Stamcelleterapi for Equine Flexor Tendon Injuries

2024 Forfatter: Carol Cain | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 17:17

SDFT-skader i hester og regenerativ medisin

Overfladisk digital flexor tendon (SDFT) skader er en signifikant opprinnelse til lameness og redusert atletisk aktivitet i hestens atletiske industri, med en beskrevet prevalens på 8 til 43% i dyrebare rasehester (Dowling, 2000). Dette skyldes disse skadernes høye prevalens, forlenget gjenopprettingstid og høy grad av gjentakelse. SDFT-skader er sakte helbredende, med 20-60% av skadede rasehester vender tilbake til full atletisk evne, men med opptil 80% av skadede rasehester som gir bivirkninger (Dowling, 2000). Denne tendensen til å helbrede sakte, og konstruksjonen av mekanisk mindre ekstracellulær matrise, skyldes sannsynligvis at sener er minimalt vaskulariserte, tilstede celler med redusert mitotisk virkning, og har få stamceller som finnes i vevet. Nylige undersøkelser av mesenkymale stamceller (MSCs) har medført potensiell utvikling av bruk av regenerativ medisin som en potensiell ny behandling for SDFT-skader.

Tendon Struktur i en hest

Tendons består hovedsakelig av vann (~ 70%); De resterende 30% inneholder kollagen og en kollagenfri matrise. Innen normal flexor sener er type I kollagen mest vanlig. Typer II, III, IV og V finnes også, men i mindre mengder i mer bestemte stillinger i senen. Type II kan ligge i benete innsatser og områder hvor senen endrer retninger for å dekke en benaktig fremspring, og er konstruert for å motstå kompresjon og spenning. Typer III, IV og V finnes bare i kjellermembraner og endotendon. Kollagenmolekyler er organisert i mikrofibriller, subfibriller og fibriller, og er ytterligere kategorisert i fascikler som er løst fordelt med endotenon septa, og den gjenværende matrisen består av tenocytter og glykoproteiner. Celletyper I, II og III har blitt gjenkjent i hestens sener. Allokering av disse cellene varierer med alderen, og kan for det meste være assosiert med ekstracellulær matrikssyntese. Flere glykosaminoglykaner har blitt funnet i normale SDFTs, inkludert kondroitinsulfat, keratansulfat, dermatansulfat, heparin, heparinsulfat og hyaluronsyre. Proteoglykandekorin, fibromodulin og biglycan forekommer gjennom SDFT og påvirker tenocytfunksjoner, kollagenfibrillogenese og dimensjonal arrangement av fibre; dette påvirker senens styrke. Proteoglykaner har også potensielt en rolle i å skape vekstfaktorer i kollagenmatrisen.

Tendons består hovedsakelig av vann (~ 70%); De resterende 30% inneholder kollagen og en kollagenfri matrise.

Vanlige Tendonskader av hesten

Naturlig forekommende seneskader er beskrevet som "fibrillær strekk, glidning og rive, etterfulgt av fibrilolyse" som er knyttet til "frigjøring av enzymer fra skadede fibroblaster og inflammatoriske celler" (Dowling, 2000). Det er der som helingsprosessen begynner, fulgt med overliggende faser av betennelse, proliferasjon, remodeling og modning. Type III kollagen er den første som integreres på skadestedet, og danner de interfibrillære tverrbindingene som gir tidlig styrke og stabilitet på skadestedet. Økte mengder av type IV og type V kollagen utvikles så snart. Etter disse akutte faser blir type I kollagenfibre mest tydelige, og fri type I og type III kollagenfibriller vises i noe mindre mengder inntil 6 måneder etter skade. Deretter dominerer type I kollagenfibriller igjen, noe som indikerer kontinuerlig remodeling og normalisering av helbredelsesvevet. Unormale høye nivåer av type III kollagen og et fravær av en retlinjearbeid kan være tilstede i opptil fjorten måneder etter skade. I fibrøst arrvev, antas den unormale anordning og sammensetningen av matrisen, som har enda dårligere biomekanikk sammenlignet med gjennomsnittlig senevev, og den reduserte healinghastigheten antas å være årsaken til den forhøyede frekvensen av gjenskader på SDFT. For mer informasjon om hestesener og vanlige sårskader (unntatt kvelskader) anbefaler jeg at du refererer til

Nåværende terapi alternativer i Equine Medicine

Det finnes flere tilgjengelige alternativer for behandling av SDFT-skader. Disse terapialternativene kan kategoriseres i fysiske, farmakologiske, kirurgiske terapier. Fysioterapi eksisterer i form av ising, kald hydroterapi, trykkbinding og stall hvile, og har blitt betraktet som hjørnesteinen i de første faser av SDFT skadebehandling for å redusere betennelse og redusere sjansene for ytterligere skade. Fysioterapi brukes ofte i forbindelse med narkotika. Legemiddelbehandlingstiltak inkluderer vanligvis antiinflammatoriske midler, natriumhyaluronat, polysulfaterte glykosaminoglykaner og beta-aminopropionitrilfumarat. Korrigerende kirurgiske opsjoner inkluderer for tiden tilbehør ligament desmotomi, perkutan sene splitting, syntetisk sene implantater og motirritasjon. Andre, mindre studerte terapialternativer inkluderer terapeutisk lav intensitet ultralyd, lavfrekvens infrarød laserterapi og elektromagnetisk feltbehandling. Resultatene av slike behandlinger har blitt variert, siden det har vært minimal påviselige data om at noen av de nevnte behandlingsalternativene har hatt pålitelige eller langsiktige fordeler konsekvent. Dette er sannsynligvis delvis på grunn av den store variasjonen av terapi teknikker og preferanser blant veterinærer og eiere.

Fysioterapi eksisterer i form av ising, kald hydroterapi, trykkbinding og stall hvile, og har blitt betraktet som hjørnesteinen i de første faser av SDFT skadebehandling for å redusere betennelse og redusere sjansene for ytterligere skade.

Mesenkymal stamcelle (MSC) terapi i equine Medicine

Mesenkymale stamceller er ikke-hematopoietiske stamceller av betydning for bruk i terapi av ortopediske skader hos hester. Stamceller er kategorisert som enten embryonale eller voksne celler, avhengig av utviklingsnivået til deres giver. For formålet med denne studien vil fokuset her være på voksne celler. Voksne stamceller er en normalt bosatt populasjon av celler som finnes i hver vevstype, og bidrar til å skaffe riktig organform gjennom vanlige cellulære omsetningsprosesser. Disse stamceller har også muligheten til å skille seg inn i andre celletyper fra forskjellige vevsopprinnelser etter behov, som kalles celleplasticitet. Bruk av MSCer for vevregenerering ble først fremmet basert på denne ideen om celleplasticitet; skadet vev ville bli direkte stimulert ved injeksjon av MSCs, cellene ville fylle skadestedet, skille seg inn i den aktuelle celletypen for det vevet, og regenerering ville begynne. Det ble senere funnet at disse cellene også ville stimulere regenerering indirekte ved å produsere bioaktive trofiske og immunmodulære faktorer.

Fettvev og benmarg er de to mest vanlige kildene til MSC som brukes til equine medisin, men kilder som perifert blod og navlestrengsblod blir stadig populærere, da de er mindre invasive. Sammenlignet med menneskelige MSCs, er det ikke nå noen karakteriseringsstandarder for MSCer av animalsk opprinnelse. Derfor bruker ulike bedrifter ulike metoder for å karakterisere MSC-er, noe som gjør det vanskelig å sammenligne forskningsresultater og kliniske resultater av MSC-terapier som brukes i hester.Mens MSC fra dyr kan klassifiseres etter deres evne til å kle seg til plast og differensiere, er deres overflateantigenuttrykk fortsatt ikke lett identifisert. Denne begrensede tilgjengeligheten av spesifikke antistoffer i veterinærmedisin begrenser mulighetene for sann immunfenotyping av MSCs.

Resultater fra nåværende MSC-studier

I 2003 ble bruken av MSC for bruk som terapi for hestepestskader først definert, med bare fem forskningsartikler om emnet publisert (Van de Walle, 2016). Etter denne hendelsen har bruk av MSCer i hestegjenopprettingsmedisin hevet, med tusenvis av equines som nå behandles med denne metoden. Effektiviteten av equine MSC-terapier er imidlertid fortsatt noe usikker, da egnede kontrollgrupper ikke alltid brukes, og andre biologiske faktorer blir ofte brukt i forbindelse med stamceller. Likevel har tidligere forskning vist et positivt forhold mellom mesenkymal stamcellebehandling og sunn senetregenerering i SDFT-skader, med noen som demonstrerer reduserte frekvenser av gjenskader (Badial, 2013; Carvalho, 2011; Godwin, 2013; Guercio, 2015; Smith; 2003).

En 2013-studie spesielt benyttet lignende metoder som denne studien vil. I denne tidligere studien ble lesjoner indusert ved bruk av en kollagenase-gelinjeksjon i den metakarpale regionen av SDFTene av åtte hester av blandede raser. Hester i behandlingsgruppen ble behandlet med en interlesional injeksjon av mesenkymale stamceller avledet fra fettvev suspendert i blodplate konsentrat. Etter seksten ukers behandling ble biopsier utført for histopatologiske, immunhistokjemiske og geneekspresjonsanalyser. Resultatene av denne studien viste at bruk av mesenkymale stamceller og blodplatekonsentrat forhindret utviklingen av senessår, resulterte i overlegen cellearrangement og mindre inflammasjon sammenlignet med kontrollgruppen. (Badial, 2013)

En 2014-studie av ni hester med eksisterende SDFT-skader registrerte bevis på reparative vevsprosesser etter behandling etter bruk av adipose-avledede mesenkymale stamceller som behandlingsmetode (Guercio, 2014). En toårig 2012 studie av 141 klient-eide rasehester med eksisterende skader benyttet stamceller avledet fra beinmerg i stedet for adipose-avledede celler, men observerte ingen bivirkninger av behandlingen; Imidlertid ble det observert en signifikant reduksjon i gjenskader blant rasehester (Godwin, 2012).

Selv om disse tidligere studiene har alle forsøkt å observere et forhold mellom SDFT-skader og mesenkymale stamceller, er det mange forstyrrende faktorer og mange åpenbare hull i denne undersøkelsen. Noen studier mislyktes i å bruke en tilstrekkelig mengde fag for å gi avgjørende bevis, andre brukte et bredt spekter av raser, aldre, kjønn og atletiske disipliner. Andre bruker varierende antall stamceller og behandlingsintervaller. Kanskje den største forstyrrende faktoren er at de fleste av disse studiene brukte hester med eksisterende skader, skaper en stor variasjon i skadesstørrelse, alvorlighetsgrad, varighet, etc., og klarte ikke å avgjøre om disse faktorene hadde et forhold til resultatene. Ved å bruke en større gruppe av alders-, kjønn, avl og disiplinbegrensede hester, et forhåndsinnstilt antall stamceller, en spesifikk skade, behandlingsplan og behandlingsintervall og ved å søke å etablere forhold mellom disse faktorene og resultatene, bør nye studier forsøke å redusere forstyrrende faktorer og skaffe seg mer avgjørende bevis. Fra og med denne tiden er det nødvendig med ytterligere forskning for å undersøke stamcelle terapi effekter i hester.

SDFT Skader og MSCs Quiz

se quizstatistikk

referanser

Badial, P., Deffune, E., Borges, A., Carvalho, A., Yamada, A., Álvarez, L., Garcia Alves, A. (2013). Equine senebetennelse terapi ved hjelp av mesenkymale stamceller og blodplate konsentrater: En randomisert kontrollert studie. Stamcelleforskning og terapi, 4(4), 1-13. doi: 10,1186 / scrt236

Crovace, A., Lacitignola, L., Rossi, G., Francioso, E. (2009). Histologisk og immunhistokjemisk evaluering av autologe dyrkede knoglemarv mesenkymale stamceller og benmarg mononukleerte celler i kollagenase-indusert tendinitt av hest overflate digital flexor senen. Veterinærmedisin International, 2010, 1-10. doi: 10,4061 / 2010/25097

Dowling, B. A., Dart, A. J., Hodgson, D. R. og Smith, R. K. W. (2000), overfladisk digital flexor tendonitt i hesten. Equine Veterinary Journal32: 369-378. doi: 10,2746 / 042516400777591138

Godwin, E.E., Young, N.J., Dudhia, J., Beamish, I.C. and Smith, R.K.W. (2012). Implantasjon av benmarg-avledede mesenkymale stamceller demonstrerer forbedret utfall hos hester med overbelastningsskader av overfladisk digital flexor-senen. Equine Veterinary Journal, 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). Mesenkymale stamceller avledet fra subkutant fett og blodplaterrikt plasma som brukes i atletiske hester med lameness av overfladisk digital flexor-senen. Journal of Equine Veterinary Science, 35(1), 19-26. doi: 10.1016 / j.jevs.2014.10.006

Richardson L.E., Dudhia J., Clegg P.D., Smith, R. (2007). Stamceller i veterinærmedisin - forsøk på å regenerere hestesensene etter skade. Trender i bioteknologi, 25(9), 409-16.

Van de Walle, G., De Schauwer, C., Fortier, L. (2016). Mesenkymal stamcelle terapi. Equine Clinical Immunology (1^st ed.) John Wiley & Sons, Inc. Hentet fra https://lmunet.illiad.oclc.org/illiad/TNF/illiad.dll?Action=10&Form=75&Value=25484