Стволовые клетки

Стволовые клетки - это первичные клетки, которые являются общими для всех многоклеточных организмов и могут обновляться посредством клеточных делений и дифференцироваться в широкий спектр специализированных типов клеток. Одна из основных проблем использования терапевтических эффектов стволовых клеток заключается в трудности управления процессом их дифференцировки. Также, существует высокий риск иммунного отторжения и опухолей, происходящих из трансплантированных стволовых клеток. Для решения этих проблем были предложены некоторые новые технологические вмешательства, например, генетическая модификация стволовых клеток, трехмерная биопечать стволовых клеток и добавление нанокомпозитов. Опубликовано множество статей, в которых обсуждаются способы включения терапии стволовыми клетками в текущие протоколы лечения заболеваний, где этот метод может принести пользу. Однако результаты иногда противоречивы и сбивают с толку.

В настоящем исследовании мы проанализировали литературу, в которой описаны методы лечения с помощью стволовых клеток ряда распространенных в обществе заболеваний. Мы стремимся предоставить краткий обзор применения терапии стволовыми клетками при заболеваниях различных систем организма, в том числе сердечно-сосудистой, неврологической, респираторной, желудочно-кишечной и мочеполовой систем. Подробную классификацию видов стволовых клеток можно найти в конце статьи.

На сердечно-сосудистые заболевания приходится около 20% неинфекционных заболеваний. Эти болезни являются причиной почти одной трети смертей во всем мире, и их распространенность продолжает расти как в развивающихся, так и в развитых странах. Современные методы лечения редко могут устранить основные причины сердечно-сосудистых заболеваний, а именно рубцевание тканей и потерю клеток.

Растут доказательства того, что терапия стволовыми клетками может улучшить сердечную недостаточность, вызывая неоваскуляризацию, уменьшая апоптоз кардиомиоцитов и формируя резидентные стволовые клетки. Исследования на животных показали, что эмбриональные стволовые клетки можно дифференцировать до эндотелиально-подобных клеток, улучшать неоангиогенез и улучшать функцию желудочков. Кроме того, трансплантация мезенхимальнех стволовых клеткок костного мозга на животных моделях с инфарктом миокарда дала стабильные результаты, поскольку мезенхимальные стволовые клетки дифференцировались в кардиомиоциты.

Первое рандомизированное контролируемое клиническое исследование в США связанное со снабжением сердца мышечными стволовыми клетками было проведено в 2009 году; и после 1 года наблюдения результаты показали значительные улучшения у пациентов страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Эндомиокардиальные инъекции кардиопоэтических стволовых клеток (мезенхимальные стволовые клетки, обработанные кардиогенным коктейлем) пациентам с доклинической сердечной недостаточностью показали такие же результаты; Кроме того, 6-месячное наблюдение за пациентами, перенесшими субэпикардиальную трансплантацию аутологичных стволовых клеток в ишемический миокард, продемонстрировало значительное увеличение сердечной функции, измеренное с помощью эхокардиографии, однофотонной эмиссионной компьютерной томографии и ангиографии. В исследовании STAR-heart утверждалось, что интракоронарная трансплантация мезенхимальных стволовых клеткок костного мозга пациентам с хронической сердечной недостаточностью может облегчить симптомы пациентов, повысить качество жизни и выживаемость. Терапия стволовыми клетками также может снизить долгосрочную смертность пациентов с хронической ишемическая болезнь сердца. Более того, возможно снизить частоту аритмий и нефатальных инфарктов миокарда в долгосрочной перспективе. Сообщения о побочных эффектах, таких как сердечная или системная токсичность, вызванные стволовыми клетками, встречаются редко. Таким образом, терапия стоволовыми клетками является достаточно безопасной и легко выполнимой при лечении пациентов с хронической сердечной недостаточностью и ишемической болезнью сердца.

Болезнь Паркинсона - нейродегенеративное заболевание, которое широко распространено во всем мире и клинически проявляется симптомами тремора в покое, брадикинезии, ригидности и постуральной нестабильности. Патология заболевания характеризуется потерей дофаминергических нейронов в черной субстанции мозга и других областях мозга, помимо образования белковых остатков в цитоплазме нейронов. Существующие терапевтические практики для пациентов с болезнью паркинсона состоят в основном из глубокой стимуляции мозга и агонистов дофамина.

Были обнаружены многообещающие доказательства нейропротективных и нейрорегенеративных преимуществ терапии стволовыми клетками при одновременном применении с нейротрофическими агентами. Трансплантация эмбрионального мезэнцефала в головной мозг животных моделей показала улучшение передачи дофамина.

Доказательство эффективности подтверждали гипотезу о том, что мертвые дофаминергические нейроны могут быть восполнены трансплантацией стволовых клеток у пациентов с болезнью паркинсона. В большинстве исследований использовались эмбриональные стволовые клетки человека полученные из вентральных мезэнцефальных нейронов в качестве трансплантатов. Такие клетки способны обеспечить дофаминергическую реиннервацию пораженных участков. Основными проблемами использования эмбриональных стволовых клеткок человека являются низкая доступность и отсутствие стандартизации клеточного материала, что вызывает большие противоречия в отношении степени облегчения симптомов, а также возникновение побочных эффектов, таких как дискинезия, вызванная трансплантатом, у некоторых пациентов.

Из-за вышеупомянутых проблем текущие исследования делают упор на корректировку эмбриональных стволовых клеток человека, а также на получение хорошо охарактеризованных дофаминергических нейронов с использованием нервных стволовых клеток, полученных из мозга. Для того чтобы регенерировать дофаминовую сеть в головном мозге, обеспечивать долгосрочное и сильное симптоматическое облегчение и не иметь побочных эффектов - ткани стволовых клеток, которые будут пересажены в полосатое тело, должны быть аналогичны нейронам черного вещества. До сих пор неясно, может ли трансплантация нейронов, полученных из стволовых клеток, заменить мертвые компартменты у пациентов с болезнью паркинсона. Предыдущие исследования эмбриональных стволовых клеток человека предоставили необходимые знания для создания клинически конкурентоспособной терапии стволовыми клетками в этой области.

Болезнь Хантингтона (БХ) - это необычное нейродегенеративное заболевание, характеризующееся нежелательными моторными и когнитивными функциями, помимо психических синдромов. Заболевание считается генетическим заболеванием, которое наследуется по аутосомно-доминантному типу и приводит к потере клеток в полосатом теле и коре головного мозга. Современные методы лечения БХ в основном основаны на симптоматической терапии - антипсихотических и антидепрессивных препаратах - и редко устранят основные причины заболевания.

Несколько исследований на животных моделях показали, что в случае болезни хантингтона можно использовать терапию стволовыми клетками. Поведенческие и анатомические улучшения были замечены после трансплантации эмбриональных стволовых клеткок человека в полосатое тело грызунов. Более того, внутривенно введенные нервные стволовые клетки мигрировали в пораженное полосатое тело и улучшили патологию и функции в модели индуцированной глутаматом дегенерации полосатого тела. Трансплантация взрослых нервных стволовых клеток на животных моделях также показала значительное улучшение нарушений двигательной функции, поскольку клетки-предшественники могли дифференцироваться в нервные клетки с надлежащими характеристиками.

Накапливающиеся данные показывают, что трансплантация клеток может быть вполне оправдана в качестве лечения болезни хантингтона. В нескольких исследованиях, посвященных возможности клеточной терапии в этом отношении, были получены многообещающие результаты. Позитронно-эмиссионная томография у 3 из 5 пациентов, перенесших трансплантацию эмбриональных стволовых клеток человека в полосатое тело, продемонстрировала повышенную метаболическую активность в этом регионе. Кроме того, у пациентов улучшились когнитивные и двигательные функции в течение шести лет наблюдения. Такие же результаты были достигнуты в другом исследовании, в котором утверждалось, что 3 пациента, перенесших стриатальную трансплантацию эмбриональных стволовых клеток человека, проявили повышенные показатели когнитивных функций. Ранее проведенное исследование подтвердило безопасность интрастриатальной нейротрансплантации эмбриональных стволовых клеток человека. Однако основные опасения по поводу использования эмбриональных стволовых клеток человека связаны с высокими онкогенными свойствами этих клеток, нехваткой этого материала, а также с этическими и моральными проблемами.

Болезнь Альцгеймера - наиболее распространенное нейродегенеративное заболевание, которое приводит к необратимой потере нейронов в головном мозге, главным образом в гиппокампе и коре головного мозга. Клинически заболевание диагностируется по симптомам постепенного разрушения памяти, суждений, принятия решений и ориентации. Современные методы лечения больезни Альцгеймера, такие как назначение ингибиторов ацетилхолинэстеразы для усиления холинергической функции, обеспечивают лишь частичное и временное облегчение симптомов. Много лет назад лечение больезни Альцгеймера было повседневной проблемой для врачей из-за предшествующего факта.

Было предложено множество теоретических подходов для разработки терапии больезни Альцгеймера стволовыми клетками, таких как повышающая регуляция местных нервных стволовых клеток и трансплантация стволовых клеток. Повышение активности нейронов может быть достигнуто с помощью медицины и генной терапии за счет увеличения нейродегенеративных факторов роста, таких как нейротрофический фактор головного мозга (BDNF), фактор роста нервов (NGF), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) и инсулиноподобного фактора роста-1 (IGF-1). Впрочем данный фармакологический подход при исследованиях на животных не смог полностью восстановить нейроны.

Исследования на животных моделях больезни Альцгеймера показали, что эмбриональные стволовые клетки обладают потенциалом восстановления когнитивной функции; однако никаких ощутимых клинических доказательств пока не получено. Недавнее исследование показало стабильную продукцию холинергических нейронов из человеческих эмбриональных стволовых клеток, которые были способны функционально интегрироваться в нейронные цепи гиппокампа после трансплантации. Трансплантация нервных стволовых клеток показала более многообещающие результаты, поскольку она уменьшила нейровоспаление и улучшала когнитивные функции, а также нейрогенез и синаптогенез на моделях старых приматов и мышей с больезнью Альцгеймера. Эти эффекты могут быть связаны с паракринным высвобождением нейропротекторных агентов или иммуномодулирующих факторов, помимо прямой нервной дифференцировки. Более того, исследования показали, что трансплантация мезенхимальных стволовых клеток в мозг старых мышей улучшила нейрогенез, синаптогенез, дифференцировку нейронов, а также когнитивные и двигательные функции и уменьшила образование бета-амилоида и бляшек. Внутривенное введение мезенхимальных стволовых клеток также может быть эффективным за счет преодоления клетками гематоэнцефалического барьера и миграции в области повреждения головного мозга.

Мезенхимальные стволовые клетки человека из пуповинной крови, введенные стереотаксической техникой в мозг пациентов с больезнью Альцгеймера обладают нейропротекторным эффектом без каких-либо побочных эффектов - у пациентов наблюдалось стойкое улучшение когнитивных функций и нейронной активности.

Учитывая, что скорость нейрорегенерации в мозге взрослого человека минимальна и что патология болезни Альцгеймера состоит из образования антител из белка-предшественника амилоида, у пациентов с болезнью Альжимера заметно снижены функции мозга. Терапия трансплантацией стволовых клеток при больезни Альцгеймера может быть неэффективной в случае если метаболизм белка-предшественника амилоида нарушен, и, напротив, может привести к чрезмерному глиогенезу и онкогенезу. Исследования должны учитывать регуляцию процессинга белка-предшественника амилоида для разработки эффективных протоколов трансплантации стволовых клеток пациентам с больезнью Альцгеймера.

Боковой амиотрофический склероз - это прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, которое включает дегенерацию мотонейронов на всех стадиях, включая кору головного мозга, ствол головного мозга и спинной мозг. Симптомы заболевания состоят из признаков потери нейронов на всех уровнях двигательной системы - как верхних, так и нижних двигательных нейронов - что приводит к прогрессирующему мышечному параличу. Прогрессирование боковой амиотрофический склероз неизбежно, и около 50% пациентов умирают в течение 3 лет после перенесенного заболевания. В настоящее время это состояние считается неизлечимым, и лечение обеспечивает облегчение симптомов с целью повышения качества жизни пациентов. Терапия стволовыми клетками изучается для использования в качестве лекарства от этого состояния, и в этом отношении были получены несколько многообещающих результатов. Терапия может восстановить и сохранить функцию как верхних, так и нижних мотонейронов; Кроме того, недавно восстановленные нейроны могут быть интегрированы в существующие нейронные сети.

Доклинические исследования и лечение животных с боковым амиотрофическим склерозом клетками пуповинной крови человека продемонстрировали увеличение продолжительности жизни в зависимости от дозы. Более того, внутривенное введение этих клеток мышам показало, что стволовые клетки имеют тенденцию мигрировать в области дегенерированных нейронов. Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки и эмбриональные стволовые клетки человеческого происхождения считаются двумя наиболее мощными типами стволовых клеток, которые могут принести пользу пациентам с боковым амиотрофическим склерозом. Мезенхимальне стволовые клетки и нервные стволовые клетоки также являются более безопасными продуктами, поскольку они не обладают побочными эффектами по сравнению с предыдущими типами клеток, такими как туморогенез. Исследования показали, что эмбриональные стволовые клетки и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки пациентов с боковом амиотрофическим склерозом могут быть дифференцированы в двигательные нейроны. Мезенхимальне стволовые клетки и нервные стволовые клетки использовались в клинических испытаниях, и они показали больше нейропротекторных последствий, чем нейрорегенеративных результатов. Интратекальные и спинномозговые инъекции мезенхимальных стволовых клеток использовались в клинических испытаниях, которые показали умеренное увеличение мышечной силы с минимальными побочными эффектами. Кроме того, стволовые клетки аутологичного происхождения, вводимые в лобную кору пациентов с боковой амиотрофический склероз, показали потенциал увеличения выживаемости и качества жизни пациентов. Пациентам с боковым амиотрофическим склерозом также делали интраспинальную инъекцию нервных стволовых клеток - прогрессирование заболевания замедлилось, и во время обследования не наблюдалось серьезных побочных эффектов. Результат другого недавнего исследования также согласуется с предыдущими выводами о том, что микроинъекции нервных стволовых клеток в поясничный тракт пуповины показали улучшение мышечной силы у этих пациентов.

Рассеянный склероз - это аутоиммунное, воспалительное и хроническое неврологическое заболевание, которое затрагивает миелинизированные аксоны центральной нервной системы (ЦНС). Определенная основная причина заболевания еще не выяснена, однако ряд генетических и негенетических факторов упоминается как причина заболевания. В настоящее время нет лечебной терапии, доступной для этого заболевания, и лечение включает в себя модифицирующие болезнь агенты, такие как бета-интерфероны, глатирамера ацетат, митоксантрон, натализумаб и финголимод, помимо симптоматических препаратов, таких как дальфампридин. Заболевание активно прогрессирует, и лечение может лишь частично контролировать течение рассеянного склероза.

Предыдущие исследования показали, что введение нервных стволовых клеток и мезенхимальных стволовых клеток может играть защитную роль против прогрессирования рассеянного склероза как у грызунов, так и у приматов. Несколько пилотных исследований показали, что введение аутологичных мезенхимальных стволовых клеток является простым и безопасным методом лечения пациентов с рассеянным склерозом. Более того, аутологичная трансплантация гемопоэтических стволовых клеток также оказалась полезной для пациентов с прогрессирующим рассеянным склерозом, поскольку она значительно снизила риск смертности. Многочисленные исследования фаз I / II показали, что трансплантация аутологичных гемопоэтических стволовых клеток может иметь многообещающие результаты, такие как улучшение атрофии мозга, которое оценивали с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ), и регулирование активности иммунной системы. Также сообщалось, что несколько пациентов с рассеянным склерозом, которым была проведена аллогенная трансплантация костного мозга из-за случайного гемопоэтического нарушения, выздоровели от этого иммуноопосредованного заболевания.

Инсультные расстройства являются основной причиной заболеваемости во многих регионах мира, которая может привести к необратимым повреждениям тканей мозга и функциональной инвалидности. Современные терапевтические подходы в основном направлены на изменение факторов риска инсульта, таких как гипертония, болезни сердца, сахарный диабет, тяжелое употребление сигарет и алкоголя, а также гиперхолестеринемия. Хирургические вмешательства и внутривенное введение тромболитических средств в качестве реперфузионной терапии доступны только в острой стадии инсульта и не могут проводиться во многих случаях. Недавно врачи предположили, что функция мозга может улучшиться после инсульта за счет восстановления поврежденных нейрональных клеток посредством трансплантации стволовых клеток.

Различные типы клеток-предшественников, такие как клетки костного мозга человека, линия нейроэпителиальных стволовых клеток, линия клеток NTera-2, были исследованы для восстановления функции мозга после инсульта на животных моделях инсульта, которые показали улучшение сенсомоторной функции, пространственной памяти, неврологической степени тяжести и асимметричного моторного поведения. Аутологичные соматические стволовые клетки, такие как мезенхимальные стволовые клетки, по-видимому, являются разумным источником в этой области, поскольку вероятность отторжения трансплантата минимальна. Однако пластичность соматических стволовых клеток не очевидна, и неясно, могут ли они безопасно эволюционировать в нейрональные клетки. Исследования показали, что эндогенные пулы стволовых клеток, например, нервные стволовые клетки, также могут рассматриваться в качестве источника терапии стволовыми клетками из-за их нейропротекторных способностей. Следует отметить, что данные исследования инсульта на животных моделях не подтверждают безопасность трансплантации эмбриональных стволовых клеток в этой области, поскольку эмбриональные стволовые клетки способны вызвать высокозлокачественные карциномы в месте имплантации, и хотя первоначальные клинические испытания показали, что терапия стволовыми клетками может быть безопасной, осуществимой и терапевтической у пациентов с инсультом, тем не менее, для решения вышеупомянутой проблемы требуется более комплексный подход.

Повреждение спинного мозга - это деструктивное состояние, которое затрагивает как верхние, так и нижние двигательные нейроны и может привести к параплегии и квадриплегии. Частота травматической травмы спинного мозга, в первую очередь вызванная дорожно-транспортными происшествиями составляет от 28 до 55 на миллион человек ежегодно (по статистике США). Лечение состояния состоит как из хирургических вмешательств, например, хирургическая декомпрессия и стабилизация позвоночника, так и медицинских вмешательств, например, стероидной терапии; помимо реабилитации и длительного наблюдения за пациентами. Недавно в этом отношении было предложено несколько других недавно разработанных подходов, таких как молекулярная и клеточная терапия. Клеточная терапия этого состояния направлена на стволовые клетки / клетки-предшественники и трансплантацию шванновских клеток, периферических нервных клеток и клеток обонятельной нервной системы.

Возникающая перспектива терапии стволовыми клетками как жизнеспособного терапевтического способа для лечения повреждения спинного мозга основана на доклинических исследованиях, которые были выполнены на животных моделях и показали, что трансплантированные клетки-предшественники могут мигрировать в поврежденные ткани для улучшения регенерации аксонов и двигательной функции. Эмбриональные стволовые клетоки использовались для лечения парализованных крыс, парализованные грызуны показали частичное выздоровление, поскольку трансплантированные аксоны, полученные из эмбриональных стволовых клеток, восстановили спинной мозг. Более того, эмбриональные стволовые клетки также были способны образовывать мультипотентные нейронные предшественники, малочистые моторные нейроны и предшественники олигодендроцитов высокой чистоты. Нервные стволовые клетки были предложены в качестве возможного лечения повреждения спинного мозга в визду низкой онкогенности. Несколько доклинических исследований продемонстрировали, что трансплантированные нервные стволовые клетки могут достигать участков поврежденных тканей, улучшать повторную миелинизацию, дифференцироваться в глиальные клетки, включая олигодендроциты и астроциты, способствовать нейропротекции и вызывать клиническое выздоровление на животных моделях. Обонятельные клетки (OECs) также использовались в моделях повреждения спинного мозга на грызунах и вызывали значительную ремиелинизацию и регенерацию поврежденных аксонов, помимо функционального восстановления. Производство крупных предшествующих клеток достаточно сложно, и неясно, можно ли их увеличить до адекватного количества для введения в клинических испытаниях на людях. Мзенхимальне стволовые клетки широко использовались в случае травмы спинного мозга, и результаты лечения этого состояния были всегда положительными. Доклинические исследования показали подавление апоптоза нейронов, усиление нейрозащиты, регенерацию аксонов, миелинизацию аксонов, уменьшение воспаления пораженных участков, усиление ангиогенеза, уменьшение образования полостей вокруг поврежденных тканей, помимо функционального восстановления, и сенсомоторное усиление после операции.

Расстройства аутизма и аутистического спектра называются расстройствами нервного развития, которые вызваны как генетическими факторами, так и факторами окружающей среды и характеризуются нарушением социальных взаимодействий и стереотипным поведением. Текущие терапевтические вмешательства для аутичных пациентов включают поведенческие и психосоциальные методы лечения, а также психофармакологические методы лечения, которые не могут полностью устранить симптомы пациентов.

Недавно исследователи провели несколько исследований относительно использования терапии стволовыми клетками при аутизме. Внутрицеребровентрикулярная трансплантация мезенхимальных стволовых клеток на животных моделях заболевания дала многообещающие результаты, поскольку в ходе исследования на животных моделях, которым была проведена трансплантация, наблюдалось снижение стереотипного поведения и улучшение социального поведения.

В соответствии с предыдущими результатами, клиническое испытание фазы I / II показало, что у пациентов, которым была проведена трансплантация мононуклеарных клеток пуповинной крови и мезенхимальных стволовых клеток пуповинного происхождения, улучшились зрительные, эмоциональные и интеллектуальные реакции, наряду с координацией тела и адаптационными реакциями и невербальным общением. Аутологичная трансплантация мононуклеарных клеток костного мозга также оказалась полезной для лечения аутичных пациентов. Другое пилотное исследование также продемонстрировало положительные эффекты введения эмбриональных стволовых клеток для пациентов с аутизмом, поскольку после лечения наблюдалось значительное улучшение социальных навыков и общего состояния здоровья. Кроме того, лечение было безопасный и серьезных побочных эффектов при трансплантации стволовых клеток у указанных пациентов не наблюдалось.

Детский церебральный паралич (ДЦП) - это группа хронических неврологических заболеваний, которые приводят к когнитивным и двигательным нарушениям у детей. Это может быть вызвано перинатальной инфекцией, асфиксией, преждевременными родами или даже послеродовыми травмами головного мозга. Общая заболеваемость ДЦП увеличивается, что может быть связано с увеличением выживаемости недоношенных детей. В настоящее время доступные методы лечения ДЦП включают стратегии реабилитации и фармакологические вмешательства для уменьшения симптомов.

Несколько линий стволовых клеток, таких как мезенхимальные стволовые клетки, нервные стволовые клетки и эмбриональные стволовые клетоки, вводили пациентам с ДЦП в предыдущих исследованиях. Согласно проведенным клиническим исследованиям, вмешательство стволовых клеток может быть многообещающим альтернативным лечением для педиатрических пациентов с ДЦП. Предыдущие исследования показали, что терапия стволовыми клетками может привести к значительному улучшению общей моторной функции и когнитивных функций. Сообщалось, что побочные эффекты от введения стволовых клеток у этих пациентов были минимальными. Однако было упомянуто, что положительные эффекты вмешательства стволовых клеток у пациентов с ДЦП могут быть краткосрочными, и для достижения всеобъемлющих результатов необходимо провести дополнительные исследования в этом отношении.

Сообщается, что расстройства, связанные с употреблением алкоголя, являются причиной 1 из 10 случаев смерти среди взрослого трудоспособного населения, а также являются одной из основных причин заболеваемости и преждевременной смертности во всем мире. Также известно, что хроническое употребление алкоголя является наиболее частой причиной токсичности для периферической и центральной нервной системы. Эксперименты на животных продемонстрировали, что однократная доза мезенхимальных стволовых клеток-сфероидов может иметь значительный положительный эффект на животной модели хронического потребления этанола и рецидива употребления алкоголя путем ингибирования хронического потребления этанола и однократная доза способна полностью нормализовать вызванное алкоголем нейровоспаление.

Сообщается, что ХОБЛ является третьей по значимости причиной смертности. Несмотря на недавние разработки в области лечения симптомов с помощью новых фармацевтических препаратов и молекул, до сих пор не было получено эффективного лечения, чтобы ослабить или обратить вспять прогрессирование заболевания или эмфизематозные изменения.

Метааналитические исследования на животных моделях ХОБЛ показали, что интратрахеальная инстилляция или внутривенная инъекция мезенхимальных стволовых клеток дают удовлетворительные результаты за счет значительного улучшения функции легких и стимуляции восстановления легких. Кроме того, при введении мезенхимальных стволовых клеток было обнаружено значительное снижение инфильтрации дыхательных путей макрофагами, нейтрофилами и продуктами провоспалительных цитокинов, таких как IL-6 и IL-1b, но сопровождаемое значительным стимулированием противовоспалительного цитокина IL-10 и факторами роста, такими как EGF, HGF , TGF-b и VEGF, что свидетельствует о том, что этот метод является эффективным подходом к лечению моделей ХОБЛ / эмфиземы на животных и, следовательно, составляет основу дальнейших исследований и применения введения мезенхимальных стволовых клеток пациентам с ХОБЛ.

Известно, что астма, поражающая около 300 миллионов человек во всем мире, в первую очередь является хроническим воспалительным заболеванием, протекающим на протяжении всей жизни с различными уровнями тяжести. Несмотря на то, что настоящие методы лечения эффективны для лечения астмы, заболеваемость и смертность пациентов по-прежнему являются факторами, требующими внимания, и предпринимаются попытки изменить и скорректировать варианты лечения. Увеличивается количество исследований, демонстрирующих положительные эффекты секретома, полученного из мезенхимальных стволовых клеток, при лечении экспериментальной астмы. Более того, использование мононуклеарных клеток костного мозга на животных моделях тяжелой астмы показало многообещающие результаты.

Идиопатический фиброз легких с распространенностью от 4,6 до 16,3 на 100 000 случаев во всем мире характеризуется хронической прогрессирующей фиброзной интерстициальной пневмонией без известной этиологии. Несмотря на несколько терапевтических методов, значительного снижения смертности не наблюдалось.

Существуют доказательства того, что мезенхимальные стволовые клетки могут предотвращать прогрессирование идиопатического фиброза легких на животных моделях и уменьшать воспаление, если их вводить на ранней стадии заболевания, однако такие доказательства во время латентного и установленного периода фиброза заболевания ограничены и требуют дальнейших исследований для применения в клинических исследованиях.

Легочная артериальная гипертензия (ЛАГ) считается редким и прогрессирующим заболеванием, которое характеризуется повышением артериального давления в легочных артериях. Несмотря на то, что это поддается лечению, ни один из эффективных терапевтических вариантов, направленных на снижение смертности, еще не одобрен.

Исследования на животных показали, что введение мезенхимальных стволовых клеток внутривенно или интратрахеально может снизить факторы, связанные с ЛАГ, включая воспаление легких, эндотелиальную дисфункцию и ремоделирование желудочков. Следовательно, эти доказательства могут стать теоретической основой для разработки будущих клинических исследований.

Силикоз - одно из известных профессиональных заболеваний, вызывающих обширный фиброз легких и, как следствие, дыхательную недостаточность. В настоящее время не существует многообещающих клинических методов лечения, которые могли бы замедлить или остановить прогрессирование заболевания. Однако было показано, что мезенхимальные стволовые клетки обладают терапевтическими свойствами при заболеваниях легких и представляют собой альтернативное лечение силикоза, особенно мезенхимальные стромальные клетки, полученные из жировой ткани.

Повреждение печени может быть следствием таких причин, как ишемия, цитотоксические, токсико-метаболические или другие нарушения, вызывающие воспаление тканей, и, следовательно, приводить к врожденным и адаптивным иммунным ответам, которые, в свою очередь, также могут напрямую вызывать дополнительное повреждение. В настоящее время общепринятым методом лечения терминальной стадии заболевания печени является трансплантация печени - процедура, у которой есть свои проблемы. Однако значительные результаты в отношении клеточной терапии с использованием мезенхимальных стволовых клетки были продемонстрированы in vitro , in vivo и даже в клинических исследованиях лечения заболеваний печени. Тем не менее, до сих пор имеется мало доказательств эффективности по сравнению с традиционными методами лечения, и поэтому дальнейшие исследования и клинические испытания оправданы.

Предполагается, что воспалительное заболевание кишечника (ВЗК), которое состоит из болезни Крона (БК) и язвенного колита (ЯК), возникает из-за несоответствующей реакции иммунной системы хозяина на кишечные микробы. Стандартные методы лечения болезни состоят из иммунодепрессантов, таких как биологические препараты, с низким уровнем ответа или даже без него. Согласно опубликованным данным, трансплантация стволовых клеток пациентам с ВЗК продемонстрировала удовлетворительный терапевтический потенциал наряду с низким риском побочных эффектов. В связи с этим мезенхимальные стволовые клетки обладают иммуномодулирующими и регенеративными свойствами, что впоследствии приводит к уменьшению воспаления вместе с заживлением пораженной ткани кишечника.

Острое повреждение почек (AKI) характеризуется стимуляцией иммунной системы и повышенным окислительным стрессом, который может быть вызван ишемическим реперфузионным повреждением (IRI). Терапия стволовыми клетками доказала свою эффективность на экспериментальных моделях ОПН, основанная на снижении степени повреждения тканей паракринными растворимыми цитопротективными факторами, а также на противовоспалительном эффекте после взаимодействия с иммунными клетками в воспаленном микроокружении. Однако необходимы дополнительные трансляционные исследования на животных моделях, чтобы гарантировать их безопасность для применения в клинических исследованиях.

При почечном повреждении прогрессирование до терминальной стадии почечной недостаточности (ТПН) в настоящее время изучено лишь частично из-за его сложности. Есть противоречивые сообщения об исследованиях стволовых клеток в этой области. В то время как в некоторых исследованиях сообщалось, что мезенхимальные стволовые клетки замедляют прогрессирование почечного повреждения и хронической болезни почек, в других исследованиях сообщалось, что мезенхимальные стволовые клетки неэффективны.

Бесплодие - это неспособность забеременеть, несмотря на попытки в течение одного года, при которых доля факторов, связанных только с мужским бесплодием, в исследованиях составляла от 6,4% до 42,4%. Применялись различные методы лечения, такие как оптимизация производства спермы, устранение непроходимости и хирургическое извлечение спермы. Лечение стволовыми клетками с использованием сперматогониальных стволовых клеток (SSC) с целью вызвать сперматогенез из недифференцированных или дисфункциональных сперматогониальных стволовых клеток людей. Однако следует проявлять осторожность при выборе этого терапевтического варианта в отношении канцерогенеза, а также генетических / эпигенетических изменений у потомства, которые следует полностью исследовать на людях.

Заболеваемость женским бесплодием колеблется от 33 до 41% во всем мире. По статистке США в 2002 году 7,4% (2,1 миллиона) замужних женщин были бесплодны. Эти статистические данные подчеркивают значительное число женщин, страдающих бесплодием.

Среди многих причин женского бесплодия основными причинами считаются заболевания репродуктивной системы. Эффективность стромальных клеток костного мозга была продемонстрирована в нескольких исследованиях на животных моделях, касающихся лечения недостаточности яичников, вызванной химиотерапией, что свидетельствует о структурном и функциональном восстановлении. Исследования показали восстановление менструального цикла при повреждении эндометрия путем имплантации аутологичных стромальных клеток костного мозга. Стромальные клетки костного мозга также успешно применялись при лечении тонкого эндометрия в исследованиях на животных моделях путем определения места дифференцировки в ткани и проявления иммуномодулирующих свойств. Кроме того, функциональное восстановление эндометрия и улучшение репродуктивных результатов были обнаружены у пациентов с синдромом Ашермана с использованием стромальных клеток костного мозга.

Стрессовое недержание мочи (СНМ) - распространенное заболевание мочевыделительной системы, поражающее более 200 миллионов человек во всем мире, особенно женщин, приводящее к серьезному снижению качества жизни без идеального терапевтического варианта до настоящего времени. Терапия стволовыми клетками продемонстрировала многообещающие результаты, вызывая регенерацию уретрального сфинктера с использованием мезенхимальных стволовых клеток костного мозга, стволовых клеток мышечного происхождения, стволовых клеток, полученных из мочи, и стволовых клеток, полученных из жировой ткани. Однако путь введения и оптимальное время введения стволовых клеток требует дальнейшей оценки.

Диабет - это группа метаболических нарушений, которые характеризуются гипергликемией, которая развивается из-за нарушения выработки инсулина, функции инсулина или того и другого. Сахарный диабет считается одним из наиболее распространенных неинфекционных заболеваний во всем мире, распространенность которого растет во всем мире. Стойкая и неконтролируемая гипергликемия диабета может иметь серьезные последствия, включая ретинопатию, невропатию и нефропатию, если ее не лечить. В настоящее время одобренные методы лечения сахарного диабета включают изменения образа жизни и диеты, назначение антигипергликемических средств, инсулина и некоторых альтернативных лекарств. Однако эти терапевтические средства не могут должным образом устранить основную причину заболевания, которая является дегенерацией бета-клеток поджелудочной железы, и в большинстве случаев болезнь не могла быть полностью излечена.

Было проведено несколько исследований относительно терапевтического использования как эмбриональных стволовых клеток, так и взрослых стволовых клеток при сахарном диабете и его осложнениях. Инсулин-продуцирующая ткань, производная эмбриональных стволовых клеток, облегчила диабет у мышей. Гемопоэтические стволовые клетки также были дифференцированы в функциональные бета-клетки поджелудочной железы на моделях грызунов. Исследования in vitro также выявили возможность терапевтического введения клеток, полученных из костного мозга, пациентам с сахарным диабетом, поскольку эти клетки генерируют инсулинпродуцирующие клетки (ИПК) при соответствующих обстоятельствах. Точно так же преимущества мезенхимальных стволовых клеток были отмечены во многих исследованиях, поскольку они могут быть полезными при регенерации, ремоделировании сердца и реваскуляризации при диабетической кардиомиопатии, предотвращении диабетической нефропатии, уменьшении нейропатии и заживлении диабетической раны. Кроме того, в этом отношении были исследованы и другие стволовые клетки, такие как клетки, происходящие из протока поджелудочной железы, островка поджелудочной железы и экзокринной ткани поджелудочной железы, а также ткани-предшественники печени, и также были получены многообещающие результаты. Было проведено несколько in vivo и in vitro исследований для получения функциональных клеток островков поджелудочной железы из человеческих эмбриональных стволовых клеток и взрослых стволовых клеток. Результат этих экспериментов был наиболее многообещающим, поскольку полностью функциональные бета-клетки и островковые клетки были созданы в нескольких лабораториях.

У людей трансплантация островков поджелудочной железы была предложена в качестве терапевтического подхода при сахарном диабете более двух десятилетий назад. После интрапортальной инфузии островков поджелудочной железы у пациентов с сахарном диабетом наблюдалось примерно 50% снижение инсулинозависимости. Следовательно, заместительная терапия бета-клетками также была предложена и опробована в качестве альтернативного лечения пациентов с диабетом. В предыдущих исследованиях оценивалась эффективность терапии стволовыми клетками пациентов с сахарным диабетом с использованием различных методов, таких как трансплантация пуповинной крови, терапия мезенхимальными стволовыми клетками пуповины и трансплантация мезенхимальных стволовых клеток костного мозга. Эти исследования показали, что терапия стволовыми клетками может быть многообещающим альтернативным лечением сахарного диабета и его осложнений.

Лизосомные болезни накопления - это наследственный дефект нормальных лизосомных функций, который определяется несколькими различными патофизиологиями. Это заболевание может иметь множество симптомов в зависимости от его патологической серьезности, включая психические изменения, когнитивную отсталость, быстрое наступление инвалидности и смерть. Было предложено несколько методов лечения этих состояний, которые в основном сосредоточены на замене неисправного фермента, который является основной причиной заболевания.

Исследования лизосомных болезней накопления на животных моделях показали возможные защитные эффекты трансплантации костного мозга против прогрессирования заболевания. Более того, исследования на животных также продемонстрировали, что внутричерепная инъекция нервных стволовых клеток может иметь положительные эффекты в увеличении антидегенеративной активности, наряду с уменьшением накопления токсичных веществ в мозге крыс.

Аллогенная трансплантация костного мозга была впервые проведена более 3 десятилетия назад для пациентов, страдающих от лизосомных болезней накопления, что показало многообещающие результаты в отношении улучшения симптомов пациентов. Позже это открытие было оценено более обширными исследованиями, которые продемонстрировали, что трансплантация костного мозга может облегчить симптомы пациентов в большинстве случаев. Что касается лизосомных болезней накопления, трансплантация костного мозга оказался возможным лечением при синдроме Гурлера, синдроме Марото-Лами, болезни Гоше, метахроматической лейкодистрофии. Кроме того, было обнаружено, что трансплантация гемопоэтических стволовых клеток более эффективна, чем заместительная ферментная терапия у пациентов с лизосомными болезнями накопления, на основе метаболической коррекции.

Острый лимфоцитарный лейкоз (ОЛЛ) представляет собой агрессивное злокачественное новообразование, при котором лимфоидная линия клеток крови, как правило, вырабатывается в больших количествах незрелыми. Основными терапевтическими подходами в этом состоянии являются химиотерапия и трансплантация гемопоэтических стволовых клеток, которые могут помочь пациентам выздороветь и сохранить ремиссию. В настоящее время основной проблемой в этом отношении является поиск оптимальной стратегии введения гемопоэтических стволовых клеток.

Основными характеристиками острого миелоидного лейкоза (ОМЛ) являются увеличение количества незрелых миелоидных клеток, что может привести к нескольким нарушениям кроветворения и лейкоцитозу. Трансплантация стволовых клеток применяется для лечения этого состояния более 3 десятилетий назад, однако до сих пор существует неопределенность в отношении оптимального лечения ОМЛ.

Хронический миелоидный лейкоз (ХМЛ) - еще одно злокачественное новообразование клеток костного мозга, которое характеризуется повышенным количеством лейкоцитов в периферической крови. В предыдущих исследованиях было замечено, что ХМЛ является наиболее частым показателем аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток во всем мире.

Миелодиспластические синдромы - это группа заболеваний костного мозга, при которых клетки крови не созрели должным образом. Основное лечение этого состояния - химиотерапия и трансплантация гемопоэтических стволовых клеток.

Другая группа рака крови - лимфома, которая возникает из лимфатической системы и может поражать все тело. Лечение лимфомы обычно выбирается в зависимости от типа и тяжести заболевания. Лучевая терапия, химиотерапия, иммунотерапия и трансплантация гемопоэтических стволовых клеток считаются основными терапевтическими вариантами в этом отношении.

Тяжелая апластическая анемия (SAA) - это состояние, характеризующееся неспособностью костного мозга производить достаточно зрелых клеток крови. Трансплантация стволовых клеток - многообещающий терапевтический подход с помощью SAA; как уже упоминалось в предыдущих исследованиях, несвязанная трансплантация пуповинной крови и аллогенная трансплантация костного мозга могут быть спасительной процедурой для пациентов с SAA.

B-талассемия - это наследственное заболевание крови с ранним началом, которое характеризуется тяжелой анемией, требующей регулярного переливания крови. Основные методы лечения этого состояния включают трансфузионную терапию, хелатную терапию, хирургические вмешательства, такие как спленэктомия и холецистэктомия, а также трансплантацию стволовых клеток. Трансплантация костного мозга, трансплантация пуповинной крови и комбинированная трансплантация этих двух клеточных линий проводились пациентам с большой B-талассемией, что дало удовлетворительные результаты.

Анемия Фанкони (FA) - редкое генетическое заболевание крови, которое вызвано неспособностью костного мозга производить клетки крови. Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток была предложена как эффективное и эксклюзивное терапевтическое вмешательство для этих пациентов. Однако трансплантация гемопоэтических стволовых клеток может иметь некоторые побочные эффекты, которые следует контролировать и уменьшать, включая развитие раковых тканей и реакцию «трансплантат против хозяина».

Мышечная дистрофия (МД) относится к числу заболеваний, связанных с истощением мышц, и представляет собой состояние, поражающее миллион человек во всем мире, которое является результатом мутаций в структурных белках и проявляется потерей функциональных мышц после повреждения мышечных волокон, отложения фиброзной ткани и воспаление. Существующие терапевтические варианты в основном поддерживают и устраняют воспалительную реакцию.

Использование терапии стволовыми клетками продемонстрировало доказательства замены поврежденной ткани путем слияния здоровых клеток с поврежденными волокнами наряду с заменой пула взрослыми стволовыми клетками для долгосрочного поддержания мышц. Основываясь на потенциале мезенхимальных стволовых клеток и мезоангиобластов (МАБ) к дифференцировке в скелетных мышц, исследования на животных моделях мышечной дистрофии были направлены на восстановление этих клеток для регенерации поврежденных скелетных мышц. Эти клетки могут также проникать в дистрофические мышцы из кровотока, приживаться в волокна хозяина и приносить с собой белки, которые заменяют функции отсутствующих или усеченных. Основываясь на свойстве системной доставки этих клеток, наблюдалось повышение возможности лечения стволовыми клетками в отношении большого количества пораженных скелетных мышц среди пациентов с мышечной дистрофией.

Остеоартрит (ОА) является наиболее распространенным заболеванием суставов во всем мире, и, по оценкам, от него страдают около 10% мужчин и 18% женщин в возрасте 60 лет и старше. Патология заболевания в основном основана на деградации хряща, что может быть связано с активацией протеаз матрикса. В тяжелых случаях боль и потеря функции сустава могут мешать пациентам выполнять свои повседневные дела и снижать качество жизни пациентов. Как правило, лечение этого состояния состоит из обезболивания, физиотерапии и профессиональной терапии, а также замены суставов у пациентов на терминальной стадии. Внутрисуставные инъекции нескольких агентов, таких как гиалуроновая кислота (ГК), плазма, богатая тромбоцитами, пролотерапия гипертонической декстрозой и анаболические хрящевые медиаторы, также были частью клинических испытаний, направленных на лечение ОА. Потенциалы стволовых клеток и их способность к регенерации поврежденных тканей и обращению вспять хронических дегенеративных состояний, делают терапию стволовыми клетками подходом к устранению основных причин остеоартрита.

Двухлетнее контрольное испытание, подтверждающее концепцию, показало, что внутрисуставная инъекция мезенхимальных стволовых клеток в коленные суставы с остеоартрозом улучшала функцию суставов и уменьшала боль без каких-либо побочных эффектов за счет регенерации гиалиноподобного суставного хряща. Более того, в систематическом обзоре, опубликованном в 2018 году, утверждалось, что терапия стволовыми клетками может улучшить симптомы остеоартрита и, возможно, остановить повреждение хряща. Введение мезенхимальных стволовых клеток также улучшило рентгенологические признаки остеоартрита. Побочные эффекты после терапии мезенхимальными стволовыми клетками были редкими, и наиболее важными из них были синовиальный выпот, который требовал наблюдения в течение ночи, и нестабильная стенокардия в случае, когда через три месяца имелось несколько факторов риска, а также боль и отек.

В настоящее время на сайте ClinicalTrials зарегистрировано более 500 клинических испытаний, посвященных изучению безопасности и эффективности стволовых клеток с целью поиска всеобъемлющего протокола лечения остеоартрита. Для оценки точного эффекта терапии стволовыми клетками при этом состоянии необходимо долгосрочное наблюдение.

Остеопороз считается наиболее распространенным заболеванием скелета, которое характеризуется снижением минеральной плотности кости и структурными деформациями кости, что, вероятно, вызвано ускорением резорбции кости остеокластами. Современные терапевтические вмешательства для пациентов с остеопорозом включают препараты, резорбирующие костную ткань, которые могут иметь несколько побочных эффектов.

Применение мезенхимальных стволовых клеток увеличило регенерацию костей и ангиогенез у мышей с остеопорозом. Модели мышей с остеопорозом, которым вводили однократную дозу системно вводимых мезенхимальных стволовых клеток, показали улучшение реформации и качества кости. Недавний метаанализ доклинических исследований подтвердил обоснование для проведения дальнейших клинических исследований в отношении использования вмешательств стволовых клеток в качестве лечения остеопороза, поскольку доступные исследования на животных моделях в основном показали улучшение плотности костного мозга после применения стволовых клеток. Более того, в предыдущих исследованиях было высказано предположение, что введение мезенхимальных стволовых клеток может быть многообещающим методом лечения пациентов с остеопорозом. Однако было также отмечено, что мезенхимальные стволовые клетки имеют тенденцию дифференцироваться в жировую ткань у этих пациентов, и эта проблема должна быть решена в будущих исследованиях.

Среди осложнений ишемии головного мозга можно назвать ее влияние на сетчатку, вызывая потерю клеток и повреждение зрительного нерва. Доступные одобренные методы лечения состоят из эндоваскулярной тромбэктомии или тканевого активатора плазминогена (tPA), которые связывают с ограничениями, такими как повышенный риск дальнейшего повреждения и короткое терапевтическое окно.

Появляется все больше свидетельств того, что мезенхимальные стволовые клетки могут существенно влиять на патогенез заболевания. Как in vitro, так и in vivo лечение мезенхимальными стволовыми клетками показало, что здоровые митохондрии переносятся в поврежденные клетки сетчатки, что приводит к улучшению функции и структуры митохондрий после ишемии. Комбинированное лечение вместе с увеличением времени трансплантации стволовых клеток и пути доставки может иметь дополнительные положительные эффекты на восстановление повреждений клеток и потери зрения, а также на повышение функционального восстановления, что требует дополнительных исследований.

Аутоиммунный увеит (АУ) - одна из ведущих причин нарушения зрения. Текущие варианты лечения состоят из длительного приема кортикостероидов и иммунодепрессантов, что, в свою очередь, приводит к серьезным побочным эффектам и возможному прогрессированию катаракты и глаукомы, поэтому срочно необходимы новые и альтернативные варианты лечения. Недавно экзосомы, полученные из мезенхимальных стволовых клеток, показали многообещающие терапевтические результаты на животных моделях, в которых периокулярная инъекция экзосом, полученных из мезенхимальных стволовых клеток, значительно улучшила экспериментальный аутоиммунный увеит, восстановила функцию сетчатки и защитила сетчатку на основании клинических и гистологических данных. Однако есть еще много проблем, которые необходимо решить, чтобы продолжить использование экзосом, полученных из мезенхимальных стволовых клеток, в качестве эффективного терапевтического агента при лечении аутоиммунного увеита.

Потеря слуха, от которой страдают более 360 миллионов человек во всем мире, относится к числу заболеваний, оказывающих значительное влияние на физическое и психическое здоровье людей. В настоящее время эффективным лечением являются кохлеарные имплантаты, которые предлагают частичное восстановление за счет потери остаточного слуха. Стволовые клетки продемонстрировали потенциал в обеспечении защиты за счет прямой интеграции в поврежденный ганглий или рецептор с последующей дифференцировкой в замещающие типы нейрональных клеток или сенсорные волосы.

Кожная рана по-прежнему считается проблемой мирового здравоохранения. Лечение включает в себя местные антибиотики, санацию и наложение трансплантатов. Появляется все больше свидетельств многообещающего эффекта терапии стволовыми клетками при заживлении ран. Было обнаружено, что как эмбриональные стволовые клетки, так и мезенхимальные стволовые клетки обладают ранозаживляющими свойствами, поскольку человеческие клетки-предшественники эндотелия эмбриональных стволовых клеток улучшали эксцизионные раны у крыс, а полученные из жировой ткани мезенхимальные стволовые клетки увеличивали скорость заживления ран в моделях сахарного диабета на животных. Кроме того, было обнаружено, что введение мезенхимальных стволовых клеток в раны приводит к ускоренному закрытию ран, повышенной эпителизации и ангиогенезу.

Ожоги считаются одной из наиболее распространенных проблем общественного здравоохранения, вызывающей высокие показатели заболеваемости и смертности, особенно в странах с низким и средним уровнем доходов. Найти конкретный подход к лечению химических, электрических и термических ожогов всегда было сложной задачей для врачей. Обычно пациентам с ожоговыми травмами предлагаются хирургические вмешательства (обработка раны и наложение кожных трансплантатов) и фармакологические вмешательства (например, сульфадиазин серебра). Однако эти терапевтические подходы часто не позволяют предотвратить неконтролируемые последствия травмы, такие как образование рубцов и контрактуры, а также невропатии. Впоследствии исследователи начали исследовать другие варианты лечения, включая введение небольших мешающих РНК, ДНК, факторов роста и стволовых клеток для ожоговых травм.

Терапия стволовыми клетками может быть многообещающим вмешательством в отношении ожоговых травм, поскольку предыдущие исследования показали положительное влияние эпидермальные стволовые клетки, мезенхимальных стволовых клеток и стволовых клеток из жировой ткани на заживление ран. Критические оценки доклинических исследований показали, что стволовые клетки значительно способствуют скорости заживления ожогов и времени заживления ран, при этом стволовые клетки волосяных фолликулов (эмбриональные стволовые клетки человека) обладают наивысшей эффективностью. Применение стволовых клеток также привело к усилению ангиогенеза и снижению маркеров воспаления у животных с ожоговыми ранениями. Кроме того, было обнаружено, что внутривенное введение стволовых клеток из жировой ткани безопасно и эффективно для улучшения эластичности кожного трансплантата на моделях свиней с тяжелыми ожогами и незаживающими ранами. Результаты клинических испытаний также согласуются с вышеупомянутыми доказательствами, такими как васкуляризация и грануляция раны, а уровень боли у пациентов значительно снизился после введения мезенхимальных стволовых клеток. Более того, в предыдущих клинических испытаниях было замечено, что терапия стволовыми клетками может значительно уменьшить образование рубцов и контрактуру кожи. В целом кажется, что терапия стволовыми клетками может улучшить заживление ожоговой раны, однако необходимы дополнительные клинические исследования, чтобы определить безопасность и эффективность этого подхода к решению этой проблемы.

Витилиго - это депигментирующее состояние кожи, вызванное потерей меланоцитов, которое в глобальном масштабе затрагивает около 2% населения в целом. Было высказано предположение, что несколько гипотез являются патологией этого состояния, однако в этом отношении нет определенной объяснительной гипотезы. Наиболее широко распространенная гипотеза состоит в том, что как наследственные, так и ненаследственные факторы, влияющие на функцию меланоцитов, могут приводить к иммуноопосредованному разрушению меланоцитов. В настоящее время терапевтические подходы состоят из местного и внутриочагового назначения кортикостероидов, а также терапии ультрафиолетовым светом псораленом.

Кожа состоит из нескольких популяций стволовых клеток, таких как эпидермальные стволовые клетки, эмбриональные стволовые клетки человека и дермальные мезенхимальные стволовые клетки. Более того, внешняя оболочка корня волосяных фолликулов является бесспорным источником стволовых клеток меланоцитов (MelSCs). Впоследствии идея реактивации этих клеток стала основой некоторых доступных методов лечения, включая фототерапию. Было показано, что MelSC эффективны в лечении витилиго, поскольку они могут инициировать репигментацию, а некоторые терапевтические подходы, такие как назначение такролимуса, фототерапия и дермабразия, помогают вылечить это состояние путем реактивации стволовых клеток меланоцитов. В последнее время аутологичная трансплантация используется для лечения витилиго, в то время как она основана на стволовых клетках меланоцитов, которые трудно культивировать и амплифицировать in vitro . Таким образом, было высказано предположение, что в будущем могут потребоваться доклинические и клинические исследования для рассмотрения и изучения других клеток-предшественников, включая мезенхимальные стволовые клетки, эмбриональные стволовые клетки и ИПС. В этом случае в предыдущих исследованиях упоминалось, что мезенхимальные стволовые клетки могут способствовать процессу регуляции, поскольку они регулируют основной иммунный ответ, ведущий к заболеванию. ADSC также исследовали как поддерживающий трансплантат на животных моделях, которым была проведена трансплантация стволовых клеток меланоцитов; Совместная трансплантация стволовых клеток жировой ткани и стволовых клеток меланоцитов имела более благоприятные эффекты по сравнению с монокультурами стволовых клеток меланоцитов.

Облысение - одна из наиболее частых проблем, вызывающих беспокойство многих людей, обращающихся за медицинской консультацией, вызвано снижением регенеративных функций волосяных фолликулов. Распространенность этого состояния оценивается как высокая во многих регионах мира; например, было подсчитано, что 2% людей могут страдать от очаговой алопеции, а андрогенетическая алопеция может быть диагностирована у 31% (40-55 лет) до 53% (65-69 лет) мужчин. Учитывая психологические последствия выпадения волос, врачи изучили различные терапевтические подходы, направленные на остановку или лечение этого состояния, в том числе введение кортикостероидов или иммунодепрессантов, местного миноксидила, местной иммунотерапии и низкоуровневой лазерной терапии. Хотя было обнаружено, что эти терапевтические средства в некоторой степени эффективны, все еще существует потребность в нехирургических методах лечения, поскольку пациенты не всегда видят, что волосы были значительно восстановлены. Терапия стволовыми клетками может быть вариантом, который многие ищут при выпадении волос, и подходящим средством лечения резистентных алопеций.

Было обнаружено, что стволовые клетки могут смягчать выпадение волос, обращая вспять основные механизмы, участвующие в выпадении волос, регенерации волосяных фолликулов и регенерации фолликулов с использованием технологий стволовых клеток. При этом инъекция культивированных клеток дермального сосочка в сочетании с культивированными эпителиальными клетками животным моделям приводила к индукции роста волос. Аналогичным образом было показано, что добавление стоволовых клеток жировой ткани к культуре волосковых клеток может повысить жизнеспособность волосяного фолликула. Кроме того, было показано, что среда, кондиционированная стволовыми клетками из жировой ткани, удваивает пролиферацию клеток дермального сосочка. Также было изучено применение стволовые клетки пуповины, и было обнаружено, что оно оказывает благотворное влияние на образование новых волосяных фолликулов и ускорение их роста на животных моделях. Кроме того, доклинические исследования показали, что введение экзосом, полученных из стволовых клеток, может быть полезным для роста волос.

В настоящее время золотым стандартом лечения этого заболевания является трансплантация аутологичных волос, однако этот подход также неадекватен для использования из-за ограниченного количества материала и низкой жизнеспособности клеток, достигаемых с помощью метода, который необходимо улучшить. Чтобы решить эту проблему, изучаются различные предложения, такие как использование биореакторов с перемешиваемой суспензией с компьютерным управлением для повышения продуктивности и однородности культивируемых клеток. Кроме того, введение мононуклеарных клеток костного мозга для лечения рефрактерной очаговой алопеции было признано удовлетворительным. Кроме того, среда кондиционированная стволовыми клетками из жировой ткани в сочетании с раствором белка и факторами роста вводилась внутрикожно пациентам с алопецией, что приводило к значительному увеличению количества волосков. Соответственно, другие исследования показали, что пациенты, получавшие среду кондиционированную стволовыми клетками из жировой ткани, получили значительную пользу от этого метода, так как средняя толщина и частота волос у этих пациентов заметно увеличились. Другой линией клеток, которая была клинически исследована, является клетки дермального сосочка , которая дала многообещающие результаты, увеличивая общую плотность и совокупный диаметр волос.

COVID-19, который вызвалал глобальную пандемию в первой половине двадцать первого века, побудило многих исследователей из различных биомедицинских областей найти решения или методы лечения для борьбы с пандемией.

Что касается терапии стволовыми клетками, введение мезенхимальных стволовых клеток было представлено среди терапевтических тактик, используемых при лечении COVID-19, поскольку оно может оказывать иммуномодулирующее действие. Терапия стволовыми клетками и особенно мезенхимальными стволовыми клетами, отдельно или в сочетании с другими видами лечения, оказалась эффективным терапевтическим вариантом для пациентов с COVID-19. В связи с этим, клинические испытания показали, что введение мезенхимальных стволовых клеток может значительно улучшить симптомы у пациентов, страдающих этим заболеванием, особенно у пациентов с тяжелым поражением. В другом исследовании аллогенные стволовые клетки жировой ткани вводились внутривенно пациентам на искусственной вентиляции легких, что в большинстве случаев оказывает терапевтическое действие; по мере улучшения у пациентов клинических, рентгенологических и лабораторных показателей. Более того, трехкратное внутривенное введение мезенхимальных стволовых клеток пуповины тяжелобольному пациенту с COVID-19 привело к восстановлению показателей жизнедеятельности и клиническим лабораторным данным, а также к облегчению легочного воспаления, исследованного с помощью компьютерной томографии (КТ). Аналогичный подход с использованием мезенхимальных стволовых клеток пуповины был использован в клиническом исследовании фазы 1, которое привело к полному выздоровлению и выписке тяжелобольных пациентов. Стоит упомянуть, что экзосомы, полученные из мезенхимальных стволовых клеток, также показали, что они восстанавливают клинический статус пациентов, восстанавливают способность оксигенации и подавляют цитокиновый шторм, вызванный COVID-19. Похоже, что введение стволовых клеток могло бы стать возможным решением для лечения пациентов, страдающих COVID-19, без серьезных побочных эффектов.

Ежегодно заражение вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ), приводящее к синдрому приобретенного иммунодефицита (СПИД), поражает около 2 миллионов человек во всем мире, что приводит к пожизненной инфекции, сопровождающейся несколькими сопутствующими заболеваниями в дополнение к высоким показателям смертности и без эффективного лечения до сих пор. Терапия стволовыми клетками с использованием плюрипотентные стволовые клетки имеет потенциал для непрерывной замены Т-лимфоцитов, наряду с неизбежным возникновением эффекта «трансплантат против хозяина», который впоследствии может устранить резервуар из старых инфицированных клеток и заменить их здоровыми новыми клетками. Также сообщалось, что трансплантация стволовых клеток эффективна при лечении ВИЧ-инфицированных пациентов.

Линии эмбриональных клеток происходят из ткани эпибласта, которая выровнена по внутренней стенке бластоцисты (структуры, которая формируется на ранних стадиях развития эмбриона, примерно в течение 4-5 дней оплодотворения у человека). Бластоциста состоит из 50–150 клеток эмбриональных стволовых клеток, которые являются плюрипотентными и могут трансформироваться во все производные трех первичных зародышевых листков, включая эктодерму, энтодерму и мезодерму. Проще говоря - они могут развиться в каждый из более чем 200 типов клеток взрослого организма, если им дать достаточную и необходимую стимуляцию для определенного типа клеток. Эмбриональные стволовые клетки обладают способностью делиться in vitro после введения соответствующих стимулирующих агентов для дифференцировки, в которых каждая дочерняя клетка также будет оставаться плюрипотентной(способной превращаться в другие типы клеток). Плюрипотентность эмбриональных стволовых клеток - in vitro и in vivo - неоднократно демонстрировалась в предыдущих исследованиях. Благодаря своей уникальной способности к неограниченному расширению, эмбриональные стволовые клетки воспринимаются как гипотетический источник клеток в регенеративной медицине и предлагаемая основа для замены тканей при некоторых заболеваниях.

Фетальные стволовые клетки - это клеточные линии, происходящие из тканей плода, которые обладают способностью делиться, пролиферировать и дифференцироваться в специализированные клетки. Стволовые клетки плода можно выделить из гемопоэтических стволовых клеток плода, мезенхимальных стволовых клеток плода и стволовых клеток нервного гребня. Исследования показали, что фетальные стволовые клетки обладают более высоким потенциалом плюрипотентности и более низкими эффектами иммуногенности по сравнению со взрослыми стволовыми клетками.

Младенческие (перинатальные) стволовые клетки могут быть получены из перинатальных тканей, включая мембраны плаценты, околоплодные воды и пуповину. Эти ткани состоят из множества типов стволовых клеток, которые обладают характеристиками как эмбриональных стволовых клеток, так и взрослых стволовых клеткок. Стволовые клетки околоплодных вод, стволовые клетки пуповины и стволовые клетки, полученные из плаценты, можно легко собрать в конце беременности. Эти стромальные клетки считаются лучшими кандидатами для лечения стволовыми клетками, поскольку они являются наиболее распространенным источником гемопоэтических стволовых клеток и мезенхимальных стволовых клеток.

Взрослые стволовые клетки или соматические стволовые клетки - это недифференцированные клетки, которые можно найти в постнатальных тканях взрослых, которые могут быть унипотентными или мультипотентными. Однако иногда взрослыми стволовыми клетками известны как клетки-предшественники из-за их меньшей способности к клеточной дифференцировке. Эти клетки обычно подразделяются на следующие категории: эпидермальные стволовые клетки, нервные стволовые клетки, мезенхимальные стволовые клетки и гемопоэтические стволовые клетки.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки генерируются из соматических стволовых клеток, которые были перепрограммированы в эмбриональные стволовые клетки. Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки обладают свойствами эмбриональных стволовых клеток и могут дифференцироваться на три первичных зародышевых листка. Эти клетки имеют несколько преимуществ, поскольку они получены из собственных соматических клеток пациента, что снижает риск отторжения.

Тотипотентные стволовые клетки являются результатом слияния сперматозоидов и ооцита. Оплодотворенная яйцеклетка инициирует несколько делений и формирует клетки, обладающие тотипотентными свойствами. Тотипотентные стволовые клетки обладают способностью дифференцироваться на эмбриональные и внеэмбриональные типы клеток.

Плюрипотентные стволовые клетки являются потомками тотипотентных клеток и могут дифференцироваться в клетки, которые создают три зародышевых листка эктодермы, мезодермы и энтодермы, которые впоследствии дают начало различным системным органам.

Мультипотентные стволовые клетки относятся к основным группам стволовых клеток, которые обладают схожими основными свойствами со всеми стволовыми клетками. Эти клетки могут дифференцироваться в различные специфические клетки, приводящие и становится гемопоэтическими стволовыми клетками, скелетными миобластами, мезенхимальными стволовыми клетками и эндотелиальными клетками-предшественниками. Эти клетки могут ингибировать или активировать последовательность молекулярных и клеточных путей, что приводит к антиапоптотическим и противовоспалительным свойствам, которые могут способствовать лечению различных заболеваний.

Стволовые клетки могут проходить несколько циклов клеточного деления, сохраняя при этом недифференцированное состояние.

Стволовые клетки также обладают способностью дифференцироваться в зрелые клетки любого типа. Это делает стволовые клетки либо тотипотентными, либо плюрипотентными, либо мультипотентными.

Стволовые клетки имеют два типа клеточного деления, чтобы оставаться самообновляемыми и мощными. Во-первых, симметричное деление, в результате которого образуются две идентичные дочерние клетки, каждая из которых обладает потенциалом стволовых клеток. Второй тип называется асимметричным делением, результатом которого одна стволовая клетка приобретает вышеупомянутые свойства и остается клетка-предшественница с меньшим потенциалом самообновления.

Есть несколько дилемм и противоречий, связанных с терапией стволовыми клетками и исследованиями в этом отношении. Например, использование эмбриональных стволовых клеток спорны с этической и политической точек зрения, поскольку они вызывают разрушение человеческих эмбрионов. Ведь для большинства людей эмбрион - это человек с такими же правами и моральным статусом, что и взрослый. И если считать, что человеческая жизнь начинается с момента зачатия, то конечно использование эмбриональных стволовых клеток является неприемлемым методом. С этой точки зрения захват бластоцисты и отделение внутренней клеточной массы для развития линии эмбриональных стволовых клеток эквивалентно убийству. Ввиду этих рассуждений исследователи, как правило, используют линии эмбриональных стволовых клеток из замороженных эмбрионов, полученных от пар, прошедших лечение от бесплодия, которые решили пожертвовать эмбрионов для исследовательских целей. Подобных этических проблем нет при использовании взрословых стволовых клеток и стволовые клетки пуповины, и поэтому их положительные эффекты уже ощутимы при лечении гематологических заболеваний. Исследователи должны помнить, что информированное и добровольное согласие должно быть получено до получения биологических материалов для исследования стволовых клеток и клинических испытаний.

Другими этическими проблемами в области терапии стволовыми клетками являются важность уменьшения побочных эффектов, чрезмерные обещания врачей, корректировка уровня оптимизма и ожиданий пациентов. Более того, следует опасаться коммерческих организаций, пытающихся слишком быстро внедрить эти новые методы в клинику ценой непонимания основных механизмов.

Остается много вопросов и проблем, например :

• Должны ли моральные и / или религиозные взгляды быть частью стратегии?
• Участие общественности и их подходящая роль в этой области.
• Уклонением экспертов от менее строгих инструкций

Десятилетия исследований показали, что терапия стволовыми клетками может быть потенциальным лекарством от болезней, которые когда-то считались неизлечимыми. Сегодня пациенты регулярно проходят трансплантацию стволовых клеток при таких состояниях, как лейкемия, лимфома, врожденный иммунодефицит, нейродегенеративные и врожденные метаболические заболевания. Несмотря на то, что существует множество публикаций о терапевтическом использовании стволовых клеток, как in vitro, так и in vivo, экспериментальных и клинических, - все еще остается необходимым поиск надежных методов контроля над процессами деления и дифференцировки этих клеток, а также методов введения при различных заболеваниях. С другой стороны, во многих системах здравоохранения методы лечения стволовыми клетками по-прежнему рассматриваются как область исследований, а не как терапевтический выбор, что свидетельствует о том, что эти системы до сих пор не доверяют этому методу. Следовательно, дальнейшие усилия должны быть сосредоточены на устранении этих проблем как в клиниках, так и на государственном уровне. Большим шагом к достижению этих целей станут клинические испытания в больших популяциях. Если метод лечения на основе стволовых клеток пройдет клинические испытания, доверие к нему будет укреплено, и барьеры исчезнут.