A sejtszintű technológiák alkalmazása a hegek megjelenésének javítására

A modern tudományt számos kapcsolódó tudományág gyors fejlődése jellemzi, amelyeket a "biotechnológia" általános név alatt egyesítenek. Ez a tudományág, amely a biológia, a citológia, a molekuláris genetika, a géntechnológia és a transzplantológia legújabb eredményein alapul, a növényi és állati sejtekben - minden élőlény alapvető szerkezeti egységeiben - rejlő hatalmas potenciál kiaknázására törekszik. "Az élő sejt egy kész biotechnológiai reaktor, amelyben nemcsak a végtermék képződéséhez vezető folyamatok valósulnak meg, hanem számos más is, amelyek segítenek fenntartani a rendszer katalitikus aktivitását magas szinten" - John Woodward, 1992. A sejttudomány kezdeteit 1665-ben rakták le, amikor az angol fizikus, R. Hooke létrehozta az első mikroszkópot, és sejteket - cellulákat ("sejteket") fedezett fel egy parafában. 1829-ben M. Schleiden és T. Schwann alátámasztotta a "sejtelméletet", amely bebizonyította, hogy minden élőlény sejtekből áll. 1858-ban R. Virchow bebizonyította, hogy minden betegség a sejtek szerkezeti szerveződésének és anyagcseréjének megsértésén alapul. Ő lett a „sejtpatológia” megalapítója. A sejttudományhoz alapvető hozzájárulást tettek 1907-1911-ben R. Harrison és AA. Maximov, akik bebizonyították a sejtek testen kívüli tenyésztésének lehetőségét. Munkájuk kimutatta, hogy a sejttenyésztéshez az állati szöveteket és a növényi részeket mechanikusan apró darabokra kell szétválasztani. A sejtek izolálásához a szöveteket éles késsel vagy mikrotómmal vékony, körülbelül 0,5-1,0 mm-es darabokra vágják. A sejtek fizikai szétválasztását immobilizálásnak nevezik. Az izolált sejteket növényi vagy szöveti darabok enzimatikus diszperziójával nyerik. Éles ollóval történő őrlés után a darabokat tripszinnel vagy kollagenázzal kezelik, hogy szuszpenziót kapjanak - az egyes sejtek vagy mikroaggregátumaik szuszpenzióját egy speciális közegben. Az alginát géleket (kalcium-alginát) széles körben használják a növényi sejtek immobilizálására. Bebizonyosodott, hogy az immobilizált növényi és állati sejtek megtartják a bioszintézis képességét. A sejtes bioszintézis termékei felhalmozódnak a sejtekben, expressziójuk spontán módon vagy speciális anyagok segítségével történik, amelyek elősegítik a sejtmembránok permeabilitásának növekedését.

Az állati sejtek tenyésztése sokkal összetettebb folyamat, mint a növényi sejtek tenyésztése, amely speciális modern berendezéseket, csúcstechnológiát, különféle táptalajok jelenlétét, növekedési faktorokat igényel, amelyek célja a sejtek életképességének megőrzése és magas funkcionális aktivitás fenntartása. Megállapították, hogy a szilárd szövetek, például a vese-, máj- és bőrszövetek legtöbb sejtje felületfüggő, így in vitro csak vékony lemezek vagy monorétegek formájában tenyészthetők, amelyek közvetlenül kapcsolódnak a szubsztrát felületéhez. A szövetek enzimatikus diszperziójával kapott sejtek élettartama, proliferációja és funkcionális stabilitása nagymértékben függ attól a szubsztráttól, amelyen tenyésztik őket. Ismert, hogy a gerinces szövetekből nyert összes sejt negatív felületi töltéssel rendelkezik, ezért a pozitív töltésű szubsztrátok alkalmasak rögzítésükre. A közvetlenül a teljes szövetekből nyert izolált sejtek primer tenyészetben, rögzített állapotban tarthatók fenn, miközben 10-14 napig megőrzik a magas specificitást és érzékenységet. Az immobilizált, felületfüggő sejtek jelentős szerepet játszanak a mai biológiában, különösen a klinikai kutatásban. A sejtek fejlődési ciklusainak, növekedésük és differenciálódásuk szabályozásának, valamint a normál és a tumorsejtek közötti funkcionális és morfológiai különbségek tanulmányozására használják őket. Az immobilizált sejtmonorétegeket biotesztekben, biológiailag aktív anyagok mennyiségi meghatározására, valamint különféle gyógyszerek és toxinok ezekre gyakorolt hatásának vizsgálatára használják. Minden szakterület orvosai évtizedek óta nagy érdeklődést mutatnak a sejtek, mint terápiás ágensek iránt. A sejttechnológiák jelenleg gyorsan fejlődnek ebben az irányban.

A szövet- és sejtterápia kezdete a híres orosz tudós, V. P. Filatov nevéhez fűződik, aki 1913-ban lefektette a szövetterápia doktrínájának alapjait, egészséges donoroktól szürkehályogos betegekig végzett szaruhártya-átültetések eredményeit vizsgálva. A szaruhártya-átültetésekkel végzett munka során felfedezte, hogy a -2-4 Celsius-fok hőmérsékleten 1-3 napig hidegen tartósított szaruhártya jobban gyökerezik, mint a friss. Így fedezték fel a sejtek azon tulajdonságát, hogy kedvezőtlen körülmények között olyan anyagokat választanak ki, amelyek az átültetett szövetekben létfontosságú folyamatokat, a recipiens szöveteiben pedig regeneratív folyamatokat gerjesztenek. A testtől elválasztott szövetek és sejtek stresszállapotban vannak, azaz lelassul az életműködésük. Leáll a vérkeringésük, ezért a táplálkozásuk is. A szövetek légzése rendkívül nehézkes, a beidegzés és a trofizmus felborul. Új minőségi állapotban, az új létezési körülményekhez alkalmazkodva a sejtek speciális, gyógyhatású anyagokat termelnek. Ezeket a nem fehérje jellegű anyagokat V. P. Filatov biogén stimulánsoknak nevezte. V. V. Skorodinszkajával közösen megállapította, hogy az állatokból és növényekből származó anyagok szabadon autoklávozhatók 120 °C-on egy órán át kedvezőtlen körülmények között történő tárolás után, és nemcsak hogy nem veszítették el aktivitásukat, hanem éppen ellenkezőleg, növelték azt, amit a tartósított szövetekből felszabaduló biológiai stimulánsokkal magyaráztak. Ezenkívül elvesztették antigén tulajdonságaikat is, ami jelentősen csökkentette a kilökődés valószínűségét. A tartósított steril anyagot bőr alá történő beültetéssel (ültetéssel) vagy kivonatok injekciói formájában juttatták be a szervezetbe, megfelelő eredményekkel. Azt is felfedezték, hogy a magzati szövetek lényegesen több biológiailag aktív anyagot tartalmaznak, mint a felnőtt egyedek szövetei, és egyes tényezők csak az embriókban találhatók meg. A beoltott magzati szöveteket a recipiens szervezete nem érzékeli idegenként, mivel a citoplazmatikus membránokban hiányoznak a faj-, szövet- és egyedi specificitásért felelős fehérjék (a fő hisztokompatibilitási komplex fehérjéi). Ennek eredményeként az állati magzati szövetek emberi szervezetbe történő beoltása nem indítja el az immunvédő mechanizmusokat, valamint az inkompatibilitási és kilökődési reakciókat. V. P. Filatov széles körben alkalmazta az emberi méhlepényt és bőrt orvosi gyakorlatában. A kezelési kúrák 30-45 szövetkivonat injekciójából és 1-2 autoklávozott szövet beültetéséből álltak.

Miután emberi és állati szövetekkel és sejtekkel kezdte kutatásait, általánosításait átültette a növényvilágra. Élő növényi részekkel (aloe, útifű, agávé, céklalevél, orbáncfű stb.) végzett kísérleteket, kedvezőtlen körülményeket teremtett számukra, a levágott leveleket sötét helyre helyezte, mivel a növénynek fényre van szüksége létfontosságú funkcióihoz. Biogén stimulánsokat is izolált a torkolati iszapból és tőzegből, mivel az iszap és a tőzeg mikroflóra és mikrofauna részvételével képződik.

A szövetterápia a 70-es évek végén új lendületet kapott, amikor az évtizedek alatt felhalmozott tudás és tapasztalat lehetővé tette az állati és növényi szövetek és sejtek minőségileg új szinten történő alkalmazását az emberek gyógyítására és aktív élettartamuk meghosszabbítására. Így egyes hazai és számos külföldi klinikán fiziológiás menopauzában lévő, klimax szindrómás vagy petefészek-eltávolításon átesett nőknél elkezdték a méhlepény, a hipotalamusz, a máj, a petefészkek, a csecsemőmirigy és a pajzsmirigy magzati szöveteinek felhasználásával végzett szövetterápiát az öregedési folyamatok, az érelmeszesedés, a csontritkulás, az immun-, az endokrin és az idegrendszer zavarainak lassítása érdekében. Nyugat-Európa egyik legrangosabb gerontokozmetológiai klinikáján évtizedek óta alkalmazzák ugyanerre a célra a kosok ivarmirigyeinek magzati szöveteiből nyert kivonatok injekcióit.

Hazánkban a biostimuláló kezelés is széles körben elterjedt. Egészen a közelmúltig különféle betegségekben szenvedő betegeknek aktívan írtak fel méhlepénykivonatok, aloe, kalanchoe, varjúháj (biosed), FiBS, peloid desztillátum, peloidin, tőzeg, humisol injekciókat, amelyeket V. P. Filatov módszere szerint készítettek. Jelenleg szinte lehetetlen megvásárolni ezeket a rendkívül hatékony és olcsó, állati, növényi és ásványi eredetű hazai szövetkészítményeket a gyógyszertárakban.

Az importált emberi szövetekből és szervekből származó különféle biogén készítmények, mint például a rumalon (porcszövetből és csontvelőből), az aktovegin (borjúvérből), a szolcoseryl (szarvasmarhavér-kivonat), valamint a hazai készítmények - üvegtest (szarvasmarha szemének üvegtestéből), kerakol (szarvasmarha szaruhártyájából), splenin (szarvasmarha lépéből), epitalamin (hám-epithalamusz-epifízis régióból) - előállításának alapja szintén V. P. Filatov kutatásai. Az összes szövetkészítmény egyesítő tulajdonsága az egész testre gyakorolt általános hatás. Így V. P. Filatov akadémikus „Szövetterápia” című műve képezte a legtöbb modern fejlesztés és irányzat alapját a sebészet, az immunológia, a szülészet és nőgyógyászat, a gerontológia, a kombustiológia, a bőrgyógyászat és a kozmetológia területén, amelyek a sejttel és bioszintézisének termékeivel kapcsolatosak.

A szövetátültetés problémája az ókor óta foglalkoztatja az emberiséget. Így az Ebers-papiruszban, amely Kr. e. 8000-ből származik, már említés található a szövetátültetés alkalmazásáról a test egyes területeinek hibáinak kompenzálására. Az indiai tudós, Sushruta, aki Kr. e. 1000 évvel élt, „Életkönyvében” részletes leírás található az orr helyreállításáról az arc és a homlok bőréből.

A donor bőr iránti igény a plasztikai és rekonstrukciós műtétek számának növekedésével arányosan nőtt. E tekintetben elkezdték használni a holttestek és a magzatok bőrét. Szükség volt a donorforrások megőrzésére, valamint az emberi bőr állati szövetekkel való helyettesítésére szolgáló módszerek megtalálására, és különféle bőrmodellezési lehetőségekre. És ebben az irányban dolgoztak a tudósok, amikor 1941-ben P. Medovar először bizonyította a keratinocita-növekedés in vitro alapvető lehetőségét. A sejtes technológiák fejlődésének következő fontos szakasza Karasek M. és Charlton M. munkája volt, akik 1971-ben elvégezték az első sikeres autológ keratinocita-transzplantációt primer tenyészetből nyúl sebekre, kollagén gélt használva szubsztrátként a CC tenyésztéséhez, ami javította a sejtek proliferációját a tenyészetben. J. Rheinvvald. H. Green. kifejlesztett egy technológiát nagy mennyiségű emberi keratinocita sorozattenyésztésére. 1979-ben Green és társszerzői felfedezték a keratinocita sejtkultúra terápiás alkalmazásának lehetőségeit a bőr helyreállításában kiterjedt égési sérülések esetén, majd ezt a folyamatosan fejlesztett technikát külföldi és hazánkbeli égési központok sebészei kezdték alkalmazni.

Az élő sejtek tanulmányozása során kiderült, hogy a sejtek nemcsak nem fehérje eredetű biogén stimulátorokat termelnek, hanem számos citokint, mediátort, növekedési faktort és polipeptidet is, amelyek fontos szerepet játszanak az egész szervezet homeosztázisának szabályozásában. Megállapították, hogy különböző sejtek és szövetek tartalmaznak peptid bioregulátorokat, amelyek széleskörű biológiai hatással rendelkeznek, és koordinálják a többsejtű rendszerek fejlődési és működési folyamatait. Elkezdődött a sejtkultúra terápiás szerként való alkalmazásának korszaka. Hazánkban az elmúlt évtizedekben a fibroblaszt szuszpenzió és a többrétegű keratinocita sejtrétegek átültetése terjedt el a kombustiológiában. Az égési sérült betegek bőrsejtjeinek átültetése iránti ilyen aktív érdeklődést a nagy égési felületek gyors lezárásának szükségessége és a donor bőr hiánya magyarázza. A sejtek egy kis bőrdarabból történő izolálásának lehetősége, amely képes a donor bőrfelületénél 1000-szer vagy akár 10 000-szer nagyobb sebfelületet lefedni, nagyon vonzónak és fontosnak bizonyult a kombustiológia és az égési sérült betegek számára. A keratinocita réteg beágyazódásának százalékos aránya az égési területtől, a beteg életkorától és egészségi állapotától függően 71,5 és 93,6% között változik. A keratinocita és fibroblaszt transzplantáció iránti érdeklődés nemcsak a bőrhiba gyors bezárásának lehetőségével függ össze, hanem azzal is, hogy ezek a transzplantátumok erős biológiailag aktív potenciállal rendelkeznek a transzplantáció eredményeként nyert szövetek megjelenésének javítására. Új erek képződése, hipoxia enyhítése, javuló trofizmus, az éretlen szövetek gyorsított érése - ez a morfofunkcionális alapja ezeknek a pozitív változásoknak, amelyek a transzplantált sejtek által felszabaduló növekedési faktorok és citokinek miatt következnek be. Így, az autológ és allogén keratinociták és fibroblasztok többsejtű rétegeinek nagy sebfelületekre történő átültetésére szolgáló progresszív sejtes technológiák bevezetésének köszönhetően az orvosi gyakorlatban a kombustiológusok nemcsak a magas bőrkárosodási arányú égési sérültek halálozási arányát tudták csökkenteni, hanem minőségileg javítani a hegszövetet is, amely elkerülhetetlenül kialakul a IIb, IIIa és B fokú égések helyén. Az égési sérülésekkel küzdő betegek sebfelületeinek kezelésében szerzett combustiologists tapasztalatok felvetették a már módosított Green módszer alkalmazásának ötletét a dermato-sebészeti gyakorlatban különféle bőr- és kozmetikai patológiák (trofikus fekélyek, vitiligo, anyajegyek, bullózus epidermolízis, tetoválás eltávolítása, életkorral összefüggő bőrelváltozások, valamint a hegek megjelenésének javítása érdekében).

Az allogén keratinociták sebészeti, kombustiológiai és dermatokozmetológiai alkalmazása számos előnnyel rendelkezik az autológ keratinociták alkalmazásával szemben, mivel a sejtes anyag előre, korlátlan mennyiségben előállítható, tartósítható és szükség esetén felhasználható. Az is ismert, hogy az allogén CC-k csökkent antigén aktivitással rendelkeznek, mivel in vitro tenyésztéskor elveszítik a Langerhans-sejteket, amelyek a HLA komplex antigénjeinek hordozói. Az allogén CC-k alkalmazását az is alátámasztja, hogy a transzplantáció után, különböző szerzők szerint, 10 napon és 3 hónapon belül autológ sejtekkel helyettesíthetők. Ennek érdekében ma már számos országban létrehoztak sejtbankokat, amelyeknek köszönhetően a szükséges mennyiségben és a megfelelő időben lehet sejtátültetést kapni. Ilyen bankok léteznek Németországban, az USA-ban és Japánban.

A sejtes technológiák dermatokozmetológiai alkalmazása iránti érdeklődés annak köszönhető, hogy a „sejtes készítmények” erős bioenergetikai és információs potenciállal rendelkeznek, aminek köszönhetően minőségileg új kezelési eredményeket lehet elérni. Az átültetett sejtek által kiválasztott autokinek (növekedési faktorok, citokinek, nitrogén-monoxid stb.) elsősorban a szervezet saját fibroblasztjaira hatnak, növelve szintetikus és proliferatív aktivitásukat. Ez a tény különösen vonzó a kutatók számára, mivel a fibroblaszt a dermisz kulcssejtje, amelynek funkcionális aktivitása meghatározza a bőr összes rétegének állapotát. Az is ismert, hogy a kauterezéssel, lézerrel, tűvel és egyéb eszközökkel történő bőrsérülés után a bőr friss fibroblaszt őssejtekkel pótlódik a csontvelőből, a zsírszövetből és a kapilláris pericitákból, ami hozzájárul a testsejt-készlet „megfiatalításához”. Aktívan elkezdik szintetizálni a kollagént, az elasztint, az enzimeket, a glükózaminoglikánokat, a növekedési faktorokat és más biológiailag aktív molekulákat, ami a dermisz fokozott hidratálásához és vaszkularizációjához vezet, javítva annak szilárdságát.