Medicinos ekspertas
Naujos publikacijos
Ląstelių technologijų taikymas randams pagerinti
Paskutinį kartą peržiūrėta: 08.07.2025

Visas „iLive“ turinys yra peržiūrėtas medicinoje arba tikrinamas, kad būtų užtikrintas kuo didesnis faktinis tikslumas.
Mes turime griežtas įsigijimo gaires ir susiejamos tik su geros reputacijos žiniasklaidos svetainėmis, akademinių tyrimų institucijomis ir, jei įmanoma, medicininiu požiūriu peržiūrimais tyrimais. Atkreipkite dėmesį, kad skliausteliuose ([1], [2] ir tt) esantys numeriai yra paspaudžiami nuorodos į šias studijas.
Jei manote, kad bet koks mūsų turinys yra netikslus, pasenęs arba kitaip abejotinas, pasirinkite jį ir paspauskite Ctrl + Enter.
Šiuolaikiniam mokslui būdingas spartus daugelio susijusių disciplinų, sujungtų bendru pavadinimu „biotechnologija“, vystymasis. Ši mokslo šaka, paremta naujausiais biologijos, citologijos, molekulinės genetikos, genų inžinerijos, transplantologijos pasiekimais, siekia panaudoti milžinišką potencialą, būdingą augalų ir gyvūnų ląstelėms – pagrindiniams visų gyvų organizmų struktūriniams vienetams. „Gyva ląstelė yra paruoštas biotechnologinis reaktorius, kuriame realizuojami ne tik procesai, lemiantys galutinio produkto susidarymą, bet ir daugybė kitų, padedančių palaikyti aukštą sistemos katalizinį aktyvumą“, – Johnas Woodwardas, 1992 m. Ląstelių mokslo pradžia buvo padėta 1665 m., kai anglų fizikas R. Hukas sukūrė pirmąjį mikroskopą ir kamštyje atrado ląsteles – celiuliozes („ląsteles“). 1829 m. M. Šleidenas ir T. Švanas pagrindė „ląstelių teoriją“, kuri įrodė, kad visi gyvi organizmai susideda iš ląstelių. 1858 m. R. Virchovas įrodė, kad visos ligos yra pagrįstos ląstelių struktūrinės organizacijos ir metabolizmo sutrikimu. Jis tapo „ląstelių patologijos“ pradininku. Esminį indėlį į ląstelių mokslą 1907–1911 m. padarė R. Harrisonas ir A. A. Maksimovas, įrodę ląstelių kultivavimo už kūno ribų galimybę. Jų darbai parodė, kad ląstelių kultivavimui gyvūnų audinius ir augalų dalis reikia mechaniškai atskirti į mažus gabalėlius. Norint išskirti ląsteles, audiniai aštriu peiliu arba mikrotomu supjaustomi plonais, maždaug 0,5–1,0 mm storio gabalėliais. Fizinis ląstelių atskyrimas vadinamas imobilizacija. Izoliuotos ląstelės gaunamos fermentiniu būdu disperguojant augalų arba audinių gabalėlius. Sumalus aštriomis žirklėmis, gabalėliai apdorojami tripsinu arba kolagenaze, kad būtų gauta suspensija – atskirų ląstelių arba jų mikroagregatų suspensija specialioje terpėje. Alginato geliai (kalcio alginatas) plačiai naudojami augalų ląstelėms imobilizuoti. Įrodyta, kad imobilizuotos augalų ir gyvūnų ląstelės išlaiko gebėjimą biosintezuoti. Ląstelių biosintezės produktai kaupiasi ląstelėse, jų raiška vyksta savaime arba padedant specialioms medžiagoms, kurios skatina padidėjusį ląstelių membranų pralaidumą.
Gyvūninių ląstelių auginimas yra daug sudėtingesnis procesas nei augalų ląstelių auginimas, reikalaujantis specialios modernios įrangos, aukštųjų technologijų, įvairių terpių, augimo faktorių, skirtų išsaugoti ląstelių gyvybingumą ir palaikyti jas didelio funkcinio aktyvumo būsenoje. Nustatyta, kad dauguma kietųjų audinių, tokių kaip inkstų, kepenų ir odos audiniai, ląstelių yra priklausomos nuo paviršiaus, todėl jas in vitro galima kultivuoti tik plonų lakštų arba monosluoksnių, tiesiogiai susijusių su substrato paviršiumi, pavidalu. Ląstelių, gautų fermentiniu būdu disperguojant audinius, gyvenimo trukmė, proliferacija ir funkcinis stabilumas labai priklauso nuo substrato, ant kurio jos auginamos. Yra žinoma, kad visos iš stuburinių audinių gautos ląstelės turi neigiamą paviršiaus krūvį, todėl teigiamai įkrauti substratai tinka jų imobilizavimui. Izoliuotos ląstelės, gautos tiesiai iš sveikų audinių, gali būti palaikomos pirminėje kultūroje imobilizuotoje būsenoje, išlaikant aukštą specifiškumą ir jautrumą 10–14 dienų. Imobilizuotos, nuo paviršiaus priklausomos ląstelės šiandien vaidina svarbų vaidmenį biologijoje, ypač klinikiniuose tyrimuose. Jos naudojamos ląstelių vystymosi ciklams, jų augimo ir diferenciacijos reguliavimui, funkciniams ir morfologiniams skirtumams tarp normalių ir navikinių ląstelių tirti. Imobilizuoti ląstelių monosluoksniai naudojami biotestuose, biologiškai aktyvių medžiagų kiekybiniam nustatymui, taip pat įvairių vaistų ir toksinų poveikiui joms tirti. Visų specialybių gydytojai jau dešimtmečius rodo didelį susidomėjimą ląstelėmis kaip terapine priemone. Šiuo metu ląstelių technologijos sparčiai vystosi šia kryptimi.
Audinių ir ląstelių terapijos pradžia siejama su garsaus rusų mokslininko V. P. Filatovo vardu, kuris 1913 m. padėjo audinių terapijos doktrinos pamatus, tyrinėdamas ragenos transplantacijos iš sveikų donorų pacientams, sergantiems katarakta, rezultatus. Dirbdamas su ragenos transplantacija, jis atrado, kad ragena, 1-3 dienas konservuota šaltyje -2-4 laipsnių Celsijaus temperatūroje, geriau įsišaknija nei šviežia. Taip buvo atrasta ląstelių savybė nepalankiomis sąlygomis išskirti kai kurias medžiagas, kurios sužadina gyvybinius procesus persodintuose audiniuose ir regeneracinius recipiento audiniuose. Nuo organizmo atskirti audiniai ir ląstelės yra streso būsenoje, tai yra, sulėtėja gyvybinė veikla. Juose sustoja kraujotaka, todėl sutrinka mityba. Audinių kvėpavimas tampa labai sunkus, sutrinka inervacija ir trofika. Būdamos naujoje kokybinėje būsenoje, prisitaikydamos prie naujų egzistencijos sąlygų, ląstelės gamina specialias medžiagas, turinčias gydomųjų savybių. Šias nebaltyminio pobūdžio medžiagas V. P. Filatovas pavadino biogeniniais stimuliatoriais. Kartu su V. V. Skorodinskaja jis nustatė, kad gyvūnų ir augalų medžiagas, laikytas nepalankiomis sąlygomis, galima laisvai autoklavuoti t 120 laipsnių C temperatūroje valandą, ir jos ne tik neprarado aktyvumo, bet, priešingai, jį padidino, o tai buvo paaiškinama biologinių stimuliatorių išsiskyrimu iš konservuotų audinių. Be to, jos prarado antigenines savybes, kurios žymiai sumažino atmetimo tikimybę. Konservuota sterili medžiaga į organizmą buvo įvedama implantuojant (plantuojant) po oda arba ekstraktų injekcijų pavidalu, ir rezultatai buvo tinkami. Taip pat buvo nustatyta, kad vaisiaus audiniuose yra žymiai daugiau biologiškai aktyvių medžiagų nei suaugusių asmenų audiniuose, o kai kurie veiksniai aptinkami tik embrionuose. Inokuliuoti vaisiaus audiniai recipiento organizmo nesuvokiami kaip svetimkūniai, nes citoplazminėse membranose nėra baltymų, atsakingų už rūšies, audinio ir individualų specifiškumą (pagrindinio audinių suderinamumo komplekso baltymų). Dėl to gyvūnų vaisiaus audinių inokuliacija į žmogaus organizmą nesukelia imuninės apsaugos mechanizmų ir nesuderinamumo bei atmetimo reakcijų. V. P. Filatovas savo medicinos praktikoje plačiai naudojo žmogaus placentą ir odą. Gydymo kursus sudarė 30–45 audinių ekstraktų injekcijos ir 1–2 autoklavuotų audinių implantacijos.
Pradėjęs tyrimus su žmonių ir gyvūnų audiniais bei ląstelėmis, jis savo apibendrinimus perkėlė į augalų pasaulį. Atlikdamas eksperimentus su gyvomis augalų dalimis (alaviju, gysločiu, agava, burokėlių viršūnėmis, jonažole ir kt.), jis sudarė joms nepalankias sąlygas, nupjautus lapus padėdamas tamsioje vietoje, nes augalui gyvybinėms funkcijoms atlikti reikalinga šviesa. Jis taip pat išskyrė biogeninius stimuliatorius iš estuarijų dumblo ir durpių, nes dumblas ir durpės susidaro dalyvaujant mikroflorai ir mikrofaunai.
Audinių terapija įgavo naują vystymosi etapą aštuntojo dešimtmečio pabaigoje, kai per dešimtmečius sukauptos žinios ir patirtis leido naudoti gyvūnų ir augalų audinius bei ląsteles kokybiškai naujame lygmenyje žmonių gydymui ir jų aktyvios gyvenimo trukmės pailginimui. Taigi, kai kuriose šalies ir daugelyje užsienio klinikų moterims, kurioms yra fiziologinė menopauzė su klimakteriniu sindromu arba po kiaušidžių pašalinimo, pradėta taikyti audinių terapija su vaisiaus audiniais – placenta, pagumburis, kepenys, kiaušidės, užkrūčio liauka ir skydliaukė, siekiant sulėtinti senėjimo procesą, aterosklerozės, osteoporozės vystymąsi, imuninės, endokrininės ir nervų sistemų disfunkcijas. Vienoje prestižiškiausių gerontokosmetologijos klinikų Vakarų Europoje jau kelis dešimtmečius tiems patiems tikslams naudojamos iš avinų lytinių liaukų vaisiaus audinių gautų ekstraktų injekcijos.
Mūsų šalyje biostimuliuojantis gydymas taip pat rado platų pritaikymą. Iki šiol pacientams, sergantiems įvairiomis ligomis, buvo aktyviai skiriamos placentos ekstraktų, alavijo, kalankės, didžiojo sedumo (biosedo), FiBS, peloidinio distiliato, peloidino, durpių, humisolio, paruošto pagal V. P. Filatovo metodą, injekcijos. Šiuo metu beveik neįmanoma vaistinėse įsigyti šių labai veiksmingų ir nebrangių naminių audinių preparatų iš gyvūninės, augalinės ir mineralinės kilmės.
Įvairių biogeninių preparatų, tokių kaip rumalonas (iš kremzlės audinio ir kaulų čiulpų), aktoveginas (iš veršelio kraujo), solkoserilis (galvijų kraujo ekstraktas), taip pat naminių preparatų - stiklakūnio (iš galvijų akies stiklakūnio), kerakolio (iš galvijų ragenos), splenino (iš galvijų blužnies), epitalamino (iš epitelio-epifizės srities), gavimo iš žmogaus audinių ir organų pagrindas taip pat yra V. P. Filatovo tyrimai. Visus audinių preparatus vienijanti savybė yra bendras poveikis visam organizmui. Taigi akademiko V. P. Filatovo „Audinių terapija“ sudarė daugelio šiuolaikinių chirurgijos, imunologijos, akušerijos ir ginekologijos, gerontologijos, kombustiologijos, dermatologijos ir kosmetologijos, susijusių su ląstele ir jos biosintezės produktais, raidos ir krypčių pagrindą.
Audinių transplantacijos problema žmoniją kamavo nuo senų laikų. Taigi, Eberso papiruse, datuojame 8000 m. pr. Kr., jau užsimenama apie audinių transplantacijos naudojimą atskirų kūno sričių defektams kompensuoti. Indijos mokslininko Sušrutos, gyvenusio 1000 m. pr. Kr., „Gyvenimo knygoje“ pateikiamas išsamus nosies atkūrimo iš skruostų ir kaktos odos aprašymas.
Donorinės odos poreikis augo proporcingai plastinių ir rekonstrukcinių operacijų skaičiaus didėjimui. Šiuo atžvilgiu pradėta naudoti lavonų ir vaisiaus oda. Reikėjo išsaugoti donorų išteklius ir rasti būdų, kaip pakeisti žmogaus odą gyvūnų audiniais, bei įvairių odos modeliavimo galimybių. Ir būtent šia kryptimi dirbo mokslininkai, kai 1941 m. P. Medovaras pirmą kartą pademonstravo esminę keratinocitų augimo in vitro galimybę. Kitas svarbus ląstelių technologijų plėtros etapas buvo Karaseko M. ir Charltono M. darbas, kurie 1971 m. atliko pirmąją sėkmingą autologinių keratinocitų transplantaciją iš pirminės kultūros ant triušių žaizdų, naudodami kolageno gelį kaip substratą KK kultivavimui, kuris pagerino ląstelių proliferaciją kultūroje. J. Rheinvvaldas, H. Greenas, sukūrė technologiją dideliam žmogaus keratinocitų kiekiui serijiniu būdu kultivuoti. 1979 m. Greenas ir jo bendraautoriai atrado keratinocitų ląstelių kultūros terapinio panaudojimo perspektyvas atkuriant odą po didelių nudegimų, po to šią techniką, nuolat tobulinamą, pradėjo naudoti chirurgai nudegimų centruose užsienyje ir mūsų šalyje.
Tiriant gyvas ląsteles nustatyta, kad ląstelės gamina ne tik nebaltyminės kilmės biogeninius stimuliatorius, bet ir daugybę citokinų, mediatorių, augimo faktorių, polipeptidų, kurie atlieka svarbų vaidmenį reguliuojant viso organizmo homeostazę. Nustatyta, kad įvairiose ląstelėse ir audiniuose yra peptidinių bioreguliatorių, kurie pasižymi plačiu biologinio poveikio spektru ir koordinuoja daugialąsčių sistemų vystymosi bei funkcionavimo procesus. Prasidėjo ląstelių kultūros, kaip terapinio agento, naudojimo era. Mūsų šalyje pastaraisiais dešimtmečiais kombustiologijoje pradėta taikyti fibroblastų suspensijos ir daugiasluoksnių keratinocitų ląstelių sluoksnių transplantacija. Toks aktyvus susidomėjimas odos ląstelių transplantacija nudegimų pacientams aiškinamas poreikiu greitai uždaryti didelius nudegimų paviršius ir donorinės odos trūkumu. Galimybė išskirti ląsteles iš mažo odos gabalėlio, galinčio uždengti žaizdos paviršių, 1000 ar net 10 000 kartų didesnį už donorinės odos plotą, pasirodė esanti labai patraukli ir svarbi kombustiologijai ir nudegimų pacientams. Keratinocitų sluoksnio prigijimo procentas priklauso nuo nudegimo srities, paciento amžiaus ir sveikatos būklės – nuo 71,5 iki 93,6 %. Susidomėjimas keratinocitų ir fibroblastų transplantacija siejamas ne tik su galimybe greitai uždaryti odos defektą, bet ir su tuo, kad šios transplantacijos turi galingą biologiškai aktyvų potencialą pagerinti transplantacijos metu gautų audinių išvaizdą. Naujų kraujagyslių formavimasis, hipoksijos palengvinimas, pagerėjusi trofika, pagreitėjęs nesubrendusių audinių brendimas – tai yra morfofunkcinis šių teigiamų pokyčių, atsirandančių dėl persodintų ląstelių išskiriamų augimo faktorių ir citokinų, pagrindas. Taigi, medicinos praktikoje įdiegus pažangias ląstelines technologijas, skirtas daugialąsčių autologinių ir alogeninių keratinocitų bei fibroblastų sluoksnių transplantacijai ant didelių žaizdų paviršių, kombustiologai sugebėjo ne tik sumažinti nudegimų aukų, turinčių didelį odos pažeidimų procentą, mirtingumą, bet ir kokybiškai pagerinti randinį audinį, kuris neišvengiamai atsiranda IIb, IIIa ir B laipsnio nudegimų vietoje. Kombinuotųjų specialistų patirtis gydant nudegimų pažeistus žaizdų paviršius paskatino idėją naudoti jau modifikuotą Green metodą dermatochirurginėje praktikoje įvairioms odos ir kosmetinėms patologijoms (trofinėms opoms, vitiligui, apgamams, pūslinei epidermolizei, tatuiruočių šalinimui, su amžiumi susijusiems odos pokyčiams ir randų išvaizdai pagerinti).
Alogeninių keratinocitų naudojimas chirurgijoje, kombustiologijoje ir dermatokosmetologijoje turi daug pranašumų, palyginti su autologinių keratinocitų naudojimu, nes ląstelinę medžiagą galima iš anksto paruošti neribotais kiekiais, konservuoti ir prireikus panaudoti. Taip pat žinoma, kad alogeninės KK pasižymi sumažintu antigeniniu aktyvumu, nes kultivuojamos in vitro jos praranda Langerhanso ląsteles, kurios yra HLA komplekso antigenų nešėjos. Alogeninių KK naudojimą taip pat patvirtina tai, kad po transplantacijos, įvairių autorių teigimu, per 10 dienų–3 mėnesius jos pakeičiamos autologinėmis. Šiuo atžvilgiu šiandien daugelyje šalių sukurti ląstelių bankai, kurių dėka galima gauti reikiamą ląstelių transplantaciją reikiamu kiekiu ir tinkamu laiku. Tokie bankai egzistuoja Vokietijoje, JAV ir Japonijoje.
Susidomėjimas ląstelių technologijų taikymu dermatokosmetologijoje kyla dėl to, kad „ląstelinės kompozicijos“ turi galingą bioenergetinį ir informacinį potencialą, kurio dėka galima gauti kokybiškai naujų gydymo rezultatų. Transplantuotų ląstelių išskiriami autokinai (augimo faktoriai, citokinai, azoto oksidas ir kt.) pirmiausia veikia paties organizmo fibroblastus, didindami jų sintetinį ir proliferacinį aktyvumą. Šis faktas ypač patrauklus tyrėjams, nes fibroblastai yra pagrindinė dermos ląstelė, kurios funkcinis aktyvumas lemia visų odos sluoksnių būklę. Taip pat žinoma, kad po odos pažeidimo prideginimo aparatu, lazeriu, adata ir kitais instrumentais oda papildoma šviežiais fibroblastų kamieniniais pirmtakais iš kaulų čiulpų, riebalinio audinio ir kapiliarų pericitų, o tai prisideda prie kūno ląstelių telkinio „atjauninimo“. Jos aktyviai pradeda sintetinti kolageną, elastiną, fermentus, glikozaminoglikanus, augimo faktorius ir kitas biologiškai aktyvias molekules, o tai padidina dermos hidrataciją ir vaskuliarizaciją, pagerina jos stiprumą.