RU2375019C1

RU2375019C1 - Method of treating optic nerve atrophy of various etiology

Info

Publication number: RU2375019C1
Application number: RU2008132940/14A
Authority: RU
Inventors: Юрий Александрович Белый (RU); Юрий Александрович Белый; Александр Владимирович Терещенко (RU); Александр Владимирович Терещенко; Анатолий Георгиевич Коноплянников (RU); Анатолий Георгиевич Коноплянников; Дмитрий Константинович Соловьев (RU); Дмитрий Константинович Соловьев
Priority date: 2008-08-12
Filing date: 2008-08-12
Publication date: 2009-12-10

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to medicine, namely to ophthalmology, and can be applied for treatment of optic nerve atrophy. Vitrectomy is carried out, posterior hyaline membrane is removed, from nose side of optic nerve disk radial optical neurotomy (RON) is carried out, immediately after RON in formed canal introduced are 0.05 ml of autologic cultured mesenchymal stem cells of patient's marrow.

EFFECT: method ensures improvement and reliable stabilisation of visual functions.

2 ex

Description

Изобретение относится к медицине, а точнее к офтальмологии, и может быть использовано для лечения атрофии зрительного нерва различной этиологии.The invention relates to medicine, and more specifically to ophthalmology, and can be used to treat atrophy of the optic nerve of various etiologies.

Атрофия зрительного нерва (АЗН) является одной из самых распространенных и прогностически неблагоприятных поражений органа зрения, приводящих к значительному необратимому снижению зрительных функций. Данное заболевание является последствием весьма разнообразных патологических процессов: воспаления, дегенеративных изменений, отека, сдавления и повреждении ЗН. Различают приобретенную АЗН, которая возникает в результате повреждения зрительного нерва, и врожденную, генетически обусловленную. В основании патогенеза АЗН лежат два основных процесса: распад нервных волокон и заместительные процессы. Атрофированные нервные волокна впоследствии замещаются соединительной тканью. Наряду с этим происходит нарушение кровообращения зрительного нерва - запустевают капилляры, питающие пораженные участки. В результате этих изменений атрофия приводит к истончению зрительного нерва. Состояние зрительных функций при этом зависит как от локализации, так и от интенсивности склеротического процесса.Atrophy of the optic nerve (AZN) is one of the most common and prognostically adverse lesions of the organ of vision, leading to a significant irreversible decrease in visual function. This disease is a consequence of a wide variety of pathological processes: inflammation, degenerative changes, edema, compression and damage to ZN. Distinguish acquired ADS, which occurs as a result of damage to the optic nerve, and congenital, genetically determined. The pathogenesis of ADS is based on two main processes: the breakdown of nerve fibers and substitution processes. Atrophied nerve fibers are subsequently replaced by connective tissue. Along with this, there is a violation of the blood circulation of the optic nerve - capillaries that feed the affected areas are launched. As a result of these changes, atrophy leads to thinning of the optic nerve. The state of visual functions in this case depends both on the localization and on the intensity of the sclerotic process.

Одним из перспективных методов лечения атрофии зрительного нерва различной этиологии может явиться применение мезенхимальных стволовых клеток (МСК), однако такие методы еще недостаточно разработаны.One of the promising methods of treating optic atrophy of various etiologies may be the use of mesenchymal stem cells (MSCs), however, such methods are not yet sufficiently developed.

Стволовые клетки обладают рядом существенных достоинств: могут обеспечивать регенерацию поврежденных участков через продукцию различных факторов роста и ключевых метаболитов; способны разворачивать программы пролиферации и дифференцировки, восполняя тем самым недостаток активно работающих клеток. В офтальмологии терапевтический потенциал стволовых клеток изучался на животных (Lund et al. Subretinal transplantation of genetically modified human cell lines attenuates loss of visual function in dystrophic rats // PNAS. - 2001. - V.98. - N.17. P.9942-9947; Rander et al. Light-driven retinal ganglion cell responses in blind rd mice after neuronal transplantation // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2001. - V.42. - P.1057-1065; Woch et al., 2001; Sagdullaev et al. Retinal transplantation-induced recovery of retinotectal visual function in rodent model of retinitis pigmentosa // Invest. Ophthal. Vis. Sci - 2003. - V.44. - P.1686-1695).Stem cells have a number of significant advantages: they can provide regeneration of damaged areas through the production of various growth factors and key metabolites; able to deploy proliferation and differentiation programs, thereby filling the lack of actively working cells. In ophthalmology, the therapeutic potential of stem cells has been studied in animals (Lund et al. Subretinal transplantation of genetically modified human cell lines attenuates loss of visual function in dystrophic rats // PNAS. - 2001. - V.98. - N.17. P.9942 -9947; Rander et al. Light-driven retinal ganglion cell responses in blind rd mice after neuronal transplantation // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2001. - V.42. - P.1057-1065; Woch et al. , 2001; Sagdullaev et al. Retinal transplantation-induced recovery of retinotectal visual function in rodent model of retinitis pigmentosa // Invest. Ophthal. Vis. Sci - 2003. - V.44. - P.1686-1695).

Хотя стволовые клетки взрослого организма обладают более ограниченным потенциалом дифференцировки, чем эмбриональные стволовые клетки, получаемые при культивировании клеток бластоцисты, их применение более безопасно. Кроме того, с точки зрения этики, они являются более приемлемым для клинического использования материалом.Although adult stem cells have a more limited differentiation potential than embryonic stem cells obtained by culturing blastocyst cells, their use is safer. In addition, from an ethical point of view, they are more acceptable for clinical use.

В настоящее время наибольшее распространение в лечении АЗН имеет комплексный подход, включающий проведение медикаментозной терапии в комбинации с методом чрескожной электростимуляции зрительного нерва (Шандурина А Н. Клинико-физиологические основы нового способа восстановления зрения путем прямых электростимуляций пораженных зрительных нервов. Автореф. дис.… д-ра мед. наук - Л.. 1985; Шигина Н А. Клинический анализ результатов лечения пациентов с атрофией зрительного нерва. Глаукома. - 2002 - №1. С.28-34). Недостатками данной комплексной системы являются: чрезмерная фармакологическая нагрузка на организм и возможность побочных реакций, недостаточный функциональный эффект и недостаточная длительность его сохранения (улучшение зрительных функций в 64-70,3% случаев, стабилизация результатов лишь на 3-4 месяца.).Currently, the most common in the treatment of ADS has a comprehensive approach, including drug therapy in combination with the method of percutaneous electrical stimulation of the optic nerve (Shandurina A. N. Clinical and physiological foundations of a new way to restore vision by direct electrical stimulation of the affected optic nerves. Abstract. Dis. ... d -ra of medical sciences - L. .. 1985; Shigina N. A. Clinical analysis of the results of treatment of patients with optic atrophy. Glaucoma. - 2002 - No. 1. P.28-34). The disadvantages of this complex system are: excessive pharmacological burden on the body and the possibility of adverse reactions, insufficient functional effect and insufficient duration of its preservation (improvement of visual functions in 64-70.3% of cases, stabilization of results only for 3-4 months.).

Задачей изобретения является повышение эффективности лечения атрофии зрительного нерва различной этиологии.The objective of the invention is to increase the effectiveness of the treatment of atrophy of the optic nerve of various etiologies.

Техническим результатом является улучшение или стойкая стабилизация зрительных функций. Технический результат достигается за счет следующего.The technical result is an improvement or stable stabilization of visual functions. The technical result is achieved due to the following.

1. Проведение радиальной оптической нейротомии с носовой стороны диска зрительного нерва создает депо для адресной доставки МСК в зретильный нерв, а также способствует улучшению объемной скорости кровотока в зрительном нерве в результате рассечения ламинарной пластинки и расширения склерального канала, возникновения хориоретинальных анастомозов в послеоперационном периоде.1. Conducting a radial optical neurotomy on the nasal side of the optic disc creates a depot for targeted delivery of MSCs to the optic nerve, and also improves the volumetric blood flow in the optic nerve as a result of dissection of the laminar plate and expansion of the scleral canal, the occurrence of chorioretinal anastomoses in the postoperative period.

2. Интравитреальное (в витреальную полость глаза) введение аутологичных культивированных МСК костного мозга пациента в канал РОН сопровождается их избирательной адгезией в данной области, что способствует активации репаративных процессов за счет приживления трансплантированных стволовых клеток в поврежденных участках с последующим размножением и дифференцировкой как трансплантированных, так и резидентных стволовых клеток. Возможность подобных процессов для эмбриональных стволовых клеток и для стволовых клеток взрослого организма показана в экспериментах на животных (Lamba D.A., Karl М.О., Ware СВ., Reh Т.А. Efficient generation of retinal progenitor cells from human embryonic stem cells // PNAS, 2006, v.103, n.34, pp.12769-12774. Meyer J.S., Katz M.L., Maruniak J.A., Kirk M.D. Embrionic stem cell-derived neural progenitors incorporate into degenerating retina and enhance survival of host photoreceptora // Stem Cells, 2006, v.24, n.2, pp.274-283. Fiedlander M. Fibosis and diseases of the eye // J. Clin. Invest., 2007, v.117, n.3, pp.576-586), хотя многие из механизмов реализации терапевтического эффекта изучены не до конца.2. Intravitreal (into the vitreous cavity of the eye) introduction of autologous cultured MSCs of the patient’s bone marrow into the RON channel is accompanied by their selective adhesion in this area, which contributes to the activation of reparative processes due to engraftment of transplanted stem cells in damaged areas with subsequent multiplication and differentiation of both transplanted and and resident stem cells. The possibility of such processes for embryonic stem cells and for stem cells of an adult organism has been shown in animal experiments (Lamba DA, Karl M.O., Ware CB., Reh T.A. Efficient generation of retinal progenitor cells from human embryonic stem cells // PNAS, 2006, v. 103, n. 34, pp. 12769-12774. Meyer JS, Katz ML, Maruniak JA, Kirk MD Embrionic stem cell-derived neural progenitors incorporate into degenerating retina and enhance survival of host photoreceptora // Stem Cells , 2006, v.24, n.2, pp.274-283. Fiedlander M. Fibosis and diseases of the eye // J. Clin. Invest., 2007, v.117, n.3, pp.576-586 ), although many of the mechanisms for implementing the therapeutic effect are not fully understood.

Заявленный технический результат может быть получен только при использовании всей совокупности приемов предложенного нами способа.The claimed technical result can be obtained only by using the totality of the techniques proposed by us method.

Способ осуществляется следующим образом. Выполняют витрэктомию по стандартной методике, удаляют заднюю гиалоидную мембрану. С помощью интравитреального ножа с носовой стороны диска зрительного нерва выполняют радиальную оптическую нейротомию. Сразу после проведения РОН в образовавшийся канал с помощью иглы 32G вводят 0,05 мл аутологичных культивированных МСК костного мозга пациента.The method is as follows. Vitrectomy is performed according to a standard technique, and the posterior hyaloid membrane is removed. Using an intravitreal knife, a radial optical neurotomy is performed on the nasal side of the optic disc. Immediately after performing RON, 0.05 ml of autologous cultured MSCs of the patient’s bone marrow is introduced into the formed channel using a 32G needle.

МСК выращиваются в культуре клеток костного мозга, взятых у пациента во время диагностической пункции из грудины или подвздошной кости (объем - 0,5-1,0 мл). Выращивание культуры проводится в специальном боксе для клеточных культур с использованием следующего оборудования - центрифуга с одноразовыми стерильными центрифужными пробирками на 50 мл, термостат воздушный, ламинарный бокс, инвертированный и обычный микроскопы, автоматические пипетки, баллоны с углекислым газом и воздухом, камеры Горяева для подсчета концентрации клеток. Для культивирования клеток исходного костного мозга используются стерильные одноразовые пластиковые культуральные флаконы с площадью дна в 25 и 150 см². При размножении МСК используются следующие среды и растворы: среда RPMI-1640, среда 199, антибиотики - пенициллин, амфотерицин, раствор L-глютамина, эмбриональная телячья сыворотка. За 12-14 последовательных удвоений (в течение 25-30 суток) из исходного количества недифференцированных МСК, содержащихся в полученном пунктате костного мозга пациента и составляющем примерно 103 клеток, продуцируется примерно (1-2)·10⁷ МСК, необходимых для проведения успешной трансплантации стволовых клеток. Это количество клеток, путем центрифугирования и четырехкратной отмывки освобожденное от культуральной среды, взвешивается в 0,05 мл стерильного физиологического раствора и передается в операционную для интравитреального введения пациенту - донору исходного костного мозга.MSCs are grown in a culture of bone marrow cells taken from a patient during a diagnostic puncture from the sternum or ilium (volume - 0.5-1.0 ml). Cultivation is carried out in a special box for cell cultures using the following equipment - a centrifuge with 50 ml disposable sterile centrifuge tubes, an air thermostat, a laminar box, inverted and conventional microscopes, automatic pipettes, carbon dioxide and air cylinders, Goryaev cameras for concentration calculation cells. For the cultivation of the cells of the original bone marrow, sterile disposable plastic culture bottles with a bottom area of 25 and 150 cm ^{2 are used} . When multiplying MSCs, the following media and solutions are used: RPMI-1640 medium, medium 199, antibiotics - penicillin, amphotericin, L-glutamine solution, fetal calf serum. For 12-14 consecutive doublings (within 25-30 days) of the initial number of undifferentiated MSCs contained in the obtained puncture bone marrow puncture of the patient and comprising approximately 103 cells, approximately (1-2) · 10 ⁷ MSCs are required for successful transplantation stem cells. This number of cells, by centrifugation and fourfold washing, freed from the culture medium, is weighed in 0.05 ml of sterile physiological saline and transferred to the operating room for intravitreal administration to the patient - the donor of the original bone marrow.

Изобретение поясняется следующими данными.The invention is illustrated by the following data.

Пример 1. Пациент О., 32 года. Диагноз: OD - атрофия зрительного нерва компрессионного генеза. Состояние после контузии тяжелой степени.Example 1. Patient O., 32 years old. Diagnosis: OD - atrophy of the optic nerve of compression origin. Condition after a severe concussion.

Из анамнеза: 6 месяцев назад бытовая травма. Лечился в стационаре по месту жительства с диагнозом: OD - Контузия глазного яблока тяжелой степени. Ретро-парабульбарная гематома. Парез отводящего нерва. Разрыв сосудистой оболочки. Сопутствующий диагноз: Сотрясение головного мозга слабой степени.From the anamnesis: 6 months ago domestic injury. He was treated in a hospital at the place of residence with a diagnosis of: OD - Severe eyeball contusion. Retro-parabulbar hematoma. Paresis of the abducent nerve. Rupture of the choroid. Concomitant diagnosis: Mild concussion.

Острота зрения на 3 сутки после травмы 0.02 н/к. Грубые нарушения по данным ЭЛ и ПЭЧ. Периметрия - не видит точки фиксации. ВГД 17 мм рт.ст. После неоднократно проведенных курсов консервативного лечения: острота зрения 0,08 н/к. По данным периметрии - без динамики.Visual acuity at 3 days after injury 0.02 n / a. Gross violations according to EL and PEC. Perimetry - does not see the fixation point. IOP 17 mmHg After repeated courses of conservative treatment: visual acuity of 0.08 n / a. According to the perimetry - no dynamics.

Пациент пролечен по предложенному способу.The patient is treated according to the proposed method.

Острота зрения через месяц после лечения 0,2 н/к. Периметрия - сужение поле зрения до точки фиксации. Фовеальная чувствительность 15 дБ. Незначительное улучшение по данным ЭЛ и ПЭЧ.Visual acuity one month after treatment 0.2 n / a. Perimetry - narrowing the field of view to the point of fixation. Foveal sensitivity 15 dB. Slight improvement according to EL and PEC.

Пример 2. Пациент Е., 77 лет. Диагноз: OS - оперированная открытоугольная глаукома, III А. Глаукоматозная оптическая нейропатия. Острота зрения 0,05. Поле зрения концентрически сужено до центра. ВГД 18 мм рт.ст. Неоднократно проведенные курсы консервативного лечения ГОН результатов не дали.Example 2. Patient E., 77 years. Diagnosis: OS - operated open-angle glaucoma, III A. Glaucomatous optic neuropathy. Visual acuity of 0.05. The field of view is concentrically narrowed to the center. IOP 18 mmHg Repeated courses of conservative treatment of GON did not give results.

Острота зрения через месяц после лечения 0,1. Отмечено расширение границ поля зрения на 10 градусов с назальной стороны.Visual acuity one month after treatment 0.1. Marked expansion of the borders of the field of view by 10 degrees on the nasal side.

Полученные результаты во всех случаях оставались стабильными на протяжении периода наблюдения. Срок наблюдения составил от 12 до 24 месяцев.The results obtained in all cases remained stable throughout the observation period. The observation period ranged from 12 to 24 months.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает улучшение или стабилизацию зрительных функций.Thus, the proposed method provides an improvement or stabilization of visual functions.

Claims

A method of treating optic atrophy of various etiologies, characterized in that a vitrectomy is performed, the posterior hyaloid membrane is removed, a radial optical neurotomy (RON) is performed from the nasal side of the optic disc, immediately after RON, 0.05 ml of autologous cultured mesenchymal stem cells are introduced into the canal bone marrow of the patient.