Terapia komórkami macierzystymi urazów ścięgien zginaczy końskich

Skontaktuj się z autorem

SDFT Urazy u koni i medycyna regeneracyjna

Powierzchowne obrażenia ścięgien zginaczy cyfrowych (SDFT) są istotnym źródłem kulawizny i zmniejszonego atletyzmu w branży sportowej koni, z opisaną częstością od 8 do 43% u koni rasowych pełnej krwi (Dowling, 2000). Wynika to z częstości występowania tych obrażeń, przedłużonego okresu rekonwalescencji i wysokiego wskaźnika nawrotów. Urazy SDFT są powolnym gojeniem, a 20-60% rannych koni wyścigowych wraca do pełnej sprawności sportowej, ale do 80% rannych koni wyścigowych ulega urazom (Dowling, 2000). Ta tendencja do powolnego gojenia się i budowa mechanicznie mniejszej macierzy zewnątrzkomórkowej jest prawdopodobnie spowodowana faktem, że ścięgna są minimalnie unaczynione, prezentują komórki o zmniejszonym działaniu mitotycznym i mają niewiele komórek progenitorowych w tkankach. Ostatnie badania nad mezenchymalnymi komórkami macierzystymi (MSC) sugerują potencjalny rozwój zastosowania medycyny regeneracyjnej jako potencjalnego nowego leczenia urazów SDFT.

Powierzchowne obrażenia ścięgien zginaczy cyfrowych (SDFT) są znaczącym źródłem kulawizny i zmniejszonego atletyzmu w branży sportowej koni, z opisaną częstością od 8 do 43% u koni rasowych.

Struktura ścięgien u konia

Ścięgna składają się głównie z wody (~ 70%); pozostałe 30% zawiera kolagen i matrycę bez kolagenu. W normalnych ścięgienach zginaczy najczęściej występuje kolagen typu I. Istnieją również typy II, III, IV i V, choć w mniejszych ilościach w bardziej konkretnych pozycjach w obrębie ścięgna. Typ II może być umieszczony we wstawkach kostnych i obszarach, w których ścięgno zmienia kierunki, aby pokryć rzut kostny, i jest zaprojektowany tak, aby wytrzymać ściskanie i napięcie. Typy III, IV i V występują tylko w błonach podstawnych i endotendonie. Cząsteczki kolagenu są zorganizowane w mikrofibryle, subfibryle i fibryle, a następnie są podzielone na pęczki, które są luźno podzielone przez endotenon septę, a pozostała matryca składa się z tenocytów i glikoprotein. Komórki typu I, II i III zostały rozpoznane w obrębie ścięgien końskich. Alokacja tych komórek różni się w zależności od wieku i może być głównie związana z syntezą macierzy pozakomórkowej. W normalnych SDFT znaleziono kilka glikozoaminoglikanów, w tym siarczan chondroityny, siarczan keratanu, siarczan dermatanu, heparynę, siarczan heparyny i kwas hialuronowy. Proteoglikanydekoryna, fibromodulina i biglikan występują w całym SDFT i wpływają na funkcje tenocytów, fibrylogenezę kolagenu i układ wymiarowy włókien. Wpływa to na siłę ścięgna. Proteoglikany mogą również odgrywać rolę w gromadzeniu czynników wzrostu w matrycy kolagenowej.

Ścięgna składają się głównie z wody (~ 70%); pozostałe 30% zawiera kolagen i matrycę bez kolagenu.

Częste urazy ścięgna konia

Naturalnie występujące uszkodzenia ścięgien są opisywane jako „rozciąganie włókien, poślizg i łzawienie, a następnie fibryloliza”, która jest powiązana z „uwalnianiem enzymów z uszkodzonych fibroblastów i komórek zapalnych” (Dowling, 2000). Tam rozpoczyna się proces gojenia, po którym następują fazy zapalne, proliferacja, przebudowa i dojrzewanie. Kolagen typu III jest pierwszym, który jest zintegrowany w miejscu urazu, tworząc międzyfibrylarne połączenia krzyżowe, które zapewniają wczesną wytrzymałość i stabilność w miejscu urazu. Wkrótce potem rozwijają się zwiększone ilości kolagenu typu IV i typu V. Po tych ostrych fazach włókna kolagenu typu I stają się najbardziej widoczne, a wolne włókna kolagenu typu I i typu III pojawiają się w nieco mniejszych ilościach do około 6 miesięcy po urazie. Następnie ponownie dominują włókienka kolagenu typu I, co wskazuje na ciągłą przebudowę i normalizację leczonej tkanki. Nieprawidłowo wysokie poziomy kolagenu typu III i brak jakiegokolwiek prostoliniowego zespołu może być obecny w ciągu czternastu miesięcy po urazie. Uważa się, że w włóknistej tkance bliznowej nieprawidłowy układ i skład matrycy, która ma nawet gorszą biomechanikę w porównaniu ze średnią tkanką ścięgna, oraz zmniejszona szybkość gojenia są uważane za przyczynę podwyższonego tempa ponownego uszkodzenia SDFT. Aby uzyskać więcej informacji na temat ścięgien koni i zwykłych urazów ścięgien (z wyjątkiem urazów kolan), polecam zapoznać się z nimi Howell Equine Handbook of Tendon and Ligament Injuries.

Naturalnie występujące urazy ścięgien są opisywane jako „rozciąganie, ześlizgiwanie się i rozrywanie włókien, a następnie fibryloliza”, która jest powiązana z „uwalnianiem enzymów z uszkodzonych fibroblastów i komórek zapalnych”.

Aktualne opcje terapii w medycynie koni

Istnieje kilka obecnie akceptowanych opcji leczenia urazów SDFT. Te opcje terapii można podzielić na terapie fizyczne, farmakologiczne i chirurgiczne. Fizjoterapie istnieją w postaci oblodzenia, zimnej hydroterapii, bandażowania ciśnieniowego i odpoczynku w kabinie i zostały uznane za kamień węgielny w początkowych fazach leczenia urazów SDFT w celu zmniejszenia stanu zapalnego i zmniejszenia prawdopodobieństwa dalszego uszkodzenia. Fizyczne terapie są często stosowane w połączeniu z terapiami lekowymi. Schematy leczenia farmakologicznego zwykle obejmują środki przeciwzapalne, hialuronian sodu, wielosiarczany glikozoaminoglikany i fumaran beta-aminopropionitrylu. Korekcyjne opcje chirurgiczne obejmują obecnie desmotomię więzadła dodatkowego, przezskórne rozszczepianie ścięgien, syntetyczne implanty ścięgien i przeciwdziałanie podrażnieniom. Inne, mniej zbadane opcje terapii obejmują terapeutyczne ultradźwięki o niskiej intensywności, laseroterapię na podczerwień o niskiej częstotliwości i terapię elektromagnetyczną. Wyniki takich zabiegów były zróżnicowane, ponieważ istnieją minimalne dające się udowodnić dane, że każda z wyżej wymienionych opcji terapii przynosi konsekwentnie wiarygodne lub długoterminowe korzyści. Wynika to prawdopodobnie częściowo z dużej różnorodności technik terapii i preferencji lekarzy weterynarii i właścicieli.

Fizjoterapie istnieją w postaci oblodzenia, zimnej hydroterapii, bandażowania ciśnieniowego i odpoczynku w kabinie i zostały uznane za kamień węgielny w początkowych fazach leczenia urazów SDFT w celu zmniejszenia stanu zapalnego i zmniejszenia prawdopodobieństwa dalszego uszkodzenia.

Terapia mezenchymalnymi komórkami macierzystymi (MSC) w medycynie koni

Mezenchymalne komórki macierzyste to niehematopoetyczne wieloskładnikowe komórki macierzyste o znaczeniu istotnym do zastosowania w leczeniu urazów ortopedycznych u koni. Komórki macierzyste są klasyfikowane jako komórki embrionalne lub dorosłe, w zależności od poziomu rozwoju ich dawcy. Na potrzeby tego badania nacisk zostanie położony na dorosłe komórki. Dorosłe komórki macierzyste to normalnie przebywająca populacja komórek występujących w każdym typie tkanek, które pomagają zapewnić odpowiednią formę narządów podczas regularnych procesów wymiany komórek. Te komórki macierzyste mają również zdolność do różnicowania się na inne typy komórek z różnych źródeł tkankowych w zależności od potrzeb, co nazywa się plastycznością komórek. Wykorzystanie MSC do regeneracji tkanek było najpierw promowane w oparciu o tę koncepcję plastyczności komórek; uszkodzone tkanki byłyby bezpośrednio stymulowane przez wstrzyknięcie MSC, komórki zapełniłyby miejsce uszkodzenia, różnicowałyby się w odpowiedni typ komórek dla tej tkanki i rozpoczynała się regeneracja. Później stwierdzono, że komórki te będą również pośrednio stymulować regenerację poprzez wytwarzanie bioaktywnych czynników troficznych i immunomodulacyjnych.

Tkanka tłuszczowa i szpik kostny są dwoma najbardziej zwyczajowymi źródłami MSC stosowanymi w medycynie koni, chociaż źródła takie jak krew obwodowa i krew pępowinowa zyskują na popularności, ponieważ są mniej inwazyjne. W porównaniu do ludzkich MSC, MSC pochodzenia zwierzęcego nie są obecnie dostępne. Dlatego różne firmy stosują różne metody charakteryzowania MSC na zwierzętach, co utrudnia porównanie wyników badań i wyników klinicznych terapii MSC stosowanych u koni. Podczas gdy MSC od zwierząt można sklasyfikować według ich zdolności do przylegania do plastiku i różnicowania, ich powierzchniowa ekspresja antygenu wciąż nie jest łatwa do zidentyfikowania. Ta ograniczona dostępność specyficznych przeciwciał w weterynarii ogranicza możliwości prawdziwego immunofenotypowania MSC.

Wyniki bieżących badań MSC

W 2003 r. Po raz pierwszy zdefiniowano stosowanie MSC do leczenia urazów ścięgien koni, opublikowano tylko pięć artykułów naukowych na ten temat (Van de Walle, 2016). Po tym wydarzeniu zastosowanie MSC w medycynie regeneracyjnej koni gwałtownie wzrosło, a tysiące koni są obecnie leczone tą metodą. Jednak skuteczność terapii końskim MSC jest nadal nieco niepewna, ponieważ nie zawsze stosuje się odpowiednie grupy kontrolne, a inne czynniki biologiczne są często stosowane w połączeniu z komórkami macierzystymi. Wcześniejsze badania wykazały pozytywny związek między terapią mezenchymalnymi komórkami macierzystymi a zdrową regeneracją ścięgien w urazach SDFT, przy czym niektóre wykazały zmniejszenie częstości ponownych obrażeń (Badial, 2013; Carvalho, 2011; Godwin, 2013; Guercio, 2015; Smith, 2003).

W badaniu z 2013 r. Wykorzystano w szczególności podobne metody, jak to badanie. W tym poprzednim badaniu zmiany wywołano za pomocą iniekcji żelu kolagenazowego w okolicy śródręcza SDFT ośmiu koni mieszanych ras. Konie w grupie poddawanej leczeniu traktowano przez wstrzyknięcie mezenchymalne komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej zawieszonej w koncentracie płytek krwi. Po 16 tygodniach leczenia wykonano biopsje w celu analizy histopatologicznej, immunohistochemicznej i ekspresji genów. Wyniki tego badania wykazały, że zastosowanie mezenchymalnych komórek macierzystych i koncentratu płytek krwi zapobiegało postępowi zmian ścięgien, powodowało lepsze rozmieszczenie komórek i zmniejszało zapalenie w porównaniu z grupą kontrolną. (Badial, 2013)

Badanie z 2014 r. Dotyczące dziewięciu koni z wcześniejszymi obrażeniami SDFT odnotowało dowody na procesy naprawcze tkanek po leczeniu po zastosowaniu mezenchymalnych komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej jako metody leczenia (Guercio, 2014). W dwuletnim badaniu przeprowadzonym w 2012 r. Przez 141 koni wyścigowych będących własnością klienta z wcześniejszymi obrażeniami wykorzystano komórki macierzyste pochodzące ze szpiku kostnego niż z komórek tłuszczowych, ale nie zaobserwowano żadnych negatywnych skutków leczenia; zaobserwowano jednak znaczny spadek liczby ponownych obrażeń wśród koni wyścigowych (Godwin, 2012).

Chociaż wszystkie poprzednie badania próbowały zaobserwować związek między uszkodzeniami SDFT a mezenchymalnymi komórkami macierzystymi, istnieje wiele czynników zakłócających i wiele oczywistych luk w tych badaniach. W niektórych badaniach nie wykorzystano wystarczającej liczby badanych, aby dostarczyć jednoznacznych dowodów, w innych wykorzystano szeroką gamę ras, grup wiekowych, płci i dyscyplin sportowych. Inni używają różnej liczby komórek macierzystych i odstępów czasu leczenia. Być może największym mylącym czynnikiem jest to, że w większości tych badań wykorzystano konie z wcześniejszymi obrażeniami, powodując duże różnice w wielkości obrażeń, ich nasileniu, czasie trwania itp. I nie udało się ustalić, czy czynniki te miały związek z wynikami. Korzystając z większej grupy koni o ograniczonym wieku, płci, rasie i dyscyplinie, z góry określonej liczby komórek macierzystych, określonego urazu, planu leczenia i odstępu czasu leczenia, a także dążąc do ustalenia związków między tymi czynnikami a wynikami, nowe badania powinny dążyć do ograniczenia mylących czynników i uzyskać bardziej jednoznaczne dowody. W tej chwili potrzebne są dodatkowe badania w celu zbadania efektów terapii komórkami macierzystymi u koni.

SDFT Injuries and MSCs Quiz

zobacz statystyki quizu

Referencje

Badial, P., Deffune, E., Borges, A., Carvalho, A., Yamada, A., Álvarez, L., Garcia Alves, A. (2013). Leczenie zapalenia ścięgien koni przy użyciu mezenchymalnych komórek macierzystych i koncentratów płytek krwi: randomizowane badanie kontrolowane. Badania i terapia komórek macierzystych, 4 (4), 1-13. doi: 10.1186 / scrt236

Crovace, A., Lacitignola, L., Rossi, G., Francioso, E. (2009). Ocena histologiczna i immunohistochemiczna autologicznie hodowanych mezenchymalnych komórek macierzystych szpiku kostnego i jednojądrzastych komórek szpiku kostnego w indukowanym kolagenazą zapaleniu ścięgien powierzchownego ścięgna zginacza cyfrowego. Veterinary Medicine International, 2010, 1-10. doi: 10.4061 / 2010/25097

Dowling, BA, Dart, AJ, Hodgson, DR and Smith, RKW (2000), powierzchowne cyfrowe zapalenie ścięgien zginaczy u konia. Equine Veterinary Journal, 32: 369–378. doi: 10.2746 / 042516400777591138

Godwin, EE, Young, NJ, Dudhia, J., Beamish, IC and Smith, RKW (2012). Wszczepienie mezenchymalnych komórek macierzystych pochodzących ze szpiku kostnego wykazuje lepsze wyniki u koni z urazem spowodowanym przeciążeniem powierzchownego ścięgna zginacza cyfrowego. Equine Veterinary Journal, 44 (1): 25–32. doi: 10.1111 / j.2042-3306.2011.00363.x

Guercio, A., Di Marco, P., Casella, S., Russotto, L., Puglisi, F., Majolino, C., Piccione, G. (2015). Mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące z tłuszczu podskórnego i osocza bogatopłytkowego stosowane u koni sportowych z kulawizną powierzchownego ścięgna zginacza cyfrowego. Journal Of Equine Veterinary Science, 35 (1), 19–26. doi: 10.1016 / j.jevs.2014.10.006

Richardson LE, Dudhia J., Clegg PD, Smith, R. (2007). Komórki macierzyste w medycynie weterynaryjnej - próby regeneracji ścięgna koni po urazie. Trends in Biotechnology, 25 (9), 409-16.

G. de Walle, G., De Schauwer, C., Fortier, L. (2016). Terapia mezenchymalnymi komórkami macierzystymi. Equine Clinical Immunology (wydanie pierwsze) John Wiley & Sons, Inc. Źródło: https://lmunet.illiad.oclc.org/illiad/TNF/illiad.dll?Action=10&Form=75&Value=25484

Tagi:  Konie Zwierzęta egzotyczne Ryby i akwaria