عزل الخلايا التجديدية المشتقة من الدهون لعلاج ضعف الانتصاب بعد استئصال البروستاتا الجذري
Summary
يعد الكشف الدقيق عن الأساليب والبروتوكولات أمرا بالغ الأهمية لاستيعاب علاجات الخلايا الجذعية على نطاق واسع. هنا ، نقدم بروتوكولا لعزل الخلايا التجديدية المشتقة من الدهون ، والتي تستخدم لحقن واحد داخل الكهف كعلاج لضعف الانتصاب (ED) بعد استئصال البروستاتا الجذري (RP).
Abstract
تستخدم الخلايا الجذعية في العديد من مجالات البحث في الطب التجديدي جزئيا لأن هذه العلاجات يمكن أن تكون علاجية بدلا من أعراضها. يمكن الحصول على الخلايا الجذعية من أنسجة مختلفة وقد تم وصف عدة طرق للعزل. يمكن استخدام الطريقة المقدمة لعزل الخلايا التجديدية المشتقة من الدهون (ADRCs) في العديد من المجالات العلاجية لأن الطريقة هي إجراء عام ، وبالتالي ، لا تقتصر على علاج ضعف الانتصاب (ED). الضعف الجنسي هو أحد الآثار الجانبية الشائعة والخطيرة لاستئصال البروستاتا الجذري (RP) لأن الضعف الجنسي غالبا ما لا يتم علاجه بشكل جيد مع العلاج التقليدي. وقد اجتذب استخدام ADRC كعلاج للضعف الجنسي اهتماما كبيرا بسبب النتائج الإيجابية الأولية بعد حقن واحد من الخلايا في الجسم الكهفي. الطريقة المستخدمة لعزل ADRC هي عملية بسيطة وآلية ، قابلة للتكرار وتضمن منتجا موحدا. علاوة على ذلك ، يتم ضمان عقم المنتج المعزول لأن العملية برمتها تتم في نظام مغلق. من المهم تقليل خطر التلوث والعدوى لأن الخلايا الجذعية تستخدم للحقن في البشر. يمكن إجراء الإجراء بأكمله في غضون 2.5-3.5 ساعات ولا يتطلب مختبرا سريا يلغي الحاجة إلى شحن الأنسجة إلى خارج الموقع. ومع ذلك ، فإن الإجراء لديه بعض القيود لأن الحد الأدنى لكمية الشحميات المستنزفة لجهاز العزل ليعمل هو 100 جم.
Introduction
الخلايا الجذعية لديها القدرة على التمايز إلى أنواع مختلفة من الخلايا ، وهي تفرز عوامل باراكرين يعتقد أنها تعزز عملية الشفاء في الأنسجة التالفة1،2،3،4. وبالتالي ، فهي جذابة في مجال الطب التجديدي ، لأنها يمكن أن تمثل علاجا علاجيا ممكنا.
استئصال البروستاتا الجذري (RP) هو العلاج العلاجي الذهبي للمرضى الذين يعانون من سرطان البروستاتا الموضعي منخفض / متوسط الخطورة ومتوسط العمر المتوقع > 10 سنوات. الهدف من الجراحة هو القضاء على السرطان ، ولكن له العديد من الآثار الجانبية. يتراوح انتشار سلس البول بعد استئصال البروستاتا من 2-60٪ ويعاني 20-90٪ من المرضى من ضعف الانتصاب (ED) من5. تعد تقنية تجنيب الأعصاب خيارا متاحا لدى بعض المرضى (درجة غليسون < 7 ، وانخفاض خطر الإصابة بمرض خارج الكبسولة)5. هذه التقنية تنقذ الأعصاب المسؤولة عن الانتصاب ، ولكن على الرغم من أن هذا ممكن ، إلا أن العديد من المرضى ما زالوا يبلغون عن الضعف الجنسي بعد الجراحة.
تتكون خيارات العلاج لإعادة تأهيل القضيب بعد RP في المقام الأول من العلاج باستخدام مثبطات PDE-5 ، والعلاج بالحقن أو التقطير ومضخات التفريغ. تختلف الأدوية المستخدمة لإعادة تأهيل القضيب من الناحية الدوائية ، ولكن آلية عملها تشمل استرخاء خلايا العضلات الملساء في الجسم الكهفي. ومع ذلك ، فإن العديد من المرضى يعانون من فشل العلاج ولا يحققون أبدا تأثيرا للدواء الذي يمكن الجماع6.
يعتقد أن الضعف الجنسي الذي يحدث بعد RP يرجع إلى تغييرات لا رجعة فيها هيكليا7. تحدث هذه التغيرات في الأنسجة الكهفية وتشمل موت الخلايا المبرمج للخلايا الملساء والبطانية والتليف. آلية انسداد الوريد المسؤولة عن جزء مركزي من الانتصاب ، تضعف بسبب التغييرات ، مما يؤدي إلى ملء وصلابة القضيب7.
يفيد العديد من المرضى أن الضعف الجنسي الذي يعانون منه له تأثير سلبي على نوعية حياتهم8. إنهم ليسوا مستعدين للتخلي عن نشاطهم الجنسي بعد الجراحة ، وبالتالي ، فإن العلاج العلاجي للضعف الجنسي جذاب ، عندما تفشل العلاجات الأخرى المتاحة لإعادة تأهيل القضيب.
في التجارب السابقة ، بما في ذلك التجارب على الحيوانات والمرحلة الأولى الصغيرة على البشر ، أظهرت الخلايا الجذعية نتائج واعدة كعلاج بديل ل ED 2,9,10,11,12. تظهر النتائج أنه من الآمن استخدام ADRCs ، وأن وظيفة الانتصاب تتحسن بشكل كبير بعد حقنة واحدة في الجسم الكهفي2،9،10،11،12. يعتقد أن الخلايا التجديدية المشتقة من الدهون (ADRCs) تدعم تجديد الأنسجة بواسطة آليات paracrine من خلال تحرير الهرمونات المتعددة ، وعوامل النمو العصبية وغيرها ، والسيتوكينات ، وربما الحمض النووي الريبي الصغير13. بالإضافة إلى ذلك ، فإن ADRCs قادرة على التمايز إلى عدة أنواع من الخلايا الناضجة بما في ذلك خلايا العضلات البطانية والوعائية وخلايا الغضاريف والخلايا العظمية والخلايا العصبية14,15. هذه الخصائص تجعل الخلايا الجذعية مثيرة للاهتمام لتطوير علاج جديد دائم لضعف الانتصاب.
تنقسم الخلايا الجذعية إلى عدة مجموعات، أساسا تلك المشتقة من الجنين المبكر (الخلايا الجذعية الجنينية) وتلك من الأنسجة البالغة (الخلايا الجذعية البالغة). تشمل الخلايا الجذعية البالغة الخلايا الجذعية الوسيطة (MSC) متعددة القدرات ويمكن العثور عليها في نخاع العظم والأنسجة الدهنية ودم الحبل السري والمشيمة ولب الأسنان17.
من السهل الوصول إلى الخلايا الجذعية من الأنسجة الدهنية ، على عكس الخلايا الجذعية المشتقة من نخاع العظام. حصاد الخلايا الجذعية من نخاع العظم هو إجراء محفوف بالمخاطر ومؤلم مقارنة بشفط الدهون. سيكون عدد الخلايا التي يمكن حصادها من نخاع العظم محدودا ، في حين أن مستودعات المريض فقط من الأنسجة الدهنية تحدد الحد الأقصى لعدد الخلايا التي يمكن حصادها. لذلك ، من الممكن عزل كمية كبيرة من الخلايا الجذعية من الأنسجة الدهنية دون الحاجة اللاحقة إلى زراعة الخلايا للحصول على كمية مرضية. تتكون الخلايا التجديدية المشتقة من الدهون ، والتي يشار إليها أيضا باسم الجزء الوعائي اللحمي (SFV) ، من العديد من أنواع الخلايا بما في ذلك MSCs والخلايا البطانية والخلايا المحيطة والخلايا المناعية والأسلاف هنا18. قد تلعب كل هذه دورا في عملية التجديد.
الهدف من هذه الدراسة هو التحقيق في تأثير الخلايا الجذعية على الضعف الجنسي بعد RP باستخدام 4 مل من ADRCs الذاتية المعزولة من الأنسجة الدهنية التي تم حصادها حديثا بعد الحقن في الجسم الكهفي.
Protocol
Representative Results
Discussion
لا يقتصر الإجراء المقدم لعزل ADRCs على استخدامه فقط لعلاج الضعف الجنسي ، ولكن يمكن استخدامه في أشكال أخرى متعددة من العلاج والتجارب. أظهرت تجربتنا أن ADRCs الذاتية والمعزولة حديثا آمنة للاستخدام ، وأن العلاج مقبول بشكل جيد في متابعة مدتها 12 شهرا.
قبل استخدام الإجراء ، هناك بعض الاعتبارات التي يجب مراعاتها. عيب هذا الإجراء هو أن المريض يجب أن يكون تحت التخدير العام أثناء شفط الدهون. من الممكن إجراء عملية شفط الدهون تحت التخدير الموضعي ، لكن تجربة سابقة أظهرت أن مزيجا من التخدير الموضعي والأدرينالين قد يكون له تأثير سلبي على نمو خلايا الخلايا الليفية20. خطر التعرض للتخدير العام منخفض بشكل عام ، ولكن لا يزال ينظر إلى نتيجة سلبية. يجب أن تؤخذ هذه المخاطر في الاعتبار عند اختيار المرضى للعلاج. شفط الدهون هو إجراء جراحي ، وبالتالي ، سوف يحمل دائما خطر حدوث مضاعفات. كما هو الحال مع جميع العمليات الجراحية الأخرى ، هناك خطر حدوث نزيف بعد العملية الجراحية مما يؤدي إلى تكوين أورام دموية وخطر العدوى. أبلغ بعض مرضانا أيضا عن انخفاض عابر في حساسية جلد البطن. المضاعفات الفورية لشفط الدهون هي النزيف. من المعروف أن المرضى يخاطرون بالحصول على مضاعفات جهازية عند إزالة كميات كبيرة من الأنسجة. كان شفط الدهون في هذا الإجراء صغيرا نسبيا وبالتالي لا يعتبر عامل خطر.
يتم الإبلاغ عن مضاعفات حقن الخلايا على أنها احمرار عابر وحنان وأورام دموية.
تم اختيار الجهاز المستخدم لعزل ADRCs ، لأن النظام معتمد من CE. في الدنمارك ، من الضروري استخدام المعدات المعتمدة من CE لأن السلطات تصنف العلاج بالخلايا الجذعية كتجربة اختبار المخدرات ، عندما يتم استخدام ADRC للحقن في البشر.
يتمتع الجهاز بمزايا مثل توحيد الإجراء بأكمله وتنفيذه في بيئة معقمة مغلقة دون الحاجة إلى مختبر عالي السرية. وبالتالي ، يتم تقليل خطر التلوث. هذا يضمن أن الإجراء موحد وقابل للتكرار ، وأن جودة المنتج النهائي هي نفسها دائما في كل مرة (ومع ذلك ، فإنه يعتمد أيضا على جودة أنسجة المدخلات). يعد إجراء العزل على الجهاز أمرا سهلا ولا يتطلب مشغلين متعلمين بشكل خاص.
أحد قيود الجهاز هو أن الحد الأدنى من الإدخال في الجهاز هو 100 غرام من الدهون المستنزفة. نظرا لأن شفط الدهون قد انتهى تماما قبل بدء معالجة الخلايا (وفي حالتنا ، في موقع مختلف ، وليس في غرفة العمليات) في تجربتنا ، فإن هذا سيتطلب أن تكون كمية الشحم الشفتيرية 125 مل على الأقل باستخدام المقياس التقريبي لمحاقن 50 مل. خلاف ذلك ، هناك خطر من عدم وجود مواد كافية للآلة للمضي قدما. أيضا ، فإن استخدام الحد الأقصى للنهاية (الحد الأقصى للإدخال هو 425 مل) سيؤدي إلى إجراء عزل طويل جدا.
يبدو أن الخلايا الجذعية البالغة من كل من الأنسجة الدهنية ونخاع العظم لديها القدرة على التجديد الذاتي والتمايز مثل الخلايا الجذعية الجنينية. واحدة من مزايا ADRCs على الخلايا الجذعية المكونة للدم هي عائد أعلى 100-500 مرة لكل حجم الأنسجة مقارنة بنخاع العظم21,22 ، وبالتالي ، لا تحتاج ADRCs إلى الاستزراع. علاوة على ذلك ، فإن الخلايا الجذعية المكونة للدم أكثر صعوبة وأكثر إيلاما في الحصاد من المريض من الأنسجة الدهنية. في كثير من الحالات ، تكون الأنسجة الدهنية مجرد منتج نفايات بعد الجراحة. من الممكن استزراع الخلايا الجذعية لإعطاء عائد أعلى مناسب لتكوين الأوعية الدموية ، ولكن قد يكون ل ADRC المعزول حديثا إمكانات وعائية أعلى من23 المستزرعة.
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم تأسيس هذا العمل من قبل مستشفى جامعة أودنسه (11/31936) والمركز الدنماركي للطب التجديدي (14/50427) وجمعية السرطان الدنماركية.
Materials
| Liposuction | |||
| Abdominal Binder | Dale | Size depent of the patient | |
| Adhessive OP-towel | Mölnlycke Health Care | 906677 | 90×75 cm |
| Adrenalin 1 mg/ml | Amgros I/s | 74 44 23 | 1 ml |
| Basic OP supplies | Mölnlycke Health Care | 97010873-07 | |
| Carbon Steel blade 11 | Swann-Morton | ||
| Chlorhixidine Ethanol | Faarborg Pharma | 5% colored | |
| Disposable set Lipocollector 3 | Human Med | 670200 | |
| Extension hoses | Extrudan | 5.8/8.3 mm, Ch 25, 3,5 M long | |
| Gaze Rags | Barrier | 175201 | 30×45 cm |
| Jelonet | Smith and Nephew Medical Ltd | 90509225 | 10 x 10 cm |
| Marcaine 5 mg/ml + Adrenaline 5 micrigram | Astra Zeneca | 20 mL | |
| Mesorb Bandage | Mölnlycke Health Care | 677001 | 10×13 cm |
| Microlance | Becton Dickinson | 304622 | 18 G + 23 G |
| Monocryl suture | Ethicon | 04:00 | |
| Ringer-lactat | Fresinus Kabi | ||
| Sterile gloves | Gammex | 330052065 | |
| Surgical Gown | Mölnlycke Health Care | 690103-01 | |
| Surgical Marker | Richard-Allan | ||
| Surgical Mask | 3M | ||
| Syringe | Codan Medical | 6,28,402 | 50/60 ml cath tip |
| Syringe | Becton Dickinson | 700016181 | 1 ml |
| WAL- Applikator for cannulae 25/30 cm | Human Med | REF 500001 | |
| Isolation of ADRC's | |||
| 1 ml Syringe | Becton Dickinson | REF 303172 | |
| 3 way stopcock | One Med | REF 10554-01 | |
| Adhesive OP-towel | Mölnlycke Health Care AB | REF 906677 | 90×75 cm |
| Cytori Celution 800IV device | Cytori | ||
| Desinfection swaps | Mediq Danmark | 3340010 | |
| Microlance | Becton Dickinson | 25G (0,5*25 mm) | |
| Nitril Gloves | Abena | Powder free | |
| OR drape Sheet, 2 layers | Lohmann & Rauscher | REF 33005 | |
| Ringers Lactate | Fresinus Kabi | 06756 (DK) | |
| Sterile gloves | |||
| Sterile gown | |||
| Supplemental kit for Cytori Celution 800IV devise | Cytori | ||
| Termometer | Thomas Scientific | traceable | |
| Injection of ADRC's | |||
| Aperture drape | One Med | REF1565-01 | 75*90 cm |
| Desinfection swap | Mediq Danmark | 3340010 | |
| Pean | Leibinger | 32-01257 | |
| Silicone Vessel Loop | Purple Surgical | REF PS3203 | |
| Sterile gloves | Sempermed | Or Use your favorite |
Referencias
- Baraniak, P. R., McDevitt, T. C. Stem cell paracrine actions and tissue regeneration. Regenerative Medicine. 5 (1), 121-143 (2010).
- Albersen, M., et al. Injections of adipose tissue-derived stem cells and stem cell lysate improve recovery of erectile function in a rat model of cavernous nerve injury. The Journal of Sexual Medicine. 7 (10), 3331-3340 (2010).
- Zuk, P. A., et al. Human adipose tissue is a source of multipotent stem cells. Molecular Biology of the Cell. 13 (12), 4279-4295 (2002).
- Yang, J., et al. Adipose-derived stem cells improve erectile function partially through the secretion of IGF-1, bFGF and VEGF in aged rats. Andrology. 6, 498-509 (2018).
- Phillippou, Y. A., et al. Penile rehabilitation for postprostatectomy erectile dysfunction. Cochrane Database Systematic Review Issue 10. 012414, (2018).
- Nelson, C. J., et al. Back to baseline: erectile function recovery after radical prostatectomy from the patients’ perspective. Journal of Sex Medicine. 10, 1636-1643 (2013).
- Fode, M., Ohl, D. A., Ralph, D., Sonksen, J. Penile rehabilitation after radical prostatectomy: what the evidence really says. British Journal of Urology International. 112 (7), 998-1008 (2013).
- Johansson, E., et al. Long-term quality-of-life outcomes after radical prostatectomy or watchfull waiting: the Scandinavian Prostate Cancer Group-4 randomised trail. Lancet Oncology. 12, 891-899 (2011).
- Huang, Y. C., et al. The effect of intracavernous injection of adipose tissue-derived stem cells on hyperlipidemia-associated erectile dysfunction in a rat model. The Journal of Sexual Medicine. 7 (4), 1391-1400 (2010).
- Garcia, M. M., et al. Treatment of erectile dysfunction in the obese type 2 diabetic ZDF rat with adipose tissue-derived stem cells. The Journal of Sexual Medicine. 7 (1), 89-98 (2010).
- Lin, C. S., Xin, Z., Dai, J., Huang, Y. C., Lue, T. F. Stem-cell therapy for erectile dysfunction. Expert Opinion on Biological Therapy. 13 (11), 1585-1597 (2013).
- Haahr, M. K., et al. Safety and Potential Effect of a Single Intracavernous Injection of Autologous Adipose-Derived Regenerative Cells in Patients with Erectile Dysfunction Following Radical Prostatectomy: An Open-Label Phase I Clinical Trial. EBioMedicine. 5, 204-210 (2016).
- Mirotsou, M., Jayawardena, T. M., Schmeckpebper, J., Gnecchi, M., Dzau, V. J. Paracrine mechanisms of stem cell reparative and regenerative actions in the heart. Journal of Molecular Cellular Cardiology. 50 (2), 280-289 (2011).
- Baraniak, P. R., McDevitt, T. C. Stem cell paracrine actions and tissue regeneration. Regenerative Medicine. 5 (1), 121-143 (2010).
- Albersen, M., et al. Injections of adipose tissue-derived stem cells and stem cell lysate improve recovery of erectile function in a rat model of cavernous nerve injury. The Journal of Sexual Medicine. 7 (10), 3331-3340 (2010).
- Zuk, P. A., et al. Human adipose tissue is a source of multipotent stem cells. Molecular Biology of the Cell. 13 (12), 4279-4295 (2002).
- Gokce, A., Peak, T. C., Abdel-Mageed, A. B., Hellstrom, W. J. Adipose Tissue-Derived Stem Cells for the Treatment of Erectile Dysfunction. Current Urology Reports. 17, 14 (2016).
- Bourin, P., et al. Stromal cells from the adipose tissue-derived stromal vascular fraction and cultured expanded adipose tissue-derived stromal/stem cells: a joint statement of the International Frederation for Adipose Therapeutics and Science (IFATS) and the International Society for Cellular Therapy (ISCT). Cytotherpy. 15 (6), 641-648 (2013).
- Haahr, M. K., et al. A 12-month Follow-up after a Single Intracavernous Injection of Autologous Adipose-derived Regenerative Cells in Patients with Erectile Dysfunction following Radical Prostatectomy: An Open-label Phase 1 Clinical Trial. Urology. 121, 203 (2018).
- Fedder, C., et al. In vitro exposure of human fibroblasts to local anesthetics impairs cell growth. Clinical & Experimental Immunology. 162 (2), 280-288 (2010).
- D’Andrea, F., et al. Large-scale production of human adipose tissue from stem cells: a new tool for regenerative medicine ad tissue banking. Tissue Engineering Part C: Methods. 14 (3), 233-242 (2008).
- Zhang, S., et al. Comparison of the therapeutic effects of human and mouse adipose-derived stem cells in a murine model of lipopolysaccharide-induced acute lung injury. Stem Cell Research and Therapy. 4 (1), 13 (2013).
- Yusuke, H., et al. Transplantation of freshly isolated adipose tissue-derived regenerative cells enhances angiogenesis in a murine model of hind limb ischemia. Biomedical Research. 34 (1), 23-29 (2013).
