Среди причин смертности и инвалидизации сердечнососудистые заболевания в настоящее время занимают лидирующую позицию. По данным Всемирной Ассоциации Здравоохранения за 2004 год, на долю ишемической болезни сердца (ИБС), неизбежным результатом которой становится инфаркт миокарда, приходится около 12, 2% всех случаев смерти от различных заболеваний. Таким образом, ежегодно ИБС уносит жизни около 7 миллионов человек.

Из-за ограниченной способности сердечной мышцы к восстановлению, инфаркт миокарда приводит к необратимому нарушению работы сердца и хронической сердечной недостаточности [1], не поддающейся хирургическому и фармакологическому лечению. Альтернативой традиционной терапии сегодня считается трансплантация стволовых клеток (СК) как эмбрионального, так и постнатального происхождения [2,3]. В качестве наиболее перспективных источников СК рассматриваются костный мозг, мобилизованная периферическая кровь, а также пуповинная кровь новорожденных. В 2006 г. в нескольких странах были проведены клинические испытания трансплантации мононуклеарной фракции аутологичного костного мозга больным с ИБС [4-6].

Несмотря на весьма ограниченный положительный эффект трансплантации, эти клинические испытания показали, что в мононуклеарной фракции костного мозга, определенно, содержатся клетки, стимулирующие восстановительные процессы в поврежденном миокарде [7,8]. Для продолжения дальнейших клинических испытаний и улучшения их результатов необходимо выяснить, какой именно тип клеток участвует в восстановлении поврежденной сердечной мышцы, а также разработать методы стимуляции данных клеток в условиях in vitro до введения в организм, с целью усиления их эффективности [9].

Группа исследователей из Казахстана, результаты работы которой опубликованы в последнем номере журнала «Клеточная Трансплантология и Тканевая Инженерия», первой нашла ответы на эти вопросы, проведя серию экспериментов на модели мелкоочагового инфаркта миокарда у крыс. В качестве клеточного материала для трансплантации животным авторы выбрали клетки костного мозга, положительные по маркеру CD117. CD117+ популяция клеток включает в себя как гемопоэтические стволовые клетки (ГСК), так и клетки-предшественницы эндотелиоцитов, ответственные за формирование капилляров [10]. Из более ранних работ известно, что CD117+ клетки способны мигрировать из костного мозга в очаг повреждения сердечной мышцы и принимать участие в процессах регенерации [11].

В основу своей работы ученые заложили несколько методических принципов:

1. использование «очищенных» CD117+ клеток, что было достигнуто с помощью иммуномагнитной сепарации;

2. стимуляция на клетках экспрессии рецептора CXCR4 к хемокину SDF-1, усиливающего миграцию клеток в зону повреждения [12-14];

3. стимуляция продукции клетками ростового фактора TGFβ, оказывающего стимулирующий эффект на рост капилляров [15].

Перед трансплантацией клетки в течение трех суток культивировали в присутствии различных цитокинов, предположительно участвующих в активации ГСК: IFNγ (интерфрон-гамма), IL-2 (интерлейкин-2), IL-3 (интерлейкин-3) и G-CSF (гранулоцитарный колониестимулирующий фактор) [16]. Оказалось, что только IL-3 способен стимулировать экспрессию на ГСК рецептора CXCR4, а также продукцию клетками TGFβ.

Затем была проведена серия экспериментов на крысах с инфарктом миокарда. Животные были разделены на три группы: первой группе вводили стерильный физиологический раствор, второй – не стимулированные CD117+ ГСК, и третьей – ГСК, культивированные в присутствии IL-3. Анализ результатов провели на 12-е и 21-е сутки. Было показано, что нестимулированные CD117+ ГСК оказывают значимый положительный эффект на восстановление миокарда в зоне повреждения, а также стимулируют образование в этой зоне немногочисленных тонкостенных капилляров. Стимулированные CD117+ ГСК вызывали значительно более ярко выраженные положительные эффекты, активируя образование в поврежденной зоне микрососудов, а также вызывая появление в ней большого количества макрофагов, поглощающих фрагменты разрушенных клеток и способствующих ремоделированию поврежденной мышцы.

На данный момент эта весьма доказательная работа является первым свидетельством перспективности новых подходов по стимуляции регенеративно-индукционных свойств гемопоэтических стволовых клеток костного мозга. Использование предварительно стимулированных in vitro ГСК в коррекции последствий острого инфаркта миокарда – новая многообещающая область применения этого типа стволовых клеток.

По материалам:

Беляев Н.Н., Рысулы М.Р., Исабекова А.С. и др. Влияние IL-3 на регенеративно-индукционную активность гемопоэтических стволовых клеток костного мозга при экспериментальном инфаркте миокарда. Клеточная Трансплантология и Тканевая Инженерия 2009; 4: 50-5.