Глазная регенерация в лечении заболеваний поверхности глаза
Глазная регенерация в лечении заболеваний поверхности глаза

Eurotimes, Volume 17, Issue 3, March 2012, P.4-6. 
OCULAR REGENERATION
by Harminder S Dua

Благодаря новым стратегиям в применении стволовых клеток, техникам тканевой инженерии, использованию биотехнологий, которые сейчас закрыты для клинического применения, в источниках информации появляются сообщения разных исследовательских групп разных стран о том, что они вплотную приблизились к получению новых эффективных методов лечения и решению ограничений уже существующих.
«Когда я начинал практику 36 лет назад, у нас было очень мало знаний о патогенезе разрушения поверхности глазного яблока при таких заболеваниях, как язва Мурена, синдром Стивенса-Джонсона, тяжелые кератоконъюнктивиты при мейбомеитах. Сейчас мы лучше понимаем патогенез заболеваний роговицы, которые требуют сложных терапевтических воздействий», говорит Shigeru Kinoshita, MD and Phd, профессор и глава Отделения Офтальмологии, Киотского Госуд. Медицинского Университета в Японии в качестве лейтмотива лекции на 2-й конференции Азиатского Роговичного Общества.

Реконструкция глазной поверхности с использованием регенеративных методик лечения и тканевой инженерии направлена на восстановление анатомии и физиологии глазной поверхности, и в конечном итоге, может предотвратить повторение заболевания поверхности глаза.
Японские специалисты по патологии роговицы первыми открыли некоторые ключевые подходы в лечении заболеваний поверхности глаза, такие как трансплантация слизистых эпителиальных культивированных клеток. Доктор Kinoshita, лидер в этой области, продолжает участвовать в некоторых из самых передовых исследований.
Доктор Kinoshita и коллеги также интересуются разработкой регенерации человеческих клеток эндотелия роговицы с помощью имплантации культивированных клеток эндотелия роговицы. Его лаборатория в настоящее время разрабатывает три вида лечения заболеваний эндотелия роговицы: трансплантация культивированного слоя эндотелиальных клеток роговицы, лечение с помощью инъекции культивированных клеток эндотелия роговицы, глазные капли для содействия пролиферации и миграции клеток эндотелия роговицы.
Он сообщил о многообещающих результатах экспериментов на животных с пересадкой слоя эндотелиальных клеток роговицы на коллагене 1-го типа. Эта техника обеспечивает высокую плотность клеток эндотелия роговицы и длительное сохранение прозрачной роговицы.
«Это исследование показывает, что клетки могут легко мигрировать с пересаженного культивированного слоя и пролиферировать. Они мигрируют на периферию роговицы, восполняя эндотелиальные клетки по всей поверхности роговицы», сказал он на заседании ХХІХ Конгресса Европейского общества катарактальных и рефракционных хирургов.
Проблемы с осыпанием клеточного слоя привели к поискам альтернативного пути доставки клеток. Эксперименты на животных с использованием человеческих лоскутов при автоматизированной эндотелиальной кератопластике показали, что культивированные клетки можно перенести в переднюю камеру этим способом, и роговица при этом сохраняет прозрачность до восьми месяцев.
Доктор Kinoshita и коллеги также оценивали прямые инъекции культивированных клеток эндотелия роговицы. Он верит, что в конечном итоге, этот подход окажется лучше трансплантации слоя эндотелиальных клеток роговицы.
Во время работы над этим исследованием Доктор Kinoshita и коллеги, в частности доктора Naoki Оkamura, Noriko Koizumi и Morio Ueno, обнаружили интересную молекулу ROCK ( rho киназа) ингибитор ( Y027632). Эта молекула повышает выживаемость клеток эндотелия роговицы, способствует клеточной адгезии и пролиферации, ингибирует апоптоз.
Регенерация поверхности глаза с помощью глазных капель.
Комбинация прямого введения клеток с ROCK ингибитором является потенциально интригующим методом лечения заболеваний поверхности глаза.
В недавней публикации ( N Оkamura et al, Br J Ophthalmol doi: 10.1136/ bjo.2010. 194571) Доктор Kinoshita и коллеги сообщают, что ROCK ингибитор улучшает и ускоряет заживление эндотелиальной раны роговицы как in vitro, так и in vivo. Это было осуществлено не трансплантацией культивированного слоя клеток, а путем применения глазных капель. Возможно, что в не слишком отдаленном будущем регенерация эндотелия роговицы в определенных условиях будет достижима при простом применении глазных капель.
«Мы вполне уверенны в этом виде процедуры. Инъекция клеток, комбинированная с ROCK ингибитором, которую мы называем «Усовершенствованной клеточной терапией» имеет явные преимущества перед другими подходами, так как она позволяет проводить трансплантацию культивированных клеток эндотелия роговицы с минимально инвазивной хирургией». говорит доктор Kinoshita.
Доктор Kinoshita также сказал, что готовит клинический протокол исследования этого метода на людях. Может понадобиться несколько лет, чтобы получить одобрение в соответствии с японскими правительственными директивами для проведения клинических исследований с использованием соматических стволовых клеток.
Практическое применение новых видов лечения.
Синдром Стивенса-Джонсона, стойкие дефекты эпителия, спящие язвы роговицы, тяжелые формы синдрома сухого глаза являются одними из наиболее распространенных и самых сложных заболеваний поверхности глаза. Jorge Alio MD, PhD, глава Отделения Офтальмологии Офтальмологического Института в Аликанте, верит, что биологическая активация поверхности глаза плазмой, богатой тромбоцитами, может оказаться новым полезным подходом к решению этой проблемы.
Дериваты крови давно используются в офтальмологии. Они показали свою способность повышать и стимулировать регенерацию различных тканей. Эти заживляющие эффекты приписываются факторам роста и биоактивным протеинам крови.
«Аутоплазму, богатую тромбоцитами, легко приготовить. Это янтарного цвета и немного мутноватая фракция крови, полученная после центрифугирования некоагулированной крови с цитратом натрия. Она очень богата тромбоцитами, факторами роста и факторами свертывания. Она отличается от аутосыворотки тем, что сыворотку крови получают после свертывания, поэтому тромбоциты в ней отсутствуют. Тромбоциты содержат большие резервуары с факторами роста, которые усиливают пролиферацию и заживление ран. В особенности, факторы роста улучшают заживление поверхности глаза, индуцируют миграцию и пролиферацию мезенхимальных и эпителиальных клеток, восстанавливающих поверхность глаза», сказал он на ХХ!Х Конгрессе Европейского Общества катарактальных и рефракционных хирургов.
Доктор Алио сообщил о лечении более 1000 пациентов за последние 5 лет с помощью аутоплазмы, богатой тромбоцитами. В зависимости от ситуации он использует как местные инстилляции глазных капель, так и твердые формы препаратов крови. Он использовал капли для лечения таких заболеваний поверхности глаза, как стойкие дефекты эпителия, немые язвы роговицы, травма роговицы, иммунологические заболевания роговицы, тяжелые формы синдрома сухого глаза и патология поверхности глаза после LASIK.
У 77% пациентов с дефектами эпителия были получены хорошие или отличные результаты лечения с использованием капель с аутоплазмой, богатой тромбоцитами. Глазные капли также помогли пациентам с немой язвой роговицы, не отвечающей на обычное лечение, 50% пациентов полностью выздоровели, у 42% отметили улучшение.
«Пациенты, получавшие аутоплазму, богатую тромбоцитами, для лечения дефектов эпителия и язв роговицы, чувствуют себя хорошо. Капли способствовали заживлению, улучшению анатомии, уменьшению симптомов, закрытию раны и восстановлению зрительных функций в большинстве случаев. Это очень перспективный и практичный подход», сказал он.
Применение капель также улучшило поверхность конъюнктивы и роговицы в случаях мелкоточечного кератита, уменьшая воспаление и способствуя заживлению, увлажнению. Исследование пациентов с тяжелыми формами синдрома сухого глаза показало, что за 3 месяца 89% имели улучшение в субъективных ощущениях, и 86% имели значительное уменьшение гиперемии, сообщил он.
Синдром поражения поверхности глаза после LASIK может приносить много страданий пациентам и рефракционным хирургам. Он характеризуется симптомами сухого глаза, мелкоточечным кератитом, истончением и нестабильностью слезной пленки и снижением остроты зрения. Из-за своей нейротрофической этиологии он является продолжительно существующей проблемой, тяжело поддающейся лечению, комментирует Д-р Алио.
Лечение тромбоцитами, богатыми плазмином, также показывает многообещающие результаты в лечении этого состояния. Из исследуемых 32 глаз, проходивших лечение от 4 до 6 недель, у половины пациентов было значительное или очень значительное улучшение состояния. Большая часть пациентов получили прибавку по зрению. Окрашивание показало также улучшение нейротрофики, сказал Д-р Алио.
Твердую форму плазмы, богатой тромбоцитами, он сохраняет в качестве резерва - вспомогательного средства при хирургической реконструкции роговичной поверхности или поверхности глазного яблока. Она может быть использована для пересадки с амниотической оболочкой или аутофибриновой мембраной на перфорированных глазах или глазах с высоким риском перфорации.
«В наших руках аутоплазма, богатая эритроцитами – надежное и эффективное лечебное средство для регенерации эпителиальных дефектов при заболеваниях поверхности глаза. Плазмин, богатый тромбоцитами обеспечивает высокую концентрацию основных факторов роста и молекул клеточной адгезии путем концентрации тромбоцитов в малом объеме плазмы. Это играет главную роль в заживлении ран и способствует физиологическим процессам на месте травмы или операции».
Аутоплазма, богатая эритроцитами, изготавливается из крови пациента за 1 час до процедуры. Ничто не должно добавляться, и не требуется специальной подготовки. Следовательно, аутоплазма легко может быть использована в любой клинике, добавил он.
Улучшение трансплантации лимбальных клеток
Одной из целей в реконструкции поверхности глаза является восстановление дефицита лимбальных эпителиальных стволовых клеток, общей проблемы для многих заболеваний, включая термические или химические ожоги, синдром Стивенса-Джонсона, микробный кератит, кератопатию при ношении контактных линз. К симптомам дефицита лимбальных эпителиальных стволовых клеток относится помутнение эпителия, субэпителиальная васкуляризация и дефекты эпителия.
Дефицит лимбального эпителия можно лечить путем пересадки культуры лимбальных эпителиальных клеток, полученных с человеческой донорской роговицы. Аутотрансплантация может быть выполнена в случае одностороннего поражения. Двусторонние заболевания в настоящее время лечат с помощью аллогенной трансплантации, несмотря на другие способы лечения на ранних стадиях.
Альтернативные подходы для односторонней патологии, которые сейчас исследуются, включают культивирование аутотканей – слизистой носа, слизистой ротовой полости, и др. Это поле исследований сейчас очень активно и обосновано необходимостью преодоления присущих для аллогенной трансплантации иммунологических проблем.
Амниотическая оболочка, являясь полезным видом лечения сама по себе, в настоящее время используется как первичная подложка (субстрат) для пересадки клеток лимбального эпителия. Альтернативные варианты в разработке могут помочь преодолеть некоторые недостатки амниотической оболочки.
Амниотическая оболочка имеет много положительных характеристик для субстрата (подложки), в особенности противовоспалительные и антиангиогенные свойства. Однако к недостаткам относится биологическая вариабельность среди доноров и даже у одного донора. Более того, ей не хватает прозрачности для того, чтобы быть идеальным субстратом.
Биосинтетическая замена роговицы
Bruce Jackson на той же встрече сообщил о многообещающих результатах исследований, позволяющих использовать рекомбинантный коллаген для замены роговицы.
В качестве помощи по преодолению хронического дефицита человеческой донорской роговицы безопасный источник имплантируемого синтетического материала может уменьшить проблемы передачи заболеваний, может быть полезен в случаях, когда донорская пересадка не показана – это случаи заведомо неудачной трансплантации, например при аутоиммунных заболеваниях, щелочных ожогах.
Конечной целью является биосинтетическая имитация, которая восстановит рефракционные функции с оптической прозрачностью и будет устойчива к ферментному расщеплению. Она может подшиваться, должна быть биосовместима, должна позволять регенерировать тканям хозяина, быть нетоксичной, не иметь воспалительных или иммунологических проблем.
Рекомбинантный 3-й тип человеческого коллагена может оказаться идеальными подмостками для воссоздания естественного роговичного микроокружения, позволяющего колонизацию центральной роговицы кератоцитами. 3-й тип коллагена, который был обнаружен в коже, в отличие от 2-го типа коллагена, обнаруженного в роговице, кажется лучшим выбором из-за своих превосходных механических свойств и более низкой стоимости.
Институт д-ра Jackson включен в совместные исследования с per Fagerholm, Швеция, для оценки клинического потенциала этой разработки.
Он привел недавнее клиническое исследование, в котором 10 пациентам (9 пациентов с кератоконусом и 1 с глубоким рубцом роговицы) была проведена передняя послойная кератопластика с имплантацией биосинтетической роговицы.
Спустя 24 месяца биосинтетические имплантаты были стабильно интегрированы и прозрачны, аваскулярны, с доказательствами прорастания нервных волокон. Эпителиальный поверхностный барьер был восстановлен и оставался стабильным. Следующим шагом будет усиление этих имплантатов и повышение их устойчивости к ферментам.
Исследователи сейчас разрабатывают дополнительное применение коллагена, включая трансплантаты с наночастицами для введения лекарственных веществ и создание коллагеновых имплантатов, подходящих для рефракционной коррекции.
Генная терапия контакными линзами
Глядя далеко вперед, будущее в лечении заболеваний роговицы, скорее всего, включает в себя генную терапию. Успехи в лечении редкой формы патологии сетчатки - врожденного амавроза Лебера с помощью генной терапии, заставляют предположить, что лечение патологии роговицы тоже в недалеком будущем.
Врожденный амавроз Лебера был хорошим кандидатом для генной терапии, потому что его патогенез связан с малым количеством генов, и генный дефект был хорошо понятен.
Акира Мураками определил потенциально подходящую патологию роговицы и потенциальное лечение.
Желатинозная каплевидная дистрофия роговицы – это редкое невосприимчивое к лечению заболевание с субэпителиальными отложениями амилоида. Мутации в ТАСSTD2 гене были определены в японской семье с этой дистрофией, и заставили исследователей поверить, что это заболевание поддастся генной терапии.
На 2-й конференции Азиатского роговичного Общества доктор Мураками отметил, что он и его команда хотели использовать не вирусный вектор для доставки правильных генов. Он доложил о передаче ТАСSTD2 генов в роговичные эпителиальные клетки, инкапсулированных в гидрогелевые контактные линзы. В эксперименте на животных удалось успешно внедрить гены в эпителиальные клетки и записать экспрессию соответствующих протеинов.
«Еще много проблем, которые предстоит решить. Но мы смогли перенести гены используя это подход, что есть первым важным шагом. Мы верим, что однажды применение фосфатных групп, содержащих гидрогель, в качестве приспособления (устройства) для переноса генов может быть применено как неинвазивный метод лечения желатинозной каплевидной дистрофии роговицы», сказал д-р Мураками.