Сухих Г. Т., Власов Г. П., Журавлёв И.В., Полтавцева Р.А. Никитаев В.Е., Степанов А.В.
(Московская Медицинская Академия им. И.М.Сеченова; 119992, Москва, ул. Большая Пироговская, д.6.; e-mail - stroke@comtv.ru)
Введение
В настоящее время все больший интерес вызывает использование стволовых клеток (СК) в лечении различных заболеваний. Одним из грозных осложнений ишемической болезни сердца является инфаркт миокарда, который до сих пор является одной из причин острой сердечной недостаточности, кардиогенного шока и летального исхода. Экспериментальные исследования, выполненные в различных странах, касаются изучения влияния СК на сердце крыс. Однако, в этих экспериментах нет возможности определить функциональное состояние сердца после острого инфаркта миокарда, нет возможности определения точного объема поражения миокарда, измерения гемодинамических показателей, отсутствует возможность длительного наблюдения. Настоящее исследование предпринято для установления репаративного воздействия СК на миокард свиней, а также для исследования эффективности различных видов СК при интрамиокардиальном их введении в различные сроки острого инфаркта миокарда (ОИМ).
Материал и методы исследования: исследование проведено на 26 свиньях (14 свинок и 12 боровов) массой 20±2 кг. Для исследования использовали эмбриональные человеческие стволовые клетки (ЭмбрСК) и СК, полученные из костного мозга взрослы людей (ВзрСК).
Инфаркт миокарда моделировали путем высокого лигирования передней межжелудочковой артерии из левосторонней торакотомии в условиях интубационного наркоза. Далее для выявления наиболее оптимального периода для восстановления сократительной способности миокарда выполняли реторакотомию и интрамиокардиальное введение в зону инфаркта миокарда СК в ранние (1-3 сутки) и поздние сроки (7-10 дней) острого ИМ. В ряде случаев СК вводили с гелем. Фракция выброса левого желудочка (ЛЖ) контролировали Эхо-КГ до и после введения СК. После окончания срока наблюдения выполнены: посмертная ангиокардиография, морфометрическое и гистологическое исследование сердец. Для облегчения последующего обнаружения и визуализации стволовых клеток СК они до введения были обработаны флуоресцирующим красителем.
Животные разбиты на следующие группы.
1-я группа (6 свиней) - контроль за естественным течением острого инфаркта миокарда.
2-я группа (7 свиней) - введение ЭмбрСК в ранние сроки после ИМ (1-3 сутки).
3-я группа (7 свиней) - введение ЭмбрСК в поздние сроки после ИМ (7-10 сутки).
4-я группа (6 свиней) - введение в ранние сроки после ИМ СК, полученных из костного мозга взрослых людей (ВзрСК) с последующим их хранением в жидком азоте.
Цель исследования: Определить влияние стволовых клеток, введенных интрамиокардиально, на течение экспериментального острого инфаркта миокарда у свиней.
Задачи исследования:
1. Определить возможность активной миграции стволовых клеток при интрамиокардиальном их введении в область инфаркта миокарда.
2. Выявить зависимость изменения сократительной способности ЛЖ от сроков интрамиокардиального введения СК при остром инфаркте миокарда.
3. Определить влияние эмбриональных и костномозговых СК на течение инфаркта миокарда.
4. Определить макроскопические признаки перенесенного инфаркта миокарда после введения СК в отдалённые сроки.
5. Выявить влияние СК на регенеративные процессы в зоне острого инфаркта миокарда в зависимости от сроков их введения.
Методика проведения эксперимента: в условиях ветеринарной операционной под эфирно-фторотановым эндотрахеальным наркозом выполняли торакотомию слева. Инфаркт был вызыван перевязкой передней межжелудочковой артерии в проксимальной трети. Затем рану послойно ушивали. Сразу же проводен контроль ЭКГ. На следующий день после ОИМ под легким фторотановым наркозом животному производили эхо-кардиографическое исследование. Далее животным 2-ой группы (т.е. в ранние сроки ОИМ) под эфирно-фторотановым эндотрахеальным наркозом вновь проведена реторакотомия и интрамиокардиально введены ЭмбрСК в количестве до 100 млн клеток. Введение ЭмбрСК животным 3-ей группы выполнено в сроки от 7 до 10 дней (т.е. в поздние сроки ОИМ). Животным 4-й группы в ранние сроки после ОИМ введены СК, выделенные из костного мозга взрослых людей.
Эхо-кардиографический контроль выполнен на 3-и, 7-е и 14-е сутки после введения СК у всех животных под легким фторотановым наркозом. Через 6-8 недель животных забивали с предварительным проведением контрольного Эхо-КГ. Сердца свиней были исследованы макро- и микроскопически. Достоверность окклюзии ПМЖВ проверяли после забоя наливкой коронарных сосудов контрастным веществом (ацетат бария) с последующим выполнением рентгеновского снимка.
Результаты: у всех животных исходная фракция выброса ЛЖ была в пределах 70-75%. Сразу же после перевязки ПМЖВ и развития ОИМ ФВ снижалась до 40-45%. Три свиньи погибли в ближайшие часы после перевязки ПМЖВ от острой сердечной недостаточности, что свидетельствует о моделировании тяжелого ИМ).
В 1-й группе (контроль ОИМ при естественном течении) даже к концу исследования через 6-8 недель ФВ оставалась на уровне 40-45%. Поведение животных было вялым, они предпочитали лежать, плохо прибавляли вес. При исследовании сердец по окончании эксперимента во всех случаях обнаружен крупноочаговый кардиосклероз, истончение миокарда с формированием аневризмы левого желудочка.
Во 2-й группе: для выявления возможной миграции СК по миокарду двум свиньям были введены в зону острого инфаркта миокарда и в периинфарктную область интрамиокардиально ЭмбрСК, меченные люминесцентными красителями. Через сутки животные были забиты, а сердца визуально исследованы при помощи УФ лампы. В течение первых суток меченные СК распространились по передней и задней поверхностям обоих желудочков и предсердий до основания аорты. На разрезе миокарда левого и правого желудочков и обоих предсердий выявлено яркое голубоватое свечение миокарда. Таким образом, в первые сутки после введения СК, окрашенных люминесцентными красителями, наблюдается активная миграция клеток не только в зоне острого инфаркта миокарда, но и по всему миокарду.
Других животных наблюдали в течение 6 недель. К 7-ым суткам после введения СК отмечено увеличение ФВ в среднем с 40% до 55%. Ко 2-й неделе после введения ЭмрСК ФВ достигала исходной величины (у 2-х животных даже превышала исходную, составив 80%). К концу эксперимента у всех животных ФВ была в пределах нормальных величин. Интрамиокардиальное введение СК сопровождается выраженным аритмогенным эффектом (фибрилляция желудочков). Одна свинья погибла от некупируемой фибрилляции желудочков (ФЖ). Еще в одном случае ФЖ самопроизвольно прекратилась еще до проведения дефибрилляции. Для предотвращения возникновения ФЖ перед введением СК применяли лидокаин. При такой методике введния аритмогенный эффект проявлялся в виде одиночных экстрасистол. Двое животных оставлены для наблюдения на длительный срок (9 и 12 сем). При макроскопическом исследовании сердец обнаружен умеренно выраженный кардиосклероз площадью не более 3 см2. Ни в одном случае при введении СК в ранние сроки ОИМ не наблюдали развития аневризмы ЛЖ. Животным, оставленным под длительное наблюдение, выполняли контрольные Эхо-КГ исследования с частотой примерно 1 раз в месяц. За время наблюдения ФВ находилась на уровне 75%. Животные хорошо прибавляли в весе, не отставая от здоровых. По прошествии 9 и 12 мес животные были забиты. Макроскопически также определен незначительный кардиосклероз.
В 3-й группе также отмечена положительная динамика возрастания ФВ, хотя СК вводили в сроки от 7 до 10 дней осле ОИМ. К 7-ому дню ФВ возросла в среднем до 50%, к 14 дню - до 60%. Дальнейшего увеличения ФВ не отмечено.
К концу эксперимента (6-8 неделя) обнаружен крупноочаговый кардиосклероз (рис.) в бассейне перевязанной коронарной артерии. У 2-х свиней сформировалась аневризма сердца (в одном случае - с тромбированием её полости). У одной свиньи отмечен гнойный перикардит - в данном случае вводились ВзрСК с использованием в качестве матрицы для их развития геля.
В 4-й группе на протяжении 2-х недель регистрировалась достаточно хорошая положительная динамика восстановления ФВ: к 14-му дню ФВ составила в среднем 60%. Однако в последующие 4 недели сократительная способность миокарда у всех подопытных животных постепенно снижалась и к концу эксперимента составила 40%. Таким образом, использование костномозговых человеческих СК, хранившихся в жидком азоте, не позволяет получить стойкого клинического эффекта. При морфологическом исследовании сердец выявлен постинфарктный крупноочаговый кардиосклероз.
См. также:
Репрограммирование посредством эмбриональных стволовых гибридных клеток
Клеточные технологии в коррекции возрастных изменений кожи лица, лечении ран и трофических язв. Результаты клинических исследований
Сравнение цитофенотипических профилей клеток мезенхимального ряда, изолированных из различных тканей человека
Сравнение способности к дифференцировке в ткани мезодермы клеток мезенхимального ряда, изолированных из различных тканей человека
Экспериментальное исследование антиишемического эффекта препарата стволовых клеток пуповинной крови
Исследование возможности репрограмирования мультипотентных мезенхимных стромальных клеток, выделенных из жировой ткани человека, после пересадки их в энуклеированный ооцит
Клеточная структура трансплантатов селезеночной ткани, используемых для коррекции экспериментальной инсулиновой недостаточности
Бесцитокиновая активация gp130 на мобилизованных стволовых клетках крови (CD34+) ведет к их пролиферации и дифференцировке
Клиническое исследование стимуляция коллатерального кровообращения стволовыми клетками костного мозга
Стволовые клетки: проблемы правового регулирования
...
Обсудить на форуме
