Фибробласты для красоты и омоложения: скоро и в России!
Применение фибробластов человека – одна из наиболее востребованных среди клеточных технологий в травматологии, комбустиологии и эстетической медицине.
Фибробласт (от «fibra» – «волокно», «blastos» – «росток») – наиболее распространенная и функционально значимая клетка рыхлой соединительной ткани. Эти клетки относятся к линии механоцитов, обладают круглой или удлиненной веретенообразной формой с отростками и плоским овальным ядром, и присутствуют в строме всех без исключения органов. Главная функция фибробластов – участие в метаболизме межклеточного вещества. Состояние и функция основных внеклеточных компонентов соединительной ткани, коллагеновых, эластических и ретикулярных волокон и межклеточного матрикса зависят от функциональной активности фибробластов. Фибробласты синтезируют и выделяют в окружающее пространство большое количество биологически активных веществ, среди которых можно выделить различные факторы роста (EGF – фактор роста эпидермиса, регулирует миграцию и пролиферацию эпидермальных клеток кожи, FGF – фактор роста фибробластов, стимулирует рост всех типов клеток и продукцию внеклеточного матрикса, KGF – фактор роста кератиноцитов и др.), компоненты внеклеточного матрикса (гликозаминогликаны, гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат) и ферменты. Этот процесс происходит непрерывно, и благодаря этому, межклеточное вещество постоянно обновляется. Основными источниками фибробластов являются дерма кожи и послеродовая плацента.
Дерма составляет основу кожного покрова, большую часть которой занимают фибробласты. Фибробласты кожи синтезируют и выделяют в окружающее пространство большое количество биологически активных веществ, компоненты внеклеточного матрикса и ферменты. Этот процесс происходит непрерывно, и благодаря этому, межклеточное вещество постоянно обновляется.
С возрастом толщина дермы уменьшается, снижается содержание влаги, в результате кожа теряет упругость и эластичность. Вследствие этого появляются морщины. Старение кожи на различных участках тела протекает неравномерно. Особенно быстро стареют открытые участки и кожа в местах естественных складок.
Количество фибробластов в коже также уменьшается с возрастом, и они становятся менее активны. Существует мнение, что одной из основных причин старения кожи являются снижение способности фибробластов кожи к делению и снижение уровня синтетической активности. Следовательно, если каким-либо образом стимулировать эти процессы, то можно улучшить состояние кожи. Для коррекции возрастных изменений кожи в настоящее время используются самые разнообразные методы (пилинги, шлифовка, лифтинг и др.) и препараты (ботулотоксин, компоненты внеклеточного матрикса и соединительной ткани и т.д.). Многие из этих методов направлены на стимуляцию собственных клеток кожи, в частности, фибробластов. Однако можно решить проблему и другим образом – увеличить количество фибробластов в коже с помощью их пересадки в те участки, где это необходимо. Источником получения фибробластов, помимо дермы кожи, может служить послеродовая плацента, основу соединительнотканного слоя которой (стромы, богатой гиалуроновой кислотой), составляют фибробласты, лежащие в сети коллагеновых и ретикулярных волокон. Плацентарные фибробласты осуществляют синтез комплекса биологически активных веществ – ростовых факторов, иммуностимуляторов, ферментов и других активных пептидов, принимающих активное участие в процессах жизнедеятельности клеток (C. P. Chen, J. D. Aplin. Placental extracellular matrix: gene expression, deposition by placental fibroblasts and the effect of oxygen. Placenta. 2003, 24 (4), 316-325).
Принципиальная возможность использования для заживления ран аутологичных (собственных) клеток кожи, выращенных in vitro, была показана ещё в 1942г. в работах P. R. Medawar (Medawar P.R. The cultivation of adult mammalian skin epithelium in vitro // Quart.J.Microsc.Sci., 1948, 89 p.187-196). Однако длительное время исследователям не удавалось получить достаточное количество клеток для формирования слоя, способного заменить аутодермотрансплантат. Значительный прогресс в этом направлении был достигнут, когда научились культивировать, то есть поддерживать жизнеспособность фибробластов вне организма (in vitro). В 1961 году L. Hayflick и P.S.Moorhead представили данные о том, что даже в оптимальных условиях культивирования in vitro фибробласты человека способны делиться только ограниченное число раз, 50+/-10 (L. Hayflick, P.S. Moorhead. The serial cultivation of human diploid cell strains. Exp. Cell Res. 1961; 25, 585-621. L. Hayflick. The limited in vitro lifetime of human diploid cell strains. Experimental Cell Research. 1965, 37, 614-636). Этот феномен был назван «пределом Хейфлика» В дальнейшем были разработаны различные методы выделения и культивирования клеток из дермы кожи.
Показано, что фибробласты в культуре сохраняют диплоидный кариотип, способны расти только в прикрепленном к поверхности культурального флакона состоянии, обладают феноменом контактного торможения, синтезируют протеогликаны и имеют ограниченную продолжительность жизни (R.T. Dell'Orco. The use of arrested populations of human diploid fibroblasts for the study of senescence in vitro. Adv Exp Med Biol. 1975, 53, 41-9. L. Hayflick. The limited in vitro lifetime of human diploid cell strains. Experimental Cell Research. 1965, 37, 614-636. I.A. Schafer et al. Isolation and preliminary characterization of proteoglycan aggregates from cultured dermal fibroblasts. J. Biol. Chemistry. 1984. 259, 2321-2330.). Кроме того, они не онкогенны и имеют низкую экспрессию антигенов гистосовместимости. Эти особенности фибробластов были закреплены в виде методических указаний, которым должны соответствовать все получаемые культуры фибробластов (Методические указания РД 42-28-10-89, Минздрав СССР, Москва 1989). При соблюдении этих требований появилась возможность использования культивируемых вне организма фибробластов человека для производства иммунобиологических медицинских препаратов, а затем и для терапевтических целей.
В мировой практике ауто- и аллогенные фибробласты первоначально применялись в комбустиологии – в лечении ожогов, в дальнейшем стали использоваться в эстетической медицине.
Данные ряда исследователей из разных стран и российских ученых говорят о том, что технологии с использованием собственных фибробластов кожи безопасны и эффективны при коррекции возрастных изменений кожи и лечении рубцов постакне. В настоящее время в терапевтических целях используют как собственные, так и донорские фибробласты кожи.
В 2000 году американскими учеными были представлены результаты ограниченных клинических исследований по применению собственных дермальных фибробластов для коррекции дефектов мягких тканей лица. Исследователи наблюдали значительный стойкий клинический эффект у пациентов при коррекции морщин, носогубных складок и рубцов постакне после внутрикожного введения собственных дермальных фибробластов. Введенные фибробласты синтезировали большое количество коллагена – основного конструктивного компонента кожи. Исследователи показали, что культивированные фибробласты кожи, полученные даже от пациентов в возрасте 60-61 года, не теряют способности размножаться и продуцировать коллаген. С 2003 по 2008 гг. американская компания Isolagen провела международные клинические исследования FDA по применению собственных дермальных фибробластов для коррекции дефектов кожи, включая морщины и складки, в которых приняло участие более 800 пациентов. Основная цель исследований – изучение безопасности и клинической эффективности применения собственных дермальных фибробластов для коррекции дефектов кожи. Фибробласты вводили внутрикожно, троекратно, с интервалом между процедурами 1-6 недель. Результаты исследований продемонстрировали достоверное уменьшение морщин и улучшение состояния кожи. Клинический эффект – постепенно нарастающий и сохраняющийся не менее года. Был сделан вывод, что технология применения собственных дермальных фибробластов для коррекции дефектов кожи представляет собой новый метод лечения, основанный на уникальном биологическом механизме, позволяющем достичь длительный клинический результат, а сама технология – безопасна и эффективна.
Следует также отметить, что данная технология позволяет «банкировать» собственные фибробласты кожи пациента, что дает возможность использовать «банкированные» клетки при необходимости в любое время. Известно, что срок жизни фибробластов ограничен, и, соответственно, фибробласты кожи, полученные у пациента в более молодом возрасте, клинически более эффективны. Поэтому представляется интересным создание банка фибробластов кожи, взятых у пациентов в более молодом возрасте, чтобы позже, при необходимости, трансплантировать им в зрелом возрасте их собственные клетки с высоким функциональным потенциалом. Такое «банкирование» собственных фибробластов кожи представляет собой своеобразное «биологическое страхование» человека.
Российские исследователи не отстают от западных коллег по внедрению достижений мировой науки в области клеточных технологий, связанных с фибробластами. Очевидно, что мировые инновации в эстетической медицине будут вскоре доступны в России.
В обзоре «Дермальные фибробласты: что нового? Перспективы клинического применения», опубликованном в журнале «Косметика и медицина» № 3-2010, в частности, перечислены наиболее перспективные из отечественных разработок в области применения фибробластов в эстетической медицине.
Так, на базе факультета фундаментальной медицины МГУ им. Ломоносова были проведены исследования, продемонстрировавшие биологическую безопасность и эффективность применения собственных дермальных фибробластов человека для улучшения состояния кожи.
На базе ГОУ ВПО Самарского государственного медицинского университета и косметологического отделения ООО «Институт красоты» (Самара) были проведены клинические исследования по применению собственных фибробластов кожи для коррекции рубцов постакне. Результаты исследований показали, что внутрикожная трансплантация собственных фибробластов кожи у пациентов с рубцами постакне позволяет значительно улучшить результаты лечения по сравнению с традиционной терапией. Клинические исследования по применению собственных дермальных фибробластов для коррекции возрастных изменений кожи были проведены также на базах Уральской государственной медицинской академии, Средне-Уральского научного центра РАМН и ГУЗ СО «Институт медицинских клеточных технологий». Наблюдения за результатами применения собственных фибробластов кожи проводили на протяжении двух лет. Эффект носил нарастающий характер, достигал максимума через 15 месяцев после введения клеток и сохранялся не менее 2-х лет. Осложнений после внутрикожного введения собственных дермальных фибробластов за период наблюдения выявлено не было.
Клинические исследования в рамках межотраслевой программы «Новые клеточные технологии-медицине» были проведены на базе РГМУ и Института биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича РАМН. Целью данных исследований было изучение безопасности и эффективности использования культивированных собственных дермальных фибробластов для коррекции возрастных изменений кожи. После введения фибробластов отмечено уменьшение морщин, повышение упругости и микроциркуляции кожи, увеличение ее толщины. Клинический эффект носил нарастающий характер и сохранялся не менее 8-12 месяцев. По результатам проведенных исследований авторы заключили, что использование культивированных собственных дермальных фибробластов для коррекции возрастных изменений кожи безопасно и эффективно.
Возможно, одним из первых в России в этой области станет Институт стволовых клеток человека, который уже готовит к коммерческому запуску SPRS-терапию – комплексную услугу по индивидуальной регенерации кожи на основе зарегистрированной технологии коррекции дефектов кожи с помощью аутологичных фибробластов кожи.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Центра клеточных исследований и сайта stem-cells.ru
29.10.2010