Введение

Жировая ткань — сложный орган, состоящий из зрелых адипоцитов и стромально-васкулярной фракции, которая включает в себя фибробласты, преадипоциты, мышечные и эндотелиальные клетки, клетки иммунной и кроветворной системы, а также стволовые клетки жировой ткани (ADSC) [1—4]. На сегодняшний день технология трансфера жировой ткани стала наиболее распространенной, рутинной и относительно простой процедурой в пластической хирургии, трансплантологии и клеточной терапии, породив множество методов сбора жировой ткани, которые были хорошо охарактеризованы и стандартизованы [5, 6]. Несмотря на то что пересадка жировой ткани широко используется уже несколько десятилетий, одной из нерешенных проблем в этой области остается непредсказуемая резорбция жировой ткани после трансплантации [7, 8]. На результаты приживления жировой ткани при аутотрансплантации может влиять не только выбор техники и условий выполнения процедуры липоаспирации, но и индивидуальные факторы пациента, такие как возраст, пол, индекс массы тела, менопаузальный статус, выбор донорской области для трансплантации, наличие хронических заболеваний и пр.

Основу для изучения влияния индивидуальных факторов пациентов на жизнеспособность трансплантированных жировых клеток заложил Линдон Пер. В 1956 г. он предложил теорию жизнеспособности жировых клеток отметив, что их выживаемость в аутотрансплантате жировой ткани зависит от общего количества пересаженных жизнеспособных клеток. Также он отмечал, что у тучных людей выживаемость пересаженных жировых клеток меньше, чем у нетучных, и рекомендовал перед процедурой аутотрансплантации таким пациентам перейти на диету, предполагая, что эта мера позволит улучшить выживаемость клеток трансплантата и избежать проведения повторных операций.

К настоящему времени накоплено большое количество противоречивых данных, которые свидетельствуют о возможности влияния индивидуальных факторов пациента на пролиферативную активность, жизнеспособность адипоцитов и ADSC при проведении липосакции для последующей аутотрансплантации жировой ткани. Целью текущей статьи стала критическая оценка этих данных.

Влияние возраста на жизнеспособность и функции ADSC

Количество исследований, изучавших вопрос о влиянии возрастного фактора на жизнеспособность адипоцитов, клеток сторомально-васкулярной фракции и ADSC, достигает двух десятков. Выводы их противоречивы, но большинство из них свидетельствуют об отсутствии какого-либо влияния возрастного фактора на эффективность сбора адипоцитов и ADSC [9—19]. Интересно отметить, что по мере снижения объема изучаемой выборки количество статей, свидетельствующих об отрицательном влиянии возраста на эффективность сбора ADSC, возрастает [20—24]. Тем не менее в исследованиях последних лет, основанных на изучении экспрессии генов старения, было показано, что с возрастом количество ядросодержащих клеток значительно падает, а пролиферативный потенциал ADSC и их способность к дифференцировке значимо сокращается [20, 22].

Так, R. Madonna и соавт. провели сравнение свойств ADSC, полученных из области передней брюшной стенки, между пациентами «молодого» (n=18; 40—54 года) и «пожилого» (n=22; 66—92 года) возраста и сообщили о существенном падении эффективности выделения ADSC, а также о снижении ангиогенной способности ADSC с увеличением возраста [21]. Хотя M. Zhu и соавт. не обнаружили существенного влияния возраста на адипогенный потенциал ADSC, они сообщили о том, что с возрастом остеогенный потенциал ADSC значительно снижался [25]. О снижении остеогенного потенциала ADSC по мере взросления человека свидетельствуют и ряд других исследований [24, 26]. Подобная возрастная зависимость наблюдалась и на животных моделях [27, 28].

Исследования ADSC, полученных от возрастных пациентов, свидетельствуют о снижении их пролиферативного потенциала и стабильности, что ограничивает их широкое применение в клинической практике [29, 30]. Более того, ADSC характеризуются значительным снижением продукции теломеразы и укорочением теломер. Вместе с тем они сохраняют способность к пролиферации in vitro, хотя эта способность и ограничена во времени [22, 31, 32]. Таким образом, основываясь только на лабораторных данных, можно прийти к выводу о предпочтительности проведения аутотрансплантации жировой ткани людям в более молодой возрастной группе.

Однако в условиях увеличения средней продолжительности жизни населения процедуры по трансплантации жировой ткани, учитывая ее омолаживающие и регенеративные эффекты, становятся все более востребованными. В большинстве опубликованных работ количество пациентов старческого возраста, включенных в исследования, было минимальным. Действительно, возможно, что выживаемость адипоцитов и ADSC с возрастом снижается и этот эффект будет обнаружен по мере увеличения выборок с включением возрастных пациентов, но тот факт, что эффективность сбора ADSC выглядит относительно стабильным в разных возрастных группах, весьма обнадеживает. Тем более что в реальной клинической практике аутотрансплантацию жировой ткани можно проводить столько раз, сколько необходимо. А применение технологий криоконсервации жировой ткани позволяет надеяться на улучшение результатов аутотрансплантации жировой ткани у возрастных пациентов.

Влияние пола на жизнеспособность и функции ADSC

Немногочисленные исследования влияния принадлежности к полу на численность и пролиферацию ADSC человека in vitro не выявили каких-либо значимых различий [11, 12, 19, 33]. M. Faustini и соавт. изучили жировую ткань 37 мужчин и 88 женщин и сообщили, что лучшей донорской зоной среди мужчин с точки зрения сбора ADSC является передняя брюшная стенка [11]. A. Aksu и соавт. изучили жировую ткань кожно-жирового лоскута, удаленного в ходе абдоминопластики у 3 мужчин и 3 женщин, и сообщили, что ADSC у мужчин обладают более эффективной остеогенной дифференцировкой по сравнению с женщинами [34].

Влияние менопаузального статуса и уровня эстрогенов на жизнеспособность и функции ADSC

Существует небольшое количество данных о влиянии менопаузального статуса и концентрации эстрогенов в крови у женщин на жизнеспособность адипоцитов и ADSC. Так P. Geissler и соавт. обнаружили повышение жизнеспособности адипоцитов, выделенных из инфраумбиликальной области у женщин младше 45 лет по сравнению с женщинами более старшего возраста. Полученные отличия могут объясняться различной концентрацией эстрогенов в крови в этих подгруппах, однако информация о гормональном статусе пациентов исследователями собрана не была [9].

Основным регулятором обмена жировой ткани является циркулирующий эстроген, который осуществляет свое действие преимущественно через рецепторы ER-α и ER-β. Распределение этих рецепторов на адипоцитах между различными депо жировой ткани варьирует, что может обуславливать локальные особенности в передаче сигнала от эстрогенов [35]. Снижение концентрации эстрогенов, например у женщин в постменопаузе или у мышей с удаленными яичниками, было связано с увеличением диаметра адипоцитов и усилением процессов липолиза, воспаления и окислительного стресса [36]. Добавление же 17β-эстрадиола к ADSC на примере мышиной модели было связано со значительным улучшением выживаемости жирового трансплантата и его адипогенной дифференцировки за счет снижения апоптотических явлений [37, 38]. В исследовании на мышах J. Bills и соавт. изучали влияние циркулирующих эстрогенов на результаты трансплантации жировой ткани. Они показали, что в контрольной группе по сравнению с овариоэктомированными мышами аутотрансплантированная жировая ткань имела более высокую капиллярную плотность и экспрессию проангиогенных факторов. Однако через 45 дней после трансплантации эти различия нивелировались, что может свидетельствовать о меньшей роли эстрогенов при трансфере жировой ткани [39].

Влияние индекса массы тела на жизнеспособность и функции ADSC

Значительное количество исследований обнаружили влияние увеличения индекса массы тела (ИМТ) на жизнеспособность и функции адипоцитов [10, 16, 40—44]. V. Van Harmelen и соавт. в одном из крупных исследований (n=189) получили данные об отрицательной корреляции ИМТ с количеством адипоцитов и стромальных клеток на грамм жировой ткани. Способность ADSC к дифференцировке с увеличением значения ИМТ также была снижена [16].

В ряде исследований in vitro были показаны аналогичные результаты, свидетельствующие о том, что с увеличением ИМТ снижалась пролиферативная и дифференцировочная активность адипоцитов [10, 16, 40, 41, 43]. При этом отмечается отрицательная корреляция ИМТ с количеством клеток стромально-васкулярной фракции (SVF) или ADSC [45—47]. T. Frazier и соавт. сообщают, что у людей с ожирением функции ADSC были снижены на ранних стадиях адипогенного и остеогенного развития, что коррелировало с их способностью образовывать колонии in vitro и оказалось обратно пропорциональным ИМТ [40]. L. Pérez и соавт. наряду со снижением способности к дифференцировке и миграции ADSC, к проявлению ангиогенных и пролиферативных свойств у тучных людей отмечали изменения активности теломеразы и длины теломер ДНК, что свидетельствует о снижении способности ADSC к самообновлению и ведет к их раннему апоптозу [42, 43].

Тем не менее в ряде исследований ученые так и не обнаружили значимых связей между ИМТ и жизнеспособностью адипоцитов, ADSC [9, 11, 13, 14, 17—19]. В проспективном исследовании A. Mojallal и соавт. после разделения пациенток на две группы (ИМТ≤25 кг/м² и ИМТ>25 кг/м²) не было обнаружено статистически значимой корреляции между ИМТ и показателями пролиферации [13]. Аналогично M. Faustini и соавт. проанализировали данные 125 испытуемых, стратифицированных по полу, и не обнаружили связи между увеличением ИМТ и количеством ADSC [11].

В исследовании M. Kawagishi-Hotta и соавт., в которое вошли 260 человек, также не было обнаружено корреляций между ИМТ и выходом клеток SVF или изменениями пролиферативного и дифференцировочного потенциала ADSC. В этом исследовании значения ИМТ варьировали от 15,7 до 43,1 (медиана 22,7) кг/м², а большинство пациентов (64%) имели нормальную массу тела (18,5 кг/м²≤ИМТ<25 кг/м²) (19).

При ожирении отмечается увеличение концентрации провоспалительных цитокинов в крови, таких как TNFα и IL-6 [48]. Увеличение высвобождения цитокинов ADSC приводит к активации провоспалительного процесса в соседних клетках, что препятствует адипогенезу и способствует липолизу жировых клеток. Более высокая экспрессия провоспалительных белков может оказывать влияние на выживаемость и функциональные свойства адипоцитов в донорских областях [43].

В некоторых исследованиях было показано, что абсолютный выход клеток-предшественников на грамм жировой ткани при повышении ИМТ был снижен, это можно объяснить исходным увеличением адипоцитов в размерах [49, 50]. Значительное увеличение ИМТ, особенно >30 кг/м², отрицательно влияет на функциональные характеристики ADSC. Возможно, этим и объясняются отрицательные результаты исследований, где в качестве разделяющей границы ИМТ взято значение 25 кг/м², которое могло оказаться слишком низким для выявления эффекта влияния ИМТ на количественные и функциональные показатели ADSC.

Тем не менее опубликованные данные свидетельствуют о возможности использования жировой ткани в качестве стабильного и богатого источника ADSC в различных возрастных группах и при различных значениях ИМТ. Для группы пациентов с повышенным ИМТ вместе с мероприятиями по снижению веса может быть актуальным обогащение трансплантатов за счет добавления ADSC.

Влияние сахарного диабета на жизнеспособность и функции ADSC

При сахарном диабете отмечается значительное снижение способности ADSC к дифференцировке и ап-регуляции генов, участвующих в воспалительных и апоптотических процессах [51]. L. Harris и соавт. сообщают о тенденции к снижению количества выделяемых ADSC у больных сахарным диабетом (n=18), которая не являлась статистически значимой [12].

В исследованиях на животных R. Ferrer-Lorente и соавт. анализировали экспрессию генов в подкожно-жировой ткани у крыс с сахарным диабетом в сравнении с контролем. В подкожно-жировой клетчатке у крыс с сахарным диабетом наблюдалось снижение активности маркеров плюрипотентности и дифференцировки, а также ангиогенного потенциала [52]. Другие исследователи также подтверждают неблагоприятное влияние сахарного диабета на функции ADSC [12, 46, 51].

В двух проведенных исследованиях было показано, что клеточный состав жировой ткани очень чувствителен к хронической гипергликемии при сахарном диабете 2-го типа, это подтверждается наличием воспалительной реакции жировой ткани. Воспалительная реакция жировой ткани характеризуется инфильтрацией воспалительными клетками, повышенной выработкой цитокинов и индуцированной системной инсулинорезистентностью [53, 54]. Было обнаружено, что избыточное потребление калорий приводит к повышенному окислительному стрессу в жировой ткани мышей, страдающих сахарным диабетом 2-го типа, и стимулирует изменения, характерные для процессов старения клеток, такие как повышение активности связанных со старением галактозидаз, экспрессия p53 и продукция провоспалительных цитокинов.

Таким образом, для выявления влияния сахарного диабета на функциональные характеристики ADSC необходимо проведение дополнительных исследований.

Влияние противоопухолевой терапии на жизнеспособность и функции ADSC

С каждым годом все больше пациентов со злокачественными новообразованиями излечиваются или длительно живут благодаря прогрессу противоопухолевой терапии. Одни пациенты со злокачественными новообразованиями области головы и шеи, молочной железы, мягких тканей после завершения радикального лечения нуждаются в проведении реконструктивных и пластических операций, другие проводят трансфер жировой ткани исходя из эстетических соображений. Поэтому изучение влияния противоопухолевой терапии на функцию адипоцитов и ADSC в этой группе заслуживает отдельного упоминания.

Исследование на мышах, проведенное S. Poglio и соавт., показало, что при тотальном облучении тела жировая ткань может подвергаться серьезным повреждениям, это приводит как к значительному уменьшению количества ADSC, так и к снижению их пролиферирующей активности [55]. Назначение иммуносупрессивной терапии, в частности антилимфоцитарной терапии алемтузумабом и такролимусом с целью деплеции лимфоцитов после тканевой трансплантации, дозозависимо снижает как жизнеспособность, так и пролиферативную активность ADSC [56]. В опытах in vitro при воздействии на ADSC человека возрастающих доз тамоксифена — селективного модулятора рецепторов эстрогена, применяемого для лечения рака молочной железы, наблюдается апоптоз, подавление пролиферации и дифференцировки ADSC в дозозависимом и времязависимом виде [57]. Однако, с другой стороны, применение W. Liang и соавт. наиболее широко используемых химиотерапевтических препаратов, таких как цисплатин, камптотецин и винкристин, не оказало значительного влияния на ADSC in vitro [58].

Проведение лучевой терапии отрицательно влияет на ADSC, несмотря на их высокую устойчивость к лучевому воздействию, что может обуславливать необходимость трансфера жировой ткани из необлученных областей [55, 59]. Перенос жировой ткани в области, подвергшиеся лучевому воздействию, осложняется тем, что в этих областях складывается неблагоприятное для выживания трансплантата микроокружение вследствие формирования условий гипоксии и наличия хронического воспаления. Кроме этого, стволовые клетки в облученной области рекрутируют миофибробластоподобные клетки, что способствует, в свою очередь, развитию фиброза [60]. Однако при трансплантации жировой ткани ADSC модулируют процессы воспаления и снижают явления фиброза, тем самым реализуя нормализующую роль в регенерации местных тканей [61—63].

При лечении гормонозависимого рака молочной железы женщины годами принимают антиэстрогены, ингибиторы ароматазы с целью снижения концентрации эстрогенов в организме для профилактики рецидивов заболевания. Учитывая, что тамоксифен оказывает негативное воздействие на ADSC, возможно временное прекращение приема указанных препаратов при проведении трансплантации жировой ткани.

Влияние выбора донорской области на жизнеспособность и функции ADSC

Поиск идеальной донорской области в целях сбора жировой ткани не прекращается. В большинстве исследований область сбора жировой ткани не повлияла на жизнеспособность и количественный выход адипоцитов и ADSC [19, 22, 64—67].

Однако в ряде исследований были получены различия в характеристиках между разными донорскими областями. A. Padoin и соавт. провели проспективное перекрестное исследование с участием 25 женщин, которым проводилась липосакция в четырех и более различных областях. Мезенхимальные стволовые клетки были извлечены из липоаспиратов и количественно проанализированы, результаты показали более высокую концентрацию клеток в образцах, полученных из нижней части живота и внутренней поверхности бедер, по сравнению с образцами, собранными из верхней части живота, трохантериальной области, области коленей и поясничной области [14]. W. Jurgens и соавт. сообщают также о значительно более высоком выходе ADSC из липоаспирата из области живота без существенных различий в способности к дифференцировке [68]. P. Geissler и соавт. сообщают о более высокой жизнеспособности адипоцитов в липоаспирате из нижней части живота по сравнению с боковыми поверхностями живота и внутренними поверхностями бедер, что характерно только для подгруппы более молодых женщин (<45 лет) [9]. A. Tsekouras и соавт. в исследовании с участием 40 женщин-доноров показали, что жировая ткань из области наружного бедра имеет значительно более высокую концентрацию клеток SVF по сравнению с любыми другими областями, такими как внутренняя поверхность бедра, область живота, поясничная область и область колена. Кроме того, области внутреннего и наружного бедра содержали значительно большее количество ADSC по сравнению с липоаспиратом из области живота, области ягодиц и области коленей [69, 70].

Тем не менее выбор донорского участка мало влияет на результаты пересадки жировой ткани [14, 67, 71—73]. Поэтому многие авторы предлагают при выборе донорской области учитывать такие факторы, как доступность и предпочтение пациента.

Заключение

Глубокое понимание индивидуальных факторов, способных повлиять на жизнеспособность и характеристики жировой ткани при ее трансплантации, возможно, поможет в будущем получить потенциальную выгоду от применяемых техник обогащения жировой ткани отдельно для каждого пациента. Однако большое разнообразие техник выделения адипоцитов, способов изучения характеристик клеток жировой ткани, многообразие индивидуальных факторов пациента, индивидуальные предпочтения в выборе учеными исследовательских инструментов затрудняют проведение качественных исследований в этой области.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.