Что такое регенеративная медицина

Несколько десятков лет назад возможность компенсировать функции утраченных органов или полностью заменить их казалась казуистикой. За десятилетия медицина продвинулась так далеко, что уже активно обсуждаются полное избавление человека от заболеваний и продление жизни. Регенеративная медицина получила не только признание, но и большие инвестиции вкупе с государственной поддержкой.

Регенерация как возможность сохранения здоровья

Человеку свойственна регенерация. До 11 лет организм способен восстановить утраченный кончик пальца, на протяжении всей жизни — заживлять повреждения мягких тканей и переломы.

Ее задача — научить стволовые клетки дифференцироваться в специализированные, которые полностью восстановят функцию утраченных органов.

Исторические факты

Впервые этот термин был использован в 1992 г. Леландом Кайзером. Он описал медицину будущего и возможность избавления от хронических заболеваний.

Дальнейшие опорные моменты развития отрасли можно представить следующим образом:

• 1995-1998 гг. — выделение эмбриональных половых клеток;
• 2008 г. — первая трансплантация стволовых клеток для восстановления трахеи и бронхов;
• 2009 г. — основание фонда SENS, занимающегося восстановлением живых клеток для лечения старения;
• 2014 г. — трансплантация пигментного слоя сетчатки глаза.

Сегодня вопросы восстановления регенерации изучаются во всех развитых странах мира.

Работает свыше 2000 научных центров, открытия разной степени важности регистрируются практически ежедневно.

Что такое регенеративная медицина

Регенеративная медицина — новый метод лечения, способный восстановить целостность разрушенных болезнью или травмой органов при использовании стволовых клеток животного или человека.

Направление располагается на стыке биологии, генной инженерии и практической медицины. В ближайшие годы отрасль может полностью изменить жизнь людей, избавив их от хронических и неизлечимых патологий, продлив им молодость.

Классы стволовых клеток

В зависимости от источника получения, начальные клетки можно классифицировать следующим образом:

1. Эмбриональные. Образуют эмбриобласт. Их нельзя отделить от самого человека.
2. Фетальные. Получаются из плодного материала (после аборта). Частично дифференцированы, могут стать узким типом тканей.
3. Постнатальные (зрелые). Служат для получения ограниченного числа тканей.

Также возможно подразделение клеток (и, соответственно, способа трансплантации) на аутологичные и аллогенные. Критерий классификации — принадлежность организму.

Аутологичные

Представляют из себя собственные клетки человека. При аутологичной трансплантации они изымаются, хранятся некоторое время, а затем возвращаются. Чаще трансплантируются гемопоэтические и сердечные клетки, используемые для лечения дегенерации миокарда.

Аллогенные

При аллогенной трансплантации в роли донора и реципиента выступают разные люди.

Основными источниками при этом являются:

• периферическая кровь;
• костный мозг;
• пуповинная кровь.

Аллогенная трансплантация всегда сопряжена с рисками. Современная регенеративная медицина смогла снизить вероятность отторжения с 70-90% до 10-50%.

Виды стволовых клеток

В зависимости от потентности (способности производить другие типы клеток), клетки бывают:

• тотипотентными (дифференцируются в эмбриональные и экстраэмбриональные ткани);
• плюрипотентными (преобразуются в новые ткани, за исключением экстраэмбриональных);
• мультипотентными (дают начало малому кругу тканей);
• олигопонентными (дифференцируются в близкие по свойствам типы клеток).

Несмотря на разнообразие, широкое практическое применение в медицине нашли только мультипотентные. Они и служат предметом большинства научных исследований.

Типы мультипотентных стволовых клеток

Мультипотентные клетки подразделяются на:

1. Гемопоэтические. Дают начало всем клеткам крови. Главным их источником является костный мозг.
2. Мезенхимальные стромальные. Могут преобразовываться в остеобласты, хондроциты и адипоциты. Добываются из костного мозга и жировой ткани.
3. Тканеспецифичные прогениторные. Являются малодифференцированными. Отвечают за обновление клеточной популяции 1 типа тканей.

Мультипотентные клетки содержат фактор роста и могут модулировать воспалительную реакцию, способны самостоятельно переходить в ткани. Поэтому они привлекают внимание травматологов, проктологов и общих хирургов всего мира.

Жировая ткань в регенеративной терапии

Жировая ткань — второй по важности источник мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК).

Жировое депо имеет массу преимуществ по сравнению с костным мозгом. Среди них:

• простота взятия материала;
• высокая пролиферация;
• активная дифференцировка.

Клетки жировой ткани перед введением в организм требуют тщательного и длительного выделения и культивирования в питательных средах.

Их использование без предварительного выращивания не оправдано.

Применение регенеративной медицины для лечения заболеваний

Отрасль реализует себя, когда остается мало шансов не только на выздоровление, но и на сохранение жизни. Основными пациентами являются лица с онкологическими и наследственными патологиями, орфанными болезнями.

Все чаще технологии регенеративной медицины используют для эстетических и косметологических целей. Они позволяют устранить дефекты после массивных операций и травм.

Диабет

Стволовые жировые клетки могут быть внедрены в печень. После трансплантации они начинают делиться и вырабатывать инсулин — основной гормон поджелудочной железы.

Печень компенсирует эндокринную функцию панкреатической железы, позволяя облегчить течение сахарного диабета или вылечить его. На сегодня исследования выполнялись только на грызунах.

Гепатология

ММСК костного мозга оправдали себя при использовании с целью запуска регенерации клеток печени. Технология позволяет полностью восстановить функцию гепатоцитов при тяжелых формах печеночной недостаточности (жировом гепатозе, циррозе).

Сердечно-сосудистые болезни

Пересадка юных клеток из сердца свиньи позволяет устранить дегенеративные изменения миокарда человека после перенесенной ишемии. Технология основана на идентичности свиного и человеческого сердец и ждет исследований на людях. Способ позволит вылечить неподдающуюся медикаментозной терапии аритмию или сердечную недостаточность.

Глазные болезни

Регенерация используется для устранения врожденных и приобретенных дефектов роговицы глаза. Технология применяется в целях терапии ожогов и рубцов (после тяжелых травм и инфекционных заболеваний) роговицы.

Нервные болезни

Опыты на крысах и мышах демонстрируют способность эмбриональных клеток возвращать подвижность парализованным конечностям. В экспериментах ученые вводили их грызунам прямо в спинной мозг. Методика ждет признания и исследования на людях. Она поможет бороться с остаточными явлениями после инсульта.

Ортопедия и травматология

Сегодня медицина уже способна искусственно создавать протезы хрящей и суставов, выращивать их внутри организма. Для этого применяются аутологичные регенеративные концентраты. Опробовано восстановление тканей не только опорно-двигательного аппарата, но и внутреннего уха и глаза.

Стоматология

Медикаменты на основе аллогенных фибробластов и кератиноцитов человека, бычьего коллагена могут быть введены в ткани челюстно-лицевой области. Данный метод восстанавливает целостность мягких тканей десны и челюстей без лоскутных пересадок.

Косметология

Плазма, обогащенная тромбоцитами, и мезенхимальные клетки используются для избавления от признаков старения кожи. После их введения запускаются процессы регенерации, синтеза коллагеновых и эластиновых волокон. Кожа становится гладкой и эластичной, мелкие морщины разглаживаются.

Уретропластика

Использование трансинженерных систем для запуска регенерации уротелия позволяет полностью восстановить проходимость протоков мочевыделительной системы и функцию эпителия. Направление применяется для устранения дефектов эпителия, полученных в ходе поражения конкрементами, инородными телами или опухолью.

Облысение

Ученые научились внедрять клонированные волосяные фолликулы в очаги облысения волосистой части головы. Затем в зоне вмешательства выполняется стимуляция, запускается рост волос. Можно полностью излечить наследственное облысение, которое не реагирует на лечение.

Лидеры в области регенеративной медицины

В мире зарегистрировано свыше 700 крупных научно-исследовательских центров, занимающихся вопросами регенерации. Большая часть сосредоточена в Северной Америке. Суммарный объем инвестиций в год превышает $14 млрд. 70% капитала сосредоточено в США.

Рынок находится на этапе зарождения, выделить лидеров пока сложно. Аналитики прогнозируют быстрый рост объема инвестиций всех компаний, расположенных преимущественно на территории США.

Спрос на донорские органы

Сегодня в мире спрос на донорские органы чрезвычайно высок. Например, только в России ежегодно требуется свыше 18 000-25 000 трансплантаций органов. Однако только 5-10% больных получают необходимую помощь.

Направление тормозится ввиду этических и моральных аспектов, которые в некоторых странах установлены на законодательном уровне.

Вопросы морального характера

Дифференцированные стволовые клетки помогают побороть рак и заболевания крови, но их количество и области внедрения ограничены. Наиболее ценным источником считаются эмбрионы, однако юридические и моральные нормы не позволяют добывать из них клетки в неограниченном количестве. Большинство исследований пока ограничиваются организмами животных.

Доступные аптечные препараты

Для лечения большого числа патологий выпускаются такие препараты:

1. Холоклар. Используется для лечения недостаточности лимбальных клеток и ожогов.
2. Гемацелл. Предназначен для терапии ишемической болезни сердца и цирроза печени.
3. АСТ-20. Хорошо зарекомендовал себя для облегчения состояния при тяжелой пневмонии (COVID-19).
4. Hearticellgram-AMI. Показан при циррозе печени.
5. Неоваскулген. Используется для лечения ишемии нижних конечностей.
6. Apigreaf. Восстанавливает целостность кожи после ожогов и травм.

Рынок медикаментов расширяется рекордными темпами. Сейчас свыше 5 000 препаратов проходят регистрацию.

Медицинские учреждения

Научно-исследовательские центры и организации практической медицины расположены по всему миру. Большая их часть сосредоточена на территории Европы и Северной Америки. В России функционирует свыше 45 структур, занимающихся изучением и внедрением в лечебную работу последних достижений медицины в области регенерации.

Перспективы лечения стволовыми клетками

Медицина уже способна избавить человека от цирроза или последствий инфаркта миокарда, восполнить грубые дефекты после травм или операций, компенсировать пороки развития внутренних органов, вновь подарить сенсорные функции.

Отрасль имеет большие перспективы развития и ставит перед собой запредельные задачи (достижение абсолютного здоровья и бессмертия, избавление от страданий), которые скоро могут стать реальностью.

Прогнозы на ближайшее будущее

По оценкам ученых, направление будет стремительно развиваться. Уже через 5-10 лет последуют открытия, которые перевернут традиционное понимание человеческого существования.

Главное — создать условия для доминирования науки, привлечения инвестиций. Это невозможно без строго государственного регулирования и поддержки.