RU2814630C1 - Способ лечения лимбальной недостаточности с помощью трансплантации культивированных стволовых клеток в интрастромальные роговичные тоннели - Google Patents
Способ лечения лимбальной недостаточности с помощью трансплантации культивированных стволовых клеток в интрастромальные роговичные тоннели Download PDFInfo
- Publication number
- RU2814630C1 RU2814630C1 RU2023113011A RU2023113011A RU2814630C1 RU 2814630 C1 RU2814630 C1 RU 2814630C1 RU 2023113011 A RU2023113011 A RU 2023113011A RU 2023113011 A RU2023113011 A RU 2023113011A RU 2814630 C1 RU2814630 C1 RU 2814630C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tunnels
- stem cells
- corneal
- transplantation
- limbal
- Prior art date
Links
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 title claims abstract description 16
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 abstract description 4
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 206010029113 Neovascularisation Diseases 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 210000004087 cornea Anatomy 0.000 description 8
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 5
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 4
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 3
- 210000000981 epithelium Anatomy 0.000 description 3
- GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N fluorescein Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 3
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 2
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 2
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 2
- 108010073385 Fibrin Proteins 0.000 description 2
- 102000009123 Fibrin Human genes 0.000 description 2
- BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N Fibrin monomer Chemical compound CNC(=O)CNC(=O)CN BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010067482 No adverse event Diseases 0.000 description 2
- 210000001691 amnion Anatomy 0.000 description 2
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 2
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 210000003560 epithelium corneal Anatomy 0.000 description 2
- 210000000744 eyelid Anatomy 0.000 description 2
- 229950003499 fibrin Drugs 0.000 description 2
- 238000002695 general anesthesia Methods 0.000 description 2
- 230000002439 hemostatic effect Effects 0.000 description 2
- 206010023365 keratopathy Diseases 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 208000009043 Chemical Burns Diseases 0.000 description 1
- 208000018380 Chemical injury Diseases 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- 208000006069 Corneal Opacity Diseases 0.000 description 1
- 206010011013 Corneal erosion Diseases 0.000 description 1
- 206010055665 Corneal neovascularisation Diseases 0.000 description 1
- 108010080379 Fibrin Tissue Adhesive Proteins 0.000 description 1
- 108010022355 Fibroins Proteins 0.000 description 1
- 206010016654 Fibrosis Diseases 0.000 description 1
- 108010076876 Keratins Proteins 0.000 description 1
- 102000011782 Keratins Human genes 0.000 description 1
- 241001111421 Pannus Species 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 208000019155 Radiation injury Diseases 0.000 description 1
- 206010042033 Stevens-Johnson syndrome Diseases 0.000 description 1
- 231100000168 Stevens-Johnson syndrome Toxicity 0.000 description 1
- 206010042736 Symblepharon Diseases 0.000 description 1
- 206010053615 Thermal burn Diseases 0.000 description 1
- 206010047531 Visual acuity reduced Diseases 0.000 description 1
- 230000000735 allogeneic effect Effects 0.000 description 1
- 208000008303 aniridia Diseases 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 210000000795 conjunctiva Anatomy 0.000 description 1
- 201000000159 corneal neovascularization Diseases 0.000 description 1
- 231100000269 corneal opacity Toxicity 0.000 description 1
- 210000003683 corneal stroma Anatomy 0.000 description 1
- 238000005138 cryopreservation Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 210000003989 endothelium vascular Anatomy 0.000 description 1
- 210000002919 epithelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000005081 epithelial layer Anatomy 0.000 description 1
- 230000004761 fibrosis Effects 0.000 description 1
- 230000001497 fibrovascular Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 210000002175 goblet cell Anatomy 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 210000001821 langerhans cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000004315 low visual acuity Effects 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000005541 medical transmission Effects 0.000 description 1
- 210000002752 melanocyte Anatomy 0.000 description 1
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 1
- 238000012014 optical coherence tomography Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 1
- 229940126585 therapeutic drug Drugs 0.000 description 1
- 230000008733 trauma Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии. Осуществляют лечение лимбальной недостаточности с помощью трансплантации культивированных стволовых клеток в интрастромальные роговичные тоннели, включающее подготовку культуры стволовых клеток. Подготовку роговичных интрастромальных тоннелей проводят с помощью изогнутого шпателя или фемтосекундного лазера на глубине залегания лимбальных эпителиальных стволовых клеток, вдоль лимба, в одной плоскости, в верхней и нижней гемисферах, протяженностью 100-175° каждый. Заполняют сформированные тоннели биомедицинским клеточным продуктом, содержащим среду-носитель и диспергированные в ней культивированные стволовые клетки. Способ позволяет уменьшить проявления лимбальной недостаточности за счет восстановления роговичного фенотипа эпителиальной поверхности, эпителизации эрозий и регресса неоваскуляризации. 1 ил., 2 пр.
Description
Изобретение относится к области медицины, а именно, к офтальмологии, а также к биотехнологии, и может быть использовано в лечении лимбальной недостаточности (ЛН) при дефиците или отсутствии лимбальных эпителиальных стволовых клеток (ЛЭСК).
Прозрачность роговицы во многом зависит от целостности эпителия. Эпителий роговицы постоянно обновляется на протяжении всей жизни за счет деления ЛЭСК, находящихся в области базального эпителия лимба. Однако различные приобретенные и наследственные причины, например, ожоги, лучевые травмы, ношение контактных линз, врожденная аниридия, синдром Стивенса-Джонсона и многие другие, могут привести к ЛН вследствие дефицита ЛЭСК. Трансплантация культивированных аутологичных ЛЭСК показала большой потенциал в качестве варианта лечения для восстановления эпителия роговицы и лимбального барьера у пациентов с ЛН. Однако, низкая острота зрения после трансплантации ЛЭСК, рецидивы симптомов ЛН требует доработки подходов к ее лечению.
Хирургическое лечение должно быть направлено на восстановление популяции стволовых клеток, которые могут выживать в течение длительного времени и являться источником эпителиальных клеток роговицы. Трансплантация культивированных ЛЭСК является относительно новой процедурой, в краткосрочной перспективе (средний период наблюдения менее 3 лет для большинства пациентов в зарегистрированных исследованиях) эффективность процедуры наблюдалась в 67% случаев.
Длительное хранение культивированных ЛЭСК может сделать возможной повторную трансплантацию без необходимости повторной биопсии лимба здорового глаза. Потенциально криоконсервация культивируемых ЛЭСК может обеспечить их неограниченное хранение для повторных трансплантаций и транспортировки из централизованных лабораторий. Достоинство метода трансплантации культивированных ЛЭСК сводит к минимуму воздействие чужеродных антигенов в случае аллогенных трансплантатов, т.к. используется минимальный размер биоптата для последующего культивирования, и культуры содержат небольшое количество антигенпрезентирующих клеток Лангерганса, меланоцитов и эндотелия сосудов.
Трансплантация культивированного эпителия слизистой оболочки полости рта (COMET), описанная Nakamura et al. в 2003 г., обеспечивает еще один вариант использования аутологичных клеток для восстановления эпителиальной поверхности роговицы. Технология COMET известена как культивируемый ex vivo аутотрансплантат слизистой оболочки полости рта (EVOMAU). Данный метод лечения ЛН показывает уменьшение площади конъюнктивизации, помутнения роговицы, неоваскуляризации и симблефарона у большинства пациентов. Как и при трансплантации ЛЭСК, сквозная кератопластика может потребоваться в качестве второго этапа хирургического лечения для замещения глубокого стромального фиброза. Кроме этого существуют альтернативные источники стволовых клеток, которые могут применяться в лечении ЛН.
Существуют различные варианты доставки культуры ЛЭСК, наиболее распространенным из них является амниотическая мембрана. В качестве носителей ЛЭСК могут применятся фибриновый гель, коллаген, кератиновые пленки, пленки фиброина шелка, хитозановый гидрогель, капсула хрусталика человека, гидрогелевые контактные линзы, каркас из нановолокон. Использование биологических материалов связано с риском передачи заболеваний, некоторые из них не обладают оптимальными свойствами биодеградации и биосовместимости, так, например, гидрогели коллагена не имеют достаточной механической прочности.
Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является Holoclar (Италия), который является первым коммерчески доступным вариантом с применением стволовых клеток для лечения ЛН. Практическое использование этого терапевтического лекарственного препарата на основе фибрина предполагает трансплантацию культивированных ex vivo аутологичных стволовых клеток при односторонних поражениях после химического или термического ожога.
Также известен способ восстановления эпителиального слоя роговицы при одностороннем синдроме ЛН, включающий иссечение фиброваскулярного паннуса, выполнение поверхностных симметричных радиальных разрезов на периферии стромы роговицы у лимба, формирование туннелей длиной до 1,0 мм, а также предварительное выкраивание лимбального лоскута в верхнем секторе на здоровом глазу и разделение его на фрагменты, каждый из которых по одному помещают в сформированные туннели, затем в качестве защитного покрытия на всю поверхность роговицы накладывают амниотическую мембрану и фиксируют ее швами за пределами лимба (патент РФ на изобретение №2766166).
Недостатком данного способа является невозможность повторных процедур из-за риска возникновения ЛН на здоровом глазу.
Задачей изобретения является создание способа лечения ЛН с помощью трансплантации культуры клеток в среде-носителе для его введения в роговичные интрастромальные тоннели, выполненные на уровне залегания ЛЭСК в периферических отделах роговицы, при помощи специального изогнутого шпателя или фемтосекундного лазера.
Ожидаемым клиническим результатом является уменьшение проявлений ЛН за счет восстановления роговичного фенотипа эпителиальной поверхности, эпителизации эрозий и регресса неоваскуляризации.
Технический результат достигается последовательностью этапов. На начальном этапе культура клеток лимба до пятого пассажа, достигшая конфлюэнтности (или культура стволовых клеток из альтернативных источников), полученная из биоптата лимба парного глаза, смешивается со средой-носителем. Далее проводится подготовка роговичных интрастромальных тоннелей с помощью изогнутого шпателя или фемтосекундного лазера на глубине залегания ЛЭСК (лимбальных ниш). Тоннели формируются вдоль лимба, в одной плоскости, в верхней и нижней гемисферах, протяженностью 100-175° каждый. При механическом способе возможно предварительное формирование насечки с помощью дозированного алмазного ножа, кератома или роговичного ножа. Далее происходит заполнение сформированных тоннелей биомедицинским клеточным продуктом (БМКП), содержащим среду-носитель и диспергированные в ней культивированные стволовые клетки. На завершающем этапе возможно наложение роговичного шва на тоннель в месте первоначального входа для предотвращения потери БМКП, также возможна обтурация входного отверстия фибриновым клеем или гемостатической губкой с аналогичной целью. После выполнения всех этапов на глаз может быть установлена мягкая контактная линза.
Способ поясняется фигурой 1. Позицией 1 обозначено схематичное расположение роговичных интрастромальных тоннелей в верхней и нижней гемисферах, глубина тоннелей на уровне залегания ЛЭСК (лимбальных ниш).
Пример 1. Все манипуляции проводились в условиях экспериментальной операционной под общей анестезией, дополненной субтеноновой анестезией. В экспериментальном исследовании кролику предварительно формировали ЛН комбинацией щелочного ожога 2,5% раствором гидроксида натрия и удалением лимбальной ткани. Одномоментно с этим на парном глазу производили биопсию лимбальной ткани 2×2 мм для дальнейшего получения культуры клеток. Через 2 месяца формировалась лимбальная недостаточность: наблюдалось стойкое стромальное помутнение роговицы, рост новообразованных сосудов, эрозии роговицы, эпителиопатия, рубцовые изменения конъюнктивы и век, при окрашивании флюоресцеином отмечались дефекты эпителия. Диагноз ЛН был подтвержден обнаружением бокаловидных клеток, характерных для конъюнктивального типа эпителия, по результатам импрессионной цитологии.
После подтверждения ЛН на глазу были сформированы периферические туннели с помощью изогнутого шпателя, повторяющего окружность лимба, на расстоянии 0,5-1,0 мм от него. Был подготовлен БМКП - культивированные ЛЭСК в вискоэластике (Когевиск, Россия). БМКП был введен в тоннели, на место первоначальных входов было наложено по 1 узловому шву полипропиленом 10/0. По данным оптической когерентной томографии роговицы тоннели располагались на глубине 149-159 мкм (на уровне глубины залегания ЛЭСК у кроликов). С целью избегания механической травмы была выполнена временная блефарорафия. Через 7 дней швы с век были сняты.
В течение всего периода наблюдения (2 месяца после трансплантации культивированных ЛЭСК) нежелательные явления не отмечались. Со 2 недели после лечения площадь эрозий стала меньше. К концу периода наблюдения отмечалась полная эпителизация роговицы при сохранении незначительных дефектов, обнаруживаемых при окрашивании флюоресцеином.
Пример 2. Все манипуляции проводились в условиях экспериментальной операционной под общей анестезией, дополненной субтеноновой анестезией. В экспериментальном исследовании кролику предварительно формировали ЛН комбинацией щелочного ожога 2,5% раствором гидроксида натрия и удалением лимбальной ткани. Одномоментно был осуществлен забор биоптата лимбальной ткани 2×2 мм с парного глаза для дальнейшего получения культуры клеток. Через 1,5 месяца наблюдалось формирование субэпителиального помутнения роговицы, рост новообразованных сосудов, кератопатия, при окрашивании флюоресцеином отмечались множественные точечные прокрашивания.
После подтверждения ЛН фемтосекундным лазером были сформированы интрастромальные роговичные туннели вдоль лимба на глубине 150 мкм. БМКП на основе культивированных ЛЭСК и вискоэластика (Когевиск, Россия) был введен в тоннели, вход в тоннели был закрыт гемостатической губкой, наложена мягкая контактная линза, выполнена временная блефарорафия. Через 7 дней швы после блефарорафии были сняты, мягкая контактная линза удалена. В течение всего периода наблюдения (2 месяца после трансплантации культивированных ЛЭСК) нежелательные явления не наблюдались. С 10 дня отмечалась уменьшение кератопатии и площади субэпителиального помутнения.
Claims (1)
- Способ лечения лимбальной недостаточности с помощью трансплантации культивированных стволовых клеток в интрастромальные роговичные тоннели, включающий подготовку культуры стволовых клеток, отличающийся тем, что проводят подготовку роговичных интрастромальных тоннелей с помощью изогнутого шпателя или фемтосекундного лазера на глубине залегания лимбальных эпителиальных стволовых клеток, вдоль лимба, в одной плоскости, в верхней и нижней гемисферах, протяженностью 100-175° каждый, заполняют сформированные тоннели биомедицинским клеточным продуктом, содержащим среду-носитель и диспергированные в ней культивированные стволовые клетки.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2814630C1 true RU2814630C1 (ru) | 2024-03-01 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2279887C2 (ru) * | 2004-06-10 | 2006-07-20 | Московский научно-исследовательский институт глазных болезней им. Гельмгольца Минздрава РФ | Способ лечения дефектов роговицы |
| RU2766166C1 (ru) * | 2021-07-26 | 2022-02-08 | федеральное государственное автономное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр "Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" имени академика С.Н. Федорова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Способ реконструкции эпителиального слоя роговицы при синдроме лимбальной недостаточности у пациентов с истонченной роговицей |
| RU2793525C1 (ru) * | 2022-09-12 | 2023-04-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр глазных болезней имени Гельмгольца" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ГБ им. Гельмгольца" Минздрава России) | Способ хирургического лечения дефектов роговицы при лимбально-клеточной недостаточности |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2279887C2 (ru) * | 2004-06-10 | 2006-07-20 | Московский научно-исследовательский институт глазных болезней им. Гельмгольца Минздрава РФ | Способ лечения дефектов роговицы |
| RU2766166C1 (ru) * | 2021-07-26 | 2022-02-08 | федеральное государственное автономное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр "Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" имени академика С.Н. Федорова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Способ реконструкции эпителиального слоя роговицы при синдроме лимбальной недостаточности у пациентов с истонченной роговицей |
| RU2793525C1 (ru) * | 2022-09-12 | 2023-04-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр глазных болезней имени Гельмгольца" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ГБ им. Гельмгольца" Минздрава России) | Способ хирургического лечения дефектов роговицы при лимбально-клеточной недостаточности |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Михайлова В.И. и др. Лимбальные эпителиальные стволовые клетки, методы их культивирования и трансплантации при лечении лимбальной недостаточности. Практическая медицина. - 2017. - 3 (104). - С. 111-114. Pellegrini G. et al. Navigating Market Authorization: The Path Holoclar Took to Become the First Stem Cell Product Approved in the European Union. Stem Cells Transl Med. 2018 Jan; 7 (1): 146-154. Ghareeb AE, et al. Recent Advances in Stem Cell Therapy for Limbal Stem Cell Deficiency: A Narrative Review. Ophthalmol Ther. 2020 Dec; 9 (4): 809-831. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Inatomi et al. | Midterm results on ocular surface reconstruction using cultivated autologous oral mucosal epithelial transplantation | |
| KR101132625B1 (ko) | 콘택트 렌즈 형태의 양막 드레싱의 제조 방법 | |
| US8231908B2 (en) | Sheet-like composition | |
| CN101947144B (zh) | 一种板层组织工程角膜支架及其制作方法与应用 | |
| Talbot et al. | Autologous transplantation of rabbit limbal epithelia cultured on fibrin gels for ocular surface reconstruction | |
| US20050214259A1 (en) | Corneal endothelium-like sheet and method of constructing the same | |
| JP5255846B2 (ja) | 生体内で細胞増殖可能な角膜内皮製剤 | |
| KR20070093991A (ko) | 양막을 이용한 시트형 조성물 및 그 제작 방법 | |
| WO2008131639A1 (fr) | Substrat de cornée produit par suppression de cellules et procédé de préparation de celui-ci | |
| WO2003043542A1 (en) | Ectocornea-like sheet and method of constructing the same | |
| Choe et al. | Ocular surface reconstruction using circumferentially-trephined autologous oral mucosal graft transplantation in limbal stem cell deficiency | |
| Yan et al. | Exploitation of human mesenchymal stromal cell derived matrix towards the structural and functional restoration of the ocular surface | |
| Borrelli et al. | Keratin films for ocular surface reconstruction: Wound healing in an in-vivo model | |
| Akpek et al. | Short-term clinical outcomes of a novel corneal prosthetic device in a rabbit model | |
| ES2842505T3 (es) | Corneas acelulares, métodos de producción de las mismas y usos de las mismas | |
| RU2814630C1 (ru) | Способ лечения лимбальной недостаточности с помощью трансплантации культивированных стволовых клеток в интрастромальные роговичные тоннели | |
| RU2609253C1 (ru) | Способ лечения глубоких дефектов роговицы | |
| US20220273422A1 (en) | Corneal inlay design and methods of correcting vision | |
| Jorge E et al. | In vivo Biocompatibility of Chitosan and Collagen–Vitrigel Membranes for Corneal Scaffolding: a Comparative Analysis | |
| CN115067321B (zh) | 一种角膜组织中长期立体保存营养胶囊及其制备方法 | |
| Then et al. | The use of bone marrow derived mesenchymal stem cell for cornea regeneration in rabbit model | |
| Niparugs et al. | Ocular Surface Transplantation and Amniotic Membrane Surgery | |
| Kim et al. | The effect of in vivo grown corneal epithelium transplantation on persistent epithelial defects with limbal stem cell deficiency | |
| RU2793525C1 (ru) | Способ хирургического лечения дефектов роговицы при лимбально-клеточной недостаточности | |
| Kesper et al. | PALT (Partial Allogeneic Limbal Transplantation): A New Surgical Technique For Limbal Stem Cell Deficiency |