Персональные заменители костной ткани созданы из клеток кожи
Бригада ученых из Фонда стволовых клеток (NYSCF) Нью-йоркского исследовательского института сообщает сегодня о генерации заменителей костной ткани из клеток кожи для репарации больших дефектов костей, специфичных для пациентов. Исследование, во главе с доктором философии Дарией Маролт, исследователем из NYSCF-Хелмсли и доктором философии Джузеппе Мэрией де Пеппо, младшим научным сотрудником NYSCF, представляет значительный успех в персональном восстановительном лечении пациентов с дефектами костной ткани, возникающими при болезнях или травмах. Оно опубликовано в «Трудах Национальной Академии Наук».
Этот прогресс будет способствовать развитию настраиваемых, трехмерных костных трансплантатов подбираемых по требованию для того, чтобы быть приспособленными под точные потребности и иммунный профиль пациента. Взяв клетки кожи, ученые из NYSCF использовали усовершенствованную методику, называемую «перепрограммированием», чтобы вернуть взрослые клетки в зародышево-подобное состояние. Эти индуцированные плюрипотентные стволовые (iPS) клетки, несут ту же самую генетическую информацию, как и пациент и они могут стать любым типом клеток организма.
Бригада из NYSCF направила эти iPS-клетки так, чтобы стали клетками-предшественниками, формирующими костную ткань — и высеяла клетки в 3-D форму для трехмерного остеогенеза. Затем они поместили конструкцию в устройство, называемое биореактором, который обеспечивает подачу питательных веществ, удаляет отходы, и стимулирует созревание, тем самым имитируя естественную среду развития.
«Костная ткань — больше чем твердое минеральное соединение, это — активный орган и она постоянно ремоделируется. Кровеносные сосуды транспортируют важные питательные вещества к здоровым клеткам и удаляют отходы; нервы обеспечивают соединение с головным мозгом; и, клетки костного мозга формируют новые клетки крови и клетки иммунной системы», — сказал Мэролт.
Предыдущие исследования продемонстрировали потенциал формирования костной ткани из других клеточных источников, но все же остаются серьезные возражения для перевода этого процесса в клиническую область. Собственные стволовые клетки костного мозга пациента могут формировать костную и хрящевую ткань, но никак не основную сосудистую сеть и составляющие части нервов; и, зародышевая стволовая клетка производящая костную ткань может вызвать иммунное отторжение. Ученые из NYSCF хотели работать с iPS-клетками, чтобы преодолеть эти ограничения, сравнивая iPS-источники с зародышевыми стволовыми клетками, и воспроизводящими клетками костного мозга.
«Ни у какой-либо другой группы исследователей нет опубликованных работ о создании полностью жизнеспособных, функциональных, трехмерных заменителей костной ткани из iPS-клеток человека. Эти результаты приближают нас к достижению нашей окончательной цели — разработке самой многообещающей терапии для пациентов», — сказала де Пеппо.
В то время как острота поражений варьирует, дефекты костей и травмы в настоящее время лечатся костными трансплантатами, взятыми или из другой части организма пациента или из донорского банка костных трансплантатов, или синтетическими заменителями. Ни один из них не допускает сложную реконструкцию, и они могут вызвать иммунное отторжение или могут быть не в состоянии интегрироваться в окружение соединительных тканей. Для травмированных пациентов, пострадавших в результате осколочных ранений или транспортных аварий, это традиционное лечение предоставляет ограниченное функциональное и косметическое улучшение.
После всестороннего анализа воспроизведенной in vitro костной ткани, бригада из NYSCF оценила ее стабильность при пересадке в испытаниях на животных, возвращаясь к главному сомнению терапии, основанной на iPS-клеточных методах.
Недифференцированные iPS-клетки могут формировать тератомы, один из видов опухолей. Полученные из iPS-клеток заменители костной ткани были внедрены под кожу мышам с ослабленным иммунитетом. Через 12 недель конструкции, привитые извне созрели и не показали злокачественного развития, но продемонстрировали полное созревание костной ткани, когда клетки кровеносных сосудов начали интегрироваться вдоль трансплантатов. Эти результаты указывают на стабильность заменителей костной ткани.
Ученые предостерегают, что, хотя эти результаты представляют собой значительный успех, необходимо дальнейшее исследование, перед тем костные трансплантаты, полученные из кожной ткани, будут внедряться пациентам. Следующие шаги будут включать оптимизацию хода эксперимента и успешный рост кровеносных сосудов в пределах костной ткани.
«Исходя из этих данных, мы будем в состоянии по требованию создавать определенные костные трансплантаты, для пациентов без каких-либо признаков иммунного отторжения», — сказала Сьюзен Л. Соломон, президент NYSCF. «Это не просто хороший подход, это — лучший подход по возмещению разрушительных поражений или дефектов».
Вне потенциальной терапевтической значимости эти адаптивные заменители костной ткани могут быть выполнены развитием моделей костного развития и различных патологий. Анализ этого может обогатить текущее понимание и идентифицировать потенциальные цели для лекарственных средств.
Источник: sciencedaily.com
Смотрите также:
- В Россию могут вернуться вытрезвители: инициативы сенаторов и депутатов
- Вызов нарколога на дом в чем преимущество услуги?
- Почему нельзя сочетать грейпфрут с симвастатином?
- Лечение сахарного диабета гликлазидом
- Как определить дозировку цетиризина?
- Что такое эпидуральная анестезия?
- Как лечатся гнойные пробки на миндалинах?
- Что такое пируват?
- Что такое сульфаниламидные препараты?
- Как определить нужный размер катетера?
- Как контролировать повышенное слюноотделение?
- Чего ожидать после операции по удалению желчного пузыря?
- Развитие резистентности к антибиотикам
- Низкий уровень сахара полезен для головного мозга
- Как распознать воспаление лимфатических узлов
- Клетки ротовой полости противостоят инфекциям, вызываемым грибком Candida
- Ученые на пороге изобретения искусственной кожи высокой чувствительности
