История развития клеточных технологий
Пластическая хирургия. История развития клеточных технологий. Другим наиболее современным направлением в хирургии является применение клеточных технологий. Успешное внедрение в практику экспериментальной биологии методов длительного культивирования клеток различных тканей животных и человека создало предпосылки для разработки технологий заместительной клеточной и тканевой терапии ряда тяжелейших заболеваний человека. Существенное значение для развития этих методов имеет использование в качестве трансплантационного материала стволовых клеток и клеток-предшественников, выделенных из тканей эмбрионов, плодов и взрослых организмов. При выращивании in vitro эти клетки характеризуются высоким пролиферативным потенциалом, способностью под влиянием ряда индуцирующих ростковых факторов дифференцироваться практически в любые соматические клетки и сохранять это свойство после длительной консервации. Широкие возможности применения клонов эмбриональных стволовых клеток для клеточной заместительной и генной терапии были положительно оценены в США, Англии, Германии, Японии и ряде других стран. В США, несмотря на существующий до последнего времени запрет на государственную поддержку работ по выделению стволовых клеток из эмбрионов человека, работа с линиями таких клеток разрешена.
[[MORE]]
История развития клеточных технологий. В России также проводятся исследования в данной области, а на период с 2002 по 2012 год принята Государственная целевая научно-техническая программа «Новые клеточные технологии – медицине». Одним из разрабатываемых направлений является заместительная клеточная терапия для реконструкции обширных поражений кожного покрова, в частности у больных с глубокими и обширными ожогами. Известно, что при этом весьма эффективна аутодермопластика расщепленным перфорированным кожным трансплантатом, но не всегда бывает достаточно аутокожи пациента. В 70 – 80-х годах XX века после поисков методов воссоздания пораженных участков кожи исследователи обратились к идее аутотрансплантации выращенных вне организма основных клеток эпидермиса – кератиноцитов, сначала в форме эпидермального пласта, а затем в виде живого эквивалента кожи, включающего наряду с клеточными элементами компоненты внеклеточного матрикса. В 1941 году впервые в работе Р. Меdovar была обоснована возможность выращивания клеток в условиях in vitro. И только в 80-х годах после преодоления ряда трудностей, связанных с культивированием клеток вне организма, появились сообщения об успешном клиническом применении культуры кератиноцитов для лечения ожоговых больных. В дальнейшем выращенные аутокератиноциты стали применяться при лечении длительно не заживающих донорских ран, для закрытия раневых дефектов при удалении гигантских невусов, татуировок, трофических язв. Но в дальнейшем был выявлен ряд недостатков: использование аутологичных кератиноцитов не дает возможности создания банка клеток, сроки, необходимые для выращивания, слишком велики, а это резко повышает риск развития осложнений ожоговой болезни, кроме того, при трансплантации на гранулирующие ожоговые раны кератиноциты практически не приживаются. В 1989 году в Институте хирургии им. А. В. Вишневского РАМН был разработан и запатентован оригинальный метод покрытия раневой поверхности с помощью культивированных вне организма фибробластов, что было значительно эффективней. К тому времени уже было установлено в работах А. Я. Фриденштейна в середине 60-х годов XX века, что имеется тесная взаимосвязь между стволовыми мезенхимальными клетками и фибробластами. В его лаборатории впервые была получена однородная культура стромальных стволовых клеток костного мозга, прикрепленных к подложке, которые сохраняли высокую скорость размножения в недифференцированном состоянии при многих пассажах. Работы показали, что мезенхимальные стволовые клетки при пересеве с малой плотностью после прикрепления к подложке формировали клоны фибробластоподобных клеток.
В 1961 году L. Hayflick и P. S. Moorhead представили данные о том, что даже в оптимальных условиях культивирования in vitro эмбриональные фибробласты человека способны делиться только ограниченное число раз. Последняя фаза жизни клеток в культуре была определена как клеточное старение, а сам феномен был назван «лимитом Хейфлика». Проблемами клеточной реконструкции занимается в России лаборатория проблем клеточной пролиферации Института биологии развития им. Н. К. Кольцова, где уже более 20 лет получают и изучают свойства различных тканевых эквивалентов. Был получен «живой эквивалент дермы», который используется для восстановления стромальных дефектов, который представляет собой трехмерный коллагеновый гель с внесенными в него фибробластами. Позднее был создан живой эквивалент кожи. Основой его является тоже трехмерный коллагеновый гель, на поверхности которого выращены кераноциты, а внутри помещены фибробласты либо собственные (аутологичные), либо донорские (аллогенные клетки). Выделенные из биоптата, они предварительно культивируются in vitro по стандартной методике.
Особенно перспективным считается использование жировых клеток, которые содержат большое количество клеток-предшественников и стволовых клеток. Gino Rigotti показал возможность регенерации рубцовой ткани, в том числе после облучения, после выполнения липофилинга подлежащих этим рубцам тканей.