От редакции. Проблема внедрения в практическое здравоохранение новых методов, безусловно, затрагивает всех, кто занимается разработкой новых оригинальных способов помощи ранее неизлечимым больным. Редакция нашего журнала всегда пристально следила за событиями научной
От редакции.
Проблема внедрения в практическое здравоохранение новых методов, безусловно, затрагивает всех, кто занимается разработкой новых оригинальных способов помощи ранее неизлечимым больным. Редакция нашего журнала всегда пристально следила за событиями научной карьеры профессора Паоло Маккиарини. Безусловно, помимо уважения за научную дерзость и хирургическую решительность, мы не можем не замечать «белых пятен» в описании данной технологии. Мы не понимаем почему имея уже солидный клинический опыт, авторы не посчитали необходимым изучить (именно) адгезию клеток на графте; процесс врастания тканей в графт и процесс неоваскуляризации именно трансплантата, а не гранцляционной ткани в области анастомозов – в модели на крупных экспериментальных животных (не смотря на все методические сложности). Однако, важно, что проводя свое исследование, авторский коллектив под руководством профессора Паоло Маккиарини зарегистрировали его протокол в международном реестре http://clinicaltrial.gov/ct2/show/NCT01997437?term=macchiarini&rank=1; при этом мы не можем не отметить, что создается впечатление, буд-то оно проводится без жесткого соблюдения принципов GCP. Однако, как нам представляется, та волна критики, которая постоянно направлена на работы Паоло Маккиарини в значительной степени (и это традиционно для научного сообщества) индуцирована эмоциональным непризнанием первопроходца.
В научной среде не прекращаются споры об использовании искусственных материалов в создании биоинженерных конструкций. Исходя из сегодняшних представлений о регенерации тканей человека, некоторым исследователям такой подход к созданию полноценного функционирующего эквивалента органа кажется невозможным. Публичный конфликт научных взглядов и представлений о возможностях тканевой инженерии разгорелся вокруг первой успешной трансплантации трахеи созданной на основе комбинации нанополимеров и аутогенных стволовых клеток[1]. Все проводимые ранее попытки пересадки пациентам конструкций на основе синтетических материалов приводили к неудовлетворительным результатам. Как правило, они заканчивались инфекционными осложнениями, выраженным стенозом и деформацией дыхательных путей, или даже смертью пациента[2]. Всё это объясняется в первую очередь тем, что непосредственный контакт с окружающий средой на фоне недостаточного кровообращения и отсутствия слизистой оболочки, обеспечивает высокую вероятность колонизации синтетического трансплантата. Однако, несмотря на многочисленные неудачи, интерес к этому направлению в трансплантологии трахеи сохраняется ввиду очевидных преимуществ: отсутствие необходимости в доноре, возможность сформировать индивидуальную биоинженерную конструкцию с учётом анатомо-топографических особенностей реципиента и, конечно же, полноценная жизнь без иммуносупрессивной терапии.
В 2011 году хирургом-исследователем, Паоло Маккиарини, Каролинский университет Стокгольма, была предпринята попытка трансплантации биосинтетической трахеи мужчине 36 лет, перенёсшему резекцию бифуркации трахеи по поводу плоскоклеточной карциномы (рис.1)[3].
Биоинженерная трахея по замыслу врача была выполнена из нанокомпозитного полимера. С целью обеспечения полноценной интеграции в окружающие ткани синтетического материала и возможности образования на внутренней стенке биосинтетической трахеи полноценной слизистой оболочки, как залога успешного функционирования (мукоцилиарный траснпорт), на поверхность трансплантата были нанесены аутогенные мезенхимальные стромальные стволовые клетки. Далее происходила префабрикация in vitro в биореакторе в течение двух суток перед трансплантацией.
Через 5 месяцев после операции были опубликованы результаты лечения и наблюдения за пациентом. Следует отметить, что состояние пациента за всё время наблюдения оставалось удовлетворительным, он смог вернуться к семье и продолжать работать над диссертацией по геодезии, вести социально активный образ жизни, ограниченную лишь необходимостью периодических госпитализаций с целью исследования состояния биосинтетической трахеи и наблюдения за пациентом. Дыхательные тесты демонстрировали значительное улучшение функции лёгких относительно дооперационных показателей. При проведении бронхоскопии спустя неделю после операции были визуализированы состоятельные анастомозы, а также определялась кровоточивость трансплантата при прикосновении бронхоскопом.
По результатам биопсии, проведённой спустя 2 месяца от трансплантации, в дистальном участке биоинженерной трахеи определялись островки мерцательного эпителия и активный процесс неоваскуляризации; отсутствие признаков бактериальной и грибковой контаминации (рис. 2)1
С нашей точки зрения (Р.В. Деев), которая базируется лишь на нескольких опубликованных микрофотографиях, следует констатировать весьма активное воспаление, массированную полиморфно-ядерную инфильтрацию, (совместно с лимфоцитарной). На поверхности инфильтрата действительно можно обнаружить небольшие группы клеток реснитчатого дыхательного эпителия, который, однако, не создает сплошного пласта. Безусловно вызывает удивление, что для идентификации эндотелиоцитов, авторы выбрали антитела к виментину, которые в данном случае скорее пометили бы миофибробласты грануляционной ткани; выполненная биопсия совершенно не дает представлений о васкуляризации самого графта, а демонстрирует лишь сосуды в грануляционной ткани, образованной со стороны слизистой оболочки в проекции анастомоза. В любом случае, опубликованные фотографии говорят о затяжном течении воспаления, разгаре (это через 2 месяца!) формирования грануляционной ткани и некоторой фрагментарной эпителизации. Следует предположить, что именно такая ситуация и приводит в дальнейшем при перестройке избыточных гранцуляций (особенно после их удаления в ходе санационных бронхоскопий) к формированию стенозирующих рубцовых изменений графта. Желая быть максимально объективным (в рамках имеющихся в распоряжении микрофотографий), мы разместили их на профессиональном ресурсе (http://www.doktornarabote.ru/Publication/Single/96056/) и получили ряд консультационных заключений от коллег. «Гранулематозное воспаление с гигантскими клетками типа "Инородных тел"» ; «Фотографии плохонькие...Видно не очень хорошо...Мне видится хроническое воспаление в обострении, язва с грануляциями и плоскоклеточная метаплазия, вроде бы, даже с дисплазией (пожалуй, умеренной)....Гигантов я не вижу, на мой взгляд, это васкулиты так смотрятся..» и др. с аналогичными мнениями.
Таким образом, данные исследований и состояние пациента дают право утверждать, что трансплантация прошла успешно и биосинтетическая трахея функционирует как полноценный орган. Данное обстоятельство дало авторам право декларировать скорую смену парадигмы в трансплантологии трахеи в сторону использования синтетических материалов, как более перспективного направления [4].
Факт успешной трансплантации биосинтетической трахеи, безусловно, не мог остаться не замеченным как в медицинской среде, так и среди пациентов. После опубликования результатов в Lancet, газета New Times в октябре 2012 года выпустила статью “Первая успешная трансплантация органа, созданного из собственных клеток”, вызвавшую глубокий интерес у аудитории [5]. Сам профессор Паоло Маккиарини при этом даёт достаточно сдержанную оценку своим достижениям, несмотря на хороший клинический эффект, он отмечает, что на сегодняшний день в области трансплантологии трахеи “мы находимся ещё далеко от желаемого результата [5].”
Некоторые из коллег Паоло восприняли его клиническую инновацию весьма скептически. В журнале Thoracic and Cardiovascular Surgery недавно появилась статья под скептическим названием “Трахея: первый биоинженерный орган?” [1]. В ней торакальные хирурги Университетской клиники Лёвена (Бельгия) делают заключение о том, что, на самом деле, как трансплантат, созданный на основе аллогенного материала путём девитализации, так и его синтетический аналог не являются сколько-нибудь значительным шагом в продвижении к решению проблемы создания биоинженерных органов. Более того, преподношение публике биосинтетической трахеи профессором Паоло Маккиарини в качестве революционного достижения тканевой инженерии, вызывает поток жёсткой критики: “Каким образом, вы себе представляете, что синтетическая полимерная трубка может заменить живой орган?”. Авторы опровергают часто повторяемое П. Маккиарини утверждение о том, что ”трахея, имея относительно простое строение и, представляя из себя полую трубку, открывает нам большие возможности в области биоинженерии ”[6]. В подтверждении своей позиции оппоненты приводят ряд аргументов.
Во-первых, по мнению авторов, несмотря на достигнутый клинический результат, одним из основных нерешённых вопросов, как и прежде, остаётся развитие грануляционной ткани, стенозирующей просвет бронха. Считается, что полная регенерация реснитчатого эпителия слизистой трахеи возможна лишь при поверхностных повреждениях в пределах подслизистого слоя. В противном случае процесс регенарации происходит путём вторичного натяжения, при этом наблюдается значительное разрастание грануляционной ткани с последующим формированием стенозирующего рубца. Более того, ввиду отсутствия подслизистого слоя на поверхности имплантата и адекватного кровоснабжения, эпителизация возможна лишь на 1-2 см от края анастомоза благодаря “нарастанию” собственной слизистой оболочки, имеющей сегментарное кровоснабжение сосудами, проникающими через межхрящевые связки. В связи с этим необходимо, по их мнению, при создании биоинженерного трансплантата сконцентрироваться на создани и полноценного подслизистого слоя, без которого регенерация собственного многорядного призматического эпителия невозможна (подчеркнем, по мнению цитируемых критиков). Поэтому формирование стеноза за счёт формирования грануляционной ткани будет неизбежно (рис. 3).
Учитывая клинический успех биоинженерного трансплантата, можно было бы предположить, что нанесение аутогенных клеток реципиента, обеспечивает формирование подслизистого слоя и базальной мембраны, как матрицы для дальнейшего формирования многорядного призматического эпителия реципиента. Но оппоненты утверждают, что исходя из сегодняшних представлений о механизмах тканевой регенерации, адгезия, пролиферация и рост клеток, наносимых на поверхность неваскуляризированного биосинтетического трансплантата, невозможна и не подтверждалась лабораторными исследованиями.
Необходимо отметить, что группой исследователей под руководством Паоло Маккиарини были разработаны протоколы, позволяющие определять количество жизнеспособных клеток в биосинтетическом трансплантате[7]. Однако исследование вопроса возможности формирования слизистой оболочки из аутогенных клеток на поверхности неваскуляризированного трансплантата действительно не проводились, и сам профессор Маккиарини, не раз утверждал, что, по-видимому, эпителизация происходит за счёт циркулирующих стволовых клеток и “нарастания” со стороны анастамозов. Также проведённый микросаттелитный анализ образцов ДНК крови, девитализованного матрикса, и трансплантированной биоинженерной трахеи Клаудии Кастильо, пациентки перенёсшей первую трансплантацию аллогенной девитализированной трахеи, спустя пять лет после операции, подтвердило его ожидания о второстепенной роли наносимых на поверхность биоинженерного трансплантата аутогенных клеток реципиента в формировании слизистой in vivo[8].
Таким образом, оппоненты подводят читателей к тому, что так называемая биоинженерная трахея по своему функциональному предназначению принципиально ничем не отличается от рутинно используемых эндопротезов. Авторы развивают эту мысль, указывая, что использование синтетических протезов на сегодняшний день возможно лишь в стерильных условиях, приводя в пример сосудистые протезы, использование же синтетических протезов в условиях дыхательных путей ограничивается неизбежной бактериальной контаминацией его поверхности и развитием инфекционных осложнений. Технические же оперативные приёмы, такие как расположение фрагмента большого сальника вокруг трансплантата, направленные на улучшение васкуляризации и создание герметичности анастомозов, лишь отдаляют неблагоприятный исход.
Кроме того, авторы указывают, что из 14 пациентов, которым была проведена подобная операция, опубликованы результаты лечения лишь трёх из них. Учитывая, что “больше половины пациентов умерли в течение 3-х месяцев после операции”, оппоненты считают, что “необходимо опубликование результатов посмертного патологического исследования”. Будет справедливо отметить, что в источнике, на который они ссылаются, приводя такую настораживающую статистику, даны совершенно другие цифры. Так в статье “Предел в возможностях трансплантации трахеи” указано, что двое пациентов умерли от прогрессирования онкологического заболевания и ещё двое умерли по неизвестным причинам, ввиду нежелания родственников давать какую-либо информацию и проводить патологоанатомическое исследование. Таким образом, факты свидетельствуют лишь о четырёх пациентах, смерть которых достоверно не связана с осложнениями, возникшими по причине трансплантации биоинженерной трахеи [6]. Кроме того, сама статья опубликована в научном журнале Science, и, несмотря на престижность и известность издания, не может быть приведена в качестве серьёзного достоверного источника научно-статистической информации, ибо, как говорил Нобелевский лауреат по медицине 2013 года Рэнди Шекман: “Редакторами этих журналов являются не учёные, а издатели, и их интересует прежде всего шумиха, сенсация и фурор” [6].
Таким образом, в научной среде идёт бурное обсуждение возможностей создания эффективных биоинженерных конструкций трахеи. Несмотря на очевидные преимущества синтетических полимеров, выражающиеся в отсутствии необходимости проведения пожизненной имунносупрессивной терапии, получения самого трансплантата, остаются вопросы, требующие дальнейшего интенсивного исследования. В первую очередь это вопросы, связанны с выяснением того, что же происходит с биосинтетической трахеей в тканях реципиента. Было бы ошибкой недооценивать достижения группы исследователей профессора Паоло Маккиарини. Благодаря их инновационным подходам и обнадёживающим клиническим результатам, научная общественность может формулировать новые вопросы и определять направление дальнейших исследований.
В качестве послесловия: профессор Дорис Тейлор (руководитель исследований по регенеративной медицине Кардиологического Института штата Техас) как-то заметила: “Мы никогда не сможем узнать всё до конца. Но мы уже знаем достаточно, чтобы сделать биоинженерию доступной, безопасной и эффективной[6]”.
Литература:
- Delaere P.R., Van Raemdonck D. The trachea: The first tissue-engineered organ? J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2014; S0022-5223(13)01519-5.
- Grillo H.C. Tracheal replacement: a critical review. Ann. Thorac. Surg. 2002; 73: 1995–2004.
- Jungebluth P., Alici E., Baiguera S. et al. Tracheaobronchial transplantation with a using a stem-cell-seeded bioartificial nanocomposite: a proof-of-concept study. Lancet 2011; 378: 1997-2004.
- Jungebluth P., Moll G., Baiguera S., Macchiarini P. Tissue-engineered airway: a regenerative solution. Clin. Pharmacol. Ther. 2012; 91: 81-93.
- Fountain H. A first: organs tailor-made with body’s own cells. The New York Times. September 15, 2012: A1. Available at: http://www.nytimes.com/2012/09/16/health/research/scientists-make-progress-in-tailor-made-organs.html?_r.0.Accessed September 15, 2012.
- Vogel G. Trachea transplants test the limits. Science 2013; 340: 266-8.
- Jungebluth P. et al. Verification of cell viability in bioengineered tissues and organs before clinical transplantation. Biomaterials 2013; 34: 4057-67.
- Gonfiotti A., Jaus M.O., Barale D. et al. 5-year Follow-up of the first tissue engineered airway transplantation. Lancet 2014; 383: 238-44.
Источник: : http://genescells.ru/novosti/metod-professora-makkiarini-prodolzhenie-diskussii
