Инновационная медицина Лечениестволовымиклетками

Лечение остеопороза: поводырь для стволовых клеток

Разработана уникальная гибридная молекула для лечения остеопороза стволовыми клетками

Nanonewsnet по материалам University of California — Davis:

UC Davis investigators develop method of directing stem cells to increase bone formation and bone strength

Группа исследователей под руководством ученых из Калифорнийского университета в Дэвисе разработала новый метод стимуляции роста костей с помощью молекулы, которая при введении в кровь направляет к их поверхности стволовые клетки костного мозга.

Достигнув поверхности кости, стволовые клетки дифференцируются в клетки, образующие кость, и синтезируют белки, усиливающие ее рост. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Medicine (Min Guan et al., Directing mesenchymal stem cells to bone to augment bone formation and increase bone mass), ученые использовали мышиную модель остеопороза, чтобы продемонстрировать уникальный подход к лечению, повышающий плотность костной ткани и предотвращающий потерю костной массы, связанные со старением и дефицитом в организме женских половых гормонов эстрогенов.

«Даже у пожилых людей много стволовых клеток, но они не охотно мигрируют к костям», — говорит ведущий автор исследования Вэй Яо (Wei Yao). «Разработка молекулы, которая связывается со стволовыми клетками и направляет их к нужной нам цели, — это настоящий прорыв».

Ученые изучают стволовые клетки как возможный метод лечения широкого спектра болезней и травм — от поражения периферических артерий и макулярной дегенерации до болезней крови и органов и кожных ран. Однако заставить стволовые клетки мигрировать к поверхности костей и стимулировать их рост долго оставалось одной из недостижимых целей регенеративной медицины.

Американские ученые использовали уникальную гибридную молекулу, LLP2A-алендронат, разработанную группой во главе с Китом Ламом (Kit Lam), профессором и заведующим кафедрой биохимии и молекулярной медицины UC Davis.

Гибридная молекула состоит из двух частей: синтетической молекулы-лиганда LLP2A (структурная формула слева — ВМ), связывающейся с мезенхимальными стволовыми клетками в костном мозге, и второй части, состоящей из «самонаводящегося» препарата для лечения костей — алендроната (справа). После введения в кровь гибридная молекула связывается с мезенхимальными стволовыми клетками в костном мозге и направляет эти клетки к поверхности костей, где они выполняют свои естественные функции — образование и восстановление костной ткани.

«Наше исследование подтверждает, что молекулы, связывающиеся со стволовыми клетками, могут быть использованы для их направления к органам животного, нуждающимся в лечении», — комментирует работу профессор Лам. «Это очень важный шаг к тому, чтобы сделать этот тип лечения стволовыми клетками реальностью».

Костная масса и прочность бедренной кости и позвоночника мышей увеличилась через двенадцать недель после введения им гибридных молекул. Положительные процессы в костях протекали как у мышей в возрасте активной потери костной массы, так и у животных с моделью менопаузы.

Алендронат, известный также под торговой маркой Фосамакс (Fosamax), обычно назначается женщинам с остеопорозом, чтобы снизить риск переломов. Ученые включили алендронат в гибридную молекулу, потому что, попадая в кровь, она направляется прямо к поверхности костей и замедляет скорость их разрушения. По словам соавтора исследования Нэнси Лейн (Nancy Lane), доза алендроната в гибридном соединении низка и вряд ли способна снизить его терапевтический эффект.

«Впервые мы, возможно, нашли потенциальный способ направить собственные стволовые клетки пациента к поверхности кости, где они могут ее восстановить», — говорит профессор медицины и ревматологии Лейн, специалист по остеопорозу. «Этот метод может совершить революцию в терапии остеопороза, а также другие заболеваний, требующих образования новой костной ткани».

Остеопороз является одной из основных проблем общественного здравоохранения, учитывая тот факт, что только в США им страдают 44 миллиона американок. Несмотря на доступность эффективных лекарственных препаратов, способных снизить риск переломов, в том числе алендроната, их назначение ограничивается потенциально опасными последствиями длительного применения.

Старение уменьшает количество мезенхимальных стволовых клеток (МСК), дифференцирующихся в костном мозге в остеобласты, что приводит к нарушению остеогенеза. Стимуляция дифференцировки МСК в остеогенном направлении могла бы стать надежным способом регенерации кости. Ученые разработали метод, позволяющий направить МСК к поверхности кости путем присоединения синтетического лиганда-пептидомиметика (LLP2A) с высоким сродством и специфичностью к белку интегрину α4β1 на поверхности МСК к бисфосфонату (алендронату, Ale) с высокой аффинностью к костной ткани. Гибридная молекула LLP2A-Ale индуцирует миграцию МСК и остеогенную дифференцировку in vitro. Одно внутривенное введение LLP2A-Ale усиливает образование губчатой кости и костной массы как в ксенотранспланционных исследованиях, так и у иммунокомпетентных мышей. Кроме того, LLP2A-Ale предотвращает возрастную и вызванную дефицитом эстрогенов потерю трабекулярной костной массы. Эти результаты являются доказательством принципа, что LLP2A-Ale может направлять МСК к кости и стимулировать образование новой костной ткани и увеличение прочности костей.

На снимке — стволовые клетки костного мозга, выращенные в остеогенной среде (контроль) и с LLP2A-Ale.

Колониеобразующие фибробластические клетки (CFU-F) окрашены фиолетовым,

колониеобразующие остеобласты (CFU-Ob), субпопуляция CFU-F, — красным

(Фото: nature.com)

Основными причинами развития остеопороза у женщин являются дефицит эстрогенов, старение и избыток стероидов в результате лечения хронических воспалительных заболеваний, таких как ревматоидный артрит. Как правило, остеопороз, вызванный этими метаболическими заболеваниями, развивается в результате изменений в цикле ремоделирования костной ткани, которые ослабляют архитектуру кости и увеличивают риск переломов.

Ученые отмечают, что использование этого метода регенеративной медицины не ограничивается терапией остеопороза. Он может оказаться бесценным и при других нарушениях и заболеваниях, когда необходимо усилить восстановление костной ткани, например, при переломах, костных инфекциях или раке.

По мнению одного из участников исследования директора Института регенеративной терапии (Institute for Regenerative Cures) при UC Davis Йены Нолты (Jan Nolta), полученные результаты являются весьма перспективными с точки зрения их клинического применения. «Мы показали эффективность этого потенциального метода терапии на грызунах, и теперь наша цель — перейти к его клиническим испытаниям».

Портал «Вечная молодость» https://vechnayamolodost.ru

16.02.2012

Стволовые клетки, специализирующиеся на заживлении переломов

• 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

Центр стволовых клеток в Москве (Инновационные методики)

Преимущества клиники

Главным направлением работы Центра остается лечение пациентов путем использования мезенхимальных стволовых клеток. Долгое время считалось, что можно использовать исключительно собственные стволовые клетки человека. На самом деле последние исследования и наработки показывают, что это не обязательно. А значит, возможности лечения существенно расширяются.

Возможности лечения мезенхимальными стволовыми клетками

Впервые само понятие стволовых клеток прозвучало лишь в 1908 году в Берлине. О них говорил ученый из Санкт-Петербурга Александр Максимов. На тот момент их детальное изучение было очень сложным, поэтому особого развития идеи Максимова не получили. Второй «толчок» случился в шестидесятых годах, когда технологию стволовых клеток начал активно изучать советский ученый Александр Фриденштейн. И уже в семидесятые годы была запущена в работу секция клеточных культур, которая работала при Министерстве здравоохранения Советского Союза. Отсюда и начинается активное исследование мезенхимальных стволовых клеток.

На сегодняшний день ученым России и всего мира удалось гораздо более детально исследовать эти клетки и получить о них массу информации:

• Из костного мозга человека (до одного миллилитра) можно извлечь от трехсот до пятисот миллионов стволовых клеток. Все они являются совершенно безопасными для здоровья и могут быть использованы в лечении.
• Современные технологии позволяют внедрять стволовые клетки пациенту различными способами. Методики подбираются индивидуально в каждом конкретном случае.
• Использование стволовых клеток не провоцирует развитие онкологических заболеваний и в целом является совершенно безопасным для человека.
• Эффективность использования стволовых клеток доказана целым рядом клинических исследований и практическим опытом. Они не просто позволяют излечить сложные заболевания, но и в целом улучшить качество жизни человека.
• Стромальные стволовые клетки довольно часто позволяют обойтись без сложных хирургических вмешательств и использования опасных для здоровья химических препаратов.
• Процедура внедрения клеток не вызывает болевых ощущений. Сегодня чаще всего клетки вводят человеку через капельницу. Он максимум чувствует дискомфорт, но не боль.
• Чужеродные клетки не вызывают отторжения организмом человека, не провоцируют негативной реакции и т. п.

Какие заболевания лечат в Центре стволовых клеток в Москве

Спектр применения стволовых клеток человека не просто обширен. Он продолжает стремительно расширяться во всех направлениях. Вполне возможно, что в будущем нас ждут новые прорывные исследования, которые откроют больше возможностей лечения. Но уже сейчас мировые клиники, используя стволовые клетки, лечат самые сложные заболевания. Их можно разделить на несколько основных категорий:

1. Болезни центральной и периферической нервной системы.
2. Сосудистые заболевания.
3. Болезни кожи.
4. Болезни глаз;
5. Эндокринные и аутоиммунные болезни;
6. Болезни сердца;
7. Иммунодефицит;
8. Болезни крови;
9. Заболевания ЖКТ;
10. Болезни опорно-двигательного аппарата.

Среди самых сложных заболеваний, которые лечат стволовыми клетками: болезни Паркинсона и Альцгеймера, мышечная дистрофия, туберкулезный склероз, васкулит, псориаз, экзема, атрофия глазных нервов, ожоги и механические повреждения глаз, диабет II типа, аутоиммунный гломерулонефрит, язва желудка, панкреатит, простатит, ухудшение репродуктивных возможностей обоих полов, преждевременное старение и прочее.

Особенно широкое применение получила технология внедрения стволовых клеток для омоложения организма и предотвращения появления признаков старения. Это возможность безопасно и эффективно сохранять молодость, не прибегая к сложным операциям и не принимая сомнительных препаратов. Результаты очень показательные — пациенты в разы дольше сохраняют молодой и привлекательный внешний вид. А специфический дополнительный уход при этом не требуется.

Клеточная терапия в Центре стволовых клеток в Москве

Клеточную терапию редко рассматривают как самостоятельную методику лечения. В большинстве случаев ее применяют вместе с другими методиками лечения для получения более явного эффекта. В Центре стволовых клеток в Москве технология активно применяется с 2010 года и дает отличные результаты. Для поставки с последующим лечением стволовые клетки содержатся в специально разработанных контейнерах, в которых с особой тщательностью выдерживается требуемый температурный режим, чтобы не повредить клетки.

Введение клеток пациенту происходит строго поэтапно:

1. Под присмотром специалиста выполняется премедикация с использованием гормональных и антигистаминных препаратов.
2. Используется методика переливания крови, чтобы ввести пациенту суспензию.
3. Стволовые клетки вводят постепенно. Первые пятнадцать минут — не более сорока капель в минуту. Далее при отсутствии сильно выраженных реакций возможно увеличение до шестидесяти капель.
4. После процедуры чаще всего пациенты на несколько часов остаются в палате под наблюдением специалиста. В редких случаях этот срок увеличивается. Максимум — 24 часа. Больше обычно не требуется.
5. Для каждого пациента доктор готовит и озвучивает ряд рекомендаций, как действовать во время восстановления, каких препаратов нельзя принимать, когда можно возвращаться к физическим нагрузкам и т. д.

Уже сегодня лечение пациентов со сложными заболеваниями посредством внедрения стволовых клеток является одним из наиболее перспективных направлений в медицине. Вы и ваши близкие уже можете воспользоваться таким лечением, обратившись в Центр стволовых клеток в Москве. Наука на вашей стороне. Всегда.