Мочевой пузырь свиньи регенерация

Проведенная исследователями Питтсбургского университета и института регенеративной медицины Макгована, работающими под руководством профессора Стивена Бадыляка (Stephen F. Badylak), хирургическая имплантация внеклеточного матрикса свиного мочевого пузыря обеспечила укрепление и частичную регенерацию травмированных мышц ног у трех из пяти пациентов.

При утрате значительных фрагментов мышечной ткани (как правило, в результате травмы) организм не способен обеспечить эффективную регенерацию повреждения. Вместо этого происходит формирование рубцовой ткани, что значительно снижает силу и функциональность поврежденных мышц.

Внеклеточный матрикс, выделяемый из мочевого пузыря свиней, уже в течение многих лет используют как основу медицинских продуктов, предназначенных для устранения грыж и лечения кожных язв. Он представляет собой биологический каркас, остающийся от ткани после удаления клеток. Более ранние исследования, проведенные группой профессора Бадыляка, продемонстрировали способность внеклеточного матрикса стимулировать регенерацию поврежденной мышечной ткани. Для этого материал помещали в зону повреждения, что запускало процессы привлечения стволовых клеток и клеток-предшественников, необходимых для формирования новой здоровой ткани. Результаты последней работы авторов, продолжающейся в настоящее время и привлекающей новых участников, свидетельствуют о большом потенциале данного терапевтического подхода.

На сегодняшний день в клиническом исследовании приняли участие 5 мужчин, утративших, по крайней мере, 25% объема и функциональности мышц ноги по сравнению с непострадавшей конечностью. Между получением травмы и включением в исследование должно было пройти не менее 6 месяцев. Все участники прошли курс физиотерапии продолжительностью 12-26 недель, проводимый согласно индивидуально разработанным протоколам и заканчиваемый минимум через 2 недели после того, как показатели функциональности и силы поврежденных мышц выходили на плато.

После этого в зону повреждения хирургическим путем вводили имплантат, состоящий из слоев внеклеточного матрикса, спрессованных таким образом, чтобы обеспечить заполнение дефекта мышечной ткани. В течение двух суток после окончания операции пациенты возобновляли физиотерапевтические занятия, продолжавшиеся 26 недель.

В результате у трех из пяти пациентов (у двух из них были повреждены мышцы бедра и у одного – мышца голени) спустя 6 месяцев после проведения операции наблюдалось увеличение силы поврежденной мышцы на 20% или более. У одного из пациентов с травмой бедра результаты теста на прыжки на одной ноге улучшились почти в 20 раз, тогда как другой продемонстрировал улучшение результатов теста на способность подниматься со стула в 4,5 раза и теста на приседание на одной ноге – более чем в 5 раз. Результаты биопсии и сканирования зон повреждения свидетельствовали о формировании в зоне повреждения новой мышечной ткани.

У двух пациентов с травмами голени не наблюдалось столь выраженного прогресса, однако каждый из них продемонстрировал улучшение, по крайней мере, одного функционального показателя и отметил улучшение самочувствия.

Авторы считают, что проделанная ими работа является важным шагом на пути к появлению эффективных методов восстановления поврежденных тканей и улучшения их функциональности с помощью натуральных материалов.

Статья Brian M. Sicari et al. An Acellular Biologic Scaffold Promotes Skeletal Muscle Formation in Mice and Humans with Volumetric Muscle Loss  опубликована в журнале Science Translational Medicine.

Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» https://vechnayamolodost.ru по материалам University of Pittsburgh:
Regenerative Medicine Improves Muscle Strength and Function in Leg Injuries, Pitt Study Shows.

14.005.2014

Результатом исследования, в которое армия США инвестировала 70 миллионов долларов, стала разработка метода использования ростовых факторов и белков свиного мочевого пузыря или тонкого кишечника для восстановления скелетных мышц, утраченных солдатами в результате ранений.

Суть методики заключается в нанесении на зону повреждения внеклеточного (экстрацеллюлярного) матрикса, получаемого путем очистки от клеток ткани свиного мочевого пузыря или кишечника. Остающийся после этого материал состоит из структурных компонентов, таких как коллаген, и функциональных молекул, таких как факторы роста. Внеклеточный матрикс содержит сотни факторов роста, регулирующих поведение клеток, в том числе их миграцию, дифференцировку и деление. Поэтому он не только стимулирует регенерацию зоны повреждения за счет деления сохранившихся в ней клеток, но и привлекает на помощь клетки других типов, в том числе стволовые.

По словам одного из руководителей исследования, доктора Стивена Бадыляка (Stephen F. Badylak) из Института регенеративной медицины Макгована, входящего в структуру Питтсбургского университета, никто не может подобрать комплекс необходимых факторов лучше, чем это делает сама природа.

Он также добавляет, что для получения положительных результатов недостаточно просто поместить внеклеточный матрикс в зону повреждения. Обязательным условием является создание микроокружения, необходимого для роста полноценной ткани. Это означает поддержание определенных уровней кислотности среды, содержания кислорода, влаги и питательных веществ. Необходимо также правильно направленное воздействие механических сил. Ахиллово сухожилие, например, должно постоянно находится под нагрузкой, в противном случае оно превращается в инертную соединительную ткань.

Благодаря тому, что в процессах регенерации тканей задействованы сохранившиеся в процессе эволюции базовые механизмы, обеспечивающие выживание млекопитающих, внеклеточный матрикс успешно справляется с поставленной перед ним задачей. При этом удаление из него свиных клеток позволяет избежать иммунологического отторжения.

Одним из первых участников проекта, в рамках которого проходит тестирование описанной методики, является 19-летний капрал Исайас Эрнандес (Isaias Hernandez), потерявший 70% мышечной ткани правого бедра во время военных действий в Афганистане в результате взрыва бомбы. К счастью, у пациента сохранились фрагменты мышц, располагающиеся над коленом и в верхней части бедра. Это позволило избежать ампутации и использовать новый метод для восстановления средней части бедра солдата.

Изначально Эрнандес прошел курс физических упражнений, направленных на укрепление сохранившихся мышц бедра. После этого в зону повреждения ввели внеклеточный матрикс. В течение нескольких недель мышцы начали расти, что сопровождалось повышением физической силы. Проведенная через два месяца после процедуры компьютерная томография продемонстрировала увеличение мышечной массы бедра на 12%, при этом сила травмированной конечности возросла на 7-10%. Вдохновленный результатами пациент изъявил желание провести повторную процедуру.

Доктор Бадыляк отмечает, что достигнутый результат можно рассматривать как достаточно скромный, однако он значительно превосходит результаты всех ранее испробованных подходов.

Имплантация свиного внеклеточного матрикса уже успешно используется для восстановления более мелких повреждений другого типа, например разрывов вращающей манжеты плечевого сустава – группы сухожилий, обеспечивающих правильное положение руки и ее движения в разных направлениях. Традиционные хирургические методы при подобных травмах бессильны, тогда как внедрение внеклеточного матрикса, полностью рассасывающегося в течение 75 дней по мере его замещения собственными клетками организма, уже помогло более чем 1,5 миллионам пациентов.

Есть также данные, согласно которым использование порошка из высушенного внеклеточного матрикса позволило трем пациентам отрастить утраченные кончики пальцев. Однако, согласно комментариям доктора Бадыляка, в некоторых случаях, особенно у детей, кончики пальцев могут восстанавливаться самостоятельно, поэтому для подтверждения этих данных необходимо проведение клинических исследований. Хотя на Ютюбе есть ролик, в конце которого он сам описывает случай, который, скорее всего, послужил основой несколько лет кочевавшей по Интернету байки об отрубленном пальце. Жаль, что журналист, первым запустивший ее в СМИ, услышав какой-то звон, пересказал его так глупо, что умные люди ему не поверили.

Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам Medical Xpress – Pig bladder cells help regenerate an war veteran’s leg muscle и интервью, данного доктором Бадыляком корреспонденту Newsweek.

23.06.2011

Мужчина, потерявший во время несчастного случая кончик пальца, утверждает, что тот отрос снова после того, как он присыпал больное место порошком, сделанным из свиного мочевого пузыря.

Как пишет The Times, три года назад, когда Ли Спиевак из Огайо работал в магазине игрушек, пропеллером авиамодели ему оторвало кусок среднего пальца. По его словам, врачи сказали, что недостающая часть никогда не отрастет снова. Тем не менее, 69-летний Спиевак утверждает, что его пальцу есть за что благодарить «волшебную пыль».

Этот порошок сделан на фирме брата Спиевака – Алана. Техническое название этого вещества – внеклеточный матрикс. Впервые оно было получено доктором Стивеном Бэдилэком из Университета Питтсбурга.

Десять дней подряд Спиевак прикладывал порошок к обрубку. «На второй раз уже было заметно, что палец растет, – говорит он. – С каждым днем он становился все больше. В конце концов, рана затянулась, и все это превратилось в обычный палец. Он зажил за 4 недели».
Палец Спиевака сейчас «полностью чувствителен, полностью подвижен». На нем растет ноготь и имеется обычный кожный рисунок (полный текст на сайте InoPressa.ru).

«Если не считать небольшого шрама, он выглядит точь-в-точь как мой прежний палец», – говорит Спиевак.

Даже сам доктор Бэдилэк не совсем понимает механизм действия порошка. Но он, как считается, стимулирует в организме процессы заживления.

Порошок готовят из высушенного мочевого пузыря свиньи. В этом органе очень высока концентрация коллагена – протеина, придающего коже прочность и эластичность. Изначально препарат предназначался для лечения поврежденных связок у лошадей.
Доктор Бэдилэк полагает, что внеклеточный матрикс заставляет клетки в поврежденном районе размножаться, вместо того чтобы зарубцовываться.

«В теле могут распространяться сигналы разного типа, – говорит доктор Бэдилэк. – Некоторые из них способствуют формированию рубца, другие благоприятны для регенерации тканей. Одно из вероятных объяснений эффекта внеклеточного матрикса в том, что нам удалось убрать из этого вещества многие элементы, стимулирующие образование рубца, а те постоянные компоненты, которые запускают процесс регенерации, остались».
Доктор Бэдилэк выразил надежду, что через десять лет с помощью порошка, который выпускается также в форме салфеток, можно будет «наращивать костную ткань и стимулировать образование вокруг кости функциональных тканей».

По его словам, в конечном итоге порошок, возможно, позволит вырастить целую конечность.
Сейчас доктор Бэдилэк готовится продолжить исследование порошка в Буэнос-Айресе, для чего будут привлечены женщины, страдающие раком пищевода. Испытания должны начаться и в американской армии – там с помощью этого вещества попытаются нарастить части пальцев у раненых солдат.

Впрочем, по словам доктора Бэдилэка, порошок пока «рано представлять широкой публике». «Это, что называется, «кот в мешке», – говорит он. – Но им просто больше не на что надеяться. Им нечего терять».

Чтобы получить более полное представление о возможностях порошка, доктор Бэдилэк также исследует таких животных, как саламандра, у которой без посторонней помощи в течение нескольких недель снова отрастают утраченные конечности.
Доктор Бэдилэк не знает, когда ученые смогут применить эти наработки к людям. Сам Спиевак также не хочет становиться подопытным.