Выращивание собственных тканей влагалища с помощью тканевой инженерии

Введение

Аплазия влагалища является врожденным пороком развития, характеризующимся отсутствием влагалища. Подобное состояние может быть обусловлено различными патологиями, в том числе синдромом Майера – Рокитанского – Кюстера – Хаузера (СМРКХ), клоакальной мальформацией, эндокринными заболеваниями, такими как врожденная дисфункция коры головного мозга. Вторичными причинами могут быть травма и рак, приводящие к повреждению стенок влагалища с последующей хирургической резекцией.

СМРКХ относится к одним из наиболее частых заболеваний, характеризующихся аплазией влагалища. Данная патология диагностируется у одной из 4500–5000 новорожденных девочек [1] и является второй по распространенности причиной первичной аменореи. Большинство подобных аномалий диагностируется в подростковом возрасте.

Терапией первой линии является кольпоэлонгация. При ее неэффективности применяют хирургические методики. В гинекологической реконструкции также возможно создание неовлагалища с помощью тканевой инженерии, предполагающей использование каркаса и мезенхимальных стволовых клеток (МСК).

Лечение

СМРКХ возникает в результате нарушения внутриутробного развития мюллеровых протоков и характеризуется тотальной аплазией влагалища и матки. Дополнительными клиническими проявлениями могут быть пороки развития мочевыделительной системы (подковообразная почка, дистопия почки, аплазия почки, удвоение мочеточников), пороки развития опорно-двигательной системы (сколиоз, асимметричные позвонки, деформированные или отсутствующие ребра).

В настоящее время широко применяется кольпопоэз – создание искусственного влагалища. К основным методам относят кольпоэлонгацию (бескровный кольпопоэз) и оперативное вмешательство, которые позволяют пациенткам вести полноценную половую жизнь. Терапией первой линии формирования неовлагалища считается кольпоэлонгация (метод Франка, Ингрэма, Шерстнева и его модификация Уваровой). Кольпопоэз формируется в результате растяжения тканей влагалищной ямки за задней спайкой малых половых губ. Первая процедура выполняется один раз в сутки в течение 20 минут под контролем болевых ощущений пациентки. Впоследствии продолжительность процедуры увеличивают до 30–40 минут по два раза в сутки. Один курс кольпоэлонгации состоит из 15–20 процедур. Обычно проводят до трех курсов с интервалом два-три месяца. В большинстве случаев удается добиться положительного эффекта – формирования хорошо растяжимой неовагины, пропускающей два поперечных пальца на глубину не менее 10 см [2]. В промежутках между курсами рекомендуется обрабатывать зону задней спайки малых половых губ и кожи сформированного неовлагалища кремом с эстриолом. Во время процедур важно учитывать психоэмоциональные особенности пациенток и их заинтересованность в терапии. Успех лечения также зависит от анатомических особенностей и тканевых свойств промежности. Лучшие результаты достигаются при наличии эластичной кожи промежности, дисплазии соединительной ткани, отсутствии гимена и ригидных стенок входа во влагалище.

Среди преимуществ кольпоэлонгации следует отметить консервативность метода, отсутствие необходимости начинать половую жизнь сразу после ее прекращения, возможность выполнения процедур в домашних условиях под самоконтролем пациенток, отсутствие госпитализации и связанных с ней затрат на лечение. Однако имеются и недостатки: возможный дискомфорт во время процедуры (из-за низкого порога болевой чувствительности и повышенной нервной возбудимости), повышенный риск вагинального пролапса, потенциальный эпизод кровотечения при растяжении и время, необходимое для создания функционального влагалища достаточной глубины [3].

При неэффективности консервативного лечения, наличии определенных анатомических особенностей (рубцовые изменения на промежности и наружных половых органах, кольцевидная плотная девственная плева, ригидная кожа промежности) показана хирургическая коррекция как резервный метод терапии.

В настоящее время единого хирургического подхода к лечению данной патологии не существует. Хирургические методики подразделяют на тяговые (метод Vecchietty, Wallwiener) и трансплантационные. Среди последних выделяют методы Abbe – McIndoe, Давыдова, кишечную вагинопластику, Williams в модификации Creastas. Метод сигмоидального кольпопоэза представляет лишь исторический интерес ввиду высокого процента осложнений как во время проведения операции, так и в послеоперационном периоде [1].

Для реконструкции влагалища, проводимой с помощью открытых, лапароскопических и роботизированных методик, могут успешно использоваться различные материалы. Наиболее распространенный хирургический подход предполагает создание канала путем иссечения потенциального неовагинального пространства и последующего выравнивания тазового дна трансплантатом [4]. Для выравнивания используются кожные трансплантаты, целлюлоза, брюшина, децеллюляризированные матриксы, полученные из кожи или слизистой оболочки кишечника, слизистая оболочка щеки и эпителий влагалища [5]. Влагалище состоит из нескольких слоев, включающих эпителий, мышцы и матрицу, содержащую различные структурные белки – коллаген, эластин и микрофибриллы. Трансплантаты не имеют в своем составе всех структурных элементов физиологического влагалища. Они способны привести к адекватному функционированию и регенерации эпителия, однако могут иметь отсутствующий или аномальный мышечный слой. В результате у некоторых пациентов могут развиться хронический стеноз и/или контрактура трансплантата, требующие периодического бужирования. Таким образом, данная терапия представляет собой длительный и инвазивный процесс с возможными повторными операциями.

Методы тканевой инженерии

Новые хирургические реконструктивные подходы к замене тканей функционально эквивалентными призваны улучшить результаты операций и качество жизни пациенток. Для этого в качестве альтернативного метода рассматривают тканевую инженерию, сочетающую клеточную терапию и использование каркасов. При этом важен правильный выбор каркасов для обеспечения функциональности ткани и адекватной анатомии.

В ряде исследований применяли трансплантат из тканеинженерного биоматериала в гинекологической реконструкции. Так, в исследовании А.М. Raya-Rivera и соавт. было успешно создано неовлагалище путем культивирования собственных клеток вульвы на биоразлагаемые каркасы [5]. После кольпопоэза отдаленных осложнений не наблюдалось. Кроме того, ежегодное изучение образцов биопсии показало сходный фенотипический и гистологический состав с нативной тканью. Согласно утвержденному опроснику индекса женской сексуальной функции, переменные находятся в пределах нормы во всех тестируемых областях. Исследователи пришли к заключению, что влагалище, созданное из аутологичных клеток, имеет нормальные структурные и функциональные свойства при наблюдении за пациентками в течение восьми лет.

В другом исследовании выполняли вагинопластику по модифицированной методике Abbe – McIndoe с использованием аутологичной культивированной in vitro вагинальной ткани [6]. После биопсии слизистой оболочки преддверия влагалища и процесса экстракции клеток выделенные клетки подвергались ферментативной диссоциации. В дальнейшем они переносились на пластины, покрытые коллагеном IV типа, и культивировались в течение двух-трех недель. В послеоперационном периоде пациентки находились под диспансерным наблюдением. Установлено, что во всех случаях влагалище имело нормальную длину и глубину, а биопсия показала физиологичную вагинальную ткань. Суммарный балл заполненных анкет индекса женской сексуальной функции через 12 месяцев после операции свидетельствовал об удовлетворительном качестве половой жизни пациенток. Авторы сделали вывод, что модифицированная методика Abbe – McIndoe с использованием аутологичной вагинальной ткани безопасна и эффективна. В долгосрочной перспективе, основываясь на опросниках, данная операция также показала удовлетворенность пациенток половой жизнью и улучшение качества их жизни [7].

Большинство стратегий тканевой инженерии включают разработку новых каркасов. В состав разных полимерных каркасов входят альгинат, полигликолевая кислота, коллаген, полимолочно-когликолевая кислота (PLGA) и т.д. Одной из потенциальных считается комбинация PLGA с биосовместимыми характеристиками и полиизопрена с сильными ангиогенными свойствами (PLGA/PIepox) [8]. Процедура эпоксидирования (epox) – важный процесс в органическом синтезе, направленный на увеличение гидрофильности каучука. Выбор каркаса имеет основополагающее значение для успеха регенеративной терапии (клетки прикрепляются в большем количестве и лучше фиксируются в ткани хозяина).

Комбинация каркаса и клеточной терапии, в частности применение МСК, может стать перспективным терапевтическим подходом. МСК не экспрессируют антигены главного комплекса гистосовместимости, которые участвуют в распознавании антигена иммунной системой, поэтому не распознаются как чужеродные клетки и не вызывают реакцию отторжения при трансплантации [9]. Хотя разные типы МСК имеют общие свойства стволовых клеток, они различаются по численности [10]. Источниками МСК могут служить костный мозг, жировая ткань, ткань зубной пульпы, периферическая кровь и т.д. Получение стволовых клеток костного мозга происходит путем аспирации костного мозга, что считается высокоинвазивной и болезненной процедурой. МСК составляют всего от 0,001 до 0,01% общей популяции клеток [11]. МСК тканей зубной пульпы расположены внутри зубной коронки, в нише, в которой находится соединительная ткань. Данная группа клеток имеет морфологию, подобную фибробластам, и способна дифференцироваться в нейральные эктодермальные клетки и адипоциты, одонтобласты, остеобласты, хондроциты и миобластные клетки мезодермального происхождения [12]. Имеют место и другие сложности, связанные с  забором клеток и их ограниченным пулом. Стволовые клетки, полученные из жировой ткани, выделяют из подкожной жировой клетчатки. Это достаточно простой метод получения. МСК жировой ткани – основной источник стволовых клеток. Их распространенность составляет около 2% в стромально-васкулярной фракции, что считается самым высоким содержанием пула по сравнению с МСК иного происхождения [13]. Кроме того, МСК жировой ткани сохраняют способность дифференцироваться в клетки мезодермального происхождения, обладают низкой иммуногенностью, модуляторным и паракринным действием. В отличие от других МСК данные клетки секретируют большое количество проангиогенных молекул, таких как компоненты внеклеточного матрикса и металлопротеиназы, фактор роста эндотелия сосудов (VEGF). Эти функции подтверждают их преимущество перед другими популяциями в терапевтических подходах, зависящих от ангиогенеза [14].

Таким образом, современные подходы к клеточной терапии могут существенно повлиять на регенеративную медицину. Сказанное в большей степени касается использования МСК. МСК способны мигрировать в поврежденную ткань и высвобождать паракринные факторы, уменьшающие воспаление и стимулирующие иммуномодуляцию. В результате возможно антиапоптотическое действие за счет продукции и секреции цитокинов.

Заключение

Аплазия влагалища считается редкой патологией. При этом заболевании используются разные терапевтические методики, в частности консервативная (кольпоэлонгация) и хирургическая коррекция (методики Vecchietty, Wallwiener, Abbe – McIndoe, Давыдова, кишечная вагинопластика, Williams в модификации Creastas). Возможна также терапия, сочетающая применение стволовых клеток и каркасов.

Гинекологическая реконструкция с помощью тканевой инженерии, направленная на создание функционального по анатомическим и гистологическим свойствам неовлагалища, показала свою эффективность. Вероятно, данное направление является новой попыткой лечения поврежденных тканей и органов и требует дальнейшего изучения.