Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Ledsjukdomar som osteoartrit (OA) och degenerativa sjukdomar till följd av en lokal broskskada eller mjukvävnadsskada är svåra att behandla. Detta beror till stor del på att hos vuxna individer har brosk en dålig regenerativ kapacitet. Detta leder vanligen till nedsatt prestation hos sporthästar och innebär ofta tidig pensionering. Många medicinska behandlingar handlar om att minska smärtan och förhindra att sjukdomen fortsätter att utvecklas snarare än att försöka bilda nytt brosk. Mesenkymala stamceller (MSC) är multipotenta och kan utvecklas till flera celltyper, däribland adipocyter, kondrocyter och osteoblaster. MSC som används inom hästmedicin för att behandla ledsjukdomar kan antingen vara från hästen som ska behandlas (autologa) eller från en donator (allogena). De tas vanligen från benmärg men kan också utvinnas från till exempel fettvävnad eller perifert blod. Dessa odlas sedan i speciella medium i minst 2 veckor för att uppnå tillräckligt antal med MSC för att behandla skadan. MSC är intressanta på grund av deras förmåga att differentiera till olika typer av celler samt deras immunosuppressiva förmåga. MSC visar stora möjligheter för behandling på häst, det har därför forskats mycket på MSC med förhoppning om att de ska ha förmåga att bilda nytt brosk efter en broskskada. Det finns ett antal studier, kliniska och experimentella, med både naturliga och inducerade ledskador. Det finns dock relativt få studier publicerade och många av dessa saknar kontrollgrupp. Trots detta används behandling med MSC idag kliniskt i stora delar av världen. Det har setts kortvariga effekter såsom minskad hälta och reducerad svullnad i leden. Att effekt ses tidigt kan snarare bero på MSC immunmodulerande och antiinflammatoriska effekter än dess förmåga att bilda nytt brosk. Stamcellslika progenitorceller har upptäckts på flera lokalisationer, Ranviers zon, perikondriet samt ytzonen i ledbrosket. Dessa kan fungera som en inneboende celltyp med förmåga att reparera broskskador. Markörerna som idag finns för mesenkymala stamceller är inte optimala då de ej är specifika för just denna celltyp. STRO-1 är dock den som är mest lovande då kondrogena progenitorceller från flera områden i brosket uttrycker denna. Syftet med denna litteraturstudie är att få fram mer information om behandling med MSC. Frågor som varit grund för arbetet är: Vad är stamceller? Var finns de i kroppen? Hur kan dessa påverkas till att börja bilda nytt brosk? Vilka markörer finns för MSC? Kan företagen som säljer stamcellsbehandlingarna garantera nytt friskt brosk? Sammanfattningsvis så är MSC en intressant behandlingsform som visat positiva resultat, om än dock inte alltid långvariga. Broskregenerationen har varit varierande och många effekter som setts har snarare berott på antiinflammatoriska egenskaper hos MSC. Företagen kan inte garantera nytt friskt brosk då MSC haft problem med att implanteras när de injiceras i leden i en suspension. Fler studier skulle behöva genomföras, med många hästar och under en längre tid för att veta mer om MSC förmåga till läkning utav broskskador.

Joint diseases like osteoarthritis (OA) and degenerative joint disease because of local cartilage injury or injury to the soft tissues in the joint are difficult to treat. Articular cartilage in adult individuals have poor regenerative capacity, in horses this often leads to impaired performance and early retirement. Many of the medical treatments available are focused on reducing pain and to prevent further development of the disease rather than producing new healthy cartilage. Mesenchymal stem cells (MSC) are multipotent and capable of differentiating into different cell types, such as adipocytes, chondrocytes and osteoblasts. MSC used in veterinary medicine for treating joint disease in horses can be autologous or allogenic. MSCs are usually extracted from bone marrow but can also be extracted from adipose tissue or peripheral blood. These cells are then cultured in specific mediums for at least 2 weeks to achieve enough stem cells to treat the injury. MSCs are interesting because of their ability to differentiate to different cell types and their immunosuppressive ability. MSCs are promising in the field of treating horses and research has been done on MSCs with hope that they will be capable of regenerating the articular cartilage after a joint injury. There are studies, clinical and experimental, with both induced and natural injuries. However, there are relatively few studies published and a lot of them are missing a control group. Despite of this, treatment with MSCs are used clinically around the world. Short term effects as reduced lameness and swelling of the joint has been observed. The early effects observed could be explained by immunomodulatory and antiinflammatory effects of MSCs rather than their ability to produce cartilage. Stem cell-like progenitor cells have been discovered in multiple locations such as the zone of Ranvier, the perichondrium and the superficial zone of articular cartilage. These could function as a native cell type with ability to repair cartilage lesions. The markers available today for chondrogenic MSCs are not optimal because they are not specific for this cell type. STRO-1, is the most promising one since it is expressed by progenitor cells in multiple locations throughout the cartilage. The purpose of this literature study was to get more information about treatment with MSCs. Questions that this study intended to answer was: what are mesenchymal stem cells? Where are they located in the horse? How can these be affected to start producing new cartilage? What are the markers for MSCs? Can the companies that sell these stem cell treatments guarantee healthy cartilage? To summarize, MSCs are an interesting treatment which have showed positive results, although not always with long-term effects. Cartilage regeneration has shown various results and many effects that have been seen are probably due to anti-inflammatory properties of MSCs. The companies can not guarantee new healthy cartilage because of MSCs problems with engrafting to cartilage in the joint when injected in suspension. More studies would need to be done, with more horses and for longer duration to learn more about MSCs capability of cartilage regeneration.