Medycyna regeneracyjna

Kolonia ludzkich embrionalnych komórek macierzystych

Medycyna regeneracyjna zajmuje się „procesem zastępowania, inżynierii lub regeneracji ludzkich lub zwierzęcych komórek, tkanek lub narządów w celu przywrócenia lub ustanowienia normalnego funkcjonowania”. Ta dziedzina daje nadzieję na inżynierię uszkodzonych tkanek i narządów poprzez stymulowanie własnych mechanizmów naprawczych organizmu w celu funkcjonalnego leczenia tkanek lub narządów, których wcześniej nie można było naprawić.

Medycyna regeneracyjna obejmuje również możliwość hodowania tkanek i narządów w laboratorium oraz wszczepiania ich, gdy organizm nie może sam się wyleczyć. Kiedy źródło komórek dla zregenerowanego narządu pochodzi z własnej tkanki lub komórek pacjenta, omija się wyzwanie odrzucenia przeszczepu narządu poprzez niedopasowanie immunologiczne. Takie podejście mogłoby złagodzić problem niedoboru narządów dostępnych do dawstwa.

Niektóre podejścia biomedyczne w dziedzinie medycyny regeneracyjnej mogą obejmować wykorzystanie komórek macierzystych . Przykłady obejmują wstrzyknięcie komórek macierzystych lub komórek progenitorowych uzyskanych poprzez ukierunkowane różnicowanie ( terapie komórkowe ); indukcja regeneracji przez cząsteczki biologicznie czynne podawane samodzielnie lub w postaci wydzieliny z infuzji komórek (terapia immunomodulacyjna); oraz przeszczepy organów i tkanek wyhodowanych in vitro ( inżynieria tkankowa ).

Historia

Starożytni Grecy postulowali, czy części ciała można zregenerować w 700 pne. Przeszczep skóry, wynaleziony pod koniec XIX wieku, można uważać za najwcześniejszą poważną próbę odtworzenia tkanki ciała w celu przywrócenia struktury i funkcji. Postępy w przeszczepianiu części ciała w XX wieku dodatkowo rozwinęły teorię, że części ciała mogą się regenerować i hodować nowe komórki. Postępy te doprowadziły do ​​​​inżynierii tkankowej, aw tej dziedzinie badania medycyny regeneracyjnej rozszerzyły się i zaczęły się rozwijać. Zaczęło się od terapii komórkowej, która doprowadziła do szeroko prowadzonych obecnie badań nad komórkami macierzystymi.

Pierwsze terapie komórkowe miały na celu spowolnienie procesu starzenia. Zaczęło się to w latach trzydziestych XX wieku od Paula Niehansa, szwajcarskiego lekarza, który był znany z leczenia znanych postaci historycznych, takich jak papież Pius XII, Charlie Chaplin i król Arabii Saudyjskiej Ibn Saud. Niehans wstrzykiwał swoim pacjentom komórki młodych zwierząt (zwykle jagniąt lub cieląt), próbując ich odmłodzić. W 1956 roku stworzono bardziej wyrafinowany proces leczenia białaczki, polegający na wprowadzeniu szpiku kostnego od zdrowej osoby do pacjenta z białaczką. Proces ten zadziałał głównie dzięki temu, że zarówno dawca, jak i biorca byli w tym przypadku bliźniakami jednojajowymi. Obecnie szpik kostny można pobrać od osób, które są na tyle podobne do pacjenta, który potrzebuje komórek, aby zapobiec odrzuceniu.

Termin „medycyna regeneracyjna” został po raz pierwszy użyty w artykule Lelanda Kaisera z 1992 roku na temat administracji szpitala. Artykuł Kaisera kończy się serią krótkich akapitów na temat przyszłych technologii, które będą miały wpływ na szpitale. Jeden akapit miał wytłuszczony tytuł „Medycyna regeneracyjna” i stwierdzał: „Rozwinie się nowa gałąź medycyny, która będzie próbowała zmienić przebieg chorób przewlekłych iw wielu przypadkach zregeneruje zmęczone i niewydolne układy narządów”.

Termin został wprowadzony do kultury popularnej w 1999 roku przez Williama A. Haseltine'a, kiedy ukuł ten termin podczas konferencji nad jeziorem Como, aby opisać interwencje przywracające normalne funkcjonowanie tego, co jest uszkodzone przez chorobę, zranione urazem lub zużyte przez czas . Haseltine został poinformowany o projekcie izolacji ludzkich embrionalnych komórek macierzystych i embrionalnych komórek rozrodczych w Geron Corporation we współpracy z naukowcami z University of Wisconsin-Madison i Johns Hopkins School of Medicine . Uznał, że te komórki mają wyjątkową zdolność do różnicowania się we wszystkich typach komórek organizmu ludzkiego ( pluripotencja ) miała potencjał, by stać się nowym rodzajem terapii regeneracyjnej. Wyjaśniając nową klasę terapii, które mogłyby umożliwić takie komórki, użył terminu „medycyna regeneracyjna” w sposób, w jaki jest on używany dzisiaj: „podejście do terapii, które… wykorzystuje ludzkie geny, białka i komórki do ponownego wzrostu, przywrócić lub zapewnić mechaniczne zamienniki tkanek, które zostały uszkodzone w wyniku urazu, choroby lub zużycia przez czas” i „oferuje perspektywę leczenia chorób, których nie można dziś skutecznie leczyć, w tym chorób związanych ze starzeniem się”.

Później Haseltine wyjaśnił, że medycyna regeneracyjna uznaje rzeczywistość, w której większość ludzi, niezależnie od tego, na jaką chorobę cierpią lub jakiego leczenia wymagają, po prostu chce przywrócić normalne zdrowie. Oryginalna definicja, zaprojektowana z myślą o szerokim zastosowaniu, obejmuje terapie komórkowe i komórki macierzyste, terapię genową, inżynierię tkankową, medycynę genomową, medycynę spersonalizowaną, protetykę biomechaniczną, białka rekombinowane i leczenie przeciwciałami. Obejmuje również bardziej znaną farmakopeę chemiczną — krótko mówiąc, każdą interwencję, która przywraca człowiekowi normalne zdrowie. Oprócz tego, że termin „medycyna regeneracyjna” funkcjonuje jako skrót dla szerokiej gamy technologii i zabiegów, jest również przyjazny dla pacjenta. Rozwiązuje problem polegający na tym, że mylący lub zastraszający język zniechęca pacjentów.

Termin medycyna regeneracyjna jest coraz częściej mylony z badaniami nad terapiami komórkami macierzystymi. Niektóre programy i wydziały akademickie zachowują pierwotną szerszą definicję, podczas gdy inne używają jej do opisania prac nad badaniami nad komórkami macierzystymi.

W latach 1995-1998 dr Michael D. West zorganizował i kierował badaniami pomiędzy Geron Corporation i jej współpracownikami akademickimi, Jamesem Thomsonem z University of Wisconsin-Madison i Johnem Gearhartem z Johns Hopkins University , które doprowadziły do ​​pierwszej izolacji ludzkiego embrionalnego pnia i odpowiednio ludzkich embrionalnych komórek rozrodczych.

W marcu 2000 r. Haseltine, dr n. med. Antony Atala , dr Michael D. West i inni wiodący badacze założyli E-Biomed: The Journal of Regenerative Medicine . Recenzowane czasopismo ułatwiło dyskurs wokół medycyny regeneracyjnej, publikując innowacyjne badania dotyczące terapii komórkami macierzystymi, terapii genowych, inżynierii tkankowej i protetyki biomechanicznej. Towarzystwo Medycyny Regeneracyjnej, później przemianowane na Towarzystwo Medycyny Regeneracyjnej i Biologii Komórek Macierzystych, służyło podobnemu celowi, tworząc społeczność podobnie myślących ekspertów z całego świata.

W czerwcu 2008 r. w Hospital Clínic de Barcelona profesor Paolo Macchiarini i jego zespół z Uniwersytetu w Barcelonie przeprowadzili pierwszą transplantację tchawicy (tchawicy) za pomocą inżynierii tkankowej. Dorosłe komórki macierzyste zostały wyekstrahowane ze szpiku kostnego pacjenta, wyhodowane do dużej populacji i dojrzałe do komórek chrząstki lub chondrocytów , stosując adaptacyjną metodę pierwotnie opracowaną do leczenia choroby zwyrodnieniowej stawów. Następnie zespół posiał nowo wyhodowane chondrocyty, jak również komórki nabłonkowe, do pozbawionego komórek (wolnego od komórek dawcy) segmentu tchawicy, który został pobrany od 51-letniego dawcy przeszczepu, który zmarł z powodu krwotoku mózgowego. Po czterech dniach wysiewu przeszczepu użyto do zastąpienia lewego głównego oskrzela pacjenta. Po miesiącu biopsja wywołała miejscowe krwawienie, co wskazywało, że naczynia krwionośne już się pomyślnie odrosły.

W 2009 roku powołano Fundację SENS, której celem jest „zastosowanie medycyny regeneracyjnej - zdefiniowanej jako obejmująca naprawę żywych komórek i materiału zewnątrzkomórkowego in situ - w chorobach i niepełnosprawnościach związanych ze starzeniem się” . W 2012 roku profesor Paolo Macchiarini i jego zespół udoskonalili implant z 2008 roku, przeszczepiając wykonaną laboratoryjnie tchawicę, zaszczepioną własnymi komórkami pacjenta.

12 września 2014 r. chirurdzy ze Szpitala Instytutu Badań i Innowacji Biomedycznych w Kobe w Japonii przeszczepili arkusz o wymiarach 1,3 na 3,0 milimetra komórek nabłonka barwnikowego siatkówki, które zostały odróżnione od komórek iPS poprzez ukierunkowane różnicowanie, do oka starszej osoby . kobieta cierpiąca na zwyrodnienie plamki żółtej związane z wiekiem .

W 2016 roku Paolo Macchiarini został zwolniony z Uniwersytetu Karolinska w Szwecji z powodu sfałszowanych wyników testów i kłamstw. Program telewizyjny Experimenten wyemitowany w szwedzkiej telewizji szczegółowo opisał wszystkie kłamstwa i sfałszowane wyniki.

Badania

Szerokie zainteresowanie i finansowanie badań nad medycyną regeneracyjną skłoniło instytucje w Stanach Zjednoczonych i na całym świecie do utworzenia wydziałów i instytutów badawczych specjalizujących się w medycynie regeneracyjnej, w tym: Wydziału Rehabilitacji i Medycyny Regeneracyjnej Uniwersytetu Columbia, Instytutu Biologii Komórek Macierzystych i medycyny regeneracyjnej na Uniwersytecie Stanforda , Centre for Regenerative and Nanomedicine na Northwestern University , Wake Forest Institute for Regenerative Medicine oraz British Heart Foundation Centres of Regenerative Medicine na Uniwersytet Oksfordzki . W Chinach instytuty zajmujące się medycyną regeneracyjną są prowadzone między innymi przez Chińską Akademię Nauk , Uniwersytet Tsinghua i Chiński Uniwersytet w Hongkongu .

w stomatologii

Schemat ludzkiego zęba. Komórki macierzyste znajdują się w miazdze w środku.

Dentyści badali medycynę regeneracyjną, aby znaleźć sposoby naprawy i odbudowy uszkodzonych zębów w celu uzyskania naturalnej struktury i funkcji. Tkanki zębowe są często uszkadzane z powodu próchnicy i często są uważane za niezastąpione, z wyjątkiem syntetycznych lub metalowych wypełnień dentystycznych lub koron, które wymagają dalszego uszkodzenia zębów poprzez wiercenie w nich, aby zapobiec utracie całego zęba.

Naukowcy z King's College London stworzyli lek o nazwie Tideglusib, który podobno ma zdolność do odbudowy zębiny, drugiej warstwy zęba pod szkliwem, która otacza i chroni miazgę (często nazywaną nerwem).

Badania przeprowadzone na myszach w Japonii w 2007 roku wykazały ogromne możliwości regeneracji całego zęba. Niektórym myszom usunięto ząb i wszczepiono im komórki z bioinżynierii zarodków zębów i pozwolono im rosnąć. Rezultatem były doskonale funkcjonujące i zdrowe zęby, kompletne ze wszystkimi trzema warstwami oraz korzeniami. Te zęby miały również niezbędne więzadła, aby pozostać zakorzenione w zębodole i umożliwić naturalne przesuwanie. Kontrastuje to z tradycyjnymi implantami dentystycznymi, które są ograniczone do jednego miejsca, ponieważ są wiercone w kości szczęki.

Wiadomo, że zęby mleczne człowieka zawierają komórki macierzyste, które można wykorzystać do regeneracji miazgi zębowej po leczeniu kanałowym lub urazie. Komórki te można również wykorzystać do naprawy uszkodzeń spowodowanych zapaleniem przyzębia, zaawansowaną postacią choroby dziąseł, która powoduje utratę masy kostnej i poważną recesję dziąseł. Wciąż trwają badania mające na celu sprawdzenie, czy te komórki macierzyste są wystarczająco zdolne do wyrośnięcia na zupełnie nowe zęby. Niektórzy rodzice decydują się nawet na przechowywanie mlecznych zębów swoich dzieci w specjalnym magazynie z myślą, że gdy będą starsze, dzieci będą mogły używać komórek macierzystych w sobie do leczenia choroby.

Macierz pozakomórkowa

macierzy pozakomórkowej są dostępne w handlu i są stosowane w chirurgii rekonstrukcyjnej , leczeniu ran przewlekłych i niektórych operacjach ortopedycznych ; od stycznia 2017 r. trwały badania kliniczne nad wykorzystaniem ich w chirurgii serca w celu naprawy uszkodzonej tkanki serca.

Wykorzystanie rybiej skóry z jej naturalnym składnikiem omega 3 zostało opracowane przez islandzkie przedsiębiorstwo Kereceis . Omega 3 jest naturalnym środkiem przeciwzapalnym , a materiał z rybiej skóry działa jak rusztowanie dla regeneracji komórek. W 2016 roku ich produkt Omega3 Wound został zatwierdzony przez FDA do leczenia przewlekłych ran i oparzeń. W 2021 roku FDA wydała zgodę na stosowanie Omega3 Surgibind w zastosowaniach chirurgicznych, w tym w chirurgii plastycznej.

Krwi pępowinowej

Chociaż zastosowania krwi pępowinowej poza krwią i zaburzeniami immunologicznymi są spekulacjami, przeprowadzono pewne badania w innych obszarach. Każdy taki potencjał poza krwią i zastosowaniami immunologicznymi jest ograniczony faktem, że komórki pępowinowe są krwiotwórczymi komórkami macierzystymi (które mogą różnicować się tylko w komórki krwi), a nie pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi (takimi jak embrionalne komórki macierzyste , które mogą różnicować się w dowolny typ tkanki). Krew pępowinową badano pod kątem leczenia cukrzycy. Jednakże, poza zaburzeniami krwi, stosowanie krwi pępowinowej w innych chorobach nie jest rutynową metodą kliniczną i pozostaje głównym wyzwaniem dla społeczności komórek macierzystych.

Wraz z krwią pępowinową galaretka Whartona i wyściółka pępowinowa były badane jako źródła mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC), a od 2015 r. były badane in vitro, na modelach zwierzęcych oraz we wczesnych stadiach badań klinicznych dotyczących chorób sercowo-naczyniowych, a także deficyty neurologiczne, choroby wątroby, choroby układu odpornościowego, cukrzyca, uszkodzenie płuc, uszkodzenie nerek i białaczka.

Zobacz też

Dalsza lektura

Dalsza lektura nietechniczna

Dalsza lektura techniczna

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Regenerative_medicine&oldid=1135941615 ”