Retina AMD Polska

Wsparcie NEI dla transplantacji rogówki

Tytuł oryginalny: NEI Support for Corneal Transplantation

Przeszczepy rogówki należą do najbardziej popularnych i skutecznych procedur transplantacyjnych w medycynie. Każdego roku około 33.000 Amerykanów poddaje się przeszczepom rogówki, które zastępują chorą i uszkodzoną rogówkę. Zdrowa, krystalicznie czysta tkanka chroni wzrok i pomaga skupić światło na siatkówce. Choroby rogówki mogą spowodować poważne zaburzenia wzroku. Mogą one również być bardzo bolesne, co czyni je najczęstszą przyczyną wizyt w pogotowiu okulistycznym.
Z tych powodów przeszczepy rogówki są tak istotne dla odtwarzania widzenia i łagodzenia bólu. Wskaźnik nieudanych przeszczepów rogówki nieskomplikowanych lub niskiego ryzyka jest niższy niż 10 procent. Jednakże, w małej podgrupie pacjentów wysokiego ryzyka, gdy występuje stan zapalny rogówki, częstotliwość nieudanych zabiegów jest wyższa niż 50 procent. NEI pracuje nad poznaniem i przezwyciężeniem odrzucenia przeszczepionej rogówki.

Tkanka dawcy jest kluczem do dalszej dostępności tego sposobu przywracania wzroku. Jednak wiele banków tkanek oka nie gromadzi już rogówek od dawców powyżej 65 roku życia z powodu niepewności co do ich jakości. W trosce o dostępność tkanek praktyka ta została zakwestionowana.

Zaspokojenie zapotrzebowania na tkanki do przeszczepów jest zawsze wyzwaniem, ale nowe przepisy US Food and Drug Administration (Urzędu Nadzoru Leków i Żywności) podnoszące bezpieczeństwo biorców oraz powszechne wykorzystanie chirurgii LASIK w korygowaniu błędów refrakcji – co czyni tkanki rogówki bezużytecznymi dla transplantacji- może znacznie ograniczyć przyszłe dostawy tkanek.

NEI wspiera szereg badań mających na celu poprawę wyników transplantacji rogówki:

  • Tkanka dawcy: niedawno opublikowane wyniki badań dawców rogówki (CDS) dowiodły, że przeszczepy rogówki od starszych dawców mają podobne szanse na sukces jak te wykorzystujące tkankę od młodszych dawców. Tym kompleksowym badaniem objęto 1.100 pacjentów. „ Pięcioletni wskaźnik sukcesu” wyniósł 86 procent zarówno dla przeszczepów rogówki od dawców w wieku od 12 do 65 lat jak i od starszych dawców w wieku od 66 do 75 lat. Na podstawie tych wyników autorzy badania zalecili, aby granicę wieku dawcy tkanki podnieść do 75 lat. Badanie CDS potwierdza bezpieczeństwo użycia starszej tkanki dawcy.
  • Inżynieria tkanki: ze względu na zastrzeżenia co do dawców, zintensyfikowano prace nad bioinżynierią rogówki. Tak uzyskane tkanki zmniejszają zapotrzebowanie na tkanki od dawców. W ostatnich latach próbowano wytwarzać odpowiedniki rogówki metodami inżynierii tkankowej. Uzyskane wytwory potwierdziły koncepcję, że trzy warstwy komórek: nabłonek, keratocyty i śródbłonek mogą być hodowane w matrycy kolagenowej. Jednakże takie konstrukcje to tylko połowa sukcesu, ponieważ zrąb matrycy, która zapewnia unikalne i bardzo ważne właściwości mechaniczne i optyczne rogówki, nie został odtworzony. Przypadkowo ułożone żele kolagenowe, które stanowią punkt wyjścia w typowej inżynierii tkanki rogówki, nie są wystarczająco silne i klarowne do zastosowania klinicznego. Z tych powodów NEI pracuje nad podejściem do hodowli sztucznej rogówki ze zrębem matrycy w centrum uwagi. Dokładnie bada, jak komórki fibroblastów wytwarzają zorganizowaną tkankę obserwując żywe ludzkie fibroblasty tworzące matrycę w długoterminowej hodowli. Kolejnym celem tej pracy jest bioinżynieria zrębu membrany, która wykorzysta inteligencję “zakodowaną” w kolagenie do wytworzenia rogówki. Jest nadzieja, że wysiłek ten doprowadzi do uzyskania klinicznie przydatnej sztucznej rogówki.
  • Rozwój komórek śródbłonka rogówki: Bioinżynieryjny śródbłonek rogówki stanowi praktyczną alternatywę dla transplantacji rogówki w leczeniu utraty wzroku jako następstwa uszkodzenia lub choroby śródbłonka. Obecnie ludzkie komórki śródbłonka rogówki (HCEC) wykorzystuje się w bioinżynierii; jednak ich zdolność do podziału jest ograniczona, co zmniejsza dostępność zdrowych komórek do wykorzystania. Badacze NEI rozwijają nowe sposoby zapewnienia podaży zdrowych komórek bioinżynieryjnych HCEC rogówki do konstrukcji i naprawy tkanek. W jednym z podejść wykorzystuje się komórki macierzyste, ponieważ mają one zdolność różnicowania się na kilka typów komórek. W innym podejściu HCEC są eksploatowane przez stosowanie różnych środków sprzyjających proliferacji komórek. Jest nadzieja na stworzenie wiarygodnego dawcy tkanki do przeszczepu rogówki.
  • Mechanizmy immunologiczne w wysoce ryzykownych przeszczepach rogówki: Prawdopodobieństwo przeżycia przeszczepionej rogówki w unaczynionym środowisku biorcy jest niewielkie z powodu odrzucenia immunologicznego. Uważa się, że los tych przeszczepów jest podobny do losu innych przeszczepów unaczynionych tkanek narządów stałych, które potrzebują do przeżycia stłumienia działania układu odpornościowego. Odrzucenie przeszczepu to skoordynowany proces naboru i infiltracji allo-specyficznych limfocytów T. Badania immunologicznego odrzucenia przeszczepów unaczynionych narządów stałych wykazały, że warunkiem rekrutacji immunologicznej limfocytów T do odrzuconych przeszczepów allogenicznych jest wczesna indukcja prozapalnych chemokinów w miejscu transplantacji. Rekrutacja limfocytów T do przeszczepu ma decydujące znaczenie w odrzuceniu przeszczepów unaczynionych tkanek rogówki. Odrzucenie związane jest z rozpoczęciem wytwarzania chemokinów CXCL1/KC i późniejszym przyrostem chemokinów komórek T (CXCL9/Mig i CXCL10/IP10). Badacze NEI ocenią, czy zahamowanie procesu powstawania tych chemokinów sprzyja przeżyciu przeszczepu. W wyniku tej pracy zostanie określone zapotrzebowanie na nowe odczynniki terapeutyczne i strategie hamujące infiltrację komórek T do przeszczepów wysokiego ryzyka. To podniesie szanse przeżycia przeszczepu, jednocześnie zmniejszając uzależnienie od wyniszczającego leczenia immunosupresyjnego.
  • Charakterystyka neowaskularyzacji rogówki (CN): wiadomo, że CN jest uznanym czynnikiem ryzyka odrzucenia przeszczepu rogówki. CN osłabia odpornościowy układ rogówki i zwiększa ryzyko odrzucenia wprowadzając do przeszczepu komórki immunologiczne biorcy i mediatory zapalne. Doświadczenia kliniczne wykazały, że wielu pacjentów z przeszczepem rogówki ma pewną CN we własnej tkance, a mimo to większość przeszczepów trwa bez zakłóceń przez wiele lat. Tak więc, dokładne przewidywania zniszczenia przeszczepu są niemożliwe. Badania CN były utrudnione przez ograniczenia tradycyjnych technologii przetwarzania obrazu, które nie pozwalały na kompleksową analizę ilościową CN, umożliwiającą przewidywanie, jacy pacjenci są narażeni na wysokie ryzyko odrzucenia. Pojawienie się nowej technologii obrazowania o nazwie biomikroscopia konfokalna (CBM), stanowi metodę badania klinicznego, które umożliwia poznanie wcześniej niewykrywalnej CN oraz ocenę zakresu i charakteru zmian. NEI wspiera badania kliniczne wzorców CN u ludzi z przeszczepami rogówki. Dzięki CBM ustala się cechy, które zmniejszają szanse na przeżycie przeszczepu. Dokonano też oceny terapii anty-wysiękowej rogówki pod kątem poprawy wyników transplantacji. Badanie to będzie stanowić podstawę do identyfikacji chorych, u których taka terapia będzie uzasadniona.
  • Zapobieganie neowaskularyzacji i limfangiogenezie rogówki: brak naczyń krwionośnych i limfatycznych w normalnej rogówce jest warunkiem przejrzystości optycznej i optymalnego widzenia. Neowaskularyzacja rogówki jest powodem utraty wzroku u setek milionów osób na całym świecie. Grupa czynników wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF) oraz ich receptorów (VEGFR) jest ważnym elementem równowagi endogennych stymulatorów angiogenezy i inhibitorów, której zachwianie powoduje neowaskularyzację. Głównymi pozytywnymi regulatorami neowaskularyzacji i limfangiogenezy rogówki są, odpowiednio, VEGF i VEGF-C. Badacze z NEI odkryli, że wśród wielu inhibitorów neowaskularyzacji mieszczących się w rogówce, rozpuszczalne VEGFR-1 działa jak pułapka na VEGF-A potęgując awaskularyzację rogówki. Trwają prace nad tworzeniem i oceną przeciwwysiękowych czynników hamujących neowaskularyzację. Przeciwnie, nie została opracowana molekularna baza rogówki alimfatycznej. Dotychczas nie potwierdziło się występowanie specyficznego inhibitora endogenicznego limfangiogenezy w każdej tkance. Jednak niedawne badania wykazały, że pewien rodzaj VEGFR-2 ogranicza następstwa limfangiogenezy i zmniejsza ryzyko odrzucenia przeszczepu rogówki u gryzoni. Obecnie NEI ocenia ekspresję i działanie receptora VEGFR-2 w fazie rozwoju i bada podstawowe mechanizmy molekularne hamujące limfangiogenezę. Badania te przyczynią się do rozwoju nowych terapii, które będą mogły zapobiegać neowaskularyzacji i limfangiogenezie.

Osiągnięcia badawcze w transplantacji rogówki to:

  • Starsze rogówki mają podobne współczynniki przeżywalności przeszczepu, dzięki czemu mogą stanowić źródło tkanki dawcy.
  • Opracowano ulepszone metody bioinżynieryjne skłaniające kolagen do tworzenia klarownej, przejrzystej membrany rogówki.
  • Udało się zwiększyć zdolność proliferacyjną rogówki ludzkich komórek śródbłonka. Pomyślne zakończenie tej pracy może zwiększyć dostępność rogówki od dawców.
  • Podstawowe mechanizmy odpornościowe, które sprzyjają odrzuceniu przeszczepu rogówki stały się teraz bardziej zrozumiałe.
  • Lepsze technologie obrazowania umożliwiają bardziej dokładną ilościową analizę patologicznych cech, które powodują neowaskularyzację rogówki. Ta praca pozwoli zidentyfikować pacjentów wysokiego ryzyka, którzy mogą być kandydatami do terapii anty-neowaskularnej.
  • Badacze NEI zidentyfikowali podstawowe mechanizmy molekularne, które kontrolują neowaskularyzację i limfangiogenezę w rogówce. Prace w tym zakresie pozwolą na opracowanie terapii hamujących patologię, która prowadzi do odrzucenia przeszczepu.

Grudzień 2011

Tłumaczyła: Anna Wszołek

System rejestracji SMS

Góra