Μελέτη της επίδρασης των αρχέγονων κυττάρων που προέρχονται από λιπώδη ιστό στη βιωσιμότητα δερματικών κρημνών τυχαίας αγγείωσης

Abstract

The use of skin flaps is essentially considered a fundamental starting point in plastic, reconstructive and aesthetic surgery and is one of the first choices for skin defects reconstruction. Despite their wide usability, their applications include possible risks and complications, the commonest being partial or total flap loss. To improve flap survival, researchers have used different methods, including adipose-derived stem cells with encouraging results. In this thesis we studied the effect of adipose-derived stem cells on ischaemic random skin flap survival.This study consists of two parts. The first general part deals with defining skin flaps and stem cells, their classification and a brief historical retrospective. Since this research is related to the random skin flaps, a more extensive description of these flaps is also presented together with the most recent data on the clinical application of stem cells in plastic, reconstructive and aesthetic surgery, as well as other areas of surgery and medicine, with the inclusion of recent data on adipose tissue derived stem cells. The second, specific part, includes the material and methods used in this experimental study. For the purpose of this study, a random skin flap model in Wistar rats was used, where purified autologous adipose-derived stem cells were transplanted in ischaemic random pattern skin flaps. Results were obtained with clinical image analysis, histological and immunohistochemical methods and corresponding controls.A literature review of all experimental studies relevant to the use of purified adipose-derived stem cells in the survival of pedicled skin flaps is also presented. This is followed by a discussion and conclusions.Results:This experimental study showed a statistically significant improvement of skin flap survival (p<0.0001) where adipose stromal cells were used. Adipose Stem Cells (ASCs) were detected in the endothelium of blood vessels co-expressing von Willebrand factor endothelial marker, suggesting that they promote blood vessel regeneration. In some cases, there was direct transformation of the ADSC into endothelial cells and blood vessels via neoangiogenesis. Proof of blood vessel formation was performed with the inclusion of a GFP plasmid in their genetic material as opposed to simple stem cell tagging.These results are encouraging for possibly near future usage of adipose stromal cells in a clinical setting, pending adequate ethical approval for non-genetically modified stem cells use.

Η χρήση των κρημνών έχει εμφανίσει θεαματική πρόοδο τις τελευταίες δεκαετίες και αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της πλαστικής, επανορθωτικής και αισθητικής χειρουργικής. Παρά την αναμφισβήτητη εν γένει χρησιμότητα των κρημνών, όπως και σε κάθε χειρουργική επέμβαση, υφίστανται πιθανές επιπλοκές από τις οποίες η κυριότερη είναι η μερική ή ολική νέκρωση του κρημνού. Σκοπεύοντας στη βελτίωση της επιβίωσης των δερματικών κρημνών, ερευνητές χρησιμοποίησαν διάφορες μεθόδους, περιλαμβάνοντας τη χρήση των αρχέγονων κυττάρων από λιπώδη ιστό με σημαντικά θετικά αποτελέσματα. Η παρούσα διατριβή πραγματεύεται την επίδραση των αρχέγονων κυττάρων από λιπώδη ιστό στην επιβίωση επισφαλών δερματικών κρημνών τυχαίας αγγείωσης. Η διατριβή αποτελείται από δύο μέρη. Στο πρώτο, γενικό μέρος, γίνεται αναφορά στους δερματικούς κρημνούς και στα αρχέγονα κύτταρα, στον ορισμό τους και στην σταδιοποίηση τους καθώς και μια σύντομη ιστορική αναδρομή. Επειδή η έρευνα μας σχετίζεται με τους δερματικούς κρημνούς τυχαίας αγγείωσης, γίνεται μια εκτενέστερη περιγραφή των κρημνών αυτών. Αναφέρονται επίσης τα πιο πρόσφατα δεδομένα που αφορούν την κλινική εφαρμογή των αρχέγονων κυττάρων στην πλαστική, επανορθωτική και αισθητική χειρουργική αλλά και σε άλλους τομείς της ιατρικής όπως και τα τελευταία επιστημονικά δεδομένα σχετικά με τα αρχέγονα κύτταρα λιπώδους προέλευσης.Το δεύτερο, ειδικό μέρος περιλαμβάνει το υλικό και την μεθοδολογία που ακολουθήθηκε στην πειραματική μελέτη, καθώς και τα αποτελέσματα που προέκυψαν μετά τον κλινικό, ιστολογικό και ανοσοϊστοχημικό έλεγχο των κρημνών. Στην έρευνα μελετήθηκε η επίδραση της χρήσης των αρχέγονων κυττάρων από λιπώδη ιστό σε επισφαλείς δερματικούς κρημνούς τυχαίας αγγείωσης. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε ένα πειραματικό μοντέλοεπισφαλών δερματικών κρημνών τυχαίας αγγείωσης σε επίμυες τύπου Wistar στους οποίους πραγματοποιήθηκε αυτόλογη μεταμόσχευση αρχεγόνων κυττάρων από λιπώδη ιστό. Στη συνέχεια παρατίθεται βιβλιογραφική ανασκόπηση στην οποία παρουσιάζονται πειραματικές μελέτες που έχουν πραγματοποιηθεί έως σήμερα και που σχετίζονται με την μελέτη της επίδρασης των αρχέγονων κυττάρων από λιπώδη ιστό σε έμμισχους δερματικούς κρημνούς και αποδεικνύει την πρωτοτυπία της διατριβής αυτής. Τέλος, ακολουθούν η συζήτηση, και τα συμπεράσματα.Από την πειραματική μας μελέτη διαπιστώσαμε ότι η ενδοδερμική χορήγηση αυτόλογων αρχεγόνων κυττάρων από λιπώδη ιστό οδήγησε σε στατιστικά σημαντική βελτίωση της βιωσιμότητας των δερματικών κρημνών τυχαίας αγγείωσης (p<0.0001) σε ένα πειραματικό μοντέλο προκλητής ισχαιμίας. Ο μηχανισμός με τον οποίο πραγματοποιήθηκε αυτό ήταν με την απευθείας in vivo μετατροπή τους σε ενδοθηλιακά κύτταρα και δημιουργία νέων αγγείων. Το συμπέρασμα αυτό σε συνδυασμό με τις ήδη υπάρχουσες πειραματικές μελέτες που έχουν πραγματοποιηθεί και έχουν καταδείξει την θετική επίδραση των παραπάνω κυττάρων στην επιβίωση ισχαιμικών δερματικών κρημνών αποτελεί ενθάρρυνση για μελλοντική κλινική εφαρμογή των αρχέγονων κυττάρων από λιπώδη ιστό στην πλαστική, επανορθωτική και αισθητική χειρουργική.