Stamcellterapi för häst Flexor senor skador

Kontakta författare

SDFT-skador i hästar och regenerativ medicin

Superficial digital flexor tendon (SDFT) skador är ett betydande ursprung för halthet och minskad atletik inom den häst atletiska industrin, med en beskrivd prevalens på 8 till 43% i fullblodshästar (Dowling, 2000). Detta beror på dessa skadors höga prevalens, utökade återhämtningsperiod och höga återfallsfrekvens. SDFT-skador är långsam läkning, med 20-60% av de skadade tävlingshästarna återvänder till sin fulla atletiska förmåga, men med upp till 80% av de skadade tävlingshästarna undergår efter en ny skada (Dowling, 2000) Denna tendens att läka långsamt, och konstruktionen av mekaniskt mindre extracellulär matris, beror sannolikt på att senorna är minimalt vaskulariserade, förekommer celler med reducerad mitotisk verkan och har få stamceller som finns i vävnaderna. Nya undersökningar av mesenkymala stamceller (MSC) har inneburit den potentiella utvecklingen av att använda regenerativ medicin som en potentiell ny behandling för SDFT-skador.

Superficial digital flexor tendon (SDFT) skador är ett betydande ursprung för halthet och minskad atletik inom den häst atletiska industrin, med en beskrivd prevalens på 8 till 43% i fullblodshästar.

Senstruktur i en häst

Senor består mestadels av vatten (~ 70%); de återstående 30% innehåller kollagen och en kollagenfri matris. Inom normala flexorsena är kollagen av typ I vanligast. Typerna II, III, IV och V finns också, men i mindre mängder i mer speciella positioner inom senan. Typ II kan placeras i beninsatser och områden där senor ändrar riktningarna för att täcka en benig projektion, och är utformad för att motstå kompression och spänning. Typerna III, IV och V finns endast i källarmembran och endotendon. Kollagenmolekyler är organiserade i mikrofibriller, subfibriller och fibriller och kategoriseras vidare i fascikler som är löst uppdelade med endotenon septa, och den återstående matrisen består av tenocyter och glykoproteiner. Celltyperna I, II och III har erkänts inom fascinationerna för hästsena. Allokeringen av dessa celler skiljer sig med åldern och kan mestadels associeras med extracellulär matrissyntes. Flera glykosaminoglykaner har hittats i normala SDFT: er, inklusive kondroitinsulfat, keratansulfat, dermatansulfat, heparin, heparinsulfat och hyaluronsyra. Proteoglykansdekorin, fibromodulin och biglycan förekommer i hela SDFT och påverkar tenocytfunktioner, kollagenfibrillogenes och dimensioneringsarrangemang av fibrer. Detta påverkar senans styrka. Proteoglykaner har också potentiellt en roll i utsläppen av tillväxtfaktorer i kollagenmatrisen.

Senor består mestadels av vatten (~ 70%); de återstående 30% innehåller kollagen och en kollagenfri matris.

Vanliga senorskador på hästen

Naturligt förekommande seneskador beskrivs som "fibrillars stretching, glidning och rivning, följt av fibrilolys" som är kopplad till "frisättning av enzymer från skadade fibroblaster och inflammatoriska celler" (Dowling, 2000). Det är där läkningsprocessen börjar, följt av överliggande faser av inflammation, spridning, ombyggnad och mognad. Kollagen av typ III är den första som integrerades på skadestället och bildar gränsöverskridande tvärbindningar som ger tidig styrka och stabilitet på skadestedet. Ökade mängder av typ IV och V-kollagen utvecklas sedan snart. Efter dessa akuta faser blir kollagenfibrer av typ I mest uppenbara, och fria kollagenfibrer av typ I och III förekommer i något mindre mängder fram till cirka 6 månader efter skada. Därefter dominerar kollagenfibriller av typ I igen, vilket tyder på kontinuerlig ombyggnad och normalisering av den läkande vävnaden. Onormala höga nivåer av kollagen av typ III och frånvaro av någon rätlinjig enhet kan förekomma upp till fjorton månader efter skada. I fibrös ärrvävnad anses det onormala arrangemanget och sammansättningen av matrisen, som har ännu sämre biomekanik jämfört med den genomsnittliga senvävnaden, och den minskade läkningshastigheten vara orsaken till den förhöjda frekvensen av re-skada på SDFT. För mer information om hästsena och vanliga seneskador (förutom kvävtskador) rekommenderar jag att du hänvisar till Howell Equine Handbook of Tendon and Ligament Injuries.

Naturligt förekommande seneskador beskrivs som "fibrillars stretching, glidning och rivning, följt av fibrilolys" som är kopplad till "frisättning av enzymer från skadade fibroblaster och inflammatoriska celler."

Aktuella behandlingsalternativ inom hästmedicin

Det finns flera för närvarande accepterade alternativ för behandling av SDFT-skador. Dessa terapimöjligheter kan kategoriseras i fysiska, farmakologiska, kirurgiska terapier. Fysioterapier finns i form av isbildning, kall hydroterapi, tryckbandage och stall vila, och har betraktats som hörnstenen i de initiala faserna av SDFT-skadebehandling för att minska inflammation och minska risken för ytterligare skador. Fysioterapier används ofta i samband med läkemedelsbehandlingar. Läkemedelsbehandlingsregimer inkluderar vanligen antiinflammatorier, natriumhyaluronat, polysulfaterade glykosaminoglykaner och beta-aminoproprionitrilfumarat. Korrigerande kirurgiska alternativ inkluderar för närvarande tillbehörande ligamentdesmotomi, perkutan sendelning, syntetiska senimplantat och motirritation. Andra, mindre studerade terapimöjligheter inkluderar terapeutisk lågintensiv ultraljud, lågfrekvent infraröd laserterapi och elektromagnetisk fältterapi. Resultaten av sådana behandlingar har varierat, eftersom det har funnits minimal påvisbara data om att något av de nämnda behandlingsalternativen har haft tillförlitliga eller långsiktiga fördelar konsekvent. Detta beror sannolikt delvis på den stora variationen av terapitekniker och preferenser bland veterinärer och ägare.

Fysioterapier finns i form av isbildning, kall hydroterapi, tryckbandage och stall vila, och har betraktats som hörnstenen i de initiala faserna av SDFT-skadebehandling för att minska inflammation och minska risken för ytterligare skador.

Mesenchymal Stem Cell (MSC) terapi i hästmedicin

Mesenkymala stamceller är nonhematopoietiska stamceller med multiponent av betydelse för användning vid terapi av ortopediska skador hos hästar. Stamceller kategoriseras som antingen embryonala eller vuxna celler, beroende på utvecklingsnivån för deras givare. För denna studie kommer fokuset här att ligga på vuxna celler. Vuxna stamceller är en normalt bosatt befolkning av celler som finns i varje vävnadstyp, och hjälper till att tillhandahålla ordentlig organform genom regelbundna cellomsättningsprocesser. Dessa stamceller har också förmågan att differentiera till andra celltyper från olika vävnadsuppkomst efter behov, vilket kallas cellplastisitet. Att använda MSC: er för vävnadsregenerering främjades först baserat på denna idé om cellplastisitet; skadade vävnader skulle stimuleras direkt genom injektion av MSC: er, cellerna skulle fylla skadestället, differentiera till lämplig celltyp för den vävnaden och regenerering skulle börja. Det konstaterades senare att dessa celler också skulle stimulera regenerering indirekt genom att producera bioaktiva trofiska och immunmodulerande faktorer.

Fettvävnad och benmärg är de två mest sedvanliga källorna till MSC: er som används för hästmedicin, även om källor som perifert blod och navelsträngsblod växer popularitet eftersom de är mindre invasiva. Jämfört med mänskliga MSC: er är för närvarande inga karakteriseringsstandarder tillgängliga för MSC: er av animaliskt ursprung. Därför använder olika företag olika metoder för att karakterisera djurs MSC, vilket gör det svårt att jämföra forskningsresultat och kliniska resultat av MSC-terapier som används i hästar. Medan MSC från djur kan klassificeras efter deras förmåga att hålla fast vid plast och differentiera, identifieras deras ytantigenuttryck fortfarande inte lätt. Denna begränsade tillgänglighet av specifika antikroppar i veterinärmedicin begränsar möjligheterna till verklig immunofenotypning av MSC: er.

Resultat från aktuella MSC-studier

År 2003 definierades först användningen av MSC för användning som terapi för hästbenskador, med endast fem forskningsartiklar om ämnet publicerat (Van de Walle, 2016). Efter den händelsen har användningen av MSC: er i regenererande medicin för häst ha ryckt upp, med tusentals hästar som nu behandlas med denna metod. Effekten av häst-MSC-behandlingar är dock fortfarande något osäker, eftersom lämpliga kontrollgrupper inte alltid används och andra biologiska faktorer ofta används i samband med stamceller. Fortfarande har tidigare forskning visat ett positivt samband mellan mesenkymal stamcellsterapi och hälsosam seneregenerering vid SDFT-skador, med några som visar minskade frekvenser av re-skada (Badial, 2013; Carvalho, 2011; Godwin, 2013; Guercio, 2015; Smith, 2003).

En studie från 2013 använde särskilt liknande metoder som denna studie kommer att göra. I denna tidigare studie inducerades lesioner med användning av en kollagenasgelinjektion i det metacarpala området av SDFT: er av åtta hästar av blandade raser. Hästar i behandlingsgruppen behandlades med en interlesional injektion av mesenkymala stamceller härledda från fettvävnad suspenderad i blodplättkoncentrat. Efter 16 veckors behandling genomfördes biopsier för histopatologiska, immunohistokemiska analyser och genuttrycksanalyser. Resultaten från denna studie visade att användning av mesenkymala stamceller och blodplättkoncentrat förhindrade utvecklingen av senorskador, resulterade i överlägset cellarrangemang och minskade inflammation jämfört med kontrollgruppen. (Badial, 2013)

En studie från 2014 av nio hästar med tidigare existerande SDFT-skador noterade bevis på reparationsvävnadsprocesser efter behandling efter användning av fett-härledda mesenkymala stamceller som en behandlingsmetod (Guercio, 2014). En tvåårig studie från 2012 av 141 klientägda rashästar med befintliga skador använde stamceller härrörande från benmärg snarare än fett-härledda celler, men observerade inga negativa effekter av behandlingen; emellertid observerades en signifikant minskning av frekvenserna för återskador bland tävlingshästar (Godwin, 2012).

Även om dessa tidigare studier alla har försökt att observera ett samband mellan SDFT-skador och mesenkymala stamceller, finns det många förvirrande faktorer och många uppenbara luckor i denna forskning. Vissa studier misslyckades med att använda en tillräcklig mängd försökspersoner för att ge avgörande bevis, andra använde ett brett spektrum av raser, åldrar, kön och atletiska discipliner. Andra använder olika antal stamceller och behandlingsintervaller. Kanske är den största förvirrande faktorn att de flesta av dessa studier använde hästar med tidigare existerande skador, vilket skapade en stor variation i skadestorlek, svårighetsgrad, varaktighet osv. Och misslyckades med att fastställa om dessa faktorer hade ett samband med resultaten. Genom att använda en större grupp ålders-, köns-, ras- och disciplinbegränsade hästar, ett förutbestämt antal stamceller, en specifik skada, behandlingsplan och behandlingsintervall och genom att sträva efter att upprätta förhållanden mellan dessa faktorer och resultaten, nya studier bör sträva efter att minska förvirrande faktorer och få mer avgörande bevis. Från och med denna tid behövs ytterligare forskning för att undersöka stamcellsterapieffekter i hästdjur.

SDFT-skador och MSC-frågesport

visa frågesportstatistik

referenser

Badial, P., Deffune, E., Borges, A., Carvalho, A., Yamada, A., Álvarez, L., Garcia Alves, A. (2013). Behandling med hästbenskott med mesenkymala stamceller och blodplättkoncentrat: en randomiserad kontrollerad studie. Stamcellforskning och -terapi, 4 (4), 1-13. doi: 10.1186 / scrt236

Crovace, A., Lacitignola, L., Rossi, G., Francioso, E. (2009). Histologisk och immunohistokemisk utvärdering av autolog odlade benmärgs mesenkymala stamceller och mononukleaerade celler i benmärgen i kollagenasinducerad tendinit av häst ytlig digital flexor senor. Veterinary Medicine International, 2010, 1-10. doi: 10, 4061 / 2010/25097

Dowling, BA, Dart, AJ, Hodgson, DR och Smith, RKW (2000), Superficial digital flexor tendonitis hos hästen. Equine Veterinary Journal, 32: 369–378. doi: 10, 2746 / 042516400777591138

Godwin, EE, Young, NJ, Dudhia, J., Beamish, IC och Smith, RKW (2012). Implantation av benmärgs-härledda mesenkymala stamceller visar förbättrat resultat hos hästar med överbelastningsskada av den ytliga digitala flexorsenen. Equine Veterinary Journal, 44 (1): 25–32. doi: 10, 1111 / j.2042-3306.2011.00363.x

Guercio, A., Di Marco, P., Casella, S., Russotto, L., Puglisi, F., Majolino, C., Piccione, G. (2015). Mesenkymala stamceller härrörande från subkutant fett och blodplättrik plasma som används i atletiska hästar med halthet av den ytliga digitala flexorsena. Journal Of Equine Veterinary Science, 35 (1), 19-26. doi: 10, 1016 / j.jevs.2014.10.006

Richardson LE, Dudhia J., Clegg PD, Smith, R. (2007). Stamceller inom veterinärmedicin - försök att regenerera hästsena efter skada. Trends in Biotechnology, 25 (9), 409-16.

Van de Walle, G., De Schauwer, C., Fortier, L. (2016). Mesenkymal stamcellsterapi. Equine Clinical Immunology (1: e upplagan) John Wiley & Sons, Inc. Hämtad från https://lmunet.illiad.oclc.org/illiad/TNF/illiad.dll?Action=10&Form=75&Value=25484