A terápiás angiogenezis (más néven biológiai shunting ) új vérerek képződésének stimulálása olyan kóros állapotok kezelésére vagy megelőzésére, amelyeket e funkció csökkenése jellemez [1] .
A terápiás angiogenezis iránti igény a krónikus alsó végtagi ischaemia (CLLI), szívkoszorúér-betegség , szívinfarktus disztális formáira összpontosul , amelyekben a sebészeti kezelési módszerek vagy lehetetlenek, vagy nem elég hatékonyak, és nagy gyakorisággal társulnak. ellenjavallatok és szövődmények [2] [3] .
A terápiás angiogenezis koncepciója J. Folkman munkája után kezdett kialakulni , aki elméletet dolgozott ki a megfelelő vérellátás kialakításáról és fenntartásáról a tumorszövetekben lévő angiogén növekedési faktorok segítségével.
A vérerek növekedési faktorainak azonosítása után a kutatók elkezdték tesztelni az angiogenezis stimulálására vonatkozó hipotéziseket az ischaemiás állapotok kezelésében. A klinikai gyakorlatban először alkalmazott terápiás angiogenezist J. Isner. 1994-ben egy 71 éves, súlyos állapotú, kritikus alsó végtagi ischaemiával (CLLI) szenvedő, A. V. Pokrovsky-Fontein osztályozása szerint IV. fokú betegbe bevitték a VEGF-165 gént egy plazmid vektorba [4] [ 5] .
A következő klinikai vizsgáló I. Baumgartner volt, aki számos vizsgálatot végzett CLLI-s betegeken, leírta és osztályozta a lehetséges mellékhatásokat [6] .
Hagyományosan két folyamat áll a terápiás angiogenezis hátterében: angiogenezis és vasculogenesis [7] .
A vasculogenesis az a folyamat, amelyben az endothel progenitor sejtekből (EPC) származó erek in situ képződnek, amelyek vándorolnak és más endothel progenitor sejtekkel kapillárisokba olvadnak össze, és endothel sejtekké differenciálódnak, új ereket képezve. Ez a forma leggyakrabban az embrionális időszakban [8] .
Az angiogenezis magában foglalja a már kialakult erek meghosszabbítását, és új kapillárisok sarjadásának folyamata, beleértve az endothel sejtek aktiválódását, az extracelluláris mátrix lebomlását, az endotheliociták proliferációját és migrációját, valamint a primer, nagy permeábilis vaszkuláris struktúrák kialakulását. Ezt követően az elsődleges vaszkuláris struktúrák stabilizálódása és „növekedése” más típusú sejtek: periciták és simaizomsejtek toborzása következtében következik be, ami egy összetett, háromdimenziós érhálózat szerveződését eredményezi [8] .
Az angiogenezis fő stimuláló tényezője fiziológiás és kóros körülmények között az oxigénhiány. A hipoxia serkenti a legtöbb angiogén faktor képződését, és mindenekelőtt az angiogenezis fő szabályozója a szervezet embrionális és posztnatális fejlődési periódusában - a vaszkuláris endoteliális növekedési faktor (VEGF) és receptorai (VEGF-R). Több mint 20 olyan tényezőt azonosítottak, amelyek stimulálják vagy gátolják az angiogenezis folyamatát (1. táblázat). Egyes tényezők, a dózistól függően, az angiogenezis indukálói és inhibitorai is lehetnek [9] [10] . Jelenleg a "terápiás angiogenezis" kifejezés magában foglalja mindkét fent leírt eljárást az új vérerek növekedésére [11] [12] [13] .
1. táblázat – "Angiogenezis induktorai és gátlói"
Angiogenezis induktorok | Angiogenezis gátlók |
---|---|
Vaszkuláris endoteliális növekedési faktor (VEGF) Fibroblaszt növekedési faktor (FGF) Hepatocita |
Endosztatin Vasosztatin |
A terápiás angiogenezis folyamatához különféle terápiás megközelítéseket alkalmaznak:
A vaszkuláris endothel növekedési faktor élettani hatásainak részletes ismeretében és a vérképzést serkentő fehérjefaktorok alkalmazásában szerzett pozitív tapasztalatok birtokában a tudósok vaszkuláris endoteliális növekedési faktor és alapvető fibroblaszt növekedési faktor (bFGF) fehérjemolekuláit szintetizálták.
Az első nem kontrollált klinikai vizsgálatok koszorúér-betegségben és kritikus alsó végtag ischaemiában (CLLI) szenvedő betegeken rekombináns fehérjéket alkalmazva biztató előzetes eredményeket mutattak a hatékonyság tekintetében. A kettős vak, placebo-kontrollos vizsgálatokból származó adatok azonban kevésbé voltak optimisták. Két nagy tanulmány, amelyekben a rekombináns növekedési faktorok intrakoronáris beadását tesztelték (VEGF a VIVA vizsgálatban 178 CAD-betegben, akik nem voltak optimális jelöltek sebészeti vagy endovaszkuláris revaszkularizációra; FGF-2 a FIRST vizsgálatban 337 hasonló betegnél), nem találtak különbséget a placebo csoportokat eredményez.
A TRAFFIC vizsgálatban (az FGF-2-t kétszer adták be a femoralis artériába CLLI-ben szenvedő betegeknél), amelyben az első 3 hónapban FGF-2-t kapóknál kifejezettebb volt a fájdalommentes járás időtartamának növekedése. 6 hónap után kiegyenlített. a fájdalommentes járási idő növelésével a placebo-csoportban. Ennek a tanulmánynak az eredményei azonban bizakodásra adnak okot a rekombináns FGF-2 CLLI-ben való alkalmazásának lehetőségét illetően.
Lehetséges, hogy a rekombináns növekedési faktorokat alkalmazó terápiás angiogenezis kontrollált vizsgálatainak kudarca a faktor helytelenül kiválasztott módszerének tudható be. A rekombináns fehérjék felezési ideje rövid a véráramban, ráadásul kimutatták, hogy intravaszkuláris adagolás esetén a fehérje nagyon kis része visszamarad a szívizomban (intravénás beadás esetén 0,1%, intracoronáris adagolás esetén 5% ). A rekombináns növekedési faktorok hatékony felhasználásához lokálisan a szívizomba vagy a vázizmokba kell bejuttatni azokat mátrixfehérjékkel komplexek formájában, amelyek biztosítják a faktor hosszú távú lokális felszabadulását [14] .
Az új erek képződését jelenleg két egymással összefüggő folyamatnak tekintik - az angiogenezisnek és az érképződésnek. A vasculogenezis magában foglalja a csontvelő endothel progenitor sejtjeinek (EPC) részvételét, amelyek az új érképződés helyére költöznek, ahol már a helyükön lévő endothel sejtekké differenciálódnak. A végtagok ischaemiás megbetegedéseinél a sejtterápiának leginkább tanulmányozott módszere az EPC-sejtek véráramba történő felszabadulásának serkentése, a véráramból való izolálása és az ischaemiás területre történő bejuttatása. A preklinikai és számos klinikai vizsgálat elemzése alapján megállapítható, hogy az endoteliocita prekurzorok bevezetése vagy az endothel sejt prekurzorok felszabadulásának stimulálása felgyorsítja a kollaterális erek képződését, miközben minimalizálja az ischaemiás károsodás területét. Az eljáráshoz azonban speciálisan felszerelt laboratóriumra van szükség, és a kapott sejtek száma általában változó.
A felnőtt szervezetből származó őssejtek (SC) angiogén hatásának mechanizmusa feltehetően a sejtek szekréciós aktivitásával és specifikus vaszkuláris sejtekké történő differenciálódásával, valamint szöveti sejtekkel való fúziójával kapcsolatos parakrin hatásokat foglal magában. Ezen mechanizmusok fajlagos súlya még nem teljesen meghatározott, és a kísérleti adatok meglehetősen ellentmondásosak. Azonban a neovaszkularizáció stimulálása az SC bevezetésével nagymértékben a szekréciós aktivitásuknak köszönhető. Ezt támasztja alá az a tény, hogy a kísérleti állatok szívizomjában az erek számának növekedését figyelték meg szinte minden sejtterápiához használt sejttípus bejuttatásával: a csontvelő hematopoetikus és mezenchimális sejtjei, EK-prekurzorok (keringő és csontvelő), a köldökzsinórvérből nyert sejtek, sőt a csontváz myoblasztjai is [14] [15] .
A rekombináns fehérjeterápia alternatívája lehet a génterápia . Kétféle vektorrendszer uralkodik, melyeket terápiás génnek az ischaemiás régióba juttatására használnak: plazmidok és rekombináns adenovírusok [16] .
A rekombináns fehérjéktől eltérően a genetikai konstrukciók egy héttől több hétig hatnak a célszövetben, és kevésbé hirtelen és hosszabb ideig növelik az angiogén faktor tartalmát, ami elkerüli a gyakori és ismételt injekciókat, ami viszont elkerüli a szervezet szenzibilizációját [14]. . A preklinikai állatkísérletek során a DNS-plazmidok használata néhány naptól több hónapig tartó génexpressziót mutatott ki, és a további átvitel valószínűsége meglehetősen alacsony. Ez az időszak viszonylag rövidnek tekinthető a vírusvektorokhoz képest, ami a plazmidvektoron alapuló készítmény biztonsági tényezője. A plazmidokat extracellulárisan és intracellulárisan a nukleázok pusztítják el , ami biztosítja a folyamat lokalizációját és időbeli korlátozását. Az angiogenezis stimulálására irányuló számos génterápiás vizsgálat során főként helyi injekciókat alkalmaztak a maximális biztonság és hatékonyság elérése érdekében [17] .
Az adenovírus vektorok alkalmazását a génanyag átvitel nagy hatékonysága jellemzi. De figyelembe kell venni, hogy az adenovírus antitestek gyakran jelen vannak az emberi szervezetben, ami 5% -ra csökkenti az átvitel hatékonyságát - ez a szint a nem vírusos géntranszfer jellemzőihez hasonlítható. Ezenkívül a vírusos géntranszfer speciális biológiai biztonsági intézkedéseket igényel, amelyek nem szükségesek a nem vírusos géntranszfer vektorok esetében. A biztonsági kérdések az adenovírus-vektorokkal végzett klinikai vizsgálatok során a nemkívánatos események megnövekedett előfordulásában is megmutatkoznak: átmeneti láz, emelkedett C-reaktív fehérje, emelkedett májenzim-szintek és adenovírus-antitest-titerek [18] .
A plazmidban vagy a rekombináns vírusban található információ realizálása a fehérjeszintézis eredményeként történik. A szintézis a hagyományos módon történik ( átírás , fordítás ). Az angiogén növekedési faktor képződése számos fiziológiai változást okoz, amelyek új ér növekedéséhez vezetnek. Az angiogenezis folyamatában számos angiogén faktor vesz részt, de a legaktívabb proangiogén citokin a vascularis endothelialis növekedési faktor (VEGF), amely a preklinikai és klinikai vizsgálatokban is a legtöbbet vizsgált.
Az erek növekedésének folyamata a részvételével a következő sorrendben írható le [11] :
A behelyezett implantátumok érágyának hiánya, valamint annak nem kellően gyors fejlődése és a recipiens terület érhálózatába való integrálódása az egyik legfontosabb probléma, amely az implantátum „működésképtelenségével” kapcsolatos. A mesterséges implantátumok vaszkularizációs problémájának megoldása kétféleképpen alakul: 1 - a beültetés utáni aktív vaszkularizáció feltételeinek megteremtése különféle biomérnöki struktúrák segítségével (növekedési faktorok, őssejtek felhasználásával); 2 - a vaszkuláris hálózat létrehozása a testbe történő in vitro beültetés előtt [19] .
A vaszkuláris endoteliális növekedési faktorokat kódoló plazmidokon alapuló génterápiás készítményeket szintetikus rostos anyagok angiogén módosítására ( vitalizálására ) használják [7] . Az ilyen módosított génaktivált anyagokat biológiailag módosított szervek és szövetek vaszkularizált mátrixainak létrehozására használják [7] [20] .
A terápiás angiogenezissel és növekedési faktorokkal kapcsolatos publikációk igénylésekor az adatbázisban az alábbi statisztikákat kaptuk:
Kérelem típusa | Az idézett eredmények száma |
---|---|
Terápiás angiogenezis VEGF | 7 962 |
Terápiás angiogenezis FGF | 406 |
Terápiás angiogenezis HGF | 278 |
A klinikai vizsgálatot a VEGF gént hordozó génterápiás konstrukciók uralják. A 2. számú táblázat az ezekkel a prototípus gyógyszerekkel végzett és folyamatban lévő főbb tanulmányokat tükrözi.
2. táblázat : A VEGF gént tartalmazó génterápiás konstrukciók klinikai vizsgálata
Gén | Betegség | Vektor | Az adagolás módja | Eredmény | A tanulmány neve | Irodalmi forrás |
---|---|---|---|---|---|---|
VEGF-A 165 | HINK (beleértve a KINK-ot is) | DNS plazmid | Intramuszkuláris | Perfúzió javítása | tizennyolc | |
VEGF-A 165 | ischaemiás szívbetegség | DNS plazmid | Intramyocardialis minithoracotomián keresztül | Perfúzió javítása | 19-23 | |
VEGF-A 165 | ischaemiás szívbetegség | DNS plazmid | Bevezetés a szív üregébe katéterrel | Perfúzió javítása | 24 | |
VEGF-A 165 | ischaemiás szívbetegség | DNS plazmid | Bevezetés a szív üregébe katéterrel | Nincs különbség a placebóhoz képest | EUROINJECT-ONE | 25.26 |
VEGF-A 165 | ischaemiás szívbetegség | DNS plazmid | Bevezetés a szív üregébe katéterrel | Nincs különbség a placebóhoz képest | ÉSZAKI | 27 |
VEGF-A 165 | ischaemiás szívbetegség | DNS plazmid | Intramyocardialis | Jobb perfúzió és szívműködés | GENESIS I | 28 |
VEGF-A 165 | HINK (beleértve a KINK-ot is) | DNS plazmid | Intramuszkuláris | Hiba a fő és a végső jelzőn (amputáció). A klinikai teljesítmény javítása. | 29 | |
VEGF-A 165 //FGF-2 | ischaemiás szívbetegség | DNS plazmid | Bevezetés a szív üregébe katéterrel | Nincs javulás a perfúzióban; kevés klinikai haszon | VIF-CAD | harminc |
VEGF-A 165 | HINK (beleértve a KINK-ot is) | DNS plazmid/liposzóma vagy adenovírus vektor | Intraarterialis perkután transzluminális angioplasztika után | A vérellátás javítása rövid távon, a 10. követési időszakban nincs különbség az amputációk és egyéb nemkívánatos események számában | 31 | |
VEGF-A 165 | ischaemiás szívbetegség | DNS plazmid/liposzóma vagy adenovírus vektor | Intraartériás perkután koszorúér beavatkozás után | Javított perfúzió rövid távon; a 8. követési időszakban nincs különbség a halálozások és egyéb nemkívánatos események számában | MACSKA | 32 |
VEGF-A 121 | HINK (beleértve a KINK-ot is) | Adenovírus vektor | Intramuszkuláris | Nincs hatása | FÉLREBESZÉL | 33 |
VEGF-A 121 | ischaemiás szívbetegség | Adenovírus vektor | Intramyocardialis szívkoszorúér bypass graft vagy mini-thoracotomia során | Perfúzió javulás nélkül; klinikai javulás | REVASC | 34.35 |
VEGF-A 121 | ischaemiás szívbetegség | Adenovírus vektor | Bevezetés a szív üregébe katéterrel | Korán megszűnt – hatástalan | NOVA | 36 |
VEGF-D | ischaemiás szívbetegség | Adenovírus vektor | Bevezetés a szív üregébe katéterrel | CAT301 | http://clinicaltrials.gov/show/NCT01002430 | |
VEGF-D | Arteriovenosus hozzáférés hemodializált betegeknél | Adenovírus vektor | A vektort a kollagén hurokba fecskendezik | Törölve | AdV VANTAGE | http://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT00895479 |
Cink ujj fehérje, VEGF-A promoter | HINK (beleértve a KINK-ot is) | DNS plazmid | Intramuszkuláris | http://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT00080392 | ||
Cink ujj fehérje, VEGF-A promoter | amiotróf laterális szklerózis | DNS plazmid | Intramuszkuláris | http://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT00748501 | ||
Cink ujj fehérje, VEGF-A promoter | Diabéteszes polyneuropathia | DNS plazmid | Intramuszkuláris | http://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01079325 | ||
VEGF-A 165 | Diabéteszes polyneuropathia | DNS plazmid | Intramuszkuláris | Tüneti javulás | 37 |
Rövidítések: IHD – ischaemiás szívbetegség; HINK - az alsó végtagok krónikus ischaemia; KINK - az alsó végtagok kritikus ischaemia
Az első és egyetlen terápiás angiogenezis génterápiás gyógyszerét 2011-ben regisztrálták Oroszországban (az Üzbég Köztársaság dátuma – 2011.09.28.). A gyógyszer egy plazmid szuperspirált dezoxiribonukleinsav, pCMV-VEGF165, amely humán vaszkuláris endotél növekedési faktort kódol. A gyógyszer alkalmazására vonatkozó javallatok: komplex terápiában az alsó végtagok atheroscleroticus eredetű iszkémiájának revascularisatiójában (IIa-III fokozat A.V. Pokrovsky-Fontein szerint). A gyógyszer " Neovasculgen
"
márkanéven lépett a piacra . Lokálisan, intramuszkulárisan, az ischaemiás területhez lehető legközelebb alkalmazva serkenti a kollaterális keringés kialakulását. [2, 38, 39]
Az orosz gyógyszer klinikai vizsgálatainak eredményei szerint a terápiás angiogenezis következő klinikai jellemzői figyelhetők meg:
3. táblázat : A VEGF-et kódoló nukleinsav (Neovasculgen) alapú gyógyszer komplex konzervatív terápiában történő alkalmazásának eredményei [17] .
Index | Alapvonal | 90 nap (n=44) | 1 év (n=39) | 2 év (n=19) | |||
Abszolút érték | Irányzat (%) | Abszolút érték | Irányzat (%) | Abszolút érték | Irányzat (%) | ||
DBH (m) | 125±17,6 | 302±223* | ↑140.4 | 551±432* | ↑338.7 | 826,3±654* | ↑560.8 |
PoI | 0,54±0,16 | 0,62±0,14 | ↑15 | 0,65±0,15* | ↑20.4 | 0,54±0,2* | |
TcPO2 Hgmm Művészet. | 63±19 | 76±7* | ↑21 | 77,6±6* | ↑23.2 | 88,2±9* | ↑40 |
* statisztikailag szignifikáns különbségek a kiindulási értékhez képest (p≤0,05, nem paraméteres Wilcoxon teszt).
Az indikátorok dinamikájának értékelésekor, figyelembe véve az ischaemia kezdeti fokát, azt találtuk, hogy minden betegcsoportra (IIA, IIB, az ischaemia III. stádiuma) jellemző tartós pozitív dinamika. Így a fájdalommentes gyaloglás távolsága nagyobb mértékben nőtt közepes és súlyos ischaemiában, amit a 90 napos növekedés is bizonyít. 160%-kal és 173%-kal a IIB és III. ischaemia, ill. Nagyon szignifikánsnak tűnik, hogy a betegek legsúlyosabb csoportjában az ABI 0,33±0,08-ról 0,46±0,07-re több mint 0,1-gyel nőtt 90 nap után. egy év alatt pedig akár 0,48±0,1. Ugyanez a tendencia volt megfigyelhető a TcPO2 tekintetében - súlyosabb betegeknél a terápiára adott válasz kifejezettebb volt (90 nap után 35,2%-os és egy év után 32,5%-os növekedés).
4. táblázat: A VEGF-et kódoló nukleinsav (Neovasculgen) alapú gyógyszer komplex konzervatív terápiában történő alkalmazásának eredményei [21] .
Megfigyelési időszak | DBH, m | PoI | T R O2 mm -rel . rt. Művészet. | |||||||
2a | 2b | 3 | 2a | 2b | 3 | 2a | 2b | 3 | ||
Alapvonal | Abszolút érték | 293,5±132 (n=7) |
107,85±2,2 (n=24) |
48,35±2,7 (n=13) |
0,83±0,05 (n=7) |
0,58±0,09 (n=24) |
0,33±0,08 (n=13) |
77,3±6,3 (n=3) |
72,8±4,8 (n=24) |
54±16 (n=13) |
90 nap | Abszolút érték | 708±492 * (n=7) |
280,3±136,5 * (n=24) |
132±58,5 * (n=13) |
0,86±0,03 (n=7) |
0,63±0,1 (n=24) |
0,46±0,07 * (n=13) |
82,7±6,2 (n=3) |
83±3 * (n=24) |
73±11 * (n=13) |
Irányzat, % | ↑141.2 | ↑160 | ↑173 | ↑3.6 | ↑8.6 | ↑39.4 | ↑6.9 | ↑14 | ↑35.2 | |
1 év | Abszolút érték | 1195,5±585 * (n=7) |
367,35±285,9 *' n=23) |
215±152 * (n=9) |
0,86±0,13 * (n=7) |
0,65±0,16 (n=23) |
0,48±0,1 * (n=9) |
83,1±5,9 (n=3) |
84,74±5,2 * (n=23) |
71,53±13 * (n=9) |
Irányzat, % | ↑307.3 | ↑243.3 | ↑344 | ↑3.6 | ↑12 | ↑45.5 | ↑7.5 | ↑16.4 | ↑32.5 |
* statisztikailag szignifikáns különbségek az alapvonalhoz képest
' statisztikailag szignifikáns különbségek 90 nap között. és 1 év (p≤0,05, nem paraméteres Wilcoxon-teszt).