Труфанов С.В.

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт глазных болезней»

Суббот А.М.

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт глазных болезней»

Шахбазян Н.П.

ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России

Биотехнологические методы лечения персистирующих эпителиальных дефектов роговицы

Журнал: Вестник офтальмологии. 2020;136(5): 277-282

Просмотров : 17

Загрузок : 2

Как цитировать

Труфанов С.В., Суббот А.М., Шахбазян Н.П. Биотехнологические методы лечения персистирующих эпителиальных дефектов роговицы. Вестник офтальмологии. 2020;136(5):277-282. https://doi.org/10.17116/oftalma2020136052277

Авторы:

Труфанов С.В.

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт глазных болезней»

Все авторы (3)

Персистирующий эпителиальный дефект роговицы ПЭД (persistent corneal epithelial defect (PED) как самостоятельный клинический диагноз в литературе обсуждается крайне редко. Однако проблема несовершенной эпителизации является одной из актуальных в современной офтальмологии.

В зарубежной литературе термином ПЭД обычно называют стойкие, не заживающие после двухнедельной стандартной терапии поражения эпителия роговицы [1—4].

Зачастую эпителиальный дефект возникает на поверхности трансплантированной роговицы. В современной отечественной и зарубежной литературе крайне мало публикаций, посвященных изучению терапии персистирующих эпителиальных дефектов в исходе кератопластики (КП), хотя послеоперационное ведение пациентов является основным фактором для достижения успешного приживления трансплантата [5].

Особенности регенерации эпителиального слоя непосредственно связаны с его анатомией и наличием пула пролиферирующих клеток в зоне лимба. Многослойный неороговевающий эпителий — главный защитный барьер роговицы, обеспечивающий одну из первых линий иммунологической защиты глаза. При повреждениях активируется популяция лимбальных стволовых клеток (ЛСК, limbal stem cell, LSC), расположенных в складках палисадов Фогта — узкой переходной зоны роговичной части лимба [6—8].

Ряд факторов может негативно сказываться на процессе эпителизации — синдром сухого глаза, нейротрофическая кератопатия после перенесенной герпетической инфекции или КП, химические и термические повреждения, неполное смыкание век, гипостезия роговицы, рубцующий пемфигоид, синдром Стивенса—Джонсона, наличие диабета у пациента и прочие [4, 9, 10]. Одной из очевидных причин, приводящих к ПЭД, является дефицит лимбальных стволовых клеток (ДЛСК, limbal stem cell deficiency, LSCD), при котором эпителий роговицы лишается источника регенерации [4]. После кератопластики ПЭД может развиться и без ДЛСК [11–13]. По данным M. Wagoner и соавторов, такая ситуация, грозящая осложнениями из-за риска возникновения инфекций, изъязвлений, неоваскуляризаций и рубцеваний, возможна в 3,4% случаев [11]. По мнению некоторых авторов, причинами ПЭД после кератопластики могут быть экзо- или эндогенные инфекции, в том числе вирусная инфекция [14—16]. ПЭД также может быть частью симптомокомплекса реакции отторжения трансплантата.

Для лечения ПЭД применяют как стандартные, так и альтернативные методы лечения. К первым относят применение слезозаместителей и лубрикантов (гидроксипропилметил целлюлоза, поливиниловый спирт, повидон и гиалуронат натрия), тарзорафию, окклюзию слезных точек и ношение бандажных мягких контактных линз (БМКЛ). Помимо стимуляции эпителизации БМКЛ действуют как защита от десквамации эпителия при движении век и уменьшают болевой синдром. Тем не менее при применении БМКЛ есть риск возникновения потенциально опасных побочных эффектов — отека роговицы, стромальных инфильтратов, неоваскуляризации и даже инфекционного кератита [17].

К альтернативным методам лечения относятся следующие разработки: склеральные контактные линзы, например, система PROSE (Prosthetic Replacement of the Ocular Surface Ecosystem), Blanchard Onefit 2.0 и BostonSight, в которых между линзой и глазной поверхностью создается пространство, которое заполняется стерильным физиологическим раствором, тем самым глазная поверхность постоянно находится под действием «искусственной слезы». Значимым недостатком устройства является возможный рецидив эпителиальных дефектов после прекращения ношения линз, а также значительный риск развития бактериального кератита, который, как сообщалось, может достигать 29% при работе с пациентами, имеющими хронические заболевания глазной поверхности [9, 18—21].

Одним из эффективных методов терапии, связанным с ускорением процессов регенерации, является трансплантация амниотической мембраны (АМ), которая в течение многих лет используется в качестве адъюванта для заживления ран. Предполагаемый эффект такой терапии связывают с содержащимися в ней факторами роста и цитокинами, которые способствуют адгезии эпителиальных клеток, их дифференцировке и уменьшают апоптоз. Поэтому следующим этапом развития технологии усиления регенерации эпителия была попытка использовать в качестве стимулятора регенерации не саму АМ, а экстракты из нее. Проведенные исследования показали, что эффект от экстракта или суспензии АМ в виде глазных капель подобен действию трансплантации АМ и имеет потенциальные преимущества, включая легкость повторного использования [22]. Wu. Ming-Feng и соавторы продемонстрировали на клеточной культуре иммортализованных клеток эпителия роговицы стимулирующее влияние экстракта АМ на миграционную способность клеток, что важно в процессе заживления [23]. Эпителиальные клетки роговицы отвечают на наличие в их окружении факторов роста и ряда цитокинов увеличением пролиферации и миграции. Поэтому эпидермальный фактор роста (EGF), трансформирующий фактор роста бета (TGF-β), фактор роста кератиноцитов (KGF), фактор роста гепатоцитов (HGF), фактор роста тромбоцитов (PDGF) и инсулиноподобный фактор роста (IGF) могут быть отдельными терапевтическими агентами [24]. Работы по их тестированию в данном качестве проводились и показали эффективность мягких контактных линз, обработанных EGF. В форме инстилляций EGF не продемонстрировал желаемого терапевтического эффекта [25—27].

N. Yamada и соавторы протестировали эффективность тетрапептидов, полученных из вещества P и IGF, в лечении PED, и показали, что они стимулируют миграцию эпителиальных клеток роговицы кролика в культуре in vitro и закрытие эпителиальной раны роговицы кролика in vivo, такое же действие оказывает гормон роста [28, 29]. В настоящее время на рынке офтальмологических препаратов появилось новое лекарственное средство на основе рекомбинантного человеческого NGF для лечения нейротрофической кератопатии, препарат «Oxervate» (cenegermin) разрешен FDA на территории США и Европы [30, 31].

Другая группа препаратов направлена не на увеличение репаративных способностей клеток, а на снижение уровня их апоптоза. Тимозин бета-4 (Tβ4) снижает уровень активности факторов транскрипции, в том числе ответственных за продукцию противовоспалительных цитокинов. Nexagon connexin43 antisense gel (CoDa Therapeutics, Inc., Новая Зеландия) блокирует передачу между рядом лежащими клетками через щелевые каналы коннексина 43 и уменьшает тем самым процесс, известный как «смерть свидетеля» — гибель клеток, окружающих зону дефекта, опосредующийся передачей активных форм кислорода и других малых сигнальных молекул через межклеточные контакты [9]. Использование компонентов внеклеточного матрикса для терапии ПЭД также оправдано (фибронектин, пептид Pro-His-Ser-Arg-Asn (PHSRN)), так как при ПЭД определяется снижение адгезии к базальной мембране [28].

Доступным и перспективным источником факторов роста, цитокинов и компонентов матрикса является периферическая кровь. Поэтому использование глазных капель, полученных из крови и ее компонентов, для лечения заболеваний глазной поверхности становится все более популярным в последние годы. Среди глазных капель, полученных из крови, можно выделить несколько групп — аутологичные (полученные из собственной крови пациента) и гомологичные (полученные из крови доноров) препараты, — каждая из которых обладает своими преимуществами и недостатками. Идея использования глазных капель на основе крови для лечения различных заболеваний поверхности глаз была предложена в 1975 г. R. Ralph и соавторами. Они применяли аутологичную сыворотку или плазму у пациентов с химическими ожогами [32]. Другие источники утверждают о начале использования гемодериватов при поверхностных заболеваниях глаз еще в 1940-х гг., однако метод приобрел популярность лишь в 1990-е, благодаря работам K. Tsubota, который продемонстрировал преимущества таких продуктов при лечении пациентов с синдромом сухого глаза, связанным с синдромом Шегрена, и ПЭД [33]. Капли на основе крови обладают преимуществом по сравнению с обычными средствами, они служат не только заместителями слез для смазывания поверхности глаз, но и содержат компоненты, участвующие в молекулярных межклеточных взаимодействиях, что максимально сближает их по составу с естественной слезой. Наиболее технологически простая субстанция, полученная из крови, — это сыворотка. K. Tsubota доказал эффективность применения аутологической сыворотки (АС) при лечении ПЭД более чем в 60% случаев. На сегодняшний день не существует стандартизированного протокола для обработки цельной крови и приготовления из нее глазных капель [33, 35]. Также нет единого мнения, какая концентрация является наиболее оптимальной — 100, 50 или 20%. [35, 36]. Сообщается об успешном применении АС в комбинации с гидрогелиевыми и силикон-гидрогелиевыми мягкими контактными линзами [37, 38] и в смеси с другими препаратами (гиалуронатом натрия, цефтазидимом) [38, 39]. Применение аллогенной крови, когда аутологичная сыворотка недоступна или непригодна для использования, может стать альтернативным вариантом терапии. В том числе весьма привлекательной является сыворотка пуповинной крови (СПК), которая содержит более высокий уровень факторов роста и нейротрофических факторов, чем сыворотка периферической крови, кроме того, в ней ниже титры антител IgM и IgG2 [3, 40]. E. Erdem и соавторы показали эффективность терапии ПЭД 20% глазными каплями на основе СПК в 12 (75%) из 16 глаз [41]. R. Vajpayee и соавторы сравнили действие АС и СПК, и исследование показало, что СПК способствует более быстрому заживлению ПЭД по сравнению с АС [42]. Одним из основных преимуществ глазных капель, изготовленных из пуповинной сыворотки, является то, что кровь, взятая из пупочной вены, может быть использована для приготовления препарата одновременно для многих пациентов. Основным недостатком является риск передачи гемотрансмиссивных инфекций. По этой причине кровь должна быть тщательно проверена, прежде чем станет доступной для пациента [3, 40—43]. В ФГБНУ «НИИ глазных болезней» был разработан и успешно применялся для лечения эпителиальных дефектов метод локальной экспресс-аутоцитокинотерапии (ЛЭАЦКТ), представляющий собой комбинацию сыворотки и живых лейкоцитов крови [44].

Препараты плазмы и полученные из нее тромбоциты успешно используются для заживления ран во многих отраслях медицины из-за высокого содержания в них факторов роста. Наиболее популярными являются богатая тромбоцитами плазма (БоТП, platelet-rich plasma, PRP), богатая фактором роста плазма (БоФРП, plasma rich in growth factors, PRGF) и лизат тромбоцитов. БоТП — препарат аутологичной плазмы, имеющий концентрацию тромбоцитов в 3—4 раза выше исходной. БоФРП также представляет собой аутологичную плазму, обогащенную тромбоцитами, полученную из собственной крови пациента, которая после активации хлоридом кальция высвобождает пул биологически активных белков [45]. Лизат тромбоцитов получают из БоТП, который разбавляют до конечной концентрации 30%, затем подвергают термическому шоку, чтобы вызвать лизис тромбоцитов и высвобождение БоФРП [48].

K. Kim и соавторы сравнили состав и эффективность использования БоТП и АС для лечения эпителиальных дефектов. Концентрации TGF-β1, TGF-β2, EGF, витамина А и фибронектина в обеих субстанциях не отличались. Тем не менее концентрации EGF в PRP были значительно выше, чем в АС, и выше скорость заживления [48]. S. López-Plandolit оценил эффективность местного применения БоФРП для лечения ПЭД. Эпителиальные дефекты зажили в 17 (85%) из 20 случаев, со средним терапевтическим временем 10,9 нед [47]. M. Abu-Ameerh и соавторы в проспективном пилотном исследовании оценили безопасность и эффективность глазных капель из лизата тромбоцитов и не выявили побочных эффектов. В исследовании участвовали 10 пациентов (10 глаз), из которых 70% имели полную реэпителизацию в течение 28 дней. [48]. C. Huang и соавторы оценили эффективность двух коммерческих препаратов UltraGRO TM (Helios, Atlanta, GA) и PLTMax (Mill Creek, Rochester, MI) на основе лизата тромбоцитов человека и сравнили результаты с другими производными крови — сывороткой периферической крови человека и бычьей эмбриональной сывороткой. Более высокие уровни EGF, TGF-β1, фибронектина определялись в лизате тромбоцитов, чем в сыворотке периферической крови человека. Скорость заживления роговицы у препаратов из тромбоцитов в исследованиях in vivo и in vitro выше по сравнению с другими производными крови [49].

Как уже описывалось выше, одной из причин, приводящих к ПЭД, остается ДЛСК, при которой глаз лишается источника регенерации [4]. Современные методы лечения ДЛСК направлены на замену поврежденных стволовых клеток роговицы. Как правило, для коррекции такого состояния используют пересадку ткани лимбальной зоны. Предпочтительным, конечно, является использование собственной ткани при такой возможности. Чтобы преодолеть риски для контрлатерального глаза, из которого забирается материал для трансплантации, была разработана методика с уменьшенным размером биоптата и размножением клеток в культуре — трансплантация культивированных лимбальных эпителиальных клеток (Cultivated Limbal Epithelial Cells Transplantation (CLET). В 1997 г. G. Pellegrini и соавторы показали, что эта технология способна создать из ткани, полученной при лимбальной биопсии размером 1 мм2, материал, достаточный для восстановления целостности поверхности роговицы у пациентов с ДЛСК [50]. Успешные попытки воспроизвести эту технологию есть и в РФ. Так, коллектив авторов из Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова и Института цитологии РАН успешно восстановили эпителиальный слой роговицы на модели лимбальной недостаточности в эксперименте на кроликах [51].

В настоящее время на основе технологии CLET разработан и выведен на рынок препарат «Holoclar», представляющий собой ex vivo культивируемые аутологичные эпителиальные клетки роговицы человека, содержащие стволовые клетки, предназначенные для лечения пациентов с ДЛСК [52]. При невозможности получить аутологичный материал из роговичного лимба пациентам с двусторонним ДЛСК в ряде случаев проводится трансплантация культивированных аутологичных клеток слизистой оболочки полости рта — технология (Cultivated oral mucosal epithelial transplantation, COMET) [53]. Недавно в арсенал потенциальной терапии ПЭД были введены и аутологичные мезенхимальные стволовые клетки (МСК) из жировой ткани и из костного мозга. Так, в эксперименте у пациента со стойким эпителиальным дефектом после инъекционного применения МСК в течение 1 мес дефект закрылся без дальнейших осложнений [54].

При сравнении терапевтического потенциала ЛСК и МСК из костного мозга на экспериментальной модели химического ожога роговицы не было выявлено различий между ними [55]. Такие же результаты были получены в другом исследовании, где сравнивали эффективность ЛСК и МСК, из жировой ткани [56].

Таким образом, можно заключить, что, несмотря на большое число работ, посвященных проблеме усиления регенераторных способностей эпителия роговицы, оптимального и общепризнанного метода терапии ПЭД на сегодняшний день нет. Но существует и активно развивается направление, использующее собственные ресурсы организма для воздействия на патологический процесс. В ряде случаев это может быть весьма доступная и простая технология, такая как применение аутологичной сыворотки, в других ситуациях — высокотехнологичная манипуляция по выращиванию клеточного слоя для трансплантации. Понимание горизонтов развития биотехнологического сектора в этой области и способность ориентироваться в постоянно расширяющемся списке возможных терапевтических подходов к лечению дефектов глазной поверхности, несомненно, будут интересны современному врачу и исследователю.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail