Регенеративна медицина Култивираната тъкан замества сложните структури в лицето
Сим, Майкъл
При пластично-реконструктивната хирургия изискванията за функционалност, толерантност и естетически резултати са високи. Интензивните изследвания също са насочени към възможността за имитиране на неврогенезата в мозъка in vitro.
Всяка година около 13 000 души в Германия развиват карцином на ушите, носа и гърлото. Повечето пациенти, които трябва да се подложат на лицева операция, се нуждаят от обширни функционални и естетични реконструкции. Тъй като обаче първоначалното състояние често не може да бъде възстановено въпреки напредъка в пластично-реконструктивната хирургия, нов терапевтичен подход е да се опита да активира собствените механизми за регенерация на тялото.
Растеж във всичките му аспекти - Обществото на германските учени и лекари беше поставило тази тема във фокуса на 125-та си среща в Тюбинген.
Пример за практическото значение на процесите на растеж е регенеративната медицина. Неговата цел е да регенерира клетки, тъкани и органи, в които естествените процеси не са били достатъчни за възстановяване на нормалната функция, каза Priv.-Doz. Д-р мед. Хуберт Львенхайм от клиниката за уши, нос и гърло в университета в Тюбинген. Концепциите, които се преследват и отчасти също се комбинират една с друга, включват имплантиране на биоизкуствени тъкани на базата на съвместими с тялото и биоразградими материали, стимулиране на клетъчното делене на останалата тъкан с растежни фактори и клетъчна трансплантация, използвайки собствените стволови клетки на тялото. Биоматериалите, които могат да функционират в разрушените кости, включват хидроксиапатит и трикалциев фосфат, които се имплантират в останалата кост и върху които прекурсорните клетки могат да се колонизират и да образуват нова тъкан. Така наречените костни морфогенетични протеини (BMP), сигнални протеини, които стимулират недиференцираните стволови клетки от костния мозък да се развият в костни клетки и да образуват нова тъкан върху материала носител, имат поддържащ ефект.
Един от акцентите в тази област досега беше изграждането на поръчкова долна челюст за 56-годишен пациент, който не можеше да яде твърда храна в продължение на осем години след туморна операция. Екип, воден от Priv.-Doz. Д-р Д-р Патрик Уорнке (Орална и лицево-челюстна хирургия в Университета в Кил) моделира нова долна челюст на компютъра, която е оформена от титанова решетка и е пълна с заместител на костите, стволови клетки и BMP (Lancet 2004; том 364: 766-70). След това тази структура беше поставена в мускула на гърба в продължение на седем седмици и накрая трансплантирана в долната част на лицето, който беше много доволен от възстановената дъвкателна способност. В сравнение с конвенционалната протеза, направена от кост от фибулата или таза, новият метод доведе до по-малко дискомфорти на хирургичните места и по-добра естетика.
"Но трансплантациите все още не могат без изкуствени материали", отбеляза Ленхайм. В допълнение, не всички постижения са толкова зрелищни, както смятат някои медии: Когато американските пионери в тъканите Робърт Лангър и Джоузеф Ваканти през 1993 г. представиха лабораторна мишка, на която сякаш човешкото ухо израсна от гърба, мнозина отпразнуваха това като пробив - и го пренебрегнаха че това е "само" пластмасова протеза, която е била инокулирана с изолирани хрущялни клетки и чиято тъканна съвместимост под кожата на тестваното животно трябва да бъде тествана. Опитите за трансплантация с реконструирани по този начин уши обаче се провалят, тъй като тялото резорбира тъканта в рамките на няколко седмици.
Промяна на догмата: Невроните също се регенерират
Производството на индуцирани плурипотентни клетки (iPS) без консумация на яйцеклетки или ембриони, което беше отбелязано от специализираното списание „Science“ като „пробив на 2008 г.“, бе наречено забележително от Lwwenheim, но предупреди срещу преувеличени очаквания с оглед на факта, че повечето подобни експерименти досега са провеждани само в културни ястия са се състояли. Въпреки това Ленвенщайн беше оптимист: „Регенеративната медицина обещава да се превърне в една от ключовите дисциплини за биомедицината на 21 век“.
Професор доктор. обратно нат. Магдалена Гетц се занимава с темата за регенерацията, особено в мозъка на възрастните. Ръководителят на Института за изследване на стволови клетки в Центъра Хелмхолц в Мюнхен и Департамента по физиологична геномика в Университета Лудвиг Максимилианс в Мюнхен преследва целта да изясни основните механизми на спецификацията на стволовите клетки и иска да използва това знание за целево възстановяване на увредените клетки в мозъка . Фактът, че мозъчните клетки вече не могат да бъдат заменени след наранявания, е бил догма в продължение на десетилетия и Гьотц и нейната работна група също са помогнали за премахването му. През 2007 г. Гетц получава наградата на Лайбниц на Германската изследователска фондация специално за откритието си, че глиалните клетки, които винаги са били разглеждани като просто „цимент“ на мозъка, могат при подходящи обстоятелства да образуват нервни клетки (неврони) и по този начин да функционират като стволови клетки.
Глиалните клетки са и най-често срещаният клетъчен тип в мозъка на възрастните и надвишават броя на „истинските“ неврони при мишките два до три пъти, а при хората дори десет пъти. Докато някои от тях - неврогенните глиални клетки - съставляват по-голямата част от нервните клетки в този регион, докато мозъчната кора се развива, други глиални клетки са ограничени да се възпроизвеждат. Към края на фазата на развитие неврогенните глиални клетки се изчерпват, образувайки две нервни клетки в последния етап на разделяне. В този момент останалите глиални клетки се трансформират в звездовидни астроцити. Само в няколко мозъчни области, като например в хипокампуса и субвентрикуларната зона и при мишката в обонятелната луковица, неврогенните глиални клетки остават като така наречените възрастни невронни стволови клетки. На тези места глиалните клетки придобиват свойствата на стволовите клетки, а именно както способността да се регенерират, така и да се развиват в специализирани нервни клетки.
При физиологични условия глиалните клетки не образуват нови неврони в повечето мозъчни региони. Известно е обаче, че след наранявания - например прободна рана в кората на мишката - астроцитите започват да се делят и че те също се дедиференцират в процеса. Gцz и нейните колеги вече са в състояние да покажат, че някои от тези астроцити са мултипотентни, т.е.могат да образуват различни видове клетки, ако се държат в клетъчни култури при определени условия. Те също така идентифицират транскрипционния фактор Olig2, един от онези сигнали, които инхибират неврогенезата в областта на белег.
„Не бива да очаквате чудодейни изцеления“
Екипът вече е доказал по-рано, че друг транскрипционен фактор (Pax6) е способен да стимулира глиалните клетки да образуват незрели нервни клетки след мозъчна травма. И едва наскоро стана възможно да се развият глиални клетки от тъкан, която трябваше да бъде отстранена по време на операции на пациенти с епилепсия и да се стимулира образуването на нови нервни клетки чрез изключване на транскрипционния фактор Mash1. Абсолютният брой на тези новопридобити неврони все още е много малък и все още предстои доказателство, че те могат да изпълняват физиологична функция. „Не бива да очаквате чудодейни изцеления“, предупреди Гетц. "Но благодарение на новите знания, дългосрочната цел е малко по-близо до възможността да използваме тези процеси терапевтично."
Майкъл Сим
125-та среща на Обществото на германските учени и лекари в Тюбинген: Растежът - ескалация, контрол и граници