Evaluation of the Possibility of Fixation of Autologous Mesenchymal Stem Cells in Liver Tissue Introduced into the Portal Vein of the Liver in a Patient Suffering from Cirrhosis


Cite item

Full Text

Abstract

To date, there are quite a large number of reports of the use of stem cells in the treatment of various diseases in humans. However, the authors do not provide credible evidence that the introduced stem cells come directly into the target organ. Without a clear understanding of the location of the introduced stem cells, it is difficult to reliably assess the effect of their use. The article gives its own observation about the possibility of imaging in the human body autologous mesenchymal stem cells introduced through the portal vein of the liver to a patient suffering from cirrhosis. Iron oxide nanoparticles were used as labels. A rather simple question was previously solved: how to create a label of such size that the viability of the stem cell was preserved and it could be visualized in the human body when performing magnetic resonance imaging of abdominal organs. Following in vitro studies, the most appropriate stem cell marking embodiment was chosen to provide both adequate imaging and cell viability. After administration of marked table cells, magnetic resonance imaging of abdominal organs was performed to the patient. The introduced stem cells were visualised only in hepatic tissue. According to clinical and biochemical blood tests - no deviations were detected. There were no complications against the background of this procedure. The patient was discharged for outpatient treatment in satisfactory condition.

Full Text

АКТУАЛЬНОСТЬ

Использование стволовых клеток при лечении различных заболеваний становится все более распространенным направлением в медицине [1]. На сегодняшний день, наиболее часто клеточная терапия применяется при сердечно-сосудистых заболеваниях [2], заболеваниях эндокринной [3] и нервной систем [4]. Также достаточно активно стволовые клетки используются при заболеваниях иммунной системы [5] и опорно-двигательного аппарата [6]. Однако, в последние годы появляется все больше информации об увеличении числа пациентов, страдающих циррозом печени различной этиологии. Кроме того, все чаще подобный диагноз ставится людям молодого возраста. Проводится большое количество исследований по выполнению трансплантации стволовых клеток с целью стимуляции регенерации печеночной ткани. С целью получения мезенхимальных стволовых клеток предлагают разные способы забора жировой ткани- вакуумную аспирацию и липоэктомию [7]. Имеются данные, что введенные стволовые клетки могут, как сливаться с имеющимися гепатоцитами, так и проходить различные этапы дифференцировки до гепатоцитов [8, 9]. Данные по вариантам дифференцировки введенных стволовых клеток, очень разнообразны. Так, исследователи КНР в условиях экспериментального цирроза печени, зафиксировали дифференцировку клеток костного мозга не в миофибробласты, а в гепатоциты [10]. Помимо этого, есть клиническая работа, которая показывает, что в развитие аутоиммунного гепатита с последующей трансформацией в первичный билиарный цирроз, есть непосредственное участие гемопоэтических клеток [11]. А по результатам некоторых исследований, подтверждено возникновение миофибробластов из трансплантированных клеток костного мозга [12]. Помимо всего вышесказанного, еще остается достаточно много вопросов:

• какой путь введения использовать при трансплантации клеточных структур с целью стимуляции регенерации печеночной ткани?

• происходит ли фиксация введенных клеточных структур в ткани печени?

• все ли введенные клеточные структуры остаются в ткани печени или они мигрируют в другие органы?

ОПИСАНИЕ СЛУЧАЯ

Приведенное ниже клиническое наблюдение демонстрирует отслеживание распределения аутологичных мезенхимальных стволовых клеток, введённых в воротную вену печени.

Пациент Х, 58 лет госпитализирован со следующим диагнозом:

Диагноз основной: Цирроз печени алкогольной этиологии, класс А (по Чайлд-Пью)

Диагноз сопутствующий: ИБС. Атеросклероз коронарных артерий. Стенокардия напряжения 3 ф.к. ГБ 2 стадии. АГ 3 степени. Риск ССО 4. Сахарный диабет 2 типа. Ожирение 1 ст (ИМТ 32)

Осложнения: Портальная гипeртензия. Тромбоцитопения. Варикозноe расширение вен пищевода 1 степени. Спленомегалия. Гиперспленизм.

На момент госпитализации основные жалобы пациента были на слабость и быструю утомляемость. По данным клинического анализа крови отмечалась тромбоцитопения. Уровень тромбоцитов составлял 109х10˄9/л. Других изменений в клиническом анализе крови не было выявлено. В биохимическом анализе крови выявлены отклонения уровня печеночных ферментов: АЛТ -68,3 (Е/л); АСТ-53,5(Е/л); щелочная фосфатаза -234,6 (Е/л); ГГТП - 107,9(Е/л). По заключению эластографии печени – F3-F4. С целью оценки функционального состояния печени, перед выполнением процедуры введения стволовых клеток пациенту выполнен MEGX тест, по результатам которого отмечалось значительное снижение функции печени. Также для субъективной оценки состояния самочувствия, пациент выполнял тестирование (шкала оценки субъективной комфортности А.Б. Леонова). На основании результатов, полученных при тестировании самочувствие пациента расценено следующим образом: низкий уровень субъективного комфорта, плохое самочувствие.

Результаты

С целью выделения мезенхимальных стволовых клеток, пациенту был выполнен забор жировой ткани с внутренней поверхности бедра. Выделенные клеточные структуры были культивированы. Все полученные клетки были отмечены наночастицами оксида железа. Пациенту была выполнена трансъюгулярная портография с последующим введением в воротную вену аутологичных мезенхимальных клеток в количестве 20 миллионов. На этом процедура была завершена. После выполнения процедуры состояние пациента расценивалось, как удовлетворительное. На рисунке1 представлена портография пациента Х.

 

 

Рис. 1. Портография пациента Х.

 

На следующие сутки после введения клеточных структур в систему воротной вены, пациенту была выполнена МРТ органов брюшной полости (рис. 2).

 

 

Рис. 2. Магнитно-резонансная томография органов брюшной полости пациента Х. Стрелками указано скопление введенных в воротную вену аутологичных мезенхимальных стволовых клеток, отмеченных наночастицами оксида железа.

 

Введенные клеточные структуры, отмеченные наночастицами оксида железа были выявлены только в печеночной ткани. После проведенной процедуры пациент находился под наблюдением в стационаре в течение 7 дней. За время госпитализации развития каких-либо осложнений не отмечалось. По данным контрольных клинических и биохимических анализов крови ухудшения показателей выявлено не было. Пациент в удовлетворительном состоянии был выписан на амбулаторное лечение. Повторная госпитализация для оценки состояния функции печени запланирована через месяц после проведения клеточной терапии.

ОБСУЖДЕНИЕ

Возможность визуализировать вводимые стволовые клетки в организме человека является достаточно значимым фактором в развитие клеточной терапии. Основная часть исследований, которая позволяет подтвердить наличие введенных стволовых клеток в определенном органе носит экспериментальный характер. Кроме того, даже в условиях эксперимента, визуализация введенных стволовых клеток при жизни экспериментального животного является крайне сложной задачей. Для визуализации клеток in vivo на доклиническом этапе, существуют эндогенные и экзогенные маркеры. При этом, большая часть красителей, которые используются в качестве маркеров, имеют высокую токсичность, склонность к переносу в немеченые клетки и зачастую способствуют ингибированию пролиферации клеток. Предложенный нами способ визуализации стволовых клеток в организме человека дает возможность не только отследить распределение вводимых клеточных структур, но и открывает возможность к дальнейшему исследованию трансформационных изменений со стороны используемых стволовых клеток. Каких-либо побочных эффектов при проведении данной процедуры выявлено не было.

Заключение

На основании данных, полученных в результате представленного выше клинического наблюдения, можно сделать следующие выводы:

1.         Все, введенные в воротную вену, аутологичные мезенхимальные клетки фиксируются в ткани печени.

2.         При введении в воротную вену мезенхимальных аутологчных стволовых клеток не отмечалось миграции клеточных структур в другие органы.

×

About the authors

Inna Evgenievna Kotkas

North-wеstern State Medical Univеrsity named I. I. Mechnikov

Author for correspondence.
Email: inna.kotkas@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4605-9887

candidate of medical Sciences, associate Professor of the Department of faculty surgery. I. I. Grekova, head of the surgical Department of the clinic E. E. Eichwald

Russian Federation, St. Petersburg, Russia

Shamil Magomedovich Asadulaev

North-wеstern State Medical Univеrsity named I. I. Mechnikov

Email: Shamil.asadulaev@szgmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-1915-1250

candidate of medical Sciences, surgeon of the x-ray endovascular office of the FEDERAL state medical UNIVERSITY. I. I. Mechnikova of the Ministry of health of the Russian Federation

Russian Federation, St. Petersburg, Russia

Natella Iosifovna Enukashvili

North-wеstern State Medical Univеrsity named I. I. Mechnikov

Email: Natella.enukashvili@szgmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5971-7917

candidate of biological Sciences, senior researcher, research laboratory of cell technologies of the Federal state budgetary INSTITUTION of higher education OF the Russian Federation. I. I. Mechnikova of the Ministry of health of the Russian Federation

Russian Federation, St. Petersburg, Russia

References

  1. Solov'eva A. O., Zubareva K. E., Poveshchenko A. F., Nechaeva E. A., Konenkov V. I. Sposoby mecheniya kletok dlya vizualizacii in vivo // Geny i kletki. 2013. №4.
  2. Takehara N. Cell therapy for cardiovascular regeneration. Ann. Vasc. Dis. 2013; 6(2): 137–44.
  3. Drela K., Siedlecka P., Sarnowska A. et al. Human mesenchymal stem cells in the treatment of neurological diseases. Acta. Neurobiol. Exp. (Wars). 2013; 73(1): 38–56.
  4. Domínguez-Bendala J., Lanzoni G., Inverardi L. et al. Concise review: mesenchymal stem cells for diabetes. Stem Cells Transl. Med. 2012; 1(1): 59–63.
  5. Michael M., Shimoni A., Nagler A. Recent compounds for immunosuppression and experimental therapies for acute graftversus-hostdisease. Isr. Med. Assoc. J. 2013; 15(1): 44–50.
  6. Steinert A.F., Rackwitz L., Gilbert F. et al. Concise review: the clinical application of mesenchymal stem cells for musculoskeletalregeneration: current status and perspectives. Stem Cells Transl. Med. 2012; 1(3): 237–47.
  7. Romanenkov N.S., Movchan K.N. Vozmozhnosti primeneniya mezenhimal'nyh stvolovyh kletok iz autologichnoj zhirovoj tkani v plasticheskoj i rekonstruktivnoj hirurgii (obzor literatury). Vestnik Severo-Zapadnogo gosudarstvennogo medicinskogo universiteta im. I.I. Mechnikova. 2016; 8(2):125–134.
  8. Zhan Y, Wei L, Chen H, Cong X, Fei R, Wang Y. [Differentiation of bone marrow stem cells in rat hepatic fibrogenesis environment]. Zhonghua Gan Zang Bing Za Zhi. 2003 Nov;11(11):673–675.
  9. Uryvaeva I.V. Stvolovye kletki v regeneracii pecheni. Biologiya stvolovyh kletok i kletochnye tekhnologii. M.: Medicina, 2009;2:456.
  10. Kyriakou, D.S. Hemopoietic progenitor cells and bone marrow stromal cells in patients with autoimmune hepatitis type 1 and primary biliary cirrhosis. D. S. Kyriakou et al. Journal of Hepatology. 2003;39(5):679 – 685. doi: 10.1016/s0168-8278(03)00387-8
  11. Forbes SJ, Russo FP, Rey V, Burra P, Rugge M, Wright NA, et al. A significant proportion of myofibroblasts are of bone marrow origin in human liver fibrosis. Gastroenterology. 2004 Apr;126(4):955–963. doi: 10.1053/j.gastro.2004.02.025
  12. Conigliaro A, Brenner DA, Kisseleva T. Hepatic progenitors for liver disease: current position. Stem Cells Cloning. 2010 Feb 25; 3: 39.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2021 Kotkas I.E., Asadulaev S.M., Enukashvili N.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies