Meziobratlové ploténky (intervertebrální disky – IVD) zajišťují pružnost a stabilitu páteře. Umožňují pohyb v různých směrech a zároveň rozkládají mechanické zatížení. Každá ploténka se skládá z centrálního jádra (nucleus pulposus – NP) obklopeného vláknitým prstencem (annulus fibrosus, obr. 1). Centrální jádro tvoří převážně kolagen typu II a proteoglykany, zatímco vláknitý prstenec je tvořen pojivovou tkání uspořádanou do soustředných lamel. Vlivem složení tkáně je ploténka náchylnější k tkáňovým patologickým stavům, jako jsou vyhřeznutí, kýly a komprese. IVD patří mezi největší avaskulární struktury v lidském těle. Jejich schopnost spontánní regenerace je značně omezena. Poškozená ploténka se hojí jen velmi omezeně, zejména ve střední části.
Patologie meziobratlových plotének se může pohybovat od degenerace až po zlomeniny nebo traumatická poranění. Jedná se o komplexní proces zahrnující rizikové faktory související s životním stylem, genetickou predispozicí, stresovými faktory každodenních činností a běžným procesem stárnutí. Tyto faktory mohou vést ke změně složení buněk a změně organizace pojivové tkáně. Dochází ke změnám normální funkce páteře, vzniká bolest a postupně se zhoršuje kvalita života. Odhaduje se, že asi 45 procent osob mladších 30 let má nějakou formu degenerace bederních meziobratlových plotének a tento podíl se u osob ve věku 50 až 55 let zvyšuje na více než 80–90 procent. Poranění nebo degenerace meziobratlových plotének může vést ke zhoršení patologických stavů páteře, jako je spinální stenóza, kořenová bolest, bolest zad nebo poškození okolních struktur.
K nejčastějším projevům traumatické a netraumatické patologie páteře patří rozvoj kostních výrůstků, poškození nervů, vyhřezlé ploténky, artritida, artróza faceta a spinální stenóza. Například ve studii zabývající se extrapolací prevalence facetové artrózy bederních facetových kloubů u 647 těl dárců vykazovalo 57 procent osob ve věku 20–29 let známky facetové artrózy, přičemž tento podíl vzrostl na 82 procent u osob ve věku 30–39 let, 97 procent u 50–59letých a až 100 procent u osob starších 60 let.
Obr. 1 Anatomie a patologie meziobratlové ploténky
Terapeutické přístupy k léčbě degenerace IVD
Konzervativní léčba
Prvotní přístup k léčbě degenerativních změn meziobratlových plotének bývá konzervativní. Zahrnuje podávání analgetik, nesteroidních antiflogistik, fyzioterapii, cvičení na posílení hlubokého stabilizačního systému, případně alternativní metody, jako je akupunktura nebo léčebná masáž.
U většiny pacientů dochází ke krátkodobému zlepšení. Nicméně u části z nich přetrvávají bolesti nebo se přidává neurologický deficit, který indikuje nutnost invazivnějšího zásahu.
Chirurgická léčba
Chirurgická intervence je indikována v případech selhání konzervativní terapie nebo při přítomnosti závažných klinických symptomů, které významně ovlivňují kvalitu života a funkční kapacitu pacienta. Operační výkony lze obecně rozdělit do dvou základních kategorií podle terapeutického cíle: stabilizační a dekompresní.
- Stabilizační výkony
Fúze páteře patří mezi nejstarší chirurgické zákroky. Existují různé typy fúzních operací, včetně zadní bederní, transforaminální nebo minimálně invazivní. Cílem je spojení více obratlů za účelem imobilizace poškozené ploténky, minimalizace bolesti a zajištění stability. Přestože díky spinální fúzi dochází k poklesu intenzity bolesti a zlepšení funkčního stavu pacientů, jsou fúzní výkony zatíženy významnými limity. Zejména ztrátou segmentální pohyblivosti a rizikem pooperačních komplikací, jako jsou infekce či
krvácení.
Totální náhrada meziobratlové ploténky představuje moderní chirurgický přístup, jehož cílem je zachování fyziologické mobility postiženého segmentu. K dispozici jsou různé varianty výkonu – od kompletní náhrady disku až po selektivní náhradu nebo zvětšení pouze jádra. Indikací k operaci v oblasti bederní páteře bývají pacienti s chronickou diskogenní bolestí přetrvávající déle než šest měsíců, kteří nereagují na konzervativní léčbu. Z hlediska zachování plného rozsahu pohybu pacienta se totální náhrada meziobratlové ploténky ukazuje jako srovnatelná, ne-li lepší než fúzní operace. Prospektivní studie sledující výstupy 5 a 10 let po implantaci disku s využitím standardizovaných ukazatelů prokázaly klinicky významné zlepšení skóre vizuální analogové škály (VAS) i Oswestryho indexu invalidity (ODI). U 63,6 procenta pacientů bylo dosaženo uspokojivého dlouhodobého efektu. Navzdory těmto benefitům je klinické uplatnění limitováno řadou kontraindikací, včetně přítomnosti strukturálních deformit páteře, pokročilé spondylózy nebo sklerózy
(obr. 1). - Dekompresní výkony
Dalšími běžnými chirurgickými přístupy je dekomprese a diskektomie páteře. Oproti fúzním operacím jsou dekompresní výkony méně invazivní, a tudíž zpravidla spojené s kratší dobou rekonvalescence a nižším rizikem závažných komplikací. Studie zaměřené na léčbu spinální stenózy prokázaly, že minimálně invazivní dekompresní techniky mohou vést ke zlepšení bolesti i funkční mobility a umožňují pacientům rychlejší návrat k běžným aktivitám.
Přesto je třeba počítat s možnými komplikacemi. Ve 12 vybraných studiích byl popsán výskyt krvácení, infekcí, durálních defektů a poškození nervů. Navíc zůstává otázkou, zda efekt těchto výkonů přetrvává dlouhodobě, nebo spíše poskytuje úlevu v krátkodobém horizontu. Limity použití jsou spojovány zejména s rizikem komplikací, omezením hybnosti, delší rekonvalescencí a nejistotou dlouhodobého přínosu.
Například u pacientů s výhřezem bederní ploténky byla v klinických studiích bezprostředně po operaci zaznamenána výraznější úleva od bolesti oproti pacientům léčeným konzervativně (např. pomocí analgetik). Tento rozdíl se však v průběhu dvou let vyrovnal a konečný efekt byl v dlouhodobém horizontu srovnatelný. Navíc se ukázalo, že i u pacientů s přetrvávajícím pooperačním zlepšením se mohou později objevit komplikace, jako je omezená pohyblivost nebo přetížení sousedních segmentů.
Regenerativní medicína a kmenové buňky
Regenerativní medicína představuje dynamicky se rozvíjející oblast, jejímž cílem je posílení regenerace, náhrada nebo funkční zlepšení poškozených tkání. Využívá biologické a technologické nástroje, včetně genové terapie, transplantace kmenových buněk, tkáňového inženýrství, biomateriálů a nanotechnologií.
Základním principem je podpora přirozené regenerace tkání nebo cílená obnova jejich struktury a funkce. Mezi hlavní terapeutické modality patří (obr. 2):
- Transplantace kmenových buněk – zejména mezenchymálních (MSC), indukovaných pluripotentních (iPSC) nebo fetálních buněk.
- Plazma bohatá na trombocyty (PRP) –
- autologní frakce periferní krve s vysokou koncentrací krevních destiček a růstových faktorů. Podporuje fázi hojení ran včetně proliferace a remodelace.
- Tkáňové inženýrství – kombinace buněk a biomateriálů (např. scaffoldy), která slouží jako podpůrná struktura pro novotvorbu tkáně.
- Genová terapie – cílená oprava patologicky změněné genetické informace nebo modulace genové exprese za účelem terapeutické léčby.
- Nanomateriály – včetně metalických struktur, které mohou podporovat angiogenezi a podporují přežití a růst tkáně v místě regenerace tím, že přenášejí kyslík a živiny.
Kmenové buňky mají unikátní schopnost sebeobnovy a diferenciace do specifických buněčných typů. Vyznačují se schopností vyvíjet se z jediné buňky a dělit se do nekonečna.
Dle původu se rozdělují na embryonální kmenové buňky (ESC), dospělé kmenové buňky, fetální kmenové buňky, mezenchymální kmenové buňky (MSC) a indukované pluripotentní kmenové buňky (iPSC). Klinicky se nejčastěji využívají MSC získávané například z kostní dřeně, tukové tkáně či pupečníkové krve.
Jejich využití v regenerativní medicíně se datuje od 60. let 20. století, kdy byla doktory Jamesem A. Tillem a Ernestem A. McCullochem popsána schopnost pluripotence u buněk kostní dřeně myší. První lidské embryonální kmenové buňky byly izolovány koncem 90. let a zahájily novou etapu výzkumu buněčné terapie.
Obr. 2 Rozdíly mezi metodami regenerativní medicíny
Klinické studie
Navzdory pokroku v oblasti chirurgických a konzervativních přístupů stále neexistuje léčba nevratné degenerace bederních meziobratlových plotének. V posledním desetiletí se proto intenzivně zkoumá využití mezenchymálních kmenových buněk (MSC) jako součást regenerativních strategií.
Transplantace buněk nukleus polposus a mezenchymálních kmenových buněk: první klinické zkušenosti
Jedna z prvních prospektivních klinických studií sledovala devět pacientů (věk 20–29 let) s degenerací stupně III podle Pfirrmanna. Aktivované buňky nucleus pulposus (NP), izolované z oblasti fúze, byly kokultivovány s autologními MSC pocházejícími z kostní dřeně a následně implantovány do sousedního degenerovaného disku. Během tříletého sledování nedošlo k žádným negativním reakcím, bolest zad vymizela a u jednoho pacienta bylo popsáno i mírné morfologické zlepšení na MR. Studie tak prokázala bezpečnost této metody a naznačila její potenciál ve zpomalení další progrese degenerace.
Aplikace mezenchymálních kmenových buněk v kolagenním nosiči
Další případová studie popsala použití autologních MSC kultivovaných z kostní dřeně ve formě kolagenního nosiče, aplikovaného do degenerovaných disko-vertebrálních struktur u dvou pacientů s lumbagem, se stenózou páteřního kanálu a vakuovým fenoménem. Během operace byl zúžený páteřní kanál uvolněn a do poškozených meziobratlových plotének byly vloženy kousky kolagenní houby napuštěné vlastními kmenovými buňkami pacienta. Dva roky po zákroku došlo ke zlepšení stability, ústupu vakuového jevu a ke klinickému ústupu symptomů.
Intradiskální injekce mezenchymálních kmenových buněk bez chirurgického výkonu
U deseti pacientů s chronickou diskogenní bolestí a neporušeným fibrózním prstencem byly aplikovány autologní MSC přímo do NP oblasti. MR po 12 měsících sice neprokázala nárůst výšky disku, avšak došlo ke zvýšení hydratace a většina pacientů udávala výrazné zlepšení bolestivosti již po třech měsících léčby. Tento přístup tak ukazuje potenciál pro méně invazivní terapii bez nutnosti chirurgického zásahu.
Desetileté sledování pacientů po aplikaci mezenchymálních kmenových buněk při fúzi páteře
V desetiletém klinickém sledování fáze I/II u 11 pacientů, kteří podstoupili fúzi páteře s implantací autologních MSC aplikovaných v trikalciumfosfátu, nebyly zaznamenány žádné známky nádorové proliferace, infekčních komplikací ani imunitně zprostředkovaných reakcí souvisejících s terapií. Radiologická analýza navíc ukázala, že ve všech případech fúze páteře došlo v průběhu času ke zlepšení a bolest dolní části zad i radikulární bolest podle ODI zůstala nižší než před zákrokem. Výsledky studie ukazují, že použití autologních MSC vložených do trikalciumfosfátu při posterolaterální artrodéze bederní páteře je bezpečné a může přinášet dlouhodobý prospěch.
Ing. Jana Brabcová, Ph.D.
Zdroj: Farag, Mariam, et al. Intervertebral disc degeneration and regenerative medicine. Clinical and Translational Discovery 4.3 (2024).
Ilustrační foto: Shutterstock
Pokračování příště…
