Nauwkeurige openbaarmaking van methoden en protocollen is cruciaal voor grootschalige opname van stamceltherapieën. Hier presenteren we een protocol om van vetweefsel afgeleide regeneratieve cellen te isoleren, gebruikt voor een enkele intracaverneuze injectie als behandeling van erectiestoornissen (ED) na radicale prostatectomie (RP).
Stamcellen worden gebruikt in veel onderzoeksgebieden binnen de regeneratieve geneeskunde, deels omdat deze behandelingen curatief kunnen zijn in plaats van symptomatisch. Stamcellen kunnen worden verkregen uit verschillende weefsels en verschillende methoden voor isolatie zijn beschreven. De gepresenteerde methode voor de isolatie van van vetweefsel afgeleide regeneratieve cellen (ADRCs) kan binnen veel therapeutische gebieden worden gebruikt omdat de methode een algemene procedure is en daarom niet beperkt tot erectiestoornissen (ED) therapie. ED is een veel voorkomende en ernstige bijwerking van radicale prostatectomie (RP), omdat ED vaak niet goed wordt behandeld met conventionele therapie. Het gebruik van ADRC’s als behandeling voor ED heeft grote belangstelling getrokken vanwege de eerste positieve resultaten na een enkele injectie van cellen in het corpora cavernosum. De methode die wordt gebruikt voor de isolatie van ADRC’s is een eenvoudig, geautomatiseerd proces, dat reproduceerbaar is en zorgt voor een uniform product. Bovendien is de steriliteit van het geïsoleerde product gewaarborgd omdat het hele proces plaatsvindt in een gesloten systeem. Het is belangrijk om het risico op besmetting en infectie te minimaliseren, omdat de stamcellen worden gebruikt voor injectie bij mensen. De hele procedure kan binnen 2,5-3,5 uur worden uitgevoerd en vereist geen geclassificeerd laboratorium dat de noodzaak voor het verzenden van weefsel naar een off-site elimineert. De procedure heeft echter enkele beperkingen, omdat de minimale hoeveelheid afgevoerd lipoaspiraat voor het isolatieapparaat om te functioneren 100 g is.
Stamcellen hebben het vermogen om te differentiëren in verschillende celtypen en ze scheiden paracriene factoren af waarvan wordt gedacht dat ze het genezingsproces in beschadigd weefsel bevorderen 1,2,3,4. Ze zijn daarom aantrekkelijk binnen het gebied van regeneratieve geneeskunde, omdat ze een mogelijke curatieve behandeling kunnen vertegenwoordigen.
Radicale prostatectomie (RP) is de gouden curatieve behandeling voor patiënten met een laag / gemiddeld risico gelokaliseerde prostaatkanker en een levensverwachting > 10 jaar. Het doel van de operatie is uitroeiing van de kanker, maar het heeft verschillende bijwerkingen. De prevalentie van post-prostatectomie incontinentie varieert van 2-60% en erectiestoornissen (ED) wordt ervaren door 20-90% van de patiënten5. Zenuwsparende techniek is bij sommige patiënten een optie (Gleason-score < 7, laag risico op extracapsulaire ziekte)5. Deze techniek spaart de zenuwen die verantwoordelijk zijn voor erectie, maar hoewel dit mogelijk is, melden veel patiënten nog steeds postoperatief ED.
Behandelingsopties voor penisrevalidatie na RP bestaan voornamelijk uit behandeling met PDE-5-remmers, injectie- of instillatietherapie en vacuümpompen. Geneesmiddelen die worden gebruikt voor penisrevalidatie verschillen farmacologisch, maar hun werkingsmechanisme omvat ontspanning van de gladde spiercellen in het corpus cavernosum. Veel patiënten ervaren echter falende behandeling en bereiken nooit een effect van het geneesmiddel dat geslachtsgemeenschap mogelijk maakt6.
De ED die optreedt na RP wordt verondersteld te wijten te zijn aan structureel onomkeerbare veranderingen7. Deze veranderingen treden op in het caverneuze weefsel en omvatten apoptose van de gladde spier- en endotheelcellen en fibrose. Het veno-occlusieve mechanisme dat verantwoordelijk is voor een centraal deel van de erectie, wordt aangetast door de veranderingen, wat resulteert in een slechtere vulling en hardheid van de penis7.
Veel van de patiënten melden dat de SEH die ze ervaren een negatieve invloed heeft op hun kwaliteit van leven8. Ze zijn niet klaar om hun seksuele activiteit na de operatie op te geven en daarom is een curatieve therapie voor ED aantrekkelijk, wanneer de andere beschikbare behandelingen voor penisrevalidatie falen.
In eerdere onderzoeken, waaronder dier- en kleine fase 1-onderzoeken op mensen, hebben stamcellen veelbelovende resultaten laten zien als een alternatieve behandeling voor ED 2,9,10,11,12. De resultaten tonen aan dat het veilig is om ADRCs te gebruiken en dat de erectiele functie aanzienlijk wordt verbeterd na een enkele injectie in het corpora cavernosum 2,9,10,11,12. Van vet afgeleide regeneratieve cellen (ADRCs) wordt gedacht dat ze de weefselregeneratie ondersteunen door paracriene mechanismen door bevrijding van meerdere hormonen, neurotrofe en andere groeifactoren, cytokines en mogelijk micro-RNA’s13. Bovendien kunnen ADRCs differentiëren in verschillende volwassen celtypen, waaronder endotheel- en vasculaire spiercellen, kraakbeencellen, osteocyten en neuronen14,15. Deze eigenschappen maken stamcellen interessant voor het ontwikkelen van een permanente nieuwe behandeling voor ED.
Stamcellen zijn verdeeld in verschillende groepen, voornamelijk die afgeleid van het vroege embryo (embryonale stamcellen) en die van volwassen weefsel (volwassen stamcellen). Volwassen stamcellen omvatten mesenchymale stamcellen (MSC) die multipotent zijn en kunnen worden gevonden in het beenmerg, vetweefsel, navelstrengbloed, placenta en tandpulp17.
Stamcellen uit het vetweefsel zijn gemakkelijk toegankelijk, in tegenstelling tot stamcellen afkomstig uit beenmerg. Het oogsten van stamcellen uit het beenmerg is een riskante en pijnlijke procedure in vergelijking met liposuctie. Het aantal cellen dat uit beenmerg kan worden geoogst, zal beperkt zijn, terwijl alleen de depots van vetweefsel van de patiënt de limiet bepalen voor het aantal cellen dat kan worden geoogst. Het is daarom mogelijk om een grote hoeveelheid stamcellen uit het vetweefsel te isoleren zonder dat de cellen vervolgens hoeven te worden gekweekt om een bevredigende hoeveelheid te verkrijgen. De van vet afgeleide regeneratieve cellen, ook vaak aangeduid als de stromale vasculaire fractie (SFV), bestaat uit vele celtypen, waaronder MSC’s, endotheelcellen, pericyten, immuuncellen en voorlopershiervan 18. Deze kunnen allemaal een rol spelen in het regeneratieve proces.
Het doel van deze studie is om het effect van stamcellen op ED na RP te onderzoeken door gebruik te maken van 4 ml autologe ATEC’s geïsoleerd uit vers geoogst vetweefsel na injectie in het corpora cavernosum.
De gepresenteerde procedure voor het isoleren van ADRCs is niet beperkt tot alleen gebruik voor ED-therapie, maar kan worden gebruikt in meerdere andere vormen van behandeling en experimenten. Onze studie toonde aan dat autologe, vers geïsoleerde ADRCs veilig zijn om te gebruiken en dat de behandeling goed verdraagbaar is in een follow-up van 12 maanden.
Voordat de procedure wordt gebruikt, moeten er enkele overwegingen worden gemaakt. Een nadeel van deze ingreep is dat de patiënt tijdens de liposuctie onder algehele narcose moet zijn. Liposuctie is mogelijk om uit te voeren onder lokale anesthesie, maar een eerdere studie heeft aangetoond dat een combinatie van lokale anesthetica en adrenaline een negatieve invloed kan hebben op de celgroei van fibroblasten20. Het risico om onder algehele anesthesie te zijn is over het algemeen laag, maar er wordt nog steeds een negatief resultaat gezien. Dit risico moet in gedachten worden gehouden wanneer patiënten worden geselecteerd voor de behandeling. Liposuctie is een chirurgische ingreep en zal daarom altijd risico lopen op complicaties. Net als bij alle andere chirurgische ingrepen is er een risico op postoperatieve bloedingen die resulteren in de vorming van hematomen en een risico op infectie. Sommige van onze patiënten rapporteerden ook een voorbijgaande verminderde gevoeligheid van de buikhuid. Een onmiddellijke complicatie van liposuctie is bloeding. Het is bekend dat patiënten het risico lopen systemische complicaties te krijgen wanneer grote hoeveelheden weefsel worden verwijderd. De liposuctie bij deze ingreep was relatief klein en werd daarom niet als risicofactor beschouwd.
Complicaties voor de injectie van cellen worden gemeld als voorbijgaande roodheid, gevoeligheid en hematomen.
Het apparaat dat wordt gebruikt voor de isolatie van de ADRCs, is gekozen omdat het systeem CE-goedgekeurd is. In Denemarken is het verplicht om CE-goedgekeurde apparatuur te gebruiken omdat de autoriteiten de behandeling met stamcellen categoriseren als een drugstestproef, wanneer de ADRC wordt gebruikt voor injectie bij mensen.
Het apparaat heeft voordelen, zoals dat de hele procedure wordt gestandaardiseerd en uitgevoerd in een gesloten steriele omgeving zonder dat een zeer geclassificeerd laboratorium nodig is. Het risico op besmetting wordt daardoor verkleind. Dit zorgt ervoor dat de procedure uniform en reproduceerbaar is en dat de kwaliteit van het eindproduct altijd hetzelfde is (het hangt echter ook af van de kwaliteit van het inputweefsel). Het uitvoeren van de isolatie op het apparaat is eenvoudig en vereist geen speciaal opgeleide operators.
Een beperking van het apparaat is dat de minimale invoer in de machine 100 g uitgelekt lipoaspiraat is. Omdat de liposuctie volledig is voltooid voordat de celverwerking begint (en in ons geval op een andere locatie, niet in de OK), vereist dit in onze ervaring dat de hoeveelheid lipoaspiraat ten minste 125 ml is met behulp van de ruwe maat van de 50 ml spuiten. Anders bestaat het risico dat er niet genoeg materiaal is voor de machine om mee door te gaan. Ook zou het gebruik van de bovengrens (maximale input is 425 ml) resulteren in een zeer lange isolatieprocedure.
Volwassen stamcellen uit zowel vetweefsel als beenmerg lijken capaciteit te hebben voor zelfvernieuwing en differentiatie zoals embryonale stamcellen. Een van de voordelen van ADRCs ten opzichte van hemopoietische stamcellen is een 100-500 keer hogere opbrengst per weefselvolume in vergelijking met beenmerg21,22, en daarom hoeven ADRCs niet te worden gekweekt. Bovendien zijn hemopoietische stamcellen moeilijker en pijnlijker te oogsten van de patiënt dan vetweefsel. In veel situaties is vetweefsel slechts een afvalproduct na de operatie. Het is mogelijk om stamcellen te kweken om een hogere opbrengst te geven die geschikt is voor angiogenese, maar vers geïsoleerde ADRC’s kunnen een hoger angiogene potentie hebben dan gekweekt23.
The authors have nothing to disclose.
Dit werk is opgericht door het Universitair Ziekenhuis van Odense (11/31936), het Deense Centrum voor Regeneratieve Geneeskunde (14/50427) en de Deense Kankervereniging.
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 |