Проблемы применения мезенхимальных стволовых клеток в травматологии

Исследование стволовых клеток

Несмотря на значительные достижения экспериментальной и клинической медицины в разработке технологий трансплантации мезенхимальных стволовых клеток (МСК), сохраняется ряд биотехнологических и теоретических вопросов, требующих своего разрешения.

Одной из проблем клеточных технологий является определенная дивергенция в стволовости и функциях МСК при субкультивировании клеток, а также определение их способности поддерживать как кратковременный, так и долговременный мезенгенез.

Исследования специалистов из НИИТО Донецкого ГМУ показали, что при получении первичной культуры МСК наблюдается образование колоний двух типов - поликлональный и моноклональный.

Большее образование клеток за единицу времени характерно для первого типа. На скорость образования клеток при пассировании и масштабировании МСК значительное влияние оказывает имеющаяся у пациента патология. При наличии сосудистой патологии получить пролиферирующие и масштабируемые культуры МСК авторам не удалось.

Открытым остается вопрос о необходимости индуцирования МСК перед трансплантацией. Важным является описанный ранее и полученный авторами в эксперименте тот факт, что остеогенная дифференцировка МСК ведет к остановке пролиферации.

Авторы рассматривают это как негативный фактор для трансплантации клеток. Связано это с тем, что при трансплантации остеоиндуцированных клеток в реципиентом ложе процессы пролиферации практически не происходят, и формирование костной ткани, вероятнее всего, будет происходить в ограниченном объеме. Это может привести к неполноценному замещению костного дефекта или же к прекращению формирования костной ткани.

Следующим немаловажным вопросом клеточных технологий является выбор носителя культивированных клеток. Наиболее важными, по мнению авторов, являются индуктивные свойства носителя.

Данные исследований авторов несколько отличаются от тех, которые приводятся в литературе. В ряде работ указывается, что гидроксиапатит обладает выраженными индуктивными свойствами.

Данные авторов носят противоположный характер и свидетельствуют о том, что наличие у гидроксиапатита индуктивных свойств весьма сомнительно.

В начале культивирования клеток на губчато-кортикальных чипсах фирмы «Тутопласт» (Германия) авторы отмечали некоторое увеличение клеточности, но уже через неделю пролиферация и миграция клеток практически отсутствовали.

Применение стволовых клеток для лечения заболеваний

Создавалось впечатление, что клетки входили в GO-фазу клеточного цикла. Наиболее выраженные индуктивные свойства были отмечены у деминерализованного костного матрикса.

Вероятнее всего, это связано с сохранением в нем после декальцинации специфических костных морфогенетических белков, которые, по данным ряда авторов, способствуют активной пролиферации клеток остеобластической линии.

Наряду с рассматриваемыми выше вопросами, немаловажным является изучение процессов, происходящих в области трансплантации МСК. Для этого авторами in vitro была создана экспериментальная модель реципиентного ложа.

Изучение процессов, происходящих в толще клеточного носителя, осуществляли путем культивирования МСК в многокомпонентном коллагеновом матриксе, а в месте контакта с костной тканью - на кортикальном деминерализованном костном матриксе.

При культивировании МСК в многокомпонентном коллагеновом матриксе авторы наблюдали активную пролиферацию клеток, формирование между ними взаимосвязей и отложение компонентов экстрацеллюлярного матрикса.

Пролиферирующие клетки образовывали скопления, которые напоминали формирование остеогенных островков, характерных для процессов прямого остеогенеза. Взаимосвязь между костной тканью, образующейся в области трансплантации, и подлежащей реципиентной костью происходит, вероятнее всего, посредством МСК, которые образуют на подлежащей реципиентной кости монослой, напоминающий по своей структуре клетки, выстилающие кость.

Эти клетки, контактируя через костные канальцы с детерминированными клетками реципиентной кости, индуцируются и включаются в процесс остеогенеза.

Изложенные представления о некоторых биотехнологических и теоретических аспектах культивирования и трансплантации МСК основаны на данных литературы и собственных исследований авторов. Они носят концептуальный характер и отражают видение авторами проблем клеточных технологий на существующем этапе их разработки.

Ссылки по теме:

• Стволовые клетки для лечения суставов
• Стволовые клетки помогут в восстановлении хрящевой ткани и ядра позвоночного диска
• Стволовые клетки помогают в формировании хряща

Автор материала Елена Васильева, врач общей практики специально для Spinet.ru

Также стоит почитать: