Регенеративная медицина занимается «процессом замены, разработки или регенерации клеток, тканей или органов человека или животного для восстановления или установления нормальной функции». [1] Эта область обещает возможность инженерии поврежденных тканей и органов путем стимуляции собственных механизмов восстановления организма для функционального исцеления ранее непоправимых тканей или органов. [2]
Регенеративная медицина также включает возможность выращивания тканей и органов в лаборатории и их имплантации, когда организм не может исцелить себя сам. Когда источником клеток для регенерированного органа является собственная ткань или клетки пациента [3] , можно обойти проблему отторжения трансплантата органа из-за иммунологического несоответствия. [4] [5] [6] Такой подход мог бы облегчить проблему нехватки органов, доступных для донорства.
Некоторые биомедицинские подходы в области регенеративной медицины могут включать использование стволовых клеток . [7] Примеры включают инъекции стволовых клеток или клеток-предшественников , полученных путем направленной дифференцировки ( клеточная терапия ); индукция регенерации биологически активными молекулами, вводимыми отдельно или в виде секрета инфузированных клеток (иммуномодулирующая терапия); и трансплантация выращенных in vitro органов и тканей ( тканевая инженерия ). [8] [9]
Древние греки постулировали, можно ли регенерировать части тела, еще в 700-х годах до нашей эры. [10] Пересадку кожи, изобретенную в конце 19 века, можно рассматривать как самую раннюю крупную попытку воссоздать ткани организма для восстановления структуры и функций. [11] Достижения в области трансплантации частей тела в 20-м веке еще больше продвинули теорию о том, что части тела могут регенерировать и выращивать новые клетки. Эти достижения привели к тканевой инженерии, и в этой области исследования регенеративной медицины расширились и начали укрепляться. [10] Это началось с клеточной терапии, которая привела к исследованиям стволовых клеток, которые широко проводятся сегодня. [12]
Первые клеточные методы лечения были предназначены для замедления процесса старения. Это началось в 1930-х годах с Пола Ниханса, швейцарского врача, который, как известно, лечил таких известных исторических личностей, как Папа Пий XII, Чарли Чаплин и король Саудовской Аравии Ибн Сауд. Ниханс вводил своим пациентам клетки молодых животных (обычно ягнят или телят), пытаясь омолодить их. [13] [14] В 1956 году был создан более сложный процесс лечения лейкемии путем введения костного мозга здорового человека пациенту с лейкемией. Этот процесс сработал в основном потому, что и донор, и реципиент в данном случае были однояйцевыми близнецами. Сегодня костный мозг можно брать у людей, достаточно похожих на пациента, которому нужны клетки для предотвращения отторжения. [15]
Термин «регенеративная медицина» впервые был использован в статье Леланда Кайзера об управлении больницами в 1992 году. Статья Кайзера завершается серией коротких параграфов о технологиях будущего, которые повлияют на больницы. В одном абзаце было написано жирным шрифтом название «Регенеративная медицина» и говорилось: «Будет развиваться новая отрасль медицины, которая попытается изменить течение хронических заболеваний и во многих случаях регенерирует уставшие и отказавшие системы органов». [16] [17]
Этот термин был введен в массовую культуру в 1999 году Уильямом А. Хазелтайном, когда он придумал этот термин во время конференции на озере Комо, чтобы описать вмешательства, которые восстанавливают нормальное функционирование того, что повреждено болезнью, повреждено травмой или изношено временем. . [18] Хазелтин был проинформирован о проекте по выделению эмбриональных стволовых клеток человека и эмбриональных зародышевых клеток в корпорации Geron в сотрудничестве с исследователями из Университета Висконсин-Мэдисон и Медицинской школы Джонса Хопкинса . Он признал, что уникальная способность этих клеток дифференцироваться во все типы клеток человеческого тела ( плюрипотентность ) потенциально может стать новым видом регенеративной терапии. [19] [20] Объясняя новый класс терапии, которую могут обеспечить такие клетки, он использовал термин «регенеративная медицина» в том смысле, в каком он используется сегодня: «подход к терапии, который... использует человеческие гены, белки и клеток для повторного роста, восстановления или обеспечения механической замены тканей, которые были повреждены травмой, повреждены болезнью или изношены временем» и «открывает перспективу лечения болезней, которые сегодня невозможно эффективно лечить, в том числе тех, которые связаны со старением». [21] [22]
Позже Хазелтин объяснил, что регенеративная медицина признает тот факт, что большинство людей, независимо от того, какое у них заболевание или какое лечение им требуется, просто хотят восстановить нормальное здоровье. Первоначальное определение, предназначенное для широкого применения, включает клеточную терапию и терапию стволовыми клетками, генную терапию, тканевую инженерию, геномную медицину, персонализированную медицину, биомеханическое протезирование, рекомбинантные белки и лечение антителами. Сюда также входит более знакомая химическая фармакопея — короче говоря, любое вмешательство, которое возвращает человеку нормальное здоровье. Термин «регенеративная медицина» не только служит обозначением широкого спектра технологий и методов лечения, но и удобен для пациентов. Это решает проблему, заключающуюся в том, что сбивающая с толку или запугивающая речь отпугивает пациентов.
Термин «регенеративная медицина» все чаще путают с исследованиями в области терапии стволовыми клетками. Некоторые академические программы и факультеты сохраняют исходное более широкое определение, в то время как другие используют его для описания работы по исследованию стволовых клеток. [23]
С 1995 по 1998 год Майкл Д. Уэст , доктор философии, организовал и руководил исследованиями между Geron Corporation и ее академическими сотрудниками Джеймсом Томсоном из Университета Висконсин-Мэдисон и Джоном Геархартом из Университета Джонса Хопкинса , которые привели к первому выделению эмбрионального ствола человека и эмбриональные половые клетки человека соответственно. [24]
В марте 2000 года Хазелтин, Энтони Атала , доктор медицинских наук, Майкл Д. Уэст, доктор философии, и другие ведущие исследователи основали E-Biomed: Журнал регенеративной медицины . [25] Рецензируемый журнал способствовал дискуссиям о регенеративной медицине, публикуя инновационные исследования в области терапии стволовыми клетками, генной терапии, тканевой инженерии и биомеханического протезирования. Общество регенеративной медицины, позже переименованное в Общество регенеративной медицины и биологии стволовых клеток, служило той же цели, создав сообщество экспертов-единомышленников со всего мира. [26]
В июне 2008 года в Клинике Барселоны профессор Паоло Маккиарини и его команда из Университета Барселоны выполнили первую тканеинженерную трансплантацию трахеи (дыхательной трубы). Взрослые стволовые клетки были извлечены из костного мозга пациента, выращены в большую популяцию и созрели в хрящевые клетки или хондроциты с использованием адаптивного метода, первоначально разработанного для лечения остеоартрита. Затем команда высеяла вновь выращенные хондроциты, а также эпителиальные клетки в децеллюляризированный (свободный от донорских клеток) сегмент трахеи, который был пожертвован от 51-летнего донора трансплантата, умершего от кровоизлияния в мозг. Через четыре дня после посева трансплантат был использован для замены левого главного бронха пациента. Через месяц биопсия выявила местное кровотечение, что указывало на то, что кровеносные сосуды уже успешно отросли. [27] [28]
В 2009 году был основан Фонд SENS , заявленной целью которого является «применение регенеративной медицины, включающей восстановление живых клеток и внеклеточного материала in situ, для лечения болезней и нарушений старения». [29] В 2012 году профессор Паоло Маккиарини и его команда усовершенствовали имплантат 2008 года, пересадив изготовленную в лаборатории трахею, засеянную собственными клетками пациента. [30]
12 сентября 2014 года хирурги больницы Института биомедицинских исследований и инноваций в Кобе, Япония, трансплантировали лист клеток пигментного эпителия сетчатки размером 1,3 на 3,0 миллиметра, которые были дифференцированы из iPS-клеток посредством направленной дифференцировки , в глаз пожилого человека. женщина, страдающая возрастной дегенерацией желтого пятна . [31]
В 2016 году Паоло Маккиарини был уволен из Каролинского университета в Швеции из-за фальсификации результатов тестов и лжи. [32] Телепередача «Экспериментаторы», транслировавшаяся по шведскому телевидению , подробно описала всю ложь и фальсифицированные результаты. [33]
Широкий интерес и финансирование исследований в области регенеративной медицины побудили учреждения в США и по всему миру создавать отделы и исследовательские институты, специализирующиеся на регенеративной медицине, в том числе: Департамент реабилитации и регенеративной медицины Колумбийского университета , Институт биологии стволовых клеток. и регенеративной медицины в Стэнфордском университете , Центре регенеративной и наномедицины Северо-Западного университета , Институте регенеративной медицины Уэйк Форест и Центрах регенеративной медицины Британского кардиологического фонда в Оксфордском университете . [34] [35] [36] [37] В Китае институты, занимающиеся регенеративной медициной, находятся в ведении Китайской академии наук , Университета Цинхуа и Китайского университета Гонконга , среди других. [38] [39] [40]
Регенеративная медицина изучается стоматологами с целью найти способы восстановления и восстановления поврежденных зубов для получения естественной структуры и функций. [42] Зубные ткани часто повреждаются из-за кариеса и часто считаются незаменимыми, за исключением синтетических или металлических зубных пломб или коронок, что требует дальнейшего повреждения зубов путем сверления, чтобы предотвратить потерю зуба. весь зуб.
Исследователи из Королевского колледжа Лондона создали препарат под названием Тидеглузиб , который, как утверждается, обладает способностью восстанавливать дентин, второй слой зуба под эмалью, который покрывает и защищает пульпу (часто называемую нервом). [43]
Исследования на животных, проведенные на мышах в Японии в 2007 году, показывают большие возможности регенерации целого зуба. Некоторым мышам удалили зуб, а клетки биоинженерных зубных зародышей имплантировали им и позволили расти. Результатом стали идеально функционирующие и здоровые зубы со всеми тремя слоями и корнями. Эти зубы также имели необходимые связки, чтобы оставаться в лунке и обеспечивать естественное перемещение. Они контрастируют с традиционными зубными имплантатами, которые при вживлении в челюстную кость ограничиваются одним местом. [44] [45]
Известно, что молочные зубы человека содержат стволовые клетки, которые можно использовать для регенерации пульпы зуба после лечения или травмы корневых каналов. Эти клетки также можно использовать для восстановления повреждений, вызванных пародонтитом, запущенной формой заболевания десен, вызывающей потерю костной массы и тяжелую рецессию десен. Исследования все еще проводятся, чтобы выяснить, достаточно ли жизнеспособны эти стволовые клетки для того, чтобы вырасти в совершенно новые зубы. Некоторые родители даже предпочитают хранить молочные зубы своих детей в специальном хранилище, полагая, что, когда они подрастут, дети смогут использовать содержащиеся в них стволовые клетки для лечения заболеваний. [46] [47]
Материалы внеклеточного матрикса коммерчески доступны и используются в реконструктивной хирургии , лечении хронических ран и некоторых ортопедических операциях ; по состоянию на январь 2017 года проводились клинические исследования по их использованию в кардиохирургии для восстановления поврежденной ткани сердца. [48] [49]
Использование рыбьей кожи с ее натуральным компонентом омега-3 было разработано исландской компанией Kereceis . [50] Омега-3 являются природным противовоспалительным средством , а материал рыбьей кожи действует как каркас для регенерации клеток. [51] [52] В 2016 году их продукт Omega3 Wound был одобрен FDA для лечения хронических ран и ожогов. [51] В 2021 году FDA одобрило использование Omega3 Surgibind в хирургических целях, включая пластическую хирургию. [53]
Хотя использование пуповинной крови помимо крови и иммунологических заболеваний является спекулятивным, некоторые исследования были проведены и в других областях. [54] Любой такой потенциал, выходящий за рамки использования в крови и иммунологии, ограничен тем фактом, что клетки пуповины представляют собой гемопоэтические стволовые клетки (которые могут дифференцироваться только в клетки крови), а не плюрипотентные стволовые клетки (такие как эмбриональные стволовые клетки , которые могут дифференцироваться в любые тип ткани). Пуповинная кровь изучалась как средство лечения диабета. [55] Однако, помимо заболеваний крови, использование пуповинной крови для лечения других заболеваний не является обычным клиническим методом и остается серьезной проблемой для сообщества стволовых клеток. [54] [55]
Наряду с пуповинной кровью, желе Уортона и оболочка пуповины были исследованы в качестве источников мезенхимальных стволовых клеток (МСК) [56] и по состоянию на 2015 год изучались in vitro, на животных моделях и на ранних стадиях клинических исследований сердечно-сосудистых заболеваний. , [57] , а также неврологический дефицит, заболевания печени, заболевания иммунной системы, диабет, повреждение легких, повреждение почек и лейкемия. [58]
Доктор Пауль Ниханс был, среди прочего, бывшим врачом Папы Павла XII. Хирург, выполнивший более 50 000 операций за 40 лет, он разработал собственный метод омоложения путем введения человеку зародышей нерожденных ягнят и других животных.
{{cite web}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )