20 лет прогресса в области стволовых клеток, клеточной терапии и биоинженерии в биологии легких и их заболеваниях

За последние два десятилетия произошел значительный прогресс в области биологии стволовых клеток, биоинженерии и регенеративных исследований легких, что глубоко изменило наше понимание легочной биологии от развития до восстановления и болезней. Были идентифицированы разнообразные клеточные популяции, координирующие гомеостаз и репарацию легких, благодаря широкому внедрению одноклеточных, мультиомных и пространственных омикс-подходов. Одновременно с этим, развитие биоматериалов, органоидных систем, децеллюляризованных легочных матриц и платформ "легкое-на-чипе" помогло понять влияние внеклеточного матрикса, механических сил и архитектуры тканей на судьбу и функцию клеток. Эти достижения позволили создавать более физиологически релевантные модели in vitro и ex vivo, а также информировали стратегии тканевой инженерии, направленные на функциональную замену легких. Клиническая трансляция продвинулась за счет клеточных и бесклеточных терапевтических подходов, включая применение мезенхимальных стромальных клеток и внеклеточных везикул, а также доклинические данные о функциональной приживаемости индуцированных плюрипотентных стволовых клеток.

Несмотря на впечатляющие достижения, обзор также косвенно указывает на существующие ограничения и вызовы. Отмечается, что мезенхимальные стромальные клетки и внеклеточные везикулы продемонстрировали безопасность и эффективность, но их действие часто является контекстно-зависимым, что предполагает необходимость дальнейшего уточнения показаний и механизмов для достижения широкой применимости. Доклинические данные о функциональной приживаемости легочных линий, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, хотя и обнадеживающие, все еще находятся на ранней стадии и требуют значительных исследований для подтверждения безопасности и эффективности у человека. Цель полной функциональной замены легких посредством тканевой инженерии остается отдаленной перспективой, что подчеркивает сложность и многомерность задач в области регенеративной медицины легких.

Таким образом, за последние два десятилетия междисциплинарное сотрудничество значительно продвинуло регенерацию легких от фундаментальных открытий к терапевтической реальности. Развитие понимания клеточной биологии, биоинженерии и тканевой инженерии привело к созданию более точных моделей заболеваний и открыло новые пути для лечения и потенциальной замены поврежденных легких. Практическое значение этих исследований заключается в разработке новых терапевтических стратегий для лечения различных легочных заболеваний, включая воспалительные процессы, а также в перспективе создания методов функционального восстановления или полной замены легких, что может кардинально улучшить качество жизни пациентов.