Angiogeneze růstovým faktorem jako prevence amputace

Obliterativní tepenná onemocnění jsou hlavní příčinou mortality i morbidity. Řada léčebných metod běžně dostupných od 90. let (zavedení nových účinných léků, perkutánní intervenční výkony, chirurgická léčba) spolu s lepší preventivní péčí způsobily, že prognóza nemocných se zlepšila. Nicméně stále ještě zůstává určitá, byť nevelká část nemocných, kteří zejména pro pokročilost tepenného postižení (jeho difuznost, kalcifikace, malý kalibr postižených tepen, špatnou kvalitu cév v periferii), vzácně pro neschůdnost operačního řešení při současném kardiálním nebo plicním postižení nemohou být revaskularizováni. Na milion obyvatel je každoročně 500 nových pacientů s kritickou končetinovou ischémií, kteří mají velmi špatnou prognózu jak celkovou, tak týkající se postižené končetiny. Tito nemocní trpí klidovými ischemickými bolestmi a současně mají v různém stupni ischemické vředy nebo již vyvinuté gangrény. Pro takto postižené pacienty, u nichž nelze provést revaskularizaci, je nadějí pokrok v molekulární biologii, který vede k možnosti bioneovaskularizace a terapeutické angioneogeneze.

Tři klíčové pojmy v růstu nových krevních cév

Proces růstu nových krevních cév je výsledkem několika procesů, kde zásadní roli hraje angiogeneze, arteriogeneze a vaskulogeneze. Termínem „angiogeneze“ je označována tvorba cév (většinou kapilár) větvením již existujícího řečiště, vycházející většinou z postkapilárních venul. Tento proces je stimulován především tkáňovou hypoxií, která vede k aktivaci řady růstových faktorů a jejich receptorů, především pak vaskulárního endoteliálního růstového faktoru (VEGF A-D), placentárního růstového faktoru (PIGF), angiopoetinů a inducibilní formy syntázy oxidu dusnatého (iNOS); a je regulován lokální expresí faktoru indukovaného hypoxií (HIF-1alfa). Účinkem růstových faktorů se zvyšuje permeabilita cévní stěny, dochází k průniku plasminogenu a fibrinogenu a k jejich následné přeměně v plasmin a fibrin. Síť fibrinových vláken je pak podkladem pro vytváření nové cévy. Efekt PIGF je spíše arteriogenní, je schopný uvolňovat cirkulující endoteliální progenitorové buňky (EPC) z kostní dřeně. Zdá se, že se na angiogenezi významně uplatňují i zánětlivé mediátory (monocyte chemotactic protein-1 – MCP-1). Angiogeneze byla až donedávna pokládána ze jediný mechanismus novotvorby a obnovování cév v dospělém organismu. Snížení účinnosti angiogenní aktivity má za následek poruchu hojení ran nebo pomalé hojení zlomenin, naopak zvýšená podpora novotvorby cév se může podílet na patogenezi revmatoidní artritidy, retinopatie nebo chronického zánětu. Angiogeneze hraje také významnou úlohu v růstu nádorového ložiska a v metastazování.

Termínem „arteriogeneze“ označujeme proces tvoření kolaterálních spojek de novo ze stávajícího tepenného řečiště při stenóze nebo po uzávěru. Regulace arteriogeneze není závislá na hypoxii tkáně. Vznik kolaterál je dle experimentu způsoben aktivací endotelu stimulovaného třením při zvýšeném průtoku vedoucím sekundárně ke kumulaci monoctů/makrofágů, což způsobuje zvýšení aktivity uvolněných růstových faktorů, jako je fibroblastový růstový faktor (FGF), VEGF, růstový faktor odvozený od destiček (PDGF) a dalších cytokinů. Růstové faktory FGF a PDGF na rozdíl od VEGF mají minimální vliv na permeabilitu cév a výrazně potencují aktivaci pericytů, proliferaci fibroblastů, tvorbu kolagenu – což souhrou apoptózy tkáně a novotvorby částí cévní stěny s druhotným otevřením lumen v cévním „pupenu“ vede k neovaskularizaci. PDGF se spolu s hepatocytárním růstovým faktorem (HGF) významně podílí na morfogenezi cévy, ale přesná role a vzájemná interakce zatím nejsou zcela objasněny. Termínem „vaskulogeneze“ je označována diferenciace mezodermálních prekursorů směrem k angioblastům a následně ke zralým endoteliálním buňkám, které vytvářejí primitivní kapilární síť v časné embryogenezi. Jde tedy o proces tvorby krevních cév in situ z cirkulujících endoteliálních progenitorových buněk (EPC) a cévních progenitorových buněk. Tyto tři popsané procesy neovaskularizace se mohou navzájem doplňovat, ale i dynamicky měnit dle charakteru poškození tepenného řečiště. Pokud dojde k poškození tkáně, uplatňuje se na hojení nejspíše angiogeneze. Při organických změnách tepenného řečiště se zachováním periferních tepen hraje zásadní roli arteriogeneze tvorbou kolaterálního řečiště. Vaskulogeneze se zřejmě uplatňuje především v novotvorbě cévního řečiště distálně od uzávěru tepenného řečiště. Cílem terapeutické angiogeneze (neovaskularizace) je posílení většinou spontánně probíhajícího procesu tvorby kolaterál u chronické ischémie. Novotvorba cév je zprostředkována, jak výše uvedeno, řadou cytokinů a růstových faktorů. Aplikován je buď přímo rekombinantní protein nebo gen kódující tento protein. Jde například o VEGF, FGF nebo faktor stimulující kmenové buňky granulocytární a monocytární řady (GM-CSF). Proběhlo několik klinických studií s aplikací těchto faktorů u nemocných bez možnosti jiné léčby. Tyto faktory byly injikovány buď přímo do ischemické tkáně nebo genová informace byla aplikována pomocí plazmidů nebo virálních vektorů. Ve většině studií bylo zaznamenáno určité zlepšení hojení a ústup klidových bolestí. Některé studie i objektivně zachytily navýšení množství kolaterál a mírný vzestup kotníkového indexu (Ankle-Brachial Index – ABI). Nicméně vzhledem k malému počtu pacientů ve studiích a skutečnosti, že ne vždy byly randomizovaně kontrolované, nebylo možno učinit pevné závěry. U nemocných s limitujícími klaudikacemi byly též růstové faktory podávány (např. ve studii TRAFFIC intraarteriálně rekombinantní bFGF [Basic Fibroblast Growth Factor] nebo ve studii RAVE intramuskulární přenos VEGF pomocí adenoviru). Ve studii s FGF se prodloužila statisticky významně maximální možná doba chůze (max. o 34 %, tj. o necelé dvě minuty proti vstupní hodnotě), stoupl i ABI. Ve studii RAVE nebyla statisticky signifikantně prodloužena maximální doba chůze ani další parametry.

Dřeňové buňky v rámci výzkumného procesu

Další vlna výzkumu přinesla zájem o autologní dřeňové buňky (např. studie TACT), kde intraarteriální implantace mononukleárních buněk včetně endoteliálních progenitorových buněk vedla jak ke zlepšení ABI u 31 ze 47 pacientů ( z hodnoty 0,35 na 0,47 po čtyřech týdnech), tak k vyhojení defektů u 21 nemocných z 28. Také na pracovišti II. interní kliniky VFN (ve spolupráci s I. interní klinikou a Ústavem hematologie a krevní transfuze) byl řešen grant zkoumající vliv intraarteriální aplikace mononukleárních buněk kostní dřeně u nemocných s kritickou končetinovou ischémií. Léčeno bylo takto 28 končetin. U dvou nemocných bylo nutno přistoupit k vysoké amputaci, 78 % (11 defektů ze 14) se vyhojilo, všichni léčení po roce přežívali. V současnosti probíhá na řadě angiologických a angiochirurgických pracovišť v České republice mezinárodní studie TAMARIS (3. fáze klinického zkoušení, zadavatel sanofi-aventis). Cílem je ověřit, zda intramuskulární sériová aplikace NV1FGF (systém transportu genu pro lokální expresi růstového faktoru pro fibroblasty 1 – FGF1) u nemocných s kritickou končetinovou ischémií, bez možnosti revaskularizace povede k odvrácení nutnosti amputace a poklesu mortality během 12měsíčního sledování. Studie je randomizovaná, s kontrolní skupinou léčenou placebem. Navazuje na již dokončenou studii TALISMAN s týmž růstovým faktorem, která proběhla na souboru 125 nemocných (z nichž 59 bylo randomizováno k léčbě NV1FGF, 66 nemocným bylo podáváno placebo), průměrného věku 72 let. Primární ukazatel studie – hojení vředu – se nelišil (hojení u 19,6 % aktivně léčených, oproti 14,3 % v placebové větvi). Příznivě byl ovlivněn druhotný parametr – amputace: NV1FGF redukovala počet nutných amputací téměř o polovinu: 55 % v placebové větvi a 37 % aktivně léčených, nebyla ovlivněna úmrtnost. Kombinovaný ukazatel smrti a amputace byl léčbou příznivě ovlivněn: 52 % vs. 27 %. Hemodynamické parametry (parciální transkutánní tenze tcPO₂ nebo ABI se zásadně nelišily). Nejčastěji se vyskytujícími nežádoucími účinky byly periferní otok, bolest v končetině, gangréna, anémie a průjem. Nežádoucí účinky, které by se mohly vztahovat k aplikaci růstového faktoru, tj. vznik neoplazie nebo retinopatie se v obou skupinách nelišily. Tato studie byla první s opakovanou aplikací růstového faktoru a prokázala, že došlo ke snížení rizika nutné amputace, nicméně míra hojení defektů ovlivněna zásadně nebyla. Byl však zaznamenán trend poklesu mortality užitím NV1FGF. Překvapivým nálezem byla skutečnost, že i když došlo ke snížení rizika amputace, nebyl dokumentován příznivý dopad na zlepšení hemodynamických poměrů, konkrétně na vzestup periferních tlaků nebo tenze kyslíku. Skutečností však zůstává, že NV1FGF je jednou z nadějí pro nemocné, u kterých jsme vyčerpali veškeré zavedené možnosti léčby.

Použitá literatura je dostupná u autorů článku

Pozn.: Pokud na vašich pracovištích máte pacienta s takto pokročilou ischémií, je možné se obrátit na některé z českých pracovišť účastnících se studie s růstovým faktorem – FGF. (Informaci je možné získat na adrese , oddělení klinického výzkumu, nebo ji poskytne odborná koordinátorka projektu v ČR doc. MUDr. D. Karetová, CSc., II. interní klinika VFN v Praze).

Zdroj: