Skip to main content

Regenerativní medicína – naděje v „návratu do minulosti“

Jakou konkrétní podobu může mít regenerativní medicína v neurologii? Podaří se jí překonat i staletí zažité dogma, že „jednou poškozená chrupavka je již neopravitelná“ (Hunter, 1743)? Mezinárodní konference o regenerativní medicíně 2014, která se konala 9.–10. dubna v Brně, potvrdila, že tato léčebná strategie na řadě míst přepisuje učebnice.

Regenerativní medicína je vnímána jako významný příslib u řady diagnóz, kde ostatní modality zatím zvládnou pouze zpomalovat progresi onemocnění léčbou jeho příznaků. Brněnská konference organizovaná společností PrimeCell Therapeutics potvrdila, že označení „nejnadějnější strategie“ je na místě v řadě oblastí medicíny.

Úspěch buněčného „elixíru mládí“ pro neurologii…

Alzheimerova a Parkinsonova nemoc, autismus, schizofrenie, nádory mozku, amyotrofická laterální skleróza (ALS) – tam všude se nabízí využití pluripotentních kmenových buněk (PSCs), objevu, za nějž, jak připomněla Dr. Yuh-Man Sun Wadeley, PhD., z Biologického ústavu LF MU, Brno, prof. Dr. John B. Gurdon, FRS, a prof. Dr. Šinja Jamanaka, PhD., získali Nobelovu cenu 2012 za fyziologii nebo medicínu. Fakt, že předem dané „poslání“ kmenových buněk je vratný proces, zjistil britský biolog prof. Gurdon již v roce 1962 při experimentech se žábami, japonský lékař a vědec prof. Jamanaka v letech 2006 (na fibroblastech myši) a 2007 (na fibroblastech člověka) objev doplnil – prokázal, že dospělé buňky mohou být genovou modifikací za pomoci několika transkripčních faktorů „reprogramovány“ na tzv. indukované pluripotentní kmenové buňky (iPSCs) – dojde k jejich omlazení v nediferencované kmenové buňky se schopností vyvinout se v jakýkoli buněčný typ (pluripotence). Skutečnost, že k přípravě iPSCs postačuje libovolná buňka lidského těla, je výhodná ve více směrech:

  • podstatně snižuje potřebu využívat k experimentům lidská embrya, neboť iPSCs nabízejí podobné vlastnosti jako buňky embryonální,
  • specifické znaky, typické pro konkrétní onemocnění konkrétního pacienta, od něhož byl původní genetický materiál získán, se přeměnou dospělých buněk v IPSCs neztrácejí, široké pole pro jejich využití proto nabízí oblast vývoje léků, případně další, nástavbový výzkum (od využití technologie iPSCs např. u nervových buněk si lze slibovat i nástroj pro odhalení příčiny aberací, jimiž se odlišují mozky různých pacientů).

K dosavadním znalostem přidal další zjištění světového významu i vědecký tým pod vedením Dr. Yuh-Man Sun Wadeley – při zkoumání mechanismů, jimiž se z lidských embryonálních kmenových buněk vyvíjejí buňky nervové, objevil zásadní roli enzymu PTP1B.

Využití uvedených objevů v praxi ještě brání řada překážek, např. vznikající chromozomální změny a mutace. Stěžejní zájem výzkumníků se nyní soustředí na přijetí technologie iPSCs, která umožňuje např. tvorbu neuronů a gliových buněk přímo z kožních biopsií.

… i pro kardiaky nebo pacienty s leukémií

Očekávání, která jsou do kmenových buněk vkládána, jasně dokumentuje fakt, že v posledních letech závratnou měrou narostl počet klinických studií, které zkoumají možnosti jejich využití – jen studií soustředících se na multipotentní kmenové buňky (MSCs) v léčbě poranění a onemocnění CNS je podle sdělení Dr. Roberta Deanse, PhD., výkonného viceprezidenta pro regenerativní medicínu společnosti Athersys, v poslední době zahajováno kolem 500 ročně. Adherentní kultury kmenových buněk podporují uzdravování různými mechanismy (in vivo je možný shift rovnováhy během procesu obnovy, který se může projevit imunomodulačně, protizánětlivě, neuroprotektivně, cyto protektivně, v angio-/vaskulogenezi, buněčné regeneraci), neboť MSCs se v organismu dokážou přizpůsobit. Ve studiích I. fáze již prokázaly benefit např. u pacientů po akutním infarktu myokardu, jimž byly na několika pracovištích podávány přes koronární tepnu 2–5 dní po akutní příhodě IM. Další studie I. fáze prokázala přínos podávání MSCs po transplantaci hematopoetických kmenových buněk (HSCT) u pacientů s akutní myeloidní leukémií (AML), akutní lymfoblastickou leukémií (ALL), chronickou myeloidní leukémií (CML) nebo myelodysplastickým syndromem (MDS). Buněčný produkt (MultiStem, Athersys) vytvořený na bázi adherentních kmenových buněk je v II. fázi vývoje pro léčbu CMP/TBI, roztroušené sklerózy a poranění míchy.

Servis pro poškozenou chrupavku – kultivace chondrocytů…

Poněkud za své bere i dosavadní přesvědčení, že jednou poškozená chrupavka je již neopravitelná. Dnes se názory na možnost její plnohodnotné obnovy liší. Velmi nízká regenerační schopnost jí sice zůstává, současné chirurgické metody jí však dokážou vypomoci.

Možnosti řešení chrupavčitých defektů se v současnosti dělí v podstatě do dvou hlavních kategorií podle míry poškození: zatímco rozsáhlé plošné defekty mnoho variant nenabízejí a jsou řešeny spongializací, využitím mikrofraktur či TEP (UNI), ohraničené defekty představují pole pro řadu přístupů – spongializaci a mikrofraktury (malé defekty, zejména mimo zátěžovou zónu), mozaiku plastiku (defekty 1,5 × 1,5 cm v zátěžové zóně), použití umělých implantátů či metody kultivovaných chondrocytů (u větších defektů v zátěžové zóně, na patele, talu, hlavičce radia).

Postup získávání a implantace autologních kultivovaných chondrocytů popsali prof. MUDr. Martin Krbec, CSc., přednosta Ortopedicko-traumatologické kliniky 3. LF UK a FNKV, Praha, a MUDr. Filip Svatoš z téhož pracoviště. Výsledky přiblížili na několika obrazových kazuistikách z vlastního 48členného souboru pacientů, jejichž průměrný věk je 37,2 roku (14–61 let).

Základem je klinické vyšetření s nezbytným použitím zobrazovacích technik, ideálně MRI a MR Ag, které spolehlivě ukážou stav chrupavčitých a měkkých tkání, artroskopická revize kloubu a ošetření možných lézí. Následuje artroskopický odběr chrupavky se subchondrální kostí z nezátěžové plochy kloubu, uložení vzorku do odběrového setu a zalití sterilovaným fyziologickým roztokem, dále pak odběr srážlivé krve a vyplnění dokumentace o průběhu odběru. Při příznivých výsledcích sérologických testů je tkáň odeslána do Národního Centra Tkání a Buněk v Brně. Po 3–4 týdnech přichází z centra výzva k odebrání výsledného produktu – chondrograftu, neboli autologních kultivovaných chondrocytů fixovaných v tkáňovém lepidle.

„Při samotné operaci je vždy nutno zároveň vyřešit přídatné patologie – stabilizovat patelu či koleno, ošetřit menisky a podobně,“ doporučil prof. Krbec. Průměrný operační čas se pohybuje kolem 51 minut, nejdelší zabere souběžná plastika lig. cruciatum anterius (LCA) (71,7 min.), nejkratší dobu vyžaduje implantace chondrograftu na talus (cca 47 min.).

Lysholmovo skóre, jehož vyšší hodnota na stobodové stupnici prokazuje lepší stav, po zákrocích vždy stoupalo – zatímco bezprostředně po operaci byla jeho průměrná hodnota 67,6, po 6 měsících dosahovala již 82,7 a po 12 měsících 85,8 bodu.

Pooperační péče zahrnovala nutnost dvou až třídenní hospitalizace, i. v. podávání antibiotik po dobu 24–48 hodin, 4 až 6 týdnů ortézu rigidně + berle, po 6 týdnech bylo možné berle postupně odkládat + zahajovat fyzioterapii. Po 6 a 12 měsících bylo plánováno kontrolní MRI, sportovní aktivity bylo možné zahájit 6–8 měsíců od data operace.

Metoda kultivovaných chondrocytů se dočkala legislativního ošetření s platností od ledna 2012, nyní ji mohou poskytovat specializovaná centra (Brno-Bohunice, FNKV, FN Motol, ÚVN, FN Plzeň, Krajská zdravotní, a. s., Masarykova nemocnice Ústí nad Labem, CLPA, SurGal, Nemocnice Přerov). Spolupráce se zdravotními pojišťovnami však přesto není jednoduchá: OZP vyžaduje podrobnou epikrízu odeslanou ke schválení před odběrem štěpu, dále pak OZP stejně jako ZPMV a VoZP ročně hradí pouze omezený počet implantací. Zdravotní pojišťovny také vytvářejí vlastní indikační schéma – pacient musí být mladší 60 let, aktivní a spolupracující, a defekt musí být větší než 2 cm čtvereční.

… pro vytvoření nové hyalinní chrupavky

Za významný pokrok označil implantaci solidního autologního chondrograftu i MUDr. Petr Vališ, Ph.D., primář Ortopedické kliniky FN Brno, který navázal na své pražské kolegy. Podotkl, že v konzervativních postupech jsou kromě aplikace glukosamin sulfátu a chondroitin sulfátu, kyseliny hyaluronové či diacereinu pokusně zkoušeny bioaktivní růstové faktory, a dále se věnoval postupům chirurgickým, konkrétně právě implantaci chondrograftu, pro niž se jako vhodná místa nabízejí klouby kolenní, hlezenní a loketní. Indikována je k léčbě ohraničených akutních a chronických chondrálních nebo osteochondrálních defektů o velikosti do 6 cm2 vzniklých traumatickým nebo degenerativním procesem nosných kloubů, u pacientů ve věku 10–60 let. Kontraindikována je u pacientů podstupujících chemonebo radioterapii, při zánětlivém procesu v kloubu, revmatoidní artritidě, Bechtěrevově nemoci, graviditě a u dětí ve věku do 10 let. Metodu jeho tým již úspěšně použil u 132 pacientů.

Zásadním tématem přednášky MUDr. Vališe bylo vyzdvihnutí faktu, že ze solidního chondrograftu se v místě původního defektu vytváří nová hyalinní chrupavka. Na souboru 35 pacientů se jeho týmu podařilo ověřit dvě hypotézy – že z chondrograftu vzniká kromě chondrocytů i matrix a hlavně kolagen II. typu, který je známkou hyalinní chrupavky, a že v místě implantace solidního chondrograftu se bude hyalinní chrupavka vyskytovat ve výrazně větším množství než v místech ošetřených pouze návrty subchondrální kosti. Hodnotitelných bylo 31 vzorků, tito pacienti byli následně rozděleni do dvou skupin – k implantaci solidního chondrograftu (n = 24), nebo k ošetření pomocí návrtů (n = 7). Výsledky dopadly jednoznačně:

  • u žádného vzorku nebyla imunohistochemicky prokázána exprese do matrixmetaloproteináz;
  • ve všech případech použití chondrograftu byl prokázán kolagen II. typu, u tří prokázán kolagen I. typu;
  • při ošetření defektů návrty subchondrální kosti se ve dvou případech vytvořila vazivová chrupavka s obsahem kolagenu I. a II. ty pu, ve třech případech hyalinní chrupavka bez kolagenu I. typu a ve dvou případech pouze vazivová tkáň; k diferenciaci vznikající tkáně do hyalinní chrupavky došlo jen v případě velice mladých jedinců (1. a 2. decenium).

Doporučení pro praxi MUDr. Vališ shrnul následovně: „Pokud je poškozena subchondrální kost, považujeme za nutné vyřešit kostěný defekt spongioplastikou a následně je v každém případě vhodnější použít solidní chondrograft – a to v celém věkovém spektru indikace. Pokud není porušený kostěný povrch, u pacientů v 1. a 2. deceniu lze předpokládat při správném doléčení a podmínkách diferenciaci vaziva v místě defektu na hyalinní chrupavku, proto u defektů menšího rozsahu, zhruba do 15 × 15 mm, je možné použít návrty subchondrální kosti. U starších pacientů tato možnost odpadá, a proto je vhodné použití solidního chondrograftu. V případě rozsáhlých chondrálních defektů je vhodné použití solidního chondrograftu i u pacientů v 1. a 2. deceniu.“

Prevence opotřebení chrupavky po menisektomii – transplantace alogenního menisku

K časnému opotřebení chrupavek a následné poúrazové artróze dochází i po odstranění poraněné části menisku – oproti zdravému kloubu se zátěž na měrnou jednotku chrupavky kolenního kloubu zvyšuje troj až čtyřnásobně. Oddálení opotřebení chrupavky nabízí transplantace menisku – zákrok, při němž dochází k vhojení tkáně hluboce mraženého alogenního menisku. O tomto postupu na konferenci pohovořil doc. MUDr. Libor Paša, Ph.D., vedoucí lékař Oddělení traumatologie a sportovní traumatologie Úrazové nemocnice, Brno. Opíral se přitom o výsledky celkem 71 transplantací menisku provedených na jeho pracovišti u 69 pacientů v období let 2002–2013. Prvních 17 pacientů bylo odoperováno pomocí artrotomie, další pacienti již artroskopicky.

Oba rohy menisků byly fixovány vždy přes kostní kanálky k tibiálnímu platu, baze menisků pak stehy ke kloubnímu pouzdru. V případě souběžné nestability byla provedena i rekonstrukce křížových vazů, v případě osové anulace do varozity bylo přistoupeno k valgizační osteotomii proximální tibie (u 11 pacientů postupně, u 12 pacientů současně s transplantací).

Ve všech případech došlo ke vhojení transplantátu menisku. U tří pacientů byla provedena artroskopie do 4 měsíců od transplantace: 1× pro bolesti – nález 2cm nepřihojené části menisku, která byla okrvavena a ošetřena třemi stehy, 2× pro výrazný nástup artrofibrotických změn, které byly při artroskopii odstraněny. K poranění transplantátu došlo u dvou pacientů (po 25 a 29 měsících od operace), u obou byla provedena menisektomie poraněné části. Hodnota IKDC byla před transplantací v průměru 59, zatímco po dvou letech od zákroku byla v průměru 81. Průměrná hodnota Lysholmova skóre činila 62 před operací a 91 po 2 letech od výkonu.

„Transplantace menisku zlepšila životní komfort v 70 případech, pouze u jednoho pacienta byly uváděny potíže výraznější než před operací, a to z důvodu artrofibrotického procesu. Zhodnocení rentgenových snímků a subjektivního skóre po 5 letech vykazovalo stacionární hodnoty, a přestože 68 % pacientů začalo klouby zatěžovat více než před transplantací díky snížení klinických potíží, nedocházelo k progresi těchto potíží ani artrotických změn. Transplantace alogenní tkáně menisku jednoznačně přináší zlepšení pohybového komfortu pacienta a podle našeho sledování přispívá ke zmírnění až zastavení progrese artrotických změn po předchozí menisektomii,“ shrnul závěry doc. Paša.

→ Čtěte také: Méně nevraživosti, více spolupráce – a ČR může profitovat ze špičkové vědy

Vyšlo jako příloha Zdravotnických novin 10 | 2014