Terapia cu celule stem pentru leziuni ale tendoanelor cu flexor ecvin

Contactează autorul

Leziuni SDFT în cai și medicină regenerativă

Leziunile de tendință flexoră digitală (SDFT) sunt o origine semnificativă a similitudinii și a diminuării atletismului în industria atletică ecvină, cu o prevalență descrisă de 8 până la 43% în cursele de curse bine definite (Dowling, 2000). Acest lucru se datorează prevalenței ridicate a acestor leziuni, perioadei de recuperare extinsă și ratei mari de recurență. Leziunile SDFT se vindecă lent, cu 20-60% din caii de rasă răniți revenind la capacitatea atletică deplină, dar cu până la 80% dintre caii de curse răniți care cedează la re-vătămare (Dowling, 2000). Această tendință de vindecare lentă și construcția unei matrice extracelulare mai puțin mecanice, se datorează probabil faptului că tendoanele sunt minim vascularizate, prezintă celule cu acțiune mitotică redusă și au puține celule progenitoare existente în țesuturi. Cercetările recente asupra celulelor stem mezenchimale (MSC) au implicat dezvoltarea potențială a utilizării medicamentului regenerativ ca un potențial tratament nou pentru leziunile SDFT.

Leziunile cu tendință flexoră digitală (SDFT) sunt o origine semnificativă a monedei și a diminuării atletismului în industria atletică ecvină, cu o prevalență descrisă de 8 până la 43% în cursele de curse de rasă.

Structura tendonului într-un cal

Tendoanele sunt alcătuite în mare parte din apă (~ 70%); restul de 30% conține colagen și o matrice fără colagen. În cadrul tendoanelor flexoare normale, colagenul de tip I este cel mai frecvent. Tipurile II, III, IV și V există, de asemenea, în cantități mai mici în poziții mai particulare din tendon. Tipul II poate fi localizat în inserții osoase și zone în care tendonul modifică direcțiile pentru a acoperi o proiecție osoasă și este proiectat să reziste la compresiune și tensiune. Tipurile III, IV și V se găsesc doar în membranele subsolului și endotendon. Moleculele de colagen sunt organizate în microfibrilele, subfibrilele și fibrilele și sunt clasificate în continuare în fascicule care sunt divizate în mod liber prin septa endotenon, iar matricea rămasă este formată din tenocite și glicoproteine. Tipurile de celule I, II și III au fost recunoscute în fasciculele tendoanelor de cai. Alocarea acestor celule diferă cu vârsta și poate fi asociată mai ales cu sinteza matricei extracelulare. Mai mulți glicozaminoglicani au fost găsiți în SDFT-uri normale, inclusiv condroitinsulfat, sulfat de keratan, sulfat de dermatan, heparină, heparinsulfat și acid hialuronic. Proteoglicansdecorina, fibromodulina și bigancanul apar pe tot parcursul SDFT și influențează funcțiile tenocitelor, fibrilogenia de colagen și dispunerea dimensională a fibrelor. Acest lucru influențează puterea tendonului. Proteoglicanii pot avea, de asemenea, un rol în impunerea factorilor de creștere în cadrul matricei de colagen.

Tendoanele sunt alcătuite în mare parte din apă (~ 70%); restul de 30% conține colagen și o matrice fără colagen.

Leziuni ale tendoanelor comune ale calului

Leziunile de tendon care apar în mod natural sunt descrise drept „întinderea fibrilelor, alunecarea și sfâșierea, urmată de fibriloliză” care este legată de „eliberarea enzimelor din fibroblastele și celulele inflamatorii deteriorate” (Dowling, 2000). Acolo începe procesul de vindecare, urmat de faze suprapuse de inflamație, proliferare, remodelare și maturizare. Colagenul de tip III este primul care este integrat la locul accidentării, formând legăturile încrucișate interibrilare care oferă rezistență timpurie și stabilitate la locul accidentării. În curând se dezvoltă cantități crescute de colagen de tip IV și de tip V. În urma acestor faze acute, fibrele de colagen de tip I devin cele mai evidente, iar fibrilele de colagen de tip I și de tip III apar în cantități ceva mai mici până la aproximativ 6 luni de la accidentare. Ulterior predomină din nou fibrilele de colagen de tip I, ceea ce indică remodelarea continuă și normalizarea țesutului vindecător. Niveluri ridicate anormale de colagen de tip III și absența oricărui ansamblu rectiliniu pot fi prezente la cel mult paisprezece luni după rănire. În țesuturile cicatrice fibroase, aranjamentul și compoziția anormală a matricei, care are o biomecanică și mai slabă în comparație cu țesutul tendon mediu, iar rata scăzută de vindecare se consideră că este cauza ratei crescute de rejudecare a SDFT. Pentru mai multe informații despre tendoanele ecvine și leziunile obișnuite ale tendoanelor (cu excepția leziunilor de la rigiditate), recomand să fac referire Howell Equine Handbook of Tendon and Ligament Lesions.

Leziunile de tendon care apar în mod natural sunt descrise drept „întinderea fibrilelor, alunecarea și sfâșierea, urmată de fibriloliză” care este legată de „eliberarea enzimelor din fibroblastele și celulele inflamatorii deteriorate.”

Opțiuni curente de terapie în medicina ecvină

Există mai multe opțiuni acceptate în prezent pentru tratarea rănilor SDFT. Aceste opțiuni de terapie pot fi clasificate în terapii fizice, farmacologice, chirurgicale. Terapiile fizice există sub formă de gheață, hidroterapie rece, bandaj sub presiune și repaus, și au fost considerate piatra de temelie în fazele inițiale ale tratamentului SDFT pentru a reduce inflamația și a reduce șansele de deteriorare ulterioară. Terapiile fizice sunt adesea folosite în combinație cu terapiile medicamentoase. Regimurile de terapie medicamentoasă includ în mod obișnuit antiinflamatoare, hialuronat de sodiu, glicozaminoglicani polisulfați și fumarat de beta-aminoproprionitril. Opțiunile chirurgicale corective includ în prezent desmotomia ligamentului accesoriu, scindarea percutanată a tendoanelor, implanturile de tendon sintetic și contrairarea. Alte opțiuni de terapie mai puțin studiate includ ecografia terapeutică de intensitate joasă, terapia cu infraroșu cu frecvență joasă și terapia cu câmp electromagnetic. Rezultatele unor astfel de tratamente au fost variate, deoarece au existat date minime demonstrabile că oricare dintre opțiunile de terapie menționate anterior au avut beneficii fiabile sau pe termen lung în mod constant. Acest lucru se datorează probabil parțial variației largi a tehnicilor și preferințelor terapiei în rândul medicilor veterinari și proprietarilor.

Terapiile fizice există sub formă de gheață, hidroterapie rece, bandaj sub presiune și repaus, și au fost considerate piatra de temelie în fazele inițiale ale tratamentului SDFT pentru a reduce inflamația și a reduce șansele de deteriorare ulterioară.

Terapia cu celule stem mezenchimale (MSC) în Medicina Equină

Celulele stem mezenchimale sunt celule stem multiponente neematemopoietice, cu semnificație pentru utilizarea în terapia leziunilor ortopedice la cai. Celulele stem sunt clasificate în celule embrionare sau adulte, în funcție de nivelul de dezvoltare al donatorului lor. În scopul acestui studiu, accentul se va concentra pe celulele adulte. Celulele stem adulte sunt o populație reziduală de celule care se găsesc în fiecare tip de țesut și ajută la furnizarea unei forme adecvate de organe pe parcursul proceselor de rulaj celular obișnuite. Aceste celule stem au, de asemenea, capacitatea de a se diferenția în alte tipuri de celule de diferite origini tisulare, după cum este necesar, ceea ce se numește plasticitate celulară. Utilizarea MSC-urilor pentru regenerarea țesuturilor a fost promovată pentru prima dată pe baza acestei idei de plasticitate celulară; țesuturile deteriorate ar fi direct stimulate prin injectarea de MSC-uri, celulele ar popula locul accidentării, s-ar diferenția în tipul celular adecvat pentru țesutul respectiv și va începe regenerarea. Ulterior s-a descoperit că aceste celule ar stimula, de asemenea, regenerarea în mod indirect, prin producerea de factori trofici și imunomodulari bioactivi.

Țesutul adipos și măduva osoasă sunt cele mai obișnuite două surse obișnuite de MSC-uri utilizate pentru medicina equină, deși surse precum sângele periferic și sângele cordonului ombilical câștigă popularitate, deoarece sunt mai puțin invazive. Comparativ cu MSC-urile umane, în prezent nu există standarde de caracterizare pentru MSC-uri de origine animală. Prin urmare, diverse companii utilizează diferite metode pentru a caracteriza MSC-urile animale, ceea ce face dificilă compararea rezultatelor cercetării și a rezultatelor clinice ale terapiilor MSC utilizate la cai. Deși MSC-urile de la animale pot fi clasificate în funcție de capacitatea lor de a adera la plastic și de a se diferenția, expresia antigenului lor de suprafață nu este încă identificată cu ușurință. Această disponibilitate limitată de anticorpi specifici în medicina veterinară limitează posibilitățile de imunofenotipare adevărată a MSC-urilor.

Rezultate din studiile actuale ale MSC

În 2003, utilizarea MSC-urilor pentru terapie pentru leziunile tendonului ecvin a fost definită pentru prima dată, fiind publicate doar cinci articole de cercetare pe această temă (Van de Walle, 2016). După acel eveniment, utilizarea MSC-urilor în medicina regenerativă ecvină a scăzut, mii de ecvidee fiind acum tratate cu această metodă. Cu toate acestea, eficacitatea terapiilor ecologice de MSC este încă oarecum incertă, deoarece grupurile de control adecvate nu sunt întotdeauna utilizate, iar alți factori biologici sunt adesea folosiți în combinație cu celulele stem. Cu toate acestea, cercetările anterioare au demonstrat o relație pozitivă între terapia cu celule stem mezenchimale și regenerarea sănătoasă a tendoanelor în leziunile SDFT, unele demonstrând rate scăzute de rejudecare (Badial, 2013; Carvalho, 2011; Godwin, 2013; Guercio, 2015; Smith, 2003).

Un studiu din 2013, în special, a utilizat metode similare precum va face acest studiu. În acest studiu anterior, leziunile au fost induse utilizând o injecție de gel de colagenază în regiunea metacarpală a SDFT-urilor a opt cai de rase mixte. Caii din grupul de tratament au fost tratați cu o injecție interlesională de celule stem mezenchimale derivate din țesutul adipos suspendat în concentratul de trombocite. După 16 săptămâni de tratament, s-au efectuat biopsii pentru analize histopatologice, imunohistochimice și de expresie genică. Rezultatele acestui studiu au demonstrat că utilizarea celulelor stem mezenchimale și a concentratului de trombocite a împiedicat evoluția leziunilor de tendon, a dus la aranjarea celulară superioară și a diminuat inflamația în comparație cu grupul martor. (Badial, 2013)

Un studiu din 2014 pe nouă cai cu leziuni SDFT preexistente a evidențiat dovezi ale proceselor tisulare reparative post-tratament după utilizarea celulelor stem mezenchimale derivate de adipos ca metodă de tratament (Guercio, 2014). Un studiu pe doi ani din 2012, pe 141 de cai de curse deținute de clienți, cu leziuni preexistente, a utilizat celule stem derivate din măduva oaselor, mai degrabă decât celule adipoase, dar nu a observat efecte adverse ale tratamentului; cu toate acestea, a fost observată o scădere semnificativă a ratelor de re-vătămare în rândul cailor de curse (Godwin, 2012).

Deși aceste studii anterioare au încercat cu toții să observe o relație între leziunile SDFT și celulele stem mezenchimale, există mulți factori confuzi și multe lacune evidente în această cercetare. Unele studii nu au reușit să utilizeze o cantitate suficientă de subiecți pentru a da dovezi concludente, alții au utilizat o gamă largă de rase, vârste, sex și discipline atletice. Alții utilizează un număr diferit de celule stem și intervale de tratament. Poate cel mai mare factor de confuzie este faptul că majoritatea acestor studii au utilizat cai cu leziuni preexistente, creând o variație mare în dimensiunea, severitatea, durata etc., și nu au reușit să stabilească dacă acești factori au avut o relație cu rezultatele. Folosind un grup mai mare de vârstă, sex, rasă și cai restrânși de disciplină, un număr prestabilit de celule stem, o vătămare specifică, un plan de tratament și un interval de tratament și prin străduirea de a stabili relații între acești factori și rezultatele, noile studii ar trebui să se străduiască să reducă factorii confuzi și să obțină dovezi mai concludente. Din acest moment, este necesară o cercetare suplimentară pentru a investiga efectele terapiei cu celule stem la ecvidee.

Chestionare SDFT pentru vătămări și MSC-uri

vizualizați statisticile de testare

Referințe

Badial, P., Deffune, E., Borges, A., Carvalho, A., Yamada, A., Álvarez, L., Garcia Alves, A. (2013). Terapia cu tendinită ecvină folosind celule stem mezenchimale și concentrate de trombocite: un studiu controlat randomizat. Cercetare și terapie cu celule stem, 4 (4), 1-13. doi: 10.1186 / scrt236

Crovace, A., Lacitignola, L., Rossi, G., Francioso, E. (2009). Evaluarea histologică și imunohistochimică a celulelor stem mezenchimale de măduvă osoasă cultivată autolog și a celulelor mononucleate ale măduvei osoase în tendinita indusă de colagenază a tendonului digital flexor superficial ecinic. Veterinary Medicine International, 2010, 1-10. doi: 10.4061 / 2010/25097

Dowling, BA, Dart, AJ, Hodgson, DR și Smith, RKW (2000), Tendinită digitală flexoră la cal. Jurnalul Veterinar Equin, 32: 369–378. doi: 10.2746 / 042516400777591138

Godwin, EE, Young, NJ, Dudhia, J., Beamish, IC și Smith, RKW (2012). Implantarea de celule stem mezenchimale derivate din măduva osoasă demonstrează rezultatul îmbunătățit la caii cu leziune suprasolicitare a tendonului digital flexor superficial. Jurnalul Veterinar Equin, 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). Celulele stem mezenchimale derivate din grăsimi subcutanate și plasmă bogată în trombocite utilizate la caii atletici cu lățimea tendonului flexor digital superficial. 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). Celulele stem din medicina veterinară - încercări de regenerare a tendonului ecvin după accidentare. Tendințe în biotehnologie, 25 (9), 409-16.

Van de Walle, G., De Schauwer, C., Fortier, L. (2016). Terapie cu celenele stem mezenchimale. Equine Clinic Immunology ( ^prima ediție) John Wiley & Sons, Inc. preluat de la https://lmunet.illiad.oclc.org/illiad/TNF/illiad.dll?Action=10&Form=75&Value=25484