Liečba kmeňových buniek pre zranenia koní Flexor Tendon

2024 Autor: Carol Cain | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 17:23

SDFT Poranenia koní a regeneratívnej medicíny

Poškodenia povrchovej šľachy povrchového digitálneho flexoru (SDFT) sú významným pôvodcom porúch a oslabeného atletického športu v koňskom atletickom priemysle, pričom v prípade plnokrvných dostihových koní je táto prevalencia 8 až 43% (Dowling, 2000). Je to spôsobené vysokou prevalenciou týchto zranení, predĺženou dobou zotavenia a vysokou mierou recidív. SDFT zranenia sú pomalé hojenie, s 20-60% zranených pretekárskych koní sa vracia k plnej športovej schopnosti, ale s až 80% zranených pretekárskych koní podľahne re-zranenia (Dowling, 2000). Táto tendencia liečiť sa pomaly a konštrukcia mechanicky menšej extracelulárnej matrice je pravdepodobne spôsobená tým, že šľachy sú minimálne vaskularizované, predstavujú bunky so zníženým mitotickým účinkom a majú málo progenitorových buniek v tkanivách. Nedávne výskumy mezenchymálnych kmeňových buniek (MSC) naznačujú potenciálny rozvoj využitia regeneratívnej medicíny ako potenciálnej novej liečby poranení SDFT.

Štruktúra šľachy v koni

Šľachy sú väčšinou tvorené vodou (~ 70%); zvyšných 30% obsahuje kolagén a matricu bez kolagénu. V normálnych flexorových šľachách je najčastejšie kolagén typu I. Existujú aj typy II, III, IV a V, aj keď v menších množstvách vo viac špecifických polohách v šľache. Typ II môže byť umiestnený v kostných vložkách a oblastiach, kde šľacha mení smer, aby pokryla kostnú projekciu, a je navrhnutá tak, aby odolala kompresii a napätiu. Typy III, IV a V sa nachádzajú iba v bazálnych membránach a endotendóne. Molekuly kolagénu sú usporiadané do mikrofibríl, subfibríl a fibríl a sú ďalej kategorizované do fekúl, ktoré sú voľne rozdelené endotenónovou septa a zvyšná matrica je tvorená tenocytmi a glykoproteínmi. Bunky typu I, II a III boli rozpoznané vo vnútri fazúl konských šliach. Rozdelenie týchto buniek sa líši s vekom a môže byť väčšinou spojené so syntézou extracelulárnej matrice. V normálnych SDFT sa zistilo niekoľko glykozaminoglykánov, vrátane chondroitinsulfátu, keratánsulfátu, dermatánsulfátu, heparínu, heparinsulfátu a kyseliny hyalurónovej. Proteoglykansdecorín, fibromodulín a biglykán sa vyskytujú v celom SDFT a ovplyvňujú funkcie tenocytov, fibrilógénu kolagénu a dimenzionálne usporiadanie vlákien; to ovplyvňuje pevnosť šľachy. Proteoglykány majú tiež potenciálne úlohu v zabraňovaní rastovým faktorom v kolagénovej matrici.

Šľachy sú väčšinou tvorené vodou (~ 70%); zvyšných 30% obsahuje kolagén a matricu bez kolagénu.

Zranenia obyčajného šľachty koňa

Prirodzene sa vyskytujúce poranenia šľachy sú opísané ako „napínanie fibríl, sklz a trhanie, po ktorom nasleduje fibrilolýza“, ktorá je spojená s „uvoľňovaním enzýmov z poškodených fibroblastov a zápalových buniek“(Dowling, 2000). Je to tam, kde začína proces hojenia, nasledovaný prekrývajúcimi sa fázami zápalu, proliferácie, prestavby a dozrievania. Kolagén typu III je prvý, ktorý je integrovaný v mieste poranenia, pričom vytvára medzibilárne krížové väzby, ktoré umožňujú včasnú pevnosť a stabilitu v mieste poranenia. Potom sa čoskoro vyvinie zvýšené množstvo kolagénu typu IV a typu V. Po týchto akútnych fázach sa najzreteľnejšie stávajú kolagénové vlákna typu I a kolagénové fibrily typu I a typu III sa objavujú v trocha menších množstvách až do asi 6 mesiacov po poranení. Následne opäť prevládajú kolagénové fibrily typu I, čo svedčí o kontinuálnej remodelácii a normalizácii hojivého tkaniva. Abnormálne vysoké hladiny kolagénu typu III a neprítomnosť akéhokoľvek priameho zostavenia môžu byť prítomné až do štrnástich mesiacov po poranení. V tkanive fibróznej jazvy sa predpokladá, že abnormálne usporiadanie a zloženie matrice, ktorá má v porovnaní s priemerným tkanivom šľachy ešte horšiu biomechaniku, a znížená rýchlosť hojenia sú príčinou zvýšenej miery opätovného poškodenia SDFT. Pre viac informácií o konských šľachách a poraneniach bežných šliach (s výnimkou kolenných poranení) odporúčam odkazovať na

Možnosti súčasnej liečby v medicíne koní

Existuje niekoľko v súčasnosti akceptovaných možností liečby SDFT zranení. Tieto možnosti liečby možno rozdeliť do fyzikálnych, farmakologických, chirurgických terapií. Fyzikálne terapie existujú vo forme námrazy, studenej hydroterapie, tlakového bandážovania a odpočinku v kľude a boli považované za základný kameň v počiatočných fázach liečby poraneniami SDFT, aby sa znížil zápal a znížili sa šance ďalšieho poškodenia. Fyzikálne terapie sa často používajú v spojení s liečebnými postupmi. Liečebné režimy liečiv zvyčajne zahŕňajú protizápalové liečivá, hyaluronát sodný, polysulfátované glykozaminoglykány a fumarát beta-aminoproprionitrilu. Korektívne chirurgické možnosti v súčasnosti zahŕňajú doplnkovú väzivovú desmotomiu, perkutánne štiepenie šľachy, syntetické šľachové implantáty a protirečenie. Ďalšie, menej študované možnosti liečby zahŕňajú terapeutický ultrazvuk s nízkou intenzitou, nízkofrekvenčnú infračervenú laserovú terapiu a terapiu elektromagnetickým poľom. Výsledky takýchto liečebných postupov boli rôzne, pretože existujú minimálne preukázateľné údaje o tom, že ktorákoľvek z vyššie uvedených možností liečby má konzistentný alebo dlhodobý prínos. Je to pravdepodobne čiastočne kvôli širokej variácii terapeutických techník a preferencií medzi veterinármi a vlastníkmi.

Fyzikálne terapie existujú vo forme námrazy, studenej hydroterapie, tlakového bandážovania a odpočinku v kľude a boli považované za základný kameň v počiatočných fázach liečby poraneniami SDFT, aby sa znížil zápal a znížili sa šance ďalšieho poškodenia.

Liečba mezenchymálnych kmeňových buniek (MSC) v medicíne koní

Mezenchymálne kmeňové bunky sú nehematopoetické multiponentné kmeňové bunky významné pre použitie pri liečbe ortopedických poranení koní. Kmeňové bunky sa kategorizujú buď ako embryonálne alebo dospelé bunky, v závislosti od úrovne vývoja ich darcu. Na účely tejto štúdie sa pozornosť sústredí na dospelé bunky. Dospelé kmeňové bunky sú normálne žijúcou populáciou buniek nachádzajúcich sa v každom type tkaniva a pomáhajú pri poskytovaní správnej orgánovej formy počas pravidelných procesov bunkovej premeny. Tieto kmeňové bunky majú tiež schopnosť diferencovať sa na iné typy buniek z rôznych tkanivových pôvodov podľa potreby, čo sa nazýva plasticita buniek. Použitie MSC na regeneráciu tkaniva sa najprv podporovalo na základe tejto myšlienky plasticity buniek; poškodené tkanivá by boli priamo stimulované injekciou MSC, bunky by osídlili miesto poranenia, diferencovali sa na príslušný typ buniek pre tkanivo a začala by sa regenerácia. Neskôr sa zistilo, že tieto bunky by tiež stimulovali regeneráciu nepriamo produkciou bioaktívnych trofických a imunomodulačných faktorov.

Tukové tkanivo a kostná dreň sú dva najbežnejšie zdroje MSC používané na medicínu koní, hoci zdroje ako periférna krv a pupočníková krv získavajú popularitu, pretože sú menej invazívne. V porovnaní s ľudskými MSC nie sú v súčasnosti dostupné žiadne štandardy charakterizácie pre MSC živočíšneho pôvodu. Preto rôzne spoločnosti používajú rôzne metódy na charakterizáciu MSC zvierat, čo sťažuje porovnanie výsledkov výskumu a klinických výsledkov liečby MSC používaných u koní.Zatiaľ čo MSC zo zvierat môžu byť klasifikované podľa svojej schopnosti priľnúť k plastu a diferencovať, ich expresia povrchového antigénu sa stále nedá ľahko identifikovať. Táto obmedzená dostupnosť špecifických protilátok vo veterinárnej medicíne obmedzuje možnosti skutočného imunofenotypovania MSC.

Výsledky zo súčasných štúdií MSC

V roku 2003 sa najprv definovalo používanie MSC na použitie ako terapia poranení šliach koní, pričom na túto tému bolo publikovaných iba päť výskumných článkov (Van de Walle, 2016). Po tejto udalosti sa používanie MSC v regeneratívnej medicíne koní prudko zvýšilo, pričom touto metódou sa teraz zaobchádza s tisíckami koní. Účinnosť terapií MSC koní je však stále neistá, pretože vhodné kontrolné skupiny nie sú vždy používané a iné biologické faktory sa často používajú v spojení s kmeňovými bunkami. Predchádzajúce výskumy však ukázali pozitívny vzťah medzi liečbou mezenchymálnymi kmeňovými bunkami a zdravou regeneráciou šľachy pri poraneniach SDFT, pričom niektoré demonštrovali znížené miery opätovného poškodenia (Badial, 2013; Carvalho, 2011; Godwin, 2013; Guercio, 2015; Smith, 2003).

Štúdia v roku 2013 využila najmä podobné metódy, aké táto štúdia bude. V tejto predchádzajúcej štúdii boli lézie indukované s použitím injekcie génu kolagenázy v metakarpálnej oblasti SDFTs ôsmich koní zmiešaných plemien. Kone v liečenej skupine boli liečené interlesionálnou injekciou mezenchymálnych kmeňových buniek odvodených z tukového tkaniva suspendovaného v koncentrátu doštičiek. Po šestnástich týždňoch liečby sa uskutočnili biopsie pre histopatologické, imunohistochemické analýzy a analýzy génovej expresie. Výsledky tejto štúdie ukázali, že použitie mezenchymálnych kmeňových buniek a koncentrátov krvných doštičiek zabraňuje progresii šľachových lézií, vedie k lepšiemu usporiadaniu buniek a zníženiu zápalu v porovnaní s kontrolnou skupinou. (Badial, 2013)

Štúdia z roku 2014 u deviatich koní s už existujúcimi poraneniami SDFT zaznamenala dôkazy o reparatívnych tkanivových procesoch po liečbe po použití mezenchymálnych kmeňových buniek derivovaných z tukového tkaniva (Guercio, 2014). Dvojročná štúdia z roku 2012, ktorá sa týkala 141 pretekárskych koní s vlastným klientom s už existujúcimi zraneniami, využívala skôr kmeňové bunky odvodené z kostnej drene než bunky odvodené z tukového tkaniva, ale nepozorovali žiadne nežiaduce účinky liečby; pozorovalo sa však významné zníženie miery opätovného poškodenia medzi dostihovými koňmi (Godwin, 2012).

Aj keď sa tieto predchádzajúce štúdie pokúsili pozorovať vzťah medzi zraneniami SDFT a mezenchymálnymi kmeňovými bunkami, v tomto výskume existuje mnoho mätúcich faktorov a mnoho zjavných medzier. Niektoré štúdie nedokázali využiť dostatočné množstvo subjektov, aby poskytli presvedčivé dôkazy, iní využili širokú škálu plemien, vekov, pohlaví a atletických disciplín. Iní používajú rôzny počet kmeňových buniek a intervaly liečby. Snáď najväčším zmätočným faktorom je, že väčšina týchto štúdií využila kone s preexistujúcimi zraneniami, čím sa vytvorili veľké rozdiely vo veľkosti poranenia, závažnosti, trvaní atď. A nedokázali určiť, či tieto faktory mali vzťah k výsledkom. Použitím väčšej skupiny veku, pohlavia, plemien a koní s obmedzenou disciplínou, prednastavený počet kmeňových buniek, špecifické poškodenie, liečebný plán a interval liečby a snahou o nadviazanie vzťahov medzi týmito faktormi a výsledkami. nové štúdie by sa mali snažiť o zníženie mätúcich faktorov a získanie presvedčivejších dôkazov. Od tohto času je potrebný ďalší výskum na skúmanie účinkov liečby kmeňovými bunkami u koní.

SDFT zranenia a MSC kvíz

zobraziť štatistiku kvízu

Referencie

Badial, P., Deffune, E., Borges, A., Carvalho, A., Yamada, A., Álvarez, L., Garcia Alves, A. (2013). Terapia koní tendonitídy s použitím mezenchymálnych kmeňových buniek a koncentrátov krvných doštičiek: randomizovaná kontrolovaná štúdia. Výskum a terapia kmeňových buniek, 4(4), 1-13. doi: 10,1186 / scrt236

Crovace, A., Lacitignola, L., Rossi, G., Francioso, E. (2009). Histologické a imunohistochemické hodnotenie autológnych kultivovaných mezenchymálnych kmeňových buniek kostnej drene a mononukleárnych buniek kostnej drene pri kolenázou indukovanej tendinitíde povrchovej povrchovej digitálnej flexorovej šľachy. Medzinárodná veterinárna medicína, 2010, 1-10. doi: 10,4061 / 2010/25097

Dowling, B. A., Dart, A.J., Hodgson, D.R. a Smith, R.K.W. (2000), Superficial digital flexor tendonitis u koňa. Equine Veterinary Journal, 32: 369 - 378. doi: 10,2746 / 042516400777591138

Godwin, E.E., Young, N. J., Dudhia, J., Beamish, I.C. a Smith, R.K.W. (2012). Implantácia mezenchymálnych kmeňových buniek odvodených z kostnej drene demonštruje zlepšený výsledok u koní s preťaženým poškodením šľachy povrchového digitálneho flexora. Equine Veterinary Journal, 44 (1): 25–32. doi: 10,1111 / j.2042-3306.2011.00363.x

Guercio, A., Di Marco, P., Casella, S., Russotto, L., Puglisi, F., Majolino, C., Piccione, G. (2015). Mezenchymálne kmeňové bunky odvodené z podkožného tuku a plazmy bohatej na krvné doštičky používané v atletických koňoch s poranením povrchovej šľachy povrchového digitálneho flexora. Journal of Equine Veterinary Science, 35(1), 19-26. doi: 10,1016 / j.jevs.2014.10.006

Richardson L.E., Dudhia J., Clegg P.D., Smith, R. (2007). Kmeňové bunky vo veterinárnej medicíne - pokusy o regeneráciu šľachy koní po poranení. Trendy v biotechnológii, 25(9), 409-16.

Van de Walle, G., De Schauwer, C., Fortier, L. (2016). Liečba mezenchymálnymi kmeňovými bunkami. Klinická imunologia koní (1^st John Wiley & Sons, Inc. Zdroj: https://lmunet.illiad.oclc.org/illiad/TNF/illiad.dll?Action=10&Form=75&Value=25484