Εφαρμογές των βλαστοκυττάρων στην Κτηνιατρική Ορθοπαιδική

Tα βλαστοκύτταρα είναι πολυδύναμα κύτταρα με ικανότητες διαφοροποίησης και πολλαπλασιασμού σε πολλές κυτταρικές σειρές, εμώ παράλληλα παράγουν πολλούς παράγοντες με ανοσορρυθμιστικές και αγγειογενετικές ιδιότητες. Χωρίζονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες: τα εμβρυικά βλαστοκύτταρα και τα ενήλικα μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα. Ανάλογα με την προέλευσή τους εμφανίζουν διαφορετικά πλεονεκτήματα και περιορισμούς. Για παράδειγμα, τα μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα που προέρχονται από τον μυελό των οστών (BMSCs) έχουν την υψηλότερη ικανότητα διαφοροποίησης σε μυοσκελετικά κύτταρα, αλλά η καλλιέργειά τους παραμένει χρονοβόρα. Επίσης, παρουσιάζουν καλύτερο δυναμικό οστεογένεσης συγκριτικά με τα προερχόμενα από λιπώδη ιστό βλαστοκύτταρα (ASCs). Στους σκύλους τα βλαστοκύτταρα που προέρχονται από τον αρθρικό θύλακο (SDSCs) εμφανίζουν παρόμοιες οστεογενετικές ικανότητες με τα BMSCs, ενώ ο ρυθμός πολλαπλασιασμού τους είναι εξίσου γρήγορος με των ASCs. Τέλος, σε ότι αφορά την δυναμική διαφοροποίησής τους σε χονδροκύτταρα υπερτερούν έναντι των ASCs και των BMSCs. Ωστόσο, η χρήση των ΑSCs παραμένει περισσότερο διαδεδομένη στην κλινική πράξη λόγω της εύκολης συλλογής τους, της γρήγορης καλλιέργειάς τους, του μεγάλου δυναμικού διαφοροποίησης σε μυοσκελετικά κύτταρα και του υψηλού ποσοστού πολλαπλασιασμού που εμφανίζουν.

Η χρήση των βλαστοκυττάρων στην εμβιομηχανική είναι μια καινοτόμος τεχνική που συνεχίζει να επεκτείνεται ολοένα και περισσότερο στον κτηνιατρικό κόσμο. Πολλές επιστημονικές εργασίες έχουν δημοσιευθεί τα τελευταία 10 χρόνια διατηρώντας στο επίκεντρο τις εφαρμογές τους στην ορθοπαιδική. Σε πολλές έρευνες, η χρήση αυτόλογων ASCs σε περιστατικά οστεοαρθρίτιδας ισχίου (Black et al., 2007), αγκώνα (Black et al., 2008, Guercio et al., 2012) και γονάτου σκύλων (Mohoric et al., 2016) κατέληξε σε κλινική βελτίωση των συμπτωμάτων και μείωση του βαθμού της χωλότητας. Μάλιστα. τα ευνοϊκά αποτελέσματα των ASCs φάνηκε να έχουν διάρκεια μέχρι και 4 χρόνια μετά τη χορήγησή τους (Srzentic Drazilov et al., 2018). Ακόμη, τα αυτόλογα ASCs είχαν θεραπευτική επίδραση όταν εφαρμόστηκαν ενδοαρθρικά σε αρθρώσεις ίππων με περιοστίτιδα καθώς οδήγησαν σε μείωση της χωλότητας ακόμη και 180 ημέρες μετά την εφαρμογή τους (Nicpon et al., 2013). Επίσης, η μελέτη των Vilar et al. (2014) επιβεβαίωσε τις παραπάνω μελέτες σε σκύλους παρουσιάζοντας θετικές αλλαγές και σε μετρήσεις δυνάμεων. Οι ίδιες μετρήσεις χρησιμοποιήθηκαν και στην παρουσίαση αποτελεσμάτων από την συνδυαστική χρήση ASCs και PRP σε σκύλους με οστεοαρθρίτιδα ισχίου (Vilar et al., 2013). Η συγκεκριμένη μελέτη, όπως και πολλές άλλες υποστηρίζουν την συνεργική δράση του PRP και των ASCs. Παρόμοια αποτελέσματα φάνηκαν και από την συνδυαστική χρήση τους σε πειραματικό μοντέλο οστεοαρθρίτιδας γονάτου, όπου η βελτίωση η οποία παρατηρήθηκε ήταν εξίσου σημαντική τόσο κλινικά όσο και σε επίπεδο ιστοπαθολογικής και μοριακής ανάλυσης (Yun et al., 2016). Μάλιστα σε πολυκεντρική, τυχαιοποιημένη μελέτη η οποία αφορούσε 39 σκύλους με ΟΑ ισχίου παρουσιάστηκε εκτός από την αποτελεσματικότητα και η ασφάλεια της συνδυαστικής χρήσης ASCs και PRP (Cuervo et al., 2014).

Παράλληλα, αρκετές είναι οι μελέτες οι οποίες προτείνουν ως αποτελεσματική και ταυτόχρονα απόλυτα ασφαλή την χρήση ετερόλογων ASCs σε αντίστοιχα περιστατικά. Σύμφωνα με τους Harman et al.(2016) η ενδοαρθρική χορήγηση σε παθολογικές αρθρώσεις σκύλων οδήγησε σε μείωση της έντασης των συμπτωμάτων χωρίς καμία παρενέργεια. Επίσης, ασφαλής αν και λιγότερο αποτελεσματική, τουλάχιστον όσο αφορά τους σκύλους μεγαλύτερης ηλικίας, σε σχέση με την ενδοαρθρική χορήγηση αποδείχθηκε και η ενδοφλέβια χορήγησή τους (Shah et al., 2018). Εκτός από την κλινική βελτίωση του άλγους και της χωλότητας, τις οποίες παρουσιάζουν οι παραπάνω έρευνες υπάρχουν και ιστοπαθολογικά ευρήματα, τα οποία επιβεβαιώνουν την αναγέννηση του αρθρικού χόνδρου σε σκύλους με δυσπλασία αγκώνα μετά την έγχυση ετερόλογων ASCs (Kriston-Pál et al., 2017). Τέλος, εξίσου ασφαλής αλλά και αποτελεσματική για χρονική περίοδο 3 μηνών ως προς την μείωση των συμπτωμάτων της οστεοαρθρίτιδας χωρίς την ταυτόχρονη εμφάνιση παρενεργειών αποδείχθηκε και η ενδοαρθρική έγχυση ετερόλογων ASCs σε ίππους (Marinas Pardo et al., 2018).

Σημαντική θέση ανάμεσα στις διάφορες ορθοπαιδικές εφαρμογές καταλαμβάνει η χρήση των ASCs για την διαχείριση τραυμάτων των συνδέσμων και των τενόντων. Η ρήξη του πρόσθιου χιαστού συνδέσμου αποτελεί ένα από τα πιο συχνά προβλήματα τέτοιου είδους στα κατοικίδια ζώα συντροφιάς, οπότε ήταν αναμενόμενη η δοκιμή των βλαστοκυττάρων προς αυτή την κατεύθυνση. Η ενδοαρθρική έγχυση αυτόλογων ASCs μαζί με PRP φαίνεται να προάγει την επούλωση της μερικής ρήξης του πρόσθιου χιαστού συνδέσμου (Canapp et al.,2016 a). Ωστόσο, στον αντίποδα βρίσκεται η έρευνα των Dos Santos et al. (2018) οι οποίοι κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η τοποθέτηση αυτόλογων ASCs στο σημείο της οστεοτομής κατά την ανάρτηση του κνημιαίου κυρτώματος (Tibial Tuberosity Advancement-TTA) δεν περιόρισε τον απαιτούμενο μετεγχειρητικό χρόνο ίασης. Κατ’ επέκταση τα αποτελέσματα σχετικά με τη δράση των ASCs στη ρήξη του συγκεκριμένου συνδέσμου στους σκύλους παραμένουν αμφιλεγόμενα. Ωστόσο, θα πρέπει να συνεκτιμηθεί το γεγονός ότι και οι δύο μελέτες είχαν ανομοιογενείς πληθυσμούς και διαφορετικά πρωτόκολλα αποκατάστασης.

Επιπρόσθετα, με θετικά αποτελέσματα ολοκληρώθηκε η χρήση των ASCs σε ιδιαίτερα κλινικά περιστατικά ιδιοπαθών παθήσεων, όπως η τενοντίτιδα του υπερακάνθιου μυός (Canapp et al., 2016) και η μυοπάθεια του ημιμενώδους μυός (Gibson et al., 2017). Σύμφωνα με τα αποτελέσματά αυτών των ερευνών, η εφαρμογή αυτόλογων ASCs περιόρισε τον σχηματισμό ουλής και οδήγησε σε στασιμότητα ή ακόμη και σε βελτίωση των κλινικών συμπτωμάτων. Ωστόσο, περιοριστικός παράγοντας και των δύο μελετών ήταν η έλλειψη ολοκληρωμένων ιστοπαθολογικών εξετάσεων. Παράλληλα, η ικανότητα διαφοροποίησης των ASCs σε λειτουργικά χονδροκύτταρα και τενοντοκύτταρα κατά την εφαρμογή τους σε πειραματικά μοντέλα ελλειμμάτων σε ημικρίκια τραχείας (Hashemibeni et al., 2012) αλλά και σε τένοντες, τα ανέδειξε ως μια πιθανή θεραπευτική επιλογή. Πιο συγκεκριμένα η χρήση τους οδήγησε σε τοπική μείωση της φλεγμονής και αύξηση της παραγωγής κολλαγόνου, οι οποίες τελικά κατέληξαν σε πλήρη επούλωση των ιστών (Shen et al., 2018). Αντίθετα, στους ίππους τα αποτελέσματα της χρήσης αυτόλογων ASCs σε τεχνητά τραύματα του τένοντα επιπολής καμπτήρα των δαχτύλων δεν ήταν ιδιαίτερα ενθαρρυντικά καθώς φάνηκε ότι επηρέασαν ελάχιστα την πορεία της επούλωσης (Geburek et al., 2017, Romero et al., 2017). Ωστόσο και οι δύο μελέτες αφορούσαν πειραματικές συνθήκες, οπότε δεν επαρκούν για την εξαγωγή ασφαλών συμπερασμάτων ειδικά σε ότι αφορά τα κλινικά περιστατικά.

Συμπέρασμα

Συμπερασματικά, η βιβλιογραφική ανασκόπηση αδυνατεί ακόμη να απαντήσει σε ερωτήσεις σχετικά με την καταλληλότερη οδό χορήγησης των βλαστοκυττάρων, εάν πρέπει να ενσωματωθούν σε ικριώματα ή όχι, καθώς και ποιος είναι ο ιδανικός αριθμός μεταμοσχευμένων κυττάρων. Επίσης, παραμένει αναπάντητο εάν οι θεραπευτικές δυνατότητες των βλαστοκυττάρων υπάρχουν λόγω της διαφοροποίησής τους σε προγονικά κύτταρα ή λόγω των ανοσορρυθμιστικών τους εκκρίσεων. Πολλά πειραματικά μοντέλα χρησιμοποιούνται για προκαταρκτικά δεδομένα, ενώ η κλινική χρήση τους βρίσκεται σε πρώιμα στάδια. Ωστόσο, τα δημοσιευμένα δεδομένα έχουν περιορισμούς λόγω του μικρού μεγέθους δείγματος, της ετερογένειας του πληθυσμού, της έλλειψης τυφλής τυχαιοποίησης και των ομάδων ελέγχου. Επομένως, ένα μελλοντικό ερευνητικό σχέδιο θα πρέπει να περιλαμβάνει μεθόδους και τεχνικές ικανές να συλλέξουν απαντήσεις για όλα αυτά τα ερωτήματα

Ανατολίτου Ανθή
Κτηνιατρικό Κέντρο Καστέλλας