Образование шрамов можно предотвратить


В присутствии волосяных фолликулов (справа) процесс регенерации сопровождается появлением жировых клеток и формированием здоровой кожи.
В присутствии волосяных фолликулов (справа) процесс регенерации сопровождается появлением жировых клеток и формированием здоровой кожи.

Вне зависимости от того, появился ли у вас шрам в результате хирургической операции, неудачного бритья или падения с велосипеда в пятилетнем возрасте, вы, скорее всего, хотели бы от него избавиться.

Но если шрам уже сформировался, с ним мало что можно сделать. Однако исследователям удалось разработать такой способ заживления свежих ран, при котором на месте повреждения появляется здоровая кожа, а не рубцовая ткань. Ранее считалось, что у млекопитающих этого добиться невозможно.

«Мы можем управлять заживлением ран таким образом, чтобы оно приводило к регенерации кожи, а не образованию рубцов, — рассказывает один из исследователей, Джордж Котсарелис (George Cotsarelis), руководитель кафедры дерматологии в Пенсильванском университете (University of Pennsylvania). — Хитрость в том, чтобы сначала восстановить волосяные фолликулы. Затем жировая ткань будет восстанавливаться в ответ на получаемые от них сигналы». (далее…)

Длинные некодирующие РНК регулируют важные клеточные процессы


Длинные некодирующие рибонуклеиновые кислоты регулируют важные клеточные процессы
«Мусорная» часть ДНК оказалась не такой уж мусорной: с неё транслируется длинная РНК, кодирующая полипептиды, важные для регенерации тканей.

Научные исследования в области генетики в последнее десятилетие концентрировались на тех 2% генома, которые служат для производства белков, то есть на «кодирующей части ДНК». Остальные 98% были не очень корректно названы «мусорной» частью генома и изучалось не так интенсивно. Работа специалистов Медицинского центра Бет Исраэль Диаконисс (Beth Israel Deaconess Medical Center) в Бостоне (США) показывает, что и не кодирующие белки части ДНК важны. С них происходит транскрипция РНК, не служащей для синтеза крупных белков, но участвующей в нормальной работе клетки.

Материалы исследования, опубликованные в журнале Nature, свидетельствуют о ключевой роли длинных некодирующих РНК (lncRNA) в процессах, связанных с мышечной регенерацией и развитием раковых заболеваний.

Длинные некодирующие РНК образуются транскрипцией с ДНК так же, как матричная РНК (мРНК, она же информационная РНК, иРНК), но, в отличие от последней, не служат для дальнейшего синтеза крупных белков. Но исследователей заинтересовал вопрос, может ли lncRNA содержать последовательности, которые могут кодировать короткие белки (полипептиды). (далее…)

Гены кишечнодышащих могут помочь людям, перенёсшим ампутацию


Кишечнодышащий червь, один из немногих представителей полухордовых.
Неповреждённый кишечнодышащий червь. Вскоре он будет рассечён надвое и начнёт процесс регенерации.

А что если люди были бы способны заново вырастить ампутированную руку или ногу или полностью восстановить работу нервной системы после повреждения спинного мозга? Однажды это может стать реальностью, согласно результатам нового исследования, посвящённого нашим ближайшим беспозвоночным родичам, кишечнодышащим. Кишечнодышащие обитают в песке, окружающем коралловые рифы, но их близость к хордовым означает, что генетическое строение и общий план тела этих червей удивительно сходны с нашими.

Исследование, проведённое в Вашингтонском университете (University of Washington) и опубликованное в декабрьском выпуске журнала Developmental Dynamics, продемонстрировало, что кишечнодышащие полухордовые, будучи разрезанными пополам, могут вырастить любую крупную часть тела, в том числе, голову, нервную систему и внутренние органы. Если учёные смогут разблокировать группу генов, ответственную за процессы регенерации, однажды они, возможно, начнут отращивать утраченные части тела уже у людей — управляя нашим общим генетическим наследием.

«Тысячи наших генов являются общими с генами кишечнодышащих. И у человека имеются многие, если не все, гены, используемые этими червеобразными животными для регенерации частей тела, — рассказал ведущий автор исследования Шон Латтрелл (Shawn Luttrell), аспирант Вашингтонского университета, работающий в Friday Harbor Laboratories. — Если нам удастся определить механизмы, при помощи которых кишечнодышащие регенерируют, эти данные можно будет использовать для разработки различных методов восстановления нервной системы». (далее…)

Учёные вырастили иннервированные ткани кишечника


Ткани кишечника в чашке Петри.
Ткани кишечника в чашке Петри.

Учёные Медицинского центра детской больницы Цинциннати (Cincinnati Children’s Hospital Medical Center) вырастили ткани кишечника с действующими нервами и благополучно имплантировали их лабораторным животным. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Medicine.

Исследователи воссоздали человеческие ткани с помощью плюрипотентных стволовых клеток — незрелых недифференцированных клеток, которые могут превращаться в клетки любых органов. «Однажды эта технология позволит нам вырастить часть здорового кишечника для пересадки пациенту, но то, что мы уже сейчас можем использовать её в ходе экспериментов и для ответов на множество вопросов, принесёт здоровью людей большую пользу», — говорит один из авторов работы Майкл Хелмрат (Michael Helmrath). (далее…)

Гипоксия вызвала регенерацию сердечной мышцы взрослых мышей


Кардиологи UT Southwestern
Кардиологи UT Southwestern: Диана Кансеко (Diana Canseco), Хешам Садек (Hesham Sadek), Ватару Кимура (Wataru Kimura), и Юджи Накада (Yuji Nakada).

Нормальная и здоровая сердечная мышца хорошо снабжается обогащённой кислородом кровью. Американским кардиологам удалось регенерировать сердечную мышцу мышей, поместив животных в условия, казалось бы, неблагоприятные для сердечной деятельности.

Исследователи из Юго-Западного медицинского центра Техасского университета (University of Texas Southwestern Medical Center, UT Southwestern) постепенно снижали содержание кислорода в воздухе, которым дышали мыши, пока не довели его долю в газовой смеси до 7%. После двух недель пребывания в бедной кислородом среде, клетки сердечной мышцы мышей, кардиомиоциты, начали делиться и расти. В нормальных обстоятельствах у взрослых млекопитающих кардиомиоциты не делятся. (далее…)

|

Промышленное производство биополимера для 3D-печати костей в Томске


3D-печать имплантатов
3D-печать и биоразлагаемые полимеры уже применяются в челюстно-лицевой хирургии.

К 2017 году в Томске должна появиться установка для промышленного производства биоразлагаемого полимера, из которого на 3D-принтере можно печатать необходимые в трансплантологии кости или их фрагменты. Материал, согласно утверждениям научного сотрудника лаборатории каталитических исследований Томского госуниверситета (ТГУ) Владимира Ботвина, будет на треть дешевле западных аналогов.

«К 2017 году планируем создать промышленную установку для получения биополимера. Эту работу мы проводим при поддержке Инжинирингового химико-технологического центра ТГУ», — сказал Ботвин.

Сотрудники лаборатории первыми в России разработали метод получения биоразлагаемых полимеров на основе полимолочной кислоты. Его можно использовать для 3D-печати изделий практически любой формы. Поскольку полимер биоразлагаем, нужды в повторной операции по извлечению импланта нет. Через три-шесть месяцев он полностью замещается нормальной костной тканью. (далее…)

Крысиная лапка выращена в лаборатории


Крысиная лапка, выращенная в лаборатории.
Крысиная лапка, выращенная в лаборатории.

Это выглядит ампутированной лапкой крысы, но на фото нечто гораздо более интересное: конечность была выращена в лаборатории из живых клеток. Этот опыт может войти в историю как первый шаг к созданию реальных, биологически функциональных конечностей для инвалидов.

«Мы сосредоточили усилия на выращивании предплечья и кисти, чтобы доказать действенность подхода и предоставить работающую модель, — говорит Харальд Отт (Harald Ott) из Массачусетской больницы широкого профиля в Бостоне (Massachusetts General Hospital, Boston), в которой проведён эксперимент. — Но этот метод позволяет выращивать ноги, руки, любые конечности».

Сейчас инвалиды, потерявшие конечности, вынуждены прибегать к искусственным заменителям, которые могут выглядеть прекрасно с косметической точки зрения, но не способны соревноваться с настоящими конечностями по функциональности. Развитие бионических конечностей идёт полным ходом, но выглядят они неестественно. Трансплантация рук возможна и время от времени проводится, но получатель пожизненно вынужден принимать препараты для предотвращения иммунного отторжения ткани.

Выращивание новой руки или ноги из собственных клеток пациента избавит от вышеперечисленных трудностей.

«Это первая попытка создать биологическую конечность, и мне не известны какие-либо другие технологии, позволяющие создавать композитную ткань подобной сложности» — говорит Отт. (далее…)

Восстановление периферических нервов


NGC
NGC — это миниатюрное устройство. На фото оно закреплено на держателе чёрного цвета.

Периферическая нервная система имеет ограниченную способность к самовосстановлению после травм. Обычно требуется хирургическое вмешательство. Чтобы восстановить участок, больший, чем несколько миллиметров, необходима пересадка донорской ткани (чаще всего применяется аутотрансплантация), что является непростой задачей. Поэтому основным направлением развития технологии восстановления нервов является создание поддерживающих структур, помогающих организму самостоятельно устранять полученные повреждения.

В настоящее время уже существуют конструкции так называемых «нервных направляющих каналов» (NGC, nerve guidance conduit), которые изготавливаются из одобренных органами контроля материалов по традиционной технологии, имеющей значительные ограничения.

Исследовательская группа Университета Шеффилда разработала и испытала метод изготовления NGC с помощью микростереолитографии. Это технология 3D-печати, позволяющая соблюдать необыкновенную точность при создании микроструктуры объекта. Испытание изготовленного устройства было проведено на мышах со значительной травмой нерва: животному восстановили нервное волокно длиной около 3 мм за 21 день. (далее…)

Человек с травмой спинного мозга встал на ноги после клеточной трансплантации


После двух лет паралича функции тела Дарека Фидика восстанавливаются.
После двух лет паралича функции тела Дарека Фидика восстанавливаются.

Человек, который был парализован в течение двух лет, теперь снова ходит, хотя и с поддержкой, после операции. Статья о методе лечения, поставившем на ноги инвалида, получившего травму позвоночника, анонсирована в Cell Transplantation.

В 2010 году Дарек Фидика (Darek Fidyka) стал жертвой нападения. Ему было нанесено несколько ножевых ранений, повредивших позвоночник. Результатом стал полный паралич тела от груди и ниже. Лечение традиционными методами (физические упражнения, физиотерапия) не принесло улучшений, и Дарек стал добровольцем в испытаниях нового метода терапии, основанного на технике клеточной трансплантации, проводимых специалистами Wroclaw University Hospital (Польша) и University College London (Великобритания).

Ведущий автор исследования Джефф Райзман (Geoff Raisman), специалист по нейронной регенерации из Университетского колледжа Лондона, считает, что возвращение парализованному пациенту возможности движения при помощи инновационной методики является более значимым научным достижением, чем высадка человека на Луну. (далее…)

Метод выращивания пениса из стволовых клеток будет испытан на людях


Профессор Энтони Атала.
Профессор Энтони Атала.

Метод выращивания пениса из стволовых клеток может быть в скором времени испытан на людях, которые потеряли этот орган в результате травмы, хирургической операции, либо имеют врождённую аномалию развития.

Исследователи из Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (Уинстон-Сейлем, Северная Каролина, США) готовы проверить безопасность, функциональность и долговечность биоинженерных пенисов. Для начала исследований следует получить одобрение FDA, процедура получения разрешения может занять около пяти лет.

Профессор Энтони Атала (Anthony Atala), директор Wake Forest Institute, руководил командой, успешно вырастившей пенис кролика в 2008 году. (далее…)

Российские учёные сообщили о создании биоискусственной печени


В настоящее время в стенах ФНЦТИО им. ак. В.И. Шумакова выполняются все существующие в мировой практике виды трансплантации печени. Ежегодно проводится около ста таких операций.
В настоящее время в стенах ФНЦТИО им. академика В. И. Шумакова выполняются все существующие в мировой практике виды трансплантации печени. Ежегодно проводится около ста таких операций.

Учёные «Федерального научного центра трансплантологии и искусственных органов имени академика В. И. Шумакова» (ФНЦТИО) впервые в России создали на основе клеточных технологий биоискусственную печень и провели её успешные доклинические испытания. Об этом сообщил, выступая 3 сентября на проходящем в новосибирском Академгородке Первом Всероссийском симпозиуме «Новейшие клеточные технологии в медицине», заведующий отделом экспериментальной трансплантологии и искусственных органов Центра Мурат Шагидулин.

Методику разработал коллектив ФНЦТИО под руководством директора, академика РАН Сергея Готье.

Биоинженерный орган был выращен на основе бесклеточного матрикса — биокаркаса печени, из которой по специальной технологии удалены все ткани, а оставлены лишь белковые структуры кровеносных сосудов и других компонентов органа. Матрикс был заселён аутологичными (собственными) культивированными клетками костного мозга и печени. Полученная в результате клеточно-инженерная конструкция (КИК), будучи вживлённой в паренхиму печени или брыжейку тонкой кишки, способствует регенерации тканей и полному восстановлению функции повреждённой печени, пояснил Шагидулин. (далее…)

Свет активизирует дентальные стволовые клетки


рост третичного дентина
Рентгеновские снимки, сделанные до воздействия лазера и через 12 недель после лечения показывают рост третичного дентина (отмечен желтым маркером #).

Ученые из Института бионики Висса Гарвардского университета впервые продемонстрировали, как воздействие света маломощного лазера позволяет активизировать стволовые клетки с целью регенерации ткани. Работа, проведенная под руководством Дэвида Муни, закладывает основу применения новой технологии в различных областях медицины. Она может применятся в восстановительной стоматологии, для заживления ран, регенерации костной ткани.

В ходе экспериментов ученым удалось добиться регенерации дентина, твердой ткани зуба, посредством активизации дентальных стволовых клеток. Кроме того, был изучен и описан молекулярный механизм действия света лазера на клетки.

Ряд биологически активных молекул — регуляторных белков, называемых факторами роста, включает механизм дифференцировки — процесса, в котором стволовые клетки преобразовываются в специализированные клетки ткани. Ученым, для того чтобы воспроизвести этот процесс с целью восстановления поврежденных тканей и органов, приходится выделять стволовые клетки из организма, манипулировать ими в лаборатории, после чего возвращать их в организм. Сложность такой работы не позволяют сделать ее обычной клинической практикой. Но подход, продемонстрированный командой Дэвида Муни, отличается простотой, что дает надежду на то, что он станет инструментом работы практикующих врачей. (далее…)

|

Появится лекарство для восстановления утерянных конечностей


Человек научится отращивать новые конечности взамен утерянных не хуже хвостатых амфибий
Человек научится отращивать новые конечности взамен утерянных не хуже хвостатых амфибий.

На стыке исследования механизмов регенерации у земноводных и пресмыкающихся и работ с человеческими стволовыми клетками рождается удивительное направление медицинской науки — регенерация утерянных конечностей человека.

Уже сегодня учёные могут выделить стволовые клетки из жировой ткани или заставить клетки кожи взрослого человека вести себя как стволовые.

Приблизительно, к 2028 году эти исследования должны привести к появлению препаратов, которые будут активировать гены, побуждающие клетки в области раны от утерянной конечности проявляться в качестве стволовых и, буквально, отращивать новые руки, ноги, пальцы.

Это однако не должно свести на нет искусство протезирования: протезы к тому времени должны стать столь совершенными, что многие пациенты предпочтут искусственную руку новой собственной. Просто потому, что искусственная рука может быть более функциональной, более ловкой, чувствительной, сильной.

Ученым удалось добиться регенерации живого органа


лейкоцит
Белые кровяные клетки играют главную роль в защите организма от внешних и внутренних патогенных агентов

Группе ученых из Эдинбургского университета впервые удалось регенерировать живой орган. Усилия исследователей были направлены на восстановление тимуса — органа, расположенного рядом с сердцем, производящего важные гормоны, являющиеся частью иммунной системы. Положительные результаты готовят почву для новых методов лечения людей с ослабленным иммуннитетом, а также генетическими нарушениями, которые влияют на развитие тимуса.

Команда реактивировала природный механизм, который завершает работу с возрастом, что омолодило тимус у очень старых подопытных мышей. После лечения, регенерированный орган стал подобен органу молодого животного. Функции вилочковой железы восстановились и у мышей увеличилось количество белых кровяных клеток, Т-лимфоцитов, которые нужны организму для борьбы с инфекцией. Еще не ясно, улучшило ли это работу иммунной системы в целом.

Метод восстановления заключается в активации белка под названием FOXN1. Это соединение помогает контролировать «включение» важных генов, контролирующих развитие органа. Увеличив содержание FOXN1, команда учёных смогла восстановить клетки тимуса. (далее…)