Vente de soins de la peau de prolongation de la durée de vie utile

Magazine de prolongation de la durée de vie utile

LE Magazine en mars 2006
image

Avances étonnantes dans la régénération de tissu

Par Heather S. Oliff, doctorat

Une approche génétique à la régénération

Les chercheurs à l'institut de Wistar à Philadelphie, PA, étudient une tension unique de souris qui peut guérir des blessures par régénération. Après qu'un trou soit percé dans l'oreille de souris (une procédure typique d'identification de laboratoire), il se ferme sans des preuves qu'un trou était toujours présent.16 ces animaux, connus sous le nom de Murphy/Roths/grandes souris, ou souris de LMR, sont ainsi appelés pour dénoter les deux scientifiques qui les ont à l'origine multipliés, aussi bien que leur exceptionnellement de grande taille. Les souris de LMR sont génétiquement uniques, et les scientifiques les recherchent pour élucider la génétique de la régénération, espérant recueillir les informations qui peuvent être employées pour aider des humains.17

Quand les scientifiques de Wistar ont induit la blessure de coeur chez des souris de LMR et des souris typiques, ils ont constaté que le coeur de souris de LMR est revenu à la normale, tandis que le coeur typique de souris a été marqué.18 coeurs humains marquent la blessure suivante de la crise cardiaque, et la réponse de marquage contribue à la maladie cardiaque et à la mort chroniques.19 la réponse curative chez la souris de LMR, cependant, ont différé considérablement de celui de la souris typique. La souris de LMR a montré le mouvement tôt des cardiomyocytes dans le site de blessure, et la synthèse d'ADN et la prolifération de ces cellules.18 le coeur de souris de LMR ont également démontré une meilleure revascularisation (restauration d'approvisionnement en sang) au site de la blessure, qui est nécessaire pour aider des cellules pour prospérer et pour éviter la mort. Selon les scientifiques, les études de souris de LMR démontrent que « les coeurs mammifères ont la capacité significative de régénérer. »18

Les scientifiques de Wistar travaillent maintenant pour identifier que des facteurs génétiques et biochimiques sont fait participer dans cette réponse régénératrice. Ils ont déjà identifié des secteurs sur plusieurs chromosomes qui commandent la fermeture de blessure et sont impliqués dans la régénération du tissu d'épis de souris de LMR.19,20 il est peu clair si ces mêmes chromosomes soient responsables de régénérer le coeur de LMR.18

Un médiateur principal potentiel de régénération est la famille des enzymes connues sous le nom de protéinases métalliques de matrice. Ces enzymes de protéine-digestion dégradent le collagène qui aide le tissu de cicatrice de forme. Ils se produisent en cellules immunitaires, avec une autre famille des molécules appelées les inhibiteurs de tissu de la protéinase métallique, qui empêchent des protéinases métalliques de matrice. Après une blessure, les neutrophiles qui contiennent des protéinases métalliques de matrice et des inhibiteurs de tissu de protéinase métallique entrent dans la blessure. La régénération ou le marquage se produit selon si les protéinases métalliques de matrice ou les inhibiteurs de tissu de la protéinase métallique dominent. La blessure d'oreille de souris de LMR a une forme plus active de protéinases métalliques de matrice et de niveaux plus bas des inhibiteurs de tissu de protéinase métallique que la blessure typique d'oreille de souris.19 cette combinaison favorise un procédé de régénération plutôt qu'un processus de marquage chez la souris de LMR.19

Les scientifiques ont également regardé la capacité des souris de LMR de guérir des blessures de système nerveux central.22 chez les souris de LMR, la réponse de protéinase métallique de matrice a été temporairement augmentée après une lésion cérébrale, mais le cerveau n'a pas été réparé différemment que celui de la souris typique.22 les chercheurs présument que le système nerveux central a des mécanismes pour diminuer la réponse de protéinase métallique de matrice, et que la tendance de marquer la guérison régénératrice de blocs.17,19,22 la découverte comment empêcher la formation du tissu de cicatrice peut par la suite permettre pour régénérer le coeur, pour guérir les blessures et les brûlures chroniques, pour réparer le tissu spinal, et pour favoriser le remplacement d'organe.

NIH GRANT POUR ÉTABLIR LA BANQUE DE CELLULE SOUCHE NATIONALE

Les instituts de la santé nationaux (NIH) a attribué $16,1 millions sur quatre ans pour financer une banque de cellule souche nationale, directeur Elias A. Zerhouni, DM de NIH, récemment annoncée.

La banque de cellule souche nationale, attribuée à l'institut de recherche de WiCell à Madison, des WI, sera la nation première et seulement banque de cellule souche. En soi, WiCell sera le gardien de toutes les variétés de cellule embryonnaires humaines fédéralement approuvées de tige, conduisant des caractérisations moléculaires sur chaque variété de cellule, définissant leurs propriétés de croissance, exécutant le contrôle de qualité, et distribuant les variétés de cellule aux scientifiques qualifiés de recherches dans le monde entier.23

L'institut de recherche de WiCell est une organisation à but non lucratif fondée en 1999 par James Thompson, doctorat, un biologiste reproducteur qui était le premier pour isoler des variétés de cellule embryonnaires humaines de tige. Des cellules souche embryonnaires humaines sont dérivées des embryons approximativement pendant six jours après leur fertilisation dans le laboratoire, en tant qu'élément d'un programme reproducteur aidé pour les couples stériles. Les embryons servant potentiellement de source des variétés de cellule embryonnaires humaines de tige sont au-dessus de ceux exigés par les couples desquels ils ont été dérivés et sont donc destinés à être jetés. Il y a actuellement plus de 400.000 tels embryons en surplus aux USA.

Puisque les variétés de cellule embryonnaires humaines de tige sont capables du renouvellement automatique et de propager des cellules de fille avec le potentiel de provoquer tous les types de tissu, elles ont l'énorme potentiel en traitant beaucoup de maladies et de conditions médicales actuellement intraitables, telles que le type diabète d'I, maladie de Parkinson, et blessures de moelle épinière. Les directives actuelles, établies conjointement par le Conseil " Recherche " national et l'institut de la médecine, prévoient la recherche embryonnaire humaine de variété de cellule de tige en traitant la maladie, tout en interdisant le clonage humain.23

En plus de la concession de WiCell, le NIH a nommé l'Université de Californie, le Davis, et l'Université Northwestern comme des centres d'excellence dans la recherche humaine de translation de cellule souche. Les deux centres d'excellence rassembleront des experts de cellule souche, des spécialistes en maladie, et d'autres scientifiques pour explorer l'utilisation des cellules souche humaines en traitant un large éventail d'états de la maladie.23

Promesse de prises d'ingénierie de tissu

Des millions de dollars sont dépensés tous les ans pour élaborer des produits et des procédures d'ingénierie de tissu. En fait, quelques tissus machinés ont été déjà approuvés par le FDA.One des premiers tissus à machiner et utilisé médicalement est l'os. Les os, le cartilage, les tendons, et les ligaments machinés peuvent bénéficier les personnes qui souffrent des os qui ne fondront pas, des tendons défectueux, ou des articulations arthritiques, aussi bien que de ceux qui ont besoin d'implants dentaires (qui exigent le tissu fort d'os). Ces tissus régénérés un jour élimineront le besoin de thérapie standard, qui inclut l'acier inoxydable, le chrome de cobalt, et la greffe d'os.

Les scientifiques développent également la peau machinée, qui aidera à traiter les brûlures massives, les blessures chroniques de problème il est difficile guérir que (commun dans les personnes avec du diabète), et le vitiligo (une maladie de peau décolorée). Bien que des valvules cardiaques aient été machinées, les valves ont échoué quand elles ont été implantées.24 une vessie entière a été machiné et transplanté chez un chien.25 la vessie ont semblé être normaux et ont démontré la fonction normale.25 une vessie machinée n'a pas été évalués chez l'homme. Presque chaque tissu de corps est machiné pour de futures applications dans la médecine.

Trois composants sont nécessaires pour l'ingénierie réussie de tissu : cellules (telles que des cellules souche), échafaudage ou matrice (qui fournissent une base physique dégradable pour la croissance de cellules), et facteurs de croissance.26 tout simplement, les cellules se développent le long d'un échafaudage physique, et les facteurs de croissance spécifiques stimulent l'activité et la différenciation de cellules dans le tissu désiré.26

Trois techniques principales maintenant sont étudiées : 1) injection des cellules dans le tissu endommagé, l'un ou l'autre avec ou sans un échafaudage dégradable ; 2) élevage d'un tissu tridimensionnel complet à la maturité dans le laboratoire et puis implantation de lui dans le patient ; et 3) implantant un échafaudage directement dans le tissu blessé, stimulant les propres cellules du corps régénérer le tissu.27

Beaucoup de défis à réaliser l'ingénierie réussie de tissu demeurent, cependant. Par exemple, une fois qu'il est placé dans le corps, le tissu machiné doit être fourni avec le sang. Les nouveaux vaisseaux sanguins doivent former rapidement ou le tissu mourra. Ceci présente un plus grand défi dans de plus grands tissus machinés. La synchronisation et les doses appropriées de facteurs de croissance sont encore à l'étude. Les scientifiques développent également les échafaudages optimaux qui peuvent guider la croissance des cellules chez le patient.27

Conclusion

Les avances remarquables dans la régénération et l'ingénierie de tissu tiennent la grande promesse pour guérir les maladies et prolonger la vie. Un jour, scientifiques et médecins peuvent employer des thérapies de cellule souche pour régénérer les tissus et les organes endommagés ou pour traiter des conditions telles que la maladie de Parkinson, l'arthrite, et le diabète. Ils peuvent également être employés pour renverser le processus vieillissant.

Pendant que la recherche sur ces technologies extraordinaires continue à accélérer, le jour quand ces possibilités deviennent des réalités dessine toujours plus étroit.

Références

1. Disponible à : scireport de http://stemcells.nih.gov/info/. Accédé le 7 décembre 2005.

2. Les variétés de cellule de tige de Chung Y, de Klimanskaya I, de Becker S, et autres embryonnaire et extraembryonic ont dérivé des blastomeres simples de souris. Nature. 16 octobre 2005.

3. Secouez JG, Gruber PJ, Baumgartner WA, et autres implantation Mesenchymal de cellule souche dans un modèle d'infarctus myocardique de porcs : engraftment et effets fonctionnels. Ann Thorac Surg. 2002 juin ; 73(6) : 1919-25.

4. Barbash IM, Chouraqui P, baron J, et autres la livraison systémique de l'os moelle-a dérivé les cellules souche mesenchymal au myocarde atteint d'un infarctus : faisabilité, migration de cellules, et distribution de corps. Circulation. 19 août 2003 ; 108(7) : 863-8.

5. Orlic D, Kajstura J, Chimenti S, et autres les cellules mobilisées de moelle réparent le coeur atteint d'un infarctus, améliorant la fonction et la survie. Proc Acad national Sci Etats-Unis. 28 août 2001 ; 98(18) : 10344-9.

6. Orlic D, Kajstura J, Chimenti S, et autres cellules de moelle régénèrent le myocarde atteint d'un infarctus. Nature. 5 avril 2001 ; 410(6829) : 701-5.

7. Toma C, Pittenger MF, Cahill KS, Byrne BJ, palladium de Kessler. Les cellules souche mesenchymal humaines différencient à un phénotype de cardiomyocyte au coeur murin adulte. Circulation. 1er janvier 2002 ; 105(1) : 93-8.

8. Disponible à : miamiherald de http://www.miami.com/mld//vie/people/13378563.htm. Accédé le 15 décembre 2005.

9. Assmus B, Schachinger V, Teupe C, et autres transplantation des cellules d'ancêtre et d'amélioration de régénération dans l'infarctus du myocarde aigu (TOPCARE-AMI). Circulation. 10 décembre 2002 ; 106(24) : 3009-17.

10. Strauer SOIT, Brehm M, Zeus T, et autres Intracoronary, transplantation autologous humaine de cellule souche pour la régénération myocardique suivant l'infarctus du myocarde. Dtsch Med Wochenschr. 24 août 2001 ; 126 (34-35) : 932-8.

11. Strauer SOIT, Brehm M, Zeus T, et autres réparation de myocarde atteint d'un infarctus par la transplantation mononucléaire intracoronary autologous de cellules de moelle chez l'homme. Circulation. 8 octobre 2002 ; 106(15) : 1913-8.

12. À haute fréquence d'EST, Kwong YL, Chan JK, et autres angiogenèse dans le myocarde ischémique par implantation mononucléaire autologous intramyocardique de cellules de moelle. Bistouri. 4 janvier 2003 ; 361(9351) : 47-9.

13. Wollert kc, généraliste de Meyer, Lotz J, et autres transfert autologous de cellules de moelle osseuse d'Intracoronary après infarctus du myocarde : le test clinique commandé randomisé par POUSSÉE. Bistouri. 10 juillet 2004 ; 364(9429) : 141-8.

14. Keirstead HS, Nistor G, Bernal G, et autres cellule d'ancêtre d'oligodendrocyte cellule-dérivée par tige embryonnaire humaine transplante la locomotion de remyelinate et de restauration après blessure de moelle épinière. J Neurosci. 11 mai 2005 ; 25(19) : 4694-705.

15. Disponible à : http://www.nytimes.com/ 2005/12/13/science/13brain.html. Accédé le 13 décembre 2005.

16. Clark LD, Clark RK, Heber-Katz E. Un nouveau modèle murin pour la réparation et la régénération mammifères de blessure. Clin Immunol Immunopathol. 1998 juillet ; 88(1) : 35-45.

17. Bedelbaeva K, Gourevitch D, Clark L, et autres. La réponse curative de coeur de souris de LMR montre la dominance de distributeur dans les souris chimériques de foie foetal allogeneic. Cellules souche de clonage. 2004;6(4):352-63.

18. Leferovich JM, Bedelbaeva K, Samulewicz S, et autres régénération de coeur chez les souris adultes de LMR. Proc Acad national Sci Etats-Unis. 14 août 2001 ; 98(17) : 9830-5.

19. Coeur scarless de Heber-Katz E, de Leferovich J, de Bedelbaeva K, de Gourevitch D, de Clark L. The et la souris de LMR. Biol Sci du transport R Soc Lond B de Philos. 29 mai 2004 ; 359(1445) : 785-93.

20. BA de McBrearty, Clark LD, Zhang XM, PE de Blankenhorn, analyse de Heber-Katz E. Genetic d'un trait blessure-curatif mammifère. Proc Acad national Sci Etats-Unis. 29 septembre 1998 ; 95(20) : 11792-7.

21. Heber-Katz E, Chen P, Clark L, et autres régénération chez des souris de LMR : promouvez les lieux génétiques commandant le trait de fermeture de trou d'oreille utilisant la LMR et le M.m. Souris de Castaneus. Réparation REGEN de blessure. 2004 mai ; 12(3) : 384-92.

22. Hampton DW, Seitz A, Chen P, Heber-Katz E, Fawcett JW. Réponse changée de CNS à la blessure chez la souris de MRL/MpJ. Neurologie. 2004;127(4):821-32.

23. Disponible à : www.nih.gov/news/pr/ oct2005/od-03.htm. Accédé le 6 octobre 2005.

24. Ingénierie de tissu de valvule cardiaque de Vesely I. Circ Res. 14 octobre 2005 ; 97(8) : 743-55.

25. Oberpenning F, Meng J, Yoo JJ, reconstitution d'Atala A. De novo d'une vessie urinaire mammifère fonctionnelle par l'ingénierie de tissu. Nat Biotechnol. 1999 fév. ; 17(2) : 149-55.

26. Disponible à : http://www.medscape.com/ viewarticle/413101. Accédé le 7 décembre 2005.

27. Atterrisseur de Griffith, défis ingénierie-actuels de Naughton G. Tissue et opportunités en expansion. La Science. 8 février 2002 ; 295(5557) : 1009-14