Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Мезенхимальные стволовые клетки (МСК) - это мультипотентные клетки, обнаруженные во многих тканях взрослого человека, включая костный мозг, синовиальные ткани и жировые ткани. Поскольку они происходят из мезодермы , было показано, что они дифференцируются на кости, хрящи, мышцы и жировую ткань. [1] [2] МСК из зародышевых источников оказались многообещающими с научной точки зрения, вызывая при этом значительные противоречия. В результате многие исследователи сосредоточились на взрослых стволовых клетках [3] или стволовых клетках, выделенных от взрослых людей, которые можно трансплантировать в поврежденные ткани.

Благодаря своим многопотенциальным возможностям клоны мезенхимальных стволовых клеток (МСК) успешно использовались в моделях на животных для регенерации суставного хряща и в моделях на людях для регенерации костей. [4] [5] [6] Недавние исследования показали, что суставной хрящ может быть восстановлен посредством чрескожного введения мезенхимальных стволовых клеток (МСК). [7]

Концепция стволовых клеток возникла в XIX веке как теория, которая потенциально позволяла некоторым тканям самообновляться. Существует пять типов стволовых клеток, и МСК обладают мультипотентностью, что означает, что они обладают способностью развиваться в более чем один тип специализированных клеток. Мезенхимальные стволовые клетки были первоначально обнаружены и изучены Фриденштейном в 1970-х годах как клетки, образующие фибробласты в костном мозге и селезенке морских свинок. [8] Это исследование доказало, что колониеобразующие единицы стволовых клеток костного мозга способны образовывать хрящ после трансплантации в диффузионную камеру. [9] Результаты этого исследования заложили основу для будущих исследований, указав способность дифференцировать МСК.

Текущее исследование [ править ]

Исследования MSC в последние годы резко возросли. Например, поиск в PubMed за 1999 год выявил около 90 статей, опубликованных под заголовком MESH «Мезенхимальные стволовые клетки», тот же поиск, проведенный за 2007 год, обнаружил более 4000 записей. Наиболее часто используемым источником МСК является аспират костного мозга. Большая часть костного мозга взрослого человека состоит из клеток крови, находящихся на разных стадиях дифференцировки. [10] Эти компоненты костного мозга можно разделить на плазму , эритроциты , тромбоциты., и ядросодержащие клетки. Фракция взрослых стволовых клеток присутствует в ядросодержащих клетках костного мозга. Большинство этих клеток являются предшественниками гема CD34 + (предназначенными для дифференцировки в компоненты крови), в то время как очень немногие из них действительно способны дифференцироваться в кости, хрящи или мышцы. В результате остается очень небольшое количество МСК в костном мозге в виде клеток, способных дифференцироваться в ткани, представляющие интерес для совместного сохранения. [11] Следует отметить, что это может быть одной из причин того, что коммерчески доступные центрифужные системы, которые концентрируют клетки с ядрами костного мозга, не показали таких перспектив в исследованиях на животных для восстановления хряща, как подходы, при которых MSC размножаются в культуре до большего количества. [12]

Применение мезенхимальных стволовых клеток [ править ]

Клетки с ядрами костного мозга используются каждый день в регенеративной ортопедии. Техника хирургии микроперелома коленного сустава основана на высвобождении этих клеток в пораженный хрящ, чтобы инициировать восстановление фиброзного хряща в костно-хрящевых дефектах. [13] Кроме того, было показано, что эта популяция клеток помогает в восстановлении несрастающихся переломов. [14] Для этого обычно используется центрифугирование со стороны кровати. Опять же, эти методы производят очень разбавленную популяцию МСК, обычно с выходом 1 из 10 000–1 000 000 ядерных клеток. [15] Несмотря на такое низкое количество МСК, изолированные клетки с ядрами костного мозга, имплантированные в дегенерированные периферические суставы человека, показали некоторые перспективы для восстановления суставов. [16] Поскольку количество МСК, которые можно выделить из костного мозга, довольно ограничено, большинство исследований в области регенерации хряща сосредоточено на использовании выращенных в культуре клеток. [17] [18] Этот метод позволяет увеличить количество ячеек в 100–10 000 раз за несколько недель. Когда эти МСК готовы к повторной имплантации, они обычно переносятся с факторами роста, чтобы обеспечить продолжение роста клеток и приживление в поврежденную ткань. В какой-то момент вводится сигнал (либо в культуре, либо после трансплантации в поврежденную ткань), чтобы клетки дифференцировались в конечную ткань [19] (в данном обсуждении - хрящ).

Последние события [ править ]

До недавнего времени использование культивируемых мезенхимальных стволовых клеток для регенерации хряща в основном проводилось на моделях животных. Однако в настоящее время есть два опубликованных отчета о случаях использования вышеупомянутой техники для успешной регенерации суставного хряща и хряща мениска в коленях человека. [20] [21] Эффективность этого метода еще не доказана в исследовании с участием большей группы пациентов, однако та же группа исследователей опубликовала большое исследование безопасности (n = 227), показывающее меньше осложнений, чем обычно было бы связано с хирургические процедуры. [22]

Другая команда использовала аналогичный метод для экстракции клеток и размножения ex vivo, но клетки были заключены в коллагеновый гель перед повторной имплантацией хирургическим путем. Они сообщили об исследовании случая, в котором дефект полной толщины суставного хряща человеческого колена был успешно восстановлен. [23]

В то время как использование культивированных мезенхимальных стволовых клеток показало многообещающие результаты, более недавнее исследование с использованием некультивируемых МСК привело к полному, гистологически подтвержденному повторному росту гиалинового хряща. Исследователи оценивали качество ремонта хряща коленного сустава после артроскопического микросверления ( также микрофактур ) операций с последующим послеоперационными инъекциями аутологичных клеток - предшественников периферической крови (PBPC) в сочетании с гиалуроновой кислотой (HA). [24]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Szilvassy SJ. (2003). «Биология гемопоэтических стволовых клеток». Arch Med Res . 34 (6): 446–60. DOI : 10.1016 / j.arcmed.2003.06.004 . PMID  14734085 .
  2. ^ Mahla RS (2016 г.). «Применение стволовых клеток в регенеративной медицине и терапии болезней» . Международный журнал клеточной биологии . 2016 (7): 1–24. DOI : 10.1155 / 2016/6940283 . PMC 4969512 . PMID 27516776 .  CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  3. ^ Фонд травм позвоночника
  4. ^ Buckwalter JA, Мэнкин HJ (1998). «Суставной хрящ: дегенерация и остеоартроз, восстановление, регенерация и трансплантация». Instr Course Lect . 47 : 487–504. PMID 9571450 . 
  5. ^ Джонстон В, -Й JU (1999). «Аутологичные мезенхимальные клетки-предшественники в восстановлении суставного хряща». Clin Orthop Relat Res . 367 (Дополнение): S156–62. DOI : 10.1097 / 00003086-199910001-00017 . PMID 10546644 . 
  6. ^ Luyten FP. (2004). «Мезенхимальные стволовые клетки при остеоартрозе». Текущее мнение в ревматологии . 16 (5): 599–603. DOI : 10.1097 / 01.bor.0000130284.64686.63 . PMID 15314501 . S2CID 20638965 .  
  7. ^ Уолша CJ, Goodman D, Каплан А.И., Гольдберг В.М. (1999). «Регенерация мениска в модели частичной менискэктомии кролика». Tissue Eng . 5 (4): 327–37. DOI : 10.1089 / ten.1999.5.327 . PMID 10477855 . 
  8. ^ Friedenstein, AJ; Чайлахджан, РК; Лалыкина К.С. (октябрь 1970 г.). «Развитие колоний фибробластов в монослойных культурах клеток костного мозга и селезенки морских свинок» . Клеточная и тканевая кинетика . 3 (4): 393–403. DOI : 10.1111 / j.1365-2184.1970.tb00347.x . ISSN 0008-8730 . PMID 5523063 .  
  9. ^ Оуэн, М .; Friedenstein, AJ (1988). «Стромальные стволовые клетки: остеогенные предшественники костного мозга» . Симпозиум Фонда Ciba . 136 : 42–60. DOI : 10.1002 / 9780470513637.ch4 . ISSN 0300-5208 . PMID 3068016 .  
  10. ^ Verfaillie С, Blakolmer К, Р McGlave (1990). «Очищенные примитивные гематопоэтические клетки-предшественники человека с долговременной способностью к репопуляции in vitro селективно прилипают к облученной строме костного мозга» . J Exp Med . 172 (2): 509–02. DOI : 10,1084 / jem.172.2.509 . PMC 2188338 . PMID 2373991 .  
  11. ^ "Что такое совместное сохранение?" . Блог совместного сохранения . 21 августа 2008 г.
  12. ^ Голдберг, Энди; Митчелл, Катрина; Соанс, Джулиан; Ким, Луиза; Заиди, Рази (09.03.2017). «Использование мезенхимальных стволовых клеток для восстановления и регенерации хряща: систематический обзор» . Журнал ортопедической хирургии и исследований . 12 (1): 39. DOI : 10,1186 / s13018-017-0534-у . ISSN 1749-799X . PMC 5345159 . PMID 28279182 .   
  13. ^ Steadman JR, Ramappa AJ, Максвелл RB, Бриггс KK (2007). «Схема артроскопического лечения остеоартроза коленного сустава». Артроскопия . 23 (9): 948–55. DOI : 10.1016 / j.arthro.2007.03.097 . PMID 17868833 . 
  14. ^ Bruder SP, Финк DJ, Каплан А.И. (1994). «Мезенхимальные стволовые клетки в развитии костей, восстановлении костей и терапии регенерации скелета» . J Cell Biochem . 56 (3): 283–94. DOI : 10.1002 / jcb.240560303 . PMC 7166813 . PMID 7876320 .  
  15. ^ D'Ипполито G, Schiller PC, Рикорди C, Руса BA, Говард GA (1999). «Возрастной остеогенный потенциал мезенхимальных стромальных стволовых клеток из костного мозга позвоночника человека» . J Bone Miner Res . 14 (7): 1115–22. DOI : 10,1359 / jbmr.1999.14.7.1115 . PMID 10404011 . 
  16. ^ Centeno CJ, Kisiday J, M Freeman, Schultz JR (2006). «Частичная регенерация бедра человека посредством переноса аутологичных ядерных клеток костного мозга: тематическое исследование». Врач боли . 9 (3): 253–56. PMID 16886034 . 
  17. Перейти ↑ Gao J, Caplan AI (2003). «Мезенхимальные стволовые клетки и тканевая инженерия для ортопедической хирургии». La Chirurgia Degli Organi di Movimento . 88 (3): 305–16. PMID 15146948 . 
  18. ↑ Xiang Y, Zheng Q, Jia BB, Huang GP, Xu YL, Wang JF, Pan ZJ (2007). «Ex vivo экспансия и плюрипотенциальная дифференциация криоконсервированных мезенхимальных стволовых клеток костного мозга человека» . J Zhejiang Univ Sci Б . 8 (2): 136–36. DOI : 10.1631 / jzus.2007.B0136 . PMC 1791057 . PMID 17266190 .  
  19. ^ Биль, Джесси К .; Рассел, Бренда (2009). «Введение в терапию стволовыми клетками» . Журнал сердечно-сосудистой медицины . 24 (2): 98–105. DOI : 10.1097 / JCN.0b013e318197a6a5 . ISSN 0889-4655 . PMC 4104807 . PMID 19242274 .   
  20. ^ Centeno CJ, Бюссе D, Kisiday Дж, Keohan С, М Freeman, Карли D (2008). «Увеличение объема коленного хряща при дегенеративном заболевании суставов с использованием чрескожно имплантированных аутологичных мезенхимальных стволовых клеток» (PDF) . Врач боли . 11 (3): 343–53. PMID 18523506 .  
  21. ^ Centeno CJ, Бюссе D, Kisiday Дж, Keohan С, М Freeman (2008). «Увеличение объема коленного хряща при дегенеративном заболевании суставов с использованием чрескожно имплантированных аутологичных мезенхимальных стволовых клеток, лизата тромбоцитов и дексаметазона» . Am J Case Rep . 9 : CR246–51.
  22. ^ Centeno CJ, Schultz JR, Cheever M, Робинсон B, Freeman M, Мараско W (2010). «Отчет о безопасности и осложнениях при повторной имплантации мезенхимальных стволовых клеток с расширенными культурами с использованием метода аутологичного лизата тромбоцитов» . Современные исследования стволовых клеток и терапия . 5 (1): 81–93. DOI : 10.2174 / 157488810790442796 . PMID 19951252 . S2CID 20901900 .  
  23. ^ Курода R, Ишида К, Мацумото Т, Т Akisue, Фудзиока Н, Mizuno К, Ohgushi Н, Wakitani S, Kurosaka М (2007). «Лечение дефекта полноразмерного суставного хряща в мыщелке бедренной кости спортсмена аутологичными стромальными клетками костного мозга». Остеоартроз и хрящ . 15 (2): 226–31. DOI : 10.1016 / j.joca.2006.08.008 . PMID 17002893 . 
  24. ^ Пила, Кентукки; Anz A; Merican S; Тай Ю.Г .; Ragavanaidu K; Jee CS; McGuire DA (Epub, 19 февраля 2011 г.). «Регенерация суставного хряща аутологичными клетками-предшественниками периферической крови и гиалуроновой кислотой после артроскопического субхондрального сверления: отчет о 5 случаях с гистологией». Артроскопия . 27 (4): 493–506. DOI : 10.1016 / j.arthro.2010.11.054 . PMID 21334844 .  Проверить значения даты в: |date=( помощь )