Введение к работе
Актуальность темы исследования
В общей структуре причин госпитализации сердечная недостаточность (СН) занимает третье место, при этом у лиц старше 65 лет она является основной [Свистов А.С. и др., 2005]. Такая заболеваемость обуславливает высокую смертность от данной патологии. Это в большей степени относится к случаям застойной СН резистентной к медикаментозной терапии.
В нашей стране однолетняя смертность больных с клинически выраженной СН достигает 26–29 %, это означает, что в РФ за один год умирает от 880 до 986 тысяч больных СН [Даниелян М.О., 2001].
Среди причин развития застойной СН дилатационная кардиомиопатия (ДКМП) занимает второе место, уступая лишь ишемической болезни сердца [Бокерия Л.А. и др., 2009; Davis R.C. еt al., 2003]. К сожалению, на сегодняшний день не разработано универсального метода консервативного лечения застойной СН, обладающего высокой эффективностью [Рекомендации ВНОК и ОССН 2009]. Альтернативой медикаментозной терапии является хирургическое лечение, и в первую очередь - как единственно радикальный способ - трансплантация сердца. Вместе с тем, жесткие критерии отбора доноров и сопряженный с этим дефицит донорских органов направляют врачей на поиск иных вариантов лечения, способных помочь больным, в ожидании трансплантации (системы вспомогательного кровообращения и др.). Одним из таких методов является клеточная терапия [Шумаков В.И. и др., 2003; Шевченко Ю.Л., 2006; Perin E.C. et al., 2004].
На этом пути ведется активный поиск клеток-кандидатов - от эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) до соматических стволовых клеток (ССК), - как стволово-клеточных трансплантатов для регенерации миокарда.
Результаты этого поиска свидетельствуют, что в регенерации поврежденного миокарда у экспериментальных животных [Bittner R.E. et al., 1999; Makino S. et al., 1999] и у пациентов [Assmus B. et al., 2002; Perin E.C. et al., 2004] способны участвовать не только ЭСК [Klug M.G. et al., 1996] и CCК (получение которых не обременено, в отличие от первых, этическими проблемами), а также мезенхимальные стволовые клетки (МСК) [Makino S. et al., 1999] и гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) мононуклеарной фракции костного мозга [Bittner R.E. et al., 1999].
Таким образом, метод, определяемый как клеточная кардиопластика, может быть эффективным, он имеет клинические перспективы. Но, как и у любого нового метода есть проблемы, требующие своего решения: какой тип клеток использовать, как лучше их доставить в миокард, и в какой оптимальной концентрации [Владимирская Е.Б. и др., 2005].
Цель и задачи исследования
Целью работы является поиск оптимального варианта клеточной терапии застойной сердечной недостаточности мононуклеарной фракцией костного мозга.
Для реализации представленной цели сформулированы следующие задачи:
Разработать экспериментальную модель застойной сердечной недостаточности.
Оценить эффективность клеточной терапии застойной сердечной недостаточности при разных способах доставки в сердце заданной концентрации клеток.
Оценить эффективность клеточной терапии застойной сердечной недостаточности различным количеством клеток при определённом пути их введения в сердце.
Установить оптимальный вариант клеточной терапии застойной сердечной недостаточности.
Исследовать возможные механизмы эффектов клеточной терапии застойной сердечной недостаточности.
Научная новизна исследования
Впервые показано, что условием, способствующим участию клеток мононуклеарной фракции костного мозга в репарации диффузно пораженного миокарда, является создание в нем распространенной, максимально возможной концентрации клеток трансплантата. Вариантом реализации подобного условия у животных с экспериментальной застойной СН и ДКМП является комбинированный (внутрикоронарно-внутримиокардиальный (ВК-ВМ)) способ доставки клеток в миокард в количестве 10106.
Впервые доказано, что комбинированный вариант доставки 10106 клеток мононуклеарной фракции костного мозга в миокард безопасен, позволяет создать диффузно распространенную максимальную концентрацию клеток в пораженной ткани с наименьшими их потерями.
Новыми являются результаты исследования, в которых показано, что клетки мононуклеарной фракции, трансплантированные в диффузно поврежденный миокард, персистируют в нем не менее 30 дней, индуцируют неоангиогенез, ограничивают воспалительно-некротические процессы и гибель кардиомиоцитов, участвуя в репарации и улучшении функции миокарда.
Впервые показано, что модель застойной СН и ДКМП может быть воспроизведена у кроликов внутривенными инъекциями доксорубицина в концентрации 10 мг/ кг массы тела.
Теоретическая и практическая значимость работы
Работа посвящена анализу эффективности путей доставки и концентраций трансплантированных клеток при клеточной кардиопластике ДКМП. Теоретическое значение полученных данных состоит в изучении условий, необходимых и достаточных для максимальной реализации биологического потенциала трансплантированных клеток при диффузном поражении миокарда.
Результаты сравнительного исследования разных путей доставки клеточного продукта и концентраций клеток в нем позволяют рассматривать комбинированный вариант доставки с количеством клеток не менее 10106 как безопасный и эффективный способ поддержания функции миокарда при ДКМП.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Доксорубицин в конечной концентрации 15 мг/кг массы тела крысы и 10 мг/кг массы тела у кролика, введенный шестикратно внутрибрюшинно крысе или внутривенно кролику в течение 12 дней, индуцирует токсическое повреждение миокарда с нарушением сократительной функции и развитием признаков застойной сердечной недостаточности.
2. Степень восстановления структурно-функциональных показателей сердца при клеточной кардиопластике экспериментальной модели застойной сердечной недостаточности зависит от пути доставки клеток в сердце. Комбинированный (внутрикоронарно-внутримиокардиальный) вариант доставки клеточного материала является лучшим, по безопасности и эффективности относительно его составляющих, для клеточной терапии экспериментальной модели застойной сердечной недостаточности.
3. Степень восстановления структурно-функциональных показателей сердца при клеточной кардиопластике экспериментальной модели застойной сердечной недостаточности при комбинированном варианте введения зависит от концентрации клеток в клеточном продукте. 10106 клеток является оптимально эффективным и безопасным количеством для клеточной терапии экспериментальной модели застойной сердечной недостаточности.
4. Лучшим вариантом клеточной кардиопластики экспериментальной модели застойной сердечной недостаточности является комбинированный способ доставки клеточного материала с концентрацией клеток в нем 10106. Предложенный вариант клеточной терапии безопасен и эффективен в отношении восстановления морфо-функциональных параметров сердца.
5. Восстановление морфо-функциональных параметров диффузно пораженного миокарда при клеточной кардиопластике мононуклеарной фракции костного мозга связано с длительной (в течение 30 дней) персистенцией в миокарде трансплантированных клеток, индукцией неоангиогенеза, ограничением воспалительно-некротических процессов и гибели кардиомиоцитов.
Апробация и реализация работы
Работа выполнена в Военно-Медицинской академии им. С.М. Кирова на базе НИЛ клеточных и генных технологий, первой кафедры хирургии усовершенствования врачей им. П.А. Куприянова при участии кафедры военно-морской и госпитальной терапии, терапии усовершенствования врачей №1 им. Н.С. Молчанова и клиники экспериментальных животных. Основные материалы диссертации изложены в докладах на Юбилейной научно-практической конференции, посвященной 80-летию кафедры рентгенологии и радиологии Военно-Медицинской академии им. С.М. Кирова (г. Санкт-Петербург, 2009 год) и Европейском конгрессе по ядерной медицине (г. Вена 2010 год).
Результаты научных исследований по теме диссертации опубликованы в 12 печатных работах, из них 4 по перечню ВАК Министерства образования и один патент на изобретение.
Структура и объем работы
![Субфасциальное аллопротезирование как метод профилактики рецидива перфорантной недостаточности при варикозной болезни нижних конечностей (экспериментально-клиническое исследование) [Электронный ресурс]](/i/i/4308/183448.png "Субфасциальное аллопротезирование как метод профилактики рецидива перфорантной недостаточности при варикозной болезни нижних конечностей (экспериментально-клиническое исследование) [Электронный ресурс] Михайлов Дмитрий Юрьевич")
![Высокочастотная осцилляторная вентиляция легких в интенсивной терапии критической дыхательной недостаточности у новорожденных и грудных детей, оперированных по поводу врожденного порока сердца [Электронный ресурс]](/i/i/4302/182280.png "Высокочастотная осцилляторная вентиляция легких в интенсивной терапии критической дыхательной недостаточности у новорожденных и грудных детей, оперированных по поводу врожденного порока сердца [Электронный ресурс] Аксенов Владимир Александрович")
