Для цитування Приховати список
резюме
З моменту опису мезенхімальних стовбурових клітин (МСК) як окремого клітинного типу проводиться велика кількість досліджень, як доклінічних, на тваринних моделях, так і клінічних, щодо їх застосування в різних областях медицини.
Одним з актуальних напрямків вивчення МСК є їх використання в кардіології, так як захворювання серцево-судинної системи як і раніше займають лідируюче положення в структурі смертності населення.
У цій статті описані основні джерела мезенхімальних стовбурових клітин - кістковий мозок, жирова тканина, пупковий канатик і інші, дані їх порівняльні характеристики. В роботі наведено огляд результатів недавніх досліджень застосування мезенхімальних стовбурових клітин на тваринних моделях, а також результатів проводяться клінічних випробувань.
У статті описані властивості мезенхімальних стовбурових клітин - здатність до міграції і приживлення, диференціювання в інші клітинні лінії, секреція біологічно активних сполук. Також наведені принципи застосування МСК в кардіології та основні механізми дії мезенхімальних стовбурових клітин з акцентом на застосуванні при різних захворюваннях системи кровообігу. Показані також і перспективні напрямки розвитку вивчення та використання мезенхімальних стовбурових клітин в кардіології.
Ключові слова: стовбурові клітини, тканинна інженерія, ішемічна хвороба серця, серцева недостатність.
Mesenchymal stem cells: perspectives of cardiologic application
A.B.Smolyaninov, D.A.Ivolgin, A.A.Aizenshtadt
Summary
Since the description of mesenchymal stem cells as a separate cell type a lot of researches both preclinical (animal models) and clinica, for their application in various fields of medicine were carried out.
One of the important directions of studying of MSCs is their use in cardiology as well as diseases of the cardiovascular system is still a leader in the structure of mortality.
This paper describes the main sources of mesenchymal stem cell: s bone marrow, adipose tissue, umbilical cord, and others, with their comparative performance. Also the paper gives an overview of the results of recent trials of mesenchymal stem cells application in animal models and the results of ongoing clinical trials.
The article describes the properties of human mesenchymal stem cells: ability to migrate and engraftment, differentiation into other cell lines, secretion of biologically active compounds. Also, the principles of application of MSCs in cardiology and basic mechanisms of action of mesenchymal stem cells with a focus on the use of various diseases of the circulatory system are given. Also promising areas of study and use of mesenchymal stem cells in cardiology are shown as well.
Key words: stem cells, tissue engineering, ischemic heart disease, cardiac decompensation.
Було також запропоновано використовувати терапевтичний потенціал МСК для СС тканинної інженерії [37]. Так як хірургічне лікування з використанням неаутологічних клапанів або трубок має різні мінуси, включаючи заростання просвіту і кальцифікацію імплантату [38, 39], СС інженерія з використанням клітинних технологій фокусується на виготовленні in vitro аутологічної, живої тканини зі збереженням потенціалу по регенерації серцевого м'яза. Загальна концепція застосування МСК в СС інженерії була валидизировать в ряді досліджень на тваринах [40]: 20-тижневим вівцям була проведена вдала трансплантація повністю аутологичного тристулкового клапана, створеного на основі МСК ПК. Ці клапани показали хороші функціональні якості, а також структурні та біомеханічні характеристики, схожі з такими натурального полулунного клапана серця. Порівняльні дослідження різних джерел клітин для СС тканинної інженерії доводять: СК ПК являють собою привабливий і легкодоступний джерело аутологічних клітин для СС тканинної інженерії, що пропонує додаткові переваги використання ювенільних клітин [41]. Нещодавно була представлена 3D-конструкція мікроволокнистого тканин міокарда, культивована в умовах транзиторною перфузії [42]. Цілями даного дослідження були розробка і розвиток застосування серцевої заплатки при лікуванні ІМ або уповільнення пошкодження тканини і поліпшення довгострокового функціонування серця. 3D-конструкція була культивована в мікробіореакторе шляхом швидкоплинної перфузії живильного середовища через макропористі трубки протягом 14 днів.
Експериментальні дані підтвердили, що 3D-конструкції з статичних і перфузіруемих культур підвищують життєздатність клітин, рівномірно розподіляють і вирівнюють клітини за рахунок поживних середовищ, що надходять зсередини 3D-структури. Результати експериментів протягом останнього десятиліття показали, що МСК ПК мають великий потенціал в тканинної інженерії, і одним з найбільш перспективних напрямків є СС тканинна інженерія [37].
Біологічні характеристики МСК,
пов'язані з їх терапевтичний ефект
Використання МСК в клінічній практиці вимагає розуміння їх біологічних особливостей, які забезпечують терапевтичні ефекти. В даний час найбільш важливими вважаються наступні 4 властивості:
1) здатність до проникнення до осель запалення внаслідок пошкодження тканини при внутрішньовенному введенні;
2) здатність диференціюватися в різні типи клітин;
3) здатність секретувати безліч біоактивних молекул, здатних стимулювати відновлення пошкоджених клітин і пригнічують запалення;
4) відсутність імуногенності і здатність виконувати імуномодулюючі функції.
Хоча й існує поділ дії МСК на ці 4 аспекти, по суті, вони об'єднуються і накладаються один на одного. Їх конкретна роль в терапевтичному впливі МСК ще буде вивчатися.
Обговорення
Незважаючи на численні дослідження з трансплантації МСК пацієнтам і на тваринних моделях, уявлення про механізми, що лежать в основі дії трансплантації МСК, залишаються неясними. Як згадувалося раніше, відомо, що МСК виділяють розчинні паракрінние чинники, які, ймовірно, вносять свій вклад в ендогенний кардіоміогенез і ангіогенез. Проте механізм, за допомогою якого ці фактори діють, до сих пір не вивчений.
В цілому МСК, отримані з різних джерел, потребують подальшого вивчення, щоб визначити їх клінічні обмеження і розробити реалістичні клінічні протоколи. Наприклад, реплантації, доступні в даний час з використанням тканинної інженерії на скаффолдах, перш за все сконцентровані на сторонніх матеріалах, таких як натуральні, синтетичні або гібридні полімери. Це призводить до відсутності зростання і ремоделювання, а також несе ризик тромбоемболічних ускладнень і інфекцій. Можливими проблемами, пов'язаними з цими системами, є системна токсичність, обмеження зростання, обмеження диференціювання і функції, проблеми з реєстрацією і складності доставки клітини або тканини. Таким чином, необхідна розробка сумісних біоматеріалів, які не знижують регенеративного і імуномодулюючої потенціалу МСК [37].
Крім того, так як довгострокове виживання СК в тканини господаря і створення схеми лікування є критичними аспектами, що перешкоджають досі широкого клінічного застосування МСК, для успішного використання МСК в регенеративної медицини необхідне створення відповідних клінічних критеріїв для виділення, опису, тривалого культивування і технічного обслуговування МСК людини [75].
Список ісп. літератури Приховати список