theo nhiều cách, cơ thể con người giống như bất kỳ máy nào khác ở chỗ nó đòi hỏi phải tiếp nhiên liệu liên tục và bảo trì để tiếp tục hoạt động. Phần lớn điều này xảy ra mà không có sự can thiệp của chúng tôi ngoài việc chúng tôi chọn những gì để ăn ngày hôm đó. Tuy nhiên, có thời gian xảy ra do tai nạn, bệnh về thể xác hoặc lão hóa các cơ chế sửa chữa tự động của cơ thể chúng ta trở nên quá tải, không thực hiện nhiệm vụ của họ một cách chính xác, hoặc hoàn toàn bị thu hẹp trong việc sửa chữa thiệt hại.
Hầu hết chúng ta đều biết rằng thằn lằn có thể mọc lại đuôi, một số sao biển tái tạo thành nhiều con sao biển mới như các mảnh mà chúng được cắt vào, và Axolotl có thể tái tạo chân tay và thậm chí là một phần của não. Tuy nhiên, con người cũng có khả năng tái tạo đáng kinh ngạc, mặc dù đối với chúng tôi, nó chủ yếu chứa trong gan, có thể tái sinh ngay cả khi loại bỏ ba phần tư.
Trong lĩnh vực thuốc tái sinh, mục tiêu là tạo ra sự tái sinh trong các mô bị tổn thương, hoặc để thay thế các cơ quan và mô bị hư hỏng với các mô bên ngoài, sử dụng vật liệu di truyền của bệnh nhân. Điều này có thể cung cấp cho chúng tôi một tương lai trong đó các cơ quan thay thế luôn có sẵn theo yêu cầu và nhiều loại chấn thương không còn lâu dài, bao gồm cả tê liệt.
Mọi thứ bắt đầu với kiến thức
Mức độ hiểu biết về sinh lý học của chúng ta và của động vật nói chung đã mở rộng ồ ạt kể từ đầu thế kỷ 20 khi công nghệ cho phép chúng ta kiểm tra thế giới siêu nhỏ chi tiết hơn bao giờ hết. Mặc dù khoa học y tế thực nghiệm đã nhìn thấy sự khởi đầu của nó sớm nhất là nền văn minh Sumerian của thiên niên kỷ thứ 3 BCE, sự hiểu biết tổng quát của chúng tôi về các quy trình và các thành phần làm nền tảng cho chức năng của cơ thể sẽ gần đây hơn đáng kể.
DNA lần đầu tiên được phân lập vào năm 1869 bởi Friedrich Miescher, nhưng cấu trúc của nó đã không được mô tả cho đến năm 1953. Khám phá này đã đặt nền móng cho lĩnh vực sinh học phân tử, tìm cách hiểu cơ sở phân tử cho hoạt động sinh học. Theo một nghĩa thời điểm này có thể được coi là biến đổi như ví dụ về sự chuyển đổi từ cơ học cổ điển đến cơ học lượng tử, trong đó nó đã thay đổi trọng tâm từ các quan sát vĩ mô đến một sự hiểu biết cơ bản hơn về những quan sát này.
Dân số Nhật Bản theo nhóm tuổi. (Tín dụng: Ourworldindata.org)
Điều này cho phép chúng tôi tăng ồ ạt để tăng sự hiểu biết về cách cơ thể đáp ứng với thiệt hại và cơ sở phân tử cho các quá trình tái sinh, cũng như tại sao con người thường không thể tái sinh các chi bị hư hỏng. Cuối cùng vào năm 1999, thuật ngữ ‘Y học tái sinh’ được đặt ra bởi William A. Haseltine, người đã viết một bài báo vào năm 2001 về những gì anh ấy hình dung để bao gồm. Đây sẽ là địa chỉ không chỉ chấn thương và chấn thương từ tai nạn và bệnh tật, mà cả các tình trạng liên quan đến lão hóa, điều này sẽ giải quyết cuộc khủng hoảng nhân khẩu học lờ mờ khi độ tuổi trung bình của dân số thế giới đang tăng lên.
Tình trạng của nghệ thuật trong y học tái sinh trở lại năm 2015 được Angelo S. Mao et al bao phủ. (2015). Điều này bao gồm các phương pháp tái tạo liên quan đến các mô và cơ quan được trồng bên ngoài, hoặc kích thích các khả năng tái tạo bẩm sinh. Bài viết của họ bao gồm kỷ luật y sinh của Kỹ thuật mô do sự chồng chéo rộng với lĩnh vực thuốc tái sinh. Mặc dù có thời gian và yêu cầu tiền tệ rất đáng kể để đưa một sản phẩm thuốc tái sinh ra thị trường, Mao et al. Liệt kê các sản phẩm được FDA phê duyệt tại thời điểm đó:
Sản phẩm tái sinh được FDA phê duyệt năm 2015. (Tín dụng: Angelo S. Mao et al., 2015)
Mặc dù đây không phải là những sản phẩm kỳ diệu bởi bất kỳ sự căng thẳng của trí tưởng tượng nào, họ thực hiện hiệu quả của các phương pháp này, hiển thị hiệu quả tương tự hoặc tốt hơn với sản phẩm hiện có. Trong khi nhận được các tế bào đến khu vực bị ảnh hưởng, nơi chúng có thể gây ra sửa chữa là một phần của chiến lược, một phần quan trọng khác liên quan đến ma trận ngoại bào (ECM). Đây là những cấu trúc quan trọng của nhiều mô và cơ quan trong cơ thể không chỉ hỗ trợ, mà còn đóng vai trò trong sự tăng trưởng và tái sinh.
Tuy nhiên, ECM không phải là tế bào, và như vậy được coi là một ‘thiết bị y tế’. Họ đóng một vai trò trong e.g. Sự chữa lành của da để ngăn ngừa sự hình thành mô sẹo, nhưng cũng trong giàn giáo của khía cạnh trêu ngươi khác của thuốc tái sinh: phát triển toàn bộ cơ quan thay thế và các bộ phận cơ thể trong hoặc ngoài cơ thể bệnh nhân sử dụng các tế bào của riêng họ. Ví dụ, Mase JR, et al. (2010) Báo cáo về một lính thủy tuổi 19 tuổi Hoa Kỳ, người có một phần cơ bắp đùi phải bị phá hủy bởi một vụ nổ. Bốn tháng sau khi ECM chiết xuất từ porcine (lợn) đường ruột đã được cấy vào khu vực, tái sinh dần của mô cơ đã được phát hiện.
Một khu vực nghiên cứu quan trọng ở đây là sự phát triển của giàn giáo giống như ECM tổng hợp, vì điều này sẽ làm cho quá trình nhanh hơn, dễ dàng hơn và linh hoạt hơn. Giàn giáo tổng hợp làm cho quá trình phát triển các cấu trúc lớn hơn trong vitro cũng dễ dàng hơn đáng kể, đó là những gì là cần thiếtmàu đỏ để cho phép các cơ quan sinh trưởng như thận, trái tim và như vậy. Các cơ quan này sau đó sẽ được trồng lý tưởng từ các tế bào gốc gây đông máu gây ra (IPS), đó là các tế bào riêng của bệnh nhân trở lại trạng thái chuyên môn hóa trước đó.
Trao đổi các bộ phận
Nó sẽ đến ít bất ngờ rằng như một lĩnh vực mang lại cùng nhau hầu như mọi lĩnh vực chạm vào (người) sinh học trong một số thời trang, thuốc tái sinh không phải là một loại dễ dàng. Trong khi đó là một điều để nghiên cứu một hệ thống làm việc, đó là một cấp độ toàn bộ khác để có được một để phát triển từ đầu. Đây là lý do tại sao là nơi tuyệt vời như sẽ có một nguồn cung cấp các cơ quan thay thế một cách vô hạn chỉ bằng cách phát triển các loại mới từ các tế bào IPS, sự phức tạp của một cơ quan chức năng làm cho điều này hiện đang vượt ra khỏi tầm với của chúng ta.
Về cơ bản là quy tắc là organ hoặc mô ít phức tạp hơn, càng dễ trồng nó trong ống nghiệm. Lý tưởng nhất là nó sẽ chỉ ra khỏi một loại tế bào duy nhất, và hạnh phúc phát triển trong một số môi trường tăng trưởng mà không cần ECM. Các mục tiêu hấp dẫn ở đây là ví dụ về giác mạc, nơi số lượng người trong một danh sách chờ cho một cấy giác mạc chướng ngại vật trên giác mạc của nhà tài trợ đáng kể.
Trong một đánh giá của Mobaraki et al. (2019), nhiều người thay thế giác mạc hiện được phê duyệt cũng như các phương pháp mới được nghiên cứu được xem xét. Mặc dù giác mạc nhân tạo đã được sử dụng trong nhiều năm, nhưng họ phải chịu một loạt các vấn đề, bao gồm các vấn đề sinh học và các vấn đề khác ngăn chặn chức năng dài hạn. Sử dụng giác mạc của tài trợ đi kèm với sự thiếu hụt là mối quan tâm chính. Nghiên cứu tái tạo hiện tại tập trung vào các tế bào gốc được tìm thấy trong khu vực limbus (tế bào gốc limbal, LSC). Chúng có vẻ hứa hẹn để sửa chữa các khuyết tật bề mặt mắt, đã được nghiên cứu từ năm 1977.
Con đường tiến hóa của các cuộc điều tra tái thiết bề mặt mắt bắt đầu với cấy ghép kết mạc tự động ở một bệnh nhân bị bỏng kiềm song phương vào năm 1977 và đã được tiếp tục với các phương pháp khác đặc biệt tái tạo limbus trong bốn thập kỷ qua. (Tín dụng: Nakamura et al., 2016).
LSCS đóng vai trò trong khả năng tái tạo đều đặn của giác mạc và cung cấp điểm khởi đầu để phát triển giác mạc thay thế, hoặc để sửa chữa giác mạc bị hư hỏng, cùng với việc bổ sung ECM khi cần thiết. Điều này có thể được thực hiện kết hợp với sự ức chế phản ứng miễn dịch cục bộ, thúc đẩy sự chữa lành vết thương tự nhiên. Mặc dù vậy, vẫn còn nhiều nghiên cứu cần được thực hiện trước khi các phương pháp điều trị khả thi để sửa chữa giác mạc tại chỗ, hoặc phát triển thay thế in vitro có thể được phê duyệt FDA hoặc tương đương quốc gia.
Một kịch bản tương tự có thể được nhìn thấy với sự phát triển của da nhân tạo, nơi may mắn là do sự sẵn có của da trên các mảnh ghép cơ thể của bệnh nhân (Autograft) thường có thể. Mặc dù vậy, việc áp dụng thay thế da được thiết kế (ESS) dường như là vượt trội. Cách tiếp cận này không yêu cầu loại bỏ da (biểu bì) ở nơi khác và hạn chế lượng hình thành sẹo. Nó liên quan đến việc đặt một ECM dựa trên collagen trên vết thương, được kích hoạt tùy chọn với Keritanocytes (tế bào tiền chất da), giúp tăng tốc đóng vết thương.
Ở đây, giàn giáo tỏ ra rất quan trọng trong sự tái sinh của da, như được báo cáo bởi Tzeranis et al. (2015). Điều này hỗ trợ các bằng chứng từ các nghiên cứu khác cho thấy sự bám dính của tế bào đối với ECM là rất quan trọng trong quy định và phát triển tế bào. Với những thay đổi gần đây, có vẻ như cả sự hình thành các nang lông và bảo tồn thần kinh có thể được giải quyết vấn đề.
Vẫn còn một chặng đường dài để đi
Phần tủy sống dọc được điều trị với giàn giáo trị liệu sinh học nhiều nhất. Các sợi trục tái sinh (màu đỏ) răn nằm trong tổn thương. (Tín dụng: Samuel I. Phòng thí nghiệm Stupp / Đại học Tây Bắc)
Nó có thể vẫn còn là một thời gian dài trước khi chúng ta có thể có thứ gì đó giống như một trái tim thay thế được trồng từ các tế bào IPS của bệnh nhân. Nghiên cứu gần đây đã tập trung chủ yếu vào Decelleularization (chỉ để lại ECM) của một trái tim hiện tại và lặp lại nó với các tế bào bản địa (ví dụ: Gálvez-Montón et al., 2012). Ví dụ, ví dụ tạo một giàn giáo tổng hợp và điền vào nó với các tế bào có nguồn gốc từ các tế bào IPS của bệnh nhân, một phương pháp điều trị khả thi có thể được nghĩ ra.
Có thể dễ dàng hơn để chuyển thành một phương pháp điều trị thông thường là sự tái sinh của các dây thần kinh trong tủy sống sau chấn thương, với một bài viết gần đây của Álvarez et al, (2021) (Thông cáo báo chí) bao gồm những tiến bộ gần đây trong việc sử dụng giàn giáo nhân tạo thúc đẩy tái tạo thần kinh, Giảm sẹo và thúc đẩy sự hình thành mạch máu. Điều này cung cấp hy vọng rằng một ngày bị thương tủy sống có thể được sửa chữa đầy đủ.
Nếu chúng ta trở lại ‘cơ thể như một chiếc máy’ so sánh máy, thì cơ thể con người ít hơn một chiếc ô tô hoặc một loại máy móc hạng nặng, và nhiều tiện ích khác với các mạch và linh kiện phức tạp bên trong. Với sự phức tạp này trong sự phức tạp đến sự cần thiết của một mức độ hiểu biết sâu sắc hơn, và những công cụ tiên tiến ngày càng nhiều để sửa chữa có thể được thực hiện EFmột cách vui vẻ và với kết quả tốt.
Mặc dù vậy, y học tái sinh đã tiết kiệm cuộc sống của việc đốt cháy nạn nhân ngày nay và cải thiện cuộc sống của vô số người khác. Khi những tiến bộ hơn nữa trong nghiên cứu tiếp tục chuyển sang phương pháp điều trị, chúng ta sẽ thấy một sự thay đổi dần dần từ ‘Bạn sẽ phải học cách sống với điều đó’, để lạc quan hơn ‘cho nó một chút thời gian để phát triển trở lại’, như trong trường hợp một cựu chiến binh bị thương, hoặc nạn nhân của một tai nạn.