Атака на ожог

В последнее время в клиническую практику Научно-исследовательского института трансплантологии и искусственных органов постепенно входит применение клеточной терапии для ускоренного заживления обширных ожоговых ран, как поверхностных, так и глубоких. Специалисты института используют для лечения ожогов культуру, полученную из стволовых клеток костного мозга. Это стало уже частью комплексного лечения ожоговых больных. Исследования показали: трансплантация клеток позволяет очень быстро восстановить кровоснабжение в обожженных тканях и значительно ускорить заживление раны, а в целом - и общее выздоровление пациента.

- В нашем институте мы уже давно занимаемся клеточными технологиями, - говорит директор НИИ трансплантологии и искусственных органов академик РАН и РАМН Валерий Шумаков. - В этом плане у нас накоплен, пожалуй, самый большой опыт в России. На сегодняшний день наибольший интерес вызывает использование стволовых клеток, которые можно дифференцировать в другие клетки - сердечные, печеночные, нервные. Мы видим, что стволовые клетки приносят реально ощутимый результат, в том числе и при лечении ожогов. В наших исследованиях было показано, что с применением стволовых клеток костного мозга ожоговые раны затягиваются намного лучше и выздоровление пациента происходит гораздо быстрее.

Сначала были эксперименты...

В лаборатории биотехнологии стволовых клеток, возглавляемой профессором Ниной Онищенко, была изучена регенерация глубоких ожоговых ран при трансплантации аллогенных и аутогенных фибробластоподобных мезенхимальных стволовых клеток (ФМСК), а также фетальных фибробластов (ФФ) на ожоговую поверхность 40 животных (крыс).

- Глубокий термический ожог кожи мы моделировали на крысах-самцах линии Вистар массой 300-350 г, - рассказывает докторант лаборатории Масрур Расулов. - Под эфирным наркозом (хирургическая стадия) прикладывали к коже животного металлическую пластинку, через которую циркулировала вода, нагретая до 97,7оС. Таким образом достигалось повреждение всех слоев кожи. Животные были разделены на 4 группы: в 1-й оказались крысы с глубоким термическим ожогом и трансплантацией аллогенных ФМСК; во 2-й - крысы с глубоким термическим ожогом и трансплантацией аутогенных ФМСК; 3-ю группу составили животные, которым также моделировали глубокий ожог, но трансплантировали уже аллогенные фетальные фибробласты; 4-я группа была контрольной, со спонтанной регенерацией - никакая клеточная терапия здесь не применялась.

Свой эксперимент исследователи проводили следующим образом: суспензию ФМСК и ФФ наносили на поверхность ожоговой раны с помощью пипетки уже на 2-е сутки - после моделирования ожога и иссечения образовавшегося некротического струпа. После трансплантации клеток через 30 минут (это время необходимо для прикрепления клеток к ожоговой поверхности) ожоговую рану закрывали марлевой салфеткой, смоченной физиологическим раствором с гентамицином.

Забор клеток костного мозга для получения мезенхимальных стволовых клеток (МСК), а затем из них уже фибробластоподобных мезенхимальных ученые проводили у взрослых крыс под эфирным наркозом. Фетальные фибробласты были получены из эмбрионов, взятых у беременных крыс в условиях наркотического сна.

Опустим все детали и тонкости эксперимента, скажем главное: в результате динамического визуального, планиметрического и гистологического контроля состояния ожоговой раны специалисты НИИ установили, что уже на 3-и сутки после трансплантации клеток в группах животных резко выявились различия в течении раневого процесса.  

Особенно отчетливо эта разница проявилась на 7-е сутки после трансплантации клеток. У животных, которым были трансплантированы ФМСК (1-я и 2-я группы), раны приобрели равномерную розовую окраску, ожоговая поверхность заметно сокращалась в размерах.

В 3-й группе крыс, которым трансплантировали фетальные фибробласты, грануляционная ткань приподнималась до уровня эпидермиса, правда, местами, но плазморрея оказалась более выраженной, чем в первых двух группах. Коллагеновая пленка, первоначально образовавшаяся, практически исчезала.

И естественно, самое печальное положение сложилось в последней, контрольной группе: здесь на 7-е сутки ожоговая рана представляла собой бледную неживую ткань, и плазморрея имела место по всей ожоговой поверхности. На 15-е сутки, и тем более на 30-е, различия в заживлении ран в четырех группах оказались еще более отчетливыми.

Выводы, сделанные специалистами лаборатории, заключались в том, что фибробластоподобные мезенхимальные стволовые клетки - и аллогенные, и аутогенные, - так же как и фетальные фибробласты, заметно ускоряют темп регенерации глубоких ожоговых ран. Причем заживление ран сопровождается  разрастанием сосудистой сети и образованием грануляционной ткани в области ожоговой поверхности.

По мнению ученых института, при выборе клеточного материала предпочтение следует отдавать именно ФМСК, так как их использование дает наиболее быструю регенерацию ожоговых ран. Важным оказалось и то, что на этапе подготовки клеточного материала к трансплантации, то есть на этапе направленного культивирования МСК, отмечался более высокий темп накопления клеточной массы для последующего применения,  по сравнению с фетальными фибробластами.

От экспериментов - к лечению людей

Основываясь на положительном опыте применения аллогенных фибробластоподобных мезенхимальных стволовых клеток для затягивания ожоговых ран, специалисты НИИ трансплантологии и искусственных органов начали применять аллогенные ФМСК уже для лечения людей - ожоговых больных, имеющих различную степень и площадь поражения.

Клеточную терапию для лечения обширных ожогов применяют достаточно давно, и это особой новостью ни для кого не является. Для трансплантации на ожоговую поверхность использовали, как правило, культивированные аллофибробласты взрослого человека, аутогенные и аллогенные кератиноциты в виде биоинженерных конструкций, а также культивированные аллогенные фибробласты. Но, анализируя результаты трансплантации подобных клеток, ученые пришли к выводу, что использование, например, кератиноцитов, а также фибробластов взрослого человека является хотя и эффективным методом, но в то же время очень дорогостоящим. И широкого применения он не найдет.

Исследователями было констатировано в экспериментах и клинике, что фетальные фибробласты обладают хорошим регенеративным потенциалом, заживление ожоговых ран происходит быстро и смертность больных резко снижается.

Но тут пришлось столкнуться с рядом этических, правовых и юридических проблем: в нашей стране, как известно, законодательство не разрешает забор и использование эмбрионального донорского материала, как не разрешено это и во многих экономически развитых странах мира. Ученые обратили внимание на стволовые клетки костного мозга. Оказалось, что стволовые клетки костного мозга (СККМ) при создании определенных условий для культивирования способны не только размножаться, но и дифференцироваться в клетки других тканей, в том числе и в фибробластоподобные.

Забор клеток костного мозга для получения мезенхимальных стволовых клеток, а затем из них уже ФМСК специалисты Института трансплантологии и искусственных органов проводили у взрослых людей под внутривенным наркозом. Клетки получали из подвздошной кости с использованием иглы Кассирского. В дальнейшем МСК сохраняли методом криоконсервации как исходный материал для получения ФМСК.

  - Для начала расскажу об одном показательном примере, - говорит М.Расулов. - К нам был доставлен мальчик, который попал в паровую яму и получил циркулярный ожог поверхности в области голени. После санации раны мы трансплантировали ему аллогенные стволовые клетки костного мозга. И что увидели? Произошло полное заживление ожоговой поверхности в течение 7 суток.  Следовательно, эти клетки способствовали развитию самого поверхностного слоя кожи. Если бы мы лечили ребенка традиционными способами, то кровоснабжение обожженной кожи восстановилось бы значительно позже. Поврежденные ткани в таком случае отмирают, в ране постоянно присутствует инфекция. А тут - повязка сухая, болей нет, причем уже на следующий день. И что крайне важно - происходит быстрый рост самого поверхностного слоя кожи.

Но не только этот случай в качестве показательного был отмечен специалистами НИИ трансплантологии и искусственных органов: эффективность применения мезенхимальных стволовых клеток костного мозга была доказана при лечении больной, которая получила тяжелые ожоги, покрывающие 40% поверхности тела.

Это произошло в городе Оха на Сахалине, куда были приглашены специалисты Института трансплантологии и искусственных органов. Дело оказалось достаточно серьезным, но, к чести московских врачей и  врачей местной центральной районной больницы, справились они с ним блестяще. Расскажем об этом случае подробнее.

  Из анамнеза выяснилось, что во время пожара на пострадавшей  загорелась верхняя одежда и прилипла к коже. В приемном покое больницы, куда поступила 45-летняя женщина, была произведена санация ожоговой поверхности и начаты противошоковые мероприятия. Медики делали все возможное: раны обрабатывали антисептическими растворами, накладывали мазь левомиколь. Но, несмотря ни на что, грануляционная ткань в ранах туловища оставалась рыхлой, бледной, обедненной сосудистым рисунком. Кроме того, ткань местами была глянцевой, покрыта фибрином и островками гнойного налета, имела тенденцию к углублению. К этому моменту на ожоговых ранах передней поверхности обеих голеней развилась гипергрануляция.

Конечно, в результате проведенного местного лечения появились сдвиги: у края раны уже стал образовываться эпителий, хотя и очень слабо выраженный. В целом же гранулирующая поверхность ран оставалась без каких-либо изменений.

 После тщательной санации на всю поверхность ожоговых ран была нанесена суспензия ФМСК аллогенного костного мозга. Через 3 суток практически вся поверхность ожоговой раны покрылась сочными грануляциями, в отдельных участках стали появляться сосудистые звездочки, которые легко кровоточили при снятии повязки. Через 4 суток больной была сделана первая операция - аутодермопластика. Кожные лоскуты были взяты из передней и наружной поверхности бедер. Всего при первой операции было покрыто до 60% раневой поверхности.

Клетки работают!

Процесс пошел!.. Вскоре больной была произведена повторная трансплантация аллогенных ФМСК. Из-за образования трансплантированными клетками тонкой пленки по всей ожоговой поверхности резко уменьшилась плазморрея. Повязки уже не прилипали к донорским зонам. Женщина стала чувствовать себя гораздо лучше: уменьшились боли в области ожоговых ран, произошло заметное снижение чувствительности этих ран к внешнему воздействию атмосферы.

В последующие сутки врачи стали отмечать, что кожные трансплантаты лежали хорошо, были жизнеспособны, донорские раны оставались чистыми, без видимой плазморреи, и на 7-8-е сутки уже происходила эпителизация.

Через 10 суток приживление пересаженных кожных лоскутов врачи расценили как на 99%, а затем женщине сделали уже вторую  аутодермопластику.

- Мы считаем, что успешно проведенная трансплантация аллогенных фибробластоподобных мезенхимальных стволовых клеток позволила существенно ускорить восстановление гомеостаза  и сам процесс заживления термических ожогов, - говорит Расулов. - Наш опыт свидетельствует о том, что пересадка аллогенных МСК на ожоговую рану является неинвазивным и, что очень важно, безопасным методом лечения термических повреждений кожи. Эффективно идет новообразование сосудов, активизируется эпителизация донорских участков, снижается риск развития рубцовых образований, хорошо приживляются кожные трансплантаты.

Атака на ожог оказалась не менее успешной и  в другом случае, произошедшем на сей раз в Ярославле, куда опять были приглашены московские специалисты. В ожоговый центр этого города доставили ребенка, получившего глубокий ожог 40% поверхности кожи. Мальчику также наложили аллогенные клетки, от чужого донора и стали наблюдать за результатом, который и на этот раз оказался положительным. Через 3 суток малышу провели аутодермопластику. Трансплантаты  полностью прижились. Только корочка осталась, она должна была подсохнуть и сползти. Но возникла непредвиденная ситуация: мама ребенка, ни с кем из врачей не посоветовавшись, надела памперс на мальчика, чтобы тот ночью не мочился. Как говорится, хотела, как лучше... Кожа отошла из-за влажности, поэтому пришлось комбустиологам делать операцию вторично, заново накладывать кожу. Но результат был опять-таки блестящим, со 100% приживляемостью!

- Изучая особенности регенерации глубоких ожоговых ран под влиянием трансплантации на их поверхность аллогенных и аутогенных фибробластоподобных мезенхимальных стволовых клеток, по сравнению с фетальными фибробластами, мы убедились в следующем: поскольку ФМСК представляют собой еще не дифференцированные клетки, а ФФ уже дифференцированы, то можно полагать, что быстрая регенерация ожоговых ран при использовании аллогенных и аутогенных ФМСК происходит по одной причине: эти клетки в процессе созревания выделяют биологически более активные ростостимулирующие факторы, - подытоживает нашу беседу Масрур Расулов. - Отсутствие достоверных различий в регенерационной активности аллогенных и аутогенных ФМСК говорит о том, что аллогенные фибробластоподобные мезенхимальные стволовые клетки вполне можно использовать для стимуляции ускоренного заживления ожоговых ран и не только поверхностных, но и глубоких. 

Татьяна КУЗИВ, корр. "МГ".