Терапия стволовыми клетками при хронической ишемии: Новый путь к спасению конечности

Клиническое и молекулярное обоснование реваскуляризации на тканевом уровне с помощью ArtAssist и G-CSF при хронической ишемии
DARWIN ETON MD, FACS, DFSVS, ORCID# 0000-0001-6732-1413
Chief Science and Medical Officer, Vasogenesis Inc, 32 Marshal St, Boston MA 02446 USA

Информация о финансировании: Фонд Уоррена Х. и Клары Коул; Cures Within Reach; Кафедра хирургии Чикагского университета

Почему неоваскуляризация не работает при хронической ишемии — и как это исправить

Была опробована терапевтическая стратегия на основе стволовых клеток, направленная на улучшение кинетики неоваскуляризации (НВ) у пациентов с хронической ишемией. Она была разработана для преодоления гемодинамических и клеточных препятствий для НВ, возникающих в процессе развития артериальной болезни. https://doi.org/10.1002/term.3284

NV — это нормальный механизм, с помощью которого природа улучшает кровоток в ишемизированных тканях каудальнее артериальной окклюзии. Сосудистые биологи и гематологи выяснили многие механизмы этого процесса. Они способствовали разработке нашей стратегии.

Два столпа восстановления сосудов: Артериогенез и ангиогенез

NV можно разделить на два процесса.

Артериогенез — это рост диаметра и количества коллатеральных артерий. Он инициируется повышенным напряжением сдвига на эндотелиальных клетках, выстилающих люминальную поверхность артериальных ветвей (боковых улиц), которые образуют сеть вокруг окклюзированной крупной артерии (главной магистрали).

Ангиогенез — это вызванный гипоксией рост артериол и капилляров, которые доставляют насыщенную кислородом питательную кровь к клеткам ишемизированной ткани, и венул, которые выводят отработанные продукты метаболизма. Ангиографически артериогенез изображается в виде коллатеральных артерий, имеющих форму «пробки», а ангиогенез — в виде румянца в ткани. И то, и другое ускоряет прохождение контраста через ишемизированную ткань.

Спасение конечности без операции в Стамбуле: Прорыв в компрессионной терапии

НВ не может происходить эффективно, поскольку возникает ряд препятствий. Ишемия отравляет биосинтетическую микросреду, нарушая доставку оксигенированного питательного кровотока и клиренс токсичных метаболитов.

Когда локальная буферная емкость превышена, возникающий ацидоз ускоряет денатурацию белков и изменяет проницаемость клеточных мембран. Недостатком существующих на сегодняшний день стратегий, направленных на стимулирование НВ, является неспособность сначала улучшить ишемическое биоокружение.

Более того, эти стратегии не решали проблему резко сниженного напряжения сдвига эндотелия, необходимого для активации эндотелиальных клеток, приводящей к артериогенезу. Это особенно важно для пациентов с многоуровневыми окклюзионными заболеваниями артерий, которые значительно ослабляют кровоток в коллатеральных артериях.

Кроме того, поврежденные клетки ишемизированной ткани выделяют важные сигнальные белки (например, SDF-1α), которые по венозному руслу переносятся в ниши прогениторных клеток по всему организму, чтобы привлечь эти полезные клетки обратно к активированному эндотелию.

Плохой кровоток не только нарушает синтез и распространение сигнальных белков, но и препятствует доставке любых мобилизованных клеток обратно в ткань-мишень. Сопротивление артериальной окклюзии просто приводит к перенаправлению кровотока и отложению клеток в других местах, кроме ишемизированной ткани.

Как устройство ArtAssist поддерживает неоваскуляризацию

Улучшение притока питательных кислородных веществ в артерии, очищение от токсичных метаболитов, стимулирование эндотелиального сдвига, улучшение распространения и доставки полезных белков и клеток — все это становится тем важнее, чем дальше ишемизированная ткань находится от сердца. У пациентов с хронической угрожающей ишемией конечностей (ХУИ) мы использовали устройство, которое подавало пульсирующую механическую силу снаружи на икроножную лодыжку и стопу, чтобы устранить все эти препятствия (устройство ArtAssist, ACI Medical (San Marcos, CA)).

Мобилизация стволовых клеток с помощью G-CSF: естественное усиление кровотока

NV в значительной степени оркеструется клеточными элементами, полученными из линии клеток-предшественников и воспалительных клеток (например, моноцитов).

У пациентов с пожилым возрастом, диабетом и тяжелыми сосудистыми заболеваниями основным препятствием для НВ является уменьшение количества и функции циркулирующих прогениторных клеток. Таким образом, одного лишь улучшения биосинтетического микроокружения недостаточно для улучшения НВ, если не удастся также повысить доступность полезных прогениторных клеток и моноцитов.

Мы решили устранить это препятствие с помощью гранулоцитарного колониестимулирующего фактора (Г-КСФ), обычно используемого в терапии стволовыми клетками для мобилизации гемопоэтических и прогениторных клеток и усиления иммунной системы. Мы использовали Neupogen (amgen Inc) в новой дозировке (7-10 мкг/кг) каждые 72 часа в течение 10 доз у пациентов с КЛТИ, которые носили аппарат ArtAssist ежедневно в течение минимум 3 часов (в положении сидя).

Спасение конечности достигнуто у пациентов без выбора

Пациенты с КЛТИ, которым проводилось лечение, считались пациентами с КЛТИ «без вариантов» после исчерпания традиционных вариантов реваскуляризации (хирургическое шунтирование, ангиопластика, атерэктомия, лазерная реканнализация).

Их лечили вместо серьезной ампутации. Спасение конечностей и заживление ишемических ран у первых пациентов привело к ангиографической документации артериогенеза, ангиогенеза и, что самое удивительное, к доказательству реканализации ранее зарегистрированной сегментарной артериальной окклюзии.

Это привело к измерению уровня плазмина (вызывает фибринолиз) и продуктов деградации фибрина (вырабатывается тромбом, подвергающимся фибринолизу) в плазме крови, а также целой батареи проангиогенных белков. Эти иммуноферментные анализы (ELISA) подтвердили, что наш подход, основанный на использовании стволовых клеток, действительно привел к НВ, а также к преодолению другого основного препятствия для НВ: хронического тромба(https://doi.org/10.1002/term.3284).

Клинические и молекулярные доказательства неоваскуляризации

Подробный обзор клеточных и молекулярных участников НВ и их значимости для этой многообещающей стратегии НВ доступен на сайте https://doi.org/10.1016/j.jvsvi.2025.100190, где показано, как каждый из клеточных участников (эндотелий, прогениторные клетки, нейтрофилы, моноциты и т.д.) вносит свой вклад в объяснение наблюдений, полученных в ходе подробных молекулярных и цитометрических анализов, которые мы проводили на наших пациентах.

Эти данные подтвердили гемодинамические и ангиографические свидетельства улучшения кровотока и подчеркнули, насколько важно измерить молекулярное воздействие клеточной терапии (чего не было в предыдущих клинических испытаниях NV).

Пациенты с КЛТИ «без вариантов» добились спасения конечности вопреки серьезным шансам. Тем не менее, очевидно, что существует конкуренция между тем, насколько быстро наша терапия улучшает кровоток, и скоростью ухудшения состояния при прогрессирующем сосудистом заболевании.

Хотя спасение конечности зависит от улучшения кровотока (цель нашей стратегии), оно также зависит от передового и тщательного ухода за раной, лечения сепсиса, дебридмента, питания, сопутствующих заболеваний, соблюдения правил и избежания травм.

Поэтому применять стратегию NV, вероятно, лучше всего на ранних стадиях хронической ишемии, до проведения традиционных вмешательств и до того, как ишемические раны станут настолько тяжелыми, что сепсис потребует обширной дебридментации. Чем больше операций проводится, будь то реваскуляризация традиционными методами или обязательное хирургическое лечение ран, тем больше изменяется анатомия.

Острое воспаление и послеоперационный фиброз являются потенциальными препятствиями для НВ. Хорошим примером этого является то, что нейтрофилы в условиях острого воспаления являются протромботическими и антиангиогенными, в то время как в отсутствие острого воспаления нейтрофилы обладают фибринолитической и проангиогенной способностью.

Эта контекстно-зависимая активность нейтрофилов особенно важна для пациентов, получающих лечение Г-КСФ, который вызывает преходящее увеличение абсолютного числа нейтрофилов в 5-12 раз.

Почему традиционные вмешательства не дают результатов при хронической ишемии

Традиционные хирургические и эндоваскулярные вмешательства являются дорогостоящими и инвазивными. Их преимущество, в случае успеха, заключается в немедленном восстановлении кровотока.

Их слабость — долговечность: гиперплазия интимы и рецидивы заболевания нередко становятся причиной неудач в промежуточном (от 6 месяцев до 2 лет) и долгосрочном периодах.

Важно отметить, что острая коррекция артериального потока эффективна для облегчения симптомов, но также останавливает внутреннюю способность к восстановлению сосудов (NV).

Смена парадигмы в сторону реваскуляризации на тканевом уровне

Настало время сместить акцент в лечении хронической ишемии со стратегий острой реваскуляризации крупных артерий на реваскуляризацию на тканевом уровне.

Ведь ни один сосудистый хирург не участвовал в развитии и росте нашего кровообращения (из сперматозоида и яйцеклетки).

Природа знает, как это сделать, и действительно делает это эффективно, пока обсуждаемые препятствия не преодолевают процесс.

Преодоление препятствий восстанавливает НВ, как показывают передовые методы лечения стволовыми клетками и устройствами, обеспечивающими долговечное, биологически выверенное восстановление сосудов.

Эта новая амбулаторная терапия стоит в разы меньше, чем современные методы лечения.

Доктор Дарвин Итон

Доктор медицины, FACS, DFSVS, профессор сосудистой хирургии в отставке

Награжден за продвижение исследований в области лечения сосудистых заболеваний

О докторе Дарвине Итоне

Доктор Дарвин Итон, MD, FACS, DFSVS — профессор сосудистой хирургии в отставке и бывший директор передовых клинических программ по заболеваниям периферических сосудов. За свою карьеру доктор Итон сыграл важную роль в изменении понимания сосудистыми хирургами и учеными патофизиологии ишемии, особенно в контексте регенеративной и клеточной терапии.

Чтобы узнать больше об академическом и клиническом вкладе доктора Итона, обратитесь к новостной ленте и выполните поиск:
«Darwin Eton MD, FACS Honored for Advancing Research in the Management of Vascular Disease».

Если вы хотите углубиться в эту тему, обратитесь к статье:

В недавней статье JVS(https://doi.org/10.1016/j.jvsvi.2025.100190)
приводится 2025 кратких сведений о механизмах и клеточных участниках неоваскуляризации и фибринолиза.

Тяжесть хронической ишемии, возникающей в результате прогрессирования многоуровневой артериальной окклюзии, ослабляется неоваскуляризацией (НВ). Какими бы умными и совершенными ни стали наши хирургические/интервенционные процедуры, акцент должен быть изменен, если мы действительно стремимся к достижению долговременных, низкорисковых и экономически эффективных решений для наших пациентов с хронической ишемией.
Продолжайте читать … https://doi.org/10.1002/term.3284

Корреспонденцию направляйте по адресу:
Darwin Eton MD FACS DFSVS
198 Garvin Hill Rd
Woodstock VT 05091 USA
[email protected]
Cell: 1-857-400-4023