HIE — Терапия стволовыми клетками и экзосомами в Стамбуле: мнения профессора, доктора медицины, доктора философии (C) Serdar Kabataş

Когда мозг испытывает нехватку кислорода: понимание ГИЭ (гипоксически-ишемической энцефалопатии) и того, как стволовые клетки и экзосомы могут изменить будущее

ГИЭ (гипоксически-ишемическая энцефалопатия): причины, лечение и стволовые клетки

Проф. д-р Serdar Kabataş, доктор медицины, доктор философии (C)

Личное мнение

Я профессор доктор Serdar Kabataş, нейрохирург, который более двадцати лет работает с пациентами с серьезными заболеваниями центральной и периферической нервной системы (травмы головного мозга, спинного мозга и периферических нервов, опухоли, аневризмы и т. д.). За это время я увидел пределы возможностей традиционной медицины, а также то, как новые идеи могут раздвинуть эти пределы.

В последние годы я сосредоточился на лечении стволовыми клетками, а в последнее время — на лечении с использованием экзосом и их потенциале в восстановлении мозга после травм. Гипоксически-ишемическая энцефалопатия (ГИЭ) — одно из самых сложных заболеваний, с которым мы сталкиваемся, и даже небольшие улучшения могут изменить ход жизни.
Работа в этой области еще находится в зачаточном состоянии, но ее возможности заслуживают изучения, и наука движется вперед.
Эти новые подходы дают надежду — не в виде волшебных лекарств, а в виде инструментов, помогающих мозгу восстанавливаться способами, которые мы когда-то считали невозможными.

Понимание HIE: когда мозг страдает в тишине

Когда мозг испытывает нехватку кислорода — внезапная тишина в городе мозга:
Представьте себе, что ваш мозг — это огромный город. Миллиарды крошечных «огней» — ваших нейронов — посылают сообщения по запутанным улицам, поддерживая работу сердца, наполняя легкие воздухом, двигая руками, направляя поток мыслей. Город работает круглосуточно, без перерыва.

А теперь представьте, что в один момент внезапно отключается электричество. Кислород — топливо — перестает поступать. Кровоток — сеть доставки — останавливается. Сначала некоторые системы продолжают работать за счет резервов. Но с каждой минутой свет меркнет и гаснет. Когда электричество наконец возвращается, некоторые части города не работают так, как раньше. Некоторые здания повреждены. Некоторые дороги заблокированы навсегда.

Именно это происходит при гипоксически-ишемической энцефалопатии, или ГИЭ. Это не просто событие, это поворотный момент.

Что такое HIE на самом деле?

Этот термин состоит из трех частей:

1. Гипоксический – недостаточное поступление кислорода в мозг.
2. Ишемический – снижение или блокировка кровотока к мозгу.
3. Энцефалопатия – общий термин, обозначающий повреждение или заболевание головного мозга.

HIE — это не отдельное заболевание. Это повреждение, являющееся результатом какого-либо другого нарушения. У новорожденных оно может возникнуть во время беременности или родов. У детей старшего возраста или взрослых оно может возникнуть после остановки сердца, тяжелой травмы, утопления или любого кризиса, при котором мозг испытывает недостаток кислорода.

Когда уровень кислорода и кровоток снижаются, клетки мозга начинают работать некорректно. Некоторые из них погибают в течение нескольких минут. Другие впадают в состояние стресса, становясь уязвимыми для дальнейшего повреждения. Организм пытается защитить себя, но иногда эти реакции приносят еще больше вреда: возникает воспаление — иммунная реакция мозга может разрушить здоровые ткани вместе с поврежденными клетками.

Цепная реакция внутри мозга

• Вспышки воспаления — иммунная реакция мозга может разрушать здоровые ткани вместе с поврежденными клетками.
• Накопление токсинов — продукты жизнедеятельности умирающих клеток могут отравлять окружающую среду.
• Ослабление гематоэнцефалического барьера — вредные вещества могут проникать в области, которые обычно защищены.
• Вторичные волны повреждений — через несколько часов или даже дней могут возникнуть новые повреждения.

Эта цепная реакция является причиной, по которой скорость имеет значение в лечении, но также и причиной, по которой восстановление после первоначальной травмы является таким сложным.

HIE может поражать новорожденных и взрослых

Новорожденные

• Проблемы с плацентой (недостаточное поступление кислорода до рождения)
• Несчастные случаи с пуповиной
• Очень длительные или очень сложные роды
• Сильное кровотечение или инфекция у матери

Дети и взрослые

• Остановка сердца (внезапная остановка сердца)
• Почти утонул
• Удушье или удушье
• Тяжелая черепно-мозговая травма
• Сильная кровопотеря
• Инсульт или закупорка кровеносных сосудов

Каждый случай индивидуален, но исход зависит от того, как долго отсутствовал кислород и как быстро была оказана помощь.

Жизнь после HIE: как выглядит лечение сегодня

Как только непосредственный кризис миновал, лечение переходит в две фазы

Неотложная помощь

• Восстановление кислорода и кровообращения
• Контроль судорог и отеков
• Охлаждающая терапия (у новорожденных), которая снижает температуру мозга, чтобы замедлить повреждение

Долгосрочная реабилитация

Восстановление здесь — это рутина, а не единичная процедура.

• Физиотерапия для восстановления силы, равновесия и координации
• Эрготерапия для выполнения повседневных задач, таких как одевание, питание и использование технологий
• Логопедическая терапия для улучшения коммуникации и глотания
• Медикаментозная поддержка позволяет контролировать симптомы — облегчая спастичность, предотвращая судороги — так что практика действительно приносит результаты.

Некоторые пациенты в значительной степени восстанавливают свою независимость. Другие остаются в значительной степени зависимыми от лиц, осуществляющих уход за ними. Важно отметить, что ни одна из этих терапий не восстанавливает поврежденный мозг — они лишь помогают пациентам компенсировать утраченные функции.

Надежда на большее: как терапия стволовыми клетками и экзосомами может помочь при гипоксически-ишемической энцефалопатии

Стволовая клеточная терапия при гипоксически-ишемической энцефалопатии

На протяжении десятилетий ученые были очарованы стволовыми клетками — главными строителями организма. Они могут развиваться в многие различные типы клеток и выделять мощные биохимические сигналы, которые направляют процесс восстановления.

При черепно-мозговой травме, такой как гипоксически-ишемическая энцефалопатия (ГИЭ), стволовые клетки могут:

• Успокаивает воспаление, уменьшая дальнейшее повреждение
• Защита поврежденных, но все еще живых нейронов
• Стимулирует рост кровеносных сосудов для питания поврежденных тканей
• Выделяют факторы роста, которые помогают клеткам мозга восстанавливать связи

Цель терапии стволовыми клетками не заключается в «замене» утраченных нейронов. Скорее, она направлена на поддержку естественных механизмов восстановления мозга — создание благоприятных условий для нейропластичности и функционального восстановления.

Почему стволовые клетки желеобразного организма Уортона являются особенными

Особенно ценным источником стволовых клеток является желеобразное вещество Уортона — мягкая амортизирующая ткань, находящаяся внутри пуповины. Этот материал содержит высокую концентрацию мезенхимальных стволовых клеток (МСК), которые обладают несколькими важными преимуществами:

• Собранные с соблюдением этических норм — получены из пуповин, пожертвованных после родов здоровых детей.
• Без участия эмбрионов — обход этических проблем
• Естественно низкий риск иммунного отторжения
• Высокая активность — они в большом количестве выделяют противовоспалительные и восстанавливающие ткани факторы.

Могут ли стволовые клетки восстановить поврежденный мозг?

Это один из самых распространенных и важных вопросов, которые задают семьи.

Краткий ответ: не путем восстановления утраченной ткани мозга, как это представляют себе большинство людей.

В настоящее время стволовые клетки не могут восстановить целые сети нейронов с той же точной связью, которая была у них до повреждения. Мозг слишком сложен для подхода «замены частей». Вместо этого, согласно текущим исследованиям, они могут помочь мозгу помочь самому себе.

Экзосомная терапия при гипоксически-ишемической энцефалопатии

Экзосомы также называют мощными посредниками стволовых клеток.

Со временем исследователи сделали неожиданное открытие. Оказалось, что стволовые клетки, возможно, помогают организму заживать не просто путем превращения в новые клетки, как многие когда-то полагали. Вместо этого, большая часть их силы, по-видимому, заключается в том, как они «общаются» с другими клетками, посылая им крошечные посланники, известные как экзосомы.

Что такое экзосомы?

Экзосомы — это везикулы наноразмера, которые можно представить как микроскопические «грузовики-доставщики», загруженные:

• Белки
• МикроРНК
• Липиды
• Сигнальные молекулы

Эти вещества могут влиять на другие клетки, побуждая их уменьшать воспаление, противостоять повреждениям, выращивать новые кровеносные сосуды или формировать новые синаптические связи.

Почему экзосомы вызывают такой интерес?

• Они не содержат клеток, что снижает риски для безопасности, такие как рост опухолей.
• Их можно очищать, хранить и стандартизировать.
• Они могут проникать через гематоэнцефалический барьер.
• Они могут вводиться внутривенно, интратекально (в спинномозговую жидкость) или внутримышечно.

Экзосомная терапия все еще находится на ранней стадии развития, но она обещает быть точной, безопасной и масштабируемой.

На каком этапе находится исследование экзосом?

Хотя клинические испытания на людях все еще находятся в стадии разработки, ранние исследования на животных показывают, что экзосомы могут:

• Уменьшить нейровоспаление
• Предотвращение задержки гибели клеток
• Поддержка регенерации тканей
• Улучшить функциональное восстановление

В скором времени они могут быть протестированы в качестве самостоятельного метода лечения — или в сочетании со стволовыми клетками — для улучшения результатов лечения пациентов с черепно-мозговыми травмами.

Что мы видели до сих пор: реальные истории, реальные люди

Цифры из ранних исследований дают частичную картину, но реальные жизни рассказывают остальное. Взгляните на эти случаи из моих исследований:

История пациента: от сердечной недостаточности к возможности снова ходить

Сердце шестнадцатилетнего мальчика остановилось, и потребовалось около сорока пяти минут сердечно-легочной реанимации, чтобы вернуть его к жизни. Недостаток кислорода привел к серьезному повреждению мозга — его мышцы были скованными, руки и ноги слабыми, и ему потребовалась трубка в трахее, чтобы помочь ему дышать.

Четыре месяца спустя врачи начали лечение стволовыми клетками из донорской ткани пуповины, которые вводились тремя разными способами в течение нескольких сеансов, в то время как он продолжал интенсивную реабилитацию. Сначала он почувствовал лишь легкую лихорадку и небольшую болезненность в мышцах, которые вскоре прошли. В последующие месяцы он начал удивлять всех — сначала более устойчиво сидя, затем делая шаги с опорой, а позже снова научившись одеваться и питаться самостоятельно. К концу года его сканирования не показали никаких признаков повреждений, и его силы почти полностью восстановились.

Ознакомьтесь с полным текстом исследования здесь:
Трансплантация мезенхимальных стволовых клеток, полученных из желеобразной субстанции Уортона, пациенту с гипоксически-ишемической энцефалопатией: пилотное исследование
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30203688/

Краткая информация о группе пациентов: стволовые клетки у детей с ГИЭ

Шесть детей, все из которых страдали от серьезных долгосрочных последствий гипоксически-ишемической энцефалопатии, приняли участие в пилотной программе лечения. В среднем, их черепно-мозговые травмы произошли почти два года назад и были вызваны длительной кислородной недостаточностью продолжительностью около сорока минут. До лечения им требовалась помощь практически во всем — их функциональные показатели были очень низкими, что свидетельствовало о серьезных ограничениях в передвижении и повседневной самостоятельности.

Врачи использовали стволовые клетки из донорской ткани пуповины (желе Уортона), вводя их тремя различными способами в течение нескольких сеансов в течение двух месяцев, наряду с постоянным уходом и реабилитацией. Помимо кратковременных побочных эффектов, таких как легкая лихорадка, головная боль или болезненность мышц, лечение не вызвало никаких проблем.

В последующие месяцы небольшие изменения начали накапливаться. Некоторые дети могли двигаться более свободно, другие справлялись с частями повседневной жизни, которые раньше были для них невозможны, а скованность в мышцах начала ослабевать. К концу года некоторые из них делали вещи, которые их семьи не ожидали увидеть снова — самостоятельно ели, делали шаги или играли более активно.

Ознакомьтесь с полным текстом исследования здесь:
Применимость аллогенных мезенхимальных стволовых клеток при гипоксически-ишемической энцефалопатии у детей: исследование фазы I
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34136076/

Краткая информация о группе пациентов: взрослые с HIE

Восемь мужчин и женщин, большинству из которых было за тридцать, на протяжении многих лет жили с последствиями тяжелой черепно-мозговой травмы. Для многих все началось с остановки сердца или другого кризиса, в результате которого мозг почти на 45 минут лишился кислорода. До лечения стволовыми клетками они были полностью зависимы от посторонней помощи — ходить им было трудно или невозможно, а такие повседневные задачи, как одевание или прием пищи, были для них недостижимы.

В лечении использовались стволовые клетки из донорской ткани пуповины, которые вводились тремя разными способами в течение двух месяцев. Параллельно продолжалась реабилитация. Побочные эффекты были кратковременными и слабо выраженными — небольшая температура, головная боль или болезненность мышц в течение дня или двух.

В течение следующего года разница была заметна. Некоторые начали двигаться более свободно, другие могли справляться с некоторыми повседневными делами без посторонней помощи, а мышечное напряжение ослабло. К концу лечения несколько пациентов могли делать гораздо больше, чем кто-либо мог ожидать в начале.

Ознакомьтесь с полным текстом исследования здесь:
Исследование фазы I по безопасности и предварительной эффективности аллогенных мезенхимальных стволовых клеток при гипоксически-ишемической энцефалопатии
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33821203/

Этот сборник опытов не доказывает, что стволовые клетки помогут всем пациентам с ГИЭ — для этого по-прежнему необходимы более масштабные контролируемые испытания. Но они показывают, что это возможно, и придают человеческое лицо тому, что часто описывается только цифрами и графиками.

Что может принести будущее

• Стволовые клетки и экзосомная терапия должны применяться на ранней стадии после травмы, наряду с реабилитацией.
• Стандартизировано и хранится, готово к использованию в чрезвычайных ситуациях
• Индивидуально подбирается с учетом возраста, тяжести травмы и потребностей каждого пациента.
• В сочетании с нейростимуляцией или генной терапией для синергетического эффекта

Но между этим и тем есть много тщательной научной работы: разработка испытаний, набор достаточного количества пациентов, стандартизация лабораторных практик и наблюдение за участниками в течение многих лет, чтобы обеспечить как безопасность, так и долгосрочную пользу.

Обоснованная надежда

HIE — это тяжелый диагноз. Он меняет жизнь человека — и зачастую жизнь всех, кто его окружает. В настоящее время выздоровление основано на терапии, адаптации и поддержке. Исследования стволовых клеток и экзосом не являются волшебным средством, но дают нам новый инструмент. При правильном использовании он может помочь поврежденному мозгу восстановиться так, как это невозможно с помощью современных методов лечения. Мы должны двигаться вперед — осторожно — с помощью надежных испытаний, строгих проверок безопасности и честного разговора о том, что известно, а что нет. Результаты, которые мы видели до сих пор — даже самые незначительные признаки восстановления функций — достаточны, чтобы оправдать надежду, основанную на фактах.

Будьте в курсе событий

Как клиницист и исследователь, я считаю, что наша обязанность — информировать общественность не с помощью сенсационных заявлений, а с помощью четких фактов. История HIE еще пишется, и регенеративная медицина может вскоре сыграть определяющую роль в следующих главах.

Об авторе

Проф. д-р Serdar Kabataş
Нейрохирург | Исследователь и специалист в области стволовых клеток
Заведующий отделением нейрохирургии | Кандидат наук (C) в области стволовых клеток и иммунологии

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ