Cilmes šūnu terapija ar išēmisku nefropātiju saistītu mikrovaskulāru bojājumu gadījumā

edmund.chen@wecistanche.com

Abstract:Išēmiskā nefropātija atspoguļo progresējošu zudumunieru darbībalielu asinsvadu aterosklerozes okluzīvas slimības dēļ. Jaunākie pētījumi liecina, ka šim procesam raksturīga mikrovaskulāra retināšana, pastiprināta audu hipoksija un audu bojājumu iekaisuma procesu aktivizēšanās. Šajā pārskatā ir apkopots funkcionālās MR attēlveidošanas pamatojums un pielietojums, lai novērtētu audu oksigenāciju cilvēkiem, kas nosaka nieru adaptācijas robežas līdz asinsrites samazināšanās, arvien smagākas audu hipoksijas attīstībai un iekaisuma traumu ceļu piesaistei išēmiskai nefropātijai. Cilvēka mezenhimālās stromas/cilmes šūnas (MSC) spēj modificēt angiogēnos ceļus un imūnās atbildes reakcijas, taču šīs iedarbības stiprums atšķiras atkarībā no indivīda un dažādām klīniskām īpašībām, tostarp vecuma un hroniskas.nieru slimībaun hipoksijas līmenis. Mēs apkopojam nesen pabeigtos pirmos pētījumus ar cilvēkiem, izmantojot autologu taukaudu izcelsmes MSC intrarenālu infūziju cilvēkiem ar išēmisku nefropātiju, kas liecina par asins noplūdes palielināšanos un audu hipoksijas samazināšanos, kas atbilst daļējai mikrovaskulāra bojājuma atjaunošanai, pat bez atjaunošanas. galvenais nieru arteriālo asiņu līdzstrādnieks. Iekaisuma biomarķieri pēcstenozes nieru vēnāniereskrita pēc MSC infūzijas. Šīs izmaiņas bija saistītas ar nelielu, bet nozīmīgu ar devu atkarīgu pieaugumunieru darbība.Šie dati sniedz atbalstu autologam MSC lomai ar audu hipoksiju saistīto mikrovaskulāro bojājumu labošanā.

CISTANČE UZLABOS NIeru/NIeru FUNKCIJU

IevadsEpidemioloģiskie pētījumi atklāj zaudējumusnieru darbībakā galveno kardiovaskulāro notikumu un nāves riska faktoru. Ārstēšanas iespējas daudzām akūtām un hroniskām formāmnieru slimība(CKD) ir ierobežoti, izņemot pasākumus, lai samazinātu sistēmisko asinsspiedienu un izvairītos no hiperfiltrācijas bojājumiem. Nesenie pētījumi ar grauzēju modeļiem liecina par ievērojamu mezenhimālās stromas/cilmes šūnu terapijas potenciālu labvēlīgi ietekmētnieresallotransplantāta izdzīvošana un atveseļošanās no akūtasnieru traumas(AKI) un dažas hroniskas formasnieru slimībaieskaitot diabētu un lupus nefrītu, kā tas ir pārskatīts [1]. Unikālās īpašībasnieresMikrocirkulācija nodrošinanieresīpaši jutīgi pret išēmiskiem ievainojumiem. Tas, kā šie dati izpaužas kā cilvēka traucējumi, joprojām ir slikti saprotams. Šī pārskata mērķis bija apkopot sākotnējos pētījumus, kuros izmantoja autologo MSC cilvēkiem ar išēmisku nefropātiju, ko izraisījusi aterosklerozes asinsvadu slimība.nieres

Atslēgvārdi:išēmiska nefropātija; nieru artērijas stenoze; audu skābekļa padeve; hroniska nieru slimība;nieru darbība

Renovaskulāras slimības un mikrovaskulāras traumasLielo asinsvadu aterosklerotiskā renovaskulārā slimība (ARVD) ir ļoti izplatīta gados vecākiem cilvēkiem nieru artēriju stenozes rezultātā. Šis process attīstās pakāpeniski daudzu gadu laikā, un to paātrina dislipidēmija, diabēts, hipertensija, smēķēšana un citi aterosklerozes riska faktori. Kad lūmena oklūzija sasniedz "kritisko" slieksni, ko parasti identificē kā vairāk nekā 70–80 procentu asinsvadu oklūziju, distālais perfūzijas spiediens un asins līdzstrādnieki sāk izmērāmi kristies [2] (1. attēls). Bagātīgā literatūra par hipertensiju ir saistīta ar nieru perfūzijas spiediena zudumu ar vairāku spiediena ceļu aktivizēšanos, kas rada un paātrina renovaskulāru hipertensiju, tostarp renīna-angiotenzīna-aldosterona sistēmu [3]. Lai gan galvenā nieru artēriju revaskularizācija iepriekš bija galvenais līdzeklis ARVD un renovaskulāras hipertensijas ārstēšanai, pēdējos gados panāktā antihipertensīvās zāļu terapijas attīstība ir padarījusi optimizētu medicīnisko terapiju par ārstēšanas pamatu un bieži vien var veiksmīgi sasniegt mērķa asinsspiedienu. Viena no veiksmīgas medicīniskās terapijas sekām ir ievērojama revaskularizācijas procedūru samazināšanās. Rezultātā daudzi cilvēki tagad tiek pakļauti samazinātam nieru asinsvadam un distālajam perfūzijas spiedienam ilgu laiku, dažreiz pat vairākus gadus. Ilgstošs asins zudums un sekojošs zaudējumsnieru darbībair saukta par "išēmisku nefropātiju".

Svarīgi ir tas, ka lielu asinsvadu ARVD izraisa distālus mikrovaskulārus traucējumus ar vidēja un maza diametra asinsvadu zudumu un galu galā parenhīmas fibrozi [5,6] (2. attēls). Nieru mikrovaskulāras integritātes zudums ir identificēts kā kopīgs galīgais ceļš citiemnieresarī slimības, tostarp diabētiskā nefropātija, aptaukošanās un nefroskleroze [7]. Lai gan ARVD sākotnēji izpaužas kā hemodinamikas traucējumi, kurus dažkārt var novērst, atjaunojot asinsvadu caurlaidību, vēlākā mikrovaskulārā pārveidošana un retināšana galu galā nav atgriezeniska. Secinājums ir tāds, ka pat endovaskulārais remonts ar artēriju paplašināšanos un stentēšanu bieži vien nespēj atjaunot pilnu asinsrites līmeni un atgūt glomerulāro filtrāciju [8,9]. Nespēja atgūtiesnieru darbībapēc revaskularizācijas ir saistīta ar vilinātu ilgtermiņa dzīvildzi un palielinātu nepieciešamību pēc nieru aizstājterapijas, piemēram, dialīzes un/vai transplantācijas [90]. Pēdējo vairāku gadu desmitu laikā ARVD biežāk ir bijusi saistīta ar beigu stadijas nieru slimību (ESRD) un izteikta

Išēmiskā nefropātija un nieru oksigenācijaAtšķirībā no sirds vai smadzenēm, visa niera ir ievērojami pārspīlēta, salīdzinot ar vielmaiņas enerģijas prasībām [13]. Rezultātā vairāki intrarenālie regulējošie mehānismi gan ierobežo oksigenāciju garozas segmentos (piemēram, arteriovenozo šuntu un lokālu skābekļa difūzijas ierobežojumu rezultātā), gan rada funkcionālus lokālus gradientus. Arteriovenozā šuntēšana samazina skābekļa spriedzi nieru garozā līdz līmenim 55-60 mm Hg, kas ir izteikts samazinājums no 85-90 mm Hg normālā nieru artērijā [14,15]. Normāli funkcionējošām nierēm ir ievērojami atšķirīgi reģionālie audu skābekļa līmeņi, jo ir ierobežota postglomerulārā asins plūsma uz medulla un palielināts skābekļa patēriņš, kas saistīts ar no enerģijas atkarīgu cauruļveida izšķīdušo vielu transportēšanu [15,16]. Normāli funkcionējošā stāvoklī medulārais skābekļa daudzums var būt pat 10-15 mm Hg, un daži uzskata, ka tas padara to īpaši jutīgu pret akūtu.nieru traumaskad tiek uzlikti nefrotoksiski apvainojumi [17]. Atzīstot šīs perfūzijas īpašības un to, ka ARVD ir ļoti izplatīts, daži autori nieru funkcijas zudumu, kas pārsniedz stenozējošu bojājumu, apzīmēja par išēmisku nefropātiju18], pieņemot, ka asins plūsmas zudumam ir jāizraisa audu hipoksisks bojājums [19].

Nieru audu skābekļa funkcionālā novērtēšana cilvēkiem ir bijusi iespējama tikai kopš asins skābekļa līmeņa atkarīgās magnētiskās rezonanses attēlveidošanas (BOLD MRI) ieviešanas [20] (1. attēls). Šī metode ir atkarīga no deoksigenētā hemoglobīna paramagnētiskās īpašības, kas maina magnētisko pārkārtošanos pēc Fifield pārrāvuma, turpretim skābekli saturošajam hemoglobīnam nav aktīva magnētiskā momenta [21]. Tādējādi izmērītais pārkārtošanās ātrums (izteikts kā R2*) tieši atspoguļo deoksigenētā hemoglobīna proporciju konkrētās vokseļus saturošās asinīs. Normālie skābekļa līmeņi nierēs atšķiras hemoglobīna disociācijas līknes stāvākajos segmentos, padarot to par īpaši piemērotu līdzekli šim orgānam. Pētījumos, kuros izmantota BOLD MRI, uzsvērta ciešas standartizācijas nepieciešamība saistībā ar nātrija uzņemšanu, diurētisko līdzekļu lietošanu un ūdens uzņemšanu, jo pat nelielas šo parametru izmaiņas izmērāmi ietekmē audu deoksigenācijas vietējos līmeņus. Tie atspoguļo skābekļa patēriņa izmaiņas, kas saistītas ar izšķīdušo vielu un ūdens transportēšanu medulārajos segmentos [22–24]. Rūpīgi pievēršot uzmanību šādiem faktoriem, BOLD attēlveidošana ļauj identificēt kortikālās un medulārās nieru skābekļa izmaiņas, kas saistītas ar hronisku.nieru slimība[25,26], asinsvadu okluzīvā slimība, zāļu terapija, akūts nieru bojājums pēc kontrastvielas injekcijas un citi apstākļi [27,28].

CISTANCHE UZLABOS NIeru/NIeru DIALĪZI

Mūsu pētniecības grupa ir izmantojusi sistemātisku nieru BOLD attēlveidošanu cilvēkiem ar ARVD un esenciālu hipertensiju, īpaši, lai pārbaudītu ar ARVD saistītās išēmijas līmeni. Šie pētījumi arī ļāva veikt atkārtotus garozas un medulārās asins līdzstrādnieku mērījumus katrai nierei, izmantojot centrālo vēnu kontrasta CT attēlveidošanu, kā aprakstīts iepriekš [29] Sākotnējie pētījumi ar cilvēkiem ar esenciālu hipertensiju un ARVD tika veikti stacionāra pētījuma protokola apstākļos ar fiksētu dienu. nātrija uzņemšana un standartizēta medikamentu ievadīšana [30,31]. Kopumānieru darbībabija mēreni samazināts ar seruma kreatinīna augšējo robežu zem 2,5 mg/dl, daļēji sakarā ar asimetrisku nieru audu zudumu, kas saistīts ar kompensējošu hipertrofiju un hiperfiltrāciju kontralaterālajā nierē. Mēs paredzējām, ka samazināts asins biedru skaits palielinās izmērāmus hipoksiskus ievainojumus, īpaši dziļos medulārajos reģionos, par kuriem ir zināms, ka normālos apstākļos ir samazināts skābekļa daudzums. Nedaudz negaidīti šie pētījumi atklāja ievērojamu pielāgošanās diapazonu ar saglabātiem skābekļa gradientiem nierēs pēc stenozes, neskatoties uz ievērojamu asinsrites samazināšanos gan garozā, gan medulla, mazāku nieru parenhīmas tilpumu un samazinātu izšķīdušo vielu filtrāciju. Gan kortikālās, gan medulārās skābekļa mērījumi bija labi saglabāti, neskatoties uz to, ka asinsrites biedru samazinājums bija līdz pat 40 procentiem [31]. Daļēji tas atspoguļoja bagātīgās skābekļa rezerves garozas struktūrās un samazinātu serdeņa skābekļa patēriņu zemākas filtrācijas un izšķīdušo vielu transportēšanas rezultātā. Šie dati sniedz fizioloģisku apstiprinājumu par elastību normālas cilvēka nierēs, kas ļauj pakāpeniski attīstīties hemodinamikas kompromisam ar saglabātu strukturālo integritāti, neskatoties uz pakāpeniski progresējošu nieru funkcijas zudumu, kas saistīts ar ARVD. Šie novērojumi tika apstiprināti un paplašināti ar transjugulārajām biopsijām pēc stenozētām nierēm, parādot ļoti neskartas kanāliņu un glomerulārās struktūras, lai gan glomerulārā tilpuma mērījumi apstiprina samazinātu perfūziju [32]. Šie pētījuma dati sniedz fizioloģisku pamatu novērojumam, ka daudzus pacientus ar mērenu ARVD var ārstēt daudzus gadus ar stabilu HNS bez progresējošas traumas [8,33].

Tomēr šai pielāgošanās spējai ir ierobežojumi. Tā kā stipendiāti pēc stenozes nokrīt līdz smagākam līmenim, samazinās gan nieru tilpums, gan mikrovaskulārās struktūras. Pētījumi, izmantojot BOLD attēlveidošanu, apstiprina patoloģiskas audu hipoksijas attīstību nieru garozā un paplašinātu medulāro deoksigenāciju ar kritisku asins zudumu un nieru parenhīmas izmēru [34]. Ja ilgstoši ir stingri ierobežojumi, lielo asinsvadu asiņu atjaunošana, kam seko endovaskulāra paplašināšanās, un stenta ievietošana eksperimentālos pētījumos nespēj atjaunot mikrovaskulārās struktūras un/vai GFR [35]. 2. attēlā parādīts šis punkts ARVD cūku modelī, kas attīstās lēni 6–12 nedēļu laikā līdzīgi kā cilvēka ARVD. Šie novērojumi pastiprina nespēju konsekventi atjaunot GFR revaskularizācijas pētījumos ar cilvēkiem [8,36]. Kopumā šie dati liecina, ka makrovaskulārās slimības un parenhīmas nieru perfūzijas zudums galu galā izraisa mikrovaskulāru struktūru retināšanu nierēs, kas samazina nieru darbību, bieži vien neatgriezeniski.

CISTANČE UZLABOS NIeru/NIeru mazspēju

Audu hipoksija un iekaisuma bojājumiJaunākie pētījumi uzsver iekaisuma citokīnu un šūnu infiltrācijas galveno lomu gan eksperimentālajā, gan cilvēka nieru slimībā. Ir aizdomas, ka ARVD var būt saistīta ar traucētu lokālo un šūnu imunitāti pat pirms tas ietekmē nieru asinsrites biedru [37]. Normālos apstākļos nieru parenhīmā gandrīz nav redzamas identificējamas T šūnas vai makrofāgi. Pēc akūtas traumas var novērot zināmu makrofāgu infiltrācijas pakāpi. Iekaisuma šūnu funkcionālajās lomās notiek sarežģītas fenotipiskas nobīdes (aprakstītas kā M1 līdz M2 polaritātes variācijas), kas maina šūnu funkciju no fagocītiskas uz reparatīvu strukturālu darbību, tostarp jaunu mikrovaskulāru veidošanos un cauruļveida reģenerāciju [38, 39]. Mehānismi, kas regulē T šūnu un makrofāgu funkcijas, ir sarežģīti un dinamiski, dažādos apstākļos ievērojami atšķiras. Arvien vairāk pierādījumu liecina, ka pāreja no akūta nieru bojājuma (AKI) uz hroniskunieru slimība(CKD) atspoguļo iekaisuma ceļus ar fenotipisku virzienu uz fifibrozi un 5ubuloglomerulārās strukturālās integritātes zudumu [38, 40]. Mūsu pētījumi ar cilvēkiem ar ARVD uzsver saistību ar aktīvu iekaisuma ievainojumu paralēli audu hipoksijas padziļināšanai poststenotiskā nierē. Audu biopsiju pētījumos tiek konstatēta CD68 plus šūnu infiltrācija periglomerulārajās un kanāliņu struktūrās nierēs pēc stenozes, kuras normālās nierēs nav (biopsijas, kas ņemtas implantācijas laikā no normāliem nieru donoriem) [32]. Kad stenoze progresē līdz pilnīgai oklūzijai, aktivēto T šūnu un makrofāgu iekaisuma infiltrāti ir plaši sastopami visā išēmiskajā nierē [41]. Nieru vēnu asiņu paraugu ņemšana no atsevišķām nierēm ar ARVD uzrāda augstu cirkulējošo gan iekaisuma [42,43], gan proangiogēno citokīnu [4] līmeni. Svarīgi, ka šo marķieru relatīvais līmenis ir kvantitatīvi saistīts ar izmērītās audu hipoksijas smagumu un GFR zudumu atsevišķās nierēs [4]. Šādi mērījumi pastiprina koncepciju, ka, progresējot mikrovaskulārai oklūzijai, palielinot audu hipoksiju nierēs, attīstās smagāki iekaisuma ievainojumu ceļi, kas saistīti ar parenhīmas funkcijas un dzīvotspējas zudumu.

Cilmes šūnas un traumu ceļi nierēsSaiknes atpazīšana starp asinsvadu retināšanu, iekaisuma ceļiem un zudumunieru darbībaizvirza šādu jautājumu: "Vai šo ceļu modifikācija var atcelt hroniskas nieru slimības attīstību ARVD?" Agrīnie pētījumi, izmantojot endotēlija cilmes šūnu (EPC) intrarenālu ievadīšanu cūku modelī, liecināja, ka inducēta neovaskularizācija veicinātu uzlabotu GFR atjaunošanos [44]. Mezenhimālo stromas/cilmes šūnu (MSC) pētījumi parāda arī funkcionālās īpašības ar atbrīvotiem parakrīnajiem mediatoriem, kas veicina angiogenēzi išēmiskos apstākļos [45,46]. Jāatzīmē, ka šīs MSC dažos apstākļos spēj arī modificēt iekaisuma šūnas par labu reparatīviem fenotipiem [40, 47, 48] (3. attēls). Tādējādi šīs MSC funkcionālās īpašības piedāvā potenciālu labvēlīgi veidot intrarenālo reakciju uz samazinātu asinsriti par labu gan angiogenēzei, gan reparatīviem imunoloģiskiem fenotipiem. Sākotnējie pētījumi par MSC intrarenālo ievadīšanu cūku modelī apstiprināja, ka tos var ievadīt bez acīmredzamas toksicitātes un ar angiogēzes stimulāciju nieru garozā, kas krietni pārsniedz līmeni, kas novērots, atjaunojot tikai asinsvadu caurlaidību [49] (2. attēls). Nieru funkcijas atjaunošanās eksperimentālās renovaskulārās okluzīvas slimības gadījumā tika novērota arī pēc MSC infūzijas gan cūku, gan grauzēju modeļos [50].

Mūsu pētījumi ar cilvēkiem tika veikti, lai pārbaudītu šo jautājumu, izmantojot autologu no taukiem iegūto MSC. Mēs saņēmām jaunu pētāmu zāļu (IND 15082) atļauju, pamatojoties uz drošības datiem par cūkām un citiem modeļiem, lai paplašinātu cilvēka šūnas, izmantojot labu ražošanas praksi Mayo Human Cell Therapy laboratorijā Dr. Allen Dietz vadībā. Šūnu paplašināšanā tika izmantota patentēta hum a trombocītu augšanas barotne [51], drošības pārbaude un izdalīšanās kritēriji, kā aprakstīts iepriekš [52]. Autologās šūnas tika izmantotas, lai izvairītos no iespējamas HLA (cilvēka limfocītu antigēna) sensibilizācijas un/vai šūnu iznīcināšanas saistībā ar antigēnu nesaderību. Daudzi pētījumi liecina, ka ievadītās šūnas tiek plaši izplatītas, ja tās tiek ievadītas intravenozi, lielākā daļa tiek izņemta no asinsrites un liela daļa tiek lokalizēta plaušu asinsvadu vietās [53]. Mēs izstrādājām savus pētījumus, lai pieprasītu tiešu intraarteriālu ievadīšanu nierēs pēc stenozes, īpaši, lai novērtētu vietējās piegādes ietekmi un novērtētu lokālās toksicitātes potenciālu, kas saistīts ar mikrovaskulāru oklūziju, ja tā notiktu. Šie pētījumi tika izstrādāti, lai novērtētu intraarteriāli ievadītas MSC ietekmi gan uz toksicitātes m tirgiem agrīnā periodā pēc ievadīšanas (iknedēļas un ikmēneša), gan uz nieru hemodinamiku un funkciju, kad to pētīja trīs mēnešus pēc infūzijas.

Cilvēka MSC funkcionālās īpašības saistībā ar vecumu un hipoksijuAutologās MSC izmantošana rada jautājumu par fenotipiskām un, iespējams, epiģenētiskām atšķirībām starp indivīdiem, pamatojoties uz vecumu, dzimumu un citām īpašībām. Pētījumi, kuros izmantoja mRNS fenotipēšanu, norādīja, ka gan vecums, gan pamatā esošais nieru darbības līmenis var mainīt MSC raksturlielumus [54]. Tiek atzīts, ka hipoksija, jo īpaši hipoksiskā sagatavošana, maina vairākas šo šūnu tipu funkcionālās īpašības. Vai hipoksiskā videnieresIšēmiskās nefropātijas audi maina MSC funkcionālās īpašības, var ietekmēt to efektivitāti in vivo. Mēs pārbaudījām hipoksijas izraisītās izmaiņas MSC, kas iegūtas gan no normāliem nieru donoriem, gan no personām ar ARVD, kas atšķiras gan vecuma, gan nieru darbības līmeņa ziņā. Šie dati parāda kvalitatīvi līdzīgu reakciju uz hipoksiju gan veseliem donoriem, gan ARVD MSC, palielinoties augšanas ātrumam un citokīnu ekspresijai, lai gan sākotnējie citokīnu ekspresijas līmeņi in vitro būtiski atšķīrās. Pētījumi ar cilvēka taukiem iegūtām šūnām, kas iegūtas pirms un pēc senolītisko līdzekļu ievadīšanas, liecina, ka novecošanās marķieru profilus var ievērojami mainīt [54, 55]. Tas, cik lielā mērā kondicionēšanas režīmi var mainīt šo šūnu aktivitātes in vivo, ir svarīgs jautājums, kas vēl nav pilnībā definēts.

Mezenhimālo cilmes šūnu ietekme cilvēkiem ar išēmisku nefropātijuPēc Institucionālās pārskata padomes apstiprinājuma saņemšanas no Mayo Clinic College of Medicine, tika veikti sākotnējie (pirmie) pētījumi ar pacientiem ar ARVD, lai novērtētu trīs MSC devu (1 × 105, 2,5 × 105 un 5) ietekmi. × 105 šūnas/kg), ko ievada poststenozētas nieres nieru artērijā. Materiāli un metodes. Katrs pacients tika uzņemts klīnisko pētījumu un pētījumu nodaļā (CTRU) Sv. Marijas slimnīcā Ročesterā, MN. Nātrija uzņemšana uzturā tika uzturēta 150 mekv/d dienā. 1. diena ietvēra asiņu un urīna mērījumus nātrija izdalīšanai un GFR pēc jotalamāta klīrensa trīs savākšanas intervālos ūdens hidratācijas laikā un urīna mikroalbumīna, kopējā proteīna un nieru bojājumu marķieru noteikšanu, kā aprakstīts iepriekš. 2. diena ietvēra BOLD MRI, izmantojot gan aksiālo, gan koronālo skatu pirms un pēc furosemīda (20 mg IV) ievadīšanas, kā aprakstīts [9, 31]. 3. diena ietvēra nieru vēnu asiņu paraugu ņemšanu centrālās venozās katetra ievietošanas laikā, lai noteiktu nieru asins līdzinieku (RBF), izmantojot multidetektoru CT (MDCT) un nieru vēnu paraugu ņemšanu, ko apstiprināja Mayo IRB. Pēc attēlveidošanas pētījumu pabeigšanas autologais MSC tika ievadīts stenozējošajā artērijā, kā parādīts 4.

Viro attēlveidošanas pētījumosBOLD MRI novērtēja kortikālo un medulāro oksigenāciju un tubulāro funkciju. MR attēlu iegūšana ar pieaugošiem atbalss laikiem ļauj aprēķināt to regresiju ar signāla logaritmu [20], ar slīpumu (R2*=1/T2*), kas saistīts ar deoksihemoglobīna līmeni un līdz ar to arī asinīm un audu skābekļa saturs, kas konstatēts 3T. Attēla iegūšana ietvēra trīs transaksiālas šķēles abām nierēm, kas atlasītas, izmantojot izpēti (attēlu sērijas trīs ķermeņa asīs, kas veiktas šķēlumu atlasei) 15 sA gradienta vairāku atbalss secībā, kas iegūta ar T2* svērtiem nieru attēliem beigās. -expiration.TR (atkārtošanās laiks) bija 100 ms, un TE (atbalss laiks) bija no 7 līdz 566 ms ar 3,3 ms soli (kopā 16 attēli 15 s laikā ). MDCT novērtēja divpusējo, vienas nieres, kortikālo un medulāro RBF, perfūziju (mL/min/g) un tilpumus, kā arī anatomiju un obstrukcijas pakāpi stenozējošās nālās artērijas. Attēlu iegūšana ietvēra lokalizācijas skenēšanu, lai identificētu tomogrāfiskos līmeņus, kas satur nieres; Plūsmas pētījumiem tika atlasīti četri vidējie hilar līmeņi. Nieres tika skenētas ar 20 × 1,2 kolimāciju un 0 galda padevi, 0,5 portāla rotāciju un 0,36 s daļēju rekonstrukciju (B36 kodols); 45 skenējumi (6- mm līmeņi) tika iegūti 4 s pēc bolus injekcijas (05 /kg plkst. 10 ml/s, līdz 40 cc) jopamidolu centrālajā venozajā katetrā. CT datu analīzē tika izmantota attēlu analīzes programmatūra ANALYZE* (BiodynamicImaging Resource, Mayo Clinic, Rochester, MN, ASV) un MatLab. Interešu reģioni tika atlasīti no aortas, divpusējās garozas un medullas asinsvadu fāzes laikā, un laika vājināšanās līknes tika analizētas, izmantojot mūsu izstrādāto matemātisko modeli [29. Nieru angiogrāfijas laikā EDTA mēģenēs tika savākti asins paraugi no nieru vēnām un zemākas jēnas Caya. Citokīni un izvietošanas faktori tika mērīti, izmantojot Millipore Luminex paneļus citokīniem/ķīmokīniem un angiogēniem faktoriem [56].

Konkrēta deva katram subjektam tika ievadīta pēc protokola pētījumiem standartizētos apstākļos, kas apkopoti 4. attēlā. Nebija zināms, vai šāda tieša ievadīšana varētu izraisīt nevēlamas sekas, ko raksturo mikrovaskulāra oklūzija, audu bojājumi un/vai sistēmiska reakcija. 12 nedēļu laikā ar regulāriem intervāliem tika novērotas temperatūras izmaiņas, pilnīga asins aina, hemoglobīns, laktātdehidrogenāze un sedimentācijas ātrums. Pēc trim mēnešiem šīs personas atgriezās, lai veiktu atkārtotus asinsspiediena mērījumus, atsevišķu nieru nieru asins plūsmu un nieru oksigenāciju, izmantojot BOLD MRI standartizētos apstākļos, kā iepriekš. Svarīgi ir tas, ka nātrija un medikamentu uzņemšana tika saglabāta tādā pašā līmenī kā pirmapstrādes pētījuma laikā. Sīkāka informācija par šo protokolu un atsevišķiem mērījumiem tika publicēta [56].

Jāuzsver, ka šie la fāzes pētījumi tika veikti bez lielā asinsvada stenozes endovaskulāras paplašināšanās. Kā gaidīts, stenozenieres was characterized by reduced cortical and medullary volumes and substantially reduced renal blood flows They wer also characterized by more widespread evidence of tissue hypoxia (measured as the fraction of kidney tissue with R2* levels above 30 [28) as compared with the contralateral kidneys. Several notable changes were seen after three months. In particular, the level of cortical perfusion (blood flow/cubic mL of tissue) rose from 23(1.4-2.5)to2.6 (1.6-32) ml/mi/α tissue,p=003.No changes in the measured volumes were observed,but the cortical and total renal blood flows rose 15-20% in the stenotic kidney due to increased perfusion (from 164±99 to 190±126 mL/min,p=0.007). No such changes were observed in the patients undergoing the identical protocol studies without MSC administration [56,7[. Importantly, BOLD measurements after three months demonstrated reductions in the fractional hvypoxia>30s- stenozējošām nierēm (attēls). Mēs interpretējam šos atklājumus, lai liktu domāt, ka mikrovaskulāras izmaiņas nierēs pēc stenozes ļauj palielināt kortikālo cirkulāciju, vienlaikus atvieglojot audu hipoksiju. Ir svarīgi atzīmēt, ka līdzīgas izmaiņas garozas perfūzijā tika novērotas arī kontralaterālajā nierē, kurai nebija veikta MSCinfūzija. Kortikālā perfūzija palielinājās, lai gan netika novērotas izmaiņas R2*, kas jau bija zems un atspoguļoja minimālu atklātu hipoksiju nierēs, kas nav stenozētas. Tika novērots neliels medulārās perfūzijas pieaugums, un kopējā nieru asins plūsma palielinājās līdz līdzīgai pakāpei, kāda novērota stenozējošās nierēs. Šie novērojumi liecina, ka sistēmiskā iedarbība, iespējams, no parakrīnajiem mediatoriem un/vai nieru šķērsruna, ietekmēja kontralaterālo.niereskā arī stenozējošā puse. Atkal novērotās izmaiņas kontralaterālajā nierē pēc MSC infūzijas atšķīrās no izmaiņām nierēs, kas tika ārstētas tikai ar medicīnisko terapiju vai endovaskulāru stentu ievietošanu [57.

Visas iepriekš minētās izmaiņas liecināja, ka intrarenālā MSC ievadīšana bija saistīta ar samazinātu audu hipoksiju, iespējams, pateicoties uzlabotai audu perfūzijai, kas saistīta ar mikrovaskulāro remontu. Nevar noskaidrot, vai tas bija jaunu asinsvadu angioģenēzes vai iepriekš sabrukušo asinsvadu caurlaidības atjaunošanas rezultāts, lai gan perfūzijas palielināšanās pat kontralaterālajās nierēs ar gandrīz normālu asins plūsmu būtu labvēlīga pirmajai.

Asins paraugi no katras nieru vēnas tika iegūti gan sākotnējā, gan trīs mēnešu novērošanas pētījumos. Daudzām no šīm nierēm angiogēno biomarķieru (angiopoetīna-2, asinsvadu endotēlija augšanas faktoru A. un () stenozējošais līmenis bija paaugstināts, salīdzinot ar nierēm, kurām nav stenozes, un samazinājās, veicot atkārtotu mērījumu pēc trim mēnešiem. Līdzīgi nieru venozās iekaisuma citokīnu marķieri (ar neitrofilu želatināzi saistīts lipokalīns (NGAL), gamma interferons un metaloproteināzes 2 (TIMP-2) audu inhibitors) bija augstāki nierēs pēc stenozes un kopumā samazinājās, kad mērījumus atkārtoja trīs mēnešus pēc MSC. infūzija.

MSC ievadīšanas klīniskā ietekmeVai MSC infūzija būtiski mainīja nieru darbību un/vai sistēmisko hemodinamisko ietekmi? Temperatūras, pilnīgas asins ainas, eritrocītu sedimentācijas ātruma un laktātdehidrogenāzes mērījumi pirmajās nedēļās un mēnešos neuzrādīja klīniski acīmredzamu toksicitāti saistībā ar šūnu skaita arteriālo infūziju līdz 5 × 105 šūnām/kg, bieži vien tuvojoties 50 miljoniem šūnu, tieši nieres. Šīs pacientu grupas protokola pētījumu laikā tika veikta ievērojama uzmanība, lai nodrošinātu, ka antihipertensīvā zāļu terapija nemainījās. Ar MSC ārstētiem pacientiem kopējais sistoliskais asinsspiediens nedaudz pazeminājās (144 plus 11 līdz 136 plus 13 mm Hg, p=0,04), kas galvenokārt atspoguļoja ar devu atkarīgu SBP samazināšanos lielākās devas grupā. (140 plus 12 līdz 128 plus 8 mm Hg, p=0.005). Tāpat izmaiņas izmērītajā GFR bija nelielas, bet šķita saistītas ar devu, ciktāl lielākās devas grupā pieauga no 57 plus 7 līdz 64 plus 9 ml/min, p=0,045 (6. attēls). Mazāku devu grupām izmaiņas bija minimālas. Tika novērots neliels urīna olbaltumvielu izdalīšanās samazinājums, kas atkal ir visizteiktākais lielākās devas grupā.

Mikrovaskulārais remonts, kas saistīts ar MSC terapiju cilvēkiemŠie pētījumi sniedz provizoriskus, bet būtiskus datus, kas atbilst palielinātai mikrovaskulārai perfūzijai, kas saistīta ar autologu taukaudu izcelsmes MSC ievadīšanu. Tie attiecas uz cilvēku eksperimentālo pētījumu rezultātiem gan cūku, gan grauzēju modeļos un atbalsta uz šūnām balstītas papildu terapijas iespējamo lomu klīniskās slimībās. Iepriekšējie pētījumi par alogēnu MSC kā aizsardzības manevru pret akūtu nieru bojājumu (AKI) bija neskaidri [58, 59], un tika pārtraukts perspektīvais pēcoperācijas AKI pētījums [60]. Mūsu pētījumi bija apzināti vērsti uz lēni progresējošu ilgtermiņa mikrovaskulāru slimību, kas pārsniedz lielo asinsvadu ARVD, kas, kā zināms, ir pakļauta CKD inducēšanai. Tie pastiprināja audu hipoksijas saistību, kas attīstās ar progresējošu slimību, un aktivizēja gan angiogēno, gan iekaisīgo nieru bojājumu, kas saistīts ar progresējošu GFR zudumu. Vissvarīgākais ir tas, ka viņi sniedza datus, kas atbalsta MSC lomu kā papildinājumu, lai uzlabotu vietējo audu perfūziju un samazinātu iekaisuma ievainojumus. Lietojot lielas devas, mūsu dati apstiprina šo izmaiņu iespējamību nedaudz palielināt glomerulāro filtrāciju, vienlaikus samazinot arteriālo spiedienu un urīna olbaltumvielu izdalīšanos. Tas, vai šādu ietekmi var attiecināt uz citiem nieru bojājumu veidiem, kas saistīti ar mikrovaskulāru bojājumu, piemēram, diabētu [61] un/vai nefrosklerozi, ir svarīgs jautājums, kas pašlaik tiek aktīvi pētīts [62, 63]. Šiem stāvokļiem ne vienmēr ir raksturīgi līdzīgi audu hipoksijas ceļi, kas novēroti smagas ARVD gadījumā.

BrīdinājumiVairāki svarīgi brīdinājumi ir pelnījuši uzsvaru un turpmāku izpēti. Daži no tiem ir apkopoti 1. tabulā. Mūsu autologo šūnu atlase tika balstīta uz bažām, ka dažādu alotipu šūnu ievadīšana rada arī iznīcināšanas un/vai allosensibilizācijas risku, kas varētu sajaukt rezultātu interpretāciju un/vai apdraudēt pacients. Daži autori apgalvo, ka MSC nav imunogēni un tāpēc ir samērā aizsargāti no šīm bažām [63]. Praktiski autologo šūnu izmantošana ir laikietilpīga attiecībā uz ražu, paplašināšanu un ievadīšanas testēšanu. Šīs pazīmes ierobežo viņu apsvērumus par ārstēšanu, kas saistīta ar akūtiem procesiem. Varbūt vissvarīgākais ir tas, ka autologās šūnas ir īpaši jutīgas pret donora īpašībām, kas saistītas ar vecumu, dzimumu, pamatslimību (piemēram, aterosklerozes slimību, diabētu) un nieru darbības traucējumiem, kas visi, iespējams, maina MSC iespējamo efektivitāti [54]. Lai gan daudzas MSC īpašības ir elastīgas un tās var mainīt atkarībā no apstākļiem, kādos tās darbojas, iespējams, ka to faktiskajā klīniskajā ietekmē liela nozīme būs starpindivīdu mainīgumam.

Šajos pētījumos ar MSC infūziju saistīto asins līdzekļa un GFR izmaiņu apjoms bija neliels. Klīniskais efekts jebkurai personai lielā mērā ir atkarīgs no nieru disfunkcijas pamata pakāpes un no tā, cik lielā mērā visa funkcionālā.nierestiek ietekmēta masa. Nieru revaskularizācijas pētījumos ir konstatēts virkne novēroto izmaiņu, kas ietver nelielu GFR uzlabošanos salīdzinājumā ar zināmu pasliktināšanos pēc asinsvadu manipulācijām. Lai gan šīs izmaiņas ir sarežģītas, turpmāka GFR pasliktināšanās jebkāda iemesla dēļ ir saistīta ar ilgtermiņa nieru prognozes un izdzīvošanas samazināšanos [10]. Joprojām nav zināms, vai nelielas izmaiņas GFR, BP un ​​/ vai urīna proteīnā, kas novērotas šeit aprakstītajās labvēlīgajās atbildēs, pārvēršas par prognozes izmaiņām.

Turpmākais darbs būs atkarīgs no visefektīvākās MSC devas noteikšanas, ievadīšanas ceļu un šūnu izsekošanas. Iespējams, ka būs nepieciešama atkārtota dozēšana, lai saglabātu mikrovaskulāro integritāti, jo šo efektu noturība vēl nav noteikta. Viens no svarīgākajiem elementiem būs šūnu terapijas integrācija ar citiem terapeitiskiem manevriem. ARVD gadījumā būs svarīgi novērtēt MSC lomu kā papildinājumu citām iejaukšanās darbībām, piemēram, nieru artēriju revaskularizācijai, vaskulogēno citokīnu ievadīšanai un/vai mitohondriju aizsardzībai. Daži autori ierosina nieru cirkulācijā ievadīt angiogēnos citokīnus (piemēram, asinsvadu endotēlija augšanas faktoru (VEGF) un/vai hepatocītu augšanas faktorus), kuru mikrovaskulārā iedarbība palielinās, turot to vietā ar strukturālām biopolimēra sastatnēm [64, 65]. Abām pēdējām intervencēm ir provizoriski dati, lai atbalstītu alternatīvus ceļus mikrovaskulāro struktūru un funkcionālās integritātes atjaunošanai īpašos apstākļos [66, 67].

Kopsavilkums

Kopumā šie pētījumi parāda mikrovaskulāro retināšanu kā primāro mehānismu, kas saistīts ar progresējošu cilvēka ievainojumunieressaistīts ar ARVD. Tie nosaka pielāgošanās robežas samazinātai asinsritei un pāreju uz atklātu audu hipoksiju, kas saistīta ar iekaisuma ievainojumiem. Mūsu pētījumi liecina, ka no autologa taukiem iegūta MSC intrarenāla infūzija spēj palielināt audu perfūziju un asins līdzstrādniekus, nenoņemot lielu asinsvadu stenozi, kas atbilst zināmas pakāpes mikrovaskulārās funkcijas atjaunošanai. Šīs izmaiņas bija saistītas ar samazinātiem iekaisuma biomarķieriem nieru vēnās un ar devu atkarīgu glomerulārās filtrācijas pieaugumu pēc trim mēnešiem. Mēs uzskatām, ka uz šūnām balstīta terapija, iespējams, būs svarīgs papildu resurss, lai atjaunotu mikrovaskulāro integritāti gan ARVD, gan citu nieru slimību gadījumā, kas saistītas gan ar asinsvadu retināšanu, gan iekaisuma bojājumiem.