01.09.2023 10:40
Регенеративная медицина — новая междисциплинарная область знаний, которая собрала в себя направления, связанные с клеточной биологией, материаловедением, математическим моделированием живых систем, инженерией. Основной ее фокус — это попытка создать условия, в которых будет происходить восстановление поврежденных тканей и органов.
На данный момент, существует значительное количество подходов к восстановлению кожи — самого большого органа человека, важного защитного барьера от окружающей среды. Ведутся разработки, связанные с восстановлением костной, хрящевой, нервной тканей. Так или иначе почти все наши ткани и органы могут быть повреждены, поэтому всех их исследует регенеративная медицина.
Целый ряд компаний воссоздает кожу, хрящевую ткань и сосуды с использованием биоэквивалентов. В 2007 году была опубликована большая работа по восстановлению мочевого пузыря после трансплантации созданного в лаборатории биоэквивалента. Но это сложная система, поэтому описанный подход не получил широкого распространения. Также подобные технологии трансплантации искусственно выращенных фрагментов кожи применяют при лечении диабетической стопы.
Формирование основ концепции регенеративной медицины относится к 1980-ым годам. Но тогда работа по выделению и культивированию клеток была крайне трудоемка и плохо воспроизводима. К началу 2000-ых усовершенствовали оборудование и расходные материалы для работ с клетками и тканями, появились возможности прижизненной визуализации на тканевом, клеточном и субклеточном уровнях. Ученые сфокусировались на задачах восстановления тканей, в том числе с использованием различных биоматериалов. Эта область исследований нуждается в стандартизации технологии и значительной формализации, потому что большинство протоколов у исследователей разнятся. Когда ты изучаешь клетки — это одно, а когда подход надо применять в клинике – другое.
Потом начала развиваться нормативно-правовая база, регулирующая эту область. Стало возможным разработанную технологию довести уже до клиники. В 2018-ом году была проведена операция по использованию тканеинженерной конструкции для восстановления уретры. Были взяты клетки пациента и специально разработанный материал, совместили их особым образом, культивировали, сформировали биоэквивалент, который потом пересадили пациенту, успешно реконструировав поврежденную часть мочеиспускательного канала.
Также научились выращивать важную часть уха — барабанную перепонку. Технология работает на шиншиллах. Дальше нужно получение одобрения локального этического комитета для испытаний на людях. У шиншилл самая большая барабанная перепонка по сравнению с другими лабораторными животными. И хотя эксперименты ведутся на шиншиллах, в них используются только клетки человека. Это важно для трансляции технологии в клинику.
Чтобы человеческие клетки могли прижиться у шиншиллы, применяются иммуносупрессоры, как при обычной трансплантации любой чужеродной ткани.
Параллельно развивается технология выращивания гиалинового хряща. Это плотная упругая ткань, которая формирует суставы и рёбра, а также фрагменты носа, гортани, трахеи и бронхов. Технологии воссоздания именно гиалинового хряща сейчас не существует. На данном этапе технология находится на этапе доклинических исследований на баранах. (Бараны — модель, наиболее близкая по нагрузке на суставы к человеку по сравнению, например, с кроликами и крысами. Она классическая для экспериментов, связанных с восстановлением костной и хрящевой ткани суставов).
Сначала формируется повреждение хрящевой ткани. Дальше вводится в зону дефекта продукт. Далее не менее шести месяцев идет наблюдение с регулярной неинвазивной диагностикой. К сожалению, этот этап запущен недавно, поэтому о результатах говорить пока рано. На мышах и крысах технология успешно работает. Но пока этого недостаточно для подтверждения эффективности перед трансляцией в клинику.
Также успешно создается искусственная роговица глаза, которая обладает всеми требуемыми оптическими, механическими свойствами и хорошей биосовместимостью. Эти работы идут на кроликах.
Разрабатываются материалы для восстановления тканей в челюстно-лицевой области. Создана специальная биодеградируемая мембрана, которая будет использоваться при обширных дефектах в этой области. Для всех этих материалов нужны живые человеческие клетки, но есть перспективные исследования, где ученые пытаются уйти от живых клеток, используя компоненты, которые клетки выделяют при культивировании и активно используют в межклеточной коммуникации. Факторы, секретируемые стволовыми клетками, активно участвуют в процессах регенерации, а также регулируют воспаление через поляризацию «воюющих» с чужеродными агентами макрофагов.
Также технологии сейчас разрабатываются для восстановления тканей хряща, мочеполовой системы, а также для нейрорегенерации. Имеются в виду черепно-мозговые травмы. Сейчас начато исследование по использованию гидрогелей с такими факторами для восстановления тканей головного мозга.
Также идет работа с неизлечимыми язвами диабетической стопы. Комбинируются различные методы. Например, совмещается облучение повышающим жизнеспособность клеток светом и использование клеточных пластов — выращенных специальным способом конструктов, внутри которых клетки установили между собой контакты.
В Китае открыты две совместные лаборатории. Первая – в Медицинском университете Цзуньи (Zunyi Medical University), в отделении Еmergency (Скорая помощь). Там будут развиваться технологии лечения ожогов и других повреждений кожи. А вторая – в Девятом Народном госпитале Шанхая (Ninth People's Hospital, Shanghai), где будет проходить работа с пластическими хирургами по направлению восстановления тканей в челюстно-лицевой области и кожи. Также есть наработки по дентальной хирургии.
https://www.gazeta.ru/science/2023/07/20/17302262.shtml
