Применение терапии стволовыми клетками к аутизму, заболеванию, которым страдает примерно каждый 144-й ребенок, может стать возможностью победить саму глубинную причину этого заболевания, - заявил доктор Ганн Чен, один из международных научных советников Института.
Да, во многих клиниках годами применялись стволовые клетки взрослых, но ни одна из этих клиник не озаботилась тем, чтобы опубликовать научную базу своих работ и открытий в признанном рецензируемом научном журнале.
В результате разрозненные открытия и наблюдения, которые могли бы принести академической науке большую пользу, остаются по большей части неизвестными. Мы надеемся это исправить.
Начиная с 2004 года, ученые из ЦНИИ Туберкулеза РАМН и Медицинского Радиологического научного центра РАМН проводят клинические исследования по лечению туберкулеза легких с помощью трансплантации собственных (аутогенных) стволовых клеток пациентов.
Результаты исследований опубликованы в мартовском номере журнала “Клеточная Трансплантология и Тканевая Инженерия.”
Сегодня уже можно говорить о первых положительных результатах. Больные, страдающие этим заболеванием, до проведения трансплантации получали медикаментозное лечение, оказавшееся безуспешным или недостаточно эффективным.
После введения стволовых клеток во всех случаях наблюдался положительный эффект: улучшение общего состояния, прибавка в весе, заживление легких.
Болезнь Рейно - это сужение сосудов, которое влечет за собой развитие трофических нарушений преимущественно верхних конечностей. В основе ее возникновения лежит внезапный сосудистый спазм в периферийных частях тела - чаще всего кистях рук.Для болезни Рейно характерна симметричность поражения ног, на руках заболевание может проявляться сначала с одной стороны. Приступы при болезни Рейно развиваются под влиянием охлаждения или эмоционального стресса.
Болезнь Рейно - прогрессирующее заболевание. В результате частого сосудистого спазма нарушается питание тканей, что приводит к частым воспалительным осложнениям кожи, в тяжелых случаях болезни Рейно возможно даже отмирание и отторжение фаланг пальцев с развитием грубой деформации кистей рук.
У женщин заболевание встречается в 5 раз чаще, чем у мужчин, преимущественно в молодом и среднем возрасте.
Инженеры-биомедики университета Райс разработали новую технологию выращивания хряща из человеческих эмбриональных стволовых клеток. Данный метод можно будет использовать для выращивания замены поврежденному хрящу, а также для хирургического восстановления коленных, челюстных, тазобедренных и других суставов.
«Так как данные нам природой хрящи не могут себя восстанавливать, исследователи долгое время искали способы выращивания замену хрящу в лабораторных условиях, которой можно будет лечить травмы», - говорит главный исследователь Кириакос А. Атанасиу, профессор биоинженерии. «Исследование предлагает новейший подход к производству близких к хрящевым клеток из эмбриональных стволовых. Также представлен первый метод использования таких клеток для получения хрящевой ткани с отличными функциональными свойствами».
Экспериментируя с различными стимуляторами, исследователи разработали способ превращения стволовых клеток в хрящевые. Затем, основываясь на этой работе, ученые смогли получить хрящевую ткань из выведенных клеток. Результаты показывают, что те виды хрящей, которые можно создать в лаборатории, схожи с хрящами человеческого тела. Так, например, можно получить гиалиновый суставной хрящ (который присутствует в любом суставе) и волокнистый хрящ (находится в мениске коленного сустава и в челюстном суставе). Атанасиу говорит, что результаты работы впечатляют. Предполагается, что подобные методы можно будет использовать для превращения хрящевых стволовых клеток в здоровые, крепкие части хряща - это будет полезно для клинического применения.
Исследователи из Канзаского Государственного Университета под руководством профессора анатомии и физиологии Дерила Троера разрабатывают метод доставки противоопухолевых препаратов непосредственно в опухоль с помощью стволовых клеток пуповинной крови. Считается, что этот способ позволит снизить риск побочных процессов противораковой терапии.
Химиотерапия, которая является в наши дни «золотым стандартом» при лечении пациентов со злокачественными новообразованиями, имеет массу нежелательных побочных эффектов и в целом весьма токсична. Новый метод доставки химиотерапевтических препаратов непосредственно в опухоль с помощью стволовых клеток опробован только в экспериментах in vitro, однако, результаты весьма многообещающие. Исследователи использовали стволовые клетки, изолированные из так называемого Вартонова студня - желеобразной субстанции, окружающей кровеносные сосуды внутри пуповинного канатика. Эти клетки легко получить в больших количествах, а процедура их выделения не инвазивна.
Три независимые команды медиков рапортуют о пересадках органов человека, в ходе которых удалось избежать отторжения донорских тканей почти без использования препаратов, подавляющих иммунитет. Удалось это благодаря технологии "тренировки" иммунной системы, но как это получилось – не знают пока и сами авторы новшества.
Стволовые клетки проходят в своей жизни несколько этапов "взросления" (от тотипотентных до унипотентных), каждая из них способна в ходе этого преобразования дифференцироваться или получить определённую функцию. Плюрипотентными называются стволовые клетки, которые ещё не получили свою специализацию (иллюстрация с сайта csa.com).
Сразу трём исследованиям, связанным с отторжением донорских органов, посвящены статьи, опубликованные в открытом доступе в журнале The New England Journal of Medicine. И хотя пока положительный опыт получен лишь у нескольких пациентов, учёные надеются, что новая разработка поможет тысячам людей по всему свету отказаться от тяжёлого курса терапии, следующего сразу за пересадкой органа.
Культивирование и трансплантация фибробластов - область биомедицины, имеющая начало более века назад, но получившая свое настоящее развитие в последние 30 - 40 лет, когда появились методики, обусловившие возможность культивирования отдельных клеток. Сегодня значительное количество из нескольких сотен типов клеток, составляющих человеческий организм, успешно размножаются in vitro. В их число входят и фибробласты.
Следствием развития и совершенствования клеточной биологии явилось формирование нового направления клеточной и тканевой инженерии, относящегося к биомедицинской технологии, основанной на использовании культивированных клеток человека. Задача этого направления - обеспечение замещения, восстановления поврежденных тканей за счет имплантации или трансплантации выращенных in vitro клеток из здоровых тканей и органов. Возможность культивирования в достаточном объеме необходимых для практики фибробластов делает реальным их использование в клинике. В России это направление получило развитие в ряде научных и практических учреждений: Институт цитологии РАН, Военно-медицинская академия МО РФ, Институт хирургии им. А.В. Вишневского РАМН, Институт кардиологии МЗ РФ, НИИ трансплантологии и искусственных органов, Институт Клеточных Технологий и др.
Фибробласты - основные клетки соединительной ткани. Эти клетки имеют мезенхимальное происхождение и морфологически характеризуются как клетки круглой или удлиненной, веретенообразной плоской формы с отростками и плоским овальным ядром. Фибробласты синтезируют тропоколлаген, предшественник коллагена, межклеточный матрикс и основное вещество соединительной ткани, аморфное желе подобное вещество, заполняющее пространство между клетками и волокнами соединительной ткани. Участвуют в заживлении ран. В результате дифференцирования фибробласты превращаются в менее активные зрелые клетки - фиброциты.
Около 100 лет тому назад в связи с развитием методов поддержания клеток in vitro со всей остротой встал вопрос о том, ограничен ли потенциал клеток многоклеточного организма. A.Каррель культивировал фибробласты сердца куриных эмбрионов в культуре в течение 34 лет, при этом клетки прошли тысячи делений без изменений их морфологического строения или скорости роста. Эти опыты встретили серьезные возражения. В частности, указывалось, что несовершенство методов культивирования приводило к внесению свежих клеток в культуры при каждом их пересеве. С другой стороны, онкологам хорошо известны многочисленные штаммы перевиваемых in vivo и in vitro опухолевых штаммов и линий, которые поддерживаются в течение многих лет, иногда десятков лет, клетки которых являются практически бессмертными (иммортализированными). Наряду с этими опытами, появились наблюдения о том, что в клеточных культурах все же не удается длительно поддерживать клетки, полученные из нормальных, не опухолевых тканей.
В 1961 г. L.Hayflick и P.S.Moorhead представили данные о том, что даже в идеальных условиях культивирования фибробласты эмбриона человека способны делиться только ограниченное число раз (50 ≈ 10). Было установлено, что при самом тщательном соблюдении всех мер предосторожности при пересевах клетки проходят in vitro ряд вполне морфологически различимых стадий (фаз), после чего их способность к пролиферации исчерпывается и в таком состоянии способны находиться довольно длительное время. В повторных опытах это наблюдение было многократно воспроизведено, последняя фаза жизни клеток в культуре была уподоблена клеточному старению, а сам феномен получил по имени автора название лимита Хейфлика. Более того, оказалось, что с увеличением возраста донора число делений, которые были способны совершить клетки организма, существенно уменьшалось, что привело к представлению о существовании гипотетического счетчика делений, ограничивающего общее их число.
После установления лимита Хейфлика и фактов, что нормальные фибробласты в культуре сохраняют диплоидный кариотип и имеют низкую экспрессию антигенов гистосовместимости и отсутствие онкогенных потенций, стало возможно использование культивируемых вне организма фибробластов человека для терапевтических целей. Научные исследования и клинические разработки в данном направлении протекают очень интенсивно, что связано с общим подъемом клеточных технологий на основе стволовых клеток.
Попытки использовать культивируемые вне организма фибробласты для терапевтических целей начали предприниматься вскоре после установления фактов, что нормальные фибробласты в культуре сохраняют диплоидный кариотип и имеют ограниченную продолжительность жизни, низкую экспрессию антигенов гистосовместимости, отсутствие онкогенных потенций. Было показано, что пересаженные аллогенные фибробласты оказывают непосредственное влияние на заживление ран (Ross, 1968) и на эпителизацию (Coulomb et el, 1989). Появились данные, что фибробласты могут продуцировать коллагены I и II типов (Varga et al., 1987) и компоненты внеклеточного матрикса: ламинин, нидоген, тинасцин, хондроитин-4-сульфат, протеогликан (Halfter et al., 1990), фибронектин (Matsura, Hakamori, 1985), некоторые факторы роста, а также другие вещества.
В настоящее время имеется значительное число работ, свидетельствующих о большой роли факторов роста в эпителизации кожи. Факторы роста - это регуляторные пептиды (тканевые гормоны), вырабатываемые клетками различных типов, которые в значительной степени ускоряют регенераторный процесс.
Многие факторы роста продуцируются фибробластами:
• Основной фактор роста фибробластов (bFGF) положительно влияет на рост всех типов клеток кожи, стимулирует продукцию компонентов внеклеточного матрикса фибробластами (фибронектина и коллагена), стимулирует хемотаксис фибробластов и выработку ими новых волокон коллагена, эластина и фибронектина;
• Трансформирующий ростовой фактор (TGF-бета) стимулирует хемотаксис фибробластов и продукцию ими коллагена и фибронектина (Капе С. et al., 1991);
• Трансформирующий ростовой фактор (TGF-альфа) влияет на ангиогенез (Chen J., et al., 1993). Продуцируемые фибробластами факторы роста могут ускорять восстановление пораженной дермы, что во многом объясняет стимулирующее воздействие аллогенных клеток на заживление ран;
• Эпидермальный фактор роста (EGF)-усиливает пролиферацию и миграцию кератиноцитов;
• Фактор роста кератиноцитов (KGF)-усиливает заживление и эпителизацию ран;
• Трансформирующий фактор роста (a-NGF) активно влияет на ангиогенез.
Кроме того, фибробласты продуцируют компоненты внеклеточного матрикса: нидоген, ламинин, тинасцин, хондроитин-4-сульфат, протеогликан.