Primjena staničnih tehnologija za poboljšanje izgleda ožiljaka

Modernu znanost karakterizira brz razvoj niza srodnih disciplina, ujedinjenih pod općim nazivom "biotehnologija". Ovaj dio znanosti, temeljen na najnovijim dostignućima u području biologije, citologije, molekularne genetike, genetskog inženjerstva, transplantologije, ima za cilj iskoristiti ogroman potencijal svojstven biljnim i životinjskim stanicama - osnovnim strukturnim jedinicama svih živih bića. "Živa stanica je gotov biotehnološki reaktor u kojem se ne ostvaruju samo procesi koji dovode do stvaranja konačnog proizvoda, već i niz drugih koji pomažu u održavanju katalitičke aktivnosti sustava na visokoj razini", - John Woodward, 1992. Početak stanične znanosti postavljen je 1665. godine, kada je engleski fizičar R. Hooke stvorio prvi mikroskop i otkrio stanice - celule ("stanice") u čepu. Godine 1829. M. Schleiden i T. Schwann potkrijepili su "teoriju stanica" koja je dokazala da se sva živa bića sastoje od stanica. Godine 1858. R. Virchow dokazao je da se sve bolesti temelje na kršenju strukturne organizacije i metabolizma stanica. Postao je osnivač "stanične patologije". Temeljni doprinos znanosti o stanici dali su 1907.-1911. R. Harrison i A.A. Maksimov, koji su dokazali mogućnost uzgoja stanica izvan tijela. Njihov rad pokazao je da se za uzgoj stanica životinjska tkiva i dijelovi biljaka moraju mehanički odvojiti na male komadiće. Za izolaciju stanica, tkiva se režu oštrim nožem ili mikrotomom na tanke dijelove, približno 0,5-1,0 mm. Fizičko odvajanje stanica naziva se imobilizacija. Izolirane stanice dobivaju se enzimskom disperzijom komadića biljaka ili tkiva. Nakon mljevenja oštrim škarama, komadići se tretiraju tripsinom ili kolagenazom kako bi se dobila suspenzija - suspenzija pojedinačnih stanica ili njihovih mikroagregata u posebnom mediju. Alginatni gelovi (kalcijev alginat) široko se koriste za imobilizaciju biljnih stanica. Dokazano je da imobilizirane biljne i životinjske stanice zadržavaju sposobnost biosinteze. Produkti stanične biosinteze nakupljaju se u stanicama, njihova ekspresija događa se spontano ili uz pomoć posebnih tvari koje potiču povećanu propusnost staničnih membrana.

Uzgoj životinjskih stanica mnogo je složeniji proces od uzgoja biljnih stanica, koji zahtijeva posebnu modernu opremu, visoku tehnologiju, prisutnost različitih medija, faktora rasta osmišljenih za očuvanje održivosti stanica i njihovo održavanje u stanju visoke funkcionalne aktivnosti. Utvrđeno je da je većina stanica čvrstih tkiva, poput tkiva bubrega, jetre i kože, površinski ovisna, pa se in vitro mogu uzgajati samo u obliku tankih listova ili monoslojeva izravno povezanih s površinom supstrata. Životni vijek, proliferacija i funkcionalna stabilnost stanica dobivenih enzimskom disperzijom tkiva uvelike ovise o supstratu na kojem se uzgajaju. Poznato je da sve stanice dobivene iz tkiva kralježnjaka imaju negativni površinski naboj, pa su pozitivno nabijeni supstrati prikladni za njihovu imobilizaciju. Izolirane stanice dobivene izravno iz cijelih tkiva mogu se održavati u primarnoj kulturi u imobiliziranom stanju uz održavanje visoke specifičnosti i osjetljivosti tijekom 10-14 dana. Imobilizirane, površinski ovisne stanice danas igraju glavnu ulogu u biologiji, posebno u kliničkim istraživanjima. Koriste se za proučavanje ciklusa razvoja stanica, regulacije njihovog rasta i diferencijacije, funkcionalnih i morfoloških razlika između normalnih i tumorskih stanica. Imobilizirani stanični monoslojevi koriste se u biotestovima, za kvantitativno određivanje biološki aktivnih tvari, kao i za proučavanje učinka različitih lijekova i toksina na njih. Liječnici svih specijalnosti već desetljećima pokazuju veliki interes za stanicu kao terapijsko sredstvo. Stanične tehnologije se trenutno brzo razvijaju u tom smjeru.

Početak tkivne i stanične terapije povezan je s imenom poznatog ruskog znanstvenika V. P. Filatova, koji je 1913. godine postavio temelje doktrine tkivne terapije, proučavajući rezultate transplantacija rožnice od zdravih donora pacijentima s kataraktom. U procesu rada s transplantatima rožnice otkrio je da se rožnica konzervirana na hladnoći 1-3 dana na temperaturi od -2-4 stupnja C bolje ukorijenjuje od svježe. Tako je otkriveno svojstvo stanica da u nepovoljnim uvjetima luče neke tvari koje pobuđuju vitalne procese u transplantiranim tkivima i regenerativne u tkivima primatelja. Tkivo i stanice odvojene od tijela nalaze se u stanju stresa, odnosno usporavaju vitalnu aktivnost. Cirkulacija krvi u njima prestaje, a time i prehrana. Disanje tkiva je izuzetno otežano, inervacija i trofika su poremećeni. Nalazeći se u novom kvalitativnom stanju, prilagođavajući se novim uvjetima postojanja, stanice proizvode posebne tvari s ljekovitim svojstvima. Ove tvari neproteinske prirode V. P. Filatov nazvao je biogenim stimulansima. Zajedno s V. V. Skorodinskom utvrdio je da se materijal iz životinja i biljaka može slobodno autoklavirati na t 120°C tijekom sat vremena nakon što je čuvan u nepovoljnim uvjetima, te da ne samo da nije izgubio aktivnost, već ju je, naprotiv, povećao, što je objašnjeno oslobađanjem bioloških stimulansa iz konzerviranih tkiva. Osim toga, izgubio je antigenska svojstva, što je značajno smanjilo mogućnost odbacivanja. Konzervirani sterilni materijal unošen je u tijelo implantacijom (plantacijom) pod kožu ili u obliku injekcija ekstrakata, s odgovarajućim rezultatima. Također je otkriveno da fetalna tkiva sadrže znatno veći broj biološki aktivnih tvari od tkiva odraslih jedinki, a neki se faktori nalaze samo u embrijima. Inokulirana fetalna tkiva organizam primatelja ne percipira kao strana zbog odsutnosti proteina odgovornih za specifičnost vrste, tkiva i pojedinca (proteini glavnog kompleksa histokompatibilnosti) u citoplazmatskim membranama. Kao rezultat toga, inokulacija životinjskih fetalnih tkiva u ljudski organizam ne pokreće mehanizme imunološke zaštite i reakcije nekompatibilnosti i odbacivanja. VP Filatov je u svojoj medicinskoj praksi široko koristio ljudsku posteljicu i kožu. Kursevi liječenja sastojali su se od 30-45 injekcija ekstrakata tkiva i 1-2 implantacije autoklaviranog tkiva.

Započevši svoja istraživanja s ljudskim i životinjskim tkivima i stanicama, svoja je generalizacije prenio na biljni svijet. Provodeći eksperimente s živim dijelovima biljaka (aloja, trputac, agava, vrhovi repe, gospina trava itd.), stvorio je za njih nepovoljne uvjete, stavljajući odrezane listove na tamno mjesto, budući da je biljci za vitalne funkcije potrebna svjetlost. Također je izolirao biogene stimulanse iz estuarijskog blata i treseta, zbog činjenice da se blato i treset formiraju uz sudjelovanje mikroflore i mikrofaune.

Terapija tkivom dobila je novi krug svog razvoja krajem 70-ih, kada su znanje i iskustvo akumulirano desetljećima omogućili korištenje životinjskih i biljnih tkiva i stanica na kvalitativno novoj razini za liječenje ljudi i produljenje njihove aktivne dugovječnosti. Tako su se u nekim domaćim i brojnim stranim klinikama žene u fiziološkoj menopauzi s klimakterijskim sindromom ili na pozadini ovariektomije počele podvrgavati tkivnoj terapiji fetalnim tkivima posteljice, hipotalamusa, jetre, jajnika, timusa i štitnjače kako bi se usporio proces starenja, razvoj ateroskleroze, osteoporoze, disfunkcije imunološkog, endokrinog i živčanog sustava. U jednoj od najprestižnijih gerontokozmetoloških klinika u zapadnoj Europi, injekcije ekstrakata dobivenih iz fetalnih tkiva gonada ovnova koriste u iste svrhe već nekoliko desetljeća.

U našoj zemlji, biostimulirajući tretman također je pronašao široku primjenu. Do nedavno su se pacijentima s raznim bolestima aktivno propisivale injekcije ekstrakata placente, aloe, kalanhoe, seduma major (biosed), FiBS-a, peloidnog destilata, peloidina, treseta, humisola pripremljenog prema metodi V. P. Filatova. Trenutno je gotovo nemoguće kupiti ove vrlo učinkovite i jeftine domaće tkivne pripravke životinjskog, biljnog i mineralnog podrijetla u ljekarnama.

Osnova za dobivanje raznih biogenih pripravaka iz ljudskih tkiva i organa uvozne proizvodnje, kao što su rumalon (iz hrskavičnog tkiva i koštane srži), aktovegin (iz teleće krvi), solkoseril (ekstrakt goveđe krvi), kao i domaći pripravci - staklasto tijelo (iz staklastog tijela oka goveda), kerakol (iz rožnice goveda), splenin (iz slezene goveda), epitalamin (iz epitalamičko-epifizne regije) također su istraživanja V. P. Filatova. Ujedinjujuće svojstvo za sve tkivne pripravke je opći učinak na cijelo tijelo u cjelini. Tako je „Tkivna terapija“ akademika V. P. Filatova postala osnova za većinu modernih dostignuća i smjerova u kirurgiji, imunologiji, opstetriciji i ginekologiji, gerontologiji, kombustiologiji, dermatologiji i kozmetologiji vezanih uz stanicu i produkte njezine biosinteze.

Problem transplantacije tkiva zaokuplja čovječanstvo od davnina. Tako se u Ebersovom papirusu, datiranom 8000. godine prije Krista, već spominje korištenje transplantacije tkiva za nadoknadu nedostataka u pojedinim područjima tijela. U "Knjizi života" indijskog znanstvenika Sushrute, koji je živio 1000 godina prije Krista, nalazi se detaljan opis restauracije nosa s kože obraza i čela.

Potreba za donorskom kožom rasla je proporcionalno porastu broja plastičnih i rekonstruktivnih operacija. U tom smislu, počela se koristiti kadaverična i fetalna koža. Postojala je potreba za očuvanjem donorskih resursa i pronalaženjem načina zamjene ljudske kože životinjskim tkivima, te raznim opcijama modeliranja kože. I upravo su u tom smjeru znanstvenici radili kada je 1941. P. Medovar prvi put pokazao temeljnu mogućnost rasta keratinocita in vitro. Sljedeća važna faza u razvoju staničnih tehnologija bio je rad Karaseka M. i Charltona M., koji su 1971. proveli prvu uspješnu transplantaciju autolognih keratinocita iz primarne kulture na zečje rane, koristeći kolageni gel kao supstrat za uzgoj CC, što je poboljšalo proliferaciju stanica u kulturi. J. Rheinvvald. H. Green. razvio je tehnologiju za serijski uzgoj velikih količina ljudskih keratinocita. Godine 1979. Green i njegovi suradnici otkrili su izglede za terapijsku upotrebu stanične kulture keratinocita u obnovi kože kod opsežnih opeklina, nakon čega su ovu tehniku, koja se stalno usavršavala, počeli koristiti kirurzi u centrima za opekline u inozemstvu i kod nas.

U procesu proučavanja živih stanica utvrđeno je da stanice proizvode ne samo biogene stimulatore neproteinskog podrijetla, već i niz citokina, medijatora, faktora rasta, polipeptida, koji igraju važnu ulogu u regulaciji homeostaze cijelog organizma. Utvrđeno je da različite stanice i tkiva sadrže peptidne bioregulatore koji imaju širok raspon biološkog djelovanja i koordiniraju procese razvoja i funkcioniranja višestaničnih sustava. Započela je era korištenja stanične kulture kao terapijskog sredstva. U našoj zemlji, transplantacija suspenzije fibroblasta i višeslojnih slojeva stanica keratinocita usvojena je u kombustiologiji posljednjih desetljeća. Takav aktivan interes za transplantaciju stanica kože opečenim pacijentima objašnjava se potrebom za brzim zatvaranjem velikih površina opeklina i nedostatkom donorske kože. Mogućnost izolacije stanica iz malog komadića kože sposobnog prekriti površinu rane 1000 ili čak 10 000 puta veću od površine donorske kože pokazala se vrlo atraktivnom i važnom za kombustiologiju i pacijente s opeklinama. Postotak prianjanja sloja keratinocita varira ovisno o području opekline, dobi i zdravlju pacijenta od 71,5 do 93,6%. Interes za transplantaciju keratinocita i fibroblasta povezan je ne samo s mogućnošću brzog zatvaranja defekta kože, već i s činjenicom da ovi transplantati imaju snažan biološki aktivni potencijal za poboljšanje izgleda tkiva dobivenih kao rezultat transplantacije. Stvaranje novih krvnih žila, ublažavanje hipoksije, poboljšani trofizam, ubrzano sazrijevanje nezrelog tkiva - to je morfo-funkcionalna osnova za ove pozitivne promjene koje nastaju zbog oslobađanja faktora rasta i citokina iz transplantiranih stanica. Dakle, zahvaljujući uvođenju progresivnih staničnih tehnologija za transplantaciju višestaničnih slojeva autolognih i alogenih keratinocita i fibroblasta na velike površine rana u medicinsku praksu, kombustiolozi su uspjeli ne samo smanjiti stopu smrtnosti žrtava opeklina s visokim postotkom kožnih lezija, već i kvalitativno poboljšati ožiljno tkivo koje neizbježno nastaje na mjestu opeklina IIb i IIIa i b stupnja. Iskustvo kombustiologa stečeno u liječenju rana kod pacijenata s opeklinama sugeriralo je ideju korištenja već modificirane Greenove metode u dermatokirurškoj praksi za različite kožne i kozmetičke patologije (trofični ulkusi, vitiligo, nevusi, bulozna epidermoliza, uklanjanje tetovaža, promjene na koži povezane sa starenjem i za poboljšanje izgleda ožiljaka).

Upotreba alogenih keratinocita u kirurgiji, kombustiologiji i dermatokozmetologiji ima niz prednosti u odnosu na upotrebu autolognih keratinocita, budući da se stanični materijal može unaprijed pripremiti u neograničenim količinama, konzervirati i po potrebi koristiti. Također je poznato da alogeni CC imaju smanjenu antigensku aktivnost, budući da pri uzgoju in vitro gube Langerhansove stanice, koje su nositelji antigena HLA kompleksa. Upotrebu alogenih CC podupire i činjenica da se nakon transplantacije zamjenjuju autolognim, prema različitim autorima, u roku od 10 dana do 3 mjeseca. U tom smislu, danas su u mnogim zemljama stvorene stanične banke, zahvaljujući kojima je moguće dobiti stanične transplantate u potrebnoj količini i u pravo vrijeme. Takve banke postoje u Njemačkoj, SAD-u i Japanu.

Interes za korištenje staničnih tehnologija u dermatokozmetologiji posljedica je činjenice da "stanični sastavi" nose snažan bioenergetski i informacijski potencijal, zahvaljujući kojem je moguće dobiti kvalitativno nove rezultate liječenja. Autokini koje luče transplantirane stanice (faktori rasta, citokini, dušikov oksid itd.) prvenstveno djeluju na vlastite fibroblaste tijela, povećavajući njihovu sintetsku i proliferativnu aktivnost. Ova činjenica posebno je privlačna istraživačima, budući da je fibroblast ključna stanica dermisa, čija funkcionalna aktivnost određuje stanje svih slojeva kože. Također je poznato da se nakon ozljede kože kauterizacijom, laserom, iglom i drugim instrumentima koža obnavlja svježim matičnim prekursorima fibroblasta iz koštane srži, masnog tkiva i kapilarnih pericita, što doprinosi "pomlađivanju" skupa tjelesnih stanica. Aktivno počinju sintetizirati kolagen, elastin, enzime, glikozaminoglikane, faktore rasta i druge biološki aktivne molekule, što dovodi do povećane hidratacije i vaskularizacije dermisa, poboljšavajući njegovu čvrstoću,