1 листопада, 2024
Персоналізована клітинна терапія у репродукції
Сілкіна Ю.В.
Причин жіночого безпліддя існує багато, серед яких порушення овуляції (синдром полікістозних яєчників, гіпоталамічна дисфункція та первинна недостатність яєчників), трубне безпліддя, ендометріоз, а також причини з боку матки та шийки матки (стеноз шийки матки, поліпи та пухлини). Менеджмент цих нозологій передбачає як замісну гормональну терапію, так і хірургічні методи лікування, що іноді викликають побічні ефекти й не сприяють вирішенню, а, навпаки, поглиблюють проблему. Вчені та клініцисти знаходяться в постійному пошуку нових терапевтичних підходів. Серед них — індивідуально спланована терапія стовбуровими клітинами. Актуальність зазначеного напрямку наукових досліджень набирає обертів: із 2020 року стрімко збільшилася кількість публікацій у референтних виданнях щодо вивчення можливості застосування стовбурових клітин для лікування зниженої фертильності.
Ключові слова: фертильність, безпліддя, ендометрій, мезенхімальні стовбурові клітини, екстракорпоральне запліднення, позаклітинні везикули, дендритні клітини.
Оскільки ендометрій — це еластична та високодинамічна тканина, яка зазнає регулярного оновлення, то цей процес є залежним від адекватної регенерації усіх видів клітин, із яких ендометрій сформований — епітеліальних, сполучнотканинних, ендотеліальних, а також мультипотентних стовбурових клітин із внутрішньо- або позаматкових джерел. Здатність ендометрія достатньо швидко регенерувати без утворення рубців є особливістю цієї структури.
Однак, якщо цей процес порушений морфологічно або функціонально, у жінки клінічно може спостерігатися безпліддя через рубцювання ендометрія або постійне його стоншення. Жінки із товщиною ендометрія <7,0 мм мають вагомо нижчі клінічні показники настання вагітності, ніж жінки з товщиною ендометрія ≥7,0 мм. Тому тонкий ендометрій є обмежуючим фактором для лікування непліддя, що, відповідно, суттєво впливає на ефективність програм лікування із застосуванням допоміжних репродуктивних технологій через короткий перелік терапевтичних стратегій, спрямованих на проліферативні процеси у разі наявності у пацієнтки протипоказань до медикаментозної стимуляції.
Згідно з даними літератури, близько 2,4% жінок, які проходять процедуру екстракорпорального запліднення (ЕКЗ), мають ендометрій, що не досягає товщини 7 мм, а якщо оцінити цей показник у жінок вікової категорії ≥40, то тонкий ендометрій спостерігається в кожної четвертої [1].
Ще однією із частих причин відхилення регенераторних процесів від запланованого сценарію є синдром Ашермана, який характеризується, навпаки, гіперпроліферацією стромальних компонентів ендометрія із формуванням внутрішньоматкових спайок, через що порушується менструальний цикл і спостерігаються повторні викидні. Серед жінок, які проходять лікування за програмами допоміжних репродуктивних технологій, поширеність синдрому Ашермана може сягати 45,5% у певних категорій пацієнтів.
Протягом певного періоду різними групами науковців експериментально апробовано кілька схем лікування дисрегенерації ендометрія, серед яких були й інвазивні — скретчинг, PRP-терапія (ін’єкції плазми крові, збагаченої тромбоцитами), що мали різний ступінь успіху, тому пошук ефективного активатора ендометріального оновлення триває до сьогодні. Одним із перспективних методів лікування є застосування мезенхімальних стовбурових клітин (МСК), протоколи виділення, культивування та пересадки яких відпрацьовуються в понад двох тисячах клінічних випробувань (clinicaltrials.gov). Така увага до МСК ґрунтується насамперед на їхній здатності локалізувати ділянки запалення, зменшувати запалення місцево й/або системно та сприяти регенерації тканин.
Загалом, стовбурові клітини — це малодиференційовані мультипотентні клітини, які мають здатність довготривало перебувати у режимі «stand by», а за необхідності «просинатися» й активно проліферувати та диференціюватися у необхідному напрямку залежно від мікрооточення. Через обмеження використання ембріональних та індукованих плюрипотентних стовбурових клітин в аспекті загрози їх онкотрансформації існує великий інтерес до МСК, використання яких не має етичних бар’єрів, а також позбавлено ризику утворення тератом.
МСК можуть бути зібрані з кількох джерел, таких як кістковий мозок, менструальна кров, жирова тканина, пуповина та плацента. Мінімальні критерії, яким мають відповідати МСК (за визначенням Комітету мезенхімальних і тканинних стовбурових клітин Міжнародного товариства клітинної терапії), є наступними: стовбурові клітини повинні бути афінними до пластику при їх збереженні за стандартних умов культивування; експресія CD105, CD73 і CD90 та відсутність експресії CD45, CD34, CD14/CD11b, CD79a/CD19 і поверхневих молекул HLA-DR; у лабораторних умовах клітини мають диференціюватися в остеобласти, адипоцити та хондробласти.
У моделі на мишах [2] було показано, що стовбурові клітини кісткового мозку в поєднанні з активованою, збагаченою тромбоцитами плазмою є багатообіцяючими з точки зору їхнього потенціалу щодо позитивного впливу на репродуктивні результати у вікових пацієнтів із безпліддям. Так, одноразова інтраоваріальна ін’єкція міксу стовбурових клітин з активованою плазмою, збагаченою тромбоцитами, сприяла активації та розвитку фолікулів у молодих та старих мишей. Крім того, вона підвищувала кількість та якість зрілих ооцитів під час овуляції у літніх мишей, а також покращувала результативність ембріопротоколу в усіх оцінюваних вікових групах. Це корелювало з підвищенням якості мітохондрій, збільшенням кількості копій мітохондріальної ДНК під час лікування та зменшенням явищ окисного пошкодження та апоптозу. Ці дані дозволяють оптимістично очікувати застосування МСК у репродуктивній медицині як ефективного й безпечного інструменту для лікування непліддя у пацієнтів зі зниженим оваріальним резервом.
Не менш важливим для спеціалістів у галузі репродукції є досвід застосування МСК для нарощування ендометрія та покращення його рецептивності з метою збільшення відсотка результативних імплантацій у програмах ЕКЗ. Один із механізмів дії МСК на ендометрій базується на паракринних ефектах, пов’язаних зі стимуляцією клітин строми та судин шляхом секреції позаклітинних везикул (ПВ) у матрикс. ПВ здатні стимулювати клітини-попередники та стовбурові клітини в пошкоджених тканинах і проявляти цитопротекторну, антиапоптичну та ангіогенну дію [3].
Слід окремо виділити вплив МСК на локальний імунний статус, який є важливим фактором впливу на процес імплантації. Стовбурові клітини регулюють відповідь імунної системи шляхом вивільнення ПВ і хемокінів, які впливають на здатність вроджених і адаптованих імунних клітин, таких як мієлоїдні дендритні клітини (ДК) і Т-клітини, реагувати на інфекцію. Дані фактори супресують ДК, запобігаючи їх переходу від незрілих до зрілих, і, таким чином, перешкоджають стимуляції наївних Т-лімфоцитів антигеном, запобігаючи вивільненню прозапальних цитокінів. Крім того, МСК знижують активацію популяції натуральних кілерів (NK) і пригнічують диференціювання Т-лімфоцитів шляхом зменшення синтезу g-інтерферону. Таким чином, вони є специфічними регуляторами імунних реакцій у тканині [4].
В експерименті на щурах, у яких ушкоджували ендометрій і вивчали вплив на регенераторні процеси внутрішньоматкової доставки МСК, виділених із кісткового мозку, було встановлено значне збільшення товщини ендометрія та високу експресію маркерів його рецептивності до інтегрину avb3 і фактора інгібування лейкозних клітин (LIF). Використання стовбурових клітин, виділених із жирової тканини, продемонструвало збільшення щільності мікросудин в ендометріальній тканині, що регенерує, із підвищенням експресії естрогенних (ERa і ERb), прогестеронових (PR) рецепторів, рівня LIF та інтегрину avb3. Також було відзначено збільшення плідності у тварин, задіяних у даному експерименті [5].
Слід зауважити, що вивчаються не тільки ефекти системного або локального введення власне МСК, а й окремого застосування їх ПВ, ефекти яких можуть впливати на вищезазначені регенераційні процеси.
Яка трансплантація МСК — системна чи локальна — є більш ефективною? Дані деяких досліджень уже вказують на те, що локальне введення стовбурових клітин є більш ефективним за системне, тому вкрай необхідно сконцентруватися на відпрацюванні методики рівномірного розподілення клітин у стромальному шарі ендометрія. Враховуючи обмежену присутність МСК в ендометрії після їх трансплантації, дослідники шукають нові біологічні системи для оптимізації доставки МСК або ПВ та їх утримання. Прикладом таких систем можуть стати каркас із колагену як основи матриксу будь-якої сполучної тканини або елементи позазародкових органів (пуповини, амніона, плаценти). Також кандидатами на біологічну основу для закріплення МСК можуть бути термочутливі біоматеріали, зокрема біорозкладний гідрогель, схвалений Управлінням із санітарного контролю за якістю харчових продуктів і медикаментів США (FDA) для клінічного використання, Pluronic F127 (PF‑127), або поліетиленгліколь цитрат-ко-N-ізопропілакриламіду (PPCN), змішаний із желатином (PPCNg). Самки щурів, які отримували лікування пошкодженого ендометрія з використанням МСК жирового походження на PPCNg-матриксі, завагітніли у 100% випадків. Тому, на наш погляд, розробки у цьому напрямку є достатньо перспективними [6].
Аналізуючи дані клінічних досліджень щодо тактики лікування проблемного ендометрія із застосуванням МСК, накопичені вже на сьогодні, слід наголосити, що поки вони є обмеженими за критерієм вибірки, характеризуються відсутністю уніфікованого протоколу відбору для культивування, мають розбіжності у характеристиках [7]. Тим не менше використання клітинної та безклітинної (на основі ПВ) терапії неплідності має відносні переваги, й одним із головних завдань для дослідників на найближчу перспективу є, у тому числі, визначення оптимального способу доставки МСК-трансплантатів у матку людини.
Література
- Kasius A., Smit J., Torrance H., Eijkemans M., Mol B. et al. Endometrial thickness and pregnancy rates after IVF: a systematic review and meta-analysis. Hum Reprod. Update (2014) 20(4):530-41. doi: 10.1093/humupd/dmu011.
- Marchante M., Buigues A., Ramirez-Martin N., Martine J., Pellicer N. et al. Single intraovarian dose of stem cell- and platelet-secreted factors mitigates age-related ovarian infertility in a murine model. Am J. Obstet. Gynecol. (2023); 228(5):561. doi: 10.1016/j.ajog.2023.01.018.
- Harrell C., Jovicic N., Djonov V., Volarevic V. Therapeutic use of mesenchymal stem cell-derived exosomes: from basic science to clinics. Pharmaceutics (2020) 12(5):1-17. doi: 10.3390/pharmaceutics12050474.
- Spaggiari G., Capobianco A., Becchetti S., Mingari M., Moretta L. Mesenchymal stem cell-natural killer cell interactions: evidence that activated NK cells are capable of killing MSCs, whereas MSCs can inhibit IL‑2‑induced NK-cell proliferation. Blood (2006) 107(4):1484-90. doi: 10.1182/blood‑2005-07-2775.
- Wang G., Ce R., Jiang J. Effects of bone marrow mesenchymal stem cells on repair and receptivity of damaged endometrium in rats. J Obstet Gynaecol Res (2021) 47(9):3223-31.
- Sanz-Nogués C., O’Brien T. Current good manufacturing practice considerations for mesenchymal stromal cells as therapeutic agents. Biomaterials Biosystems (2021) 2:100018. doi: 10.1016/j.bbiosy.2021.100018.
- Xin L., Lin X., Pan Y., Zheng X., Shi L. et al. A collagen scaffold loaded with human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells facilitates endometrial regeneration and restores fertility. Acta Biomaterialia (2019) 92:1600-71.
doi: 10.1016/j.actbio.2019.05.012.
Тематичний номер «Акушерство. Гінекологія. Репродуктологія» № 4 (60) 2024 р.