Allesya.ru

Женский журнал Алеся
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ученые научились выращивать стволовые клетки из молочных зубов

ЗдоровьеОт всех болезней:
Кому и зачем нужны стволовые клетки

И есть ли смысл в клеточной косметике

  • 31 июля 2017
  • 19918

О стволовых клетках в последние годы приходится слышать в самом разном контексте: их предлагают использовать в косметических процедурах и даже добавляют в кремы, учатся добывать из молочных зубов и пуповины, используют в лечении самых разных заболеваний. Часто в новостях сообщают о новых возможностях их использования, которые ещё долго предстоит изучать в лаборатории; в итоге одним стволовые клетки представляются чем-то из будущего, а другим кажется, что они уже стали обыденностью и используются в любом салоне красоты. Разбираемся, что вообще представляют собой стволовые клетки, для чего они часто применяются уже сейчас и какая польза возможна пока только в теории.

Первая технология выращивания предполагает использование зачатка (чаще всего берётся у эмбриона), который подсаживается в ткани живых органов (в качестве подопытных были выбраны грызуны), причём лучше всего для этих целей подходят почки из-за оптимального температурного режима и усиленного кровоснабжения. Уже через 2 недели вырастает пригодный для пересадки зубик, который пересаживают в лунку взамен удалённого. Там маленький зуб продолжает расти и в результате вырастает в полноценный зуб. Однако такой метод имеет некоторые сложности, главная из которых заключается в том, что достаточно сложно получить зачаток для регенерации зуба. Сейчас в качестве эксперимента его берут у эмбрионов, а также используют для этих целей стволовые клетки, но сама технология пока ещё отработана слабо, и формирование зачатка удаётся редко.

3D печать — неожиданное, но эффективное решение

Следующая методика выращивания зубов предполагает применение биопечати: для этого используют живые клетки, которые берут из пульпы удалённых зубов, и затем «штампуют» их прямо в лунке. Поэтому учёные рекомендуют беречь удалённые зубы и ни в коем случае не выбрасывать их. Также специалисты, разрабатывающие новые зубные технологии, отмечают, что особую ценность представляют молочные зубы, в которых содержится множество стволовых клеток. Молочные зубки затем могут пригодиться для выращивания не только новых зубов, но и тканей органов, если возникнет такая необходимость. А благодаря полной совместимости риск отторжения тканей организмом будет сведён практически к нулю.

История развития технологии

Впервые вырастить искусственные зубы удалось японским учёным ещё в 2002 году, когда зародыши свиных зубов были пересажены крысам. Зубки получились слабенькими, но начало было положено. Через пять лет японцы повторили эксперимент и новые зубы оказались уже прочнее, однако не имели корней. В 2013 году свой эксперимент провели китайцы, которые смогли вырастить человеческий зуб у мыши, а зачаток был сформирован из стволовых клеток, взять из человеческой. мочи (как оказалось, стволовые клетки там тоже присутствуют).

Пять лет назад американцам удалось вырастить первый полноценный зуб у крысы, а британцы в 2017 году добились самопломбирования крысиных зубов при повреждении. Однако эти опыты напрямую перенести на человеческий организм нельзя, поскольку зубы грызунов обладают намного лучшей регенерацией. Тем не менее, подключившиеся к исследованиям российские учёные полны оптимизма и заявляют, что через 10 лет проблема выращивания настоящих зубов может быть решена. Так что будем надеяться, что зубы из стволовых клеток в Москве станут реальностью уже в ближайшие годы, и вставные челюсти нам больше не грозят.

Выращивание зубов сейчас

Технологию уже отрабатывают во многих странах, например в России, Китае, США, — и согласно типичным прогнозам, массово начнут внедрять в течение ближайших 50 лет. Но чтобы это произошло, ученым нужно отработать ряд моментов:

  • Усовершенствовать процесс деления клеток таким образом, чтобы в итоге зуб вырастал с натуральным соотношением эмали, дентина и пульпы. Другими словами, научиться выращивать зубы, идентичные родным зубам.
  • Гарантировать, что новый зуб будет иметь нужный размер и форму. Чтобы у пациента, который пересадил себе клык, не вырос «сюрприз» в виде резца.
  • Гарантировать пациенту приживаемость зуба из биоинженерных материалов. Стволовые клетки, выращенные в пробирке, часто оказываются нежизнеспособными — это одна из главных проблем в технологии.
Читать еще:  Что делать, если ребенок часто болеет в садике

Пока непонятно, сколько такая процедура будет стоить для пациента, но, вероятно, гораздо дороже, чем альтернативные виды протезирования. В настоящий момент средняя стоимость операции по установке импланта и керамической коронки составляет 70 тыс. руб.

Стволовые клетки на каркасе

— Решение проблемы образования нового зуба в зрелом возрасте — задача, достойная самой высокой награды в науке и медицине, — уверен специалист по генной инженерии, канд. биол. наук Илья Духовлинов. — Сложность в том, что зуб представляет собой очень сложную структуру, несмотря на кажущуюся внешнюю простоту. Дентин должен быть надежно защищен эмалью. Для ее выработки и обновления нужно активировать адамантобласты — клетки, формирующие эмаль коронки при развитии зачатка зуба, которые в нашем организме присутствуют ограниченное время.

  • В 2013 г. китайские исследователи из Института биомедицины и здравоохранения в Гуанчжоу использовали стволовые клетки, которые выделили из человеческой мочи. Опасность такого подхода — в самих стволовых клетках. Управлять в точности процессом их дифференцировки, то есть превращения в клетку нужной ткани, не всегда удается. Стволовые клетки могут поддерживать рост опухолевых клеток, а иногда и трансформироваться в них.
  • Следующая работа британских ученых показала, что синхронизировать пропорциональный рост дентина, эмали и корней зуба непросто — в итоге получаются очень слабые зубы.
  • В этом плане качественным скачком стала работа ученых Колумбийского Университета (США): они создали каркас, который «привлек» уже собственные стволовые клетки, и в каркасе образовался дентин. Скорее всего, так безопаснее. Однако росла эмаль, и были проблемы с корневыми структурами зуба.
  • В 2014 г. в Гарвардском Университете нашли способ стимуляции собственных стволовых клеток в основании зуба ультразвуком. Зубы начинают расти, но опять-таки не удается получить нормальные форму и размер.
  • К опытам подключаются ученые из Дальневосточного федерального Университета. В их экспериментах зубы растут активно, у них крепкие корни — но есть сложности с эмалью. Хотя создана перспективная технология, применимая к выращиванию любого другого органа.

Проблемы, которые надо устранить: не удается воспроизвести зубную эмаль и «синхронизировать» одновременный рост всех компонентов зуба — они получаются маленькие и кривые. Есть сложности с корнями — обеспечить «заякоривание» зуба в десне сложно. Работы много, но мы стоим на пороге решения действительно уникальной задачи.

Медицинские надежды на стволовые клетки: результаты скромные

Стволовые клетки есть у всех растений и животных, включая человека. Они способны превратиться в любой тип специальных клеток: кровеносные тельца, нейроны, клетки кожи, кости, мышцы, зуба.

СУХУМ, 9 мар – Sputnik. Стволовые клетки исследуют уже больше полувека, пишет РИА Новости.

Ученые создают их из обычных взрослых клеток, моделируют с их помощью различные болезни, выращивают органоиды для трансплантации.

Однако терапевтические методы использования стволовых клеток в большинстве случаев не выходят за рамки лабораторий и клинических испытаний.

Клеточные ясли

В конце января мир облетела новость: в Японии после успешных клинических испытаний одобрили лечение травм спинного мозга с помощью стволовых клеток.

Читать еще:  Педиатры рекомендуют не давать соки детям до года

Учитывая, что еще несколько лет назад этот метод отрабатывали исключительно на лабораторных грызунах, прогресс по медицинским меркам стремительный.

До сих пор широко практиковали только одну технологию лечения стволовыми клетками — пересадку костного мозга больным лейкемией.

Стволовые клетки есть у всех растений и животных, включая человека. Это недозрелые структуры, способные превратиться в любой тип специальных клеток: кровеносные тельца, нейроны, клетки кожи, кости, мышцы, зуба.

С их помощью ткани организма постоянно в течение жизни обновляются. Например, клетки слизистой кишечника меняются каждую неделю.

Стволовые клетки в теории описывали в начале XX века. Впервые предположение об их существовании высказал биолог из Санкт-Петербурга Александр Максимов. Экспериментально это подтвердили в 1960-е годы канадские ученые Эрнест Маккалох и Джеймс Тилл.

Они подвергали мышей смертельной дозе рентгеновского излучения, убивая таким образом систему кроветворения, затем пересаживали им разные типы клеток от здоровых особей.

Так исследователи увидели, что крови помогают восстановиться клетки костного мозга, причем, чтобы запустить процесс обновления, достаточно всего одной здоровой клетки, но она должна быть незрелой. Сейчас пересадка костного мозга используется для лечения болезней крови по всему миру.

Божественная глина для организма

Любой многоклеточный организм вырастает из небольшой колонии стволовых клеток. Если ее разделить, к примеру, на две части, то из каждой сформируется полноценный зародыш.

Эмбриональные стволовые клетки могут бесконечно делиться в пробирке. Это свойство используют, чтобы создавать клеточные культуры для лабораторных экспериментов и тестирования будущих лекарств.

В отличие от стволовых клеток во взрослом организме, служащих для обновления определенного органа, эмбриональные стволовые клетки способны превратиться в любой тип клеток.

За это их стали называть плюрипотентными, то есть клетками с многочисленными возможностями.

Технически можно получить эмбриональные стволовые клетки даже взрослого человека.

Для этого нужна донорская яйцеклетка. Из нее удаляют ядро, где хранится ДНК, и помещают туда ядро клетки другого человека. Затем яйцеклетку заставляют делиться и получают эмбрион, развитие которого прекращают на самой ранней стадии.

Впервые это продемонстрировал в 2018 году американский генетик Шухрат Миталипов.

Пока эти достижения не имеют практического применения, поскольку опыты с эмбриональными клеточными культурами разрешены исключительно в исследовательских целях.

Омоложение взрослых клеток

Стволовые клетки в сложившемся организме отличаются от эмбриональных тем, что они уже слегка «повзрослели», то есть расположились в каких-либо органах и готовы превращаться в нужный тип ткани Процесс этот необратим. Если клетка стала, к примеру, эпидермальной клеткой кожи, то обратно стволовой ей не быть.

Так считали до 2006 года, пока японский ученый Синъя Яманака не открыл способ генетического перепрограммирования зрелых (соматических) клеток в стволовые.

Из нескольких десятков генов, запускающих развитие эмбриона и впоследствии перестающих работать, он выделил четыре ключевых.

Ученый попробовал включить их в зрелых клетках мыши, и это сработало — они приобрели способности незрелых.

Белки, вырабатываемые этими четырьмя генами, — Oct4, Sox2, Klf4 и с-Myc — называют теперь «коктейлем Яманаки». В 2012 году за это достижение ученый удостоился Нобелевской премии.

Открытие Яманаки буквально развязало руки ученым по всему миру и породило волну исследований с этими новообращенными объектами (их называют индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками).

Биологами овладела идея пересадки плюрипотентных стволовых клеток в любой поврежденный или состарившийся орган, чтобы его восстановить. Однако реальность оказалась сложнее.

Читать еще:  Как облегчить ребенку учебу в школе. Простые и действенные приемы

Подсаженные стволовые клетки не приживались, погибали, вызывали побочные эффекты либо просто не оказывали никакого действия.

Авторы Кокрейновского систематического обзора (эта организация исследует научные доказательства медицинских манипуляций) в 2015 году проанализировали данные о добавлении стволовых к собственным жировым клеткам пациента при трансплантации молочных желез.

Рекламирующие эту процедуру клиники заявляют о том, что приживление в таком случае проходит лучше. Однако аналитики не нашли никаких подтверждений положительного эффекта процедуры — наоборот, указывали на ее возможную опасность.

В то же время в систематическом обзоре Кокрейна в 2014 году отмечалсяположительный эффект в результате лечения травм позвоночника мезенхимальными стволовыми клетками, после которого двигательные функции восстанавливались быстрее.

Эти эксперименты в те годы делали исключительно на грызунах и, как показала практика, их результаты применимы для лечения людей.

В мире сохраняется колоссальный интерес к стволовым клеткам, потому что они открывают путь к терапии многих заболеваний: нейродегенеративных, сердечно-сосудистых, сахарного диабета, повреждений сетчатки глаза, наследственных.

Ученые изучают возможность выращивать из стволовых клеток новые зубы, восстанавливать суставы.

Рецепт готов

Базовые принципы тканевой инженерии зубов уже разработаны, и попытки перейти к применению на практике предпринимаются больше полутора десятков лет. Пионерами в выращивании зубов можно назвать английских ученых, которые приступили к таким исследованиям еще в 2002 году. И хотя их эксперименты по регенерации твердых зубных тканей особого результата не принесли, уже вскоре ученые из команды Такаши Цуи провели более успешные опыты, продлившиеся около двух лет. После решения ряда проблем им удалось выделить дентальные стволовые клетки из мышиных эмбрионов, «собрать» из них биоинженерный зачаток, вырастить из него полноценный зуб и имплантировать его в челюсть мыши.

Протокол, подготовленный японскими специалистами в ходе этой работы, стал одним из ключевых руководств, которыми пользуются ученые для экспериментов в области тканевой инженерии. На него опирались и российские ученые из стоматологического университета имени Евдокимова (МГМСУ): в 2017 году им удалось провести собственные успешные опыты по выращиванию мышиных зубов. Человеческие зубы более сложны и громоздки, и вырастить их пока не удается. Остаются нерешенными проблемы, связанные с иннервацией и кровоснабжением «биоинженерного» зуба, его связочным аппаратом, а главное — с выбором пула стволовых клеток.

Дело в том, что получить человеческие ДСК можно из здорового зуба (повредив его) или из зуба с удаленной пульпой. Доступные же клетки — такие, как стволовые клетки десны, — не обладают одонтогенной способностью. Научиться получать нужные ДСК из имеющихся ресурсов или индуцированных плюрипотентных стволовых клеток пока только предстоит. Однако нет сомнений в том, что через некоторое время биоинжиниринг зубов поможет и взрослым, и детям окончательно забыть о трепете перед визитом к стоматологу.

Заключение

Наличие неограниченного количества универсальных Т-клеток, способных бороться с раком, могло бы помочь выиграть войну, и учёные, похоже, приближаются к указанной цели. Использование изменённых иммунных клеток в уничтожении рака является финальным решением в войне, и мы с энтузиазмом смотрим на его преимущества по сравнению с такими приёмами, как химиотерапия или лучевая терапия, которые являются грубыми и наносят немалый ущерб пациенту.

С точки зрения борьбы со старением, такое массовое выращивание Т-клеток также может быть использовано в целях омоложения иммунной системы.

Мы живём в захватывающий век регенеративной медицины, и приёмы, которые мы скоро получим, навсегда изменят наше лечение болезней.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector