Současné trendy v regenerativní medicíně a léčbě degenerativních stavů spojených s procesem stárnutí
Výzkum v oblasti kmenových buněk se v posledním období zaměřuje na metody, které mají za cíl obnovit regenerační schopnost kmenových buněk získaných od starších pacientů před jejich klinickým využitím. Cílem těchto postupů je zlepšit tkáňovou homeostázu a podpořit celkovou délku zdravého života. Ačkoliv existují pokročilé techniky, jako je částečné epigenetické přeprogramování, jejich širší nasazení v klinické praxi je v současnosti omezeno vysokou náročností na čas, odborné znalosti a finanční prostředky.
Metody omlazení kmenových buněk
Stávající vědecké poznatky identifikují dvě hlavní strategie pro správu a revitalizaci kmenových buněk. První oblast zahrnuje prekondicionování a využití senolytik, druhá se zaměřuje na vývoj biomateriálů a inženýrsky upravených buněčných nik.
Prekondicionování a využití senolytik
Prekondicionování buněčných kultur prostřednictvím environmentálních či chemických podnětů může zvýšit odolnost kmenových buněk vůči stresu, jejich proliferační schopnost a diferenciační potenciál. Mezi zkoumané techniky patří kultivace v hypoxických podmínkách, stimulace růstovými faktory nebo expanze buněk na substrátech simulujících mladou extracelulární matrix.
Další významnou oblastí je využití senolytik, což jsou látky schopné selektivně odstraňovat senescentní buňky. Do této skupiny patří například kvercetin, fisetin nebo dasatinib. Odstraněním senescentních buněk dochází ke snížení hladin senescence-associated secretory phenotype (SASP), což vede k obnově funkčního potenciálu kmenových buněk. U mezenchymálních kmenových buněk bylo prokázáno, že aplikace kvercetinu zvyšuje jejich proliferační a osteogenní schopnosti a současně inhibuje adipogenezi. Pozitivní vliv vykazují rovněž exozomy mezenchymálních kmenových buněk, které disponují imunomodulačním a antioxidačním účinkem.
Využití biomateriálů a inženýrsky upravených nik
Výzkumníci pracují na vývoji umělých prostředí, takzvaných inženýrských nik, kam patří různé typy lešení, hydrogelů či decelularizovaných matric. Tyto struktury simulují mladé extracelulární prostředí a udržují kmenové buňky životaschopné. Příkladem je aplikace chitosanových hydrogelů obsahujících mezenchymální kmenové buňky a jejich exozomy. U laboratorních modelů starších myší tento postup vedl ke zlepšení funkce fibroblastů, zvýšení tvorby kolagenu a snížení produkce faktorů spojených se SASP.
Biomateriálové nosiče navíc zvyšují šanci na úspěšné uchycení transplantovaných buněk v organismu. Svou strukturou a složením napodobují signály přirozené extracelulární matrix, jako jsou adhezní ligandy, mechanická tuhost prostředí nebo sekvestrované růstové faktory, což celkově zvyšuje efektivitu regeneračních procesů.