Кіріспе
Регенеративті медицина – "адам немесе жануарлардың жасушаларын, тіндерін немесе мүшелерін ауыстыру, жасау немесе қалпына келтіру арқылы олардың қалыпты жұмысын қалпына келтіру процесімен" айналысатын медицина саласы. Бұл сала зақымдалған тіндер мен мүшелерді организмнің өзіндік жаңару механизмдерін күшейту арқылы бұрын емделмейтін тіндер мен мүшелерді функционалды түрде жазуға мүмкіндік береді. Регенеративті медицинаға тіндер мен мүшелерді зертханада өсіріп, организмнің өзін-өзі жаңару қабілеті болмаған жағдайда оларды имплантациялау да кіреді. Егер жаңартылған мүшенің жасушалық көзі пациенттің өзінің тінінен немесе жасушаларынан алынса, иммунологиялық үйлесімсіздік тудыратын мүшелерді трансплантациялау кезіндегі қабылдамау қаупін болдырмауға болады. Бұл тәсіл донорлық мүшелердің жетіспеушілігі мәселесін шешуге көмектеседі. Регенеративті медицина саласындағы биомедициналық тәсілдердің кейбіреулері шеміршек жасушаларын қолдануды қамтиды. Мысалдарға бағытталған дифференциация арқылы алынған шеміршек жасушаларын немесе прогенер жасушаларын инъекциялау (жасушалық терапия); биологиялық белсенді молекулалардың жеке немесе инфузия арқылы берілген жасушалардың секрециясы ретінде әсер етуі арқылы жаңаруды күшейту (иммуномодуляциялық терапия); және in vitro жағдайында өсірілген органдар мен тіндерді трансплантациялау (тін инженериясы) жатады.
Regenerative medicine deals with the "process of replacing, engineering or regenerating human or animal cells, tissues or organs to restore or establish normal function". This field holds the promise of engineering damaged tissues and organs by stimulating the body's own repair mechanisms to functionally heal previously irreparable tissues or organs. Regenerative medicine also includes the possibility of growing tissues and organs in the laboratory and implanting them when the body cannot heal itself. When the cell source for a regenerated organ is derived from the patient's own tissue or cells, the challenge of organ transplant rejection via immunological mismatch is circumvented. This approach could alleviate the problem of the shortage of organs available for donation. Some of the biomedical approaches within the field of regenerative medicine may involve the use of stem cells. Examples include the injection of stem cells or progenitor cells obtained through directed differentiation (cell therapies); the induction of regeneration by biologically active molecules administered alone or as a secretion by infused cells (immunomodulation therapy); and transplantation of in vitro grown organs and tissues (tissue engineering).
Тарих
Көне гректер б.з.д. 700 жылдары дене мүшелерінің қайта жаңару мүмкіндігі туралы ойлар қозғаған. 19 ғасырдың соңында ойлап табылган тері егу – дене тіндерін жаңарту арқылы дене құрылымын және функциясын қалпына келтіруге жасалған алғашқы маңызды әрекет деп санауға болады. 20 ғасырда дене мүшелерін трансплантациялаудағы жетістіктер дене мүшелерінің жаңаруы және жаңа жасушалар өсіруі мүмкін деген теорияны одан әрі дамытты. Бұл жетістіктер тіндік инженерияға алып келді, ал осы саладан регенеративті медицинаны зерттеу кеңейіп, нығайа бастады. Алғашқы жасушалық терапиялар қартаю процесін баяулату мақсатымен жасалды. Бұл 1930 жылдары швейцариялық дәрігер Пауль Ниханспен басталды, ол Папа Пий XII, Чарли Чаплин және Сауд Арабиясының королі Ибн Сауд сияқты танымал тарихи тұлғаларды емдегені мәлім. Ниханс науқастарды жаңарту үшін жас жануарлардың (әдетте қозылар мен бұзаулардың) жасушаларын енгізді. 1956 жылы лейкемияны емдеу үшін күрделі әдіс жасалды, сау адамның сүйек миын лейкемиямен ауырған науқасқа салу арқылы. Бұл әдіс көбінесе донор мен алушы бір егіз болғандықтан тиімді болды. Қазіргі кезде қабылдануын болдырмау үшін науқасқа ұқсас жасушалары бар адамдардан сүйек миы алынады. "Регенеративті медицина" термині алғаш рет 1992 жылы Лиланд Кайзердің аурухана басқаруы туралы мақаласында қолданылды. Кайзердің мақаласы ауруханаларға әсер ететін болашақ технологиялар туралы қысқа абзацтармен аяқталады. Бір абзацтың тақырыбы қалың әріптермен "Регенеративті медицина" деп жазылған және былай делінген: "Жаңа ем саласы пайда болады, ол созылмалы аурулардың барысын өзгертуге тырысады және көп жағдайда шаршаған және әлсіреген мүшелерді қалпына келтіреді". Бұл терминді 1999 жылы Уильям А. Хазельтин Комо көліндегі конференцияда қолданып, аурудан зақымдалған, жарақат алған немесе уақыт өте келе тозған нәрсені қалыпты күйіне қайтаратын араласуларды сипаттау үшін танымал мәдениетке енгізді. Хазельтинге Висконсин университеті мен Джонс Хопкинс медицина мектебінің зерттеушілерімен бірлесіп, Geron корпорациясында адам эмбрионалды дің жасушаларын және эмбрионалды ұрық жасушаларын оқшаулау жобасы туралы хабарланды. Ол бұл жасушалардың адам денесіндегі барлық жасуша түрлеріне (плюрипотенттілік) айналу қабілетінің жаңа регенеративті терапияға айналу әлеуеті бар екенін түсінді. Мұндай жасушалардың мүмкіндіктерін түсіндіре отырып, ол "регенеративті медицина" терминін қазіргі қолданыстағы мағынасында қолданды: "жарақаттан зақымдалған, аурудан бүлінген немесе уақыттың өтуімен тозған тіндерді жаңарту, қалпына келтіру немесе механикалық алмастырушылармен ауыстыру үшін адам гендерін, ақуыздарын және жасушаларын қолданатын терапиялық тәсіл" және "қазіргі уақытта тиімді емдеуге келмейтін, соның ішінде қартаюмен байланысты ауруларды емдеу мүмкіндігін ұсынады". Кейін Хазельтин регенеративті медицинаның көптеген адамдардың, қандай аурумен ауырғандарына немесе қандай ем қабылдағанына қарамастан, тек қалыпты денсаулыққа оралуды қалайтынын мойындады. Бұл анықтама кеңінен қолданылуға арналған, оның ішінде жасушалық және дің жасушалық терапия, гендік терапия, тіндік инженерия, геномдық медицина, жеке медицина, биомеханикалық протездер, рекомбинантты ақуыздар және антиденелік емдеу кіреді. Сонымен қатар, химиялық фармакопеяны, яғни адамның денсаулығын қалпына келтіретін кез келген әрекетті де қамтиды. "Регенеративті медицина" термині көптеген технологиялар мен емдеу әдістерін қысқарту үшін қолданылады, сонымен қатар пациенттерге түсінікті. Бұл пациенттерді қорқытатын немесе жаңсақтыратын тілдің мәселесін шешеді. Регенеративті медицина термині көбінесе дің жасушалық терапия жөніндегі зерттеулермен байланыстырылады. Кейбір академиялық бағдарламалар мен кафедралар бастапқы кең анықтаманы сақтайды, ал басқалары оны дің жасушалық зерттеудегі жұмысты сипаттау үшін қолданады. 1995 жылдан 1998 жылға дейін доктор Майкл Д. Вест Герон корпорациясы мен оның Уисконсин университетінің Джеймс Томсон және Джонс Хопкинс университетінің Джон Гирхарт арасындағы зерттеулерді ұйымдастырып, басқарды, нәтижесінде адам эмбрионалды дің және адам эмбрионалды ұрық жасушалары бірінші рет оқшауланды. 2000 жылдың наурыз айында Хазельтин, Антони Атала, М. Д., Майкл Д. Вест, Ф. Д., және басқа да жетекші зерттеушілер E Biomed: The Journal of Regenerative Medicine журналын құрды. Бұл рецензияланған журнал регенеративті медицина туралы пікір алмасуды жеңілдетті, жаңа жасушалық терапия, гендік терапия, тіндік инженерия және биомеханикалық протездер туралы инновациялық зерттеулерді жариялады. Регенеративті медицина қоғамы, кейінірек Регенеративті медицина және дің жасушалары биологиясы қоғамы деп аталды, осыған ұқсас мақсатқа қызмет етіп, дүниежүзіндегі ой-пікірлері бірдей мамандардың қауымдастығын құрды. 2008 жылдың маусым айында Барселона клиникалық ауруханасында профессор Паоло Маккиарини және оның Барселона университетінің командасы алғашқы тіндік инженериялық трахеяны (желқазан) трансплантациялады. Ересек жасушалары науқастың сүйек миынан алынып, үлкен популяцияға дейін өсіріліп, хрящ жасушаларына, немесе хондроциттерге айналдырылды, бұл әдіс бастапқыда остеоартритті емдеу үшін ойлап табылды. Команда содан кейін жаңа өсірілген хондроциттерді, сондай-ақ эпителий жасушаларын 51 жастағы трансплант донорынан алынған децеллюляризацияланған (донор жасушаларынан бос) трахея сегментіне екті. Төрт күндік екпеден кейін, трансплантат науқастың сол негізгі бронхын ауыстыру үшін қолданылды. Бір айдан кейін жасалған биопсия жергілікті қан кетуді көрсетті, бұл қан тамырларының сәтті өскенін білдіреді. 2009 жылы SENS Foundation іске қосылды, оның мақсаты "тірі жасушаларды және жасушадан тыс материалды орнында жөндеуді қамтитын регенеративті медицинаның қолданылуы – қартаюдың аурулары мен мүгелектігіне" деп белгіленді. 2012 жылы профессор Паоло Маккиарини және оның командасы 2008 жылғы имплантацияны жақсартты, науқастың өзінің жасушаларымен егілген зертханада жасалған трахеяны трансплантациялады. 2014 жылдың 12 қыркүйегінде Жапонияның Кобе қаласындағы Биомедициналық зерттеу және инновациялық ауруханасының хирургтары қарт әйелдің көзіне, жасқа байланысты макулярлық дегенерациядан зардап шегетін, iPS жасушаларынан бағытталған дифференциация арқылы дифференциацияланған 1,3 x 3,0 миллиметрлік торлы пигментті эпителий жасушаларының қабатын трансплантациялады. 2016 жылы Паоло Маккиарини жалған сынақ нәтижелері мен өтірік айтқаны үшін Швецияның Каролинска университетінен босатылды. Швеция теледидарындағы Experimenten бағдарламасы барлық өтіріктер мен жалған нәтижелерді толық көрсетті.
Зерттеу
Регенеративтік медицинаны зерттеуге кеңінен қызығушылық таныту және қаржыландыру АҚШ-тағы және әлемдегі мекемелерді регенеративтік медицинаға мамандандырылған кафедралар мен ғылыми-зерттеу институттарын құруға түрткі болды, оның ішінде: Колумбия университетінің оңалту және регенеративтік медицина кафедрасы, Стэнфорд университетінің дің клетка биологиясы және регенеративтік медицина институты, Солтүстік-батыс университетінің регенеративтік және наномедицина орталығы, Вейк Форест регенеративтік медицина институты және Оксфорд университетінің регенеративтік медицина британдық жүрек қоры орталықтары. Қытайда регенеративтік медицинаға арналған институттарды Қытай ғылым академиясы, Цинхуа университеті және Гонконгтың Қытай университеті, сондай-ақ тағы да басқалар басқарады.
Тіс дәрігерлігінде
Тіс дәрігерлері зақымдалған тістерді қалпына келтірудің жолдарын іздеп, олардың табиғи құрылымы мен қызметін қайта қалпына келтіру үшін регенеративті медицинаны зерттеді. Тіс тіндері көбінесе кариес салдарынан зақымдалады және синтетикалық немесе металл тіс пломбалары немесе тіс қаптары болмаса, оларды ауыстыру мүмкін емес деп есептеледі. Бұл тістерге бұрғылау арқылы қосымша зақым келтіруді қажет етеді, әйтпесе тіс толығымен жойылуы мүмкін. Лондон Корольдік колледжінің ғалымдары Тидеглюзиб деп аталатын препаратты жасады, ол тістің эмаль астындағы дентин қабатын қайта өсіруге қабілетті екенін мәлімдейді. Дентин тіс қабығын (әдетте "жұлын" деп аталады) қоршап, қорғайды. 2007 жылы Жапонияда егешқұйрықтарда жүргізілген зерттеулер толық тісті қайта жаратудың үлкен мүмкіндіктерін көрсетті. Кейбір егешқұйрықтардың тістері алынып тасталды, содан кейін биоинженерлік тіс бастамаларынан алынған жасушалар имплантацияланды және олардың өсуіне рұхсат етілді. Нәтижесінде толыққанды жұмыс істейтін, сау тістер пайда болды, олар үш қабаттан және тамырлардан тұрды. Бұл тістерде тіс ұясында бекітілуіне және табиғи қозғалысқа мүмкіндік беретін лигаменттер де болды. Олар дәстүрлі тіс имплантаттарынан өзгеше, олар жақ сүйегіне бұрғыланып бір ғана орынға орналасады. Адамның сүт тістерінде тамыр каналдарына ем жасау немесе жарақат алғаннан кейін тіс пульпасын жаңартуға қолданылатын дің жасушалары бар екені белгілі. Бұл жасушаларды пародонтиттен – қызыл иек ауруының кең таралған түрінен туындаған зақымдарды емдеу үшін де пайдалануға болады, ол сүйек жоғалуына және қызыл иектің күрт керілуіне әкеледі. Бұл дің жасушалары толыққанды жаңа тістерге өсуге жеткілікті тірі екенін анықтау үшін зерттеулер жалғастырылуда. Кейбір ата-аналар тіпті балаларының сүт тістерін арнайы сақтау орындарында сақтап, олардың өскен кезде осы тістердегі дің жасушаларын пайдалана алатынына үміттенеді.
Жасушадан тыс матрица
Ұяшықтан тыс матрица материалдары коммерциялық түрде қол жетімді және реконструктивтік хирургияда, созылмалы жараларды емдеуде, сондай-ақ кейбір ортопедиялық операцияларда қолданылады. 2017 жылдың қаңтарына дейін оларды жүрек хирургиясында зақымдалған жүрек тінін жақсарту мақсатында қолдану үшін клиникалық зерттеулер жүргізіліп жатыр. Исландиялық Kereceis компаниясы омега-3 қышқылының табиғи құрамы бар балық терісін пайдалануды әзірледі. Омега-3 табиғи қабынуға қарсы әсер етеді, ал балық терісі жасушалардың қайта өсуіне арналған негіз ретінде қызмет етеді. 2016 жылы олардың Omega3 Wound өнімі FDA агенттігімен созылмалы жаралар мен күйіктерді емдеу үшін бекітілді.
Жіптік қан
Дегенмен, қауіпше қанның қан және иммунологиялық аурулардан басқа қолданылуы әзірге болжамдық сипатта, бірақ басқа салаларда да зерттеулер жүргізілді. Қан мен иммунологиялық мақсаттардан тыс кез келген мүмкіндік, қауіпше жасушаларының гематопоэтикалық дің жасушалары (тек қан жасушаларына ғана дифференциацияланатын) болғандықтан шектеулі, олар плюрипотентті дің жасушалары (мысалы, кез келген тінді құрай алатын эмбрионалдық дің жасушалары) емес. Қауіпше қан диабетті емдеу үшін зерттелді. Алайда, қан ауруларынан басқа, қауіпше қанның басқа ауруларды емдеуде қолданылуы әлі күнге дейін кең таралған клиникалық тәжірибе емес және бұл дің жасушалар қауымдастығы үшін маңызды мәселе болып қалуда. 2015 жылға дейін жүрек-қан тамырлары аурулары, сондай-ақ неврологиялық бұзылулар, бауыр аурулары, иммундық жүйе аурулары, қант диабеті, өкпе және бүйрек зақымданулары, сонымен қатар лейкемия аурулары бойынша in vitro, жануарлар моделінде және клиникалық зерттеулердің алғашқы кезеңдерінде зерттелді.
Техникалық емес қосымша оқу
Регенеративтік медицина, Регенеративті шешек жасушалары туралы толыққанды мәлімет береді. Кевин Стрэндж және Виравут Ин, "Регенерацияға үміт: бір кезде қолдан тоқтатылған дәрілік зат, аурулар мен жарақаттардан зақымданған органдарды қайта жаңарту қабілетін көрсетеді", Scientific American, 320-том, 4-сан (2019 жылғы сәуір), 56–61 беттер.