Tuková tkáň v léčbě androgenní alopecie

Overview

Tuková tkáň je komplexní orgán s různými funkcemi. Působí jako zásobárna energie, tepelný izolant a tlumič nárazů a zastává také roli v endokrinním systému. V posledních letech byl objeven její regenerační a protizánětlivý potenciál.

Za tyto funkce jsou zodpovědné různé typy progenitorových, kmenových a zralých buněk jiných než adipocyty, které se nacházejí v tukové tkáni a souhrnně se označují jako stromální vaskulární frakce.

V retikulární dermis tukové buňky obklopují vlasové folikuly a úzce regulují vlasový cyklus. Intradermální progenitorové adipocyty jsou metabolicky aktivní a vylučují řadu signálních molekul, které jsou zodpovědné za indukci anagenní fáze a růst nových vlasů.

V tomto přehledu se zabýváme účinností kmenových buněk odvozených z tukové tkáně při léčbě alopecie v klinických studiích.

Klíčová slova:

tuková tkáň – přehled – alopecie – klinická studie – stromální/kmenové buňky tukové tkáně – vypadávání vlasů – stromální vaskulární frakce

ÚVOD

Tuková tkáň je pojivová tkáň složená z buněk podporovaných intracelulární matrix, krevních a lymfatických cév a nervů (1). Kromě adipocytů obsahuje několik dalších typů buněk souhrnně označovaných jako stromální cévní frakce (SVF – stromal vascular fraction) (2). SVF poprvé izolovali Zuk et al. v roce 2001 z lipoaspirátu získaného liposukcí (3). Obsahuje zralé (např. fibroblasty, hladkou svalovinu, endotelové a krevní buňky), progenitorové (např. preadipocyty, endotelové, cévní a hematopoetické progenitory) a především kmenové buňky (včetně mezenchymových a hematopoetických kmenových buněk, pericytů a supraadventiciálních buněk), označované také jako stromální buňky odvozené z tukové tkáně (ASC – adipose tissue-derived stem cells) (4, 5).

Některé typy buněk SVF, jako jsou kmenové buňky, mají regenerační a protizánětlivé funkce, protože vylučují řadu cytokinů (6). Přestože mezenchymové kmenové buňky (MSC – mesenchymal stem cells) lze izolovat z kostní dřeně, placenty, svalů nebo krve, tuková tkáň představuje jejich hlavní zdroj, protože je hojná a snadno se získává. V důsledku toho SVF přitahuje značnou pozornost pro své potenciální využití v regenerativní medicíně v různých oborech včetně interní medicíny, ortopedie, plastické a všeobecné chirurgie a hojení ran (7, 8).

Regenerační potenciál SVF byl vyzkoušen také při léčbě alopecií, zejména androgenní alopecie. Vlasy na hlavě hrají kromě termoregulační a ochranné funkce vůči pokožce klíčovou roli ve vzhledu jedince. Alopecie lze klasifikovat podle rozložení vypadávání vlasů jako difuzní, vzorované nebo skvrnité a dále je možné je rozlišovat podle přítomnosti nebo nepřítomnosti jizev. Jejich patogeneze, diagnostika a léčba přesahuje rámec tohoto přehledu.

Androgenní alopecie je nejizvící se vzorovaná forma alopecie, která postihuje 80 % mužů a 50 % žen ve věku 70 let (9). Je typická bitemporální recesí, postupnou ztrátou vlasů ve frontoparietální oblasti u mužů a difuzním řídnutím vlasů se zachováním frontální vlasové linie u žen (9). Vysoká koncentrace dehydrotestosteronu (DHT) ve vlasových folikulech citlivých na androgeny způsobuje ztenčení dermálních papil a zkrácení anagenní fáze. Cílem standardních léčebných metod je snížit androgenní účinky na vlasové folikuly (inhibitory 5α-reduktázy), stimulovat růst vlasů (minoxidil) nebo přenést androgenně nezávislé vlasy do postižené vlasové pokožky (transplantace vlasů) (10).

Dermální adipocyty se nacházejí v malých shlucích pod retikulární dermis a interagují s buňkami vlasových folikulů regulujícími vlasový cyklus (11). Progenitorové adipocyty se množí a na konci telogenní fáze se diferencují ve zralé adipocyty. Obklopují vlasové folikuly a vylučují několik signálních molekul, například růstový faktor odvozený od destiček (PDGF – platelet-derived growth factor), leptin, adiponektin a kostní morfogenetický protein 2 (BMP2 – bone morphogenenic protein 2) (12). Exprese těchto molekul indukuje anagenní fázi vlasového cyklu a podporuje růst vlasů (12).

Cílem tohoto přehledu je poskytnout přehled o složení SVF, metodách jeho izolace, mechanismu jeho účinku a výsledcích jeho využití při léčbě vypadávání vlasů.

IZOLACE SVF

SVF lze izolovat enzymaticky nebo mechanicky, přičemž každá metoda má své výhody a nevýhody. Obě metody vyžadují odstranění tuku z těla pomocí liposukce. Existují různé typy liposukce a způsob odběru, např. tumescentní nebo pod ultrazvukovou kontrolou, zkušenosti operatéra, místo odběru a způsob manipulace mohou ovlivnit kvalitu produktu (13). Kontaminace lipoaspirátu a případná současná léčba (radioterapie, cytotoxické medikace) mohou rovněž vést ke špatným výsledkům (14).

Nejběžnější metodou izolace je enzymatická extrakce. Po získání se tuková tkáň promyje fyziologickým roztokem a následně se přidají trávicí enzymy, jako jsou kolagenázy nebo trypsin (14). Vzorek se poté odstředí, aby se oddělila lipofilní část od hydrofilní. Nakonec se použije filtrace a erytrolýza, aby se získal čistší produkt SVF (15). Přestože je enzymatická izolace široce používaná a vede k vyššímu výtěžku SVF než mechanická extrakce (14), je nákladnější, časově náročnější a podléhá přísným předpisům regulačních zdravotnických orgánů po celém světě kvůli použití enzymů (16).

V důsledku toho byla vyvinuta mechanická extrakce, která využívá několik kroků centrifugace doprovázených vibracemi k uvolnění SVF z tukové tkáně (14). Mechanická izolace je časově úsporná, levnější a nepodléhá takovým regulačním omezením jako enzymatická izolace (14). Její nevýhodou je, že vede k nižší výtěžnosti SFV (17).

SLOŽKY SVF A MECHANISMUS ÚČINKU

Buňky v SVF lze z velké části rozdělit na zralé, progenitorové a kmenové (5). Zralé buňky, jako jsou fibroblasty, makrofágy M₂ a endotelové buňky, se kromě ASC, hematopoetických kmenových buněk a pericytů mísí s preadipocyty a endotelovými, cévními a hematopoetickými progenitory. Povrchové antigeny pojmenované clusters of differentiation (CD) umožňují charakterizaci a identifikaci jednotlivých buněčných typů.

Kmenové buňky odvozené z tukové tkáně (ASC) jsou multipotentní kmenové buňky mezenchymového původu se schopností diferencovat se do adipogenní, osteogenní a chondrogenní linie (3, 4). Vylučují řadu angiogenních a imunoregulačních růstových faktorů, jako je hepatocytový růstový faktor (HGF), vaskulární endotelový růstový faktor (VEGF), transformující růstový faktor beta (TGF-β) (6), inzulinu podobný růstový faktor 1 (IGF-1) (18) a protizánětlivý prostaglandin PDE₂ (19). ASC tvoří až 10 % celkového SVF (4).

Endotelové progenitorové buňky (EPC) hrají roli v angiogenezi během embryonálního stadia vývoje a při obnově tkání v dospělosti. EPC vylučují různé faktory, jako jsou VEGF, PDGF-BB a bazický fibroblastový růstový faktor (bFGF – basic fibroblast growth factor) (21). EPC a endotelové buňky (EC) tvoří dohromady 7–30 % buněk v SVF (16).

Pericyty, což jsou kontraktilní perivaskulární buňky, se rekrutují v reakci na sekreci PDGF-B endotelovými buňkami, aby obalily nově vytvořené cévy (22). Jsou schopny diferencovat se do adipogenní, chondrogenní a osteogenní linie (23) a mohou fungovat v cévní remodelaci, hemostáze a tvorbě a funkci krevní bariéry (24, 25). Jsou extrémně silné a tvoří pouze 0,44–2,38 % buněk v SVF (20).

Monocyty a makrofágy tvoří 20 % buněk v SVF. Kromě jejich dobře známé role v imunoregulaci, zejména podtypu makrofágů M2, přispívají k remodelaci cév vylučováním cytokinů, jako jsou VEGF a bFGF (76). Mohou také působit jako chaperony usnadňující cévní anastomózu (27).

Lymfocyty tvoří 10–15 % SVF, přičemž regulační T lymfocyty (T_regs) tvoří 5–70 % populace CD4⁺ T buněk (16). Hrají klíčovou roli v imunitní regulaci tím, že exprimují vysoké hladiny inhibičních cytokinů, jako jsou TGF-β, IL-10, IL-35 a granzym B, což vede k aktivaci apoptotické kaskády v cílových buňkách. Tím zabraňují nadměrné aktivaci efektorových T buněk a vyvolávají aktivaci makrofágů M₂, čímž zabraňují autoimunitním procesům a udržují homeostázu (28).

Po injekci SVF do tkáně se ASC nasměrují kolem poraněných cév a vylučují několik cytokinů a chemokinů, které indukují diferenciaci, proliferaci a nábor progenitorových buněk, fibroblastů a makrofágů. VEGF podporuje diferenciaci endotelových progenitorových buněk na endotelové buňky, které následně uvolňují PDGF-BB umožňující migraci ASC a nábor pericytů. Uvolňování bFGF způsobuje proliferaci fibroblastů, což vede k produkci kolagenu a extracelulární matrix, která slouží jako podpora pro nové cévy. Přítomnost T_regs a makrofágů M₂ zabraňuje rozsáhlému zánětu a stimuluje cévní remodelaci.

ÚČINNOST ASC/SVF PŘI LÉČBĚ ANDROGENNÍ ALOPECIE

Regenerační potenciál SVF a ASC při růstu vlasů byl dokumentován řadou in vitro a neklinických studií, které jsou popsány jinde (29). V tomto přehledu se zaměříme na klinické studie.

V případové studii Cohen et al. (5) vpíchli tuk obohacený o SVF do pokožky hlavy ženy s alopecií, což vedlo k „výraznému zlepšení růstu vlasů“ po 9 měsících sledování. V roce 2012 Fukuoka et al. aplikovali kondicionované médium z ASC (roztok s cytokiny odvozenými z ASC) do pokožky hlavy 25 pacientů (ženám i mužům) s androgenní alopecií a po 4 měsících měřili účinek léčby pomocí vizuální analogové škály (VAS) (30). Autoři zaznamenali statisticky významné zvýšení (p = 0,01) spokojenosti pacientů s hustotou a tloušťkou vlasů, jak bylo pozorováno na základě zvýšení průměrného skóre VAS z 2,52 na 3,72 po 1 roce.

V prospektivní klinické studii Fukuoka a Suga aplikovali 32 pacientům s androgenní alopecií 1× měsíčně po dobu 6 měsíců do pokožky hlavy s kondicionovaným médiem ASC (31). Vyšetření pomocí trichogramu na začátku a na konci období ukázalo statisticky významné (p < 0,05) průměrné zvýšení počtu vlasů o 29 vlasů/cm² u mužů a 15,6 vlasů/cm² u žen.

V jiné studii Perez et al. aplikovali autologní tuk obohacený o SVF 5 pacientům ve věku 18–55 let s časným vypadáváním vlasů mužského a ženského typu (32). Pacienti byli sledováni až 24 týdnů po operaci. Pokrok byl dokumentován makrofotografií a globální fotografií, zatímco počet vlasů, procento anagenu/telogenu a tloušťka vlasů byly měřeny pomocí počítačového softwaru. Počet vlasů se zvýšil o 23 % a tloušťka o 24,2 %, zatímco počet telogenních vlasů klesl o 35 %.

V retrospektivní studii Shin et al. hodnotili klinickou účinnost injekcí s médiem kondicionovaným ASC u 27 žen s vypadáváním vlasů ženského typu pomocí trichoskopie (33). Na konci 6měsíčního období bylo pozorováno průměrné zvýšení hustoty vlasů o 16,4 % a tloušťky vlasů o 11,3 %, což bylo považováno za klinicky významné.

Pozitivní byla i data z další malé jednotlivě zaslepené prospektivní studie, kdy u 9 pacientů s vypadáváním vlasů došlo po 6 měsících od podání autologního tuku obohaceného o SVF k významnému zvýšení počtu vlasů o 14 % (p = 0,01) (34).

Nedávno Öztürk a Bekerecioğlu zaznamenali 6 měsíců po injekci SVF do pokožky hlavy zvýšení hustoty vlasů a počtu vlasů až o 50 % u 20 pacientů s adrogenetickou alopecií (35).

DISKUSE

Všechny výše uvedené klinické studie prokázaly příznivou roli SVF a ASC při růstu vlasů. Aplikace autologního tuku obohaceného SVF nebo kondicionovaného média ASC u pacientů s androgenní alopecií vedla ke zvýšení hustoty vlasů obvykle o 14–23 % a tloušťky vlasů o 11–24 %, měřeno trichoskopicky nebo jinými fotografickými metodami, obvykle po 6měsíčním sledování. Při měření se nárůst počtu anagenních vlasů pohyboval mezi 34–93 %.

Lze však zjistit několik nedostatků, které mohou omezit platnost a význam příslušných výsledků. Počet účastníků byl omezený, což vedlo k chybám při výběru vzorku. V některých studiích nebylo určité procento pacientů sledováno až do konce studie. Kontrolní skupina v mnoha případech chyběla a kontrolované studie byly buď jednotlivě zaslepené, nebo otevřené, což vnášelo další typy zkreslení, jako např. zkreslení výkonu.

Injekční roztoky nebyly standardizovány, přičemž několik studií používalo média získaná z ASC, zatímco jiné používaly tuk obohacený o SVF nebo kombinovaný s médii z ASC. Kromě toho nebyly k dispozici žádné zprávy o koncentraci ASC obsažených v SVF a dosud nebyl porovnán regenerační potenciál SVF na vlasových folikulech izolovaných buď mechanickými, nebo enzymatickými metodami. V neposlední řadě existovaly rozpory ve shromážděných údajích, obdobích studie a diagnostických metodách, které se lišily od vizuální analogové stupnice (VAS) po trichoskopii.

ZÁVĚR

Stromální vaskulární frakce je buněčná část lipoaspirátu po mechanické nebo enzymatické manipulaci. Její prokázaný regenerační potenciál se přisuzuje sekreční aktivitě a diferenciační schopnosti jejích složek, především kmenových buněk tukového původu. Na základě publikovaných klinických studií by SVF mohla představovat slibnou možnost; k prokázání skutečného terapeutického potenciálu stromální vaskulární frakce při léčbě androgenní alopecie, je však zapotřebí lépe koncipovaných a rozsáhlejších klinických studií.

Seznam použitých zkratek

ASC     kmenové buňky získané z tukové tkáně

bFGF   bazický fibroblastový růstový faktor

BMP2  kostní morfogenní protein 2

CD      clusters of differentiation

DHT    dehydrotestosteron

EC       endotelové buňky

EPC     endotelové progenitorové buňky

HGF     hepatocytový růstový faktor

IGF-1 inzulinu podobný růstový faktor 1

MSC   mezenchymové kmenové buňky

PDE2 prostaglandin E₂

PDGF růstový faktor odvozený od destiček

SVF     stromální vaskulární frakce

TGF-β transformující růstový faktor beta

VAS    vizuální analogová škála

VEGF  vaskulární endotelový růstový faktor

Adresa pro korespondenci:

MUDr. PharmDr. Athanasios J. Stefanis

Dermatovenerologická klinika 3. LF UK a FNKV

Šrobárova 50, 100 00  Praha 10

Tel.: 775 620 539

e-mail: athanasios.stefanis@lf3.cuni.cz