Это ткань энтомезенхимного происхождения, которая делится на два вида: висцеральную и сосудистую. В эмбриональном гистогенезе даже электронно-микроскопически трудно отличить мезенхимные предшественники фибробластов от гладких миоцитов. В малодифференцированных гладких миоцитах развиты гранулярная эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи. Тонкие филаменты ориентированы вдоль длинной оси клетки. По мере развития размеры клетки и число филаментов в цитоплазме возрастают. Постепенно объем цитоплазмы, занятый сократительными филаментами, увеличивается, расположение их становится все более упорядоченным. Пролиферативная активность гладких миоцитов в миогенезе постепенно снижается. Это происходит в результате увеличения продолжительности клеточного цикла, выхода клеток из цикла репродукции и перехода в дифференцированное состояние.
Однако и в дефинитивном состоянии в гладкой мышечной ткани клеточная регенерация в виде размножения миоцитов полностью не прекращается. Существуют данные о том, что пролиферация и дифференцировка в большей степени свойственна субпопуляции малых (по размерам) гладких миоцитов.
Строение гладкой мышечной ткани. Структура дефинитивных гладких миоцитов (лейомиоцитов), входящих в состав внутренних органов и стенки сосудов, имеет много общего, но в то же время характеризуется гетероморфией. Так, в стенках вен и артерий обнаруживаются овоидные, веретеновидные, отростчатые миоциты длиной 10-40 мкм, доходящие иногда до 140 мкм.
Гладкая мышечная ткань
Наибольшей длины гладкие миоциты достигают в стенке матки — до 500 мкм. Диаметр миоцитов колеблется от 2 до 20 мкм. В зависимости от характера внутриклеточных биосинтетических процессов различают контрактилъные и секреторные миоциты. Первые специализированы на функции сокращения, но вместе с тем сохраняют секреторную активность. Плазмолемма расслабленной клетки имеет ровную поверхность, а при сокращении становится складчатой. В центре клетки имеется палочковидное ядро, которое при сокращении клетки спиралевидно изгибается. Практически все ядра миоцитов содержат диплоидное количество ДНК. Гладкая эндоплазматическая сеть занимает примерно 2-7% объема цитоплазмы, а гранулярная сеть в контрактильных миоцитах выражена плохо. Митохондрии мелкие, сферические или овоидные, расположены у полюсов ядра. Характерной чертой гладких миоцитов является наличие множества впячиваний (кавеол) плазмолеммы, содержащих ионы кальция.
Секреторные миоциты (синтетические) по своей ультраструктуре напоминают фибробласты, однако содержат в цитоплазме пучки тонких миофиламентов, расположенные на периферии клетки. В цитоплазме хорошо развиты комплекс Гольджи, гранулярная эндоплазматическая сеть, много митохондрий, гранул гликогена, свободных рибосом и полисом. По степени зрелости такие клетки относят к малодифференцированным.
Сократительный аппарат миоцитов представлен тонкими актиновыми филамен-тами (гладкомышечным альфа-актином), связанными с тропомиозином. Толстые нити состоят из миозина, мономеры которого располагаются вблизи филаментов актина. Соотношение актиновых и миозиновых филаментов в гладком миоците составляет 12 к 1. Важным компонентом контрактильного аппарата миоцитов являются электронно-плотные структуры — тельца прикрепления, расположенные свободно в цитоплазме (плотные тельца) или тесно связанные с плазмолеммой. Основными белковыми компонентами плотных телец являются альфа-актинин, актин (немышечный) и кальпонин, что позволяет расссматривать их как функциональный эквивалент Z-линий миофибрилл скелетной мышцы. Актиновые филаменты фиксируются на плотных тельцах. Промежуточные филаменты, включающие десмин и виментин, обеспечивают связи между плотными тельцами и плазмолеммой, образуя прикрепительные пластины.
Сократительные белки формируют решетчатую структуру, закрепленную по окружности плазмолеммы, поэтому сокращение выражается в укорочении клетки, которая приобретает складчатую форму, тогда как в состоянии покоя клетка вытянута. При возникновении нервного импульса, распространяющегося по плазмолемме миоцита, происходит повышение уровня внутриклеточного Са2+, который поступает в цитоплазму из кавеол, отшнуровывающихся в цитоплазму в виде пузырьков. Высвобождение ионов кальция приводит к каскаду реакций, в результате которого происходит полимеризация миозина и образование перекрестных связей миозина вдоль актиновых филаментов по мере развития мышечного сокращения. Расслабление мышцы возникает при восстановлении концентрации исходного уровня Са2+ внутри клетки путем его перемещения внутрь саркоплазматической сети. При этом образовавшиеся в присутствии ионов кальция связи между актином и миозином нарушаются, акто-миозиновый комплекс распадается, гладкий миоцит расслабляется.
Читайте также: Пуф leset микс ткань melva 33 ножки венге
Гладкие миоциты синтезируют протеогликаны, гликопротеиды, проколлаген, проэластин, из которых формируются коллагеновые и эластические волокна и основное вещество межклеточного матрикса.
Взаимодействие миоцитов осуществляется с помощью цитоплазматических мостиков, взаимных впячиваний, нексусов, десмосом или простых участков мембранных контактов клеточных поверхностей.
Регенерация гладкой мышечной ткани
Гладкая мышечная ткань висцерального и сосудистого видов обладает значительной чувствительностью к воздействию экстремальных факторов.
В активированных миоцитах возрастает уровень биосинтетических процессов, морфологическим выражением которых являются синтез сократительных белков, укрупнение и гиперхроматоз ядра, гипертрофия ядрышка, возрастание показателей ядерно-цитоплазменного отношения, увеличение количества свободных рибосом и полисом, активация ферментов, аэробного и анаэробного фосфорилирования, мембранного транспорта. Клеточная регенерация осуществляется как за счет дифференцированных клеток, обладающих способностью вступать в митотический цикл, так и за счет активизации камбиальных элементов (миоцитов малого объема).
При действии ряда повреждающих факторов отмечается фенотипическая трансформация контрактильных миоцитов в секреторные. Данная трансформация часто наблюдается при повреждении интимы сосудов, формировании ее гиперплазии при развитии атеросклероза.
Гладкая мышечная ткань в поперечном (наверху) и продольном (внизу) разрезах. Обратите внимание на центрально расположенные ядра. Во многих клетках ядра не попали в срез.
Окраска: парарозанилин—толуидиновый синий. Среднее увеличение.
Возможности регенерации мышечных тканей
ДЛЯ ТОГО ЧТОБЫ СКАЧАТЬ СТАТЬЮ В ФОРМАТЕ PDF ВАМ НЕОБХОДИМО АВТОРИЗОВАТЬСЯ, ЛИБО ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ
В данном обзоре представлены проводимые в настоящее время клинические исследования, посвященные восстановлению мышечной ткани с использованием клеточных технологий, а также проведен анализ применяемых для этого популяций клеток.
Наряду с восстановлением сердечной мышцы, в настоящее время не менее интенсивно изучается возможность влияния на регенерацию и другой мышечной ткани организма – скелетной поперечно-полосатой – одной из самых «обширных» тканей организма, на долю которой приходится до 40% веса тела [1] . Поддержание скелетной мускулатуры в функциональном состоянии чрезвычайно важно для обеспечения полноценного качества жизни человека. Вместе с тем, мышечная ткань подвержена развитию ряда серьезных дисфункций, включая мышечные дистрофии (дефект в самой мышце), нейромышечные заболевания (дефект в нейрональном контроле мышцы), саркопению (атрофическое дегенеративное изменение скелетной мускулатуры, ассоциированное с возрастом), кахексию (потеря мышечной ткани, обусловленная истощением, в том числе в связи с онкологическими заболеваниями) и других врожденных и приобретенных миопатий [2] . Некоторые из этих патологий (в частности, мышечные дистрофии) неизлечимы, приводят к инвалидизации вплоть до летального исхода [3] .
Среди миопатий наиболее хорошо изучены мышечные дистрофии, которые представляют собой группу генетических заболеваний, характеризующихся прогрессирующей мышечной слабостью, в конечном итоге заканчивающиеся атрофией мышц [2, 4–7] . Причина, лежащая в основе большинства из этих заболеваний, – мутации в генах, кодирующих компоненты дистрофин-гликопротеинового комплекса, который связывает миофибрильный цитоскелет клетки с ее межклеточным матриксом [2, 8–11] и отвечает за целостность и функции мышечной клетки [12, 13] . Одной из самых распространенных миопатий является мышечная дистрофия Дюшена, которая обусловлена мутацией гена дистрофина, приводящей к дефекту дистрофин-гликопротеинового комплекса, связывающего миофибрильный цитоскелет с межклеточным матриксом [8, 9] . Распространены также и травматические повреждения мышечной ткани, включая хирургические вмешательства, а также недостаточность сфинктеров внутренних органов.
Несмотря на то, что физиологические свойства скелетной мышечной ткани в настоящее время хорошо изучены, до сих пор нет эффективных способов лечения мышечных заболеваний. В этой связи, большие надежды возлагаются на стимуляцию регенерации мышц при помощи трансплантации клеток, обладающих миогенным потенциалом, а также путем снижения интенсивности нежелательных процессов, которые протекают в патологически измененных мышечных тканях, таких как неконтролируемый фиброз и воспаление [1, 13, 14] .
Читайте также: Покровной тканью называют ткань 1 балл нервную соединительную мышечную эпителиальную
Идеальным подходом к лечению заболеваний мышечной ткани, по мнению F. Price (2007) с соавт., могла быть трансплантация таким пациентам генетически «скорректированных» аутогенных сателлитных клеток (СК), являющихся резидентными тканеспецифичными «взрослыми» стволовыми клетками, обеспечивающими регенерацию скелетной поперечно-полосатой мышечной ткани [15] . Однако показано, что культивирование СК in vitro существенно снижает их миогенный потенциал in vivo, то есть делает неэффективной их трансплантацию [16] .
В этой связи, проводится множество исследований как по поиску решения проблемы культивирования СК, так и по использованию других клеток, обладающих миогенным потенциалом [17] . В настоящее время в качестве кандидатов для восстановления мышечной ткани рассматриваются мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки (ММСК), выделенные из костного мозга, жировой ткани и пуповинной крови, мононуклеарная клеточная фракция (МНК-КМ) и гемопоэтические стволовые клетки костного мозга (ГСК-КМ), мезоангиобласты, мио- бласты (табл.).
Так, в настоящее время идет набор пациентов в клиническое исследование I/II фазы (NCT02196467) по оценке эффективности внутримышечного введения культивированных аллогенных миобластов, полученных из скелетных мышц здоровых доноров, пациентам с мышечной дистрофией Дюшена [18] . Ранее, в ходе Iа фазы клинического исследования было установлено, что трансплантация аллогенных миобластов способствует восстановлению продукции дистрофина в мышечных волокнах [19] .
Проводятся клинические исследования I/IIфаз по изучению безопасности и эффективности интратекального, внутривенного и внутримышечного введения аутогенных МНК-КМ при лечении мышечной дистрофии Дюшена (NCT01834066; NCT02241434; NCT01834040; NCT02241928) [20–23] и других наследственных миодистрофий (NCT02245711; NCT02050776) [24, 25] . Изучается возможность применения ММСК, выделенных из пуповинной крови, для лечения пациентов с мышечной дистрофией Дюшена (NCT01610440), аутогенных ГСК периферической крови для лечения миастении (NCT00424489), ММСК жировой ткани для лечения плече-лопаточно-лицевой дистрофии (NCT02208713) [26] .
Весьма перспективным считается также использование мезоангиобластов (мезодермальные мультипотентные прогениторные клетки, экспрессирующие α-гладкомышечный актин (α-SMA) [27] ), способных дифференцироваться в миобласты [28] и экспрессирующих некоторые маркеры сателлитных клеток. Однако, в отличие от сателлитоцитов, данные клетки способны к активной экспансии in vitro без потери миогенного потенциала [29] . В настоящее время проводится клиническое исследование по применению HLA-идентичных аллогенных мезоангиобластов для лечения мышечной дистрофии Дюше- на (EudraCT no. 2011-000176-33).
Нейромышечные заболевания составляют довольно специфическую группу патологий, сопровождающихся поражением мышечной ткани. Несмотря на то, что повреждение последней при данных заболеваниях является вторичным, способы их лечения могут быть экстраполированы и для случаев терапии при повреждениях мышц иного генеза (травматического и др.). В частности, представляют интерес последние разработки ex vivo генной терапии бокового амиотрофического склероза (заболевание, характеризующегося поражением мотонейронов головного и спинного мозга), предполагающие использование трансфицированных клеток, секретирующих нейротрофические факторы. Разработан протокол получения ММСК костного мозга с повышенной продукцией нейротропного фактора (ММСК-NTF). В доклинических исследованиях показана способность данных клеток повышать количество нейромышечных соединений и количество мотонейронов в спинном мозге в экспериментальной модели заболевания [30, 31] , а также угнетать дегенерацию нейромышечных соединений и миелиновых аксонов при экспериментальном повреждении седалищного нерва [32] . В настоящее время проводится II фаза клинического исследования, в ходе которого пациентам с боковыи амиотрофическим склерозом одновременно внутримышечно и интратекально вводят аутогенные ММСК-NTF (NCT01777646) [33] . Уже опубликовано сообщение об успешных результатах применения данных клеток у одного па- циента [34] .
Изучается возможность использования клеточных препаратов для восстановления травматических повреждений скелетных мышц. Проводятся нерандомизированные открытые клинические исследования I и II фаз аутогенных МНК-КМ, вводимых внутримышечно, для лечения пациентов с денервацией мышц верхней конечности вследствие травматического повреждения плечевого сплетения (NCT00755586) [35] . Также Pluristem Therapeutics Inc. проводит клинические исследования I/II фазы препарата аллогенных плацентарных клеток PLX-PAD (NCT01525667 и EudraCT nо. 2011-003934-16) для восстановления поврежденной при замене бедренного сустава большой ягодичной мышцы [36] . По заявлению компании, результаты исследования показали безопасность применения препарата, а также значимо более выраженное увеличение объема мышечной ткани и силы пораженной мышцы по сравнению с плацебо [37] .
Читайте также: Расцветка ткани дольче габбана
Проводится II фаза клинического исследования по оценке эффективности введения аутогенных миобластов, выделенных из скелетных мышц конечностей, в мышцы глотки в сочетании с миотомией верхнего пищеводного сфинктера для лечения пациентов с окулофарингеальной мышечной дистрофией (NCT00773227) [38] . Предшествующее клиническое исследование I/IIа фазы показало выполнимость, безопасность и кратковременную эффективность метода [39] .
Недостаточность внутреннего сфинктера уретры, считающаяся основным фактором развития стрессового недержания мочи, которой страдают до 200 млн человек по всему миру и которая существенно снижает качество жизни пациентов [40] , закономерно стала объектом изучения в качестве мишени для клеточной терапии. В первых пяти клинических исследованиях, проведенных одной группой авторов, применяли интрауретральное введение аутогенных миобластов и фибробластов [41] . Результаты данных исследований показали высокую клиническую эффективность клеточных препаратов, подтвержденную и в последующих клинических исследованиях (NCT01355133 и др.) [42–44] . Кроме того, опубликованы результаты успешного лечения пациенток, страдающих недержанием мочи, с помощью трансуретрального введения мононуклеарных клеток пуповинной крови [45] .
Использование аутогенной стромально-васкулярной клеточной фракции (СВКФ), выделенной из жировой ткани пациента с помощью Celution system (Cytori Therapeutics, США) также показало свою эффективность при их введении в сфинктер уретры в сочетании с подслизистым введением обогащенной СВКФ пациентам, страдающим недержанием мочи. Положительный эффект, заключающийся в снижении частоты эпизодов и выраженности недержания мочи, а также повышения качества жизни больных наблюдался уже с 3 нед. после введения и сохранялся до 6 мес. [46] . В другом исследовании изучалась эффективность обогащенного аутогенными культивированными ММСК жировой ткани коллагенового геля при его трансуретральном введении в снижении выраженности недержания мочи у женщин. Была показана безопасность метода, хотя эффективность при этом была признана не вполне удовлетворительной [47] .
В настоящее время проводятся I и II фазы клинических исследований препаратов на основе аутогенных клеток (миобластов, мышечных прогениторных клеток) для лечения инконтиненции различного генеза (NCT02075216; NCT02156934; NCT01953315; NCT01963455; NCT01011777) [48–52] . Проведено также пилотное клиническое исследование при участии пациента с энкопрезом с целью изучения возможности применения аутогенных миобластов для восстановления структуры и функций анального сфинктера после введения данных клеток в его наружные слои [53, 54] . Результаты исследования свидетельствуют о безопасности, хорошей переносимости и вероятной эффективности способа. В настоящее время безопасность и эффективность интрасфинктерного введения миобластов для лечения энкопреза изучается в ходе II/III фазы клинического исследования MIAS (NCT01523522) [55] . Кроме того, с этой же целью проводятся клинические исследования с применением аутогенных ММСК костного мозга (NCT02161003) [56] и фрагментов мышечных волокон (NCT01949922) [57] .
Таким образом, клеточные технологии для лечения заболеваний, связанных с патологией мышечных тканей, развиваются быстрыми темпами, что подтверждается большим количеством клеточных продуктов, достигших клинической стадии исследований, а также их разнообразием. Несмотря на относительно небольшое количество продуктов, дошедших до III фазы клинических исследований, можно заключить, что трансляция доклинических исследований в клиническую практику не сопровождается чрезмерными рисками.
В целом, можно заключить, что клеточные технологии имеют существенный терапевтический потенциали учитывая возможность их применения в персонализированном для каждого пациента варианте, они, с высокой вероятностью, способны внести значимый вклад в решении медицинских проблем, не поддающихся терапии стандартными методами.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом