Кардиомиопластика - Cardiomyoplasty

Кардиомиопластика
МКБ-9-СМ37.67
MeSHD018421

Кардиомиопластика это хирургическая процедура, при которой здоровые мышца с другой части тела оборачивается вокруг сердце чтобы оказать поддержку больному сердцу.[1] Чаще всего широчайшая мышца спины используется для этой цели. Имплантируют специальный кардиостимулятор, чтобы скелетные мышцы сокращались. Если кардиомиопластика успешна и достигается повышенный сердечный выброс, она обычно действует как промежуточная терапия, давая время для повреждения. миокард лечиться другими способами, например, с помощью клеточной терапии.[2][3]

Клеточная кардиомиопластика

Клеточная кардиомиопластика - это метод, который увеличивает функцию миокарда и сердечный выброс за счет прямого роста новых мышечных клеток в поврежденном миокарде (сердечной мышце). Тканевая инженерия, которая теперь классифицируется как форма регенеративной медицины, может быть определена как биомедицинская инженерия для реконструкции, восстановления и улучшения биологических тканей. Исследования в области тканевой инженерии продолжаются, и она становится одной из ключевых областей медицинских исследований. Кроме того, существуют обширные разработки в области тканевой инженерии, которые включают использование технологий биоматериалов, молекулярной медицины, биохимии, нанотехнологий, генетической и биомедицинской инженерии для целей регенерации и размножения клеток с целью реструктуризации и / или восстановления человеческих органов. Инъекции кардиомиогенных и / или ангиогенных стволовых клеток были предложены в качестве альтернативы существующим методам лечения. Для сердечно-сосудистой системы большой интерес представляют скелетные миобласты, так как они легко выделяются и связаны с высокой скоростью пролиферации. Эти клетки также оказались гипоксия -устойчивый.

Костный мозг содержит различные популяции клеток, которые демонстрируют отличную пластичность по отношению к кардиогенным и эндотелиальным клеткам. Эти популяции клеток представляют собой эндотелиальные клетки-предшественники, гемопоэтические стволовые клетки и мезенхимальные стволовые клетки. Клетки-предшественники жировой ткани с интересным кардиомиогенным и васкулогенным потенциалом в том смысле, что они улучшают функции сердца и уменьшают размер инфаркта в моделях на грызунах. Подкожная жировая ткань также является источником мезенхимальных стволовых клеток и продемонстрировала положительные результаты с точки зрения ремоделирования сердечно-сосудистой ткани. Сердца млекопитающих также являются хозяевами естественных сердечных стволовых клеток, которые могут дифференцироваться в кардиомиоциты, эндотелиальные клетки и сердечные фибробласты.[4] Эта способность к саморегенерации дает возможность альтернативы классической клеточной терапии, при которой исключительно необходимо введение факторов роста, таких как тимозин β4, для активации и миграции клеток. В значительной степени демократизированные с точки зрения популяционной информации, эмбриональные стволовые клетки известны своей высокой способностью к расширению и дифференцировке в кардиомиоциты, эндотелиальные клетки и сердечные фибробласты.

Однако, если это не аутологичное лечение, с таким лечением связана иммуносупрессивная терапия. Следовательно, исследования были сосредоточены на индуцированных плюрипотентных стволовых клетках (ИПСК) из соматической ткани человека. Помимо выбора клеток и необходимого соответствующего фактора роста важным вопросом является доставка клеток. В самом деле, интракоронарный путь - это наиболее простой путь доставки клеток, связанный с внутримиокардиальной задержкой клеток; однако уровень удержания низкий, т.е. превышает 10%. Смытые клетки достигают других органов или погибают, что может быть проблемой во время подготовки модуля 8 ICH. Были изучены другие альтернативные пути инъекции, а именно инъекции через стернотомию, эндомиокардиальный и интракоронарный пути. Тем не менее, все вышеупомянутые методы были связаны с ограниченным улучшением сердечной функции и ограниченной выживаемостью клеток после имплантации в фиброзный миокард.

Итак, вышеупомянутые стволовые клетки и пути доставки подходят для кардиомиопластики, что доказало их безопасность и определенную пользу для пациента. Однако ремоделирование сердца остается ограниченным из-за ограниченного проживания клеток, воздействия механических сил на выживаемость клеток и гипоксии тканей. Кроме того, отсутствие клеточной электрохимической связи может привести к аритмиям. Другой момент, требующий рассмотрения, касается использования эмбриональных стволовых клеток, при которых индифференцировка приводит к неконтролируемой пролиферации и возможному последующему образованию тератом. Также ИПСК связаны с вирусной инфекцией и возможной онкогенностью. Инженерия сердечной ткани - это новая технология, основанная на использовании комбинаций клеток с регенеративной способностью, биологических и / или синтетических материалов, клеточных сигнальных агентов для индукции регенерации органа или поврежденной ткани. В идеальном сценарии регенерированная ткань будет воспроизводить сложную асимметричную геликодоидальную архитектуру миокарда с образованием специализированного внеклеточного матрикса для стимуляции васкуляризации в имплантированной ткани. С точки зрения сотовой связи,[5] доступные методы представляют собой монослойные конструкции клеток на термочувствительном полимере, где их отщепление обусловлено поведением механических свойств синтетической подложки без необходимости какого-либо ферментативного расщепления, такого как трипсин. Листы кардиомиоцитов также были успешно имплантированы с наблюдаемой сократительной функцией в результате межклеточной коммуникации между хозяином и трансплантатом. Однако с практической точки зрения такой подход лишен трансляционного характера, поскольку все исследования разделяют отсутствие воспроизводимости, т.е.конструкция схожих характеристик нативной ткани не гарантирует одинаковых результатов. Другой подход заключается в использовании гидрогелей. Натуральные гидрогели, такие как Матригель,[6] коллаген и фибрин использовались в качестве матриц для улавливания, в которые вводятся клетки. Однако связанное с этим высокое давление инъекции связано с высокой смертностью клеток, что отрицательно сказывается на соотношении преимуществ этого подхода. Кроме того, с технической точки зрения из-за полидисперсности этих природных гидрогелей очистка является необходимой, но очень трудной стадией. Синтетические гидрогели, такие как полиэтиленгликоль были предложены полимолочная кислота, сополимер полимолочной кислоты и гликолевой кислоты, поликапролактон, полиакриламид и полиуретан. Особый интерес представляет чувствительный к металлопротеиназе полиэтилен. Действительно, этот полимер изменяет свои механические и биофизические свойства в соответствии с ферментативной активностью, связанной с кардиомиогенной дифференцировкой имплантированных клеток. На сегодняшний день ни один гидрогелевый матрикс не одобрен FDA для использования в терапии стволовыми клетками, несмотря на то, что в настоящее время коммерчески доступно большое количество биоматериалов.

Общий комментарий к технологиям на основе гидрогелей:

Натуральный гидрогель хорошо переносится хозяином и клетками, так как имитирует естественный ЕСМ с точки зрения основы и микроструктуры. Однако они страдают от изменений от партии к партии (недостаток современной надлежащей производственной практики (cGMP), необходимой для клинического применения), высокой скорости разложения и плохой устойчивости. Синтетические гидрогели - это воспроизводимые, настраиваемые и поддающиеся изменению нормативные и производственные протоколы.[7][8][9] Их химическая модификация позволяет интегрировать сайты прикрепления клеток и определенный контроль над скоростью деградации. Полусинтетические гидрогели имеют общие характеристики обоих классов. Действительно, они позволяют либо модифицировать очищенные природные биополимеры, либо связывать синтетический компонент с сайтами связывания интегрина и / или фактора роста.

Рекомендации

  1. ^ Кардиомиопластика. Карпентье, Ален, 1933 г., Чак, Хуан-Карлос., Гранжан, Пьер А., Международное совещание по динамической кардиомиопластике (1: 1989: Париж, Франция). Гора Киско, Нью-Йорк: Futura Pub. Co. 1991. ISBN  978-0879933951. OCLC  23081642.CS1 maint: другие (связь)
  2. ^ Отт, HC; Matthiesen TS; Goh SK; Черный LD; Крен С.М.; Нетофф Т.И. (2008). "Перфузионно-децеллюляризованная матрица: использование природыплатформа для создания биоискусственного сердца ". Nat. Med. 14 (2): 213–221. Дои:10,1038 / нм 1684. PMID  18193059.
  3. ^ Chachques, Juan C .; Шафи, А. Абдель; Дуарте, Фабрицио; Каттадори, Барбара; Гуссеф, Натали; Шен, Линь; Карпентье, Ален (2002). «От динамической кардиомиопластики к клеточной». Журнал кардиохирургии. 17 (3): 194–200. Дои:10.1111 / j.1540-8191.2002.tb01199.x. ISSN  0886-0440. PMID  12489902.
  4. ^ Лери, А .; Kajstura, J .; Анверса, П. (2011). «Роль сердечных стволовых клеток в сердечной патофизиологии: изменение парадигмы в биологии миокарда человека». Циркуляционные исследования. 109 (8): 941–961. Дои:10.1161 / circresaha.111.243154. ISSN  0009-7330. ЧВК  3299091. PMID  21960726.
  5. ^ Мацуура К., Харагути Ю., Симидзу Т., Окано Т. (2013). «Трансплантация клеточного листа для восстановления тканей сердца». J Control Release. 169 (3): 336–40. Дои:10.1016 / j.jconrel.2013.03.003. PMID  23500057.
  6. ^ Corning Matrigel. «Матрица Corning Matrigel».
  7. ^ PeptiGelDesign. «ПептиГель Дизайн».
  8. ^ Puramatrix. "# -d Матричные медицинские технологии".
  9. ^ Qgel. «3D-культура клеток и технология QGel» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2010-12-26. Получено 2014-05-27.