Przedkliniczna terapia komórkami macierzystymi u płodów z przepukliną oponowo-rdzeniową: przegląd systematyczny i metaanaliza

Najważniejsze punkty i wnioski:

To przegląd systematyczny badań na zwierzętach. Nie leczono żadnych dzieci. Zespół kierowany z University College London zebrał wszystkie opublikowane do maja 2020 roku badania, w których komórki macierzyste podawano płodom zwierząt z przepukliną oponowo-rdzeniową, najcięższą postacią rozszczepu kręgosłupa, i połączył wyniki tam, gdzie badania były wystarczająco podobne.

Znaleziono 26 badań, głównie na szczurach i owcach, w większości z użyciem mezenchymalnych komórek macierzystych. Podanie komórek macierzystych przed urodzeniem nie zmniejszyło liczby zwierząt, które przeżyły do terminu porodu. U szczurów wstrzyknięcie komórek macierzystych do płynu otaczającego płód znacznie zwiększało szansę, że nad wadą wyrośnie skóra. U owiec dodanie do operacji płodowej ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych z łożyska poprawiło ruch nóg po urodzeniu. Autorzy nazywają wyniki zachęcającymi, ale zaznaczają, że większość badań obarczona była wysokim ryzykiem błędu systematycznego, wszystkie zwierzęta oceniano tylko do 24 godzin po urodzeniu i nie przeprowadzono jeszcze żadnego badania u ludzi.

Cel:

Podsumowanie bezpieczeństwa i skuteczności komórek macierzystych podawanych w łonie matki w zwierzęcych modelach przepukliny oponowo-rdzeniowej oraz ocena, czy dowody uzasadniają przejście do badania klinicznego.

Metody:

Przegląd prowadzono zgodnie z wytycznymi PRISMA i zarejestrowano z wyprzedzeniem w PROSPERO (CRD42019160399). Przeszukano pięć baz danych (MEDLINE, Embase, Web of Science, Scopus i Cochrane Library) od ich początku do maja 2020 roku, a listy piśmiennictwa wcześniejszych przeglądów sprawdzono ręcznie.

Włączano badania, w których zwierzęta z przepukliną oponowo-rdzeniową otrzymywały w łonie matki komórki macierzyste dowolnego typu i były porównywane ze zwierzętami poddanymi wyłącznie operacji płodowej, otrzymującymi wstrzyknięcie soli fizjologicznej lub nieleczonymi. Wykluczono badania, w których komórki podawano wyłącznie po urodzeniu, oraz badania w językach innych niż angielski.

Dwóch autorów przeglądu niezależnie wybierało badania i wyodrębniało dane, a trzeci rozstrzygał rozbieżności. Ryzyko błędu systematycznego oceniano narzędziem SYRCLE dla badań na zwierzętach. Wyniki łączono w metaanalizach tylko wtedy, gdy model zwierzęcy, typ komórek i wynik były takie same. Ocenianymi wynikami były przeżycie, pokrycie wady, rdzeń kręgowy pod mikroskopem i funkcja nerwów.

Wyniki:

Spośród 648 znalezionych rekordów 54 przeczytano w całości, a 26 badań włączono.

Co badano:

• Typ komórek: mezenchymalne komórki macierzyste w 20 z 26 badań (77%), z łożyska, płynu owodniowego lub szpiku kostnego. Pozostałe stosowały embrionalne komórki macierzyste, nerwowe komórki macierzyste, komórki macierzyste grzebienia nerwowego lub skórę wyhodowaną z indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych. Żadne nie stosowało komórek z pępowiny.
• Ludzkie komórki podawano zwierzętom w 12 badaniach (46%).
• Zwierzęta: szczury w 15 badaniach (58%), u których wadę wywoływano podając matce kwas retinowy; owce w 7 (27%), u których wadę wytwarzano chirurgicznie; zarodki kurze w 3 i króliki w 1.
• Każde badanie oceniało zwierzęta przy urodzeniu lub do 24 godzin po urodzeniu.

Bezpieczeństwo (przeżycie do terminu porodu):

• Szczury, którym wstrzyknięto szczurze komórki macierzyste z płynu owodniowego do płynu owodniowego: brak różnicy w przeżyciu w porównaniu z solą fizjologiczną (ryzyko względne 1,03, 95% CI od 0,92 do 1,16).
• Owce, którym podczas operacji płodowej nałożono na rdzeń kręgowy ludzkie komórki macierzyste z łożyska: brak różnicy w przeżyciu w porównaniu z samą operacją (ryzyko względne 0,94, 95% CI od 0,78 do 1,13).
• Ogółem przegląd nie stwierdził w żadnym modelu istotnego wpływu komórek macierzystych na przeżycie.

Pokrycie wady:

• Trzynaście badań, wszystkie na szczurach, zarodkach kurzych lub, w jednym badaniu, na królikach, sprawdzało, czy nad wadą wyrosła skóra.
• W czterech połączonych badaniach na szczurach pojedyncze wstrzyknięcie komórek macierzystych z płynu owodniowego do płynu owodniowego znacznie zwiększało szansę na całkowite pokrycie w porównaniu z solą fizjologiczną (ryzyko względne 16,35, 95% CI od 3,27 do 81,79). Pokrycie stanowiła głównie cienka, szczątkowa skóra.
• W badaniu na królikach połowa leczonych zwierząt miała pewne pokrycie, ale żadne nie miało pokrycia całkowitego.

Rdzeń kręgowy i ruch:

• Jedenaście badań opisywało rdzeń kręgowy lub funkcję nerwów, a 10 z nich stosowało mezenchymalne komórki macierzyste.
• W pięciu połączonych badaniach na owcach dodanie do operacji płodowej ludzkich komórek macierzystych z łożyska poprawiło wynik w skali Sheep Locomotor Rating, czyli skali od 0 do 15 oceniającej funkcję kończyn tylnych, średnio o 5,18 punktu (95% CI od 3,36 do 6,99) w porównaniu z samą operacją.
• Niektóre z tych badań na owcach wykazały też więcej dużych komórek nerwowych (neuronów ruchowych) w rdzeniu kręgowym, choć różnice nie były istotne w każdym badaniu.
• U szczurów komórki macierzyste szpiku kostnego wstrzyknięte do rdzenia kręgowego wiązały się z mniejszą śmiercią komórek w rdzeniu, większą liczbą czuciowych komórek nerwowych i silniejszymi sygnałami nerwowymi do mięśnia nogi.
• Jedno badanie na owcach z użyciem mysich nerwowych komórek macierzystych nie wykazało poprawy chodzenia (2 z 6 wobec 2 z 8). Komórki nie przekształciły się w komórki nerwowe, ale wytwarzały czynniki wzrostu nerwów GDNF i BDNF.

Jakość badań: większość badań obarczona była wysokim ryzykiem błędu systematycznego, głównie z powodu wybiórczego raportowania wyników oraz słabego opisu przydziału zwierząt i zaślepienia badaczy. Żadne nie opisało w pełni warunków utrzymania zwierząt ani zaślepionej oceny wyników.

Streszczenie podaje siedem badań w metaanalizach, a dyskusja dziewięć.

Wnioski:

Autorzy stwierdzają, że wstrzykiwanie komórek macierzystych z płynu owodniowego do płynu owodniowego jest bezpieczne i skutecznie pomaga w zamknięciu wady u małych zwierząt, przy braku danych z dużych zwierząt, a ludzkie komórki macierzyste z łożyska nakładane na rdzeń kręgowy podczas operacji płodowej są bezpieczne i poprawiają ruch nóg u nowo narodzonych jagniąt. Opisują wyniki jako „zachęcające dla przeniesienia do praktyki klinicznej”, ale zaznaczają, że przed pierwszym badaniem u ludzi trzeba jeszcze ustalić najlepsze źródło komórek, dawkę i sposób podania oraz przeprowadzić odpowiednie badania toksykologiczne.

Ograniczenia podane przez autorów:

• Włączono tylko badania opublikowane w języku angielskim.
• Większość włączonych badań miała wysokie ryzyko błędu systematycznego, z niewielką ilością szczegółów dotyczących randomizacji, przydziału i zaślepienia.
• Błąd publikacyjny może prowadzić do przeszacowania korzyści z komórek macierzystych.
• Żadne badanie nie obserwowało zwierząt dłużej niż 24 godziny po urodzeniu, więc długoterminowa funkcja nerwów jest nieznana.
• Nie zbadano odpowiedzi płodowego układu odpornościowego na komórki od dawcy.

Informacje dodatkowe:

Autorzy wyjaśniają, że operacja płodowa przepukliny oponowo-rdzeniowej, zwykle wykonywana między 23. a 26. tygodniem ciąży, zmniejsza potrzebę zastawki odprowadzającej płyn mózgowo-rdzeniowy i poprawia chodzenie, ale nie jest wyleczeniem. W wieku 30 miesięcy około połowa dzieci leczonych przed urodzeniem nadal potrzebuje cewnika do oddawania moczu, a ponad połowa nie chodzi bez ortez. Operację płodową oferuje też tylko ograniczona liczba ośrodków.

Sugerują, że mezenchymalne komórki macierzyste pomagają głównie poprzez uwalniane substancje, a nie poprzez zastępowanie tkanki nerwowej. W badaniach na zwierzętach komórki wyciszały stan zapalny w układzie nerwowym, wspierały komórki nerwowe i pobudzały powstawanie nowych naczyń krwionośnych dzięki czynnikom wzrostu, białkom sygnałowym i małym pęcherzykom.

Zwracają też uwagę, że płyn owodniowy pobiera się już od większości kobiet rozważających operację płodową, aby sprawdzić chromosomy dziecka, więc własne komórki macierzyste dziecka z płynu owodniowego można by w zasadzie wyhodować do leczenia.