Потенциал клеточных технологий для реконструкции твердых и мягких тканей, суставов и мышечной ткани

Размещено на http://www.allbest.ru/

КБОУ ВО Казанский Государственный Медицинский Университет

Реферат

по предмету: Нано- и клеточные технологии в биологии и медицине

на тему: Потенциал клеточных технологий для реконструкции твердых и мягких тканей, суставов и мышечной ткани

Выполнила:

Зайдуллина Дина

Казань 2016

1. Клеточные технологии

В 1998 г. исследователям Университета штата Висконсин удалось получить культуру эмбриональных стволовых клеток человека, которые дифференцировались в нервные, мышечные и костные клетки, а также клетки островков поджелудочной железы. Открытие возможности культивирования эмбриональных стволовых клеток по своей значимости стоит в одном ряду с открытием ДНК и расшифровкой генома человека.

Потенциальные возможности стволовых клеток стимулировали поиск подходов для их использования в медицине и породили большие надежды, связанные с принципиально новыми, так называемыми клеточными технологиями.

Клеточные технологии - совокупность методов, направленных на выделение отдельных типов клеток из какой-либо ткани, их культивирование (выращивание) с целью увеличения количества определенного типа клеток и последующего использования продуктов жизнедеятельности этих клеток или самих клеток в научных или научно-практических целях.

Клеточные технологии уже настолько активно развиваются, что из фундаментальной биологической области перешли в сферу регенеративной медицины, которая переводит достижения науки последних десятилетий в инструменты практического здравоохранения, - это трансляционная медицина. То есть во всем мире эти технологии становятся не перспективами ближайшего будущего, а уже вполне признанными, многократно апробированными, надежными методами лечения..

Также клеточные технологии являются очень выгодным бизнесом в сфере медицины. Ниже в Таблице 1 представлена расценки на 2016 год:

Таблица 1. Коммерческая привлекательность клеточных технологий

2. Потенциал клеточных технологий для реконструкции твердых и мягких тканей

В сфере научных интересов сразу несколько направлений. Во-первых, применение стволовых клеток пуповинной крови и костного мозга при нейродегенеративных заболеваниях. Во-вторых, исследование возможности применения стволовых клеток пуповинной крови для лечения больных с хроническими гепатитами.

Третье направление, которое от лабораторных экспериментов уже переходит на уровень клинических исследований, - применение стволовых клеток пупочного канатика для лечения аллергологических реакций и бронхиальной астмы.

2.1 Косметология

Фибробласты - ключевые клетки кожи, основной функцией которых является продукция различных факторов регенерации и синтез компонентов внеклеточного матрикса: коллагена, эластина, гликопротеинов. Именно от работы фибробластов зависит качество нашей кожи, ее здоровье и внешний вид.

С возрастом количество фибробластов в коже снижается, активность их падает. Сегодня у врачей-косметологов появилась уникальная возможность получить в свое распоряжение средство, которое на клеточном уровне возвращает кожу в состояние юности за счет введения молодых фибробластов, выращенных из крошечного кусочка кожи пациента.

Изначально технология культивации фибробластов была апробирована для заживления ран, лечения ожогов, трофических язв, осложнений сахарного диабета и активно применяется в этих областях, а в косметологии она открыла новую эру естественного омоложения.

2.2 Стоматология

Благодаря успешным результатам исследований регенераторного потенциала стволовых клеток врачи-стоматологи в настоящее время могут с достаточно высокой эффективностью использовать принципы направленной тканевой и клеточной инженерии в ходе выполнения манипуляций мягкотканной и твердотканной аугментации. Но даже с подобными технологиями вырастить зуб в искусственных условиях пока что не удалось, а восстановление его природной структуры возможно лишь посредством ятрогенного вмешательства и профилактики осложнений, связанных с потерей тех или иных анатомических элементов.

Восстановление пульпы с помощью стволовых клеток особенно актуально, когда дело касается детской стоматологии.

Во-первых, удаление воспаленной пульпы не самая приятная для ребенка (да и для взрослого тоже) процедура.

Во-вторых, зуб с удаленным содержимым как тонкая полая скорлупка, легко раскрашивается или дает трещину. Стоматологи США уже в полную силу используют новую методику, сохраняя родную пульпу зуба, которая содержит большое количество стволовых клеток. Иными слова пораженный зуб не вычищается полностью, а только удаляются поврежденные участки пульпы. В результате зуб полностью регенерируется!

Так же стволовые клетки помогут в борьбе с пародонтозом, которым страдает множество людей по всему миру. Конечно это не панацея, но в тандеме с другими методами лечения, дает прекрасные результаты.

Последние исследования британских и американских ученых показали, что зубы мудрости могут стать отличным источником стволовых клеток, которые помогут в лечении различных заболеваний. Это клетки, из которых развивается зуб мудрости, так называемые сосочки.

К тому же российские стоматологи уже успешно лечат пациентов, используя стволовые клетки, выделенные из жировой ткани. В частности они устраняют костные дефекты челюсти. В начале при помощи 3D технологии на компьютере создается модель костного дефекта пациента. Далее этот матрикс заселяется полученными ранее стволовыми клетками. Затем данная ткань пересаживается на место дефекта.

Стоматологические технологии не стоят на месте. И, возможно, в будущем, благодаря стволовым клеткам, человечество забудет о зубной боли.

3. Потенциал клеточных технологий для реконструкции суставов и мышечной ткани.

3.1 Реконструкция суставов

Базовое направление, которое уже вошло в широкую клиническую практику, - использование стволовых клеток жировой ткани для лечения артрозов. Сегодня в мире настоящая эпидемия артрозов, которые лечат преимущественно при помощи имплантации тазобедренных суставов. Но, к сожалению, организм не всегда их принимает, импланты необходимо менять время от времени. Поэтому такой интерес вызывают новые способы лечения с применением хондроцитов, полученных при помощи клеточных технологий.. Методика:

1) Забор жировой ткани (достаточно 1 мл)

2) Выделение стромальных стволовых клеток

3) Применение цитокинов, которые провоцируют дифференцировку клеток в хондроциты клеточный технология реконструкция ткань

4) Нанесение клеток на культуральную пластинку.

В институте детской травматологии им. Турнера уже проведено 7 успешных операций с применением хондроцитов для лечения некоторых патологий развития челюстно-лицевого сустава у детей. Это убирает необходимость установки железного протеза.

Суставном хряще поражения, особенно те, которые затрагивают коленный сустав остаются серьезной нерешенной клинической проблемой из-за плохой внутренней регенеративной способности этой узкоспециализированной ткани. В то время когда различные варианты доступны для клинициста, чтобы восстановить поврежденную суставную поверхность, никто не может надежно восстановить целостность суставного хряща, что приводит к ограниченной способности ткани выдерживать механические нагрузки во время физической активности на протяжении всей жизни.

Есть еще некоторые вопросы, касающиеся эффективного использования стволовых клеток, в том числе их пониженной потенцией с возрастом и болезнью. Как и при остеоартрите с воспалением окружающей среды, влияние клеточного старения ,последовательного расширения, а также критические вопросы производства кости вместо гиалинового хряща. Так как при поражении и терминальной дифференцировки клеток с гипертрофия и минерализация приводят к замене хряща костной тканью. Что касается безопасного введения стволовых клеток, существует потенциальный риск колонизации нецелевых тканей, возможно индукции или стимуляции онкогенеза и передачи инфекции, а также использование человеческого (аллогенных) или сыворотки, полученных агентами

3.2 Реконструкция мышечной ткани

Мышечная дистрофия - одно из самых тяжелых заболеваний опронодвигательного аппарата.

В настоящее время нет лекарства на основе стволовых клеток для лечения мышечной дистрофии. Исследование обеспечило некоторые интересные возможности для потенциально эффективных методов лечения в будущем. Много работы по - прежнему необходимо , чтобы определить , будет ли это лечение безопасным и эффективным в организме человека.

Основные проблемы :

Предотвращение иммунного отторжения пересаженных клеток

· Доставка клеток в крови, чтобы охватить все пораженные мышцы

· Преодоление низкой приживление пересаженных клеток. При трансплантации костного мозга, например, клетки болезни, удаляются. При МДД пораженные мышцы не могут быть удалены, и поэтому нет пространства для прививания стволовых клеток.

3.3 Протезирование с применением стволовых клеток

Этот вид клеточных технологий находит все большее применение. Для этого из специального пластика изготавливается скафолд - протез органа, который погружается в раствор клеток и обрастает ими. Имплант не будет отторгаться, поскольку покрыт собственными клетками пациента. Таким способом можно сделать ушную раковину или мочевой пузырь.

4. Проблемы внедрения клеточных технологий

4.1 Недоверие общества к лечению стволовыми клетками

Взрослые стволовые клетки имеют большой потенциал для целого ряда заболеваний человека.

Одним из наиболее тревожных мифов часто представляется как конкретная истина заключается в следующем: взрослые стволовые клетки не вызывают опухоли.

Реальность такова, что любая клетка при введении в качестве трансплантата имеет потенциальный риск для образования опухоли и дополнительный риск, чтобы вызвать другие побочные эффекты. Риск не равен нулю.

2. Высокая стоимость исследований

3.Этичсские аспекты

4. Отсутствие законодательных механизмов регулирования

Размещено на Allbest.ru