Aplicação de tecnologias celulares para melhorar o aspeto das cicatrizes

A ciência moderna é caracterizada pelo rápido desenvolvimento de diversas disciplinas relacionadas, reunidas sob o nome geral de "biotecnologia". Este ramo da ciência, baseado nas mais recentes conquistas nos campos da biologia, citologia, genética molecular, engenharia genética e transplantologia, visa explorar o enorme potencial inerente às células vegetais e animais – as unidades estruturais básicas de todos os seres vivos. "Uma célula viva é um reator biotecnológico pronto para uso, no qual não apenas os processos que levam à formação do produto final são realizados, mas também uma série de outros que ajudam a manter a atividade catalítica do sistema em um alto nível." - John Woodward, 1992. O início da ciência celular foi estabelecido em 1665, quando o físico inglês R. Hooke criou o primeiro microscópio e descobriu células – cellulae ("células") em uma rolha. Em 1829, M. Schleiden e T. Schwann fundamentaram a "teoria celular", que provou que todos os seres vivos são compostos por células. Em 1858, R. Virchow provou que todas as doenças se baseiam em uma violação da organização estrutural e do metabolismo das células. Ele se tornou o fundador da "patologia celular". Uma contribuição fundamental para a ciência celular foi feita entre 1907 e 1911 por R. Harrison e A. A. Maximov, que comprovaram a possibilidade de cultivar células fora do corpo. Seu trabalho mostrou que, para o cultivo celular, tecidos animais e partes de plantas devem ser separados mecanicamente em pequenos pedaços. Para isolar as células, os tecidos são cortados com uma faca afiada ou micrótomo em secções finas, de aproximadamente 0,5 a 1,0 mm. A separação física das células é chamada de imobilização. As células isoladas são obtidas por dispersão enzimática de pedaços de plantas ou tecidos. Após a trituração com tesouras afiadas, os pedaços são tratados com tripsina ou colagenase para obter uma suspensão – uma suspensão de células individuais ou seus microagregados em um meio especial. Géis de alginato (alginato de cálcio) são amplamente utilizados para imobilizar células vegetais. Foi comprovado que células vegetais e animais imobilizadas mantêm a capacidade de biossintetizar. Os produtos da biossíntese celular se acumulam nas células e sua expressão ocorre espontaneamente ou com a ajuda de substâncias especiais que promovem o aumento da permeabilidade das membranas celulares.

O cultivo de células animais é um processo muito mais complexo do que o cultivo de células vegetais, exigindo equipamentos modernos especiais, alta tecnologia, a presença de diversos meios e fatores de crescimento projetados para preservar a viabilidade das células e mantê-las em um estado de alta atividade funcional. Verificou-se que a maioria das células de tecidos sólidos, como rins, fígado e pele, são dependentes de superfície, portanto, podem ser cultivadas in vitro apenas na forma de lâminas finas ou monocamadas diretamente associadas à superfície do substrato. A vida útil, a proliferação e a estabilidade funcional das células obtidas por dispersão enzimática de tecidos dependem em grande parte do substrato em que são cultivadas. Sabe-se que todas as células obtidas de tecidos de vertebrados têm carga superficial negativa, portanto, substratos com carga positiva são adequados para sua imobilização. Células isoladas obtidas diretamente de tecidos inteiros podem ser mantidas em uma cultura primária em estado imobilizado, mantendo alta especificidade e sensibilidade por 10 a 14 dias. Células imobilizadas dependentes de superfície desempenham um papel importante na biologia hoje, especialmente na pesquisa clínica. São utilizadas para estudar os ciclos de desenvolvimento celular, a regulação do seu crescimento e diferenciação, e as diferenças funcionais e morfológicas entre células normais e tumorais. Monocamadas de células imobilizadas são utilizadas em biotestes, para a determinação quantitativa de substâncias biologicamente ativas, bem como para estudar o efeito de diversos fármacos e toxinas sobre elas. Médicos de todas as especialidades demonstram grande interesse pela célula como agente terapêutico há décadas. As tecnologias celulares estão se desenvolvendo rapidamente nessa direção.

O início da terapia tecidual e celular está associado ao nome do famoso cientista russo V.P. Filatov, que em 1913 lançou as bases da doutrina da terapia tecidual, estudando os resultados de transplantes de córnea de doadores saudáveis para pacientes com catarata. Em seu trabalho com transplantes de córnea, ele descobriu que a córnea preservada no frio por 1 a 3 dias a uma temperatura de -2 a 4 graus C cria raízes melhor do que a fresca. Assim, descobriu-se a propriedade das células de secretar certas substâncias em condições desfavoráveis que estimulam processos vitais nos tecidos transplantados e processos regenerativos nos tecidos do receptor. Tecidos e células separados do corpo estão em estado de estresse, ou seja, sua atividade vital é lenta. A circulação sanguínea neles cessa e, consequentemente, a nutrição é interrompida. A respiração dos tecidos é extremamente difícil, a inervação e o trofismo são prejudicados. Estando em um novo estado qualitativo, adaptando-se a novas condições de existência, as células produzem substâncias especiais com propriedades medicinais. Essas substâncias de natureza não proteica foram chamadas por V.P. Filatov de estimulantes biogênicos. Ele estabeleceu, juntamente com V. V. Skorodinskaya, que materiais de animais e plantas podem ser autoclavados livremente a 120 graus C por uma hora após serem mantidos em condições desfavoráveis, e não apenas não perderam atividade, mas, ao contrário, a aumentaram, o que foi explicado pela liberação de estimulantes biológicos dos tecidos preservados. Além disso, perderam propriedades antigênicas, o que reduziu significativamente a possibilidade de rejeição. O material estéril preservado foi introduzido no corpo por implantação (plantação) sob a pele ou na forma de injeções de extratos, com resultados adequados. Também foi descoberto que os tecidos fetais contêm um número significativamente maior de substâncias biologicamente ativas do que os tecidos de indivíduos adultos, e alguns fatores são encontrados apenas em embriões. Os tecidos fetais inoculados não são percebidos pelo organismo do receptor como estranhos devido à ausência de proteínas responsáveis pela especificidade da espécie, do tecido e do indivíduo (proteínas do complexo principal de histocompatibilidade) nas membranas citoplasmáticas. Como resultado, a inoculação de tecidos fetais de animais no organismo humano não desencadeia mecanismos de proteção imunológica e reações de incompatibilidade e rejeição. VP Filatov utilizou amplamente placenta e pele humanas em sua prática médica. Os tratamentos consistiam em 30 a 45 injeções de extratos de tecido e 1 a 2 implantes de tecidos autoclavados.

Iniciando sua pesquisa com tecidos e células humanas e animais, ele transferiu suas generalizações para o mundo vegetal. Realizando experimentos com partes vivas de plantas (babosa, tanchagem, agave, folhas de beterraba, erva-de-são-joão, etc.), ele criou condições desfavoráveis para elas, colocando folhas cortadas em um local escuro, visto que a planta precisa de luz para suas funções vitais. Ele também isolou estimulantes biogênicos da lama e da turfa de estuários, devido ao fato de que a lama e a turfa são formadas com a participação da microflora e da microfauna.

A terapia tecidual recebeu um novo impulso no final da década de 70, quando o conhecimento e a experiência acumulados ao longo de décadas permitiram o uso de tecidos e células animais e vegetais em um nível qualitativamente novo para tratar humanos e prolongar sua longevidade ativa. Assim, em algumas clínicas nacionais e em diversas estrangeiras, mulheres na menopausa fisiológica com síndrome do climatério ou em processo de ovariectomia começaram a se submeter à terapia tecidual com tecidos fetais da placenta, hipotálamo, fígado, ovários, timo e glândulas tireoides para retardar o processo de envelhecimento, o desenvolvimento de aterosclerose, osteoporose e disfunções dos sistemas imunológico, endócrino e nervoso. Em uma das clínicas de gerontocosmetologia mais prestigiadas da Europa Ocidental, injeções de extratos obtidos de tecidos fetais das gônadas de carneiros têm sido usadas para os mesmos fins há várias décadas.

Em nosso país, o tratamento bioestimulante também encontrou ampla aplicação. Até recentemente, pacientes com diversas doenças recebiam ativamente injeções de extratos de placenta, aloe vera, kalanchoe, sedum major (biosed), FiBS, destilado de peloide, peloidina, turfa e humisol, preparados de acordo com o método de V.P. Filatov. Atualmente, é quase impossível comprar em farmácias essas preparações teciduais domésticas, altamente eficazes e baratas, de origem animal, vegetal e mineral.

A base para a obtenção de diversas preparações biogênicas a partir de tecidos e órgãos humanos importados, como rumalon (de tecido cartilaginoso e medula óssea), actovegin (de sangue de bezerro), solcoseryl (extrato de sangue bovino), bem como preparações domésticas - corpo vítreo (do corpo vítreo do olho de bovinos), kerakol (da córnea de bovinos), esplenina (do baço de bovinos), epitalamina (da região epitálamo-epifisária) - também são as pesquisas de V.P. Filatov. A propriedade unificadora de todas as preparações teciduais é o efeito geral em todo o corpo como um todo. Assim, a "Terapia Tecidual" do acadêmico V.P. Filatov formou a base para a maioria dos desenvolvimentos e direções modernas em cirurgia, imunologia, obstetrícia e ginecologia, gerontologia, combustiologia, dermatologia e cosmetologia relacionadas à célula e aos produtos de sua biossíntese.

O problema do transplante de tecidos preocupa a humanidade desde os tempos antigos. Assim, no papiro de Ebers, datado de 8.000 a.C., já há menção ao uso do transplante de tecidos para compensar defeitos em áreas específicas do corpo. No "Livro da Vida" do cientista indiano Sushruta, que viveu 1.000 a.C., há uma descrição detalhada da restauração do nariz a partir da pele das bochechas e da testa.

A necessidade de pele doadora cresceu proporcionalmente ao aumento do número de cirurgias plásticas e reconstrutivas. Nesse sentido, pele cadavérica e fetal começou a ser utilizada. Havia a necessidade de preservar os recursos doadores e encontrar maneiras de substituir a pele humana por tecidos animais e diversas opções de modelagem de pele. E foi nessa direção que os cientistas trabalharam quando, em 1941, P. Medovar demonstrou pela primeira vez a possibilidade fundamental do crescimento de queratinócitos in vitro. O próximo estágio importante no desenvolvimento de tecnologias celulares foi o trabalho de Karasek M. e Charlton M., que em 1971 realizaram o primeiro transplante bem-sucedido de queratinócitos autólogos de uma cultura primária para feridas de coelho, usando gel de colágeno como substrato para o cultivo de CC, o que melhorou a proliferação celular em cultura. J. Rheinvvald. H. Green. desenvolveu uma tecnologia para o cultivo em série de grandes quantidades de queratinócitos humanos. Em 1979, Green e seus coautores descobriram as perspectivas do uso terapêutico da cultura de células de queratinócitos na restauração da pele em casos de queimaduras extensas, a partir de então essa técnica, em constante aprimoramento, passou a ser utilizada por cirurgiões em centros de queimados no exterior e em nosso país.

No processo de estudo de células vivas, descobriu-se que as células produzem não apenas estimuladores biogênicos de origem não proteica, mas também uma série de citocinas, mediadores, fatores de crescimento e polipeptídeos, que desempenham um papel importante na regulação da homeostase de todo o organismo. Verificou-se que várias células e tecidos contêm biorreguladores peptídicos, que possuem uma ampla gama de ações biológicas e coordenam os processos de desenvolvimento e funcionamento de sistemas multicelulares. A era do uso da cultura de células como agente terapêutico começou. Em nosso país, o transplante de suspensão de fibroblastos e camadas de células de queratinócitos multicamadas tem sido adotado em combustiologia nas últimas décadas. Esse interesse ativo no transplante de células da pele para pacientes queimados é explicado pela necessidade de fechamento rápido de grandes superfícies queimadas e pela escassez de pele doadora. A possibilidade de isolar células de um pequeno pedaço de pele capaz de cobrir uma superfície de ferida 1.000 ou até 10.000 vezes maior que a área da pele doadora provou ser muito atraente e importante para combustiologia e pacientes queimados. A porcentagem de enxerto da camada de queratinócitos varia de 71,5 a 93,6%, dependendo da área queimada, da idade e do estado de saúde do paciente. O interesse pelo transplante de queratinócitos e fibroblastos está associado não apenas à possibilidade de fechamento rápido de um defeito cutâneo, mas também ao fato de que esses transplantes têm um poderoso potencial biologicamente ativo para melhorar a aparência dos tecidos obtidos como resultado do transplante. Formação de novos vasos, alívio da hipóxia, melhora do trofismo e maturação acelerada de tecido imaturo – essa é a base morfofuncional para essas mudanças positivas que ocorrem devido à liberação de fatores de crescimento e citocinas pelas células transplantadas. Assim, devido à introdução de tecnologias celulares progressivas para o transplante de camadas multicelulares de queratinócitos e fibroblastos autólogos e alogênicos em grandes superfícies de feridas na prática médica, os combustiologistas conseguiram não apenas reduzir a taxa de mortalidade de vítimas de queimaduras com alta porcentagem de lesões cutâneas, mas também melhorar qualitativamente o tecido cicatricial que inevitavelmente ocorre no local de queimaduras de graus IIb, IIIa e b. A experiência dos combustiologistas obtida no tratamento de superfícies de feridas em pacientes queimados sugeriu a ideia de usar o método Green já modificado na prática dermatocirúrgica para diversas patologias cutâneas e cosméticas (úlceras tróficas, vitiligo, nevos, epidermólise bolhosa, remoção de tatuagens, alterações cutâneas relacionadas à idade e para melhorar a aparência de cicatrizes).

O uso de queratinócitos alogênicos em cirurgia, combustiologia e dermatocosmetologia apresenta uma série de vantagens em relação ao uso de queratinócitos autólogos, uma vez que o material celular pode ser preparado antecipadamente em quantidades ilimitadas, preservado e utilizado se necessário. Sabe-se também que os CCs alogênicos apresentam atividade antigênica reduzida, uma vez que, quando cultivados in vitro, perdem células de Langerhans, que são portadoras dos antígenos do complexo HLA. O uso de CCs alogênicos também é apoiado pelo fato de serem substituídos por autólogos após o transplante, segundo vários autores, dentro de 10 dias a 3 meses. Nesse sentido, bancos de células foram criados em muitos países hoje, graças aos quais é possível obter transplantes de células na quantidade necessária e no momento certo. Esses bancos existem na Alemanha, nos EUA e no Japão.

O interesse pelo uso de tecnologias celulares em dermatocosmetologia se deve ao fato de que "composições celulares" possuem um poderoso potencial bioenergético e informativo, graças ao qual é possível obter resultados de tratamento qualitativamente novos. As autocinas secretadas pelas células transplantadas (fatores de crescimento, citocinas, óxido nítrico, etc.) atuam principalmente nos fibroblastos do próprio corpo, aumentando sua atividade sintética e proliferativa. Esse fato é especialmente atraente para os pesquisadores, visto que o fibroblasto é uma célula-chave da derme, cuja atividade funcional determina a condição de todas as camadas da pele. Sabe-se também que, após lesão cutânea com cauterização, laser, agulha e outros instrumentos, a pele é reposta com precursores-tronco frescos de fibroblastos da medula óssea, tecido adiposo e pericitos capilares, o que contribui para o "rejuvenescimento" do conjunto de células do corpo. Eles começam a sintetizar ativamente colágeno, elastina, enzimas, glicosaminoglicanos, fatores de crescimento e outras moléculas biologicamente ativas, o que leva ao aumento da hidratação e vascularização da derme, melhorando sua resistência,