Avicenna-58.ru

Медицинский журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стволовые клетки и регенеративно-пластическая медицина

Использование стволовых клеток в регенеративной медицине

Главная / Полезная информация / Статьи / Общие вопросы
Трансплантация собственных стволовых клеток всё ещё представляется предметом весьма спорным и относительно новым. Первая успешная операция по пересадке человеку стволовых клеток была проведена только в 1998 году в США и была выполнена мальчику, страдающему анемией Фанкони. С тех пор развитие регенеративной медицины неуклонно прогрессирует, врачи ищут новые методы производства стволовых клеток и используют их терапевтические свойства в разных методах лечения.

Стволовые клетки широко используются в регенеративной медицине из-за их двойных свойств — они могут не только делиться, но и превращаться в полноценные клетки других тканей. Цель отбора проб стволовых клеток состоит в том, чтобы изолировать клеточную суспензию, которая вместо повреждения ткани в результате травмы или перегрузки демонстрирует лечебные и регенеративные эффекты.

В лечении стволовыми клетками в области регенеративной медицины используются три метода:

1. Терапия факторами роста — здесь используется насыщенная тромбоцитами плазма;
2. Липотрансфер, то есть трансплантация аутологичной жировой ткани;
3. Терапия стволовыми клетками, взятыми из вашей собственной жировой ткани.

Вышеуказанные методы лечения используются для лечения терапевтических проблем, возникающих по ряду причин, таких как дегенеративные или посттравматические изменения.

Какие есть показания к лечению? Из-за широкого использования в регенеративной медицине, есть много болезней, при которых помогают стволовые клетки. Процедуры с использованием стволовых клеток применяют при лечении артритов и травм мягких тканей, дегенеративных изменений связок и периартикулярных тканей конечностей и позвоночника, посттравматических последствиях. Стволовые клетки также используются в лазерных процедурах, направленных на омоложение кожи — они поддерживают выработку новых волокон коллагена, благодаря которым происходит утолщение, увеличение упругости и улучшение натяжения кожи.

Терапия стволовыми клетками безопасна и минимально инвазивна. Обычно проводится под местной анестезией, благодаря которой пациент не испытывает неприятных ощущений. Стволовые клетки обычно берутся из собственной жировой ткани, так что риск осложнений в виде аллергии, воспаления или отторжения инородных тел сводится к минимуму. Комбинируя эту терапию с другими регенеративными процедурами, вы можете добиться впечатляющих эффектов — например, с помощью процедур, в которых используется насыщенная тромбоцитами плазма.

Масштаб воздействия варьируется в зависимости от возраста пациента и болезней, от которых он страдает. С возрастом процессы старения прогрессируют, качество жировых отложений снижается, поэтому результаты лечения могут быть разными. Перед процедурой важно проконсультироваться с квалифицированным специалистом в рекомендованной клинике — врач исключит все противопоказания, проведёт требующиеся анализы и подготовит пациента к процедуре.

Исследования по получению и использованию стволовых клеток в регенеративной и общей медицине все еще продолжаются. Вполне возможно, что с развитием технологий стволовые клетки будут лечить гораздо более широкий спектр заболеваний, поэтому стоит следить за действиями врачей в этой области.

Стволовые клетки и регенеративно-пластическая медицина

В последние годы популяция стволовых клеток жировой ткани рассматриваются в качестве альтернативы стволовых клеток красного костного мозга. Известно, что жировая ткань превосходит костный мозг по количеству стволовых клеток (СК), по их жизнеспособности и по технически более простому способу получения. Кроме того, СК жировой ткани имеют огромный регенеративный потенциал.

Так, в красном костном мозге взрослого человека на 50 000 – 1 000 000 клеток приходится всего 1 мезенхимальная стволовая клетка, а в жировои? ткани содержание СК составляет 1 на 30–1000 клеток [9].

Из 1 мл жира сразу после забора выделяется около 1 млн СК, через 2 часа — 500 тыс., и спустя 18 часов хранения жира при 4 ºС выделяется около 250 тыс.. Однако, несмотря на разные сроки выделения клеток, их жизнеспособность будет составлять 90–98 %. СК жировой ткани получают без негативного влияния на их количество, функциональную активность и жизнеспособность. У каждого человека есть большой запас СК для лечения, так как в норме жировая ткань составляет до одной четверти массы тела у женщин, и до одной пятой у мужчин.

СК жировой ткани в литературе принято называть ADSC (Adipose Derived Stem Cells). Они входят в состав стромально-васкулярной фракции (SVF) жировой ткани, включающей в себя смесь из различных клеток, в том числе следующих мезенхиальных стволовых клеток:

– преадипоциты <10% (дифференцирование адипоцитов);

– эндотелиальные клетки <10% (ангиогенез);?

– жировые стволовые клетки <10% (дифференцирование в различные виды клеток);

– фибробласты <5% (формирование экстрацеллюлярного матрикса);

– перициты <5% (стабилизация кровеносных сосудов);

– моноциты, макрофаги <40%;

Клетки SVF, располагающиеся вдоль капилляров, являются мультипотентными мезенхимальными (стромальными) стволовыми клетками.

ADSC обладают высокой пластичностью, способны дифференцироваться в хондробласты, остеобласты, фибробласты, адипоциты, миоциты, кардиомиоциты, нейроны, гепатоциты, эндотелиальные клетки и др (рисунок 1). Кроме того, ADSC способны к пролиферации вне зависимости от возраста пациента [3].

Рис. 1. Пролиферация СК жировой ткани.

Сейчас проводится много исследований терапевтического потенциала ADSC. Они касаются применения ADSC для регенерации мягких и скелетных тканей, ишемических повреждений, инфаркта миокарда, при дегенерации межпозвоночных дисков, легочных болезнях и иммунных патологий, включающих волчанку, артрит, болезнь Крона, рассеянный склероз, сахарный диабет и реакцию отторжения трансплантанта.

Показательным является регенеративный эффект трансплантированных ADSC для лечения поврежденных костей при различных дефектах. В одном из исследований на животных аутологичные ADSC были введены в головку бедренной кости. Через два месяца после операции было отмечено ускорение остеогенеза и микроструктуры, замещение костного дефекта [1].

Установлено, что in vitro ADSC могут дифференцироваться непосредственно в эпителиальные клетки или в фибробласты и могут секретировать факторы роста, которые вызывают пролиферацию и миграцию кератиноцитов, фибробластов и эндотелиальных клеток. Применение ADSC для ослабления образования гипертрофированных рубцов, которые возникают из-за аномального отложения внеклеточного матрикса (коллагена) или воспаления, было исследовано на модели гипертрофического рубца уха кроликом путем локально введённой инъекции. Это способствовало заживлению раны без образования гипертрофированного рубца [10].

Активно изучается клеточная терапия в лечении сердечно-сосудистой системы и регенерации тканей миокарда. При исследованиях на животных было выявлено, что трансплантация мезенхимальных стволовых клеток (MSCs) при лечении инфаркта миокарда (ИМ) улучшает функцию левого желудочка [8]. Изучался терапевтический потенциал ADSC при хронической сердечной недостаточности или острого инфаркта миокарда, с помощью внутрикоронарной инъекции ADSC. Через 4 недели после трансплантации клеток ADSC были отмечены улучшения сердечной функции и перфузии [6]. Кроме того, ADSC были рассмотрены как источник интерстициальных клеток для заполнения конструкций сердечного клапана. Было показано, что ADSC могут воспроизводить основные тканевые структуры, которые необходимы для надлежащей функциональности клапана, секретируя коллаген и эластин [5].

Популяции клеток стромально-васкулярной фракции жировой ткани (SVF) стимулируют образование новых кровеносных сосудов ангиогенными механизмами, обеспечивающих образование новых сосудов из уже существующих. Это происходит за счет продуцируемых ADSC факторов роста. Также они обладают васкулогенным потенциалом, то есть становится возможным формирование кровеносных сосудов de novo в постнатальном периоде. Предварительные клинические исследования с помощью клеточных маркеров дают альтернативное объяснение увеличения плотности сосудов, обработанных SVF. Установлено, что новые сосуды происходят из популяции инъецированных клеток SVF и что клетки проявляют способность самостоятельно собираться в новые сосуды: артериолы, венулы и капилляры [4]. Предполагается, что клетки SVF обеспечивают оптимальное микроокружение для реформирования многоклеточных сосудистых компонентов, включая эндотелиальные клетки, клетки гладкой мускулатуры, перициты, жировые клетки, и дополнительные иммунные и стромальные клетки.

Читайте так же:
Применение соды во время беременности

Одним из послеоперационных осложнений является некроз участка кожи из-за недостаточного кровоснабжения. В эксперименте на различные некротические участки кожи были нанесены солевой раствор, гель стромально-васкулярной фракции (SVF-гель) и клетки стромально-васкулярной фракции. На 14 день исследования участки кожи, обработанные SVF-гелем показали наибольший регенеративный потенциал. Некроз значительно уменьшился за счет ангиогенеза. Гель стромально-васкулярной фракции получают из жирового аспирата, путем центрифугирования и экскрузии, осаждая адипоциты. С помощью этого метода получают высокую концентрацию SVF, в том числе и СК жировой ткани, без использования ферментов. Главная особенность SVF-геля — это способность локализоваться в месте инъекции, тогда как без его применения большинство клеток SVF мигрируют через 1 час после введения инъекции в мягкие ткани [7].

Изначально изучение стволовых клеток жировой ткани началось и применялось для омоложения кожи лица, рук, морщин, коррекции объема и неровностей на бедрах, ягодицах, животе и других частях тела. Так же увеличения губ, усиления роста жидких волос и реконструкции груди после мастэктомии. Эта область применения ADSC хорошо изучена, и активно применяется в регенеративной медицине.

ADSC могут быть выделены в течение часа из аспирата жировой? ткани пациента. Далее клеточная суспензия, без этапа культивирования, вновь смешивается с оставшимся жировым аспиратом и вводится пациенту. Большинство методов эстетической медицины основанных на применении стволовых клеток занимают от нескольких днеи? до недель. Необходимое количество ADSC описанным выше методом можно получить за одну хирургическую процедуру. Это позволяет проводить оперативное вмешательство достаточно быстро, и получать аутогенные СК прямо в операционной [9].

Применение ADSC для восстановления молочной железы требует особого внимания. Считается, что ADSC усиливают рост опухолевых клеток и метастазирование. Было установлено, что необлученные или с более низкими дозами облучения ADSC, улучшали рост опухолевых клеток, тогда как использование более высоких доз облучения приводило к существенному ингибированию роста опухолевых клеток (Таблица 1). Вне зависимости от дозы облучения, ADSC уменьшают выживаемость не облученных ранее опухолевых клеток. Также ADSC без предварительного облучения обеспечивают радиозащитный эффект для опухолевых клеток молочной железы, тогда как предварительно облученные не дают этого радиозащитного эффекта [2].

ADSC с более низкими дозами облучения или необлученные

Активирование роста опухолевых клеток

ADSC с высокими дозами облучения

Ингибирование роста опухолевых клеток

Табл. 1. Взаимодействие ADSC и опухолевых клеток молочной железы

При невозможности контроля окончательной дифференцировки ADSC не в опухолевые клетки необходимо рекомендовать их предварительно облучение. Трансплантированные пациенту перед радиотерапией ADSC оказывают радиозащитный эффект. Также ADSC, в зависимости от полученной дозы облучения, оказывают противоположный эффект на опухолевые клетки. Низко облученные или необлученные ADSC стимулируют рост опухолевых клеток. ADSC, получившие высокие дозы облучения перед трансплантацией ингибировали рост опухолевых клеток.

Выше сказанное подчеркивает важность дальнейших исследований влияния ADSC на рост опухоли и метастазирования при лучевой терапии.

МЕЗЕНХИМАЛЬНЫЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ ЖИРОВОЙ ТКАНИ: СОВРЕМЕННЫЙ ВЗГЛЯД, АКТУАЛЬНОСТЬ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ В ПЛАСТИЧЕСКОЙ ХИРУРГИИ

На сегодняшний день аутотрансплантация жировой ткани является самой популярной тематикой для научных исследований в области пластической хирургии и регенеративной медицины. Трансплантация жировой ткани получила широкое признание как общепринятая техника для увеличения объема мягких тканей или для заполнения дефектов мягких тканей, обусловленных травмой или процессами старения. Инъекции аутологичного жира широко применяются в пластической хирургии и регенеративной медицине, так как иногда выполняемые пересадки дают непредсказуемый и слишком кратковременный результат из-за частичного некроза или прогрессивной резорбции жировой ткани (от 20 до 60%, по данным различных авторов). Многие ученые, занимающиеся пластической хирургией по всему миру (США, Европа, Китай, Япония), пересмотрели свои взгляды на проблему пересадки собственной жировой ткани в связи с достижениями в области клеточных технологий. В настоящее время основным объектом изучения в данной области являются факторы роста, которые могут повлиять на степень приживаемости жировой ткани и сделать ее более предсказуемой. В данном обзоре литературы обсуждаются экспериментальные исследования, сосредоточенные на изучении ангиогенных свойств СКЖТ (стволовые клетки жировой ткани) и СВКФ (стромально-васкулярная клеточная фракция), а также возможности их использования для стимуляции неоваскуляризации и улучшения выживаемости жировых трансплантатов в пластической хирургии и регенеративной медицине. Приведены результаты исследований по приживаемости жировых аутотрансплантатов на животных и результаты клинических исследований при сочетании различных методов, улучшающих васкуляризацию жировой ткани

Ключевые слова

Об авторах

к. м.н., ассистент кафедры пластической хирургии ФППОВ ГБОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова»

младший научный сотрудник кафедры пластической хирургии ФППОВ ГБОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова»

соискатель степени кандидата медицинских наук кафедры пластической хирургии ФППОВ ГБОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова»

соискатель степени кандидата медицинских наук кафедры пластической хирургии ФППОВ ГБОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова»

Список литературы

1. Carpaneda C. A., Ribeiro M. T. Percentage of graft viability versus injected volume in adipose autotransplants. Aesthetic Plast Surg. 1994;18:17–9.

2. Neuber G. Uber die Wienderanheilung vollstandig vom Korper getrennter, die ganze Fettschicht enthaltender Hautstucke. Zbl f Chir. 1893;30:16.

3. Czerny V. Plastischer Ersatz der Brustdruse durch ein Lipom. Arch f klin Chir. 1895;50:544.

4. Lexer E. Die freien Transplantationen. Stuttgart, Enke, 1919.

5. Peer L. A. Transplantation of Tissues. Baltimore: Williams & Wilkins, 1955.

6. Yoshimura K., Sato K., Aoi N., Kurita M. Cell-assisted lipotransfer for cosmetic breast augmentation: supportive use of adipose-derived stem/stromal cells. Aesthetic Plast Surg. 2008;32:48–57. DOI: 10.1007/s00266–007–9019–4

7. Boschert M. T., Beckert B. W., Puckett C. L., Concannon M. J. Analysis of lipocyte viability after liposuction. Plast Reconstr Surg. 2002;109:761–7.

8. Nguyen A., Pasyk K. A., Bouvier N., Hassett C. A., Argenta L. C. Comparative study of survival of autologous adipose tissue taken and transplanted by different techniques. Plast Reconstr Surg. 1990;85:378–89.

9. Ramon Y., Shoshani O., Peled I. J., Gilhar A., Carmi N., Fodor L., et al. Enhancing the take of injected adipose tissue by a simple method for concentrating fat cells. Plast Reconstr Surg. 2005;115 (1):197–203. DOI: 10.1097/01.PRS.0000145713.49152.77

Читайте так же:
Нарушение сна и бодрствования: причины, симптомы, диагностика, лечение

10. Gonzalez-Rey E., Gonzalez M. A., Varela N., O’Valle F., Hernandez-Cortes P., Rico L., et al. Human adipose-derived mesenchymal stem cells reduce inflammatory and T cell responses and induce regulatory T cells in vitro in rheumatoid arthritis. Annals of the Rheumatic Diseases. 2010;69 (1):241–8. DOI: 10.1136/ard.2008.101881.

11. Garcia-Olmo D., Garcia-Arranz M., Herreros D. Expanded adipose-derived stem cells for the treatment of complex perianal fistula including Crohn’s disease. Expert Opinion on Biological Therapy. 2008;8:1417–23. DOI: 10.1517/14712598.8.9.1417

12. Riordan N. H., Ichim T. E., Min W. P., Wang H., Solano F., Lara F., et al. Nonexpanded adipose stromal vascular fraction cell therapy for multiple sclerosis. J Transl Med. 2009;7:29. DOI: 10.1186/1479–5876–7-29.

13. Mesimäki K., Lindroos B., Törnwall J., Mauno J., Lindqvist C., Kontio R., et al. Novel maxillary reconstruction with ectopic bone formation by GMP adipose stemcells. Int J Oral Maxillofac Surg. 2009 Mar;38 (3):201–9. DOI: 10.1016/j.ijom.2009.01.001.

14. Lindros B., Suuronen R., Miettinen S. The potential of adipose stem cells in regenerative medicine. Stem Cell Rev. 2011 Jun;7 (2):269–91. DOI: 10.1007/s12015–010–9193–7

15. Терских ВВ., Киселева Е. В. Биологические особенности и терапевтический потенциал стромальных клеток жировой ткани. Обзор. Пластическая хирургия и косметология. 2010;4:613–21.

16. Oedayrajsingh-Varma M. J., van Ham S. M., Knippenberg M., Helder MN, Klein-Nulend J, Schouten TE., et al. Adipose tissue-derived mesenchymal stem cell yield and growth characteristics are affected by the tissue-harvesting procedure. Cytotherapy. 2006;8 (2):166–77.

17. Poznanski W. J., Waheed I., Van R. Human fat cell precursors: Morphologic and metabolic differentiation in culture. Lab Invest. 1973; 29:570–6.

18. Zuk P. A., Zhu M., Ashjian P. Human adipose tissue is a source of multipotent stem cells. Molecular Biology of the Cell. 2002;13 (12):4279–95. DOI: 10.1091/mbc.E02–02–0105.

19. Dominici M., Le Blanc K., Mueller I., Slaper-Cortenbach I., Marini F., Krause D., et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International society for cellular therapy position statement. Cytotherapy. 2006;8 (4):315–7. DOI: 10.1080/14653240600855905.

20. Brown S. A., Levi B., Lequex C., Wong V. W., Mojallal A., Longaker M. T. Basic science review on adipose tissue for clinicians. Plast Reconstr Surg. 2010;126 (6):1409– 22. DOI: 10.1097/PRS.0b013e3181f44790.

21. Gimble J., Guilak F. Adipose-derived adult stem cells: isolation, characterization, and differentiation potential. Cytotherapy. 2003;5:362–9. DOI: 10.1080/14653240310003026.

22. Wosnitza M., Hemmrich K., Groger A., Pallua N. Plasticity of human adipose stem cells to perform adipogenetic and endothelial differentiation. Differentition. 2007;75 (1):12–23. DOI: 10.1111/j.1432–0436.2006.00110.x.

23. Matsumoto D., Sato K., Gonda K. Cell-assisted lipotransfer: supportive use of human adipose-derived cells for soft tissue augmentation with lipoinjection. Tissue Engineering. 2006;12:3325–82. DOI: 10.1089/ten.2006.12.3375.

24. Киселева Е. В., Васильев А. В. Мультипотентные клетки стромы жировой ткани. Биология стволовых клеток и клеточные технологии. Под ред. М. А. Пальцева. Том 2. М.: Издательство «Медицина», Издательство «Шико», 2009. С. 124–63.

25. Артемьев А. А. Липофилинг с обогащением жира стволовыми клетками. Обзор. Пластическая хирургия и косметология. 2010;2:205–7.

26. Кец Б. И., Сейдик Н. С. Коррекция контуров тела. М.: Рид Элсивер, 2011. С. 36–51.

27. Zhu M., Zhou Z., Chen Y., Schreiber R., Ransom J. T., Fraser J. K., et al. Supplementation of fat grafts with adipose-derived regenerative cells (ADRCs) improves long-term graft retention. Ann Plast Surg. 2010 Feb;64 (2):222–8. DOI: 10.1097/SAP.0b013e31819ae05c.

28. Liu B., Tan X. Y., Liu Y. P., Xu X. F., Li L., Xu H. Y., An R., Chen F. M. The adjuvant use of stromal vascular fraction and platelet-rich fibrin for autologous adipose tissue transplantation. Tissue Eng Part C Methods. 2013 Jan;19 (1):1–14. DOI: 10.1089/ten.

Для цитирования:

Старцева О.И., Мельников Д.В., Захаренко А.С., Кириллова К.А., Иванов С.И., Пищикова Е.Д., Даштоян Г.Э. МЕЗЕНХИМАЛЬНЫЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ ЖИРОВОЙ ТКАНИ: СОВРЕМЕННЫЙ ВЗГЛЯД, АКТУАЛЬНОСТЬ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ В ПЛАСТИЧЕСКОЙ ХИРУРГИИ. Research’n Practical Medicine Journal. 2016;3(3):68-75. https://doi.org/10.17709/2409-2231-2016-3-3-7

For citation:

Startseva O.I., Melnikov D.V., Zakharenko A.S., Kirillova K.A., Ivanov S.I., Pischikova E.D., Dashtoyan G.E. MESENCHYMAL STEM CELLS OF ADIPOSE TISSUE: A MODERN VIEW, THE RELEVANCE AND PROSPECTS OF APPLICATION IN PLASTIC SURGERY. Research and Practical Medicine Journal. 2016;3(3):68-75. (In Russ.) https://doi.org/10.17709/2409-2231-2016-3-3-7

alt=»Creative Commons License» width=»» />
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

«Явление древнее, даже античное»: российский учёный — о регенеративной медицине и лечении стволовыми клетками

— Павел Игоревич, что такое регенеративная медицина? Многие слышали о пользе стволовых клеток, о перспективных генетических исследованиях, но далеко не все знают, чем конкретно это инновационное направление научной деятельности может быть полезно человечеству.

— Как ни парадоксально, регенеративная медицина — явление древнее, даже античное. Ещё Аристотель писал о том, что прикладывание костного мозга к ранам и переломам у человека может ускорить их заживление. Эмпирически идея о том, что клетки могут быть лекарством, не нова. Человечество всегда пыталось использовать регенеративный потенциал организма. В Средние века были подходы, напоминающие современную тканевую инженерию. Врачи пересаживали мягкие ткани с плеча для восстановления обезображенных структур лица.

— И при этом они не знали, что такое клетки?

— Не знали определения «клетка», но задолго до формулирования положений клеточной теории люди понимали, что тело способно к восстановлению после травм. Впрочем, самого открытия, что организмы состоят из клеток, а клетка есть малейшая единица жизни, было недостаточно. Дальше надо было открыть клетку стволовую, что удалось в начале ХХ века русскому учёному Александру Максимову. Именно стволовая клетка и является основой всех регенеративных процессов в нашем организме.

Когда мы говорим о регенерации, то сразу вспоминаем про тритонов и морских звёзд, саламандр, с завистью на них смотрим и задаём вопрос: «Почему мы не регенерируем?» На самом деле человеческий организм очень серьёзно регенерирует и делает это постоянно! Например, красный костный мозг весом всего в полтора килограмма даёт почти шесть тонн клеток крови. То есть мы постоянно обновляемся.

— Но всё же не столь успешно, как тритоны и саламандры.

— При катастрофах, болезнях и травмах, мы, конечно, так не регенерируем, но на протяжении всей жизни производим огромное количество клеточного материала, а при болезни или травме пытаемся восстановить структуру ткани. Это как раз возможно за счёт стволовых клеток, которые находятся практически во всех тканях нашего организма.

  • Стволовые клетки
  • © Science Photo Library / Getty Images Plus
Читайте так же:
Мазь от ушибов для спортсменов : инструкция по применению

Этот своего рода резерв и есть стволовые клетки, которые сохранились с внутриутробного периода. Они позволяют поддерживать структуру органа или ткани на протяжении всей жизни, давая новые клетки взамен отмерших естественным путём. В случае катастрофы этот резерв активируется и пытается восстановить хоть какое-то количество материи, нужной для функционирования этого органа.

— Что представляет собой регенеративная медицина в современном виде?

— Регенеративная медицина включает в себя несколько направлений. Клеточная терапия — лечение с использованием стволовых клеток. Терапия генная, где мы пытаемся управлять генами в клетках или использовать сами гены как целебное начало. Тканевая инженерия — создание искусственных органов или тканей из клеток. Сейчас также зародилось направление, которое можно условно назвать регенеративной фармакологией. Это регенеративная медицина без культивирования клеток.

— Понятно, что человечеству всё это нужно, но возникает вопрос о безопасности новых технологий.

— Во всём мире методы регенеративной медицины отнесены к терапии высокого риска. Это говорит о том, что мы ещё слишком мало времени работаем в этой области. Напомню, за много веков развития фармакологии было сделано много ошибок при разработке лекарств, пока не сформировались современные правила их создания и тестирования.

Регенеративной медицине в современном виде около 25 лет, и мы пока не всё знаем об отдалённых последствиях, о том, что будет с пациентами ещё через 20—30 лет. Тем более что это не фармакология, где есть лекарство, его мишень и описываемые эффекты. В случае со стволовыми клетками мы дёргаем за одну струну и не можем предсказать уверенно, сколько ещё струн ответят на наше воздействие. Поэтому мы должны перестраховываться, чтобы не навредить пациенту.

— В каком случае применяются методы регенеративной медицины?

— Регенеративная медицина — это серьёзное вмешательство в организм, и оно должно быть оправданно. Речь идёт о заболеваниях, где у пациента очень низкие шансы на выживание при других, «не регенеративных» методах лечения. Это онкология, тяжёлые наследственные заболевания, орфанные болезни, при которых часто страдают и погибают молодые люди и детки, например.

«Мозг мы используем на 100%»: российский нейробиолог — о работе памяти и воспитании гениев

Если речь идет о необратимо ведущем к смерти и прогрессирующем заболевании, то мы готовы этично вмешаться. В какой-то мере это регенерации после травм, которые приводят к очень тяжёлой жизни для пострадавшего. Например, при дефектах мягких тканей лица после автомобильной катастрофы, или при нарушении целостности важного органа после операции по удалению опухоли.

— А что в принципе разрешено и что запрещено в регенеративной медицине?

— Ограничения есть, и их всё больше. Первое — нельзя лечить технологиями и методами, которые не проверены на животных, то есть не выполнены доклинические исследования. Это должны быть конкретные клеточные или генные продукты, тщательно проверенные и строго стандартизированные, как и любое лекарственное средство.

Второе — в абсолютном большинстве стран не допускается использование эмбриональных клеток, запрещено создание эмбрионов для разрушения и получения клеточных продуктов с целью лечения.

Также продолжается спор о редактировании генома для лечения, которое ограничивается в большинстве стран. Многие известные мне специалисты придерживаются позиции, что совсем это запрещать нельзя, потому что технология перспективная, но временное ограничение необходимо, пока мы не разберёмся с последствиями, рисками и этическими вопросами.

— Каким образом эта сфера регулируется?

— Понятно, что учёные разрабатывают новые технологии, ставят эксперименты, изучают законы функционирования клетки. Это отдельная область фундаментальной науки. Но всё, что касается лечения человека и вмешательства в его здоровье, регулируется профильными органами исполнительной власти.

В России есть федеральный закон «О биомедицинских клеточных продуктах» (№180-ФЗ), которому уже два года. С его помощью регулируется всё, что касается клеточной терапии и стволовых клеток, и по нему нам жить и развивать это направление.

— Скажите, а вы занимаетесь культивированием стволовых клеток? Чем ещё интересна ваша лаборатория? Какие проекты наиболее значимы?

— При разработке препаратов для клеточной терапии мы используем стволовые клетки взрослого организма, которые выделяем из жировой ткани, из кожи. Так как стволовые клетки могут стимулировать рост нервов и сосудов, мы в экспериментах на животных успешно разработали технологию для лечения повреждений нерва и несколько способов стимуляции роста кровеносных сосудов.

Нами разработан метод для лечения дефектов кожи с помощью тканеинженерных конструкций в виде пластов. Также мы в лаборатории задались вопросом, почему у человека после повреждения внешних и внутренних органов формируются рубцы и шрамы, а не здоровая ткань, и можно ли это как-то изменить. Ведь в костях, например, после травмы шрамы и рубцы не формируются.

  • Благодаря генной терапии учёные научились эффективно лечить гемофилию
  • globallookpress.com
  • © Robert Michael/dpa

А ещё у женщин есть клетки эндометрия, которые, подобно печени Прометея, способны отрастать снова и снова в конце каждого месячного цикла. Теперь мы пытаемся понять, чем отличаются такие клетки, почему рубец не формируется, как это регулируется, как заставить другие ткани вести себя похожим образом. Отвечать на эти вопросы помогают исследования, которые мы проводим при поддержке Российского научного фонда.

«Разум — это персонализация мозга»: британский нейрофизиолог — о природе сознания и о чувстве любви

Сейчас мы также начинаем работу над селезёнкой. Это один из немногих органов, для которого характерно явление эктопии, то есть «отрастания» вне исходного места. В литературе описан случай, при котором после травмы живота селезёнку не удалили, а потом в брюшной полости обнаружили маленькие дополнительные селезёнки, которые сформировались из пролившегося внутреннего содержимого этого органа. И мы сейчас активно задаём себе вопросы, как работают эти уникальные механизмы регенерации и как научить другие органы лучше восстанавливаться.

— Получается, что человечество ещё только в самом начале этого пути? Каковы перспективы лечения стволовыми клетками?

— Если говорить о фундаментальной клеточной биологии, то она дала огромное количество ответов, раскрыла совершенно великие тайны. Но в отношении того, как эти механизмы использовать для лечения человека, можно сказать, что мы действительно в самом начале пути.

Главная идея, что стволовая клетка всё умеет сама, не сработала. Огромное количество клеточных препаратов провалилось, потому что стволовая клетка хорошо работает в ткани на своём месте, а вне этого контекста теряет управление, программу, свои уникальные свойства. Исходная методология была выбрана не идеально, и нам нужна регенеративная медицина 2.0, к которой мы сейчас приближаемся.

Именно поэтому появилось перспективное направление регенеративной фармакологии, которое пытается «достучаться» до стволовой клетки прямо в ткани и помочь ей выжить при повреждении и создать новую ткань вместо погибшей.

Читайте так же:
Как отучить ребенка от вредных привычек?

— Что с помощью регенеративной медицины можно вылечить уже сейчас?

— Благодаря генной терапии научились эффективно лечить гемофилию. С помощью вирусов в печень доставляется нормально работающий ген фактора свёртывания крови, и у пациентов настолько нормализуется гемостаз, что они больше не нуждаются в пожизненных инъекциях белкового препарата, имеющего очень высокую стоимость.

Блестящие результаты получены в детской онкологии: с помощью противоопухолевых лекарств удалось вызвать длительные эффективные ремиссии у детей с лейкозами. Есть успехи при лечении стволовыми клетками инсультов и аутоиммунных болезней.

  • Клетка выращивается вне организма с помощью 3D-технологии
  • globallookpress.com
  • © Waltraud Grubitzsch/ZB

В тканевой инженерии успешно проводится восстановление ушей, пластика половых органов, кишки, мочевого пузыря, мочевыводящих каналов. Для этого полимерная конструкция засевается клетками самого пациента, подшивается на нужное место, и ею можно пользоваться долгие годы.

Есть прогресс в лечении нарушений функций сердца. В Японии проводилась клеточная терапия среди пациентов, которые из-за сердечной недостаточности были вынуждены использовать вспомогательное устройство — портативный насос, помогающий качать кровь. В результате терапии сократительная функция сердца увеличилась, и насосы стали не нужны, они смогли обходиться своим сердцем.

— И у нас много пожилых и даже молодых людей, которые столкнулись с похожими проблемами. Насколько доступна клеточная терапия сейчас и когда будет доступна повсеместно?

— В России регенеративная медицина развивалась долгие годы вне контекста регулирования, который существует сейчас. Поскольку правовое поле только сформировалось, у нас нет ещё зарегистрированных клеточных продуктов. Это процесс не быстрый, может занять 5—7 лет. Во всём мире сейчас клеточные продукты очень дороги, и позволить их себе могут немногие. Стоимость лечения оплачивается по страховкам, покрывается благотворительными фондами, которые помогают пациентам с конкретной патологией.

Тем не менее надо сказать, что без богатого опыта многих поколений клеточных биологов, врачей-гематологов, биохимиков и эмбриологов, который предшествовал формальным вопросам, у нас не было бы такого количества эффективно работающих научных групп. Многие из них сейчас готовятся перевести свои перспективные разработки из эксперимента в доклинические исследования, чтобы потом дать нам новые прорывные технологии и продукты.

— Можете дать прогнозы на ближайшее будущее?

«Прогресс налицо»: нобелевский лауреат 2015 года — о борьбе с раком, вечной жизни и будущем российской науки

— Эта область однозначно во всём мире будет развиваться, потребность в ней будет велика. Мы прошли через ряд разочарований. Многие ожидали, что стволовые клетки смогут вызвать полную регенерацию мозга, остановить процесс гибели миокарда или вызвать его полное восстановление после инфаркта. Этого не случилось, простым путём не сработало. Благотворный эффект, конечно, был, но зачастую сопоставимый с методами лечения без использования клеток.

Дальше уже пошли ухищрения, физиологически оправданные вмешательства в клетку. В ближайшие пять лет отрасль будет расти, доступность технологий будет увеличиваться. В России, думаю, будут завершены доклинические исследования и начаты клинические. Надеюсь, государство найдёт на это деньги, и все, кто нуждается в наших технологиях и продуктах, получат их в нужном количестве.

Нам нужна стабильность, которую может обеспечить симбиоз науки, инвестиций и государственных интересов. Тогда мы сможем решать очень серьёзные задачи, не будем отставать от Европы.

Вопреки распространённому убеждению, на Западе тоже не всё так гладко. Продукты появляются, потом сходят с дистанции. Перспективные проваливаются, а бесперспективные «выстреливают» . Никто в мире ещё не знает в точности, как развивать регенеративную медицину, все набивают шишки. Главное, чтобы эти шишки набивали только мы, а не пациенты.

Что такое регенеративная медицина

Несколько десятков лет назад возможность компенсировать функции утраченных органов или полностью заменить их казалась казуистикой. За десятилетия медицина продвинулась так далеко, что уже активно обсуждаются полное избавление человека от заболеваний и продление жизни. Регенеративная медицина получила не только признание, но и большие инвестиции вкупе с государственной поддержкой.

Регенеративная медицина

Регенерация — это процесс восстановления клеток, тканей и органов.

Регенерация как возможность сохранения здоровья

Человеку свойственна регенерация. До 11 лет организм способен восстановить утраченный кончик пальца, на протяжении всей жизни — заживлять повреждения мягких тканей и переломы.

Ее задача — научить стволовые клетки дифференцироваться в специализированные, которые полностью восстановят функцию утраченных органов.

Исторические факты

Впервые этот термин был использован в 1992 г. Леландом Кайзером. Он описал медицину будущего и возможность избавления от хронических заболеваний.

Дальнейшие опорные моменты развития отрасли можно представить следующим образом:

  • 1995-1998 гг. — выделение эмбриональных половых клеток;
  • 2008 г. — первая трансплантация стволовых клеток для восстановления трахеи и бронхов;
  • 2009 г. — основание фонда SENS, занимающегося восстановлением живых клеток для лечения старения;
  • 2014 г. — трансплантация пигментного слоя сетчатки глаза.

Факты

В 2014 году была проведена трансплантация пигментного слоя сетчатки глаза.

Сегодня вопросы восстановления регенерации изучаются во всех развитых странах мира.

Работает свыше 2000 научных центров, открытия разной степени важности регистрируются практически ежедневно.

Что такое регенеративная медицина

Регенеративная медицина — новый метод лечения, способный восстановить целостность разрушенных болезнью или травмой органов при использовании стволовых клеток животного или человека.

Направление располагается на стыке биологии, генной инженерии и практической медицины. В ближайшие годы отрасль может полностью изменить жизнь людей, избавив их от хронических и неизлечимых патологий, продлив им молодость.

Классы стволовых клеток

В зависимости от источника получения, начальные клетки можно классифицировать следующим образом:

  1. Эмбриональные. Образуют эмбриобласт. Их нельзя отделить от самого человека.
  2. Фетальные. Получаются из плодного материала (после аборта). Частично дифференцированы, могут стать узким типом тканей.
  3. Постнатальные (зрелые). Служат для получения ограниченного числа тканей.

Стволовые клетки

Эмбриональные клетки нельзя отделить от человека.

Также возможно подразделение клеток (и, соответственно, способа трансплантации) на аутологичные и аллогенные. Критерий классификации — принадлежность организму.

Аутологичные

Представляют из себя собственные клетки человека. При аутологичной трансплантации они изымаются, хранятся некоторое время, а затем возвращаются. Чаще трансплантируются гемопоэтические и сердечные клетки, используемые для лечения дегенерации миокарда.

Аллогенные

При аллогенной трансплантации в роли донора и реципиента выступают разные люди.

Основными источниками при этом являются:

  • периферическая кровь;
  • костный мозг;
  • пуповинная кровь.

Аллогенные

Аллогенная трансплантация клеток — наиболее радикальный метод терапии.

Аллогенная трансплантация всегда сопряжена с рисками. Современная регенеративная медицина смогла снизить вероятность отторжения с 70-90% до 10-50%.

Виды стволовых клеток

В зависимости от потентности (способности производить другие типы клеток), клетки бывают:

  • тотипотентными (дифференцируются в эмбриональные и экстраэмбриональные ткани);
  • плюрипотентными (преобразуются в новые ткани, за исключением экстраэмбриональных);
  • мультипотентными (дают начало малому кругу тканей);
  • олигопонентными (дифференцируются в близкие по свойствам типы клеток).
Читайте так же:
Лечение атопического дерматита : лекарственное, физиотерапевтическое и санаторно-курортное

Несмотря на разнообразие, широкое практическое применение в медицине нашли только мультипотентные. Они и служат предметом большинства научных исследований.

Типы мультипотентных стволовых клеток

Мультипотентные клетки подразделяются на:

  1. Гемопоэтические. Дают начало всем клеткам крови. Главным их источником является костный мозг.
  2. Мезенхимальные стромальные. Могут преобразовываться в остеобласты, хондроциты и адипоциты. Добываются из костного мозга и жировой ткани.
  3. Тканеспецифичные прогениторные. Являются малодифференцированными. Отвечают за обновление клеточной популяции 1 типа тканей.

Типы стволовых клеток

Типы стволовых клеток.

Мультипотентные клетки содержат фактор роста и могут модулировать воспалительную реакцию, способны самостоятельно переходить в ткани. Поэтому они привлекают внимание травматологов, проктологов и общих хирургов всего мира.

Жировая ткань в регенеративной терапии

Жировая ткань — второй по важности источник мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК).

Жировое депо имеет массу преимуществ по сравнению с костным мозгом. Среди них:

  • простота взятия материала;
  • высокая пролиферация;
  • активная дифференцировка.

Жировая ткань

Жировая ткань — важный источник стромальных клеток.

Клетки жировой ткани перед введением в организм требуют тщательного и длительного выделения и культивирования в питательных средах.

Их использование без предварительного выращивания не оправдано.

Применение регенеративной медицины для лечения заболеваний

Отрасль реализует себя, когда остается мало шансов не только на выздоровление, но и на сохранение жизни. Основными пациентами являются лица с онкологическими и наследственными патологиями, орфанными болезнями.

Все чаще технологии регенеративной медицины используют для эстетических и косметологических целей. Они позволяют устранить дефекты после массивных операций и травм.

Диабет

Стволовые жировые клетки могут быть внедрены в печень. После трансплантации они начинают делиться и вырабатывать инсулин — основной гормон поджелудочной железы.

Диабет

При диабете стволовые клетки внедряют в печень.

Печень компенсирует эндокринную функцию панкреатической железы, позволяя облегчить течение сахарного диабета или вылечить его. На сегодня исследования выполнялись только на грызунах.

Гепатология

ММСК костного мозга оправдали себя при использовании с целью запуска регенерации клеток печени. Технология позволяет полностью восстановить функцию гепатоцитов при тяжелых формах печеночной недостаточности (жировом гепатозе, циррозе).

Сердечно-сосудистые болезни

Пересадка юных клеток из сердца свиньи позволяет устранить дегенеративные изменения миокарда человека после перенесенной ишемии. Технология основана на идентичности свиного и человеческого сердец и ждет исследований на людях. Способ позволит вылечить неподдающуюся медикаментозной терапии аритмию или сердечную недостаточность.

Сердечно-сосудистые болезни

Пересадка клеток из сердца свиньи помогает при сердечно-сосудистых болезнях.

Глазные болезни

Регенерация используется для устранения врожденных и приобретенных дефектов роговицы глаза. Технология применяется в целях терапии ожогов и рубцов (после тяжелых травм и инфекционных заболеваний) роговицы.

Нервные болезни

Опыты на крысах и мышах демонстрируют способность эмбриональных клеток возвращать подвижность парализованным конечностям. В экспериментах ученые вводили их грызунам прямо в спинной мозг. Методика ждет признания и исследования на людях. Она поможет бороться с остаточными явлениями после инсульта.

Нервные болезни

Эмбриональные клетки возвращают подвижность парализованным конечностям.

Ортопедия и травматология

Сегодня медицина уже способна искусственно создавать протезы хрящей и суставов, выращивать их внутри организма. Для этого применяются аутологичные регенеративные концентраты. Опробовано восстановление тканей не только опорно-двигательного аппарата, но и внутреннего уха и глаза.

Стоматология

Медикаменты на основе аллогенных фибробластов и кератиноцитов человека, бычьего коллагена могут быть введены в ткани челюстно-лицевой области. Данный метод восстанавливает целостность мягких тканей десны и челюстей без лоскутных пересадок.

Стоматология

Медикаменты вводят в ткани челюстно-лицевой области.

Косметология

Плазма, обогащенная тромбоцитами, и мезенхимальные клетки используются для избавления от признаков старения кожи. После их введения запускаются процессы регенерации, синтеза коллагеновых и эластиновых волокон. Кожа становится гладкой и эластичной, мелкие морщины разглаживаются.

Уретропластика

Использование трансинженерных систем для запуска регенерации уротелия позволяет полностью восстановить проходимость протоков мочевыделительной системы и функцию эпителия. Направление применяется для устранения дефектов эпителия, полученных в ходе поражения конкрементами, инородными телами или опухолью.

Уретропластика

Уретропластика — операция по восстановлению проходимости мочеиспускательного канала.

Облысение

Ученые научились внедрять клонированные волосяные фолликулы в очаги облысения волосистой части головы. Затем в зоне вмешательства выполняется стимуляция, запускается рост волос. Можно полностью излечить наследственное облысение, которое не реагирует на лечение.

Лидеры в области регенеративной медицины

В мире зарегистрировано свыше 700 крупных научно-исследовательских центров, занимающихся вопросами регенерации. Большая часть сосредоточена в Северной Америке. Суммарный объем инвестиций в год превышает $14 млрд. 70% капитала сосредоточено в США.

Рынок находится на этапе зарождения, выделить лидеров пока сложно. Аналитики прогнозируют быстрый рост объема инвестиций всех компаний, расположенных преимущественно на территории США.

Спрос на донорские органы

Сегодня в мире спрос на донорские органы чрезвычайно высок. Например, только в России ежегодно требуется свыше 18 000-25 000 трансплантаций органов. Однако только 5-10% больных получают необходимую помощь.

Донорские органы

Спрос на донорские органы очень высокий.

Направление тормозится ввиду этических и моральных аспектов, которые в некоторых странах установлены на законодательном уровне.

Вопросы морального характера

Дифференцированные стволовые клетки помогают побороть рак и заболевания крови, но их количество и области внедрения ограничены. Наиболее ценным источником считаются эмбрионы, однако юридические и моральные нормы не позволяют добывать из них клетки в неограниченном количестве. Большинство исследований пока ограничиваются организмами животных.

Доступные аптечные препараты

Для лечения большого числа патологий выпускаются такие препараты:

  1. Холоклар. Используется для лечения недостаточности лимбальных клеток и ожогов.
  2. Гемацелл. Предназначен для терапии ишемической болезни сердца и цирроза печени.
  3. АСТ-20. Хорошо зарекомендовал себя для облегчения состояния при тяжелой пневмонии (COVID-19).
  4. Hearticellgram-AMI. Показан при циррозе печени.
  5. Неоваскулген. Используется для лечения ишемии нижних конечностей.
  6. Apigreaf. Восстанавливает целостность кожи после ожогов и травм.

Аптечные препараты

Для лечения патологий используются препараты.

Рынок медикаментов расширяется рекордными темпами. Сейчас свыше 5 000 препаратов проходят регистрацию.

Медицинские учреждения

Научно-исследовательские центры и организации практической медицины расположены по всему миру. Большая их часть сосредоточена на территории Европы и Северной Америки. В России функционирует свыше 45 структур, занимающихся изучением и внедрением в лечебную работу последних достижений медицины в области регенерации.

Перспективы лечения стволовыми клетками

Медицина уже способна избавить человека от цирроза или последствий инфаркта миокарда, восполнить грубые дефекты после травм или операций, компенсировать пороки развития внутренних органов, вновь подарить сенсорные функции.

Отрасль имеет большие перспективы развития и ставит перед собой запредельные задачи (достижение абсолютного здоровья и бессмертия, избавление от страданий), которые скоро могут стать реальностью.

Прогнозы на ближайшее будущее

По оценкам ученых, направление будет стремительно развиваться. Уже через 5-10 лет последуют открытия, которые перевернут традиционное понимание человеческого существования.

Главное — создать условия для доминирования науки, привлечения инвестиций. Это невозможно без строго государственного регулирования и поддержки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию