Мобильная версия

Международный неврологический журнал Том 16, №6, 2020

Клітинні технології в комплексі лікування розладів аутистичного спектра

Авторы: Петрів Т.І.(1), Татарчук М.М.(1), Цимбалюк Ю.В.(1), Цимбалюк В.І.(2)
(1) — ДУ «Інститут нейрохірургії ім. акад. А.П. Ромоданова НАМН України», м. Київ, Україна
(2) — Національна академія медичних наук України, м. Київ, Україна

Рубрики: Неврология

Разделы: Клинические исследования

Розлади аутистичного спектра (РАС) є досить поширеною патологією, що діагностується у 1 % дітей і чинить значний вплив на життєдіяльність індивіда та його близьких. РАС на даному етапі є невиліковною хворобою, але рання діагностика і вчасно початі лікувально-реабілітаційні заходи можуть покращити розуміння особливих потреб пацієнта та допомогти з адаптацією в суспільстві. Велика кількість факторів асоційовані з ризиком розвитку РАС: низька вага дитини при народженні, немолодий вік батьків на момент зачаття, порушення метаболізму й автоімунні захворювання у матері (діабет, ожиріння), внутрішньоутробні інфекції, прийом вальпроєвої кислоти або інгібіторів зворотного захоплення серотоніну, інтоксикація пестицидами. Часто у дітей з РАС зустрічаються порушення імунітету, шлунково-кишкові розлади та дисбактеріоз кишечника. Дослідження імунного статусу дітей із РАС підтвердили наявність патології щонайменше в половини з них, що відображається в патологічному цитокіновому профілі. Крім того, встановлений прямо пропорційний зв’язок між зростанням рівня прозапальних цитокінів і поглибленням порушень соціальної поведінки. Отримані також дані, що свідчать про активацію астроглії та мікроглії в пацієнтів з РАС. Зважаючи на особливості етіопатогенезу РАС, одним із перспективних методів лікування може бути клітинна терапія. Клітинні регенеративні технології є надзвичайно перспективними у лікуванні хронічних інвалідизуючих захворювань нервової системи, ефективні методи лікування яких на сьогодні відсутні. Дані численних in vitro, доклінічних і клінічних досліджень демонструють позитивний ефект від застосування мезенхімальних стовбурових клітин при низці захворювань, що мають нейроавтоімунну та нейродегенеративну складову. Даний огляд висвітлює сучасний стан проблеми лікування пацієнтів з розладами аутистичного спектра за допомогою регенеративних клітинних технологій.

Расстройства аутистического спектра (РАС) являются довольно распространенной патологией, которая диагностируется у 1 % детей и оказывает значительное влияние на жизнедеятельность индивида и его близких. РАС на данном этапе является неизлечимым заболеванием, но ранняя диагностика и своевременно начатые лечебно-реабилитационные мероприятия могут улучшить понимание особых потребностей пациента и помочь с адаптацией в обществе. Большое количество факторов ассоциированы с риском развития РАС: низкий вес ребенка при рождении, пожилой возраст родителей на момент зачатия, нарушения метаболизма и аутоиммунные заболевания у матери (диабет, ожирение), внутриутробные инфекции, прием вальпроевой кислоты или ингибиторов обратного захвата серотонина, интоксикация пестицидами. Часто у детей с РАС встречаются нарушения иммунитета, желудочно-кишечные расстройства и дисбактериоз кишечника. Исследования иммунного статуса детей с РАС подтвердили наличие патологии как минимум у половины из них, что отображается в патологическом цитокиновом профиле. Кроме того, установлена прямо пропорциональная связь между ростом уровня провоспалительных цитокинов и углублением нарушений социального поведения. Получены также данные, свидетельствующие об активации астроглии и микроглии у пациентов с РАС. Ввиду особенностей этиопатогенеза РАС одним из перспективных методов лечения может быть клеточная терапия. Клеточные регенеративные технологии являются чрезвычайно перспективными в лечении хронических инвалидизирующих заболеваний нервной системы, методы лечения которых в настоящее время отсутствуют. Данные многочисленных in vitro, доклинических и клинических исследований демонстрируют положительный эффект применения мезенхимальных стволовых клеток при ряде заболеваний, имеющих нейроаутоиммунную и нейродегенеративную составляющую. Данный обзор освещает современное состояние проблемы лечения пациентов с расстройствами аутистического спектра с помощью регенеративных клеточных технологий.

Autism spectrum disorders (ASD) is a common pathology diagnosed in 1 % of children, it has a significant impact on the life of patients and their relatives. ASD is an incurable disease nowadays, but early diagnosis and timely treatment and rehabilitation can improve understanding of the patient’s special needs and help with adaptation in society. A large number of factors are associated with the risk of developing ASD: low birth weight, older parents, metabolic disorders and autoimmune diseases in mother (diabetes, obesity), intrauterine infections, taking valproic acid or serotonin reuptake inhibitors, pesticide poisoning. Immune diseases, gastrointestinal disorders and intestinal dysbacteriosis are common in children with ASD. Studies of the immune status of children with ASD have confirmed the presence of pathology in at least half of them that is reflected in the pathological cytokine profile. In addition, there is a directly proportional relationship between an increase in proinflammatory cytokines and the deepening of social behavior disorders. Evidence for activation of astroglia and microglia in patients with ASD was also obtained. Given the peculiarities of the etiopathogenesis of ADS, one of the promising treatments may be cell therapy. Stem cells regenerative technologies are extremely promising in the treatment of chronic debilitating diseases of the nervous system, the effective treatment of which is currently lacking. Data from numerous in vitro, preclinical and clinical studies show a positive effect from the use of mesenchymal stem cells in a number of diseases with neuroautoimmune and neurodegenerative components. This review considers the current state of the problem of treating patients with autism spectrum disorders using regenerative stem cells technologies.

Ключевые слова

розлади аутистичного спектра; регенеративні клітинні технології; мезенхімальні стовбурові клітини; огляд

расстройства аутистического спектра; регенеративные клеточные технологии; мезенхимальные стволовые клетки; обзор

autism spectrum disorders; regenerative stem cell technologies; mesenchymal stem cells; review

doi: http://dx.doi.org/https://doi.org/10.22141/2224-0713.16.6.2020.215137

Вступ

Розлади аутистичного спектра (РАС) є досить поширеною патологією, що діагностується у 1 % дітей і чинить значний вплив на життєдіяльність індивіда та його близьких. Останнє дослідження, проведене Центрами контролю і профілактики (США), оцінює поширеність РАС у Сполучених Штатах як 11,3 на 1000 населення. За п’ять років — з 2009 по 2013 рік — захворюваність на РАС, згідно з офіційними статистичними даними МОЗ України, зросла на 194 %: з 0,55 до 1,61 на 100 000 дитячого населення [1].

Згідно з адаптованою клінічною настановою, заснованою на доказах, 2015 р., термін «аутизм» характеризує якісні відмінності, труднощі у побудові соціальних стосунків і спілкуванні та особливу стереотипність поведінки. Нещодавні спостереження більш високих рівнів аутизму призвели до побоювань, що поширеність цього захворювання може зростати. Різні чинники, зокрема відмінності у критеріях і методах діагностики, віці обстежуваних дітей і місці проведення дослідження, можуть сприяти його помітному зростанню [1, 2].

РАС на даному етапі є невиліковною хворобою, але рання діагностика і вчасно початі лікувально-реабілітаційні заходи можуть покращити розуміння особливих потреб пацієнта та допомогти з адаптацією в суспільстві.

РАС діагностуються у дітей, молоді та дорослих, якщо їх поведінка відповідає критеріям, визначеним у Міжнародній статистичній класифікації хвороб та споріднених проблем, пов’язаних зі здоров’ям (МКХ-10), та Настанові з діагностики, статистики і класифікації психічних порушень (DSM), і має значний вплив на їх життєдіяльність. Дана поведінка визначається певною групою розладів з різними причинами і проявами [1].

Згідно з даними «Посібника з діагностики і статистики психічних розладів» Американської асоціації психіатрів п’ятого видання (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, DSM-V), для діагностування РАС пацієнт повинен відповідати трьом наступним критеріям [3]:

1) труднощі в соціальній емоційній взаємодії, включно з проблемами соціального підходу, спілкування, обміну інтересами та іншими видами вираження і розуміння емоцій;

2) труднощі у невербальній комунікації, що використовується з метою соціальної взаємодії, включно з порушенням зорового контакту та мови жестів, труднощі у розумінні та застосуванні невербальних видів комунікації, зокрема міміки;

3) труднощі в ініціюванні та підтримці комунікації зі сторонніми людьми (не батьками або опікунами), включно з відсутністю інтересу до оточуючих, складністю у відповіді на інформацію різного соціального контексту або з участю у спільних іграх, що потребують уяви.

Критерії діагнозу РАС, згідно з DSM-V, включають наявність хоча б 2 із 4 наступних особливостей поведінки:

1) стереотипне мовлення, повторювані рухи, ехолалія (повторення слів або фраз, іноді з телевізійних шоу або від інших людей) та повторне стереотипне використання предметів або ненормальних фраз;

2) жорстке дотримання ритуалізованих моделей словесної або невербальної поведінки та надзвичайний опір її зміні (наприклад, наполягання на тому, щоб пройти той самий маршрут до школи, їсти ту саму їжу через кольоровий малюнок, повторюючи ті ж запитання); пацієнт може ставати дуже напруженим або навіть агресивним при невеликих змінах цих процедур;

3) сильно обмежені інтереси з ненормальною інтенсивністю або фокусом, зокрема сильною прихильністю до незвичайних об’єктів або нав’язливістю певними інтересами;

4) надмірна, недостатня або спотворена реакція на сенсорні подразники навколишнього середовища, зокрема відсутність реакції на больовий подразник, різкий негативізм до певних звуків, захоплення предметами, що можуть обертатися навколо своєї осі.

Часто крім РАС у пацієнта наявні також інші психічні розлади, що в майбутньому супроводжуються синдромом взаємного обтяження у психічній сфері. Близько половини з таких пацієнтів мають низький рівень IQ [1, 3].

Поширеність РАС при деяких медичних станах, асоційованих з аутизмом [1]:

1) інтелектуальна недостатність — 27,9–31,0 %;

2) синдром ламкої Х-хромосоми — 24–60 %;

3) туберозний склероз — 26–79 %;

4) неонатальна енцефалопатія/епілептична енцефалопатія/інфантильні спазми — 4–14 %;

5) церебральний параліч — 15 %;

6) синдром Дауна — 6–15 %;

7) м’язова дистрофія — 3–37 %;

8) нейрофіброматоз — 4–8 %.

Часто у дітей з РАС зустрічаються порушення імунітету, шлунково-кишкові розлади та дисбактеріоз кишечника. Клінічними маркерами, що корелюють зі ступенем тяжкості проявів РАС, є підвищений рівень серотоніну та гомоцистеїну в сироватці крові пацієнтів [4, 5].

Порушення імунної реактивності та концепція запалення в центральній нервовій системі при РАС

Вперше теорія про зв’язок дисфункції імунітету та РАС була висунута Money та співавт. у 1971 році [6]. Попередніми дослідженнями встановлено зв’язок між генералізованою активацією імунної системи матері в антенатальному періоді та ризиком розвитку РАС у плода [2, 6]. Дослідження імунного статусу дітей з РАС підтвердили наявність патології щонайменше у половини з них, що відображається в патологічному цитокіновому профілі. Крім того, встановлений прямо пропорційний зв’язок між зростанням рівня прозапальних цитокінів і поглибленням порушень соціальної поведінки [7].

Ключову роль у зв’язку між активацією імунної системи у матері та ушкодженням нервової системи плода відводять інтерлейкіну-6 (ІЛ-6) завдяки його можливості проникати через гематоплацентарний бар’єр на відміну від, наприклад, β-субодиниці інтерлейкіну-1 (ІЛ-1β) та фактора некрозу пухлини α (TNF-α) [7, 8]. В експерименті ця теорія була доведена шляхом уведення блокаторів ІЛ-6, що нівелювало негативний вплив активації імунної системи експериментальних тварин на функцію центральної нервової системи [6].

В дослідженні Kordulewska та співавт. [8] у зразках сироватки крові дітей з підтвердженим діагнозом РАС виявляли значно вищий рівень ІЛ-4 і ІЛ-13 та, навпаки, зниження секреції ІЛ-10, що свідчить про сенсибілізацію та дисрегуляцію імунітету. Xu та співавт. виявляли підвищений рівень TNF-α у мононуклеарах периферичної крові (МНПК) та лікворі навіть при нормальній його концентрації у сироватці крові. МНПК зразків сироватки, відібраної у пацієнтів з РАС, активовані ліпополісахаридами in vitro, продукували високі рівні ІЛ-1а, TNF-α та IL-6 у 86,3 % випадків порівняно з контрольною групою [9].

Генетичні кореляти РАС

Отримані також дані, що свідчать про активацію астроглії та мікроглії у пацієнтів з РАС, на підставі дослідження секційного матеріалу та зразків ліквору [10]. Дані магнітно-резонансної томографії та секційні дані вказують на атиповий, ранній ріст загального об’єму головного мозку пацієнтів з РАС у ранньому дитячому віці з наступним його вираженим сповільненням у підлітковому віці. Такі зміни більшість вчених пояснюють збільшенням кількості та розмірів клітин мікроглії і вираженою її активацією. Дані генетичних обстежень демонструють зв’язок між синаптичною дисфункцією нейронів і мутаціями у синаптичних молекулах клітинної адгезії, що можуть чинити істотний вплив на порушення у формуванні синапсів [11].

Виявлено близько 60 генів, мутації в яких можуть викликати прояви РАС [1], але генетичні аномалії знаходять тільки у 20 % пацієнтів з РАС [12]. Очевидно, генетичні мутації є одним із факторів ризику розвитку РАС, які треба враховувати, до того ж виявлені мутації, що вірогідно викликають пов’язані з РАС синдроми: синдром ламкої Х-хромосоми (FMR1), синдром Ретта (MECP2), туберозний склероз (TSC1 або TSC2) [13]. Порушення метилювання ДНК також є субстратом генетичних порушень, що разом з епігенетичними тригерами можуть викликати РАС у частки індивідуумів [14].

Велика кількість факторів асоційовані з ризиком розвитку РАС: низька вага дитини при народженні, немолодий вік батьків на момент зачаття, порушення метаболізму й автоімунні захворювання в матері (діабет, ожиріння), внутрішньоутробні інфекції, прийом вальпроєвої кислоти або інгібіторів зворотного захоплення серотоніну, інтоксикація пестицидами [12–14].

Зважаючи на особливості етіопатогенезу РАС, одним із перспективних методів лікування може бути клітинна терапія. Стовбурові клітини здатні демонструвати позитивний ефект у лікуванні захворювань, що до сьогодні вважалися невиліковними [15].

Види стовбурових клітин для лікування РАС

Ембріональні стовбурові клітини (ЕСК) є плюрипотентними, тобто можуть диференціюватися у будь-який тип клітин організму та ділитись необмежену кількість разів. Вони експресують маркери плюрипотентності Oct-4, Nanog, Rex-1, SSEA-3, SSEA-4, Tra-1-60 і мають високу теломеразну активність. Ембріональні стовбурові клітини фетального мозку мають здатність до диференціювання в нейрони, астроцити, олігодендроцити, і був отриманий гарний результат при їх застосуванні для лікування низки нейродегенеративних захворювань [16]. ЕСК є перспективним кандидатом для лікування РАС, проте через здатність до потенційно необмеженої проліферації вони є туморогенними та можуть ініціювати ріст пухлин в організмі реципієнта [15, 16]. Використання ЕСК є проблематичним через те, що джерелом для їх отримання є абортивний матеріал, і це викликає морально-етичні проблеми. Іншим видом плюрипотентних стовбурових клітин є індуковані плюрипотентні стовбурові клітини (ІПСК), що фактично є продовженням концепції використання ЕСК. Суть їх отримання полягає у виділенні соматичної клітини (дермального фібробласта) дорослого організму і поверненні її до ембріонального стану за допомогою факторів транскрипції Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc (факторів Yamanaka). Після цього під впливом низки реагентів клітина проходить диференціювання з ембріонального стану в клітину спеціалізованої тканини (нейрон, кардіоміоцит, остеоцит, адипоцит) [17]. ІПСК притаманні усі недоліки ЕСК, крім морально-етичних питань, пов’язаних з їх отриманням із абортивного матеріалу. Крім того, ІПСК властива епігенетична пам’ять та мутації в геномі, що роблять непередбачуваним ефект від їх застосування [18].

Нейральні стовбурові клітини (НСК) є мультипотентними і можуть диференціюватися в нейрони, астроцити й олігодендроцити. НСК знаходяться у центральній нервовій системі плода і субвентрикулярній зоні бокових шлуночків і субгранулярному шарі зубчастої звивини гіпокампальної ділянки дорослої людини. Результати експериментальних робіт свідчать про їх нейропротективні, імуномодулюючі властивості та здатність стимулювати ендогенні репаративні процеси [19]. Враховуючи комплексний зв’язок між мікроглією, Toll-подібними рецепторами та процесами нейрогенезу, властивості НСК є перспективними щодо лікування РАС [2, 20]. Вибір між НСК і МСК є предметом майбутніх досліджень, на який крім інших чинників буде впливати наявність супутньої патології, а також той факт, що МСК на сьогодні є набагато більше вивченими [21].

Одними з найперспективніших для клінічного застосування є мезенхімальні стовбурові клітини.

Мезенхімальні стовбурові клітини (МСК) — це мультипотентні стовброві клітини, що мають здатність до самовідтворення та спонтанного диференціювання у клітини мезодермальної лінії або індукованого диференціювання у деякі клітини немезодермальної лінії [19, 21].

Мінімальні критерії МСК були визначені Міжнародним товариством з клітинної та генної терапії (International Society for Cell and Gene Therapy, ISCT) у 2006 р.: адгезивність до пластику в умовах культивування, високий рівень експресії поверхневих специфічних маркерів CD105, CD90, CD73 (≥ 95 %), низький рівень експресії маркерів CD11b, CD14, CD19, CD34, CD45, CD79a і HLA-DR (≤ 2 %) та здатність до диференціювання в адипоцити, хондроцити й остеобласти in vitro [20].

Класичним джерелом МСК є кістковий мозок, проте їх виділяють також із жирової тканини, плаценти, шкіри, пуповинної крові, власне пуповини (вартонових драглів), вен пуповини, амніотичної рідини, синовіальної мембрани, грудного молока, альвеолярного епітелію, міокарда, менструальної крові й ендометрію [21–24].

МСК кісткового мозку завдяки своїм нейротрофічним та імунорегуляторним властивостям з успіхом використовуються в експериментальних і клінічних дослідженнях у лікуванні патології нервової системи. Вони можуть активувати ендогенні стовбурові клітини та викликати супресію Т- і В-лімфоцитів, NK-клітин [25].

МСК, отримані з різних джерел, не є ідентичними, вони відрізняються за спектром речовин, які вони секретують, і біологічними властивостями [25, 27]. Так, МСК із пуповини мають низку переваг над МСК з інших джерел: більш високу здатність до проліферації та диференціації, виражені імуносупресивні властивості [24–27]. Клітини строми кісткового мозку змогли культивувати не більше ніж до четвертого пасажу, а МСК пуповини культивували до дев’ятого-десятого пасажу без виникнення ознак їх старіння та хромосомних трансформацій [28].

З погляду клінічного застосування МСК повинні відповідати критеріям, що включають: швидкий і малоінвазивний спосіб їх отримання, швидке нарощування в культурі, здатність до підтримання біологічних властивостей протягом пасажування та відсутність генетичних мутацій [27–30].

Основні ефекти впливу МСК на нервову систему пов’язані з нейропротективними властивостями, стимуляцією нейрогенезу та синаптогенезу [6]. Основні механізми нейропротекції включають запобігання дегенерації та апоптозу нейронів шляхом автокринних і паракринних механізмів секреції нейротрофінів [31], інгібування проліферації астроцитів та активації мікроглії [32], інгібування молекул оксидантного стресу [33]. Є також досить обґрунтувань на користь того, що МСК індукують ангіогенез і сприяють ремієлінізації аксонів [34, 35].

МСК мають унікальні імунологічні властивості та здатність експресувати молекули І класу головного комплексу гістосумісності (ГКГ) при відсутності експресії молекул ІІ класу ГКГ, тому імунна система реципієнта їх не розпізнає [36, 37]. Ці властивості дозволяють проводити алогенну трансплантацію без визначення гістосумісності [20, 37].

МСК інгібують дозрівання дендритних клітин та цитотоксичність і проліферацію NK-клітин, беруть участь у переході макрофагів у протизапальний фенотип, стимулюють продукцію регуляторних Т-лімфоцитів [36]. Імуномодулюючий ефект МСК обумовлений також інгібуванням продукції TNF-α, IL-1β, IFN-γ та стимуляцією секреції IL-10 і IL-4 [37]. Розглядають два потенційні механізми впливу МСК на імунну систему. Перший полягає в інгібуванні Т-лімфоцитів через індоламін-2,3-деоксигеназа-опосередкований шлях [38], другий механізм — це зв’язок між секрецією простагландину (PGE2) і білком гена 6, що стимулюється фактором некрозу пухлини α [39]. PGE2 має здатність інгібувати проліферацію Т-лімфоцитів, а також стимулювати або пригінчувати активність В-лімфоцитів залежно від стану їх зрілості та модулювати функцію антиген-презентуючих клітин і макрофагів [40].

МСК, що потрапляють у тканини реципієнта, чинять імуномодулюючий вплив і залежно від мікрооточення пригнічують або стимулюють імунітет. Цитокіни, що виділяються у вогнище запалення навколишніми тканинами, стимулюють виділення великої кількості факторів росту, зокрема епідермального фактора росту, фактора росту фібробластів, фактора росту, що продукується тромбоцитами, трансформуючого фактора росту бета, фактора росту ендотелію судин, фактора росту гепатоцитів, інсуліноподібного фактора росту-1, ангіопоетину-1, фактора росту кератиноцитів, фактора росту, що продукується стромальними клітинами. Усі ці фактори росту беруть участь у регулюванні проліферації ендотеліальних клітин і підтримують цілісність ендотелію [41].

Всі вищенаведені властивості вказують на перспективу лікування захворювань і наслідків травм нервової системи, особливо у випадках, коли має місце імуноопосередкований механізм патогенезу [42, 43].

Експериментальне обґрунтування ефективності МСК у лікуванні РАС

Доклінічних досліджень, які б свідчили про ефективність МСК у лікуванні РАС, небагато. Ha та співавт. отримали позитивний ефект від трансплантації МСК з жирової тканини у шлуночкову систему головного мозку новонароджених мишей [44]. Подібний підхід продемонстрували Gobshtis та співавт. в експерименті з мишами на моделі РАС, індукованих пренатальною експозицією вальпроєвої кислоти [45]. В обох випадках було показано, що стереотипні рухи та тривожність зменшувалися завдяки підвищенню секреції IL-10 та фактора росту ендотелію судин. Також морфологічними методами дослідження було підтверджено дозрівання новоутворених нейронів у гранулярній зоні зубчастого ядра [46].

У кількох дослідженнях виявлено специфічний вплив МСК на мікроглію. Кількість клітин мікроглії знижувалася в дослідженні на експериментальній моделі бокового аміотрофічного склерозу [47]. Подібні дані отримані також і на моделі церебральної ішемії та неонатального гіпоксично-ішемічного ушкодження в щурів, де МСК зменшували експансію мікроглії та сприяли формуванню нових зв’язків між нейронами [48, 49].

В експерименті на мишах лінії BTBR (Black and Tan Brachyury), які є загальноприйнятою експериментальною моделлю РАС [49], автори показали, що інтравентрикулярне введення людських МСК зменшує стереотипії, покращує когнітивні властивості та здатність до квазісоціальної поведінки. Також на аналогічній експериментальній моделі Perets та співавт. був виявлений значно вищий рівень нейротрофічного фактора, що продукується мозком [50].

Клінічні дослідження ефективності МСК при РАС

Дані доклінічних досліджень отримали підтвердження і в клінічних дослідженнях. Дані відкритого рандомізованого контрольованого дослідження Lv та співавт. свідчать про безпечність і ефективність МСК пуповини та мононуклеарів кордової крові в лікуванні дітей з РАС [51]. Через 24 тижні після лікування автори відзначали більш суттєве покращення стану дітей у групі комбінованого застосування МСК пуповини та мононуклеарів пуповинної крові, ніж у групах, де один із 2 видів клітин застосовували поодинці.

У дослідженні Riordan та співавт., які застосовували повторні введення МСК пуповини дітям з РАС, підтверджено високий профіль безпеки та ефективність процедури при повторному застосуванні через кожні 3 місяці протягом року [52]. У всіх пацієнтів спостерігалася позитивна динаміка за шкалою CARS (Childhood Autism Rating Scale) та зниження рівня прозапальних цитокінів у крові, що досягало максимуму через 3 місяці після останнього введення.

Dawson та співавт. у відкритому клінічному дослідженні першої фази вивчали ефект одноразової інфузії автологічної пуповинної крові в дітей віком від 2 до 5 років з РАС [53]. Покращення поведінкових реакцій відбувалося протягом 6 місяців і продовжувалося до 12 місяців після застосування.

Sharma та співавт. проводили трансплантацю МСК кісткового мозку шляхом інтратекального введення [54]. Вік пацієнтів з РАС становив від 3 до 33 років. У більшості пацієнтів покращилися соціальна взаємодія, емоційний фон, мовлення, когнітивна сфера протягом 26 місяців спостереження. Також вірогідно покращилося кровопостачання головного мозку за даними позитронно-емісійної томографії, і була виявлена здатність стовбурових клітин покращувати метаболізм головного мозку.

За даними метааналізу досліджень, що включає більше 1000 пацієнтів з різною патологією, яким проводили трансплантацію МСК, значущих побічних ефектів після лікування виявлено не було [55]. Такі реакції, як головний біль, гарячка, загальна слабкість, трапляються рідко і потребують тільки симптоматичного лікування. Алогенна трансплантація МСК є безпечною процедурою навіть для дітей, проте для більш повного уявлення про можливі побічні дії потрібно спостереження за пацієнтами для визначення довготривалого ефекту.

Одним із ключових питань є вид застосування: алогенне або автологічне. Автологічне застосування потребує попередньої операції по забору тканин, із яких потім будуть виділятися МСК, або зберігання перинатальних тканин (пуповина, плацента, кордова кров) і їх кріоконсервування. До того ж генетичні мутації в геномі пацієнтів з широким спектром захворювань, в тому числі у хворих з РАС, будуть властиві і геному МСК, що виділяються, тому їх автологічне застосування є дискутабельним і потребує подальшого вивчення [56], хоча низка досліджень демонструє клінічну ефективність в обох випадках.

Етичні міркування свідчать на користь застосування МСК у випадку патології, що загрожує життю: боковий аміотрофічний склероз, розсіяний склероз, реакція «трансплантат проти хазяїна», коли співвідношення «користь/ризик» це виправдовує. РАС не є захворюванням, що загрожує життю, але це хронічна патологія, яка значно знижує якість життя не тільки пацієнта, а і його родичів, і жодного ефективного методу лікування на сьогодні немає. Зволікання із застосуванням МСК (наприклад, у пацієнтів старше 18 років) є невиправданим, адже дані метааналізів свідчать про те, що оптимальний терапевтичний ефект можливий у більшості випадків при застосуванні клітинної терапії у дітей молодше 5 років, у віці, коли центральна нервова система має значно більший резерв нейропластичності [56].

Висновки

Клітинні регенеративні технології є надзвичайно перспективними у лікуванні хронічних інвалідизуючих захворювань нервової системи, ефективні методи лікування яких на сьогодні відсутні. Дані численних in vitro, доклінічних і клінічних досліджень демонструють позитивний ефект від застосування МСК при низці захворювань, що мають нейроавтоімунну та нейродегенеративну складову. Безумовно, треба отримати відповіді ще на дуже багато питань, зокрема про оптимальний шлях введення (внутрішньовенний, ендолюмбальний) та його кратність, кількість клітин, їх вид. Складнощі виникають і у процесі клінічної оцінки ефекту від терапії, за відсутності уніфікованих критеріїв діагнозу та методів контролю за лікуванням РАС, відсутності стандартизованих шкал, що охоплювали б усі аспекти цього багатогранного процесу. Проте дані про безпечність застосування клітинних технологій та їх ефективність вже зараз роблять можливим успішне застосування МСК для лікування пацієнтів з РАС в рамках клінічних випробувань і комплексних науково-дослідних програм.

Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів і власної фінансової зацікавленості при підготовці даної статті.

Інформація про вклад у роботу кожного автора: Петрів Т., Татарчук М., Цимбалюк Ю. — ідея та збір даних, написання тексту та редагування; Цимбалюк В. — науковий супровід та рецензування.

Список литературы

1. Наказ Міністерства охорони здоров’я України 15.06.2015 № 341. Уніфікований клінічний протокол первинної, вторинної (спеціалізованої), третинної (високоспеціалізованої) медичної допомоги та медичної реабілітації. Розлади аутистичного спектра (розлади загального розвитку).

2. Famitafreshi H., Karimian M. Overview of the Recent Advances in Pathophysiology and Treatment for Autism. CNS Neurol. Disord. Drug Targets. 2018. № 17(8). Р. 590-594. doi: 10.2174/1871527317666180706141654.

3. American Psychiatric Association. Diagnostic and statistical manual of mental disorders. 5th ed. 2013. https://doi.org/10.1176/appi.books.9780890425596

4. Vuong H.E., Hsiao E.Y. Emerging Roles for the Gut Microbiome in Autism Spectrum Disorder. Biol. Psychiatry. 2017. № 81(5). Р. 411-423. doi: 10.1016/j.biopsych.2016.08.024.

5. Marler S., Ferguson B.J., Lee E.B. et al. Brief Report: Whole Blood Serotonin Levels and Gastrointestinal Symptoms in Autism Spectrum Disorder. J. Autism. Dev. Disord. 2016. № 46(3). Р. 1124-1130. doi: 10.1007/s10803-015-2646-8.

6. Gesundheit B., Ashwood P., Keating A., Naor D., Melamed M., Rosenzweig J.P. Therapeutic properties of mesenchymal stem cells for autism spectrum disorders. Med. Hypotheses. 2015. № 84(3). Р. 169-177. doi: 10.1016/j.mehy.2014.12.016.

7. Kordulewska N.K., Kostyra E., Piskorz-Ogórek K. et al. Serum cytokine levels in children with spectrum autism disorder: Differences in pro- and anti-inflammatory balance. J. Neuroimmunol. 2019. № 337. Р. 57-66. doi: 10.1016/j.jneuroim.2019.577066.

8. Kordulewska N.K., Kostyra E., Chwała B. et al. A novel concept of immunological and allergy interactions in autism spectrum disorders: Molecular, anti-inflammatory effect of osthole. Int. Immunopharmacol. 2019. № 72. Р. 1-11. doi: 10.1016/j.intimp.2019.01.058.

9. Xu N., Li X., Zhong Y. Inflammatory cytokines: potential biomarkers of immunologic dysfunction in autism spectrum disorders. Mediators Inflamm. 2015. 2015. 531518. doi: 10.1155/2015/531518.

10. Vargas D.L., Nascimbene C., Krishnan C., Zimmerman A.W., Pardo C.A. Neuroglial activation and neuroinflammation in the brain of patients with autism. Annals of neurology. 2005. № 57(1). Р. 67-81. https://doi.org/10.1002/ana.20315

11. Giunti D., Parodi B., Usai C., Vergani L., Casazza S., Bruz-zone S., Mancardi G., Uccelli A. Mesenchymal stem cells shape microglia effector functions through the release of CX3CL1. Stem. cells (Dayton, Ohio). 2012. № 30(9). Р. 2044-2053. https://doi.org/10.1002/stem.1174

12. Abrahams B.S., Geschwind D.H. Connecting genes to brain in the autism spectrum disorders. Archives of neurology. 2010. № 67(4). Р. 395-399. doi: 10.1001/archneurol.2010.47.

13. Liu Q., Chen M.X., Sun L., Wallis C.U., Zhou J.S., Ao L.J., Li Q., Sham P.C. Rational use of mesenchymal stem cells in the treatment of autism spectrum disorders. World journal of stem cells. 2019. № 11(2). Р. 55-72. https://doi.org/10.4252/wjsc.v11.i2.55

14. Wong C.C., Meaburn E.L., Ronald A., Price T.S., Jeffries A.R., Schalkwyk L.C., Plomin R., Mill J. Methylomic analysis of monozygotic twins discordant for autism spectrum disorder and related behavioural traits. Molecular psychiatry. 2014. № 19(4). Р. 495-503. https://doi.org/10.1038/mp.2013.41

15. Ding D.C., Chang Y.H., Shyu W.C., Lin S.Z. Human umbilical cord mesenchymal stem cells: a new era for stem cell therapy. Cell Transplant. 2015. № 24(3). Р. 339-347. doi: 10.3727/096368915X686841.

16. Lee H., Yun S., Kim I.S. et al. Human fetal brain-derived neural stem/progenitor cells grafted into the adult epileptic brain restrain seizures in rat models of temporal lobe epilepsy. PLoS One. 2014. № 9(8). e104092. Published 2014 Aug 8. doi: 10.1371/journal.pone.0104092.

17. Suman S., Domingues A., Ratajczak J., Ratajczak M.Z. Potential Clinical Applications of Stem Cells in Regenerative Medicine. Adv. Exp. Med. Biol. 2019. № 1201. Р. 1-22. doi: 10.1007/978-3-030-31206-0_1.

18. Teshigawara R., Cho J., Kameda M., Tada T. Mechanism of human somatic reprogramming to iPS cell. Lab. Invest. 2017. № 97(10). Р. 1152-1157. doi: 10.1038/labinvest.2017.56.

19. Ohnuki M., Takahashi K. Present and future challenges of induced pluripotent stem cells. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 2015. № 370(1680). Р. 201-206. doi: 10.1098/rstb.2014.0367.

20. Viswanathan S., Shi Y., Galipeau J. et al. Mesenchymal stem versus stromal cells: International Society for Cell & Gene Therapy (ISCT®) Mesenchymal Stromal Cell committee position statement on nomenclature. Cytotherapy. 2019. № 21(10). Р. 1019-1024.

21. Horwitz E.M., Le Blanc K., Dominici M., Mueller I., Slaper-Cortenbach I., Marini F.C. et al. Clariﬁcation of the nomenclature for MSC: The International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy. 2005. № 7. Р. 393-395. https://doi.org/10.1080/14653240500319234

22. Mushahary D., Spittler A., Kasper C., Weber V., Charwat V. Isolation, cultivation, and characterization of human mesenchymal stem cells. Cytometry A. 2018. № 93(1). Р. 19-31. doi: 10.1002/cyto.a.23242.

23. Naji A., Eitoku M., Favier B., Deschaseaux F., Rouas-Freiss N., Suganuma N. Biological functions of mesenchymal stem cells and clinical implications. Cell. Mol. Life Sci. 2019. № 76(17). Р. 3323-3348. doi: 10.1007/s00018-019-03125-1.

24. Samsonraj R.M., Raghunath M., Nurcombe V., Hui J.H., van Wijnen A.J., Cool S.M. Concise Review: Multifaceted Characterization of Human Mesenchymal Stem Cells for Use in Regenerative Medicine. Stem. Cells Transl. Med. 2017. № 6(12). Р. 2173-2185. doi: 10.1002/sctm.17-012.

25. Li H., Ghazanfari R., Zacharaki D., Lim H.C., Scheding S. Isolation and characterization of primary bone marrow mesenchymal stromal cells. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2016. № 1370(1). Р. 109-118. doi: 10.1111/nyas.13102.

26. Galipeau J., Sensébé L. Mesenchymal Stromal Cells: Clinical Challenges and Therapeutic Opportunities. Cell Stem Cell. 2018. № 22(6). Р. 824-833. doi: 10.1016/j.stem.2018.05.004.

27. Schmelzer E., McKeel D.T., Gerlach J.C. Characterization of Human Mesenchymal Stem Cells from Different Tissues and Their Membrane Encasement for Prospective Transplantation Therapies. Biomed. Res. Int. 2019. Vol. 2019. № 3. doi: 10.1155/2019/6376271.

28. Rybachyk O.A., Pivneva T.A. Prospects of the use of me-senchymal and neuromesenchymal stem cells. Neurophysiology. 2013. № 45(5–6). Р. 477-494. doi.org/10.1007/s11062-013-9397-y

29. Sullivan R., Dailey T., Duncan K., Abel N., Borlongan C.V. Peripheral Nerve Injury: Stem Cell Therapy and Peripheral Nerve Transfer. Int. J. Mol. Sci. 2016. № 17(12). Р. 2101. doi: 10.3390/ijms17122101. PMID: 27983642; PMCID: PMC5187901.

30. Spejo A.B., Carvalho J.L., Goes A.M., Oliveira A.L. Neuroprotective effects of mesenchymal stem cells on spinal motoneurons following ventral root axotomy: synapse stability and axonal regeneration. Neuroscience. 2013. № 250. Р. 715-732. doi: 10.1016/j.neuroscience.2013.07.043.

31. Pramanik S., Sulistio Y.A., Heese K. Neurotrophin Signaling and Stem Cells-Implications for Neurodegenerative Diseases and Stem Cell Therapy. Mol. Neurobiol. 2017. № 54(9). Р. 7401-7459. doi: 10.1007/s12035-016-0214-7.

32. Sirerol-Piquer M.S., Belenguer G., Morante-Redolat J.M., Duart-Abadia P., Perez-Villalba A., Fariñas I. Physiological Interactions between Microglia and Neural Stem Cells in the Adult Subependymal Niche. Neuroscience. 2019. № 405. Р. 77-91. doi: 10.1016/j.neuroscience.2019.01.009.

33. Denu R.A., Hematti P. Effects of Oxidative Stress on Me-senchymal Stem Cell Biology. Oxid. Med. Cell. Longev. 2016. 2016. 2989076. doi: 10.1155/2016/2989076.

34. Zhang L., Issa Bhaloo S., Chen T., Zhou B., Xu Q. Role of Resident Stem Cells in Vessel Formation and Arteriosclerosis. Circ. Res. 2018. № 122(11). Р. 1608-1624. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.118.313058.

35. Gruchot J., Weyers V., Göttle P. et al. The Molecular Basis for Remyelination Failure in Multiple Sclerosis. Cells. 2019. № 8(8). Р. 825. Published 2019 Aug 3. doi: 10.3390/cells8080825.

36. De Miguel M.P., Fuentes-Julián S., Blázquez-Martínez A. et al. Immunosuppressive properties of mesenchymal stem cells: advances and applications. Curr. Mol. Med. 2012. № 12(5). Р. 574-591. doi: 10.2174/156652412800619950.

37. Rameshwar P., Moore C.A., Shah N.N., Smith C.P. An Update on the Therapeutic Potential of Stem Cells. Methods Mol. Biol. 2018. № 1842. Р. 3-27. doi: 10.1007/978-1-4939-8697-2_1.

38. Meisel R., Zibert A., Laryea M., Göbel U., Däubener W., Dilloo D. Human bone marrow stromal cells inhibit allogeneic T-cell responses by indoleamine 2,3-dioxygenase-mediated tryptophan degradation. Blood. 2004. № 103(12). Р. 4619-4621. doi: 10.1182/blood-2003-11-3909.

39. Zhang Z., Huang S., Wu S. et al. Clearance of apoptotic cells by mesenchymal stem cells contributes to immunosuppression via PGE2. EBioMedicine. 2019. № 45. Р. 341-350. doi: 10.1016/j.ebiom.2019.06.016.

40. Zafranskaya M., Nizheharodava D., Yurkevich M. et al. PGE2 contributes to in vitro MSC-mediated inhibition of non-specific and antigen-specific T cell proliferation in MS patients. Scand. J. Immunol. 2013. № 78(5). Р. 455-462. doi: 10.1111/sji.12102.

41. Ma S., Xie N., Li W., Yuan B., Shi Y., Wang Y. Immunobio-logy of mesenchymal stem cells. Cell. Death Differ. 2014. № 21(2). Р. 216-225. doi: 10.1038/cdd.2013.158.

42. Gao F., Chiu S.M., Motan D.A., Zhang Z., Chen L., Ji H.L., Tse H.F., Fu Q.L., Lian Q. Mesenchymal stem cells and immunomodulation: current status and future prospects. Cell. Death Dis. 2016. № 7. e2062. doi: 10.1038/cddis.2015.327.

43. Aggarwal S., Pittenger M.F. Human mesenchymal stem cells modulate allogeneic immune cell responses. Blood. 2005. № 105. Р. 1815-1822. doi: 10.1182/blood-2004-04-1559.

44. Ha S., Park H., Mahmood U., Ra J.C., Suh Y.H., Chang K.A. Human adipose-derived stem cells ameliorate repetitive behavior, social deficit and anxiety in a VPA-induced autism mouse model. Behav. Brain Res. 2017. № 317. Р. 479-484. doi: 10.1016/j.bbr.2016.10.004.

45. Gobshtis N., Tfilin M., Wolfson M., Fraifeld V.E., Turgeman G. Transplantation of mesenchymal stem cells reverses beha-vioural deficits and impaired neurogenesis caused by prenatal exposure to valproic acid. Oncotarget. 2017. № 8. Р. 17443-17452. doi: 10.18632/oncotarget.15245.

46. Ellegood J., Crawley J.N. Behavioral and Neuroanatomical Phenotypes in Mouse Models of Autism. Neurotherapeutics. 2015. № 12. Р. 521-533. doi: 10.1007/s13311-015-0360-z.

47. Uccelli A., Milanese M., Principato M.C. et al. Intravenous mesenchymal stem cells improve survival and motor function in experimental amyotrophic lateral sclerosis. Mol. Med. 2012. № 18(1). Р. 794-804. Published 2012 Jul 18. doi: 10.2119/molmed.2011.00498.

48. Van Velthoven C.T., Kavelaars A., van Bel F., Heijnen C.J. Mesenchymal stem cell treatment after neonatal hypoxic-ischemic brain injury improves behavioral outcome and induces neuronal and oligodendrocyte regeneration. Brain. Behav. Immun. 2010. № 24(3). Р. 387-393. doi: 10.1016/j.bbi.2009.10.017.

49. Segal-Gavish H., Karvat G., Barak N., Barzilay R., Ganz J., Edry L., Aharony I., Offen D., Kimchi T. Mesenchymal Stem Cell Transplantation Promotes Neurogenesis and Ameliorates Autism Related Behaviors in BTBR Mice. Autism Res. 2016. № 9. Р. 17-32. doi: 10.1002/aur.1530.

50. Perets N., Segal-Gavish H., Gothelf Y., Barzilay R., Barhum Y., Abramov N., Hertz S., Morozov D., London M., Offen D. Long term beneficial effect of neurotrophic factors-secreting mesenchymal stem cells transplantation in the BTBR mouse model of autism. Behav. Brain. Res. 2017. № 331. Р. 254-260. doi: 10.1016/j.bbr.2017.03.047.

51. Lv Y.T., Zhang Y., Liu M., Qiuwaxi J.N., Ashwood P., Cho S.C., Huan Y., Ge R.C., Chen X.W., Wang Z.J., Kim B.J., Hu X. Transplantation of human cord blood mononuclear cells and umbilical cord-derived mesenchymal stem cells in autism. J. Transl. Med. 2013. № 11. Р. 196. doi: 10.1186/1479-5876-11-196.

52. Riordan N.H., Hincapié M.L., Morales I. et al. Allogeneic Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells for the Treatment of Autism Spectrum Disorder in Children: Safety Profile and Effect on Cytokine Levels. Stem. Cells Transl. Med. 2019. № 8(10). Р. 1008-1016. doi: 10.1002/sctm.19-0010.

53. Dawson G., Sun J.M., Davlantis K.S., Murias M., Franz L., Troy J., Simmons R., Sabatos-DeVito M., Durham R., Kurtzberg J. Autologous Cord Blood Infusions Are Safe and Feasible in Young Children with Autism Spectrum Disorder: Results of a Single-Center Phase I Open-Label Trial. Stem. Cells Transl. Med. 2017. № 6. Р. 1332-1339. doi: 10.1002/sctm.16-0474.

54. Sharma A., Gokulchandran N., Sane H., Nagrajan A., Paranjape A., Kulkarni P., Shetty A., Mishra P., Kali M., Biju H., Badhe P. Autologous bone marrow mononuclear cell therapy for autism: an open label proof of concept study. Stem. Cells Int. 2013. № 2013. 623875. doi: 10.1155/2013/623875.

55. Lalu M.M., McIntyre L., Pugliese C. et al. Safety of cell therapy with mesenchymal stromal cells (SafeCell): a systematic review and meta-analysis of clinical trials. PLoS One. 2012. № 7(10). e47559. doi: 10.1371/journal.pone.0047559.

56. Weitlauf A.S., McPheeters M.L., Peters B. et al. Therapies for Children with Autism Spectrum Disorder: Behavioral Interventions Update [Internet]. Rockville (MD): Agency for Healthcare Research and Quality (US), 2014. (Comparative Effectiveness Review, No. 137). Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK241444/