végső soron elősegíti a a sérült szövetek szerkezetátalakítása és regenerálása.

Háttér

Az EPISER tanulmány megerősíti, hogy 2020-ban a térdízületi osteoarthritis (OA) lesz a fogyatékosság negyedik oka a világon, és becslések szerint Spanyolországban jelenleg körülbelül 5 millió embert érint, mivel ez a krónikus patológia több egészségügyi forrást igényel. Becslések szerint a gonartrózis előfordulása Spanyolországban 10,2%, és az 50 éves vagy annál idősebb lakosság felének radiológiai jelei vannak ennek a patológiának. A 60 és 69 év közötti embereknél a tüneti gonarthrosis prevalenciája 28,6%, a 70 év felettieknél pedig 33,7% [1].

Számos olyan tanulmány létezik, amelyek az OC-ben lévő MSC-k hatásmechanizmusainak azonosítására törekszenek, és közülük sokan bemutatják e sejtek parakrin aktivitásának fontosságát a gyulladásos folyamatban és az extracelluláris mátrix átalakításában, sőt arra utalnak, hogy a Az MSC-k gyulladáscsökkentő hatása, amelyet a lézió kóros, gyulladáscsökkentő mikrokörnyezete okoz [18,19,20,21]. De véleményünk szerint nincs olyan részletes modell, amely leírná az immunmodulációs mechanizmusokat magában foglaló hatásmódot, kombinálva az SVF és az infrapatelláris zsírpárna (IFP) közötti strukturális és molekuláris szinergiákkal, ez utóbbi az autentikus parakrin szabályozó testület, amely a legfontosabb szereplő a betegség kialakulásában. Ebből az új szempontból a jelen tanulmány célja az SVF intraartikuláris injekció klinikai hatékonyságának értékelése osteoartikuláris térd patológiában, 50, kétoldali térd OA-ban szenvedő betegben (n = 100) elosztva korcsoportokkal, valamint megbeszélve a lehetséges mögöttes hatásmechanizmust.

Mód

A tanulmány megtervezése és a népesség eloszlása

Ez a retrospektív és nem kontrollált klinikai vizsgálat 50 olyan beteg kezelését írja le (véletlenszerűen kiválasztva), akik 2014 és 2016 között ellátogattak klinikánkra, és akiknek SVF-t intraarticularisan adták mindkét térden, és befejezték a kezelés 1 éves periódusát (anélkül ellenőrző csoport). A betegek a Kellgren-Lawrence skála szerint III. Vagy IV. Fokozatú térd osteoarthritist mutattak (bilaterálisan), amelyet klinikai értékelés, ultrahang és mágneses rezonancia képalkotás és/vagy radiográfia igazolt. Valamennyi beiratkozott beteg megbukott a korábbi, a Spanyol Nemzeti Egészségügyi Rendszerben általánosan alkalmazott szokásos kezelésekkel, és javasolták protézissel történő ízületi pótlásra. Az ebben a vizsgálatban részt vevő összes beteget az orvosi személyzet személyes interjúban tájékoztatta írásos információkkal, majd aláírták a következetes tájékozott beleegyezéseket. Valamennyi beteg vállalta a kezeléssel kapcsolatos költségeket, kivéve az SVF-feldolgozó eszközzel és a szinoviális folyadék biokémiai meghatározásával kapcsolatos költségeket. A súlyos helyi vagy szisztémás problémákkal küzdő betegeket kizárták.

A kezelés alatt álló csoport 50 és 89 év közötti betegekből állt, akiket a bilaterális gonartrózis III. Fokozat (50%) és a IV. Fokozat (50%) érintett, ebből 28 férfi és 22 nő volt, elosztva korcsoportok szerint (21 beteg 50–59 év, 17 60–69 év, 4 70–79 és 8 80–89 év) és fizikai felmérés. Az 50–59 éves csoport 26 érintett térdét tartalmazza a III. És a 16. fokozatú gonartrózisban, a 60–69 éves csoportban 18 érintett térdet tartalmaz a III. És a 16. fokozatú gonartrózis, a 70 79 évesen 4 térdet tartalmaz a gonartrózis III. fokozat és 4 a IV. fokozatot, a 80 és 89 év közötti csoport 2 térdet tartalmaz, amelyet a III.

Klinikai eredmények

Az eredményeket a beteg által jelentett kérdőívek segítségével értékeltük a Visual Analogue Scale (VAS) fájdalomértékelő skálájával, valamint a Western Ontario és a McMaster Egyetemek Osteoarthritis Indexét (WOMAC) és Lequesne Indexét [22] az OA betegség értékelésére a kezelés előtt és 3 hónap múlva, 6 hónappal és 1 évvel az SVF behatolása után.

SVF izolálás

A zsírszövet előállításához és feldolgozásához az ADSC System kereskedelmi készletet (Lyposmol Biotech, Madrid, Spanyolország) használták, szigorúan a gyártó utasításainak megfelelően. Röviden, a vizsgálatba bevont minden betegnél lipoaspirátot végeztünk helyi érzéstelenítésben (tumescent Klein-oldat; B. Braun (Melsungen, Németország) minden alkotóeleme) a hasi területen, hogy 60 ml zsírszövetet kapjunk enzimatikus emésztésnek. kollagenáz I és II-vel az SVF centrifugálással történő izolálása céljából. A kapott SVF-et Ringer Lactato-ban (B. Braun) újraszuszpendálták, és az aktív kollagenáz jelenlétét az infiltráció előtt kizárták az ugyanabban a készletben található szűrővizsgálattal.

SVF jellemzés

Minőségellenőrzésként az SVF sejteket tripán kék kizárási módszerrel számláltuk, és az automatikus TC20 számlálóval (Bio-Rad, CA, USA) egy 10 μl-es alikvot részen alkalmaztuk, közvetlenül az SVF mintából.

Az áramlási citometriával végzett fenotípusos jellemzéshez 0,5 ml-es alikvot részeket vettünk három független mintából, amelyeket véletlenszerűen választottak ki, hogy hiposzmotikus sokk útján váltsák le az eritrocita-lízist (ZenBio, NC, USA), majd 50 μm-es nejlonhálón szűrjük át. A kapott sejtoldatot Ca2 + vagy Mg2 + nélküli foszfátpufferben (PBS, Merck KGaA, Darmstadt, Németország) 1:10 arányban hígítottuk, így hígított munkasejt-oldatot kaptunk, amelyet 15 percig szobahőmérsékleten és sötétben inkubáltunk az alábbiak szerint: fluorokróm konjugált antitestek: CD45-FITC, CD31-PE, CD34-PerCP és CD146-PerCP (mindegyik Sysmex-től, Kobe, Japán). Az elhalt sejtek kizárására DAPI-t alkalmaztunk, a dublettek kizárására pedig a méret és a terület paramétereit figyeltük meg. A feszültségek és a kompenzációk beállításához a megfelelő kontrollokat használtuk (konjugált izotípusok és markerek egyenként). A minták felvételéhez a BD Diva szoftverrel (Becton Dickinson) felszerelt BD FACSCelesta áramlási citométert (Becton Dickinson, NJ, USA) használtuk. Az eredmények elemzéséhez a 2.5.1 áramló szoftvert (Perttu Terho, Turku, Finnország) használtuk.

Szinoviális folyadék extrakció és a molekulaprofil elemzése

Az intraartikuláris SVF infiltrációval kezelt betegek nyomon követése során megfigyelt klinikai adatok kiegészítéseként számszerűsítettük a gyulladásgátló citokinek (IL1β, IL6 és IL8), gyulladáscsökkentő citokinek (IL10) szinoviális folyadék szintjét, katabolikus (MMP2) és anabolikus (IGF1) faktorok, a kezelés előtt és után 12 hónappal. Röviden: 1-2 ml szinoviális folyadékot kapunk egy 21G tűvel (Becton Dickinson). Az extrakció után azonnal - 80 ° C-on fagyasztottuk krioviálban (Eppendorf, Hamburg, Németország) a mennyiségi meghatározásig. Az ELISA teszteket a gyártó utasításai szerint hajtottuk végre (mindegyiket a Wuhan Fine Biotech Co.-tól (Wuhan, Hubei, Kína) szereztük be, és egy mikrolemez abszorpciós leolvasóban (iMark TM, BioRad, Hercules, CA, USA) számszerűsítettük.

SVF behatolás

Az SVF sejt szuszpenzió térdízületenkénti térfogatát 7 ml-re állítottuk be Ringer-laktát segítségével, majd intraartikulárisan (és a Hoffa zsírjába vagy IFP-be) injektáltuk ultrahang-vezérelt injekcióval 21-es mérőtűvel (Becton Dickinson).

Statisztikai analízis

A jelentőség (o

Eredmények

Klinikai eredmények

Valamennyi alkalmazott skála és a vizsgált korcsoportok esetében statisztikailag szignifikáns különbségeket találtunk a kiindulási érték és az értékelés között 12 hónap után (o 1. ábra

A teljes WOMAC-pontszám 41,04 (átlagérték) volt a III fokozatú osteoarthritisben szenvedő betegeknél és 52,8 a IV fokozatú betegeknél, az SVF beültetését követő 12 hónap végső átlagértéke 6,18 volt OA III fokú betegeknél és 23,8 IV fokozatnál (1c ábra d).

A VAS index segítségével végzett fájdalomértékelés minden korcsoportban jelentős csökkenést mutatott. A kezdeti átlagértékek 7,08 voltak a III fokozatú osteoarthritisnél és 7,70 a IV fokozatnál, regisztrálva az említett index 2,12 végső átlagát az implantáció után 12 hónappal a III fokozatnál és 3,96 a IV fokozatnál (1e.

Ha elemezzük a fájdalom evolúcióját az értékelésében használt három skála pontszámaiban elért átlag tanulmányozásával, megfigyelhetjük, hogy a III. Gonartrózisos csoportban a fájdalom átlagos százalékos csökkenése 74,44% az elvégzés után 12 hónappal az intraartikuláris SVF implantáció. A IV. Fokozatú gonartrózisos csoportban a fájdalomcsökkenés átlagos százalékos, 54,11% -os csökkenését figyelték meg 12 hónappal az implantátum után. A III. Osztályú OA csoportban a legmagasabb megítélés a javulásról akkor marad fenn, ha elemezzük az elégedettségi indexet. A betegek átlagos elégedettségi aránya életkoruktól függetlenül (százalékban kifejezve) 85,8% volt a III. Fokozatú gonartrózisos csoportban és 76,2% a IV.

Az ultrahangos kontrollt illetően a lágyrész-porc határfelület tisztaságának és integritásának vizsgálata enyhe javulást mutatott a IV fokozatú csoportban és egyértelmű javulást a III fokozatú csoportban. A vastagságmérés tekintetében egyik csoportban sem tapasztaltak jelentős változásokat. A szinoviális effúzió ultrahang értékelésével kapcsolatban nyilvánvaló javulás volt megfigyelhető a III. Fokozatú csoportban, ez a javulás kisebb volt a IV. Fokozatú csoportban (2a., B. Ábra).

A szinoviális folyadék molekuláris profilja

A szinoviális folyadékban megfigyelt katabolikus és anabolikus profilok a metalloproteináz 2 (MMP2) és az 1. típusú inzulinszerű növekedési faktor (IGF1) szintjének mérésével 80,24% -kal, 330,64% -kal növekedtek. Hasonlóképpen, a szinoviális folyadékban megfigyelt gyulladáscsökkentő és gyulladásgátló profilok elemzése a gyulladáscsökkentő citokinek (IL1β, IL6 és IL8) és a gyulladáscsökkentő citokinek (IL10) értékelésével 32,26% -kal csökkent az IL1β esetében, IL6 esetén 58,25%, IL8 esetén 36,77%, IL10 esetében 70,80% (2c. Ábra, d). Az ábrákon szereplő összes eredményt pikogrammban fejezzük ki a szinoviális folyadék milliliterjében.

SVF jellemzés

Egy korábbi hígítás elvégzése után az eredeti mintákban jelen levő magozott sejtek száma 3,21 × 10 6 ± 0,44 × 10 6/milliliter volt, az átlagos vitalitás (életképesség) 82 ± 9% volt.

Három reprezentatív SVF minta fenotípusos jellemzésének eredményeit a 2e. Ábra tükrözi. A különböző markerek kifejeződését százalékban mutatjuk be a teljes magot tartalmazó sejtekhez viszonyítva.

Vita

SVF klinikai hatás a térd OA-ban

Az SVF terápiás szerként való felhasználása nagy szerepet játszik a regeneratív gyógyászatban, különösen emberi ortopédiai alkalmazásokban. Az előzetes klinikai vizsgálatok azt sugallják, hogy alkalmazása biztonságos és hatékony az osteoarthritis kezelésében [25, 26], amelyet megismételnek tanulmányunkban, amelyben a biztonságosságot és hatékonyságot a betegek 1 éven át tartó monitorozásával értékelték. A megfigyelt mellékhatások enyhe és átmeneti jellegűek voltak, többnyire hasi kellemetlenségek, amelyek a zsírleszíváshoz kapcsolódtak. Mint más vizsgálatokban, idős betegeknél sem találtunk súlyos szövődményeket [27]. Ami az SVF behatolását illeti, a leggyakoribb káros hatás egy enyhe és átmeneti szinovitisz volt, valószínűleg az injektált mennyiség okozta, amint azt más szerzők leírják [28]. Ennek a technikának néhány hátránya a feldolgozási idő a szövetbegyűjtéstől az SVF izolálásig (60–90 perc), és egyes esetekben nehézségek elegendő lipoaspirát térfogat megszerzéséhez nagyon sovány betegeknél (alacsony testtömeg-index).

Szinoviális folyadék kiértékelése és OA etiológiája

Biokémiai szempontból a szinoviális folyadék elemzés eredményeink a molekulaprofil változását mutatják egy gyulladáscsökkentő fenotípus felé, és ezért összhangban vannak a megfigyelt klinikai és ultrahang javulásokkal. Az eredmények összehasonlításához nem találtunk azonos feltételek mellett végzett egyenértékű vizsgálatot, de más szerzők is tanulmányozták a biokémiai profilokat hasonló helyzetekben, összehasonlítható eredmények elérése érdekében [32,33,34,35,36,37]. Sőt, még egy eltérő kezelés esetén is, például hialuronsavval, a citokin profiljának változása is megfigyelhető a tipikusan gyulladáscsökkentő fenotípus felé [38]. Mindezek az eredmények azt jelzik, hogy az OA-ban megfigyelt klinikai javulás, a kezeléstől függetlenül, összefüggésben lehet a szinoviális folyadék túlórájának módosított molekulaprofiljaival.

Infrapatelláris zsírpárna a térd OA patofiziológiájának fő mozgatórugója

SVF áthallás

Bár úgy tűnik, hogy az MSC-k elvileg hordozzák a legnagyobb biológiai hatékonyságot, az SVF-sejtek terápiás hatása az OA progressziójára az összes sejt jelenlétében, valamint a közöttük és a kezelt szövetek közötti szinergiák is szerepet játszhatnak.

Következtetések

Megállapítottuk, hogy az intraartikuláris SVF infiltráció a térd OA kezelésére biztonságos és hatékony. Javasoljuk, hogy az alkalmazott SVF sejtek olyan molekuláris és strukturális események kaszkádját okozzák, amelyek az IFP és az SVF komplex kölcsönhatásai révén átnevelik az intraartikuláris zsírszövetet homeosztatikus, protektív és gyulladáscsökkentő funkció felé. Ez a mechanizmus végső soron elősegítené a sérült szövetek szerkezetátalakítását és regenerálódását.

Kívánatos lenne tanulmányozni és értékelni a térd OA állatmodelljében és jelölt SVF sejtekkel az IFP, az ízületi porc, valamint az ízületi porc és a szinoviális membrán és a folyadék szövettani kórtani változásainak különböző időpontokban történő előrehaladását, hogy mélyebben megértsük megfigyelt terápiás hatás. Ez lehetővé tenné a javasolt hipotézis megcáfolását vagy megerősítését.

Az adatok és anyagok rendelkezésre állása

Az adatokat és anyagokat kényelmesen elmagyarázza a fő szöveg. Ha bármelyik olvasónak további adatokra van szüksége, szabadon írhat a megfelelő szerzőnek.