СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД К ЛЕЧЕНИЮ СИНДРОМА КОРОТКОЙ КИШКИ

Синдром короткой кишки (СКК) – патологическое состояние нарушения пищеварения, возникающее вследствие уменьшения площади функционально активного кишечного эпителия в результате резекции значительной части тонкой кишки. СКК проявляется мальабсорбцией и мальдигестией, а также нарушением гомеостаза, которые приводят к высокой инвалидизации и смертности. Нахождение пациентов на парентеральном питании влечет за собой и экономические убытки (по разным оценкам свыше 200 тысяч рублей в месяц), в том числе связанные с регулярной заменой порт-систем, приобретением и хранением питания. У пациентов отмечается высокая смертность вследствие печеночной недостаточности и катетер-ассоциированного сепсиса.

Среди хирургических вмешательств по поводу ССК выделяют операции снижения кишечного транзита и операции увеличения длины кишечника, а также трансплантационные методики. Однако все они имеют ряд существенных недостатков, таких как низкий процент восстановления полного энтерального питания, высокая частота послеоперационных осложнений и летальных исходов, дорогостоящие трансплантационные методики, хирургические манипуляции и применение пожизненной иммуносупрессивной терапии и т.д.

Проведен анализ методов восстановления кишечника при СКК на современном этапе, в том числе с использованием ткане-инженерных технологий. Перспективным направлением является тканевая инженерия тонкой кишки, которая является инновационным методом лечения пациентов с СКК.

1. Ladefoged K, Jarnum S. Long-term parenteral nutrition. Br Med J. 1978 Jul 22;2 (6132):262-6. doi: 10.1136/bmj.2.6132.262. PMID: 98199; PMCID: PMC1606366.

2. M.E. McMellen, D. Wakeman, S.W. Longshore, L.A. McDuffie, B.W. Warner, Growth factors: possible roles for clinical management of the short bowel syndrome, Semin. Pediatr. Surg. 19 (1) (2010) 35–43.

3. Dianjun Qi, Wen Shi, Adrian R. Black, Mitchell A. Kuss, Xining Pang, Yini He, Bing Liu, Bin Duan, Repair and regeneration of small intestine: A review of current engineering approaches, Biomaterials.

4. P.B. Jeppesen, Pharmacologic options for intestinal rehabilitation in patients with short bowel syndrome, JPEN, J. Parenter. Enteral Nutr. 38 (1 Suppl) (2014) 45S–52S.

5. T. Nakamura, T. Sato, Advancing intestinal organoid technology toward regenerative medicine, Cell. Molecul. Gastroenterol. Hepatol. 5 (1) (2017) 51–60.

6. R.H. Dosh, A. Essa, N. Jordan-Mahy, C. Sammon, C.L. Le Maitre, Use of hydrogel scaffolds to develop an in vitro 3D culture model of human intestinal epithelium, Acta Biomater. 62 (2017) 128–143.

7. S. Ogaki, N. Shiraki, K. Kume, S. Kume, Wnt and Notch signals guide embryonic stem cell differentiation into the intestinal lineages, Stem Cell. 31 (6) (2013) 1086–1096.

8. C.L. Watson, M.M. Mahe, J. Munera, J.C. Howell, N. Sundaram, H.M. Poling,J.I. Schweitzer, J.E. Vallance, C.N. Mayhew, Y. Sun, G. Grabowski,S.R. Finkbeiner, J.R. Spence, N.F. Shroyer, J.M. Wells, M.A. Helmrath, An in vivo model of human small intestine using pluripotent stem cells, Nat. Med. 20 (11) (2014) 1310–1314.

9. Liu Y, Wang Y, Chakroff J, et al. Production of Tissue-Engineered Small Intestine in Rats with Different Ages of Cell Donors. Tissue engineering. Part A. 2019 Jun; 25(11-12):878-886. DOI: 10.1089/ten.tea.2018.0226. PMID: 30284958; PMCID: PMC6590728.

10. Brevini TA, Gandolfi F. Parthenotes as a source of embryonic stem cells. Cell Prolif. 2008 Feb; 41 Suppl 1(Suppl 1):20-30. doi: 10.1111/j.1365-2184.2008.00485.x. PMID: 18181942; PMCID: PMC6496533.

11. Devineni, S. Tohme, M.T. Kody, R.A. Cowley, B.T. Harris, Stepping back to move forward: a current review of iPSCs in the fight against Alzheimer's disease, Am. J. Stem Cell. 5 (3) (2016) 99–106.

12. K.M. Gomes, I.C. Costa, J.F. Santos, P.M. Dourado, M.F. Forni, J.C. Ferreira, Induced pluripotent stem cells reprogramming: epigenetics and applications in the regenerative medicine, Rev. Assoc. Med. Bras. 63 (2) (2017) 180–189.

13. T. Kabeya, W. Matsumura, T. Iwao, M. Hosokawa, T. Matsunaga, Functional analysis of carboxylesterase in human induced pluripotent stem cell-derived enterocytes, Biochem. Biophys. Res. Commun. 486 (1) (2017) 143–148.

14. N. Kodama, T. Iwao, T. Kabeya, T. Horikawa, T. Niwa, Y. Kondo, K. Nakamura, T. Matsunaga, Inhibition of mitogen-activated protein kinase kinase, DNA methyltransferase, and transforming growth factor-beta promotes differentiation of human induced pluripotent stem cells into enterocytes, Drug Metabol. Pharmacokinet. 31 (3) (2016) 193–200.

15. M.A. Lancaster, J.A. Knoblich, Organogenesis in a dish: modeling development and disease using organoid technologies, Science 345 (6194) (2014) 1247125.

16. Y. Tan, S. Ooi, L.S. Wang, Immunogenicity and tumorigenicity of pluripotent stem cells and their derivatives: genetic and epigenetic perspectives, Curr. Stem Cell Res. Ther. 9 (1) (2014) 63–72.

17. J.R. Spence, C.N. Mayhew, S.A. Rankin, M.F. Kuhar, J.E. Vallance, K. Tolle, E.E. Hoskins, V.V. Kalinichenko, S.I. Wells, A.M. Zorn, N.F. Shroyer, J.M. Wells, Directed differentiation of human pluripotent stem cells into intestinal tissue in vitro, Nature 470 (7332) (2011) 105–U120.9.

18. J. Wang, P. Cen, J. Chen, L. Fan, J. Li, H. Cao, L. Li, Role of mesenchymal stem cells, their derived factors, and extracellular vesicles in liver failure, Stem Cell Res. Ther. 8 (1) (2017) 137.

19. Ullah, R.B. Subbarao, G.J. Rho, Human mesenchymal stem cells - current trends and future prospective, Biosci. Rep. 35 (2) (2015).

20. N. Bhardwaj, S.C. Kundu, Chondrogenic differentiation of rat MSCs on porous scaffolds of silk fibroin/chitosan blends, Biomaterials 33 (10) (2012) 2848–2857.

21. S. Chen, G. Cui, C. Peng, M.F. Lavin, X. Sun, E. Zhang, Y. Yang, Y. Guan, Z. Du, H. Shao, Transplantation of adipose-derived mesenchymal stem cells attenuates pulmonary fibrosis of silicosis via anti-inflammatory and anti-apoptosis effects in rats, Stem Cell Res. Ther. 9 (1) (2018) 110.

22. P.N. Tasli, B.T. Bozkurt, O.K. Kirbas, A.A. Deniz-Hizli, F. Sahin, Immunomodulatory behavior of mesenchymal stem cells, Adv. Exp. Med. Biol. 1119 (2018) 73–84.

23. Y. Hayashi, S. Tsuji, M. Tsujii, T. Nishida, S. Ishii, H. Iijima, T. Nakamura, H. Eguchi, E. Miyoshi, N. Hayashi, S. Kawano, Topical implantation of mesenchymal stem cells has beneficial effects on healing of experimental colitis in rats, J. Pharmacol. Exp. Therapeut. 326 (2) (2008) 523–531.

24. M. Duijvestein, A.C.W. Vos, H. Roelofs, M.E. Wildenberg, B.B. Wendrich, H.W. Verspaget, E.M.C. Kooy-Winkelaar, F. Koning, J.J. Zwaginga, H.H. Fidder, A.P. Verhaar, W.E. Fibbe, G.R. van den Brink, D.W. Hommes, Autologous bone marrow-derived mesenchymal stromal cell treatment for refractory luminal Crohn's disease: results of a phase I study, Gut 59 (12) (2010) 1662–1669.

25. G.M. Forbes, M.J. Sturm, R.W. Leong, M.P. Sparrow, D. Segarajasingam, A.G. Cummins, M. Phillips, R.P. Herrmann, A phase 2 study of allogeneic mesenchymal stromal cells for luminal crohn's disease refractory to biologic therapy, Clin. Gastroenterol. Hepatol. 12 (1) (2014) 64–71.

26. Li T, Xia M, Gao Y, Chen Y, Xu Y. Human umbilical cord mesenchymal stem cells: an overview of their potential in cell-based therapy. Expert Opin Biol Ther. 2015; 15(9): 1293-306. doi: 10.1517/14712598.2015.1051528. Epub 2015 Jun 12. PMID: 26067213.

27. Wang L, Mei Q, Xie Q, Li H, Su P, Zhang L, Li K, Ma D, Chen G, Li J, Xiang W. A comparative study of Mesenchymal Stem Cells transplantation approach to antagonize age-associated ovarian hypofunction with consideration of safety and efficiency. J Adv Res. 2021 Sep 6; 38:245-259. doi: 10.1016/j.jare.2021.09.001. PMID: 35572405; PMCID: PMC9091735.

28. R. Hernández, C. Jiménez-Luna, J. Perales-Adán, G. Perazzoli, C. Melguizo, J. Prados. Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells towards Neuronal Lineage: Clinical Trials in Nervous System Disorders. Biomolecules & Therapeutics. Biomol Their 28(1), (2020). 34-44.

29. Павлов, В.Н. Хирургическое лечение ран почки с применением аллотрансплантатов / Нигматуллин Р.Т., Насибуллин И.М., Насибуллина Г.М. // Медицинский вестник Башкортостана. ‒ 2014. Т.9, № 5. ‒ С. 149-152.

30. Насибуллин, И.М. Регенерация почечной паренхимы при хирургическом лечении путем применения аллотрансплантатов / Павлов В.Н., Нигматуллин Р.Т., Мустафин А.Т., Зырянов А.В., Пушкарев А.М., Галимзянов В.З., Насибуллина Г.М. // Медицинский вестник Башкортостана. ‒ 2011. Т.6, №6. ‒ С. 112-114.

31. Способ хирургического лечения раны почки / Э.Р. Мулдашев, Р.Т. Нигматуллин, Р.А. Хасанов, В.Н. Павлов, И.М. Насибуллин [и др.] // Патент РФ на изобретение RU 2354305C1 от 10.05.2009.

32. Moesch M, Usemann J, Bruder E, Romero P, Schwab C, Niesler B, Tapia-Laliena MA, Khasanov R, Nisar T; Study Group NIG Retro; HollandCunz S, Keck S. Associations of Mucosal Nerve Fiber Innervation Density with Hirschsprung-Associated Enterocolitis: A Retrospective ThreeCenter Cohort Study. Eur J Pediatr Surg. 2023 Aug;33(4):299-309. doi: 10.1055/a-1889-6355. Epub 2022 Jul 1. PMID: 35777734.

33. Khasanov R, Svoboda D, Tapia-Laliena MÁ, Kohl M, Maas-Omlor S, Hagl CI, Wessel LM, Schäfer KH. Muscle hypertrophy and neuroplasticity in the small bowel in short bowel syndrome. Histochem Cell Biol. 2023 Jul 3. doi: 10.1007/s00418-023-02214-4. Epub ahead of print. PMID: 37395792.

34. Heumüller-Klug S, Maurer K, Tapia-Laliena MÁ, Sticht C, Christmann A, Mörz H, Khasanov R, Wink E, Schulte S, Greffrath W, Treede RD, Wessel LM, Schäfer KH. Impact of cryopreservation on viability, gene expression and function of enteric nervous system derived neurospheres. Front Cell Dev Biol. 2023 Jun 12;11:1196472. doi: 10.3389/fcell.2023.1196472. PMID: 37377739; PMCID: PMC10291272.

35. Pahari M. P., Raman A., Bloomenthal A. et al. A novel approach for intestinal elongation using acellular dermal matrix: an experimental study in rats // Transpl. Proc. 2006. Vol. 38. Р. 1849–1850.

36. Wang Z. Q., Watanabe Y., Toki A. Experimental assessment of small intestinal submucosa as a small bowel graft in a rat model // J. Pediatr. Surgery. 2003. Vol. 38. pp. 1596-1601.

37. Nakase Y., Nakamura T., Kin S. [et al.] Endocrine cell and nerve regeneration in autologous in situ tissue-engineered small intestine // J. Surg. Res. 2007. Vol. 137. pp. 61-68], frameworks based on hyaluronic acid [Collins M. N., Birkinshaw C. Hyaluronic acid based scaffolds for tissue engineering: a review // Carbohydrate polymers. 2013. Vol. 92. pp. 1262-1279.

38. Grikscheit T. C., Siddique A., Ochoa E. R. [et al.] Tissue-engineered small intestine improves recovery after massive small bowel resection // Ann. Surg. 2004. Vol. 240.

39. Мулдашев Э.Р., Муслимов С.А., Вялков В.А., Галимова В.У., Нигматуллин Р.Т., Салихов А.Ю., Сельский Н.Е., Кийко Ю.И., Шангина О.Р., Булатов Р.Т., Мусина Л.А., Хасанов Р.А., Кийко М.Ю. Биоматериал аллоплант для регенеративной хирургии. Патент на изобретение RU 2189257 C1, 20.09.2002. Заявка № 2001127296/14 от 10.10.2001.]