БиоПро Выбор потребителя 2018 #01

Доказана эффективность мезенхимальных стволовых клеток в борьбе с имплантат-ассоциированными инфекциями костей

Инфекции костной ткани, связанные с имплантатами, обычно тяжело поддаются лечению и требуют длительного курса терапии антибиотиками. В новом исследовании учёные из Университета Канадзавы (Kanazawa University) обнаружили, что подобные инфекции можно эффективно лечить с помощью комбинации антибиотиков и стволовых клеток.

Зачастую при переломах для стабилизации и эффективного заживления сломанной кости требуется применение имплантатов. Однако они могут привести к инфицированию и развитию таких заболеваний как остеомиелит, с которыми можно справиться только длительным лечением антибиотиками. Это, в свою очередь, влечёт за собой риск развития резистентных к антибиотикам бактерий.

В то время, как международное сообщество проводит масштабные исследования по поиску новых типов антибиотиков, способных бороться с резистентными бактериями, существует и другой путь: изучение антимикробных свойств стволовых клеток.

Один из наиболее перспективных и широко используемых типов – мезенхимальные стволовые клетки (МСК), которые можно получить из костного мозга или жировой ткани. Одним из доказанных положительных свойств МСК является их антимикробное действие.

«Мезенхимальные стволовые клетки, полученные из жировой ткани, или ADSC (аdipose-derived stem cells), обладают явным преимуществом, поскольку их много в подкожном жире, а значит — их легко собирать», — говорит автор исследования, опубликованного в Scientific Reports, Тамон Кабата (Tamon Kabata). «Нашей целью было изучение терапевтических эффектов ADSC в сочетании с антибиотиком ципрофлоксацином на костную инфекцию, связанную с имплантатом, на модели животных».

В начале исследования учёные сосредоточили внимание на изучении влияния ципрофлоксацина на ADSC и обнаружили эффективное наполнение ADSC антибиотиком в первые 24 часа. При этом ципрофлоксацин не оказывал никаких побочных эффектов на функцию или жизнеспособность мезенхимальных стволовых клеток.

Затем исследователи проверили антимикробную активность мезенхимальных стволовых клеток, содержащих антибиотики, in vitro (в пробирке) и обнаружили, что они эффективно снижают размножение золотистого стафилококка (лат. Staphylococcus aureus), который также является основным микроорганизмом, вызывающим инфекции, связанные с костными имплантатами.

Однако оставался открытым вопрос – сможет ли данный новый подход сдержать распространение вызванной имплантатом инфекции в живом организме? Исследователи проверили это на крысах, которым были установлены костные имплантаты с использованием винтов, покрытых золотистым стафилококком.

Через 7 дней после операции у крыс развился остеомиелит. Исследователи разделили животных на четыре группы. Первой группе вводили ADSC, содержащие ципрофлоксацин, второй — только ADSC, третьей — только ципрофлоксацин, а четвёртая, контрольная, не получила никакого лечения.

Используя микрокомпьютерную томографию для визуализации пораженных костей, исследователи также обнаружили, что мезенхимальные стволовые клетки, содержащие ципрофлоксацин, способствовали снижению вероятности развития остеолиза или деградации кости, что важно не только для здоровья костей, но и для стабильности имплантата.

«Это поразительные результаты, которые показывают, как ADSC можно эффективно наполнить антибиотиками для оказания мощного противомикробного эффекта. Наши результаты демонстрируют потенциальную новую терапию имплантат-ассоциированного остеомиелита, для которого обычного лечения только антибиотиками обычно недостаточно», — говорит Кабата.