Vid den här tiden förra året visste jag inte att stamcellsterapi för djur var en grej. När jag letade efter ett jobb där jag kunde använda min biologiska bakgrund och kärlek till djur, hittade jag en tjänst för en stamcellstekniker på en lokal veterinärs kontor. Jag fick jobbet! – och har funnit att det finns få saker som är så spännande som att ha en del i att förändra en hund som hade haft så ont att hon knappt kunde röra sig för att bli en som kan trava runt och njuta av livet igen.
Stamcellsterapi är ett kraftfullt verktyg för att behandla degenerativa eller andra sjukdomar samt skador. Det är ett effektivt sätt att regenerera skadad eller sjuk vävnad med hjälp av celler från hundens egen kropp. Den användes första gången i veterinärmedicinska sammanhang 2002 för att reparera senor och ligament hos hästar. Eftersom svåra benskador kan vara skadligt för hästar, särskilt för dem som är involverade i racing och hoppsporter, var stamcellsterapi en spelförändring. Resultaten var anmärkningsvärda – de flesta av de behandlade hästarna kunde återgå till sin tidigare aktivitet.
Så småningom användes stamcellsterapi vid behandling av sällskapsdjur, främst för samma problem med senor eller ligamentreparation, men har till stor del blivit fokuserad på artrit. Även om det inte botar allt, är stamcellsterapi ett lågrisksätt för att behandla skador och degenerativa sjukdomar, vilket ger våra hundar en bättre livskvalitet utan att vara beroende av mediciner.
GRUNDLÄGGANDE STAMCELL
Vad är en stamcell? Det är inte riktigt så enkel fråga som det låter. Det finns olika typer av stamceller, men den första huvudsakliga egenskapen hos en stamcell (SC) är att den kan bli en av ett antal olika celltyper (kallas differentiering), vilket ger upphov till olika vävnader. Stamceller är också mycket proliferativa, vilket innebär att de snabbt delar sig och producerar fler celler, men med varierande hastighet beroende på typ av SC.
Det är skillnad på embryonala och vuxna stamceller. Embryonala stamceller (ESC) är ansvariga för embryonal utveckling. De är pluripotenta, vilket innebär att de kan utvecklas till vilken typ av celler som helst i den vuxna kroppen. Och de är enormt spridda, mer än vuxna SC. ESC finns inte i organismen efter födseln.
Ett embryo utvecklas från en enda cell till en komplex organism som består av flera vävnader. Utvecklingsförloppet omfattar många stadier, men kort sagt, ett fåtal celler förökar sig och utvecklar så småningom specialiserade celler som består av alla kroppens olika vävnader. ESCs i det tidiga embryot prolifererar, eller delar sig, för att producera fler celler mycket snabbt. De är pluripotenta, vilket betyder att de kan bli vilken celltyp som helst i organismen. När utvecklingen fortskrider blir cellerna så småningom mer specialiserade och mindre proliferativa. Det finns många stadier eller nivåer när SC:er går mot specialisering.
Tidigt i utvecklingen differentieras ESC:er i ett av tre groddlager, som vart och ett ger upphov till vissa delar av fostret. Endodermen (endo =inre) ger upphov till många inre organ, inklusive lungor, bukspottkörtel, mage och lever. Mesodermen (meso =mitten) ger upphov till ben, brosk, senor, ligament, muskler, hjärta, fett och viss nervvävnad. Ektodermen (ecto =yttre) ger upphov till nervceller, yttre lager av huden och hår. När ESC:er delar sig producerar de nya SC:er som är specialiserade på ett av dessa lager. Dessa SCs producerar fler SCs såväl som "progenitorceller", prekursorerna till specialiserade celler som består av distinkta vävnader.
Mesodermlinjen producerar mesenkymala stamceller (MSC) som är de celler som används för terapi. MSC:erna anses vara multipotenta (till skillnad från pluripotenta) eftersom de kan ge upphov till ett begränsat antal vävnader. MSC och SC från de andra två linjerna finns i den fullt utvecklade organismen men är vilande eller inaktiva tills de behövs. De aktiveras av skada eller sjukdom vid vilken tidpunkt de börjar föröka sig och differentiera sig.
Icke-kontroversiellNär jag hör vad jag nu gör för att leva, frågar vänner mig ibland:Är inte stamcellsterapi kontroversiell? I vårt sammanhang, nej! Kontroversen handlar om användningen av embryonala stamceller. Det finns invändningar mot att de används på människor ur etiska och religiösa synpunkter. Ur ett kliniskt perspektiv har ESC också visat sig vara svåra att använda på rätt sätt och i vissa fall farliga. På grund av sin mycket proliferativa natur kan de faktiskt replikera för mycket. Detta kan leda till mutationer i cellerna som kan resultera i cancer.
Det vi använder är vuxna stamceller. Det finns inga etiska problem eftersom cellerna kan extraheras från en levande organism med minimal risk. För SC-terapi i veterinärsammanhang tas cellerna från samma djur som kommer att använda dem för terapeutiska ändamål. Och eftersom vuxna stamceller är mindre "heta" när det gäller spridning förblir deras genom mycket mer stabilt, vilket i princip eliminerar oron för att utveckla cancer.
ATT SÄTTA STAMCELLER I TERAPEUTISKT ARBETE
Det finns gott om vuxna SC i en vuxen organism. De är vanligtvis vilande och aktiveras som svar på vävnadsskada eller sjukdom, vilket startar en komplex kaskad av cellulära och kemiska signaler. De lokala SC:erna aktiveras och migrerar till det specifika området och förökar sig för att skapa fler stamceller såväl som stamceller för att ersätta specialiserade celler (som brosk eller ben) som har försämrats.
Viktigt är att MSC kan användas för att behandla vävnader som de inte ger upphov till; deras huvudsakliga funktion i dessa fall är att aktivera SCs i den vävnaden. SCs modulerar också immunsystemet, vilket minskar det inflammatoriska svaret. Den primära funktionen för de stamceller som används för terapi är att direkt (i fallet med vävnader av mesodermlinjen) eller indirekt (för endoderm- eller ektodermlinjerna) regenerera frisk vävnad för att ersätta det som är skadat eller sjukt.
Så, i fall av artrit eller dysplasi där det finns skada på ben eller brosk, producerar och blir MSC:erna dessa celler; vid ligamentskador producerar de ligamentceller. I fall av de andra två linjerna stimulerar MSC:erna SC:erna i den här linjen att producera nya celler, såsom leverceller eller hudceller. Eftersom det får kroppen att regenerera nya, friska celler, kallas SC-terapi ofta som regenerativ medicin.
För att genomföra stamcellsterapi måste vi först extrahera MSC:erna, koncentrera dem och sedan få dem till området för skada eller sjukdom. Ju närmare cellerna kan placeras den specifika platsen för problem desto bättre. För fall av artrit injiceras MSCs i den sjuka leden; för områden eller organ där injektion inte är möjlig. MSC administreras intravenöst. När SC:erna färdas genom blodet för att nå olika organ är de tillgängliga för att svara på specifika områden av nöd i dessa vävnader.
De flesta hundar som får SC-terapi kommer att behöva få flera behandlingar. Tiden mellan behandlingarna beror på individen. Upprepade behandlingar ges allt från en till två månader till ett års mellanrum. I mitt arbete har jag sett några fall där problemet har upphört efter en behandling. Detta är inte vanligt, men det händer.
BEHANDLINGSPROCESS
För SC-terapi extraheras MSC från kroppen på djuret som ska behandlas. De finns i vävnader som ben, fett, hud, hjärna och hjärta. Initialt extraherades SC från benmärg. Det finns dock ett större överflöd av MSC i fettvävnad (fettvävnad), och denna vävnad är mindre traumatisk att skörda, så detta är den källa som används oftast.
Det finns några få källor till fettvävnad hos en hund. Vissa veterinärer tar fett från skulderbladsområdet. Andra, inklusive veterinären jag arbetar för, Dr Robert Hagler i Lafayette, Kalifornien, föredrar att använda fett från navelområdet. Detta är en relativt enkel procedur, men kräver generell anestesi.
Efter borttagning bearbetas fettet för att extrahera stamcellerna från vävnaden (det är mitt jobb!). Vävnaden går igenom flera mekaniska och kemiska nedbrytnings- och separationssteg. Efter några timmar är utgången den stromala vaskulära fraktionen (SVF), som har koncentrerade mesenkymala SCs såväl som andra celler och komponenter som stödjer verkan av MSCs. Beroende på veterinär kan SVF tas ut på plats, då behandlas hunden samma dag (på kliniken där jag arbetar gör vi bearbetningen i egen regi). De flesta veterinärer skickar iväg fettet för att bearbetas och SVF returneras för behandling den andra dagen efter skörd, då det ges till hunden.
Vanligtvis finns det gott om celler från fettskörden för flera behandlingar, beroende på tillståndet som behandlas. Den SVF som behövs för den initiala behandlingen späds lätt i steril koksaltlösning och delas upp för att ta emot antalet injektioner som ska göras. Blodplättsrik plasma (PRP, mer om detta nedan) tillsätts vanligtvis till SVF för att ytterligare stödja stamcellssvaret. Vi brukar spara en liten del av SVF för att ges intravenöst. Extra fettinnehållande celler för framtida behandlingar skickas iväg för att bearbetas och cellerna kryogeniskt frysta.
I de flesta fall är hunden bedövad för injektion. Om du någonsin har fått en injektion i en led vet du att de är ganska smärtsamma och att det är mycket lättare för hunden att bli sövd. Om MSC endast administreras via IV, är sedering vanligtvis inte nödvändig. När injektionerna är klara vänds sederingen och hunden kan gå hem när den har återhämtat sig helt.
Framtida behandlingar är enklare, eftersom fettskörden och cellutvinningen redan är klar. På vårt kontor kommer hunden till kontoret på morgonen och tar blod för PRP. Blodet bearbetas för att erhålla PRP medan tinad SVF går igenom steg för att tvätta och aktivera MSC:erna. När båda komponenterna väl är framställda administreras de enligt beskrivningen ovan.
För ledinjektioner kan de första dagarna efter behandlingen vara mer smärtsamma än förbehandlingen. Tiden för positiva resultat att vara uppenbara varierar från hund till hund. Genomsnittet är en fråga om veckor, men i vissa fall har vi sett positiva resultat på några dagar, och det finns tillfällen då det tar en månad eller två.
PLATSMÄCKRIK PLASMA
Många veterinärer åtföljer MSC med blodplättsrik plasma. Detta ämne hjälper till att förstärka signalerna från det skadade eller skadade området och dirigerar MSC:erna till det området. Det hjälper till att få ut det mesta av de MSC som används. PRP använder också hundens egen vävnad – i det här fallet blod, som tas på behandlingsdagen. Den bearbetas med hjälp av en serie separationssteg för att koncentrera blodplättar och ett antal tillväxtfaktorer som finns i blodet, och sedan aktiveras PRP. Det kombineras med SVF och administreras med det i injektionen.
På vårt kontor använder vi ibland PRP utanför SC-terapi för att främja läkning. Det mest slående exemplet på dess effekt jag har sett var när två hundar hade en tibial plateau leveling osteotomi (TPLO) operation för en brusten ACL samma dag. Båda hade tidigare TPLO-operation på det andra bakbenet. PRP administrerades till operationsstället när proceduren var klar. Enligt ägarna och Dr Hagler hade båda hundarna kortare återhämtningstid jämfört med sina tidigare operationer och använde kirurgiska ben mycket tidigare.
RISKER
Stamcellsterapi är mycket säker. De MSC som används för terapi är autologa, vilket innebär att de kommer från samma hund som kommer att ta emot dem, så det finns ingen risk för avstötning. Det finns i princip inga biverkningar från själva behandlingen. Behandlingsprocessen är förankrad i djurets biologi och utnyttjar de naturliga läkande egenskaperna hos hans eller hennes egna celler.
Den största risken med behandlingen har att göra med den allmänna anestesi som krävs för att kirurgiskt ta bort lite fett från hunden. Det finns alltid en viss risk vid kirurgiska ingrepp som kräver anestesi – mer så för äldre eller sköra hundar. Dessutom finns det viss risk för infektion, eftersom injektioner ofta ges i leder. För att minska denna risk åtföljs injektioner av MSC ofta av en liten dos antibiotika.
Roccos förvandling
Rocco är en 10-årig svart labrador retriever. För tretton månader sedan fick han sin första stamcellsbehandling för att ta itu med ett antal problem, inklusive artrit i båda höfterna och ett neurologiskt problem som orsakade svaghet i bakdelen. Smärtan från höfterna i kombination med svagheten i bakdelen gjorde det allt svårare för honom att ta sig runt. Roccos ägare, Vicki, säger att han satte sig på huk för att kissa och kunde inte resa sig igen.
Han hade också tuggmyosit – ett autoimmunt tillstånd som gör att musklerna som är involverade i tuggning blir inflammerade och mycket smärtsamma. Rocco kunde inte öppna munnen utan fruktansvärd smärta. Dessutom hade han neurologiska problem som påverkade hans huvud och nacke, vilket resulterade i larynxförlamning. Han hade ett sådant smörgåsbord av neurologiska symtom att det var svårt att ge honom en definitiv diagnos.
Innan han hindrades av sina förutsättningar var Rocco en aktiv hund med mycket pepp. Han älskade sina långa promenader i en lokal park. Han lät sin familj veta att han var redo för en promenad genom att ta upp kopplet i munnen. Han fångade godsaker som kastades till honom. Och han hoppade upp i soffan för att umgås med sin familj. Vicki beskriver hjärtesorgen av att se Rocco så skadad av smärta att han inte kunde ta upp sitt koppel eller hoppa upp till soffan, och när de kom till sin favoritpromenadplats kunde Rocco inte ta sig ur bilen. På grund av förlusten av muskulaturen i hans huvud såg han väldigt annorlunda ut, som om hans ögon var nedsänkta. Hon beskriver honom som ett skelett. Rocco fick mediciner för smärta och prednison för tuggmyosit men fick lite lättnad. Vicki var rädd att detta var slutet på Roccos liv.
Hon och Dr Hagler bestämde sig för att prova stamcellsterapi, och resultaten var fantastiska. Rocco fick injektioner i båda höfterna, intervertebrala injektioner i länd- och korsryggen och stamceller via IV för huvud, käke och hals. Dagen efter behandlingen var han pigg och glad. Han återgick till sin vanliga överflöd om sina dagliga promenader. Och hans tuggmyosit och larynxförlamning löste sig och har inte varit uppenbara sedan dess.
Även om det inte nödvändigtvis var ett av målen för hans SC-terapi, hade Rocco också en lång historia av matsmältningsproblem. Trots år av försök att identifiera och behandla problemet verkade ingenting hjälpa. Rocco hade diarré ungefär varannan vecka. Han har inte haft en episod av diarré sedan hans SC-behandling. Utöver framgången för symtomen som var riktade var detta en oväntad och underbar överraskning!
Rocco kom precis tillbaka för en uppföljande behandling, eftersom Vicki hade märkt att några av tecknen på att hans höftsmärta och svaghet i bakdelen återvände. Återigen fick han injektioner i höfterna och mellan kotor och stamceller via IV. Nästa dag beskrev Vicki honom som "superfin" för promenaden de just hade varit på. Hon beskriver Roccos upplevelse som "som ett mirakel" och är så tacksam över att ha fått tillbaka sin glada hund, och noterar att Roccos förbättrade hälsa har varit terapeutiskt för hela familjen.
FÖRVÄNTNINGAR
Som jag nämnde har SC-terapi använts oftast vid behandling av artrit, och med betydande förbättring av smärtnivåer, rörelseomfång och funktionell rörlighet. Vår praktik har också använt det i många fall av höft- eller armbågsdysplasi, med utmärkta resultat hos mycket unga hundar med svår dysplasi.
Ett exempel är Tugboat, ett chokladlab som var försvagad av armbågsdysplasi när han bara var fyra månader gammal. Hans ägare försökte allt, inklusive kostsam operation, smärtstillande medicin, terapi, etc.
När hon letade efter andra alternativ bestämde hon sig för att prova SC-terapi. Efter behandling är Tugboat en annan hund! Han tålde knappt att gå innan, men går nu över en timme om dagen och leker på stranden. Han kommer in för upprepade behandlingar var sjätte månad eller så, när han börjar visa tecken på smärta och nedsatt rörlighet, och snart återgår till sina normala aktiviteter.
MSC:er används också för att behandla skadade senor och ligament. SC-terapi är till hjälp för partiella revor, men inte om ligamentet är helt brutet; det finns helt enkelt inte tillräckligt med material för att överbrygga en fullständig tår. På kliniken där jag arbetar har vi använt SC för att behandla degenerativ myelopati med gott resultat. Det har gjorts ett antal småskaliga (n=10 eller mindre i de flesta fall) studier som fann att SC-terapi förbättrade tillståndet hos hundar med artrit, dysplasi, intervertebral disksjukdom, perianala fistlar, inflammatorisk tarmsjukdom och keratokonjunktivit sicca.
Vissa hundar visar förbättring mycket tidigt efter behandling; andra tar längre tid, och graden av förbättring varierar. Men, säger Dr Hagler, "Jag har aldrig sett en hund som inte hade någon förbättring."
Sammantaget är litteraturen överens om att SC-terapi är effektiv, även om många studier eller rapporter är anekdotiska, baserade på utövarnas data och erfarenhet; få kliniska prövningar har ännu slutförts, även om de företag vars teknologi används för att extrahera SC har studier på gång.
FRAMTIDEN FÖR STAMCELLTERAPIN
De spännande möjligheterna för framtida inriktningar av stamcellsterapi gäller främst källan till celler som används för att behandla patienter. För närvarande måste hunden som behandlas vara källan till de celler som används för behandling – annars skulle behandlingen juridiskt betraktas som ett läkemedel och måste först få godkännande från U.S. Food and Drug Administration (FDA).
Att ha en stamcellsbank skulle vara till stor hjälp när det gäller hundar som saknar tillräckligt med fett för att skörda eller hundar som är för svaga för att genomgå generell anestesi för kirurgisk fettinsamling. Precis som hundar kan vara universella mottagare av blod, kan de också säkert ta emot stamceller som kom från en annan hund. En studie fann till och med att MSC:er kan extraheras från mänskliga fettvävnad och transplanterad till hundar.(Någon som har lite fett som du vill donera?)
Transplantation av MSC från ett annat djur skulle vara en game changer. Det finns fall där hunden med bankceller inte behöver dem längre, antingen för att de har slutat göra terapi eller för att de är avlidna. Det skulle vara idealiskt om hundens ägare kunde göra bankcellerna tillgängliga för andra hundar. För närvarande är detta inte lagligt.
Det är möjligt att odla MSC (men inte stödjande celler) i ett labb för att öka deras antal, vilket minskar behovet av att skörda fett mer än en gång; ett företag gör det nu.
Komma igång med stamceller
Du kanske tänker att det här låter som något som kan hjälpa din hund. Här är nästa steg.
Det första är att hitta en veterinär som erbjuder SC-terapi. Alla veterinärer som tillhandahåller denna terapi arbetar med ett av två företag som tillhandahåller utrustning, reagenser, bearbetning och lagring av celler:VetStem Biopharma och MediVet Biologics. Detaljerna för hur tjänsterna erbjuds beror till viss del på det företag som veterinärens kontor arbetar med.
VetStem har gjort SC-terapi för djur under längst tid. VetStem odlar för närvarande djurets MSC, medan MediVet inte gör det, även om de arbetar i den riktningen. VetStem gör all bearbetning på sin egen anläggning.
MediVet tillhandahåller utbildning, utrustning och reagens till veterinärsjukhus som väljer att bearbeta celler internt. Alla sjukhus som arbetar med MediVet väljer inte att göra detta, så i de fallen sköter MediVet behandlingen. Det fina med att göra bearbetningen på plats är att fettskörden och den första behandlingen kan göras på samma dag. Om du måste resa en sträcka till en veterinär för SC-terapi, är det verkligen inte idealiskt att behöva göra flera resor inom några dagar efter varandra för den första behandlingen.
PRP kan också göras på plats. VetStem införlivar inte PRP i sin SC-terapi.
Båda företagen lagrar SCs för framtida användning och kan bankceller redan innan behandling behövs. Om din hund genomgår anestesi för en annan procedur, som en kastrering eller kastrering, kan din veterinär skörda fett vid den tidpunkten och skicka det till företaget, så att de kan extrahera och frysa cellerna för framtida användning som din hund kan behöva. Om du har förutseende (och pengar) för att göra detta, kan det eliminera behovet av att låta din hund genomgå fettupptagningsoperation senare, när den kanske inte tål allmänbedövning. När jag är redo att kastrera min hund kommer jag förmodligen att göra detta.
Beroende på var du befinner dig kan valet av vilket företag som ska användas för SC-behandlingen begränsas för dig helt enkelt av de veterinärer som erbjuder SC-terapi i ditt område. Kolla med din veterinär. Du kan också kolla VetStem och MediVets webbplatser; de kan sätta dig i kontakt med en av deras partnerveterinärer nära dig.
ÖVERVÄGANDEN INNAN DU FORTSÄTTER
Det finns vissa fall där SC-terapi är kontraindicerat. På grund av de proliferativa och immunmodulerande effekterna av SCs bör terapi inte utföras för hundar som är kända för att ha eller misstänks ha cancer. Inte heller hundar som har en aktiv infektion ska få behandling.
SC-terapi kanske inte heller är ett alternativ för hundar som saknar tillräckligt med fett (tills det finns en stamcellsbank för hundar!) eller hundar som är för ömtåliga för att tåla generell anestesi.
Stamcellsterapi är inte billig; kostnaden för den initiala behandlingen, inklusive fettskörd, är i närheten av $2 500. Uppföljningsbehandlingar kan kosta $500 till $1 000. Dessa siffror kommer att variera från veterinär till veterinär. Den goda nyheten är att många husdjursförsäkringar nu täcker SC-terapi. Även utan försäkring är det betydligt billigare och mindre invasivt än mer drastiska åtgärder som ledbyte.
SC-terapi är inget universalmedel och att få den största fördelen kräver grundläggande men ibland förbisedda åtgärder. Det är viktigt att stödja hela hundens hälsa:Håll naglarna klippta så att de inte stör promenaden. Mata en kvalitetsdiet som stöder den allmänna hälsan. Vidta försiktighetsåtgärder för att förhindra infektion efter operation. Håll dig uppdaterad med uppföljande behandlingar i tid för att minimera mängden smärta eller dysfunktion som hunden upplever. Att stödja hundens allmänna hälsa och ge honom kvalitetsvård är absolut nödvändigt för att få ut det mesta av behandlingen.
Joanne Osburn är stamcellstekniker vid Mt. Diablo Veterinary Medical Center i Lafayette, CA. Efter att ha arbetat i nio år som biologitekniker på ett statligt laboratorium är hon glad över att arbeta inom veterinärområdet där hon kan hjälpa till att förbättra livet för husdjur. Hon bor i San Francisco Bay-området med sin man Paul och den superfna hunden Guster.
ReferenserFortier LA, Travis AJ. "Stamceller i veterinärmedicin." Stamcellsforskning och -terapi 2011; 2:9.
Markoski MM. "Framsteg i användningen av stamceller i veterinärmedicin:från grundforskning till klinisk praxis." Scientifica 2016; 2016:4516920.
Hoffman AM, Dow SW. "Koncis recension:Stamcellsförsök med sällskapsdjurssjukdomsmodeller." Stamceller 2016; 34:1709-1729.
Lee SH, Setyawan EMN, Choi YB, et al. "Klinisk bedömning efter transplantation av mänskliga fettstamceller till hundar." J Vet Sci 2018; 19(3):452-461.
