Яка роль стовбурових клітин в антивіковій терапії?

Старіння населення збільшує кількість пацієнтів з хронічними захворюваннями, що призводить до проблем не тільки на індивідуальному, а і на соціально-економічному рівні кожної країни. Необхідність ефективних стратегій у регенеративній медицині для людей похилого віку важлива як ніколи. Попередні дослідження показали, що кількість та функція стовбурових клітин зменшуються з віком, тим самим підриваючи процеси ендогенного відновлення організму.

 

Стовбурові клітини для омолодження та боротьби зі старінням

 

Фізіологічні зміни в тканинах та виснаження запасу стовбурових клітин, що відбуваються при старінні, з віком призводять до дисбалансу гомеостазу та зниження регенеративної здатності організму в цілому. Швидкість розвитку процесу зумовлено зумовлене різними набутими та генетичними факторами. Фізіологічні процеси старіння часто призводять до дегенеративних захворювань, таких як деменція, аутоімунні процеси, артрит, серцево-судинні захворювання, рак, дегенеративні зміни тканин, невропатія, інсульт, ожиріння та депресія. Ефекти старіння особливо помітні при зниженні гостроти зору, слуху, сили м’язів та сили кісток. Регенеративна медицина може змінити або призупинити багато з цих проблем, використовуючи ендогенні та екзогенні стовбурові клітини для відновлення або омолодження тканин органів та підтримки гомеостазу.

 

Стовбурові клітини характеризуються своєю ефективністю та здатністю до самооновлення, внаслідок чого утворюються прогеніторні або зрілі клітини, здатні відновлювати тканини та зберігати характеристики стовбурових клітин для забезпечення тривалого збереження достатнього запасу стовбурових клітин. З віком здатність стовбурових клітин до відновлення погіршується, а їх можливість диференціюватися на різні типи клітин вичерпується. Виходячи із сучасних уявлень про стовбурові клітини, можливо здійснити розроблення та тестування втручань для уповільнення старіння та покращення здоров’я та довголіття. Вважається, що недостатність стовбурових клітин сприяє зниженню здоров’я під час старіння; отже, розробка ефективних методів індукції та диференціювання плюрипотентних стовбурових клітин за допомогою клітинної замісної терапії забезпечує захоплюючий шлях для лікування дегенеративних вікових захворювань. Вважається, що регенеративний потенціал цих клітин обумовлений їх високими можливостями проліферації та диференціювання, паракриновою активністю та імунними привілеями. Популяції соматичних стовбурових клітин відрізняються залежно від регенеративних потреб тканини хазяїна. У тканинах з високою оборотністю, такими як кишки або кровотворна система, більшість популяцій стовбурових клітин або клітин-попередників є активними протягом життя. В органах, яким не вистачає стовбурових клітин, спонукання плюрипотентної стовбурової клітини (iPSC) замінити клітини є перспективним терапевтичним підходом до функціонального відновлення. iPSC відновлюють однаковий потенціал розвитку ембріональних стовбурових клітин, а значить, вони можуть потім диференціюватися в будь-який тип тканини. Стовбурові клітини відіграють ключову роль у органогенезі та підтриманні гомеостазу протягом усього життя, мають здатність мігрувати на великі відстані та націлювати патологічні стани, експресувати терапевтичні гени та реагувати на сигнали, які перенаправляють їх диференціацію на дефектні лінії. Це означає, що стовбурові клітини можна використовувати для заміщення клітин як терапевтичне втручання, спрямоване на пом’якшення наслідків старіння.

 

Протягом десятиліть дослідження тривали на припущенні, що нервова система дорослих ссавців не здатна виробляти нові нейрони. Однак виявлення нейрогенних областей у мозку дорослого спонукало до інтенсивної активності в галузі нейрогенезу дорослих. Більшість нейронів є мітотичними, а нервові стовбурові клітини повільного циклу (НСК) підтримують нервову регенерацію на конкретних ділянках мозку ссавців у зрілому віці. Врастане віком зменшення кількості супутникових клітин і нейронних стовбурових клітин підриває регенерацію нервів. Старіння центральної нервової системи пов’язане з прогресуючою втратою функції, яка може посилюватися нейродегенеративними захворюваннями, такими як хвороба Альцгеймера, деменція, інсульт та хвороба Паркінсона. На клітинному рівні старість центральної нервової системи супроводжується рядом змін, які погіршують функцію клітин, включаючи підвищений рівень окисного стресу та окислювальне пошкодження, пов’язане з білками та ДНК. Це також було пов’язано з порушенням клітинного метаболізму, побічних продуктів ліпідів та білків, а також накопиченням кінцевих продуктів гликації. Найбільш помітні вікові зміни в мозку пов’язані з пізнанням і пластичністю. Навіть за відсутності хвороби старіння може негативно впливати на нервову функцію. Останні дані говорять про те, що вікові дефекти нейронних стовбурових клітин можуть бути повернені шляхом реактивації теломерази, що дозволяє припустити, що клітини-попередники олігодендроцитів теоретично можуть бути використані для збереження регенерації мієлінових оболонок. У центральній нервовій системі дорослої людини ремієлінізація – це спонтанний регенеративний процес, який відновлює пропускну провідність, запобігає аксональній дегенерації та сприяє функціональному одужанню.

Омолодження нервової системи

 

Більшість попередніх досліджень повідомляли, що клітинна терапія може бути здатною поповнювати втрачені клітини та сприяти регенерації нейронів, захищати виживання нейронів, а також грати роль у подоланні постійного паралічу та втрати сенсору та відновлення неврологічної функції. На жаль, механізми визначення дієздатності ще не визначені. Раніше дослідження передбачали, що можливі механізми можуть включати наступне:

1) сприяння ангіогенезу

2) індукована нейрональна диференціація та нейрогенез

3) зменшений реактивний гліоз

4) гальмування апоптозу

5) вираження нейротрофних факторів

6) імуномодулюючі функції

7) сприяння інтеграції нейронів.

Дві стратегії заміщення первинних клітин включають дві

1) трансплантація екзогенної тканини і

2) ендогенна активація проліферації клітин. Тканина може бути пересаджена безпосередньо з метою заміни втраченої тканини. Генетично сконструйовані клітини також можуть бути імплантовані для секреції факторів, що сприяють виживанню та / або проліферації

Спеціалізоване мікросередовище нейронної ніші забезпечує самовідновлення та диференціювання нейронним стовбуровим клітинам (НСК), та в основному сприяє перетворенню в нейрон. Таким чином, розуміння фізіологічних особливостей НСК та їх реакцію на патологічні стани, може відкрити нові можливості використання пластичності НСК для профілактики та / або лікування дегенеративних захворювань.

 

Омолодження суглобового хряща

 

Травма суглобового хряща – захворювання, яке може спричинити прогресивне погіршення периферичної суглобової поверхні, а також захопити в патологічний процес субхондральну кістку, полегшуючи тим самим розвиток остеоартриту.
Спеціальний склад ECM надає йому в’язкопружні властивості, які полегшують нормальну функцію ECM. Колаген – гіаліновий хрящ, що складається з 60% (за сухою масою) хондроцитів. Фібро хрящ та еластичний хрящ – це два різні типи хрящів, що відрізняються ECM та компонентами клітин. Викликані віком зміни суглобового хряща включають секреторного фенотипу хондроцити, зміну чутливості хондроцитів до факторів росту, руйнівну дію хронічного ROS та глікозилювання кінцевих продуктів. Це порушує рівновагу між анаболічною активністю та руйнівними процесами хондроцитів. Із зменшенням матриксу суглобовий хрящ стає все більш тонким, гідратація хряща зменшується, а кількість хрящових клітин також зменшується. Здається, що біоактивні паракринні фактори, що виділяються мезенхімальними стовбуровими клітинами (МСК), можуть сприятливо впливати на регулювання мікросередовища пошкодженої тканини, що спричинить благоприємніші умови для регенерації тканин.
Більшість попередніх досліджень були зосереджені на клінічних перевагах лікування МСК, незалежно від джерела клітин, показань або способу введення. МСК використовувались у клітинній терапії для сприяння відновленню хряща, м’язів чи кісток. Зазвичай ці клітини збирають з кісткового мозку та характеризуються відповідно до стимулюючих факторів, які вони надають. Вияснення механізму, що сприяє старінню суглобового хряща, може призвести до лікування, спрямованого на уповільнення змін, пов’язаних зі старінням, або сприяння регенерації суглобового хряща.

Ваш коментар