Предварительные итоги экспериментального и клинического применения экстрацеллюлярных микровезикул мезенхимальных стромальных клеток после кесарева сечения

Резюме

Цель - оценить переносимость введения экстрацеллюлярных микровезикул (ЭМВ) мезенхимальных стромальных клеток (МСК) плацентарного происхождения сначала экспериментальным животным (крысам инбрендной линии WAG) после создания у них модели кесарева сечения для улучшения репарации рубца, а следующим этапом роженицам во время абдоминального родоразрешения с анализом течения их послеоперационного периода.

Материал и методы. В исследование были включены 2 группы лабораторных животных (144 крысы - основная группа и 189 - группа контроля), которым в интактную матку и в область швов после моделирования кесарева сечения вводили ЭМВ, и 2 группы родильниц, которым проводилось кесарево сечение: основную группу составили 59 пациенток, которым в ходе абдоминального родоразрешения после ушивания нижнего сегмента однорядным непрерывным викриловым швом вводилось 500 мкл ЭМВ МСК. В группу сравнения (контрольную) вошли 60 пациенток с ушиванием матки однорядным непрерывным викриловым швом без введения микровезикул.

Результаты. В группе с введением экзосом не было зарегистрировано ни одной послеоперационной смерти, тогда как в контроле погибли 9 крыс. После применения микровезикул родило в 1,3 раза большее количество животных - 62,5% по сравнению с 47,6%, что не только указывало на отсутствие неблагоприятного интраоперационного воздействия микровезикул, но, наоборот, на улучшение микроциркуляции в области операционной раны. Результаты экспериментальных работ позволили локальному этическому комитету Новосибирского городского клинического перинатального центра одобрить применение ЭМВ МСК беременным после подписания ими информированного добровольного согласия в ходе проведения кесарева сечения. У всех родильниц основной группы послеоперационный период протекал без осложнений. Послеоперационный койко-день у них составлял 4,26±0,09, что достоверно меньше в сравнении с группой контроля, в которой пациентки выписывались в основном через 5,33±0,38 сут (p<0,05). Все пациентки после введения экзосом были включены в группу с последующим самопроизвольным родоразрешением с рубцом на матке после кесарева сечения, так как в ближайшие 2-3 года планировали повторную беременность. У них не было отмечено ни одного случая гнойно-септических осложнений, в то время как в контрольной группе без введения ЭМВ МСК было зафиксировано 4 эндометрита (6%) и 2 лохиометры (3,3%).

Заключение. Таким образом, полученные успешные экспериментальные данные позволили применить ЭМВ МКС у пациенток и продемонстрировать их хорошую переносимость и более высокую эффективность при интраоперационном введении по сравнению с традиционным хирургическим лечением. Первые результаты клинического применения экзосом позволяют надеяться на улучшение репарации миометрия и прогнозировать самопроизвольные роды у пациенток с рубцом на матке после кесарева сечения.

Ключевые слова:экстрацеллюлярные микровезикулы, экзосомы, абдоминальное родоразрешение

Финансирование. Автор заявляет об отсутствии спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Для цитирования: Пекарева Е.О. Предварительные итоги экспериментального и клинического применения экстрацеллюлярных микровезикул мезенхимальных стромальных клеток после кесарева сечения // Акушерство и гинекология: новости, мнения, обучение. 2021. Т. 9, № 4. С. 36-43. DOI: https://doi.org/10.33029/2303-9698-2021-9-4-36-43

За последние 15 лет число кесаревых сечений в России достигло 422 тыс., превысив рубеж в 30%. На протяжении последних 10 лет тактика родоразрешения пациенток с рубцом на матке после операции кесарева сечения постепенно меняется в сторону самопроизвольных родов, ведь повторное абдоминальное родоразрешение повышает риск материнской смертности в 5 раз. Вот почему давно назрела необходимость поиска новых методов повышения эффективности репарации миометрия после перенесенной операции, чтобы через 2-3 года женщины смогли забеременеть и родить самопроизвольно. Для улучшения регенерации тканей в клинической медицине на протяжении 15 лет с успехом используются клеточные технологии [1-3], но существуют определенные трудности для их широкого внедрения [4-7]. Поэтому в последние годы большее внимание оказывается не самим клеткам, а их микровезикулам, которые участвуют в обмене между клетками как белковым, так и генетическим материалом. Экстрацеллюлярные микровезикулы (ЭСМ) мезенхимальных стромальных клеток (МСК) посредством секреции могут участвовать в передаче межклеточной информации и работать в качестве модулятора репарации тканей в области рубца миометрия [8-13].

Основываясь на вышеизложенном, мы предполагаем, что использование ЭМВ позволит улучшить течение послеоперационного периода и состояние рубца миометрия, и это даст возможность пациенткам в дальнейшем родить самопроизвольно с рубцом на матке после кесарева сечения и снизить частоту абдоминального родоразрешения. Тем более что проведенные экспериментальные исследования на модели кесарева сечения у лабораторных крыс инбредной линии WAG показали способность экзосом находиться в миометрии как интактных животных, так и после произведенного кесарева сечения не менее 8 сут (рис. 1-3) [14, 15].

Рис. 1. Ткани различных отделов маточных рогов крыс через 2 сут после инъекции ЭМВ. А, Б, В - проксимальный отдел; Г, Д, Е - медиальная треть; Ж, З, И - дистальная часть. Результат компьютерного совмещения изображений, полученных в люминесцентном режиме микроскопа с фильтрами Alexa 488 и для родамина. А - преимущественное свечение при использовании родаминового фильтра единичных очень мелких объектов (стрелки); Б - в крупной клетке цитоплазма флюоресцирует с сильным красным оттенком (стрелка); В - преобладание свечения включений в клеточной цитоплазме в условиях применения фильтра для родамина; Г - мелкие пылевидные объекты ярко флюоресцируют на фоне установки родаминового фильтра (стрелки); Д - разного размера объекты светятся с красным оттенком; Е - в отдельных крупных клеточных элементах цитоплазма более ярко флюоресцирует в условиях применения фильтра для родамина; Ж - объекты интенсивно светятся при использовании родаминового фильтра (стрелки); З - отдельные объекты светятся с красным оттенком; Е - расположенные по- одиночке объекты ярко флюоресцируют в условиях применения фильтра для родамина, в самых мелких пылевидных красное свечение более выражено

Рис. 2. Разные отделы рогов матки животных спустя 8 сут после введения ЭМВ. А, Б, В - проксимальный отдел; Г, Д, Е - медиальная треть; Ж, З, И - дистальная часть. Результат компьютерного совмещения изображений, полученных в люминесцентном режиме микроскопа с фильтрами Alexa 488 и для родамина. А - преобладание равномерного свечения крупных овальных объектов целиком при использовании родаминового фильтра; Б, В - в больших клеточных элементах разных форм мелкие овальные включения в цитоплазме флюоресцируют с сильным красным оттенком; Г, Д, Е - мелкие единичные объекты ярко светятся на фоне установки родаминового фильтра (стрелки); Ж, З, И - небольшие овальные цитоплазменные включения интенсивно флюоресцируют при использовании фильтра для родамина

Рис. 3. Маточные рога крыс после абдоминального родоразрешения и инъекции ЭМВ. А, Б, В - 2 сут после операции; Г, Д, Е - 8 сут. Результат компьютерного совмещения изображений, полученных в люминесцентном режиме микроскопа с фильтрами Alexa 488 и для родамина. А - множество мелких объектов разного диаметра с преимущественным свечением при использовании родаминового фильтра; Б - расположенные поодиночке редкие объекты с преобладанием флюоресценции в условиях применения фильтра для родамина; В - в крупных клетках включения в цитоплазме светятся с сильным красным оттенком; Г - единичные очень мелкие пылевидные объекты ярко флюоресцируют в миометрии на фоне установки родаминового фильтра (стрелки); Д - небольшой объект в просвете сосуда светится красным цветом (стрелка); Е - рядом с филаментами шовного материала ярко флюоресцирует в условиях применения фильтра для родамина очень мелкий объект (стрелка)

Цель исследования - оценить переносимость введения ЭМВ МСК плацентарного происхождения сначала экспериментальным животным (крысам инбредной линии WAG) после создания у них модели кесарева сечения для улучшения репарации рубца, затем роженицам во время абдоминального родоразрешения с анализом течения их послеоперационного периода.

Материал и методы

В условиях эксперимента 144 лабораторным животным (крысы инбредной лини WAG) в интактную матку и в область швов после моделирования кесарева сечения вводили 50 мкл ЭМВ. После введения экзосом как в матку небеременных крыс, так и после кесарева сечения они сохраняются там не менее 8 сут. Несмотря на то что после кесарева сечения и применения ЭМВ крысы рожали на 1 эстральный цикл позже, тем не менее после применения микровезикул родило в 1,3 раза большее количество животных - 62,5% по сравнению с 47,6%, что указывало не только на отсутствие неблагоприятного интраоперационного воздействия микровезикул, но, наоборот, на улучшение микроциркуляции в операционной области.

Результаты экспериментальных работ позволили локальному этическому комитету Новосибирского городского клинического перинатального центра одобрить применение ЭМВ МСК беременным после подписания ими информированного добровольного согласия в ходе проведения кесарева сечения. Обследованы и родоразрешены 119 пациенток. Все они были разделены на 2 группы.

1- я группа (основная) - 59 беременных и рожениц, которым в ходе кесарева сечения после ушивания матки однорядным непрерывным викриловым швом в область разреза вводилось 500 мкл ЭМВ МСК, полученных в лаборатории клеточных технологий ФГБУ "НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова" Минздрава России [14, 15].

2- я группа (контрольная) - 60 беременных и рожениц, которым в ходе кесарева сечения не проводилось введение экзосом.

Возрастная характеристика беременных и рожениц представлена в табл. 1.

Таблица 1. Возрастная характеристика беременных и рожениц в группах сравнения

Примечание. Здесь и в табл. 2, 4, 5: p>0,05.

Как видно из представленной табл. 1, средний возраст пациенток в обеих группах достоверно не различался.

Что касается соматической патологии (табл. 2), то больше половины пациенток в группах сравнения указали на хронический тонзиллит (от 50 до 52,5%). Более чем у 30% в анамнезе имелось хроническое воспаление почек.

Таблица 2. Соматическая заболеваемость беременных и рожениц в группах сравнения

При этом инфекционный индекс (отношение общего числа инфекционных заболеваний к числу обследованных) у беременных и рожениц основной группы составил 1,3, а у пациенток из группы сравнения - 1,2 (см. табл. 2).

Исходы предыдущих беременностей у пациенток групп сравнения представлены в табл. 3.

Таблица 3. Репродуктивный анамнез беременных и рожениц в группах сравнения

Стоит отметить, что практически каждая 4-я пациентка [15 (25,4%) из 1-й группы и 17 (28,3%) - из 2-й] имела в анамнезе прерывание беременности по желанию, что в последующем могло вызвать самопроизвольное прерывание беременности у 7 (11,8%) и 8 (13,3 %) женщин из 1-й и 2-й группы соответственно.

Только каждая 10-я пациентка (5,9 %), которой в ходе абдоминального родоразрешения вводилось 500 мкл экзосом, использовала какой-либо из методов предупреждения беременности. В группе сравнения показатель принципиально не отличался - б (10%).

Возраст менархе у пациенток был стандартным для женщин Российской Федерации и составлял в среднем 13 лет (табл. 4), существенно не отличаясь в группах сравнения (p>0,05).

Таблица 4. Возраст менархе в группах сравнения

В обеих группах был проведен и анализ патологии органов малого таза (табл. 5), по результатам которого выявлена высокая частота воспалительных заболеваний, что могло быть причиной вторичного бесплодия, на которое предъявляла жалобы практически каждая 8-я беременная из основной - 7 (11,8 %) и каждая 10-я - 6 (10 %) из контрольной группы.

Таблица 5. Гинекологический анамнез у беременных и рожениц в группах сравнения

Таким образом, выполненный анализ клинического материала беременных и рожениц не выявил достоверных различий в группах сравнения.

Статистический анализ

Для статистической обработки данных использовали электронные таблицы Microsoft Excel и пакет программ GraphPad Prism 6 (GraphPad Software, USA). При описании количественных данных, имеющих нормальное распределение, использовали среднее арифметическое (M) и стандартное отклонение (SD). При анализе параметрических данных рассчитывали среднее значение и среднеквадратичное отклонение, использовали парный t-test (для связанных данных). Различия считали значимыми при p<0,05.

Результаты и обсуждение

Подавляющее большинство пациенток основной группы, которым интраоперационно вводилось 500 мкл ЭМВ, были первородящими без отягощенного акушерского анамнеза - 54 (91,5%), желающими через 2-3 года родить повторно и самопроизвольно. 20 беременным (33,8%) было выполнено плановое кесарево сечение в связи со смешанным ягодичным предлежанием плодов. В 5 случаях (8,5%) операция выполнялась по поводу краевого предлежания плаценты.

Экстренное кесарево сечение было произведено 34 (57,7%) роженицам. Каждой 3-й (28,8%) - по поводу острой внутриутробной гипоксии плода; у каждой 5-й (22,0%) показанием для экстренного родоразрешения послужила слабость родовой деятельности, не поддающаяся медикаментозной коррекции, и в 4 случаях - по поводу выпадения петель пуповины при раннем излитии околоплодных вод (табл. 6).

Таблица 6. Показания для кесарева сечения (КС) в группах сравнения

У всех женщин кесарево сечение выполнялось в условиях эпидуральной анестезии с проведением интраоперационной антибактериальной профилактики.

Характеристики пациенток из групп сравнения, родоразрешенных путем кесарева сечения, практически не отличались ни по времени оперативного вмешательства, ни по общему объему интраоперационной кровопотери, ни по продолжительности I периода родов, если проводилось экстренное абдоминальное родоразрешение (табл. 7).

Таблица 7. Сравнительная характеристика показателей родоразрешения у беременных и рожениц в группах сравнения [M (SD)]

В ходе проведенного сравнительного исследования были выявлены достоверные отличия между родильницами 1-й и 2-й групп по продолжительности послеоперационного койко-дня: 4,26±0,09 в 1-й группе против 5,33±0,38 во 2-й (р=0,02). Подобная динамика прослеживалась и по числу лейкоцитов при выписке, их количество в группе с интраоперационным введением экзосом составило 11,18±0,48х109/л и было достоверно меньше, чем в группе сравнения - 13,04±0,33х109/л (р=0,02). У пациенток основной группы не было послеродовых воспалительных осложнений, тогда как у родильниц без введения экзосом было зафиксировано 4 (6,7%) эндометрита и 2 (3,3%) лохиометры.

Заключение

Таким образом, полученные нами данные указывают на хорошую переносимость и более высокую эффективность интраоперационного введения ЭМВ по сравнению с традиционным хирургическим лечением.

Первые результаты клинического применения экзосом открывают новые возможности и перспективы их использования. Они позволяют надеяться на достоверное улучшение репарации миометрия, что позволит прогнозировать в перспективе самопроизвольные роды у пациенток с рубцом на матке после кесарева сечения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Майбородин И.В., Якимова Н.В., Матвеева В.А., Пекарев О.Г., Майбородина Е.И., Пекарева Е.О. Ангиогенез в рубце матки крыс после введения аутологичных мезенхимальных стволовых клеток костномозгового происхождения // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2010. Т. 150, № 12. С. 705-711.

2. Майбородин И.В., Якимова Н.В., Матвеева В.А., Пекарев О.Г., Майбородина Е.И., Пекарева Е.О. и др. Морфологический анализ результатов введения аутологичных стволовых стромальных клеток костномозгового происхождения в рубец матки крыс // Морфология. 2010. Т. 138, № 6. С. 47-55.

3. Майбородин И.В., Оноприенко Н.В., Частикин Г.А. Морфологические изменения тканей матки крыс и возможность самопроизвольных родов в результате введения мультипотентных мезенхимных стромальных клеток на фоне гидрометры // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2015. Т. 159, № 4. С. 511-516.

4. Rodrigues M., Yates C.C., Nuschke A., Griffith L., Wells A. The matrikine tenascin-C protects multipotential stromal cells/mesenchymalstem cells from death cytokines such as Fasl // Tissue Eng. Part A. 2013. Vol. 19, N 17-18. P. 1972-1983.

5. Майбородин И.В., Матвеева В.А., Маслов Р.В., Оноприенко Н.В., Кузнецова И.В., Частикин Г.А. и др. Некоторые реакции регионарных лимфатических узлов крыс после имплантации в дефект костной ткани мультипотентных стромальных клеток, адсорбированных на полигидрок-сиалканоате // Морфология. 2016. Т. 149, № 2. С. 21-26.

6. Майбородин И.В., Морозов В.В., Аникеев А.А., Фигуренко Н.Ф., Маслов Р.В., Частикин Г.А. и др. Макрофагальный ответ у крыс на введение мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток в регион хирургической травмы // Новости хирургии. 2017. Т. 25, № 3. С. 233-241.

7. Yates C.C., Nuschke A., Rodrigues M., Whaley D., Dechant J.J., Taylor D.P. et al. Improved transplanted stem cell survival in a polymer gel supplemented with Tenascin C accelerates healing and reduces scarring of murine skin wounds // Cell Transplant. 2017. Vol. 26, N 1. P. 103-113. DOI: https://doi.org/10.3727/096368916X692249

8. Takeda Y.S., Xu Q. Neuronal differentiation of human mesenchymal stem cells using exosomes derived from differentiating neuronal cells // PLoS One. 2015. Vol. 10, N 8. Article ID e0135111. DOI: https://doi.org/10.1371journal.pone.0135111

9. Furuta T., Miyaki S., Ishitobi H., Ogura T., Kato Y., Kamei N. et al. Mesenchymal stem cell-derived exosomes promote fracture healing in a mouse model // Stem Cells Transl. Med. 2016. Vol. 5, N 12. P. 1620-1630.

10. Narayanan R., Huang C.C., Ravindran S. Hijacking the cellular mail: exosome mediated differentiation of mesenchymal stem cells // Stem Cells Int. 2016. Vol. 2016. Article ID 3808674.

11. van der Pol E., Boing A.N., Harrison P., Sturk A., Nieuwland R. Classification, functions, and clinical relevance of extracellular vesicles // Pharmacol. Rev. 2012. Vol. 64, N 3. P. 676-705.

12. Akers J. C., Gonda D., Kim R., Carter B.S., Chen C.C. Biogenesis of extracellular vesicles (EV): exosomes, microvesicles, retrovirus-like vesicles, and apoptotic bodies // J. Neurooncol. 2013. Vol. 113, N 1. P. 1-11.

13. Fevrier B., Raposo G. Exosomes: endosomal-derived vesicles shipping extracellular messages // Curr. Opin. Cell Biol. 2004. Vol. 16, N 4. P. 415-421.

14. Сухих Г.Т., Пекарев О.Г., Майбородин И.В., Силачев Д.Н., Шевцова Ю.А., Горюнов К.В. и др. К вопросу о сохранности экстрацеллюлярных микровезикул мезенхимных стромальных клеток после абдоминального родоразрешения в эксперименте // Клеточные технологии в биологии и медицине. 2020. № 1. С. 3-11.

15. Sukhikh G.T., Pekarev O.G., Maiborodin I.V., Silachev D.N., Shevtsova Y.A., Gоrуunоv K.V. et al. Preservation of mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles after abdominal delivery in the experiment // Bull. Exp. Biol. Med. 2020. Vol. 169, N 1. P. 122-129. DOI: https://doi.org/10.1007/s10517-020-04838-1

ГЛАВНЫЕ РЕДАКТОРЫ
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Сухих Геннадий Тихонович
Академик РАН, доктор медицинских наук, профессор, директор ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. акад. В.И. Кулакова» Минздрава России
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Cавельева Галина Михайловна
Академик РАН, доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой акушерства и гинекологии педиатрического факультета ФГБОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Радзинский Виктор Евсеевич
Член-корреспондент РАН, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой акушерства и гинекологии с курсом перинатологии медицинского факультета ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»
РОСМЕДОБР 2021
Вскрытие
Медицина сегодня
Пост-релиз "Молекулярная диагностика"

Молекулярная диагностика на страже "биопорядка": как современные технологии позволяют выжить в век эпидемий Новые технологии молекулярной диагностики в эпоху COVID-19/пандемий Обеспечение массового экспресс-тестирования населения - приоритетная задача, которая поможет...

"Муковисцидоз: из детства во взрослую жизнь"

Всероссийская школа по Муковисцидозу с международным участием "Муковисцидоз: из детства во взрослую жизнь" С 24 по 25 ноября 2021 года профессионалы в области педиатрии, терапии, пульмонологии, гастроэнтерологии, эндокринологии, генетики, диетологии, микробиологии,...

Амбулаторный прием 24 ноября.

Коморбидность - бич современного общества и головная боль для каждого терапевта. Как минимизировать комбинации препаратов и, как следствие, побочных эффектов у больных с сочетанной патологией? Именно этот злободневный вопрос мы задали ведущим экспертам российского...


Журналы «ГЭОТАР-Медиа»