Методические основы трансплантации аутологичного культивированного эпителия полости рта

По данным Всемирной организации здравоохранения, роговичная слепота является четвертой по частоте причиной слепоты и слабовидения в мире. В Российской Федерации до 18% слепоты обусловлено поражением роговицы. Синдром лимбальной недостаточности (СЛН) является одной из причин слепоты и слабовидения при патологии роговицы за счет замещения переднего эпителия фиброваскулярным паннусом. При таких заболеваниях, как аниридия, синдром Стивенса-Джонсона, при тяжелых ожогах роговицы обоих глаз может развиваться двусторонний СЛН, приводящий к выраженному снижению остроты зрения на оба глаза, и как следствие, инвалидности. В таких случаях для реконструкции переднего эпителия роговицы предлагается использовать клеточную терапию на основе аутологичной культуры эпителия полости рта как альтернативу аллогенным пересадкам лимба. Применение нового метода лечения способствует реэпителизации роговицы, увеличению остроты зрения, редукции основных неспецифических жалоб и повышению качества жизни пациентов. Эффективность и существенное повышение частоты прозрачного приживления донорской роговицы после клеточной терапии обусловливает повышенный интерес к данной теме во всем мире. В настоящем обзоре представлены литературные данные по особенностям гисто-топографии и методам получения аутологичной культуры эпителия полости рта, клеточным маркерам, позволяющим идентифицировать эпителиальные клетки, а также методам создания клеточных трансплантатов для последующей пересадки на поверхность роговицы у пациентов с СЛН.

1. www.who.int [Internet]. World Health Organization. Prevention of Blindness and Visual Impairment. Доступно по ссылке: http://www.who.int/blindness/causes/priority/en/index8.html от 26/02-2019 г.

2. Avadhanam VS, Liu CS. A brief review of Boston type-1 and osteo-odontokeratoprostheses. Br J Ophthalmol. 2015; 99: 878-887. doi: 10.1136/bjophthalmol-2014-305359.

3. Либман ЕС, Калеева ЭВ, Рязанов ДП. Комплексная характеристика инвалидности вследствие офтальмопатологии в Российской Федерации. Российская офтальмология. 2012; 5: 24-26.

4. Dua HS, Azuara-Blanco A. Limbal Stem Cells of the Corneal Epithelium. Surv Ophthalmol. 2000; 44: 415425. PMID: 10734241.

5. Dua HS, Saini JS, Azuara-Blanco A, Gupta P. Limbal stem cell deficiency: concept, etiology, clinical presentation, diagnosis and management. Indian J Ophthalmol. 2000; 48: 83-92. PMID: 11116520.

6. Lim P, Fuchsluge TA, Jurkunas UV. Limbal stem celldeficiency and corneal neovascularization. Semin Ophthalmol. 2009; 24: 139-148. doi: 10.1080/08820530902801478.

7. Roshandel D, Eslani M, Baradaran-Rafii A, Cheung AY, Kurji K, Jabbehdari S et al. Current and emerging therapies for corneal neovascularization. Ocul Surf. 2018; 16: 398-414. doi: 10.1016/j.jtos.2018.06.004.

8. Friedenwald JS. Growth pressure and metaplasia of conjunctival and corneal epithelium. Doc Ophthalmol. 1951; 5-6: 184-192. PMID: 14896877.

9. Vazirani J, Mariappan I, Ramamurthy S, Fatima S, Basu S, Sangwan VS. Surgical Management of Bilateral Limbal Stem Cell Deficiency. Ocul Surf. 2016; 14: 350-364. doi: 10.1016/j.jtos.2016.02.00.

10. Holland EJ. Management of Limbal Stem Cell Deficiency: A Historical Perspective, Past, Present, and Future. Cornea. 2015; 34: 9-15. doi: 10.1097/ICO.0000000000000534.

11. Tsai RJ, Tseng SC. Human allograft limbal transplantation for corneal surface reconstruction. Cornea. 1994; 13: 389-400. PMID: 7995060.

12. Tsubota K, Toda I, Saito H, Shinozaki N, Shimazaki J. Reconstruction of the corneal epithelium by limbal allograft transplantation for severe ocular surface disorders. Ophthalmology. 1995; 102: 1486-1496. PMID: 9097796.

13. Holland EJ, Mogilishetty G, Skeens HM, Hair DB, Neff KD, Biber JM et al. Systemic immunosuppression in ocular surface stem cell transplantation: results of a 10-year experience. Cornea. 2012; 31: 655-661. doi: 10.1097/ICO.0b013e31823f8b0c.

14. Utheim TP. Concise review: transplantation of cultured oral mucosal epithelial cells for treating limbal stem cell deficiency-current status and future perspectives. Stem Cells. 2015; 33: 1685-1695. doi: 10.1002/stem.1999.

15. Inatomi T, Nakamura T, Koizumi N, Sotozono C, Yokoi N, Kinoshita S. Midterm results on ocular surface reconstruction using cultivated autologous oral mucosal epithelial transplantation. Am J Ophthalmol. 2006; 141: 267-275. doi: 10.1016/j.ajo.2005.09.003.

16. Nishida K, Yamato M, Hayashida Y, Watanabe K, Yamamoto K, Adachi E et al. Corneal reconstruction with tissue engineered cell sheets composed of autologous oral mucosal epithelium. New Engl J Med. 2004; 351: 11871196. doi: 10.1056/NEJMoa040455.

17. Nakamura T, Inatomi T, Sotozono C, Amemiya T, Kanamura N, Kinoshita S. Transplantation of cultivated autologous oral mucosal epithelial cells in patients with severe ocular surface disorders. Br J Ophthalmol. 2004; 88: 1280-1284. doi: 10.1136/bjo.2003.038497.

18. Squier С., Brogden KA. Human Oral Mucosa: Development, Structure, and Function. John Wiley & Sons, Inc., 2011. - P. 23.

19. Satake Y, Higa K, Tsubota K, Shimazaki J. Long-term outcome of cultivated oral mucosal epithelial sheet transplantation in treatment of total limbal stem cell deficiency. Ophthalmology. 2011; 118: 1524-1530. doi: 10.1016/j.ophtha.2011.01.039.

20. Baradaran-Rafii A, Delfazayebaher S, Aghdami N, Taghiabadi E, Bamdad S, Roshandel D. Midterm outcomes of penetrating keratoplasty after cultivated oral mucosal epithelial transplantation in chemical burn. Ocul Surf. 2017; 15: 789-794. doi: 10.1016/j.jtos.2017.08.006.

21. Быков ВЛ. Гистология и эмбриональное развитие органов полости рта человека. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014: 391-393.

22. Squier С, Brogden KA. Human Oral Mucosa: Development, Structure, and Function. John Wiley & Sons, Inc.; 2011, 23.

23. Eroschenko VP. Di Fiore's atlas of histology with functional correlations. - 11th ed. - Lippincott Williams & Wilkins; 2005: 235-261.

24. Афанасьева ЮИ, Юрина НА. Гистология. М.: Медицина, 2002. 146.

25. Food and Drug Administration, HHS. Current good tissue practice for human cell, tissue, and cellular and tissue-based product establishments; inspection and enforcement. Final rule. Fed Regist. 2004; 69: 6861168688. PMID: 15562555.

26. Takagi R, Yamato M, Murakami D, Kondo M, Yang J, Ohki T et al. Preparation of keratinocyte culture medium for the clinical applications of regenerative medicine. J Tissue Eng Regen Med. 2011; 5: 63-73. doi: 10.1002/term.337.

27. Ang LP, Nakamura T, Inatomi T, Sotozono C, Koizumi N, Yokoi N, et al. Autologous serum derived cultivated oral epithelial transplants for severe ocular surface disease. Arch Ophthalmol. 2006; 124: 1543-1551. doi: 10.1001/archopht.124.11.1543.

28. Nakamura T, Takeda K, Inatomi T, Sotozono C, Kinoshita S. Long-term results of autologous cultivated oral mucosal epithelial transplantation in the scar phase of severe ocular surface disorders. Br J Ophthalmol. 2011; 95: 942-946. doi: 10.1136/bjo.2010.188714.

29. Фрешни РЯ. Культура животных клеток. Практическое руководство. М.: Бином 2011. 427.

30. Boyce ST, Ham RG. Calcium-regulated differentiation of normal human epidermal keratinocytes in chemically defined clonal culture and serum-free serial culture. J Invest Dermatol. 1983; 81 (1 Suppl): 33s-40s. doi: 10.1111/1523-1747.ep12540422.

31. Utheim TP, Utheim OA, Khan QE, Sehic A. Culture of Oral Mucosal Epithelial Cells for the Purpose of Treating Limbal Stem Cell Deficiency. J Funct Biomater. 2016; 7: 123. doi: 10.3390/jfb7010005.

32. Murakami D, Yamato M, Nishida K, Ohki T, Takagi R, Yang J et al. Fabrication of transplantable human oral mucosal epithelial cells-sheets using temperature-responsive culture inserts without feeder layer cells. J Artif Organs. 2006; 9: 185-191. doi: 10.1007/s10047-006-0342-3.

33. Nakamura T, Endo K, Kinoshita S. Identification of human oral keratinocytes stem/progenitor cells by neuro-trophin receptor p75 and the role of neurotrophin/p75 signaling. Stem cells. 2007; 25: 628-638. doi: 10.1634/stemcells.2006-0494.

34. Wang JS, Xie HT, Zhang MC. Characterization of ex vivo Expanded Oral Mucosal Epithelium Cells on Acellular Porcine Corneal Stroma for Ocular Surface Reconstruction. J Ophthalmol. 2017; 67: 614-617. doi: 10.1155/2017/676171.

35. Calenic B, Ishkitiev N, Yaegaki K, Imai T, Costache M, Tovaru M et al. Characterization of oral keratinocyte stem cells and prospects of its differentiation to oral epithelial equivalents. Rom J Morphol Embryol. 2010; 51: 641-645. PMID: 21103620.

36. Santibanez N. Immuno expression of E-cadherin and Vimentin in Normal Oral Mucosa, Oral Epithelial Displasiaand Oral Squamous Cell Carcinoma. Int J Morphol. 2017; 35: 596-602. PMID: 26045832.

37. Kasai Y, Sugiyama H, Takagi R, Kondo M, Owaki T, Namiki H et al. Brush biopsy of human oral mucosal epithelial cells as a quality control of the cell source for fabrication of transplantable epithelial cell sheets for regenerative medicine. Regenerative Therapy. 2016; 4: 71-77. doi: 10.1016/j.reth.2016.02.008.

38. Nanda KDS, Ranganathan K, Devi U, Joshua E. Increased expression of CK8 and CK18 in leukoplakia, oral submucous fbrosis, and oral squamous cell carcinoma: an immunohistochemistry study. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol. 2012; 113: 245-253. doi: 10.1016/j.tripleo.2011.05.034.

39. Haagdorens M, Van Acker SI, Van Gerwen V, N Dhubhghaill S, Koppen C, Tassignon MJ et al. Limbal Stem Cell Deficiency: Current Treatment Options and Emerging Therapies. Stem Cells Int. 2016; 2016: 9798374. doi: 10.1155/2016/9798374.

40. Ma DH, Kuo MT, Tsai YJ, Chen HC, Chen XL, Wang SF et al. Transplantation of cultivated oral mucosal epithelial cells for severe corneal burn. Eye. 2009; 23: 14421450. doi: 10.1038/eye.2009.60.

41. Hirayama M, Satake Y, Higa K, Yamaguchi T, Shimazaki J. Transplantation of cultivated oral mucosal epithelium prepared in fibrin-coated culture dishes. IOVS. 2012; 53: 1602-1609. doi: 10.1167/iovs.11-7847.

42. Tang Z, Okano T. Recent development of temperature-responsive surfaces and their application for cell sheet engineering. Regenerative Biomaterials. 2014; 1: 91102. doi: 10.1093/rb/rbu011.