Szerint a magazin „transzplantáció”, az új irány a sejtbiológia, újság

A kilátások a fejlesztés-transzplantáció

A korszerű transzplantáció és annak végrehajtását a klinikán az elmúlt évtizedben lehetővé tette, hogy meghosszabbítja az életét sok ezer beteg. Jelenleg, a tanulmány a transzplantáció továbbra is az egyik leggyorsabban fejlődő területe a biológia és az orvostudomány. Már végzett klinikai vizsgálati módszerek, mint például:

- transzplantáció saját vérképző sejtek a sclerosis multiplex, szisztémás lupus erythematosus, rheumatoid arthritis;
- hematopoietikus sejt transzplantáció a rosszindulatú tumorok kezelésére a vese, az emlő és a hasnyálmirigyben, az agyban;
- a donor őssejt-transzplantáció a megelőzés a reakció „graft-versus-host” után a korábbi transzplantáció a vérképző sejtek;
- adaptív immunterápia (citotoxikus T-limfociták) az onkológiában, sejt onkovaktsiny;
- mioblasztsejt transzplantációja vázizomzatodat;
- transzplantáció neuronális sejtek betegek post-stroke szindróma;
- transzplantáció saját és donor csontvelő sejtek, hogy javítsa a regenerációs a csonttörések.

Az előleget az őssejt-kutatás nagyrészt a megnövekedett érdeklődés a tudósok és a klinikusok számára a kilátások való felhasználásuk betegségek kezelésére jelenleg gyógyíthatatlannak tekintik. Ez azonban felveti számos etikai kérdéseket (például alkalmazásra csontpótló anyag humán embrió sejtek), valamint a kapcsolódó kérdések jogi szabályozásának celluláris technológiákat. A fejlesztés a mobil technológia következő területeket tekintik a legígéretesebb:

- az izolációs és szervátültetés az őssejtek, beleértve a beteg saját sejtjeit;
- azonosítása szubpopulációk az őssejtek és klónok;
- a biztonsági transzplantációs vizsgálatok (fertőző, onkogén, mutagén), rajz „sejt útlevelek”;
- izolálását az egyes vonalak az embrionális őssejtek szomatikus sejtmag transzfer;
- korrekciója genetikai hibák prenatális olyan sejtek átültetését, vagy a kettő kombinációja nukleáris transzfer módszerek és genetikai terápia.

Tissue Engineering

Az egyik terület a biotechnológia, amely részt vesz a létrehozását a Vice-biológiai szövetek és szervek jelentése Tissue Engineering (TI).

Modern tissue engineering kezdett formát ölteni, mint önálló tudományág után a munka DR Walter és FR Meyer (1984), amely képes volt visszaállítani a sérült szaruhártya segítségével egy műanyag, mesterségesen termesztett sejtekből vett a beteg. Ezt a módszert nevezik keratinoplastika. Miután a szimpózium által szervezett, a US National Science Foundation (NSF) 1987-ben, tissue engineering tartották egy új tudományos irány az orvostudományban. A mai napig a legtöbb a munka ezen a területen végzett laboratóriumi állatokon, de néhány technológiát már használják a gyógyászatban.

A létrehozása mesterséges szervek több szintből áll (ábra. 2).

Ábra. 2. reakcióvázlat A feldolgozás a szöveti sebészet konstrukciók

Az első lépést a saját vagy a donor sejtanyag (biopszia), izolált szövet-specifikus sejtek és tenyésztjük őket. A kompozíció a szöveti-mérnöki építési, vagy graft, egy speciális hordozó (mátrix) belép mellett a sejttenyészet. Mátrixok készíthetők különféle biokompatibilis anyagból. A sejteket így kapott tenyészeteket felvisszük egy mátrixot, ami után az ilyen háromdimenziós szerkezetet átvisszük egy tápközegben bioreaktor1 ahol inkubáljuk egy bizonyos ideig. Az első bioreaktorban állították fel, hogy készítsen egy mesterséges májszövet.

Minden típusú művelt graft kiválasztott speciális tenyésztési körülmények között. Például, hogy mesterséges artériák áramlás bioreaktor, amelyben a táptalajban tartjuk állandó áramlási változó pulzusnyomás szimuláló lüktetése véráramlás.

Néha, amikor létrehozza a graft felhasználásával előregyártás technológia: a tervezés először egy állandó helyen, és a terület jól ellátott vér, az érés és megalakult a mikrokeringést a graft.

Ami sejtes anyagot létrehozására mesterséges szervek használt sejttenyészetben, amely tartalmazza a regenerálható szövet vagy elődeik. Például, a készítmény a graft a rekonstrukció phalanx használtuk technikák célja differenciálódásának előidézésére csontvelő őssejtek a csontsejtek.

Ha a graft használt, hogy saját sejt beteg anyag, majdnem teljes integráció a graft a korai helyreállítását szervfunkciókat vissza. Abban az esetben, graft a donor sejtek a szervezetben magában az indukciós mechanizmusok és stimulálása reparatív tevékenység a saját, és 1-3 hónapig kell felváltania a saját sejtek összeomló graft sejteket.

Biomaterials alkalmazásával érik a mátrixok legyen biológiailag inert és után graftinga (szívódik fel a testbe) biztosító lokalizációs azokra alkalmazott sejtes anyag egy meghatározott helyen. A legtöbb tissue engineering bioanyagoknak könnyen elpusztulnak (felszívódik) a szervezetben, és helyébe a saját szöveteit. Ezt nem szabad kialakítva intermedierek toxicitás, pH-módosító szövet vagy csorbítása növekedését és differenciálódását a sejttenyészet. Nerezorbiruemye anyagokat nem használják, mert korlátozzák a regenerációs aktivitást, nem okoz túlzott képződése kötőszövet, kiváltani idegen test reakció (encapsulation).

Létrehozására a szövetek és szervek főleg használt szintetikus anyagok polimereken alapuló természetes anyagok (kitozán, alginát, kollagén) és biokompozit anyagok (táblázat. 3.).

3. táblázat osztályok biológiai anyagokat használnak tissue engineering.

Átalakítás a csere saját fehérjéinek

Varróanyag anyag TI (háromdimenziós modell, a film) mátrixként közeg gyakorlatilag minden sejttenyészetek

Az egyik az első tissue engineering már használt szintetikus, biológiailag lebontható bioanyagok polimereken alapuló szerves savak, mint például a tejsav (PLA, polilaktát) és glikolsav (PGA, poliglikolid). Ebben az esetben, a polimer lehet venni, mint egy típusú savcsoportot, és ezek kombinációi különböző arányokban. Mátrixok alapján szerves savak alapját képezte a létesítmény egy ilyen szervek és szövetek, mint a bőr, a csont, porc, ín, izom (harántcsíkolt, sima és kardiális), vékonybél, stb Ezek az anyagok azonban vannak hátrányai. PH-változás a környező szövetek a hasítással a szervezetben, és mechanikai szilárdsága nem kielégítő, ami megakadályozza azok használatát, mint egy sokoldalú anyag a mátrixok és szubsztrátok.

Egy különleges hely között az anyagokat a bio-mátrix hordozó elfoglalják a kollagén, a kitozán és alginát.

Kollagén gyakorlatilag nincs antigén tulajdonságokkal. Használt, mint a sablon, akkor elpusztult az enzimes hidrolízis és helyébe szerkezetileg saját fehérjéinek Fibroblasztok. A kollagén mátrix lehet gyártani kívánt tulajdonságokkal a rekonstrukció gyakorlatilag minden a szervek és szövetek. Mivel a természetes szöveti (extracelluláris) fehérje, ugyanakkor ideálisan alkalmas hordozóként sejttenyészet, amely a növekedés és a szöveti fejlődés.

Alginát - származó poliszacharid alga, lehet használni, mint egy hordozó mátrixot, de nem rendelkezik elegendő biokompatibilitás, és az optimális mechanikai tulajdonságokat. Általában azt használják formájában hidrogélek helyreállítására porc és az idegszövet.

Chitosan - nitrogéntartalmú poliszacharid, amely a fő összetevője a külső bevonatának a rovarok, pókok és rákfélék. Ez bioanyag nyert kitin kagyló rákfélék és puhatestűek. Jelenleg figyelemre méltó hatóanyag-kombináció összetétele - a kollagén-kitozán komplex. Laboratóriumi és klinikai vizsgálatok kimutatták, hogy közömbösek és képes fenntartani mind a sejt életképességének in vitro tenyésztés. és in vivo. Ez a komplex által engedélyezett Egészségügyi Minisztérium, az Orosz Föderáció, mint öltözködés, a sebgyógyulást elősegítő szerek és már most is használják a klinikai gyakorlatban a műtét és fogászat.

Modern lehetőségeit tissue engineering

A legtöbb tanulmány a szövetek szerkezetének megszerzésére irányuló adott szöveti egyenértékű. A legtöbb vizsgált terület tissue engineering - a rekonstrukció a kötőszövet, különösen a csont. Az első vizsgálatban a rekonstrukciós osteochondralis fragmens nyúl combcsont leírták a szakirodalomban. A fő probléma, amellyel a kutatók volt a választás a bioanyag, és a kölcsönhatás a csont és porc szövetbeültetéseken. Ekvivalensei csont kapott irányított differenciálódásának csontvelői őssejtek, köldökzsinór-vérből vagy zsírszövetben. Ezután a kapott oszteoblasztok alkalmazzák a különböző anyagok, az azokat alátámasztó Division, -. A donor csontjának, PGA, kollagén mátrixok, porózus hidroxiapatit, stb Graft azonnal kerül a hiba vagy előinkubáltuk a lágy szövetekben. A fő probléma az ilyen konstrukciók kutatók úgy vélik, mismatch véredények az arány az új szövet és ütemezését a sejtek életének mélysége a graft. Hogy oldja meg ezt a problémát, a graft köré a nagy hajókat.

Hisztogenezisében izomszövet nagy mértékben függ a fejlesztés neuromuszkuláris kölcsönhatásokat. Hiányoznak a megfelelő struktúrák innervációjának izomszövet nem teszi lehetővé számunkra, hogy hozzon létre egy működő szövetek ekvivalens vázizomszövetet. Simaizomzat kevésbé érzékeny a denerváció, mint Ez bizonyos mértékig képes automatizmus. Simaizom szövetek szerkezete használt létrehozását a szervek, mint például a húgyvezeték, a húgyhólyag, bél csőbe. A közelmúltban egyre több figyelmet fordítanak, hogy megpróbálja rekonstruálni a szívizom segítségével graftok tartalmazó szívizomsejtek kapott irányított differenciálódását differenciálatlan sejtek csontvelő.

Az egyik legfontosabb területe a tissue engineering a termelés bőr ekvivalens. Élő bőr ekvivalens tartalmaz donor vagy a saját hámsejteket, jelenleg széles körben használják az Egyesült Államok, Oroszország és Olaszország. Ezek a szerkezetek lehetővé teszik, hogy javítsa a gyógyulását kiterjedt égési felületek.

A főbb pontok alkalmazásának tissue engineering kardiológiai lehet tekinteni, mint a teremtés mesterséges szívbillentyűk, felújítása nagy ereket, és a kapilláris hálózat. Az implantátumok készült szintetikus anyagok rövid életű és gyakran vezetnek a vérrögök kialakulását. Ha egy cső alakú (vaszkuláris) graftok, biológiailag lebomló mátrixok pozitív eredményeket állatkísérletekben, azonban a probléma továbbra is fennáll ellenőrzött tartósság és az erő a graft falának ellenállását lüktető vérnyomását.

Mesterséges kapilláris hálózatok fontos a patológiás állapotok kezelésére a vér mikrocirkuláció olyan betegségekben, mint például elzáródásos betegség, cukorbetegség, és mások. Pozitív eredményeket kaptunk, amikor a biológiailag lebontható graftok készült formájában érrendszerben.

Visszaállítása légzési szerveket, például a gége, légcső és a hörgők, az is lehetséges, segítségével szöveti struktúráit biológiailag lebontható vagy kompozit anyagok bevont ezekkel epiteliális sejtek és chondroblast.

Betegségek és hibák a vékonybél kíséretében lényeges lerövidítését vezet az a tény, hogy a betegek életét kapnak különleges táplálkozási keverék és parenterális oldatok. Ezekben az esetekben a nyúlása funkcionális része a vékonybél - az egyetlen módja annak, hogy enyhítse az állapotuk. graft gyártása algoritmus csökkenti a következő: egy biodegradálható membránnal alkalmazott sejtek epiteliális és mezenchimális eredetű, és helyezzük egy mirigy vagy a bélben bélfodor érését. Egy idő után a saját bél csatlakozik a graft. Állatkísérletek azt mutatták, javított aktivitást szívó, hanem azért, mert hiányzik a beidegzés mesterséges bél hiányzik az a képesség, hogy szabályozza a motilitás és a szekréciós aktivitása.

A fő nehézség a máj tissue engineering kialakulását háromdimenziós szövet szerkezetét. Optimális biomátrix a sejttenyészet az extracelluláris mátrix a máj. A kutatók úgy vélik, hogy vezet a sikerhez használata porózus biopolimerek kívánt tulajdonságokkal. Megkísérlik alkalmazása állandó mágneses mező háromdimenziós szervezet a sejt kultúra. Megoldatlan problémák vérellátás nagyobb oltványok és eltávolítását az epe, mivel nem graft epevezeték. A létező eljárások azonban már lehetővé teszik kompenzálja valamilyen genetikai rendellenességek enzime, valamint enyhíti a tüneteket hemofília laboratóriumi állatokban.

Építése a belső elválasztású mirigyek alatt kísérleti vizsgálati eljárások laboratóriumi állatokban. A legnagyobb sikert elért tissue engineering nyálmirigyekben, struktúrák állítunk elő, amely a hasnyálmirigy sejtek.

Fejlődési a húgyúti rendszer akár 25% -a az összes fejlődési rendellenességek. Tissue engineering nagyon népszerű ezen a területen az orvostudomány. Létrehozása ekvivalens veseszövetből - meglehetősen nehéz feladat, és próbálja megoldani ezt a problémát, a technológia közvetlen organogenesis embrionális vese szöveti könyvjelzőt. A laboratóriumi állatokban már bizonyították, hogy képesek helyreállítani a különböző szervekben és szövetekben a húgyutak.

Az egyik legnagyobb kihívás a helyreállítása a szervek és szövetek az idegrendszer. Tissue-műtárgyak lehet használni, hogy vissza mind a központi és perifériás idegrendszer. Ahogy celluláris anyagot megjavítani a gerincvelő lehet használni sejtjei szaglógumók és a biológiailag lebomló háromdimenziós gélek. A perifériás idegrendszerben a biológiailag lebontható csőszerű oltványok, amelyen belül az axonális növekedést végzi Schwann-sejtek.

Létrehozása mesterséges szervek megszüntetné a legtöbb szerv-, javítja az életminőséget és a betegek túlélésének. A közeljövőben ezek a technológiák végre kell hajtani minden területen az orvostudomány.