Аллотрансплантация и аутотрансплантация в акушерстве и гинекологии

Введение

Тканевая инженерия считается относительно новой областью, в которой используются живые клетки, биосовместимые материалы и подходящие биохимические (например, факторы роста) и физические (в частности, циклическая механическая нагрузка) факторы, а также их комбинации для создания тканеподобных структур. Как правило, конечной целью является имплантация этих тканевых конструкций в организм для восстановления поврежденного органа или замены функции отказавшего органа [1].

Реконструкция влагалища необходима при аплазии влагалища, синдроме Майера – Рокитанского – Кюстера – Хаузера, в случае приобретенных заболеваний, таких как рак и травма. Вместе с тем реконструктивные методики, предусматривающие использование невлагалищных тканей, могут быть связаны с осложнениями [2].

Трансплантация матки продемонстрировала высокую эффективность в лечении маточного фактора бесплодия, обусловленного отсутствием матки или наличием нефункциональной матки [3].

Материал и методы

Проанализированы исследования, опубликованные до 2022 г. в базах данных PubMed, Google Scholar и Cochrane Library, а также списки литературы на предмет наличия научных изысканий и обзоров на ту же тему.

Вагинопластика с использованием аутологичной вагинальной ткани у пациенток с синдромом Майера – Рокитанского – Кюстера – Хаузера

Золотого стандарта лечения синдрома Майера – Рокитанского – Кюстера – Хаузера до сих пор не существует. Хотя имеются сообщения о нехирургических методах создания неовагины. Из-за длительности лечения, которая варьируется от двух месяцев до двух лет, врачи обычно отдают предпочтение хирургическому вмешательству [4–8].

Достойной альтернативой созданию неовагины служит вагинопластика с помощью операции Аббе – Макиндо. Подобная техника предусматривает создание вагинального канала путем рассечения потенциального неовагинального пространства, которое затем закрывается кожным трансплантатом [9]. Основными недостатками, связанными с такой процедурой, являются хирургическая сложность и шрам на донорском участке.

В исследовании A.M. Raya-Rivera и соавт. участвовали четыре пациентки, у которых в течение трех лет была диагностирована врожденная вагинальная аплазия из-за синдрома Майера – Рокитанского – Кюстера – Хаузера, подтвержденная результатами магнитно-резонансной томографии (МРТ) [2]. Возраст пациенток составил 13–18 лет. Им была выполнена биопсия вульвы из аутологичной ткани. Далее культивировали, размножали и высеивали эпителиальные и мышечные клетки на биоразлагаемые каркасы. Органы были сконструированы и оставлены для созревания в инкубаторе на объекте, одобренном для производства тканей человека. Для хирургической имплантации этих тканей использовали влагалищный доступ. Был собран анамнез, проведены физикальное обследование, вагиноскопия, серийные биопсии тканей, МРТ, проанализированы результаты опросника по индексу женской сексуальной функции для всех пациенток с последующим наблюдением до восьми лет.

Отдаленных послеоперационных хирургических осложнений не отмечалось. Результаты ежегодных серийных биопсий показали трехслойную структуру, состоявшую из просвета, выстланного эпителиальными клетками, окруженного матриксом и мышечными клетками, с ожидаемыми компонентами вагинальной ткани. Иммуногистохимический анализ подтвердил наличие фенотипически нормальных гладких мышечных клеток и эпителия. Отсутствие аномалий после операции подтверждено данными МРТ и кольпоскопии.

Утвержденный самостоятельно заполняемый опросник индекса женской сексуальной функции продемонстрировал, что переменные находятся в пределах нормы во всех тестируемых областях, таких как либидо, возбуждение, смазывание, оргазм, удовлетворение и безболезненный половой акт.

Вагинопластика с использованием аутологичной вагинальной ткани показала нормальные структурные и функциональные параметры при последующем наблюдении до восьми лет. Авторы сделали вывод, что подобные технологии могут быть полезны пациенткам, нуждающимся в реконструкции влагалища [2].

В работе P. Panici и соавт. [10] описан клинический случай пациентки 28 лет с жалобами на сексуальную дисфункцию и бесплодие. При сборе гинекологического анамнеза выявлена первичная аменорея, по поводу которой пациентка никогда не обращалась за медицинской помощью. У женщины отмечались нормальные вторичные половые признаки, гормональные анализы в пределах нормы, кариотип 46, ХХ. При гинекологическом осмотре выявлена агенезия влагалища. В ходе ультразвукового исследования и МРТ выявлена агенезия матки и левого придатка (атипичный синдром Майера – Рокитанского – Кюстера – Хаузера). Было принято решение о модифицированной операции Аббе – Макиндо с трансплантацией аутологичной вагинальной ткани.

В операционной выполнили полнослойную биопсию слизистой оболочки преддверия влагалища площадью 1 см². Свежий биоптат немедленно доставили для гистологического анализа и выделения клеток для тканевой культуры.

После ферментативной диссоциации суспензию кератиноцитов инокулировали на четыре чашки для культивирования, покрытые коллагеном IV (10 мкг/мл). Через неделю культивирования клетки достигли 70–80% слияния и были подвергнуты дополнительному культивированию в течение восьми дней для получения полностью дифференцированной ткани слизистой оболочки. Аутологичные реконструированные вагинальные ткани, достигавшие площади 314 см², помещали на марлю с гиалуроновой кислотой 2 мг/10 см² для сохранения ориентации слизистой ткани и транспортировки в операционную. В ходе операции выполнялся срединный разрез у входа во влагалище. Десятисантиметровый канал между мочевым пузырем и прямой кишкой формировался тупым пальцевым и ножничным рассечением, достигавшим дугласова пространства. Туннель застилали марлей таким образом, чтобы слой клеток был обращен к стенкам канала. В неовагину помещали вагинальный слепок диаметром 2 см и длиной 12 см, покрытый презервативом. Форму фиксировали к промежности швами с двух сторон. Для удержания марли на месте швы не накладывали. Марля, катетер Фолея и форма оставались на месте в течение пяти послеоперационных дней. Пациентке рекомендовали использовать ночью вагинальный слепок в течение последующих шести недель. Результаты кольпоскопии и вагинальной биопсии подтвердили нормальный эпителий. Через четыре месяца наблюдения стриктур, выделений из влагалища, ощущения сухости влагалища не отмечалось. Половой акт был оценен обоими партнерами как удовлетворительный.

Представленный случай демонстрирует, что аутологичная культивация вагинальной ткани in vitro и последующая трансплантация осуществимы и безопасны. Отличные результаты, которые отмечали авторы исследования, требуют дальнейшего изучения. Вагинальная ткань, выращенная in vitro, может использоваться и при других состояниях, таких как травма влагалища или вагинопластика у пациенток, подвергшихся экзентерации таза [10].

Участницами исследования I. Sabatucci и соавт. [11] стали 39 женщин с синдромом Майера – Рокитанского – Кюстера – Хаузера, которые подверглись вагинопластике с использованием модифицированной техники Аббе – Макиндо с культивированной аутологичной тканью in vitro. У каждой пациентки ткань влагалища была получена путем полнослойной биопсии преддверия влагалища. После ферментативной диссоциации клетки культивировали в течение двух-трех недель перед трансплантацией. Каждая пациентка заполняла два утвержденных вопросника для количественной оценки сексуальной функции и качества жизни: индекс женской сексуальной функции (FSFI) – через 12, 36 и 60 месяцев и индекс общего психологического благополучия (PGWBI) – сразу после операции и спустя шесть и 36 месяцев. Через 12 месяцев после операции 29 пациенток вели регулярную половую жизнь. Результаты теста показали удовлетворительную сексуальную функцию по сравнению с общей популяцией со средними значениями 25,85 (диапазон – 4,6–30,5) через 12 месяцев, 27,2 (диапазон – 4,4–33,6) через 36 месяцев и 29,6 (диапазон – 23,9–33,6) через 60 месяцев. Опросник PGWBI показал средний балл 420,5 (диапазон – 108–540) до операции и 459 (диапазон – 252–533) через 60 месяцев наблюдения. Авторы пришли к выводу, что вагинопластика, выполненная с использованием аутологичной вагинальной ткани, помимо обеспечения долгосрочной удовлетворительной сексуальной жизни помогает добиться улучшения качества жизни, которое сохраняется долгое время [11].

Тканеинженерное моделирование трехмерной конструкции шейки матки

Акушеры-гинекологи предполагают, что аномалии шейки матки являются причиной значительного числа преждевременных родов [12–14]. Преждевременными считаются роды на сроке от 22 до 36 недель 6 дней (154–259 дней). При этом масса тела плода варьируется от 500 до 2500 г. Частота преждевременных родов составляет 5–18% всех родов и не имеет тенденции к снижению. Шейка матки состоит из волокнистой соединительной ткани и расположена в анатомической непрерывности с дном матки и верхней частью влагалища [15]. При нормальной беременности шейка матки выполняет важную несущую функцию, поскольку сохраняет анатомическую форму во время роста плода и матки. В случае беременности с риском преждевременных родов шейка матки укорачивается и раскрывается преждевременно [12, 16, 17]. Следовательно, длина шейки матки используется для диагностики женщин с высоким риском преждевременных родов и выявления тех, кому может помочь терапия, направленная на предотвращение преждевременных родов [16, 18].

M. House и соавт. обнаружили, что клетки шейки матки человека размножаются на трехмерном каркасе и синтезируют внеклеточный матрикс с биохимическими составляющими и морфологией, сходными с нативной тканью [19]. В отличие от статической динамическая культура связана с повышенным синтезом коллагена и сульфатированных гликозаминогликанов, что приводит к развитию внеклеточного матрикса с измеримой механической реакцией.

Информированное согласие подписали две женщины европеоидной расы, которым назначили выполнение гистерэктомии по поводу доброкачественных гинекологических заболеваний. Сразу после удаления операционного материала была получена клиновидная биопсия цервикальной стромы (средняя область канала) в стерильных условиях. Эпителий шейки матки удаляли из биопсии. Биопсию делили на две части и использовали для выделения клеток шейки матки и оценки морфологии нативной ткани и биохимического состава.

В данном эксперименте синтез ткани заметно зависел от динамической культуры и расположения клеток внутри конструкции. По сравнению со статическими условиями культивирования условия во вращающейся колбе продемонстрировали повышенный синтез матрикса, который коррелировал с повышенной экспрессией генов, связанных с матриксом.

Следует отметить, что морфология ткани в условиях вращающейся колбы была наиболее сходна с нативной тканью на первых 100 мм поверхности каркаса. Этот вывод согласуется с хорошо известными ограничениями диффузионного массопереноса в трехмерной культуре тканей.

Содержание сыворотки в этом эксперименте варьировалось, поскольку предварительные исследования показали, что высокая концентрация сыворотки положительно влияет на пролиферацию цервикальных клеток. Однако высокая концентрация в сыворотке не была важной переменной в данной модельной системе.

Авторы исследования признали его недостатки. Во-первых, количество коллагена, измеренное в конструкции, составило примерно 10% значения нативной ткани, вероятно, из-за плохой питательной среды внутри каркаса. Эту проблему можно решить, используя, в частности, более крупные поры в матрице, более надежную перфузию среды или совместное культивирование с сосудистыми каналами.

Во-вторых, цервикальные клетки, культивируемые на конструкциях, по-видимому, имели смешанный фенотип фибробласт/миофибробласт, эпителиальные клетки не обнаружены. Совместное культивирование представляется логичным шагом в решении данной проблемы.

В-третьих, эксперимент проводили с клетками небеременных, у которых в анамнезе не было преждевременных родов. Проблему можно решить путем культивирования клеток разных линий и/или доноров с различным акушерским анамнезом [19].

Долгосрочная цель этого исследования состоит в том, чтобы использовать конструкции, подобные шейке матки, в качестве новой модельной системы для исследования взаимодействия клеток и матрикса в условиях, имитирующих беременность. В большинстве предыдущих исследований ремоделирования шейки матки во время беременности использовались три модельные системы: биопсии шейки матки человека, модели на животных и двухмерная культура изолированных клеток [20]. Как известно, экспрессия генов, связанных с внеклеточным матриксом, и матричные адгезии изменяются в трехмерной культуре фибробластов по сравнению с двухмерной. Кроме того, трехмерные модели можно использовать для исследования влияния биологически значимых стрессовых состояний на клеточную активность. Трехмерные конструкции могут деформироваться при растяжении, сжатии и сдвиге, чтобы воссоздать механическую микросреду для клеток, которая точно имитирует условия in vivo.

Аллогенная трансплантация матки в условиях иммуносупрессии

В 2013 г. было проведено девять операций по трансплантации матки с использованием матки от живых доноров. У восьми реципиентов имел место синдром Майера – Рокитанского – Кюстера – Хаузера с врожденным отсутствием матки, у одного – в анамнезе рак шейки матки семь лет назад. Донорами были близкие родственники (мать, сестра, тетя). Пять доноров находились в постменопаузе, у всех было более одной нормальной беременности и родов в репродуктивном периоде.

Восстановительная операция включала изоляцию матки с помощью билатеральных сосудистых ножек, включая внутренние подвздошные артерии дистальнее ответвления ягодичной артерии и основные маточные вены до внутренней подвздошной вены. Операция доноров длилась намного дольше, чем ожидалось, – свыше десяти часов в каждом случае.

Операции у реципиентов включали двусторонние анастомозы конец в бок с наружными подвздошными мышцами, вагинальные анастомозы и фиксацию матки к связкам таза. Операции продолжались 4–6 часов. Послеоперационная госпитализация составила от трех до девяти дней. Режим иммуносупрессии предусматривал периоперационное введение тимоглобулина плюс метилпреднизолон, а затем пероральное применение глюкокортикостероидов (ГКС) в течение четырех дней. Двойная поддерживающая иммуносупрессия с такролимусом и микофенолата мофетилом проводилась в течение первых шести месяцев. Цель состояла в том, чтобы назначать такролимус только через шесть месяцев, но, если в течение этого периода возникало более одного эпизода острого отторжения, микофенолата мофетил заменяли азатиоприном с пероральными ГКС или без них. Через шесть месяцев семь маток оставались в хорошем состоянии, с регулярными менструациями от одного до двух месяцев после пересадки. Два маточных трансплантата были удалены в течение первых месяцев.

Эпизоды легкого отторжения, хотя и субклинические, были диагностированы при протокольной биопсии шейки матки у пяти из семи пациенток с жизнеспособными трансплантатами за последние шесть месяцев. Эпизоды отторжения были эффективно купированы на фоне двухнедельного лечения ГКС или повышения дозы такролимуса. Кровоток маточных артерий оставался в пределах нормы в течение первого года после трансплантации [20]. Психологический результат реципиентов и партнеров в течение первого года после трансплантации показал общий оптимистичный взгляд с небольшой тревогой и стрессом [21, 22].

Попытки забеременеть были начаты через год путем переноса эмбрионов. Первое живорождение в этой когорте случилось 4 сентября 2014 г. [23] Данное событие также является первым человеческим рождением после пересадки матки. Это первая процедура пересадки матки, которая по определению стала успешной, поскольку цель трансплантации была достигнута. Беременность у реципиента протекала без осложнений до момента госпитализации на сроке 31 полная неделя и 5 дней из-за головной боли и высокого кровяного давления. Диагностирована преэклампсия, и в связи с признаками аномальной кардиотокографии плода выполнена операция кесарева сечения. Родился здоровый мальчик. Вес при рождении около 1,8 кг. Причина преэклампсии может быть связана с односторонней агенезией почек. Впоследствии родили еще трое реципиентов, но данные об их беременности не опубликованы. Три новорожденных мальчика имели нормальный вес для гестационного возраста и нормально развивались [3].

Аутотрансплантация культивированных стволовых клеток

Стволовые клетки определяются способностью к регенерации и дифференцировке в один или несколько типов клеток [24]. Следовательно, способности стволовых клеток разных типов неодинаковы. Тоти- или плюрипотентные стволовые клетки, как правило, эмбриональные или фетальные по происхождению и могут дифференцироваться в любой тип клеток или слой зародышевых клеток. Мультипотентные, включая мезенхимальные стволовые клетки (из крови, костного мозга, плаценты или жировой ткани), способны дифференцироваться во многие, но не во все типы клеток. Унипотентные стволовые клетки кожного и мышечного происхождения регенерируют только в пределах одного типа клеток.

Следует отметить, что результаты исследований стволовых клеток можно использовать в различных областях, в частности гинекологии и акушерстве [25–27].

Гемопоэтические стволовые клетки использовались для разработки стратегий лечения гинекологических солидных опухолей, например рака яичников [28–30]. В этом контексте были предложены и клинически исследованы различные подходы к аутологичной или аллогенной трансплантации.

Пуповинная кровь представляет источник стволовых клеток, которые можно использовать для лечения злокачественных новообразований и наследственных заболеваний [31]. Недавно был продемонстрирован обмен фето-материнскими клетками через плацентарный барьер во время беременности. Клеточный обмен включает также стволовые клетки плода, которые могут генерировать микрохимеризмы у матери и способствовать восстановлению тканей в различных материнских органах [32].

Стволовые клетки могут использоваться для пренатальной трансплантации при различных тяжелых врожденных заболеваниях плода [33]. Тем не менее необходимо решить несколько проблем, чтобы добиться эффективной внутриутробной трансплантации стволовых клеток [34].

Аутотрансплантация культивированных мезенхимальных стволовых клеток, выделенных из эндометрия и менструальной крови

Стволовые клетки эндометрия и миометрия обладают огромным регенеративным потенциалом для поддержания менструального цикла и беременности.

В настоящее время особое внимание уделяется использованию стволовых клеток в качестве терапевтических возможностей для регенеративной медицины, в частности при синдроме Ашермана [35–37]. Показано, что трансплантация стволовых клеток оказывает пролиферативное воздействие на эндометрий, что приводит к увеличению толщины эндометрия, улучшению строения ткани, усилению ангиогенеза, предотвращению прерывания беременности [38–40].

Опубликован отчет о пациентке с тяжелым синдромом Ашермана, которая не ответила на введение внутриматочной контрацепции. Взрослые аутологичные стволовые клетки были выделены из собственного костного мозга пациентки, а ангиогенные стволовые клетки эндометрия – из взрослых аутологичных стволовых клеток. После помещения эндометриальных ангиогенных стволовых клеток в полость эндометрия у пациентки увеличилась толщина эндометрия, улучшилась васкуляризация. В конечном итоге удалось сохранить беременность [35].

В пилотном когортном исследовании использовали аутологичные CD133+ BMDSC для лечения атрофии эндометрия и рефрактерного синдрома Ашермана. Стволовые клетки вводили в нишу стволовых клеток эндометрия посредством внутриартериальной катетеризации. После имплантации стволовых клеток у всех пациенток отмечалось увеличение толщины эндометрия и плотности сосудов, улучшение состояния эндометрия и полости матки, что было подтверждено при выполнении гистероскопии [41].

Кроме того, установлено, что стромальные клетки, полученные из менструальной крови, эффективны в лечении тяжелого синдрома Ашермана [29, 42–45]. После трансвагинальной трансплантации этих стволовых клеток с последующей гормональной стимуляцией у всех пациенток наблюдалась выраженная пролиферация эндометрия, а у пяти из семи пациенток толщина эндометрия превысила 7 мм, что указывало на приемлемость имплантации эмбриона [46]. Четырем пациенткам перенесли замороженные эмбрионы, после чего две забеременели, а у одной после второй трансплантации наступила спонтанная беременность [35].

Заключение

Технологии вагинопластики с использованием аутологичной вагинальной ткани считаются перспективными у тех, кто нуждается в реконструкции влагалища. Применение подобных методик ассоциируется с обеспечением долгосрочной удовлетворительной сексуальной жизни, улучшением качества жизни.

В настоящее время трансплантация матки высокоэффективна в лечении маточного фактора бесплодия, обусловленного отсутствием матки или наличием нефункциональной матки. Необходимы дальнейшие проспективные обсервационные исследования. Коллективные результаты исследований крайне важны для установления надежных критериев включения и исключения. Кроме того, хирургическое и медикаментозное лечение станет более эффективным и безопасным, если в основу процедуры пересадки матки будут положены надлежащие научные результаты.

Применение стволовых клеток, полученных из менструальной крови, может быть эффективно при тяжелом синдроме Ашермана. В исследованиях после трансвагинальной трансплантации таких стволовых клеток с последующей гормональной стимуляцией у всех пациенток наблюдалась выраженная пролиферация эндометрия.