Цели
Адипозные стволовые клетки занимают важное место в научных исследованиях и клиническом применении, и для клиницистов особенно важно различать и понимать связь между пересадкой жира и адипозными стволовыми клетками. В клинической практике легко спутать эти два понятия. Целью данной статьи является четкое разграничение между трансплантацией жира и терапией жировыми стволовыми клетками, а также процесс, результат и осложнения при извлечении, обработке и применении жировых стволовых клеток. Результаты показывают, что аутологичная пересадка жира широко используется для заполнения мягких тканей и для лечения потери объема тканей вследствие заболеваний, опухолей, врожденных пороков развития и естественного старения. С другой стороны, жировые стволовые клетки были признаны хорошим клеточным ресурсом в регенеративной медицине и могут увеличить выживаемость жировых трансплантатов в процессе пересадки жира. Исследования показывают, что жировые стволовые клетки имеют большие перспективы для применения, но еще необходимо провести много исследований.
Определение
Пересадка жира — это процесс повторного увеличения недостающих мягких тканей. Пересадка жира считается наименее разрушительной процедурой, поскольку он является аутологичным и неканцерогенным, а также потому, что его легко получить и он не рубцуется в области реципиента, поэтому он часто является альтернативой пересадке дермального жира, локальным лоскутам, произвольным лоскутам, аллотрансплантатам и наполнителям из инъекционных материалов. Однако жировые пломбы склонны к деформации и непредсказуемому рассасыванию, что может привести к повторной операции.
В лаборатории и в клинической практике жировые стволовые клетки используются для лечения труднозаживающих ран, заживления радиационных ожогов и повышения жизнеспособности жировых трансплантатов. Адипозные стволовые клетки используются и в других специализированных областях, таких как клетки поврежденной сердечной мышцы, сосудистые эндотелиальные трансплантаты и инженерия костной ткани.
Хотя жировые стволовые клетки могут улучшить выживаемость аутологичных жировых трансплантатов, улучшить регенерацию сосудов при реконструкции груди после мастэктомии, а исследования показали, что жировые стволовые клетки усиливают стимуляцию роста опухолевых клеток, они не включают покоящиеся опухолевые клетки. Однако стоит отметить, что при применении жировых стволовых клеток для реконструкции груди важно подтвердить, что остаточные опухолевые клетки находятся в фазе покоя. Клиницисты должны учитывать существующие клинические ограничения и пока что из-за ограниченного количества клинических испытаний, необходимо провести дополнительные исследования, чтобы выявить другие потенциальные осложнения, которые могут возникнуть при использовании жировых трансплантатов, обогащенных жировыми стволовыми клетками.
Приложения
Исследования показали, что жировые стволовые клетки легко доступны и являются возобновляемым ресурсом с глубокими последствиями для восстановления мягких тканей и регенеративной клеточной терапии. Опубликованы клинические испытания и отчеты о случаях применения жировых стволовых клеток в мягких тканях, ортопедии и иммунологии, с показаниями в Европе и Азии. Управление по контролю за продуктами и лекарствами США все еще проводит исследования в этой области, и самое важное для будущих исследований жировых стволовых клеток, как фундаментальных, так и клинических, — установить, что жировые трансплантаты, обогащенные жировыми стволовыми клетками, безопасны и эффективны. Кроме того, прежде чем принять жировые стволовые клетки, необходимы результаты долгосрочных исследований, такие как прогнозы исходов, выживаемость трансплантатов, упрощение процедур, стоимость и эстетические результаты по сравнению с традиционными методами.
Адипозные стволовые клетки могут быть использованы не только в эстетической и реконструктивной хирургии мягких тканей, но и в медицине внутренних органов, неврологии и ортопедии. Адипозные стволовые клетки, выращенные в биологических скаффолдах, могут быть использованы для восстановления мягких тканей, поскольку адипозные стволовые клетки являются стромальными клетками, которые могут расти внутри скаффолда, где клетки прилипают, наращиваются и дифференцируются.
Стволовые клетки жировой ткани выделяются из стромальных сосудов жировой ткани. Стандартная необработанная жировая ткань состоит из зрелых адипоцитов, внеклеточного матрикса, стволовых клеток жировой ткани, эндотелиальных клеток и клеток стенки. При переваривании ферментами из сосудистой фракции жировой стромы образуются клеточные фрагменты, содержащие жировые стволовые клетки, сосудистые прогениторные клетки, перициты и эндотелиальные клетки. Хотя жировые стволовые клетки фактически являются мезодермальными, при правильных условиях они потенциально могут дифференцироваться в адипоциты, остеобласты, хондроциты, миобласты, мезенхимальные клетки и нейрональные прогениторные клетки. Недавно стало известно, что жировые стволовые клетки могут дифференцироваться в эктодермальные и эндодермальные ткани, такие как клетки нейронов, гепатоциты, панкреатические островковые клетки, эндотелиальные клетки и эпителиальные клетки. Наиболее благоприятным преимуществом этих зрелых стволовых клеток является то, что они легко доступны из жировой ткани, извлекаются в соотношении от 1:100 до 1:1500, что намного выше, чем у других многофункциональных клеток, и в 500 раз выше, чем у МСК, полученных из костного мозга. Один грамм жировой ткани дает примерно 5 000 жировых стволовых клеток.
Показания к применению
Пересадка жира показана при любой асимметрии и недостатке мягких тканей вследствие возраста, инфекции, травмы, прогрессирующей дистрофии лицевых девиаций, черепно-лицевого укорочения и т.д. Некоторые врачи использовали большое количество жира для реконструкции груди, и, хотя это спорный вопрос, пересадка жира используется для коррекции недостатков груди при деструктуризации и реконструкции груди после удаления рака. Недавно сообщалось, что пересадка жира использовалась для лечения лучевой травмы, контрактуры оболочки груди, поврежденных голосовых связок и хронических язв.
Адипозные стволовые клетки имеют потенциальное применение в регенеративной медицине, что также может повысить активность жировых трансплантатов. В США трансплантаты, обогащенные жировыми стволовыми клетками, использовались для разработки продуктов и тканевой инженерии, так как требуется больше данных для его клинического применения. В частности, жировые стволовые клетки исследуются в качестве средства для лечения ран. За рубежом его использовали для лечения атрофии лица, увеличения груди и лечения перианальных свищей. В мышиной модели инфаркта миокарда жировые стволовые клетки могут увеличить неоваскуляризацию, увеличить толщину стенок и ремоделирование миокарда. У крыс жировые трансплантаты, смешанные с жировыми стволовыми клетками, имели большую выживаемость, чем только жировые трансплантаты. Кроме того, жировые стволовые клетки улучшили лечение дегенерации дисков путем восстановления коллагена II типа, показав, что жировые стволовые клетки потенциально могут восстанавливать дегенерированные диски.
В 30 случаях за последние 3 года жировые трансплантаты, обогащенные стволовыми клетками, были использованы во многих случаях, включая полиомиелит, болезнь Париберга, реконструкцию груди, шрамы и потерю мягких тканей в ягодицах. Другие доклинические исследования на животных: слияние черепа и длинных костей, инсульт, спинальная травма, рассеянный склероз, болезнь клонов, трансплантация стволовых клеток костного мозга, остеоартрит, реконструкция печени, диабет 1 типа и острая ишемия.
Поскольку жировые стволовые клетки являются клетками-предшественниками, они противопоказаны пациентам с историей опухолевых заболеваний. В одном исследовании адипоциты, смешанные с клетками рака простаты, введенные мышам, увеличивали скорость роста опухолей. В другом проекте, однако, жировые стволовые клетки ускоряли рост в модели рака молочной железы, за исключением фазы покоя. Необходимо четко понимать, что это только исследование на животных, и нет никаких сравнительных исследований на людях. По данным исследований, проведенных Оксфордским университетом, терапия стволовыми клетками жировой ткани в настоящее время рассматривается как лечение класса D, и нет достаточных доказательств, чтобы взвесить все «за» и «против».
Прививка
Техника введения жирового трансплантата заключается в маркировке области дефицита для заполнения в реципиентное ложе и приживления. Жировой трансплантат получают таким образом, чтобы пересаженные жировые клетки выжили в пределах 2 мм от артериально-сосудистого трофобласта и могли некротизироваться и вызвать рубцевание, если находятся вне трофобласта. Жир вводится путем формирования инъекционного туннеля с помощью тупой иглы, а затем вводится небольшое количество с помощью метода «шприц назад», в основном гребешковым способом. Жировой трансплантат вводится в дефектную область на различную глубину через несколько точек вокруг инъекции, и хирург в основном вводит избыточное количество жира на 20-30% сверх дефектного объема, поскольку нет возможности оценить объем поглощения жира. Оставшийся жир хранится в холодильнике до 6 месяцев после процедуры, но из-за чрезмерно холодных условий он может оказаться неэффективным для повторного использования.
Адипозные стволовые клетки могут быть смешаны с адипоцитами и введены в подкожный жировой и мышечный слои при различных ориентациях инъекций. В тканевой инженерии адипоциты инокулируются в дермальный матрикс или коллагеновый матрикс в качестве затравочных клеток или в биореактор с использованием методов тканевой инженерии.
Заключение
В ранних отчетах о пересадке аутологичного жира сообщалось, что через год после пересадки жира остатки оставались только в 45% случаев. В последних исследованиях хирургическая оценка изменилась со II на III, а частота послеоперационного рассасывания — с 30% до 70%. Общий процесс пересадки жира оценивается с помощью наблюдательных отчетов, пальпации и фотографий, в то время как объективные методы, такие как лазерное сканирование, 3D визуализация и ядерная визуализация, в настоящее время используются для оценки результатов.
Грубые методы получения жировых клеток могут привести к апоптозу, а жизнеспособность жира в реципиентной области также связана с сосудистым снабжением в различных областях, а также с центробежной скоростью жировых клеток и другими факторами, включая возраст донора, реципиентную область, шрамы, места облучения и метод подготовки.
Результаты исследования стволовых клеток жировой ткани также продолжаются, и полученные данные являются многообещающими, но все еще не имеют научного подтверждения, необходимо контролируемое рандомизированное исследование класса I, но в настоящее время оно недоступно. В нескольких случаях было показано, что жировые стволовые клетки способствуют заживлению ран и усиливают образование фиброза в лучевых ранах. Кроме того, в исследовании III класса случай-контроль жировые стволовые клетки, смешанные с адипоцитами для заполнения, были намного эффективнее, чем только пересадка жира. Применение жировых стволовых клеток может усилить регенерацию сосудов, улучшить выживаемость трансплантата и уменьшить атрофию. Йошимура использовал пересадку жира с жировыми стволовыми клетками для лечения жировой атрофии лица, и исследования на животных, основанные на этом, показали, что выживаемость жировых трансплантатов, содержащих жировые стволовые клетки, была выше, чем у жировых трансплантатов без жировых стволовых клеток, и что сосудистый компонент жировой матрицы содержал больше сосудистых эндотелиальных клеток. Йошимура выполнил увеличение груди с помощью жира с адипозными стволовыми клетками, и грудь сохранила хороший объем через 5 лет.
Существуют также многочисленные экспериментальные исследования с использованием жировых стволовых клеток, включая массивную потерю мягких тканей, лучевую травму, атрофию лица и увеличение груди. Текущие клинические испытания Национального института здравоохранения, в которых участвуют пациенты, включают: трансплантацию адипоцитов для пациентов с нарушениями жирового обмена, пациентов с клональной болезнью, диабетической ишемией нижних конечностей и костную трансплантацию с использованием жировых стволовых клеток в качестве затравочных клеток для строительных лесов.