Celulele stromale mezenchimale alogene derivate din cordonul ombilical îmbunătățesc funcția motorie în repararea chirurgicală prenatală a mielomeningocelului: studiu pe model ovin, rezumatul studiului

Puncte principale și rezultate:

Acest studiu preclinic a fost făcut pe fetuși de oaie. Niciun copil nu a fost tratat. O echipă franceză din Paris, care se pregătește să adauge celule stromale mezenchimale derivate din cordonul ombilical (UC-MSC) la repararea chirurgicală prenatală a mielomeningocelului, a plasat în timpul reparării un plasture de fibrină cu UC-MSC de la oi donatoare pe măduva spinării expusă a unor miei fetali. Mieii operați cu plasturele cu celule au fost comparați cu miei operați cu același plasture fără celule.

La o zi după naștere, mieii care primiseră celule se mișcau mai bine, niciunul nu pierdea urină, iar la microscop măduva lor spinării avea mai multe celule nervoase mari și mult mai puțin țesut cicatricial. Aceste diferențe au fost semnificative statistic. Alte măsurători, inclusiv testele de conducere nervoasă, mărimea mușchilor și grosimea sfincterelor, nu au arătat nicio diferență. Doar nouă miei s-au născut vii și au fost urmăriți timp de 24 de ore, așa că studiul nu spune nimic despre efectele sau siguranța pe termen mai lung.

Scop:

Investigarea efectului unui plasture cu UC-MSC alogene (de la donator), aplicat în timpul chirurgiei fetale, asupra funcției motorii și sfincteriene la 24 de ore de viață în modelul ovin de mielomeningocel.

Metode:

Studiul a fost aprobat de Comitetul Național Francez pentru Cercetarea pe Animale și a urmat ghidurile ARRIVE pentru cercetarea pe animale.

UC-MSC au fost crescute prin metoda explantului din cordoanele ombilicale a trei miei născuți prin cezariană aproape de termen. Celulele aveau formă fusiformă, aderau la plastic și purtau markerii MSC ovine CD29, CD90, CD73, CD44 și CD166, dar nu CD31 sau CD45. Pentru fiecare plasture cu celule, 17 milioane de celule la pasajul 5 au fost amestecate în fibrinogen dintr-un kit comercial de adeziv de fibrină (Evicel) și solidificate cu trombină. Plasturii de control au fost făcuți la fel, fără celule. Ambele tipuri erau flexibile și aveau o grosime de aproximativ 2 mm.

Un defect al coloanei a fost creat chirurgical la miei fetali în ziua 75 de gestație (laminectomie L1-L5 cu îndepărtarea durei) și reparat în ziua 89. Plasturele a fost așezat pe măduva spinării, iar pielea fetală a fost închisă peste el. Chirurgii știau ce plasture se folosea. Mieii au fost născuți prin cezariană în zilele 140-142 și ținuți în viață 24 de ore.

La 2 și la 24 de ore de viață, un medic de reabilitare pediatrică și un chirurg veterinar, ambii fără să cunoască grupul, au evaluat mișcarea cu scala Sheep Locomotor Rating (SLR, de la 0 pentru paralizie completă la 15 pentru normal), precum și statul în picioare, reflexele, sensibilitatea și atrofia musculară (amiotrofia). Un miel era considerat continent dacă adopta o postură normală de urinare și nu pierdea urină la apăsarea vezicii. La 24 de ore, sub anestezie, un neurolog veterinar care nu cunoștea grupul a înregistrat activitatea electrică a mușchilor, conducerea nervoasă și potențialele evocate spinale, iar o tomografie a coloanei a măsurat mărimea defectului. Mieii au fost apoi eutanasiați. Un neuropatolog care nu cunoștea grupul a măsurat aria măduvei spinării, aria substanței cenușii, densitatea neuronilor mari și grosimea țesutului cicatricial (fibroză), iar toate organele importante au fost examinate pentru tumori.

Studiul a fost planificat cu patru miei pe grup, presupunând că 90% dintre mieii tratați și 10% dintre cei de control vor avea un scor peste 12 pe SLR. Grupurile au fost comparate cu testul Mann-Whitney U și cu testul chi-pătrat.

Rezultate:

Plasturii au fost aplicați la 13 fetuși. Patru au fost pierduți: două avorturi spontane (câte unul în fiecare grup) și două decese fetale, unul descoperit în momentul reparării și unul la un fetus tratat, la nașterea prin cezariană. Pierderea fetală totală a fost de 31%. Nouă miei s-au născut vii, 5 cu plasture cu celule și 4 cu plasture de control.

Siguranță: Toate cele nouă reparații se vindecaseră complet. Niciun miel nu a avut herniație a rombencefalului și nu s-a găsit nicio tumoră în niciun organ. Cauzele celor patru pierderi fetale nu au putut fi stabilite, deoarece autopsia nu a fost posibilă.

Mișcare:

• SLR la 2 ore: mediană 2 (interval 1-7) cu celule față de 2 (1-6) fără, p = 0,83.
• SLR la 24 de ore: mediană 14 (interval 13-15) cu celule față de 5 (4-14) fără, p = 0,04.
• Capabili să stea în picioare fără ajutor: 5 din 5 cu celule, 2 din 4 fără, p = 0,07 (nesemnificativ).
• Atrofie musculară la membrele posterioare: 0 din 5 cu celule, 3 din 4 fără, p = 0,02.

Continență: Niciunul dintre cei 5 miei tratați nu a fost incontinent, în timp ce toți cei 4 miei de control au fost incontinenți (p = 0,002). Autorii notează că a fost o apreciere clinică simplă, neconfirmată prin testarea vezicii sau prin histologie.

Teste nervoase și tomografii ale coloanei: Activitatea electrică spontană a mușchilor, amplitudinile și vitezele de conducere nervoasă și potențialele evocate spinale nu au diferit semnificativ între grupuri. Tomografiile au arătat defecte de mărime și angulație a coloanei asemănătoare în ambele grupuri.

Măduva spinării la microscop:

• Densitatea neuronilor mari: 14,5 pe mm² de substanță cenușie cu celule față de 5,6 fără (p = 0,001).
• Țesutul cicatricial dintre măduva spinării și piele: grosime de 453 față de 3.921 de micrometri (p = 0,03).
• Țesutul cicatricial din jurul măduvei spinării: grosime de 47 față de 158 de micrometri (p = 0,0001).
• Aria substanței cenușii (8,2 față de 7,1 mm², p = 0,74) și aria măduvei spinării (21,8 față de 16,7 mm², p = 0,44) nu au diferit semnificativ.

Mușchi și sfinctere: Greutatea și mărimea fibrelor a doi mușchi ai membrelor posterioare, precum și grosimea sfincterelor urinar și anal, au fost asemănătoare în ambele grupuri.

Articolul are câteva inconsecvențe de raportare. Textul numește mai multe rezultate valori „medii”, în timp ce tabelele și metodele dau mediane. Câteva intervale din tabelul constatărilor extraspinale nu pot fi corecte (de exemplu, o mediană de control de 13,7 cu un interval de 45,3 până la 49,4), iar tabelul tomografiilor repetă cifrele din rândurile despre greutatea mușchilor. Acestea nu afectează constatările principale de mai sus.

Concluzii:

Autorii concluzionează că plasturii cu UC-MSC folosiți împreună cu repararea prenatală a mielomeningocelului la oi „îmbunătățesc funcțiile motorii și sfincteriene”, împreună cu o mai bună păstrare a măduvei spinării și mai puțină fibroză, și că sunt necesare mai multe studii despre siguranța pe termen lung și despre posibilitatea transpunerii abordării la om.

Limitele declarate de autori:

• Mărimea mică a eșantionului, parțial din cauza pierderilor fetale, frecvente în acest model animal.
• O urmărire de doar 24 de ore, deoarece îngrijirea unor miei posibil cu dizabilități este costisitoare și complexă, ceea ce limitează concluziile despre eficacitate, tolerabilitate și siguranță.
• O măsurare subiectivă a continenței, neconfirmată histologic.
• Testele de conducere nervoasă și de potențiale evocate nu au arătat nicio diferență, posibil pentru că studiul a fost prea mic sau pentru că circuitele nervoase diferă între oi și oameni.

Și alte aspecte cer prudență. Chirurgii știau ce plasture primea fiecare miel. Capacitatea de a sta în picioare nu a fost semnificativ diferită. Rezultatul privind mișcarea la 24 de ore se bazează pe 5 față de 4 animale, iar un miel de control a avut scorul 14, la fel ca mediana celor tratați.

Cum diferă acest studiu de studiul echipei cu celule umane: Același grup a repetat ulterior experimentul cu UC-MSC din cordoane ombilicale umane (rezumatul studiului). În acest studiu anterior, celulele au provenit de la oi, mișcarea și continența au diferit semnificativ la 24 de ore, iar țesutul cicatricial a fost redus semnificativ, în timp ce aria măduvei spinării și a substanței cenușii nu au diferit. În studiul cu celule umane, tiparul a fost aproape inversat. Aria măduvei spinării, aria substanței cenușii și densitatea neuronală au fost semnificativ mai bune, dar rezultatele privind mișcarea și reducerea țesutului cicatricial nu au atins semnificația. Autorii studiului ulterior au sugerat că cele trei cordoane de la donatori umani ar fi putut produce mai puțini factori protectori. Ambele studii au fost mici și i-au urmărit pe miei doar 24 de ore.

Informații de fond:

Autorii notează că, chiar și după chirurgia fetală, 71% dintre copiii cu mielomeningocel nu pot merge independent la vârsta de opt ani, iar 75% au nevoie de cateterizare urinară zilnică până la vârsta de zece ani. Experimentul anterior al echipei pe oi a găsit doar un efect mic, nesemnificativ, al UC-MSC asupra mișcării la 2 ore de viață, moment pe care autorii îl consideră prea apropiat de naștere pentru o evaluare.

Un grup din California, care a folosit în același model MSC placentare din gestația timpurie pe o matrice porcină, a raportat un scor SLR median de 15 cu celule față de 6 fără și mai mulți neuroni păstrați. Acel grup nu a găsit nicio diferență a funcției vezicii urinare, așa că rezultatul privind continența de aici este nou și neconfirmat.

Autorii consideră că UC-MSC acționează în principal prin eliberarea de factori de creștere și factori protectori, nu prin transformarea în celule nervoase, dar precizează că mecanismele exacte nu sunt încă cunoscute. Ei sugerează că reducerea țesutului cicatricial poate fi relevantă pentru măduva fixată (tethered cord), o problemă frecventă după repararea mielomeningocelului. Într-un studiu anterior de urmărire a celulelor, făcut de grup, celulele transplantate nu au fost găsite în organe îndepărtate.

Studiul a fost finanțat de două fundații franceze de cercetare medicală, Fondation de l’Avenir și Fondation pour la Recherche Médicale. Autorii nu au declarat conflicte de interese. Revista a publicat un comentariu însoțitor semnat de Anna L. David.