Wykorzystanie komórek ADSC w gojeniu ran i leczeniu blizn

  • Regeneracja uszkodzeń skóry u ssaków przebiega z wytworzeniem się mniej lub bardziej widocznej blizny, czyli tkanki charakteryzującej się nieprawidłową budową i architekturą włókien kolagenowych.
  • Procesowi gojenia się i powstawania blizny zawsze towarzyszy stan zapalny, a jego intensywność i przebieg są ściśle związane z końcowym efektem i uksztaltowaniem tkanki bliznowatej. Czynniki przeciwdziałające nadmiernym reakcjom zapalnym, w tym stosowane na etapie gojenia i ukończonego już procesu bliznowacenia komórki MSC sprawdzają się po zabiegach chirurgii plastycznej i w leczeniu dermatologicznym blizn.
  • Wykazano, że podanie macierzystych komórek mezenchymalnych MSC poprawia kolor i strukturę blizny, uelastycznia tkankę bliznowaciejącą poprawiając komfort pacjenta, łagodzi odczucie bólu, pieczenia i napięcia. Inne doświadczenia wskazują także na możliwość wykorzystania MSC w leczeniu blizn  i śladów potrądzikowych.
  • W leczeniu rozległych blizn pooparzeniowych u pacjentów z trudnym lub niemożliwym dostępem do podskórnej tkanki tłuszczowej duże znaczenie może mieć perspektywiczna możliwość stosowania alloprzeszczepów tłuszczu i komórek ADSC, a także bankowania i przechowywania tych komórek po jednorazowym pobraniu do parokrotnych podań. 
  • Komórki ADSC poprzez wydzielane czynniki wzrostu przyczyniają się do szybszej angiogenezy i ograniczają utrudniający gojenie stan zapalny. W licznych doświadczeniach wykazano, że zastosowanie ADSC stymuluje proliferację i migrację keratynocytów, komórek endotelialnych i fibroblastów. Poprawia i przyspiesza gojenie różnego rodzaju ran m.in. w przebiegu cukrzycy (Luu [i]), niedotlenienia, ran po urazowych, odleżyn i innych (Ebrahimian [ii], Nie [iii]).  Te same mechanizmy naprawcze, przeciwzapalne i immunomodelujące przyczyniają się do poprawy gojenia się skóry po radioterapii[iv] (Nicolay), uszkodzeń w wyniku poparzeń termicznych, (Xiuying 2020 [v]), a także po zabiegach laserowych i mikroneedlingu, stosowanych w medycynie estetycznej[vi](Sarto Picollo). Przyspieszone gojenie uszkodzeń i ran skórnych po zastosowaniu komórek ADSC, w iniekcjach lub opatrunkach związane jest także z ich działaniem wspierającym odnowę, niezbędnych dla prawidłowego funkcjonowania skóry gruczołów potowych (Sheng 2009[vii]), a także z efektem antyutleniającym, angiogennym i limfoangiogennym, który chroni między innymi przed powstawaniem nadmiernego obrzęku gojącej się tkanki[viii]( Hiroto Saijo) i związanych z tym komplikacjami.
  • Choć tkanki płodu mogą goić się bez wykształcania się blizny, to u osób dorosłych i dzieci powstanie blizny jest naturalnym elementem gojenia się skóry, po urazie chirurgicznym, termicznym i in. Kluczowym elementem prawidłowego gojenia, którego następstwem jest wykształcenie się blizny jest precyzyjna koordynacja wszystkich, procesów biorących udział w gojeniu i tę rolę przypisuje się najczęściej komórkom macierzystym i dodatnim efektem obserwowanym po ich zastosowaniu w leczeniu ran i blizn [ix](Giri) [x]Mehri Monavarian). Komórki ADSC, poprzez wydzielane czynniki parakrynowe mogą wpływać na homeostazę, spajając liczne procesy w  całość. Działają przeciwzapalnie, sterując tym istotnym i nieodzownym elementem gojenia na poziomie umożliwiającym powstanie funkcjonalnej i nieprzerośniętej, czyli nie zwłókniałej nadmiernie nowej tkanki. Zwraca uwagę, że takie działanie jest możliwe nie tylko poprzez wydzielanie czynników wzrostu i cytokin, ale także poprzez reagowanie na przebiegające procesy i nadzorowanie ich na zasadzie sygnałów zwrotnych pozwalających modyfikować sytuację w zależności od aktualnie występujących warunków.
  • Autorzy niniejszego tekstu, w przeprowadzonym badaniu klinicznym korzystali z wyizolowanych z tkanki tłuszczowej, hodowlanych komórek ADSC, oraz bardziej heterogennej frakcji zrębowej SVF, w leczeniu blizn i uszkodzenia sprężystego skóry dłoni. Mimo braku statystycznie istotnych różnic, w stosunku do grupy kontrolnej, w której do leczenia zastosowano laser frakcyjny, (wykorzystywany standardowo, jako jedna z najbardziej sprawdzających się technik w leczeniu blizn i zmian skóry związanych z wiekiem), w wielu przypadkach zaobserwowaliśmy bardzo korzystne efekty działania komórek ADSC i frakcji SVF. Podobnie, jak autorzy podobnych badań i prac przeglądowych piśmiennictwa nt. zastosowania komórek ADSC w leczeniu blizn[xi][xii][xiii][xiv]( Varghese et all., Conde-Green et all. 2016, Kendrick et all. 2019, Xiang et all. 2020 ), uważamy, że uzyskiwane efekty zachęcają do lepszego scharakteryzowania i być może zawężenia grupy odbiorców, biorąc pod uwagę ich wiek, czas od powstania blizny jej charakter, lokalizację etc.
  • Opisane mechanizmy koordynujące prawidłowe gojenie, poprzez wydzielane przez komórki MSC cytokiny przyczyniają się do poprawy efektu wygładzania zanikowych blizn potrądzikowych, w terapii z zastosowaniem mikroneedlingu[xv] (Moetaz El- Domyati).
  • W leczeniu blizn pooparzeniowych, oraz chirurgicznych stosuje się także komórki ADSC, wraz z pobraną jednocześnie tkanką tłuszczową, która pełni też rolę modelującą i co jest istotne zwłaszcza na dużych powierzchniach „podścielającą” zwłóknienia, poprawiając pacjentom komfort życia, dając poczucie większej elastyczności tkanek i znaczący efekt przeciwbólowy[xvi] (Maione).
  • Lipotransfery mogą być jednak technicznie trudne do wykonania u osób z bliznami na dużych powierzchniach ciała, na przykład w wyniku poparzeń, gdyż pobranie potrzebnej ilości tłuszczu może być u takich osób technicznie niewykonalne lub zbytnio obciążające dla pacjenta. W takich przypadkach, istotną i aktualnie realną możliwością jest wykorzystanie u pacjenta hodowlanych, autologicznych komórek ADSC, namnożonych w laboratorium, z opcją ich zamrożenia do kolejnych podań w tym samym lub innych zastosowaniach.
  • Aktualnie z tej możliwości korzystają najczęściej pacjenci po urazach i dysfunkcjach stawowo-kostnych kończyn i w trakcie rehabilitacji, po zabiegach ortopedycznych [xvii] (Tapp).

Możliwość bankowania tkanki tłuszczowej i komórek ADSC jest także postrzegana coraz częściej, podobnie jak zamrażana krew pępowinowa, jako swoisty materiał „zabezpieczający”, na wypadek użycia komórek w aktualnie dostępnych procedurach (np. w ortopedii, dermatologii lub neurologii) lub „polisę” umożliwiającą skorzystanie z nich w przyszłości, w nowym zastosowaniu, z kręgu szybko rosnącej i opisywanej puli możliwości w różnych dziedzinach medycyny- aktualnie, na świecie odbywa się ponad 700 badań klinicznych, ostatniej fazy, oceniających zastosowanie komórek MSC we wszystkich właściwie specjalnościach medycznych  www.ClinicalTrails.gov

[i] Cynthia A. Luu, Published online 2016 Jul 20. Plantar Fat Grafting and Tendon Balancing for the Diabetic Foot Ulcer in Remission Plast Reconst Surg Global open, 2016 Jul; 4(7).

[ii] Ebrahimian TG, Wound healing. Pouzoulet F, Squiban C, Buard V, André M, Cousin B, Gourmelon P, Benderitter M, Casteilla L, Tamarat R Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2009 Apr; 29(4):503-10.

[iii]Nie C,  J. Cell Transplant. 2011;20(2):205-16. Locally administered adipose-derived stem cells accelerate wound healing through differentiation and vasculogenesis.

[iv] Nicolay NH. Mesenchymal stem cells – A new hope for radiotherapy-induced tissue damage?, Cancer Lett. 2015 Oct 1;366(2):133-40

[v] Xiuying Li , Zhenhong Wei , Anti-Inflammatory Effects of Magnetically Targeted Mesenchymal Stem Cells on Laser-Induced Skin Injuries in Rats  Int J Nanomedicine  2020 Aug 6;15:5645-5659.

[vi] Sarto Picollo N. Clin Plast Surg. 2020 Jan;47(1):119-130.Fat Grafting for Treatment of Facial Burns and Burn Scars

[vii] Sheng Z., Fu X., Cai S., et al. Regeneration of functional sweat gland-like structures by transplanted differentiated bone marrow mesenchymal stem cells. Wound Repair Regen. 2009;17:427–435.

[viii] Hiroto Saijo Paracrine Effects of Adipose-Derived Stem Cells Promote Lymphangiogenesis in Irradiated Lymphatic Endothelial Cells Plast Reconstr Surg. 2019 Jun;143(6):1189e-1200e

[ix] Giri S. Drug Discov Today  2019 Jan;24(1):69-84. doi: 10.1016/j.drudis.2018.10.014. Epub 2018 Nov 5. Therapeutic potential of endogenous stem cells and cellular factors for scar-free skin regeneration

[x] Mehri Monavarian Regenerative Scar-Free Skin Wound Healing Tissue Eng Part B Rev. 2019 Aug 1; 25(4): 294–311. Published online 2019 Aug 2. doi: 10.1089/ten.teb.2018.0350

[xi]Jajini Varghese, Stem Cell Res Ther. 2017 Feb 28;8(1):45. Systematic review of patient factors affecting adipose stem cell viability and function: implications for regenerative therapy

[xii] Conde-Green A., Fat Grafting and Adipose-Derived Regenerative Cells in Burn Wound Healing and Scarring: A Systematic Review of the Literature. Plast. Reconstr. Surg. 2016;137:302–312.

[xiii] Kendrick et all. 2019)  Cytotherapy. 2019 Nov;21(11):1151-1160.  Autologous adipose tissue grafting for the management of the painful scars

[xiv] Xiang He,  New Progress of Adipose-derived Stem Cells in the Therapy of Hypertrophic Scars Curr Stem Cell Res Ther  2020;15(1):77-85.

[xv] Moetaz El-Domyati Amniotic fluid-derived mesenchymal stem cell products combined with microneedling for acne scars: A split-face clinical, histological, and histometric study J Cosmet Dermatol. 2019 Jun 7

[xvi] Maione L Clin Plast Surg . 2020 Jan;47(1):131-138.Fat Grafting for Treatment of Facial Scars

[xvii] Hazel Tapp , Adipose-derived stem cells: characterization and current application in orthopaedic tissue repair  2009 Jan;234(1):1-9.