Введение к работе
Актуальность темы
В настоящее время не существует действительно эффективных методов лечения травматического повреждения спинного мозга (Буравкова Л.Б., 2010). И это при том, что за последние 70 лет спинальный травматизм вырос более, чем в 200 раз (Park D.H., Eve D.J., 2010). Частота возникновения подобных травм по разным оценкам колеблется от 11 до 112 на 100 000 человек. Последствиями являются парез или паралич конечностей и дисфункция тазовых органов. Особенностью проблемы является то, что спинальному травматизму в основном подвержены молодые, экономически и социально активные люди. Вовлеченность этой категории граждан значительно увеличивает экономический ущерб (Piebe M.M., Chivdo A.E.,2007).
Благодаря достижениям нейрохирургии, фармакологии, реабилитации в последние годы значительно увеличилась продолжительность жизни спинальных больных. Однако сегодня главным в лечении и адаптации больных к новым условиям все еще является не восстановление утраченных, а обучение пользованию сохранившимися функциями. Таким образом, в практической медицине ощущается острая нехватка эффективных методов лечения и реабилитации больных с травмой спинного мозга (Caplan A.J., 2009; Huang H., Chen L., 2009; Dobkin B.H., 2010).
Самым серьезным вторичным эффектом спинномозговой травмы (СМТ) является образование рубца. В процессе участвуют самые разнообразные клетки: астроциты, микроглия, макрофаги, фибробласты и шванновские клетки (Челышев Ю.А., Викторов И.В. 2009). Рубец является механическим барьером, препятствующим восстановлению целостности спинного мозга. Кроме того, рубец содержит ингибиторы роста аксонов (Lee J.H., Chung W.H. et al., 2011). Предотвращение образования рубца или его деградация, также могут являться целью клеточной терапии. Резидентные и привлеченные воспалительные клетки (нейтрофильные гранулоциты, микроглия, макрофаги и Т-клетки) могут вызывать разнонаправленные реакции (Samdani A.F., Paul C., et al., 2009). Однако есть основания полагать, что применение макрофагов, может стимулировать удаление фрагментов рубца и тем самым способствовать очистке поврежденного участка. Появление современных клеточных технологий позволяет надеяться на возможность восстановления дефектов нервной ткани путем трансплантации стволовых клеток. Клеточная трансплантация может иметь кроме замены погибших клеток и другие цели. Это, прежде всего создание благоприятного микроокружения для предотвращения образования глиального рубца и дегенерации нейроцитов, а также стимуляции их, регенерации. Таким образом, основой терапии СМТ должна стать комбинация методов, направленных как на регенерацию, так и на блокирование вторичных изменений (Stroncek D., Berline D., 2010). Однако, заместительная клеточная терапия находится только на стадии становления. Оптимальный источник клеток, методы культивирования, способы введения в травмированный организм до конца не определены и остаются предметом многочисленных исследований (Pedram M.S., Dehgham M.M. et al., 2010).
Цель исследования - экспериментально-морфологическое обоснование различных способов клеточной терапии травмированного участка спинного мозга.
Задачи исследования.
-
Использовать мезенхимальные стволовые клетки и активированные макрофаги в отдельности и в сочетании для восстановления травмированного участка спинного мозга у мышей.
-
Провести наблюдения за уровнем смертности, восстановлением функций и поведением мышей контрольной и экспериментальной групп.
-
Получить данные о морфологических изменениях травмированного участка спинного мозга у мышей контрольной и экспериментальной групп.
-
Оценить эффективность каждого из способов клеточной терапии травмированного участка спинного мозга мышей экспериментальных групп.
Положения, выносимые на защиту:
-
Мезенхимальные стволовые клетки способствуют уменьшению воспалительного процесса в травмированном участке спинного мозга и сохранению в нём большего, чем в контроле интактных нейроцитов.
-
Активированные макрофаги уменьшают зону вторичного повреждения в травмированном участке спинного мозга и препятствуют образованию глиального валика и соединительнотканного рубца.
-
Сочетанное применение активированных макрофагов и мезенхимальных стволовых клеток стимулирует в травмированном участке спинного мозга олигодендроциты, астроциты и ангиогенез, тем самым способствуют восстановлению функции сохранившихся после СМТ нейроцитов.
Новизна исследования.
Научная новизна исследования заключается в использовании сочетанного способа клеточной терапии травмированного участка спинного мозга. Способ позволяет создать в зоне поражения благоприятные условия для посттравматической регенерации нервной ткани: блокирование формирования глиального рубца, очистку раны от фрагментов миелина, нейрогенную дифференцировку МСК.
Научно-практическая значимость.
Результаты выполненного исследования расширяют представление о возможности сочетанного применения МСК и активированных макрофагов в терапии травмированных участков спинного мозга. МСК являются многообещающим средством клеточной терапии благодаря своим особым характеристикам, частично имитирующих ЭСК, но превосходящих их с точки зрения доступности, получения необходимой клеточной массы, а так же с морально-этической точки зрения материалы исследования используются в учебной процессе на кафедрах морфологии и патологии Самарского медицинского института «Реавиз», кафедрах гистологии ГОУ ВПО «СамГМУ» и ГОУ ВПО «Ижевская медицинская академия».
Апробация работы.
-
Итоговая конференция приоритетного направления «Живые системы» (М. 2007).
-
Конференция студентов и молодых ученых (Ижевск, 2008, 2009,2010 г.г.).
-
Всероссийская конференция «Стволовые клетки и перспективы их применения» (Москва,2008г.).
-
10-ый Всероссийский форум «Образовательная среда – 2008» (Ижевск, 2008 г.).
-
Заседание Удмуртского отделения ВНО АГЭ (Ижевск, 2010г.).
-
Межкафедральное совещание кафедр морфологии НОУ ВПО «Самарский медицинский институт «РЕАВИЗ» (Самара, 2010 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работы, из них 4 - в журналах, рекомендованных ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, характеристики материалов и методов исследования, собственных результатов и их обсуждения, выводов и списка, используемой литературы, включающего 251 отечественных и иностранных источников. Материал изложен на 120 страницах машинописного текста, обобщен в 3-х таблицах и проиллюстрирован 35 фотографиями.
Личное участие автора в выполнении работы. Регулярное наблюдение за животными, изготовление гистологических препаратов, а также математическая обработка, интерпретация и оформление результатов работы в виде публикаций и диссертации выполнены лично автором. Работа, связанная с забором мезенхимальных стволовых клеток, выделением, культивированием и стимуляцией клеток для получения активированных макрофагов, проведена совместно с сотрудниками лаборатории молекулярной биологии и клеточных технологий ГОУ ВПО «Российский государственный медицинский университет».
