Научная статья на тему 'Стволовые клетки в стоматологии'

Стволовые клетки в стоматологии Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

CC BY
2090
339
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биотехнологиям в медицине , автор научной работы —

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Стволовые клетки в стоматологии»

статьи и ©б@©ры

лы будут ориентироваться только на свой регион, то каким бы ни было их количество (36 или значительно больше), суть не меняется: читательская и авторская аудитория все равно меньше, чем до распада СССР. Таким образом, надо не наращивать число издаваемых в стране журналов, а обратить внимание на их качественное развитие.

ЛИТЕРАТУРА

1. Березкина, Н.Ю. Анализ публикационной активности ученых Беларуси с использованием базы данных

«Web of sciens» / Н.Ю.Березкина, Г.С.Хренова // Информ. ресурсы России. - 2008. - №4. - С.5.

2. Гарфилд, Ю. Данные о цитировании публикаций как показатель состояния науки / Ю.Гарфилд, М.В.Мейлин, Г.Смолл // Социальные показатели в системе научно-технической политики: сб. статей. -М.,1986. - С.176-211.

3. Кара-Мурза, С.Г. Цитирование в науке и подходы к оценке научного вклада / С.Г.Кара-Мурза // Вестн. АН СССР. - 1981. - №5. - С.68-75.

4. Костюкова, М.В. О проекте «Российский индекс научного цитирования» / М.В.Костюкова // Педагог. журн. Башкортостана. - 2010. - №4. - С.125-133.

5. Маркусова, В.А. О формальном методе оценки информационной значимости научных журналов / В.А.Маркусова // НТИ. Сер.1. - 1973. - №5. - С.14-17.

6. Маршакова, И.В. Система цитирования научной литературы как средство слежения за развитием науки / И.В.Маршакова. - М., 1988. - 288 с.

7. Маршакова-Шайкевич, И.В. Библиометрическая оценка российских естественно-научных журналов / И.В.Маршакова-Шайкевич // Вестн. РАН. - 2003. -№9. - С.788-796.

8. Рощина, Н.П. Российский индекс научного цитирования и проблема коррекции цитирования в периодике / Н.П.Рощина // Вестн. Урал. федерал. ун-та. Сер. Экономика и управление. - 2011. - №1. - С.134-140.

9. Шарабчиев, Ю.Т. Анализ цитируемости публикаций как один из критериев оценки эффективности научной деятельности (на примере ученых-медиков Беларуси) / Ю.Т.Шарабчиев // Здравоохр. Белоруссии. - 1987. - № . - С. 5-28.

10. Шарабчиев, Ю.Т. Коммуникации в науке: социометрический аспект / Ю.Т.Шарабчиев. - Минск, 1995. - 256 с.

11. Currie, B.F Continuing education from medical periodicals / B.FCurrie // J. Med. Educ. - 1976. - Vol.51, №5. - P.420.

Поступила 14.06.2012

СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ В СТОМАТОЛОГИИ

Считается, что основная функция стволовых клеток во взрослом организме - замена отслуживших дифференцированных клеток и восстановление клеточного состава поврежденных тканей, что актуально для комплексного лечения заболеваний па-родонта. Однако ряд эффектов может быть связан с паракринным действием благодаря большому числу факторов роста и цитокинов, которые секретируют стволовые клетки.

Существует две классификации стволовых клеток:

1) по источнику происхождения (эмбриональные, фетальные, клетки костного мозга, клетки пуповинной крови, стволовые клетки тканей взрослого организма и т.д.);

2) по способности к дифференцированию: тотипотентные, образующие клетки любых типов; плюрипотентные, образующие клетки многих типов, но не всех; мультипотентные, образующие клетки нескольких типов, и унипотентные - образующие только один тип клеток.

Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) выделяют из эмбрионов ранних стадий развития (от диплоидной зиготы до образования 8-16 бластомеров). Однако их применение ограничено риском образования опухолей и иммунного отторжения, хотя в другом исследовании не было обнаружено статистически достоверного опухолеобразования.

Наиболее изучены мезенхимальные стволовые клетки (МСК), выделенные из костного мозга (КМ). МСК взрослого человека из КМ представляют собой легкодоступную и относительно хорошо охарактеризованную популяцию стромаль-ных клеток-предшественников, которые содержатся в КМ как в своеобразном

депо. При необходимости они выходят в кровь, поступают в поврежденный орган или ткань и превращаются в специализированные клетки для их восстановления. МСК обнаружены не только в КМ, но и в других тканях (кровь, кожа, мышечная ткань, трабекулярная кость, периост, синовиальные оболочки, жировая ткань). Они способны к интенсивной пролиферации, могут дифференцироваться во многие клеточные типы и трансплантабельны in vivo. Доказано, что стволовые клетки, находящиеся в строме КМ, участвуют в процессах восстановления поврежденной костной ткани.

Потенциальным источником стволовых клеток с высокой клоногенной и проли-феративной активностью является пульпа зуба. Основное морфогенетическое звено, регулирующее эти процессы, - окружающий дентин межклеточный матрикс, в частности костные морфогенетические белки. Данный вид стволовых клеток может дифференцироваться в дентинфор-мирующие одонтобласты, что обосновывает их применение для восстановления тканей зуба. По данным других авторов, в условиях in vitro эти клетки способны дифференцироваться и в нейрональном направлении.

В последние годы особый интерес биологов и врачей вызывают стромаль-ные клетки, получаемые из жировой ткани (СКЖТ). Это обусловлено в первую очередь доступностью материала для выделения клеток, поскольку одним из способов их получения является косметическая липосакция. Популяция свежевыделенных клеток жировой ткани гетерогенна и характеризуется высоким содержанием клеток, экспрессирующих антиген CD34. В процессе культивирова-

ния наблюдается обогащение популяции клетками, несущими маркёры, идентичные МСК костного мозга, - CD29, CD44, Сй71, CD90, CD105, CD106, CD166. Поэтому в ряде случаев СКЖТ могут представлять собой альтернативу МСК из КМ, получение которых связано с определенными техническими и медицинскими проблемами.

СКЖТ способны дифференцироваться в клетки костной, хрящевой, жировой, мышечной, нервной ткани, в клетки сосудистой стенки (эндотелиальные и перициты). В исследованиях последних лет показано, что СКЖТ обладают выраженной ангиогенной активностью, в основном за счет секреции ряда ключевых ангио-генньгх факторов роста: фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), фактора роста гепатоцитов (HGF), фактора роста фибробластов 2-го типа (FGF2) и др.

В конце XX столетия получило активное развитие новое направление реконструктивной хирургии - тканевая инженерия (tissueengineering), в основе которой лежит использование клеток, выращиваемых в культуральных средах, и их трансплантация на биосовместимом носителе для воссоздания тканевых структур. Особенно перспективно это направление в области восстановления утраченных структур в функционально активных тканях, которыми в пародонте являются кость и периодонтальная связка.

Стромальные клетки, полученные после культивирования КМ, обладают всеми особенностями, свойственными стволовым клеткам - мультипотентностью, способностью к самоподдержанию, возможностью дифференцироваться в клетки костной ткани, хряща, жировой ткани и др. Сегодня внимание сфокусировано

статьи и ©б@©ры

главным образом на возможности стро-мальных клеток дифференцироваться в клетки костной ткани.

Усилиями ряда исследователей, работающих в области тканевой инженерии, разработаны и внедрены композиционные материалы, в состав которых входит нативный КМ, около 4% клеток которого составляют стромальные клетки и остео-генные клетки-предшественники, пред-дифференцированные в монослойных культурах КМ. В качестве носителей для трансплантации клеток используются как ксеногенные, так и синтетические материалы - гидроксиапатитная керамика.

Сотрудниками МГМСУ совместно с другими ведущими научными учреждениями разработаны методы культивирования клеток стромы КМ человека, способы оценки количества клеток в слое, формирующемся на поверхности композитов, определения цитотоксичности образцов композитов и эффективности прикрепления клеток к их поверхности. Приводятся данные об успешном применении биокомпозиционного материала «Алломатрикс-имплант» в сочетании со стромальными остеогенными клетками-предшественниками при реконструктивных операциях на альвеолярных отростках челюстей.

В исследовании Фионовой Э.В. (2008) установлено, что в клеточной культуре КМ на образцах остеопластического материала «Гапкол» формируется значительно больше стромальных, чем кроветворных, клеток. Заселение МСК поверхности материала «Гапкол», содержащего неколлагено-вые белки кости, и внесение этой конструкции в костную рану ветви нижней челюсти кролика уменьшает проявления воспалительно-деструктивных реакций, повышает активность остеогенетических процессов и усиливает процессы созревания новообразованной костной ткани.

[ригорьян А.С. и соавт. (2009) в экспериментах на кроликах с применением гисто-морфометрического метода показали, что при использовании титановой пластины с культурой МСК КМ за 4 месяца эксперимента происходит полное заполнение костного дефекта челюсти пластинчатой костной тканью. В контрольной группе дефект замещался регенератом, значительную часть которого составляла грубоволокни-стая соединительная ткань.

Боброва Н.А. и соавт. (2010) описывают применение аутологичных МСК крови в хирургическом лечении хронического генерализованного пародонтита. По мнению автора, этот метод стимулирует репа-ративные и регенеративные процессы в тканях пародонта. Рентгенологически под-

тверждено восстановление костной ткани (в среднем на 30-35%) через 6 месяцев лечения. Восстановление костной ткани зависело от уровня резорбции, выявленной до операции: при резорбции до 1/3 величины корня восстановление костной ткани было полным у 48% пациентов, при резорбции 1/2 костная ткань восстановилась до 1/3 у 34,3% пациентов, а при резорбции на 2/3 величины корня восстановление произошло до 1/2 у 17,1% пациентов. Денситоме-трия участка альвеолы после операции показала уплотнение костной ткани в среднем на 11,63%.

Кауламбаева М.Р. (2009) вводила экспериментальным животным инъекции пред-культивированных аутологичных клеток КМ в сочетании с костным коллагеном в область костного дефекта. Автор делает вывод, что применение аутологичных МСК КМ для лечения костных дефектов и генерализованного пародонтита эффективнее традиционных методов заживления вследствие трансформации кровяного сгустка. Еще более эффективным оказалось применение клеточных технологий в сочетании с костным коллагеном, поскольку на 40-е сутки эксперимента прирост костной ткани и уменьшение глубины пародонталь-ных карманов (ПК) в этой группе составил 78,57%, что в 2 раза больше, чем в контроле.

Жаринов Г.М. и соавт. (2007) провели апробацию эффективности использования для восстановления костной ткани при хроническом пародонтите гидроксиапатита кальция (Cerasorb), смешанного с аутоло-гичными МСК, полученными из КМ. В работе описан клинический случай. Через 2 месяца после операции при зондировании глубина ПК уменьшилась до 2,5 мм, воспаления и атрофии в области вмешательства не выявлено. Компьютерная томография в дентальном режиме через 13 месяцев после операции не выявила границы между костными структурами челюсти и вновь образованной тканью.

Трансплантация стромальных клеток КМ, среди которых имеется популяция МСК, -многообещающий метод восстановления поврежденных и утраченных тканей полости рта. Однако пока трансплантация МСК КМ производится в основном только в эксперименте, что связано с необходимостью длительного культивирования костномозговых клеток и высокой стоимостью самого процесса.

Стволовые клетки из периодонтальной связки впервые выделены в 2004 г. Установлены их мультипотентные свойства и способность к дифференцированию в адипоциты, остеобласт- и цементобласт-подобные клетки in vitro и формированию

цемента и тканей периодонтальной связки in vivo.

Nakahara Т. и соавт. (2004) показали регенерацию альвеолярной кости и цемента на модели пародонтальных дефектов на собаках путем имплантирования аутологичных клеток из периодонтальной связки, культивированных на коллагеновой губке.

Dogan A. и соавт. (2003) трансплантировали фибробластоподобные клетки из тканей периодонтальной связки, культивированные до 4-го пассажа, в кровяном сгустке в хирургически сформированные фуркационные дефекты II класса верхней челюсти собак. Гистоморфометриче-ски отмечено образование новой кости и цемента.

Sonoyama W. и соавт. (2006) продемонстрировали возможность построения перио-донтально-корневого комплекса в результате подсадки в лунку удаленного нижнего резца стволовых клеток из зубного сосочка человека на гидроксиапатит-трикаль-цийфосфатном блоке в форме корня в качестве носителя, покрытого желатиновой губкой (Gelfoam, Pharmacia Canada inc.), которая содержит аутологичные МСК из периодонтальной связки на мини-пигах.

Liu Уи соавт. (2008) на экспериментальной модели пародонтита на мини-пигах показали, что аутологичные стволовые клетки из периодонтальной связки способствуют регенерации пародонтальных тканей с образованием альвеолярной кости, цемента и периодонтальной связки.

Перовой М.Д. и соавт. (2006) проведено клиническое исследование роста нового зубодесневого прикрепления после ауто-трансплантации СКЖТ при развившемся пародонтите. Показано, что тестируемый метод лечения расширяет возможности замещения глубоких пародонтальньгх дефектов, когда наблюдается критический дефицит собственного костного субстрата. Определено влияние курения и возраста на рост нового зубодесневого прикрепления.

Григорьян А.С. и соавт. (2010) в работе на 8 кроликах с экспериментально воспроизведенными критическими дефектами свода черепа выполняли пластику дефектов биоинженерными конструкциями на основе пористого политетрафторэтилена с мультифункциональным нано-структури-рованным нерезорбируемым покрытием Ti-C-Ca-P-O-N и аутогенными стромальными клетками из жировой ткани (основная группа - 4 кролика). В группе сравнения (4 кролика) дефекты возмещали абиологическим имплантатом. В сроки 3 и 6 месяцев в основной группе под имплантатами наблюдали образование в области дефектов свода черепа полноценного костного регенерата.

Пр©блемные статьи и ©б@©ры

Уровень коммитирования клеток, достигнутый при описанном методе культивирования СКЖТ позволяет получить популяцию преостеобластически дифференцированных клеток, обладающую столь мощным остеогенетическим потенциалом, что он достаточен для регенерации костной ткани в критических дефектах свода черепа, костная ткань которого обладает относительно низким репарационным потенциалом. В группе сравнения в костных дефектах формировался регенерат из грубоволокни-стой соединительной ткани.

На модели дефекта угла нижней челюсти кролика сравнение результатов гистологического исследования, сканирующей электронной микроскопии и микрофокусной рентгенографии показало, что ауто-логичные СКЖТ, дифференцированные в остеогенном направлении, больше способствуют регенеративному остеогенезу, чем клетки аллогенного происхождения. Использование трансплантатов с аллоген-ными СКЖТ помогает ускорить закрытие дефекта костной ткани, однако созревание костного матрикса в данном случае происходит медленнее [6].

Чаусская И.Ю. и соавт. (2010) использовали клеточную культуру СКЖТ у 15 больных: при деформации альвеолярного отростка верхней челюсти в области 1 зуба - у 5, при синус-лифтинге - у 4,

Чт nnnooun ou-атк

По мнению проф. Ю.М. Комарова, платных услуг в медицинских учреждениях не должно быть вообще, т.е. между врачом и пациентом не должно быть никаких денежных отношений, и врач не должен рассматривать пациента в качестве источника своих доходов. Вместо этого нужно развивать договорные отношения с предприятиями и добровольное (частное) медицинское страхование, которое является таким же солидарным, как и ОМС, и дает пациенту дополнительные возможности при одних и тех же стандартах (клинических рекомендациях) оказания медицинской помощи, а медицинским учреждениям и медицинским работникам - законные дополнительные, но обезличенные для врачей доходы. Комаров Ю.М. // ГлавВрач. - 2011. -№1. - С. 82-89. Военачальники викингов наносили знаки военного отличия на свои зубы. Подобные «лычки» представляли собой глубокие царапины на зубах «командиров», пишет британский научный журнал New Scientist. Это открытие сделали ученые из шведского Совета национального наследия. Они изучили 557 скелетов викингов и обнаружили, что у многих из них на зубах есть особые борозды, нанесенные острым предметом. О том, что эти насечки имеют отношение к военному делу, ученые сделали вывод после того, как установили, что эти знаки присутствуют только у мужских скелетов. Так, примерно 10% мужчин были отмечены такими знаками. Насечки наносились на передние верхние зубы мужчин. В зависимости от ранга, согласно гипотезе ученых, командир мог иметь две или три насечки. Существуют и другие предположения относительно этих знаков. Они могли определять принадлежность человека к тому или иному племени, свидетельствовать о его способности переносить боль или определять его общественный статус (торговец, воин или другой). Большинство из мужчин с насечками на зубах, скелеты которых обследовали ученые, умерли молодыми. Этот факт дал основание исследователям предположить, что они все же были воинами. http://www.historymed.ru/encyclopedia/ 1орький шоколад способен противостоять кариесу. Японские ученые обнаружили в шоколаде вещества, которые мешают бактериям прикрепляться к поверхности зубов. Специалисты, правда, оговариваются, что самая полезная по антимикробному воздействию - это кожура какао-бобов. А она как раз уходит в отходы при производстве шоколада. Тем не менее оставшихся свойств с лихвой хватает, чтобы нейтрализовать вредное воздействие сахара, находящегося в плитке шоколада, на зубную эмаль. Экспериментально это доказали американские ученые. Они специально кормили подопытных животных едой, вызывающей кариес. Но одним подсыпали какао-порошок, а другим нет. У животных, которые ели пищу с какао, клыки сохранились в целости, как если бы они чистили зубы каждый день. www.aif.ru/health

при деформации альвеолярного отростка нижней челюсти в дистальных отделах -у 6. Полученные в клиническом исследовании данные показали, что применение аутогенных СКЖТ в сочетании с гидрок-сиапатитом исключает риск развития аллергических и побочных реакций, обеспечивает длительный клинический эффект, приводит к сокращению сроков реабилитации пациентов с деформацией альвеолярных отростков верхней и нижней челюстей.

Сотрудниками ЦНИИС совместно с ЗАО «РеМе-Тэкс» проведено пилотное клиническое исследование новой биомедицинской технологии по восстановлению костных дефектов и дефицита костной ткани верхней и нижней челюстей. Клинический протокол костной пластики для дентальной имплантации включал несколько этапов: создание из частично деминерализованного костного блока трехмерной модели, которая анатомически соответствовала костному дефекту у пациента; заселение костного ма-трикса аутологичными МСК из жировой ткани, преддифференцированными в остеогенном направлении; трансплантация биоинженерной конструкции в место дефекта. В исследование были включены 7 пациентов с выраженной атрофией костной ткани в области ранее утрачен-

ных зубов. Выявлены ускорение сроков заживления операционной раны без врастания слизистой в трансплантат, замещение трансплантата в течение 3-6 месяцев на собственную костную ткань, количество которой было достаточным для установки имплантатов и первичной фиксации уже через 3-4 месяца после трансплантации.

Tobita М. и соавт. (2008) показали, что СКЖТ с обогащенной тромбоцитами плазмой поддерживают регенерацию перио-донтальных тканей, включая альвеолярную кость и структуры периодонтальной связки на дефектах пародонта крыс in vivo.

Таким образом, создание тканеинже-нерных конструкций, содержащих недифференцированные стромальные и остеогенные клетки-предшественники, является перспективным высокотехнологичным методом. Приведенные данные позволяют предположить, что применение стромальных клеток в стоматологии открывает широкие возможности для использования клеточных технологий в челюстно-лицевой хирургии, пародонто-логии и имплантологии.

По материалам публикации: рудянов А,И,, Сысоева В,Ю,, Терновой Ю,В. Стволовые клетки и возможности ихприменения в паро-донтологии//Стоматология, -№1, -С.71-75.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.