Регенеративна медицина Култивираното ткиво ги заменува сложените структури на лицето
Сим, Мајкл
Во пластично-реконструктивната хирургија, барањата за функционалност, толеранција и естетски резултати се големи. Предмет на интензивно истражување е исто така потенцијал за имитирање на неврогенезата во мозокот in vitro.
Секоја година околу 13 000 луѓе во Германија развиваат карцином на уво, нос и грло. Повеќето пациенти кои треба да бидат подложени на операција на лицето, бараат обемна функционална и естетска реконструкција. Но, бидејќи првобитната состојба честопати не може да се обнови и покрај напредокот во пластично-реконструктивната хирургија, тоа е нов терапевтски пристап да се обиде да ги активира сопствените механизми за регенерација на организмот.
Раст во сите свои аспекти - Здружението на германски природни научници и лекари ја постави оваа тема во фокусот на 125-от состанок во Тобинген.
Пример за практична важност на процесите на раст е регенеративната медицина. Неговата цел е да ги обнови клетките, ткивата и органите во кои природните процеси се недоволни за да се врати нормалната функција, рече Прив.-Доз. Д-р медицински Хуберт Лцвенхајм од Клиниката за уво, нос и грло на Универзитетот во Тобинген. Концептите што се следат, а делумно исто така комбинирани едни со други вклучуваат имплантација на био-вештачко ткиво врз основа на телесни компатибилни и биоразградливи материјали, стимулација на клеточна делба на преостанатото ткиво со фактори на раст и трансплантација на клетки со употреба на сопствени матични клетки на телото. Биоматеријалите што можат да функционираат во уништени коски вклучуваат хидроксиапатит и трикалциум фосфат, кои се всадуваат во преостанатата коска и на кои клетките претходници можат да колонизираат и да формираат ново ткиво. Таканаречените коскени морфогенетски протеини (БМП), сигнални протеини кои ги стимулираат недиференцираните матични клетки од коскената срцевина да се развијат во коскени клетки и да формираат ново ткиво на носачот, имаат ефект на поддршка.
Еден од најзначајните работи во оваа област досега беше изградбата на нарачка на долната вилица за 56-годишен пациент кој не можеше да јаде цврста храна осум години откако беше подложен на операција на тумор. Тим предводен од Прив.-Доз. Д-р Д-р Патрик Ворнке (Орална и максилофацијална хирургија на Универзитетот во Кил) моделираше нова долна вилица на компјутерот, која беше формирана од мрежа од титаниум и исполнета со материјал за замена на коски, матични клетки и БМП (Лансет 2004; Vol. 364: 766-70). Оваа структура потоа се ставаше во задниот мускул седум недели и конечно беше трансплантирана во долниот дел на лицето на човекот, кој беше многу задоволен од вратената способност за џвакање. Во споредба со конвенционалната протеза направена од коски од фибулата или карлицата, новиот метод резултираше со помалку непријатности на хируршките места и подобра естетика.
„Но, трансплантациите сè уште не можат без вештачки материјали“, забележа Лцвенхајм. Покрај тоа, не сите достигнувања се толку спектакуларни како што веруваат некои медиуми: Кога американските пионери за ткиво, Роберт Лангер и Josephозеф Ваканти, во 1993 година претставија лабораториски глушец на кој му се чинеше дека човечкото уво расте од грб, многумина го прославија ова како чекор напред - и го занемарија дека станува збор за „само“ пластична протеза која била инокулирана со изолирани рскавични клетки и чијашто ткивна компатибилност треба да се тестира. Обидите за трансплантација со реконструирани auricles на овој начин не успеаја, бидејќи телото го ресорбираше ткивото за неколку недели.
Промена на догмата: Невроните исто така се обновуваат
Производството на индуцирани плурипотентни клетки (iPS) без потрошувачка на јајце клетки или ембриони, што специјализираното списание „Наука“ го прослави како „пробив на 2008 година“, беше наречено извонредно од Лцвенхајм, но предупреди на претерани очекувања со оглед на фактот дека повеќето вакви експерименти досега биле само во садовите за култура се случиле. Како и да е, Лцвенштајн беше оптимист: „Регенеративната медицина ветува дека ќе стане една од клучните дисциплини за биомедицина во 21 век“.
Проф. рер. нат Магдалена Гцц се занимава со темата регенерација, особено во мозокот кај возрасните. Шефот на Институтот за истражување на матични клетки во Центарот Хелмхолц во Минхен и Одделот за физиолошка геномика на Универзитетот Лудвиг Максимилијанс во Минхен ја следи целта за разјаснување на основните механизми за спецификација на матичните клетки и сака да го искористи ова знаење за да ги поправи оштетените клетки во мозокот на насочен начин . Фактот дека мозочните клетки повеќе не можат да се заменуваат откако повредите беа догма со децении, а Гцц и нејзината работна група исто така помогнаа да се елиминира. Во 2007 година, Гцц ја доби Лајбниц наградата на Германската истражувачка фондација, особено за откритието дека глијалните клетки, кои отсекогаш се сметале само за „цемент“ на мозокот, под соодветни околности, можат да формираат нервни клетки (неврони) и на тој начин да функционираат како матични клетки.
Глијалните клетки се исто така најчестиот тип на клетки во возрасниот мозок и го надминуваат бројот на "вистински" неврони кај глувците за два до три пати, а кај луѓето дури за десет пати. Додека некои од нив - неврогените глијални клетки - ги сочинуваат повеќето нервни клетки во овој регион додека се развива церебралниот кортекс, другите глијални клетки се ограничени на репродукција на самите себе. Кон крајот на фазата на развој, неврогените глијални клетки се исцрпуваат со формирање на две нервни клетки во последниот чекор на поделба. Во овој момент преостанатите глијални клетки се трансформираат во астроцити во форма на starвезда. Само во неколку мозочни региони, како на пример во хипокампусот и субвентрикуларната зона и во глувчето во миризливата сијалица, неврогените глијални клетки остануваат како т.н. возрасни нервни матични клетки. На овие места глијалните клетки ги добиваат својствата на матичните клетки, имено и способноста да се регенерираат и да се развиваат во специјализирани нервни клетки.
Под физиолошки услови, глијалните клетки не формираат нови неврони во повеќето мозочни региони. Сепак, познато е дека по повредите - на пример убодна рана во кортексот на глувчето - астроцитите почнуваат да се делат и дека тие исто така се разликуваат во процесот. Гцц и нејзините колеги сега беа во можност да покажат дека некои од овие астроцити се мултипотентни, т.е. можат да формираат различни типови на клетки ако се чуваат во култури на клетки под одредени услови. Тие исто така го идентификуваа факторот на транскрипција Олиг2, еден од оние сигнали што ја инхибираат неврогенезата во областа на ткивото на лузни.
„Не треба да очекувате чудесни исцелувања“
Тимот веќе докажа претходно дека друг фактор на транскрипција (Pax6) е во состојба да ги стимулира глијалните клетки да формираат незрели нервни клетки по повреда на мозокот. И само неодамна беше можно да се одгледуваат глијални клетки од ткиво што требаше да се отстранат за време на операциите на пациенти со епилепсија и да се стимулира формирање на нови нервни клетки со исклучување на факторот на транскрипција Mash1. Апсолутниот број на овие новостекнати неврони е сè уште многу мал и доказот дека тие можат да исполнат физиолошка функција сè уште чека. „Не треба да очекувате чудесни исцелувања“, предупреди Гцц. „Но, благодарение на новото знаење, долгорочната цел е да се приближиме малку до можноста за користење на овие процеси терапевтски“.
Мајкл Сим
125-ти состанок на Друштвото на германски природни научници и лекари во Тобинген: Раст - ескалација, контрола и граници