Результат интеллектуальной деятельности: Способ лечения гипотонии мочевого пузыря с использованием мезенхимальных стволовых клеток жировой ткани

Изобретение относится к медицине, а именно к урологии, и предназначено для лечения гипотонии детрузора мочевого пузыря.

Гипотония мочевого пузыря проявляется такими симптомами, как ослабление напора мочи, увеличение времени и уменьшение скорости мочеиспускания, приводит к неполному опорожнению и часто сопровождается снижением чувствительности мочевого пузыря. Она может быть проявлением нейрогенных или идиопатических расстройств мочеиспускания, или результатом декомпенсации детрузора вследствие органической или функциональной инфравезикальной обструкции.

Снижение или отсутствие сократительной способности детрузора является серьезной проблемой, не имеющей решения на современном этапе. Отсутствуют медикаментозные препараты с доказанной эффективностью, которые позволяли бы добиться клинически значимого улучшения мочеиспускания у пациентов с гипотонией или атонией детрузора. Холинергические препараты не рекомендованы для лечения гипотонии мочевого пузыря в связи с низкой эффективностью. Альфа-адреноблокаторы иногда позволяют добиться уменьшения внутриуретрального сопротивления и объема остаточной мочи, но не приводят к усилению сократительной способности детрузора.

В реальной клинической практике лечение пациентов с нарушением опорожнения мочевого пузыря вследствие гипотонии или атонии детрузора сводится к выбору способа отведения мочи. Согласно современным российским и международным рекомендациям периодическая катетеризация одноразовыми лубрицированными катетерами 6 в сутки является стандартным методом лечения пациентов, которые не могут полностью опорожнить мочевой пузырь [1].

К недостаткам метода относятся:

1. Неудовлетворенность пациента, низкое качество жизни.

2. Симптоматический характер лечения, отсутствие влияния на сократительную способность мочевого пузыря.

3. Высокий риск инфекционных осложнений.

4. Высокий риск формирования стриктур уретры вследствие хронической травматизации слизистой.

Известны методы реабилитации функции мочевого пузыря, основанные на электрической или магнитной стимуляции. У пациентов с гипоактивностью детрузора внутрипузырная электростимуляция позволяет повысить качество мочеиспускания и снизить объем остаточной мочи [2].

К недостаткам метода относятся:

1. Временный эффект.

2. Риск формирования стриктур уретры в связи с повторяющейся травматизацией уретры.

3. Риск инфекционных осложнений в связи с инвазивностью процедуры и необходимостью ее многократного повторения.

Новым перспективным направлением лечения функциональных расстройств мочеиспускания относится клеточная терапия, в частности использование мультипотентных стволовых клеток жировой ткани.

Введение стромально-васкулярной фракции жировой ткани путем эндоскопических инъекций в зону наружного сфинктера мочевого пузыря показало свою эффективность на животных моделях для лечения стрессового недержания мочи [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15]. В настоящее время в России и за рубежом проходит ряд исследований по применению полученных из жировой ткани стволовых клеток у мужчин со стрессовым недержанием мочи после трансуретральной резекции предстательной железы или радикальной простатэктомии [16, 17, 18], а также у женщин со стрессовой инконтиненцией [19].

В исследованиях на животных была доказана эффективность и безопасность использования полученных из жировой ткани аутологичных мезенхимальных клеток при гипотонии и гиперактивности мочевого пузыря [20, 21, 22, 23, 24, 25, 26].

Механизм действия стволовых клеток связан как с клеточной дифференцировкой в гладкомышечные клетки, так и с секрецией биологически активных веществ [27, 28, 29].

Однако, литературный обзор показал, что информация об использовании мезенхимальных стволовых клеток для лечения гипотонии или гиперактивности мочевого пузыря отсутствует.

В качестве ближайшего аналога предлагаемого способа выбран способ лечения ургентного недержания мочи у женщин на фоне гиперактивности детрузора с использованием фетальных стволовых клеток (пат. РФ 2283122, 2006). Способ заключается в том, что пациентке дважды с интервалом в 1 месяц вводят внутривенно 50 млн. фетальных стволовых мезенхимальных клеток человека и внутримышечно 6×109 фетальных стволовых нейральных клеток.

Недостатки данного метода:

1. Высокие биологические и онкологические риски при использовании плюрипотентных фетальных стволовых клеток.

2. Этические проблемы, связанные с механизмом получения фетальных стволовых клеток (источником материала служил костный мозг от плодов 2-ого триместра гестации (18-23 недели).

3. Парентеральный путь введения является менее эффективным, чем внутрипузырный.

4. Отсутствие данных о влиянии на сократимость стенки мочевого пузыря, а следовательно и о эффективности при лечении гипотонии детрузора.

5. Использование аллогенных клеток.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание нового эффективного способа лечения гипотонии мочевого пузыря с использованием мезенхимальных стволовых клеток жировой ткани, за счет возможности обеспечения стойкого повышения сократительной способности мочевого пузыря у пациентов любого пола, не зависимо от этиологии нарушений мочеиспускания.

Технический результат - увеличение скорости мочеиспускания, уменьшение объема остаточной мочи, повышение давления детрузора в фазу опорожнения, что подтверждается данными комплексного уродинамического исследования.

Для достижения результата при лечении используют мезенхимальные стволовые клетки жировой ткани пациента, а именно стромально-васкулярную фракцию (СВФ), которую эндоскопически вводят в детрузор в 10 точках по 0,5 мл/точка.

Существенными отличиями заявленного способа являются:

1. Инновационность.

2. Использование регенераторного потенциала собственного организма пациента за счет применения аутологичной стромально-васкулярной фракции.

3. Наличие продолжительного лечебного эффекта.

4. Возможность снизить число катетеризаций мочевого пузыря или полностью от них отказаться.

Использование заявленного способа позволяет добиться стойкого повышения сократительной способности мочевого пузыря, что проявляется увеличением скорости мочеиспускания и уменьшением объема остаточной мочи.

Из анализа научно-технической и патентной литературы следует, что заявляемое техническое решение соответствуют критериям «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость».

Лечение гипотонии мочевого пузыря осуществляют следующим образом.

Сначала проводят первичное обследование пациента: сбор жалоб и анамнеза, урофлоуметрию, комплексное уродинамическое исследование, УЗИ почек, мочевого пузыря, ТРУЗИ (для мужчин), измерение объема остаточной мочи, общеклинические анализы, ЭКГ, флюорографию, заполнение анкет опросников (WHOQOL-BREF, NBSS, Qualiveen SF, IPSS), заполнение дневника мочеиспускания, уретроцистоскопию и уточняют диагноз и выявляют противопоказания к проведению процедуры. Противопоказаниями к использованию метода являются: беременность или кормление грудью, декомпенсация сопутствующих хронических заболеваний, наличие острого инфекционного процесса, наличие злокачественного заболевания в текущее время или в анамнезе, аутоиммунные заболевания (кроме витилиго и аутоиммунного гипотиреоза, контролируемого на фоне заместительной гормональной терапии), психиатрические расстройства или неспособность больного следовать процедурам лечения и предоставить информированное согласие, отсутствие абдоминального жира.

После чего, под местной анестезией, осуществляют забор необходимого количества жировой ткани методом стандартной шприцевой тумесцентной липосакции (область живота), которую отправляют в лабораторию для выделения стромально-васкулярной фракции (СВФ).

Выделение стромально-васкулярной фракции проводится неферментным методом. Липоаспират собирают в шприцы ACPDouble-SyringeArthrex. Общий объем липоаспирата достигает 200 мл. Далее производят центрифугирование шприцов с липоаспиратом в течение 4 минут при скорости 2500 оборотов/мин, без остановки. После центрифугирования жировую фракцию извлекают с помощью верхнего шприца АСР. Заготовленный центрифугированный жир медленно переносят в один из 10 мл шприцов через коннектор 2.4 мм. Затем эту порцию жира интенсивно «перегоняют» 30 раз с максимальной скоростью между двумя 10 мл шприцами через коннектор 1,4 мм. Далее вновь переносят данную эмульгированную жировую фракцию в шприцы АСР и производят повторное центрифугирование в течение 4 мин при 2500 оборотах в минуту. После центрифугирования на дне шприцов выявлялся клеточный осадок (стромально-васкулярная фракция) в объеме 5 мл. Полученный клеточный осадок - СВФ вводят, с помощью цистоскопа и иглы для эндосокпических инъекций, в детрузор в 10 точек, из расчета 0,5 мл/точка. В мочевой пузырь на сутки устанавливают уретральный катетер Ch 14. Через 4 и 12 недель после вмешательства проводят клиническую оценку результатов.

Способ лечения гипотонии мочевого пузыря с использованием мезенхимальных стволовых клеток жировой ткани показал эффективность и безопасность в терапии симптомов нижних мочевыводящих путей, обусловленной гипотонией детрузора мочевого пузыря. Механизм действия стволовых клеток связан как с клеточной дифференцировкой в гладкомышечные клетки, так и с секрецией биологически активных веществ. Процессы клеточной регенерации и активизация метаболических процессов в детрузоре приводят к усилению сократительной способности мочевого пузыря. Клинически это проявляется улучшением напора мочи, повышением чувствительности мочевого пузыря, уменьшением объема остаточной мочи.

Клинический пример. Больной В., 43 года, обратился на консультативный прием к урологу в поликлинике с жалобами на затрудненное мочеиспускание, ощущение неполного опорожнения мочевого пузыря, отсутствие выраженных позывов к мочеиспусканию. В анамнезе в течение 20 лет сахарный диабет 2 типа с инсулинопотребностью. Проблемы с мочеиспусканием стал отмечать 1,5 года назад. Прошел обследование, в ходе которого были исключены органические причины обструкции мочевого пузыря и подтверждено наличие гипотонии детрузора. Получал лечение, включающее м-холиномиметики и альфа-адреноблокаторы, в течение 6 месяцев без эффекта. Прошел два курса физиотерапии (электрофорез с прозерином на область мочевого пузыря и амплипульс в стимулирующем режиме) с кратковременным эффектом.

Пациенту назначили лечение с использованием_мезенхимальных стволовых клеток жировой ткани, перед лечением провели обследование пациента.

Результаты обследования до лечения:

Рост 168 см, вес 93 кг, ИМТ 32,95 (ожирение 1 степени). Окружность талии 120 см. Сидячий образ жизни. АД 130/80 мм.рт.ст.

Наружные половые органы без особенностей. Простата не увеличена, безболезненная. В секрете простаты лейкоциты 3-5 в п/з.

Глюкоза крови 6,85 ммоль/л, холестерин 5,7 ммоль/л.

Трансректальное УЗИ простаты: форма железы округлая, контуры ровные, четкие, структура железы однородная. Объем простаты 15 см³. Включения - кальцинаты в небольшом количестве на границе зон.

УЗИ почек: почки обычных размеров, расположения и формы, полостные системы не расширены.

УЗИ мочевого пузыря: наполнен до 730 мл, контур четкий, ровный, толщина стенки 3 мм. После микции объем остаточной мочи 350 мл.

Уретрография: уретра контрастируется на всем протяжении.

Уретроцистоскопия: уретра свободно проходима на всем протяжений, наружный сфинктер в нормотонусе, семенной бугорок и простатический отдел уретры без особенностей, шейка мочевого пузыря широкая.

Урофлоуметрия: Q max - 8 мл/с.

КУДИ: первый позыв к мочеиспусканию на 300 мл, нормальный - на 500 мл, сильный позыв не достигнут, детрузор стабильный, в фазу опорожнения максимальное давление детрузора не превышает 15 см H2O. ООМ 350 мл.

Пациента пролечили заявляемым способом:

1. Произведен забор жировой ткани для приготовления стромально-васкулярной фракции: в условиях перевязочной под местной анестезией (лидокаин 2% - 10 мл) взято 200 мл липоаспирата. Материал отправлен в лабораторию для приготовления стромально-васкулярной фракции.

2. Приготовлена стромально-васкулярная фракция неферментным методом по описанной выше методике.

3. Проведена эндоскопическая инъекция стромально-васкулярной фракции жировой ткани в стенку мочевого пузыря: в условиях операционной под в/в анестезией в литотомической позиции в мочевой пузырь введен цистоскоп. Мочевой пузырь наполнен до 300 мл. С помощью иглы для эндоскопических инъекций (Laborie) в детрузор мочевого пузыря в 10 точках выполнены инъекции стромально-васкулярной фракции из расчета 0,5 мл на одну инъекцию. В мочевой пузырь на сутки установлен уретральный катетер Ch 14.

Результаты обследования после лечения:

Пациент субъективно отметил усиление ощущения позыва к мочеиспусканию, улучшение напора мочи.

Рост 168 см, вес 93 кг, ИМТ 32,95 (ожирение 1 степени). Окружность талии 120 см. Сидячий образ жизни. АД 130/80 мм.рт.ст.

Наружные половые органы без особенностей. Простата не увеличена, безболезненная. В секрете простаты лейкоциты 2-3 в п/з.

Глюкоза крови 6,45 ммоль/л, холестерин 4,3 ммоль/л.

Трансректальное УЗИ простаты: форма железы округлая, контуры ровные, четкие, структура железы однородная. Объем простаты 15 см³. Включения - кальцинаты в небольшом количестве на границе зон.

УЗИ почек: почки обычных размеров, расположения и формы, полостные системы не расширены.

УЗИ мочевого пузыря: наполнен до 450 мл, контур четкий, ровный, толщина стенки 5 мм. После микции объем остаточной мочи 150 мл.

Урофлоуметрия: Q max - 15 мл/с.

КУДИ: первый позыв к мочеиспусканию на 150 мл, нормальный - на 350 мл, сильный позыв - на 480 мл, детрузор стабильный, в фазу опорожнения максимальное давление детрузора - 28 см H2O. ООМ 150 мл.

Результат: усиление напора мочи, увеличение сократительной способности детрузора, уменьшение объема остаточной мочи, улучшение качества жизни.

Таким образом, предлагаемый способ лечения гипотонии мочевого пузыря является новым, позволяет улучшить сократительную способность стенки мочевого пузыря за счет стимулирующего влияния аутологичной стромально-васкулярной фракции жировой ткани, содержащей мультипотентные мезенхимальные стволовые клетки, что повышает эффективность лечения.

Используемая литература

1. Клинические рекомендации Европейской ассоциации урологов. - М.: Медфорум-Альфа, 2018 г. - 1250 с.

2. Primus G, Kramer G, Pummer K. Restoration of micturition in patients with acontractile and hypocontractile detrusor by transurethral electrical bladder stimulation. Neurourol Urodyn. 1996; 15(5):489-97.

3. Chermansky, C., Cannon, Т., Torimoto, K., Fraser, M., Yoshimura, N., De Groat, W. et al. (2004) A model of intrinsic sphincteric deficiency in the rat: electrocauterization. Neurourol Urodyn 23: 166-171

4. Carr, L., Steele, D., Steele, S., Wagner, D., Pruchnic, R., Jankowski, R. et al. (2008) 1-year follow-up of autologous muscle-derived stem cell injection pilot study to treat stress urinary incontinence. Int Urogynecol J 19: 881-883.

5. Huang Y.-C., Shindel A. W., Ning H. et al., "Adipose derived stem cells ameliorate hyperlipidemia associated detrusor overactivity in a rat model," Journal of Urology, vol. 183, no. 3, pp. 1232-1240, 2010.

6. Kim, S., Na, H., Kwon, D., Joo, S., Kim, H. and Ahn, Y. (2010) Bone-marrow-derived mesenchymal stem cell transplantation enhances closing pressure and leak point pressure in a female urinary incontinence rat model. Urol Int 86: 110-116.

7. Lim, J., Jang, J., Kim, J., Moon, S., Lee, C. and Lee, K. (2010) Human umbilical cord blood mononuclear cell transplantation in rats with intrinsic sphincter deficiency. J Korean Med Sci 25: 663-670.

8. Lin, G., Wang, G., Banie, L., Ning, H., Shindel, A., Fandel, T. et al. (2010) Treatment of stress urinary С Tran and MS Damaser http://tau.sagepub.com 39 incontinence with adipose tissue-derived stem cells. Cytotherapy 12: 88-95.

9. Cruz, M., Dissaranan, C., Cotleur, A., Kiedrowski, M., Penn, M. and Damaser, M. (2011) Pelvic organ distribution of mesenchymal stem cells injected intravenously after simulated childbirth injury in female rats. Obstet Gynecol Int 2012: 7. DOI: 10.1155/2012/612946.

10. Woo, L., Tanaka, S., Anumanthan, G., Pope Iv, J., Thomas, J., Adams, M. et al. (2011) Mesenchymal stem cell recruitment and improved bladder function after bladder outlet obstruction: preliminary data. J Urol 185: 1132-1138.

11. Lee, H., Won, J., Doo, S., Kim, J., Song, K., Lee, S. et al. (2012) Inhibition of collagen deposit in obstructed rat bladder outlet by transplantation of superparamagnetic iron oxide-labeled human mesenchymal stem cells as monitored by molecular magnetic resonance imaging (MRI). Cell Transplant 21: 959-970.

12. Carr, L., Robert, M., Kultgen, P., Herschorn, S., Birch, C., Murphy, M. et al. (2013) Autologous muscle derived cell therapy for stress urinary incontinence: a prospective, dose ranging study. J Urol 189: 595-601.

13. Dissaranan, C., Cruz, M., Kiedrowski, M., Balog, В., Gill, В., Penn, M. et al. (2013) Rat mesenchymal stem cell secretome promotes elastogenesis and facilitates recovery from simulated childbirth injury. Cell Transplant. Epub ahead of print 17th July 2013. PMID: 23866688.

14. Gotoh, M., Yamamoto, Т., Kato, M., Majima, Т., Toriyama, K., Kamei, Y. et al. (2013) Regenerative treatment of male stress urinary incontinence by periurethral injection of autologous adipose-derived Therapeutic Advances in Urology 7(1) 38 http://tau.sagepub.com regenerative cells: 1-year outcomes in 11 patients. Int J Urol 21: 294-300.

15. Rovner, E. (2013) Autologous muscle derived cell therapy for stress urinary incontinence: a prospective, dose ranging study: Carr LK, Robert M, Kultgen PL, et al (Sunnybrook Health Sciences Centre, Toronto, Ontario, Canada; Univ of Calgary, Alberta, Canada; Med Inst, Inc, West Lafayette, IN, et al. Journal of Urology 189: 595-601, 2013). Yearbook Urol 2013: 34-35.

16. Choi JY, Kim TH, Yang JD, Suh JS, Kwon TG. Adipose-Derived Regenerative Cell Injection Therapy for Postprostatectomy Incontinence: A Phase I Clinical Study. Yonsei Med J. 2016 Sep; 57(5):1152-8. doi: 10.3349/ymj.2016.57.5.1152.

17. Shimizu S, Yamamoto T, Nakayama S, Hirakawa A, Kuwatsuka Y, Funahashi Y, Matsukawa Y, Takanari K, Toriyama K, Kamei Y, Narimoto K, Yamanishi T, Ishizuka O, Mizuno M, Gotoh M. Design of a single-arm clinical trial of regenerative therapy by periurethral injection of adipose-derived regenerative cells for male stress urinary incontinence in Japan: the ADRESU study protocol. BMC Urol. 2017 Sep 25; 17(1):89. doi: 10.1186/s12894-017-0282-7.

18. Измайлов A.A., Курбангулов И.Р., Данилко К.B., Слесаренко Я.С., Максимова С.Ю., Фарганов А.Р., Виланд В.Ф., Прантль Л., Фельтхаус О. Первичные результаты применения стромально-васкулярной фракции аутологичной жировой ткани при стрессовом недержании мочи у мужчин. Креативная хирургия и онкология. 2018; 8(3):171-175. https://doi.org/10.24060/2076-3093-2018-8-3-171-175.

19. Arjmand В, Safavi М, Heidari R, Aghayan Н, Т Bazargani S, Dehghani S, Goodarzi P, Mohammadi-Jahani F, Heidari F, Payab M, Pourmand G. Concomitant Transurethral and Transvaginal-Periurethral Injection of Autologous Adipose Derived Stem Cells for Treatment of Female Stress Urinary Incontinence: A Phase One Clinical Trial. Acta Med Iran. 2017 Jun; 55(6):368-374.

20. Nishijima S., SugayaK., Miyazato M. et al., "Restoration of bladder contraction by bone marrow transplantation in rats with underactive bladder," Biomedical Research, vol. 28, no. 5, pp. 275-280, 2007.

21. Chen S., Zhang H.-Y., Zhang N. et al., "Treatment for chronic ischaemia-induced bladder detrusor dysfunction using bone marrow mesenchymal stem cells: an experimental study," International Journal of Molecular Medicine, vol. 29, no. 3, pp. 416-422, 2012.

22. Zhang H., Qiu X., Shindel A. W. et al., "Adipose tissue-derived stem cells ameliorate diabetic bladder dysfunction in a type II diabetic rat model," Stem Cells and Development, vol. 21, no. 9, pp. 1391-1400, 2012.

23. Huard J., Yokoyama Т., Pruchnic R. et al, "Muscle-derived cellmediated ex vivo gene therapy for urological dysfunction," Gene Therapy, vol. 9, no. 23, pp. 1617-1626, 2002.

24. Sakuma Т., Matsumoto Т., Kano K. et al., "Mature, adipocyte derived, dedifferentiated fat cells can differentiate into smooth muscle-like cells and contribute to bladder tissue regeneration," Journal of Urology, vol. 182, no. 1, pp. 355-365, 2009.

25. Nitta M., Tamaki Т., Tono K. et al., "Reconstitution of experimental neurogenic bladder dysfunction using skeletal musclederived multipotent stem cells," Transplantation, vol. 89, no. 9, pp. 1043-1049, 2010.

26. Kwon D., Minnery В., Kim Y. et al., "Neurologic recovery and improved detrusor contractility using muscle-derived cells in rat model of unilateral pelvic nerve transection," Urology, vol. 65, no. 6, pp. 1249-1253, 2005.

27. Carvalho, M., Teixeira, F., Reis, R., Sousa, N. and Salgado, A. (2011) Mesenchymal stem cells in the umbilical cord: phenotypic characterization, secretome and applications in central nervous system regenerative medicine. Curr Stem Cell Res Ther 6: 221-228.

28. Ranganath, S., Levy, O., Inamdar, M. and Karp, J. (2012) Harnessing the mesenchymal stem cell secretome for the treatment of cardiovascular disease. Cell Stem Cell 10: 244-258.

29. Dissaranan, C., Cruz, M., Kiedrowski, M., Balog, В., Gill, В., Penn, M. et al. (2013) Rat mesenchymal stem cell secretome promotes elastogenesis and facilitates recovery from simulated childbirth injury. Cell Transplant. Epub ahead of print 17th July 2013. PMID: 23866688.

30. Сухих Г.Т., Балан B.E., Кулаков В.И., Сметник В.П. Способ лечения императивного недержания мочи // Патент РФ №2283122. 2006.