Стволовые клетки перелом
Русский Медицинский Сервер / Лечение стволовыми клетками / Лечение сложных переломов стволовыми клетками
Стволовые клетки синтезируют один из белковых факторов роста и именно эта их способность и положена в основу разработок методик, призванных ускорить процессы заживления при сложных переломах костей.
Причём благодаря клеточным технологиям помехой для быстрого и успешного восстановления опорно-двигательного аппарата после всевозможных травм не должен стать даже отягощённый фон в виде тяжёлых заболеваний костей.
Американскими специалистами был предложен оригинальный способ модификации стволовых клеток, которые дифференцируются в мезенхимальном направлении. В отличие от аналогичных клеток гемопоэтического ряда, превращающихся впоследствии в форменные элементы крови, эти стволовые клетки, дают рост костной ткани. В ходе опытов группа исследователей из Университета Северной Каролины под руководством профессора педиатрии Анны Спаньоли (Anna Spagnoli) вводили генетически модифицированным лабораторным мышам с нарушенным остеогенезом и, следовательно, с трудно срастающимися переломами большеберцовой кости мезенхимальные стволовые клетки. Последние получали из костного мозга здоровых особей того же вида и перед пересадкой предварительно вносили в трансплантат определённый ген, обеспечивающий стабильную выработку белкового инсулиноподобного фактора роста-I (IGF-I). Толчком именно к такому подходу послужила установка факта дефицита данного гормона у детей с трудно срастающимися переломами.
В плане оценки эффективности предложенного способа лечения проводилась компьютерная томография. С её помощью учёные наглядно продемонстрировали, что восстановление целостности костей после полученных переломов существенно лучше происходит у мышей, прошедших курс терапии модифицированными стволовыми клетками, чем у животных, которым были введены обычные, не видоизменённые стволовые клетки, а также у особей, взятых в контрольную группу и не получавших лечения.
Таким образом, было установлено, что стволовые клетки, обладающие способностью продуцировать гормон IGF-I, в организме мышей давали начало росту клеток костной ткани, потенцируя восстановление кости после её перелома. К тому же, исследователи отметили, что новообразованные ткани животных, получавших терапию генномодифицированными стволовыми клетками, увеличивали прочность костей в 3-4 раза по сравнению с мышами, не прошедшими такого лечения.
По сути, это первый научно подтверждённый факт эффективности клеточной терапии в восстановлении костей после полученных переломов, являющийся большим достижением на пути устранения этой серьёзной проблемы у людей. Сама по себе методика имеет много общего с подходом, применяющемся при трансплантации стволовых клеток красного костного мозга, когда используются элементы гемопоэтического ряда, продуцирующие факторы роста, необходимые для восстановления пострадавшей популяции клеток крови. Клинические испытания новой методики, обещающей в значительной мере помочь работе травматологов и ортопедов, планируется начать ближайшие несколько лет. Благодаря ей исследователи рассчитывают обеспечить быстрое и надёжное сращение трещин и переломов у людей.
+7 (925) 50 254 50 –
Лечение стволовыми клетками в России и за рубежом
ЗАПРОС в КЛИНИКУ
Источник
Российские ученые разработали уникальный метод сращения костной ткани. Для этого используется препарат на основе стволовых клеток пациента. Его применение позволяет избежать повторной болезненной операции, исключить развитие ложных суставов и костных дефектов, а также ускорить процесс реабилитации. Методика уже внедряется в клиническую практику.
Метод быстрого сращения костной ткани при сложных травмах разработали в Центральном институте травматологии и ортопедии ФГБУ «НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова».
Сначала у больного с замедленным сращением костей во время фиксации перелома аппаратом Илизарова берется часть костного мозга из крыла подвздошной кости.
— Из него выделяются стволовые клетки, — рассказал «Известиям» вице-президент Ассоциации травматологов-ортопедов России, руководитель организационно-методического отдела ФГБУ «НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова» Александр Очкуренко. — Затем они помещаются в биореактор, где на питательных средах в течение 10–14 дней выращиваются колонией, а потом пересаживаются в область перелома.
Сам клеточный препарат врач вводит пациенту инъекционно. Такой «клеточный укол» ускоряет процесс сращения кости в несколько раз, так как стволовые клетки заполняют трещину и превращаются в клетки кости.
— Это позволяет избежать повторной операции, — отметил Александр Очкуренко. — Но самое главное, мы предупреждаем замедленную консолидацию, то есть сращение. В итоге пациент не будет 5–6 месяцев находиться на больничном. У него не будет развития ложных суставов и дефектов костей. Больные с такими патологиями уходят на инвалидность, поэтому государство несет большие экономические потери на повторные операции и оплату больничных листов. С помощью новых технологий нам удастся этого избежать.
Также разработанную методику можно применять при лечении такой врожденной патологии, как укороченная конечность у детей. В таком случае ногу или руку ребенка удлиняют на аппарате Илизарова, и в итоге образуется так называемый дистракционный регенерат — новая костная ткань. Однако если он плохо созревает, его можно обколоть стволовыми клетками, тем самым ускорив процесс заживления и перестройки дистракционного регенерата в костную ткань.
Разработанная учеными из Центра имени Приорова методика — это прорыв в травматологии, считает завкафедрой детских хирургических болезней Сибирского государственного медицинского университета Григорий Слизовский.
— Я думаю, что любой практикующий врач, который занимается проблемами несращения костной структуры, будет только рад внедрению методики введения лекарственного препарата для образования костной мозоли. Это облегчит работу врачей. В Томске в свое время над этим работал профессор Георгий Дамбаев. Это были эксперименты по выращиванию клеток поджелудочной железы и формированию костных компонентов, — отметил Григорий Слизовский.
Руководитель научно-исследовательской лаборатории «Генные и клеточные технологии» ИФМиБ Казанского (Приволжского) федерального университета Альберт Ризванов также уверен, что применение стволовых клеток в регенеративной медицине — это очень перспективное направление.
— В работе сотрудников НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова применяются так называемые аутологичные (собственные) мезенхимальные стволовые клетки, взятые из костного мозга. Эти клетки обладают выраженным остеогенным потенциалом, то есть способны превращаться в клетки кости. Кроме того, они стимулируют прорастание новых кровеносных сосудов, тем самым улучшая питание ткани, а значит, и ускоряя процессы заживления.
Методика уже применяется в клинической практике, но пока только по показаниям. Широкое использование нового метода сращения костной ткани будет возможно тогда, когда в России в полной мере вступит в силу закон о применении клеточных продуктов.
Источник
Лечением стволовыми клетками уже никого не удивить. И травматология не стала исключением, объединив достижения биомедицинской инженерии и хирургии. Но метод лечения костных переломов с помощью вживления стволовых клеток до определенного времени обладал существенным недостатком, с ликвидацией которого успешно справились американские ученые.
Ученые из американского исследовательского университета презентовали инновационный способ лечения костных переломов, подразумевающий использование полимерного гидрогеля. Применение полимеризованных материалов направлено на удержание стволовых клеток и воды в местах нарушения целостности костной ткани.
Вживление в костную ткань стволовых клеток в целях сращения перелома стало практиковаться сравнительно недавно, и в связи с этим специалисты отмечают ряд недостатков указанной методики. Основной недоработкой инновационного способа лечения является миграция стволовых клеток из места травматического повреждения, что способствует значительному замедлению регенеративных процессов. Новейший метод, предложенный американскими учеными, позволяет ликвидировать недостатки лечения стволовыми клетками. Он подразумевает одновременное введение стволовых клеток и гидрогеля, который позволяет удерживать недифференцированные клеточные элементы в местах повреждения, а после восстановления целостности кости рассасывается.
Ученые, работающие на кафедре биомедицинской инженерии, поясняют, что открытие нового подхода в лечении позволит открыть двери для более усложненных методик, которые предусматривают стопроцентное определение места повреждения в надкостничной ткани или наружной костной мембране.
Полимеры, которые стали объектом исследования ученых, были названы гидрогелями, так как их основная функция заключается в удержании жидкости, необходимой для сохранения жизнеспособности стволовых клеток. Склонный к имитации клеток организма, гидрогель ускоряет процессы репарации и исчезает раньше, чем организм примет его за антиген, запустив каскад защитных воспалительных реакций.
В процессе экспериментальных исследований, проводимых на лабораторных мышах, недифференцированные стволовые клетки пересаживались в поврежденную костную ткань грызунов, а жизнеспособные клетки полностью удалялись, что обеспечивало чистоту эксперимента.
Чтобы не упустить ни единой тонкости процесса, ученые прибегли к модификации стволовых клеток с помощью вживления генов, которые обеспечивали явление флуоресценции. Затем меченые клетки покрывались гидрогелем и вводились в места нарушения целостности костной ткани.
Результаты эксперимента приятно удивили исследователей. Они обратили внимание, что действие предрасполагающих факторов к миграции факторов не приводило к перемещению стволовых клеток. Окружающая клетки среда, образованная под воздействием естественного кровотока и ферментов, не оказывала существенного влияния на концентрацию стволовых клеток в местах их вживления. Проанализировав результаты эксперимента, ученые доказали, что гидрогель удерживает стволовые клетки в исходном положении и способствует их перерождению в костную ткань.
Неодинаковая скорость процессов репарации в различных участках костной ткани обуславливала необходимость взятия под контроль механизма, отвечающего за скорость разрушения полимера. Это было достигнуто неравномерным распределением в веществе групп атомов, подвергающихся биологическому разложению.
Источник
- Главная
- Статьи
- Науки о жизни
- Клеточные технологии
- Стволовые клетки, специализирующиеся на заживлении переломов
22
Января
2015
В костном мозге мышей выявлены стволовые клетки,
которые способны обеспечивать регенерацию костной и хрящевой ткани
sci-lib по материалам ScienceDaily: Bone stem cells shown to regenerate bones, cartilage in adult mice
Клетки, именуемые остеохондроретикулярными (ОХР) стволовыми клетками, были открыты путём отслеживания экспрессируемого ими белка Gremlin 1. Используя его, учёные определили, что ОХР самообновляются и дают ключевые костные и хрящевые клетки, включая остеобласты и хондроциты. Авторы исследования, опубликованного в журнале Cell (Worthley et al., Gremlin 1 Identifies a Skeletal Stem Cell with Bone, Cartilage, and Reticular Stromal Potential) показали, что стволовые остеохондроретикулоциты при переносе в область перелома способствуют восстановлению кости.
Изображение головки бедренной кости. Остеохондроретикулярные стволовые клетки выделены красным.
«Сейчас мы пытаемся понять, можно ли использовать данные клетки, чтобы специфически восстановиться после перелома. Если вызвать перелом у мыши, данные клетки оживут и будут генерировать костную и хрящевую ткань, заживляя перелом. Вопрос в том, может ли это происходить у человека?» – говорит Сиддхартха Мукгерже (Siddhartha Mukherjee, сотрудник медицинского центра Колумбийского университета, ведущий автор исследования).
Учёные полагают, что ОХР-стволовые клетки будут обнаружены и в костной ткани человека, так как биология костей мыши и человека схожа. Дальнейшие исследования могут углубить существующее понимание того, как противостоять развитию остеопороза, остеоартрита, возникновению переломов, а также как лечить данные патологии.
«Результаты проведённого нами исследования повышают вероятность создания лекарственных препаратов и средств, направленных на стимуляцию продукции ОХР-стволовых клеток и повышение способности организма заживлять перелом. Данный процесс с возрастом значительно ухудшается», – говорит Тимоти Вонг (Timothy C. Wang, сотрудник медицинского центра Колумбийского университета, инициатор проведённого исследования). Ранее доктор Вонг обнаружил аналогичные стволовые клетки (reticular stem cells), формирующие соединительную ткань, окружающую эпителий кишечника.
Схема из статьи в Cell
«Данные клетки особенно активны в ходе развития, но, кроме того, их число возрастает в организме взрослого человека в результате повреждения кости», – говорит Джерард Керсинти (Gerard Karsenty, заведующий кафедрой генетики и развития, один из членов научной группы, проводившей исследование).
Осуществлённая научная работа также показала, что взрослые ОХР отличны от мезенхимальных стволовых клеток (МСК), которые участвуют в генерации костной ткани в ходе развития и в зрелом возрасте. Предполагалось, что МСК обеспечивали происхождение всей костной, хрящевой и жировой ткани. Однако текущее исследование показало, что мезенхимальные стволовые клетки не образуют молодую костную и хрящевую ткань. Работа специалистов медицинского центра Колумбийского университета подтверждает то, что на самом деле данную функцию выполняют ОХР-стволовые клетки и что МСК и ОХР-стволовые клетки участвуют в поддержании здоровья и заживлении костей у взрослых людей. Авторы проведённого исследования полагают, что ОХР могут участвовать в развитии рака мягких тканей.
Портал «Вечная молодость» https://vechnayamolodost.ru
22.01.2015
назад
Читать также:
17
Декабря
2009
Стволовые клетки спасают от ампутации
Попытки вылечить пациента со сложным открытым переломом ноги, осложнившимся инфекцией, не удались, и единственной альтернативой ампутации было экспериментальное лечение собственными стволовыми клетками.
читать
16
Февраля
2012
Лечение остеопороза: поводырь для стволовых клеток
Разработан метод стимуляции роста костей с помощью вещества, гибридные молекулы которого одной частью прикрепляются к стволовым клеткам костного мозга, а с помощью второй направляют их к поверхности кости.
читать
06
Июня
2011
Лечение переломов: стволовые клетки + генотерапия
Стволовые клетки кости, синтезирующие один из белковых факторов роста, заживляют переломы быстрее и лучше даже при тяжёлых костных заболеваниях.
читать
13
Апреля
2009
Точная доставка стволовых клеток: магнитные наночастицы и укол в вену
Исследователи из Университета Киля разработали метод создания на поверхности стволовых клеток слоя магнитных наночастиц. Такие клетки можно ввести в вену и с помощью магнитных полей доставить в любое место в теле пациента.
читать
15
Января
2015
Самонаводящиеся стволовые клетки против диабета
Чтобы направить внутривенно введенные мезенхимальные стволовые клетки к панкреатическим островкам, исследователи «заставили» их экспрессировать молекулу самонаведения HCELL.
читать
19
Декабря
2014
Рассказ о реальном опыте донорства костного мозга
В Петербургском регистре сейчас 2625 потенциальных доноров. Шестеро уже стали донорами реальными – поделились своими кроветворными стволовыми клетками с больными лейкозом.
читать
Источник
Лечение в Израиле снова доступно — Хадасса ждет пациентов
Клиника «Хадасса» продолжает оказывать помощь иностранным пациентам даже во время карантина. Сотрудники международного отдела помогают оперативно:
- согласовать разрешение в консульстве и Министерстве здравоохранения на прилет в Израиль;
- организовать очную консультацию с врачом и все необходимые процедуры;
- организовать госпитализацию в клинику.
По всем вопросам обращайтесь в наш единый центр записи по телефону 8(800)550-96-30.
Здесь вы сможете пройти предварительную диагностику и получить удаленную консультацию ведущего израильского специалиста.
Исследования, проводимые специалистами Отделения ортопедической хирургии медицинского центра «Хадасса» доказали, что применение стволовых клеток ускоряет процесс лечения и заживления тяжёлых переломов, в том числе переломов костей таза
В статье, которая недавно была опубликована в медицинском журнале “Molecular Therapy” («Молекулярная терапия») предъявлены научно обоснованные аргументы в пользу того, что при серьёзных травмах введение стволовых клеток в область перелома значительно ускоряет процесс выздоровления.
В статье подробно описываются научные исследования и клинические испытания, которые на протяжении последних четырёх лет проводились врачами Отделения ортопедической хирургии (медицинский центр «Хадасса», Иерусалим). Возглавил эту работу профессор Меир (Ири) Либергалль, руководитель отделения.
«Процесс, начавшийся 15 лет назад, в конечном итоге завершился проведением клинических испытаний в медцентре «Хадасса» — работа такого рода проводится впервые в Израиле. Под наблюдением находилось двадцать четыре пациента с тяжёлыми переломами костей таза, – сказал профессор Либергалль, – это исследование открывает новые горизонты медицины. Опубликованные результаты с большой вероятностью изменят принципы лечения тяжёлых и осложнённых переломов, принятые на сегодняшний день. Сейчас перед нами стоит сложнейшая задача — понять, каков механизм этого лечения, как он работает».
Четыре года назад в Отделении ортопедической хирургии медцентра «Хадасса» начались клинические исследования, показавшие, что образцы костного мозга и крови самих пациентов могут быть использованы для лечения тяжёлых переломов с замедленной консолидацией — и даже таких, которые прежде вообще не срастались. При этой технологии лечения используются стволовые клетки костного мозга, взятого из тазовых костей в непосредственной близости от места травмы. После изоляции клетки вновь вводятся в область перелома.
В медицинской литературе описан ряд переломов, при которых требуется хирургическое лечение и длительный процесс восстановления. Иногда такие тяжёлые переломы не срастаются, и в дальнейшем необходимо хирургическое лечение, то есть оперативное вмешательство. Это обусловлено рядом причин, часть которых связана с характером травмы. В числе других причин могут быть особенности анатомической структуры повреждённого участка. Так, в названной работе изучался дистальный отдел большеберцовой кости, характеризующийся слаборазвитой мышечной и костной тканью, слабым кровоснабжением — всё это затрудняет процесс восстановления.
Описанная инновационная методика лечения основана на использовании мезенхимальных стволовых клеток (МСК), способных преобразовываться в остеобласты, необходимые для формирования нормальной костной ткани и заживления перелома.
Спустя месяц после обследования и первого хирургического вмешательства пациенты, принимавшие участие в клинических испытаниях, перенесли непродолжительную процедуру под общей или местной анестезией, в течение которой у них отбиралось 50 мл костного мозга и 100 мл крови из тазовой области. Забранные кровь и костный мозг передавались в лаборатории, где производилась изоляция мезенхимальных стволовых клеток из костного мозга и вычленение тромбоцитов из образцов крови.
Затем каждый из пациентов вновь поступал в операционную, где хирурги производили инъекции стволовых клеток, тромбоцитов и деминерализованного костного матрикса (порошка, содержащего протеины, помогающие росту костей) в область повреждения.
Специалисты утверждают, что вышеописанная процедура сокращает процесс восстановления — с 6–12 до 2–3 месяцев. Результаты исследования показывают, что подобное лечение позволяет пациентам быстрее вернуть работоспособность и приступить к повседневным занятиям. Применение этих научных изысканий может принести экономическую выгоду — ведь пациенты будут терять меньше рабочего времени, и при этом сократится продолжительность отпуска по болезни. Всё это открывает новое поле для дальнейших исследований по восстановлению тканей с использованием сложных клеточных процессов.
Источник