Стволовые клетки: от открытия возможностей до применения в медецине

Татьяна Шитова, врач, медицинская редакторская студия «МедКорр», Россия, Рязань

Наверное, в медицине нет больше ни одной области, вокруг которой существовало бы такое количество заблуждений, неразберихи и откровенных махинаций — все слышали о «всесильных» стволовых клетках, но мало кто представляет себе, что же это на самом деле

Стволовые клетки — понятие, виды

Термин «стволовые клетки» был введен в далеком 1908 году русским гистологом, профессором военно-медицинской академии СанктПетербурга А. Максимовым. Исследуя развитие клеток крови, он обнаружил группу клеток, каждая из которых при делении дает две с разными функциями: одна трансформируется в ту или иную клетку периферической крови, вторая —продолжает деление. Поскольку при схематическом изображении процесса делящиеся клетки формируют подобие ствола, ученый и решил назвать клетки-предшественницы стволовыми.

Классифицируют стволовые клетки, исходя из их возможностей превращаться в клетки различных тканей и по источнику выделения:

• эмбриональные стволовые клетки, получаемые из бластоцистов на 4–7-й день развития зародыша;
• фетальные стволовые клетки, получаемые из абортивного материала;
• стволовые клетки пуповинной крови (собирают при помощи специального прибора непосредственно после рождения ребенка);
• взрослые стволовые клетки.

Эмбриональные стволовые клетки плюрипотентны, так как способны давать начало любым тканям человеческого организма. Возможности практического применения пока ограничены из-за высокого риска развития тератомы (опухоль из эмбриональной ткани) и реакции отторжения, так же, как и при пересадке донорских органов.

Фетальные стволовые клетки имеют ограниченные возможности по трансформации в клетки различных тканей (мультипотентны). Кроме того, существует высокий риск развития реакции отторжения.

Стволовые клетки пуповинной крови могут длительное время храниться в специализированных банках стволовых клеток, которые уже созданы во многих странах (в том числе в России и Украине), с целью их возможного применения в будущем для лечения выросшего ребенка или его ближайших родственников (при генной совместимости). Многие известные и просто обеспеченные люди уже воспользовались новой услугой.

Из стволовых клеток взрослого человека перспективны стволовые клетки, выделяемые из костного мозга, жировой ткани, периферической крови. В этом случае не возникает проблем с совместимостью, отсутствуют этические проблемы. В перспективе при необходимости у пациента производят забор культуры клеток, выделяют стволовые клетки и культивируют их в специальной среде для последующей клеточной терапии или «выращивания» органа для пересадки. Гемопоэтические стволовые клетки и клетки жировой ткани мультипотентны по своей природе, так как способны преобразовываться в клетки кожи, костную ткань, кардиомиоциты, клетки поперечнополосатой мускулатуры. Есть данные о возможности получения из них клеток нервной ткани. Кроме них, существуют унипотентные тканеспецифичные стволовые клетки, отвечающие за регенерацию тканей при повреждении, но обладающие ограниченным потенциалом.

Главная функция стволовой клетки — возмещение утраченных в процессе болезни или травмы клеток различных органов и систем. С каждым десятилетием запас стволовых клеток в человеческом организме катастрофически уменьшается, а при наличии хронических заболеваний или травм этот процесс ускоряется в несколько раз. В среднем у новорожденных 1 стволовая клетка приходится на 10 тыс. клеток, к 30 годам — уже 1 на 300 тыс., к 50 годам остается всего 1 на 500 тыс. клеток. В истоках развития хронических заболеваний и старения организма лежит процесс истощения запаса стволовых клеток, неизбежно провоцирующий снижение регенераторных способностей органов и тканей.

История развития и современные достижения

Несмотря на то, что термин «стволовые клетки» был введен в самом начале ХХ века, серьезное исследование этой области началось только в 90-х годах прошлого века.

Первый эксперимент с применением пуповинной крови был проведен в 1963 году — ее ввели женщине с метастазирующей саркомой, но получили только кратковременное улучшение. В середине 60-х годов советскими учеными Александром Фриденштейном и Иосифом Чертковым была проведена грандиозная работа по изучению гемопоэтических стволовых клеток. Во многом благодаря их усилиям стала возможна пересадка костного мозга, спасшая жизни сотен тысяч людей с лейкозами. В 1998 году американским ученым Томсону и Беккеру удалось выделить эмбриональные стволовые клетки человека, размножить их и доказать возможность получения из них около 350 различных типов клеток. Именно эта работа вызвала всплеск интереса к возможностям применения стволовых клеток. Все развитые страны начали выделять огромные финансовые средства на их изучение. В большой степени это было связано с катастрофической нехваткой донорских органов и проблемами лечения многих хронических заболеваний, ведь проведение клеточной терапии и выращивание донорских органов открывают великолепные возможности для многих направлений медицины.

В 1999 году журнал Science признал открытие стволовых клеток третьим по значимости событием в биологии после расшифровки двойной спирали ДНК и программы «Геном человека». В ХХІ веке изучение стволовых клеток привело к огромному количеству открытий и достижений, которые еще недавно казались чем-то фантастическим, невозможным. В лабораторных условиях получены многие виды тканей (нервная, мышечная, печеночная и др.). Японским ученым удалось вырастить полноценные сосуды мелкого калибра (каппиляры), что поможет в будущем в создании полноценных органов для пересадки. Американцами и итальянцами выращены нервные клетки, которые открывают реальную возможность помощи больным с болезнью Альцгеймера, Паркинсона, с рассеянным склерозом, перенесшим инсульт или черепно-мозговую травму. В Швейцарии удалось искусственно получить клетки клапанов сердца из стволовых клеток околоплодной жидкости. По заявлению ученых эта методика позволит заранее искусственно выращивать клапаны сердца для еще нерожденного ребенка с диагностированным врожденным пороком сердца. Спустя год их успех повторили британские исследователи, им же удалось вырастить в лабораторных условиях печень размером 2 см.

Еще в конце 90-х годов ХХ века нескольким пациентам в Америке была произведена пересадка мочевого пузыря, искусственно выращенного из собственных клеток. В 2008 году на каркасе старого сердца выращено новое. Проводится работа по созданию полноценной печени, поджелудочной железы.

За последние три года ученым удалось получить из стволовых клеток полноценную роговицу, зуб, сперматозоиды. Проводится работа по созданию яйцеклетки из стволовых клеток. Максимальные достижения получены учеными Японии, Америки и Англии. В России, несмотря на наличие достаточной материально-технической базы и умов, способных двигать науку вперед, исследовательский процесс тормозится из-за недостаточного финансирования. В настоящее время получены первые положительные результаты по клеточной терапии ишемической болезни сердца, неврологической патологии, последствий травм и ожогов.

Мифы и махинации, связанные со стволовыми клетками

В настоящее время в России не существует ни одной разрешенной методики лечения с применением эмбриональных стволовых клеток, не существует и препаратов на их основе. В Москве и Санкт-Петербурге есть две лаборатории, ведущие исследования в этом направлении.

Все сообщения о лечении диабета и других заболеваний стволовыми клетками — обман. Исследования в этом направлении только ведутся. Пациенту действительно могут предложить участие в клинических испытаниях, но при этом он должен подписать информированное согласие, и ни о какой оплате лечения речь идти не может. То есть пациенту может быть выплачено денежное вознаграждение, если это предусмотрено договором, но не наоборот.

Не существует разрешенных методик косметологических и омолаживающих процедур с применением клеточных технологий. Нередко в косметологических клиниках пациентам вводятся клетки животных, что может привести к непредсказуемым результатам и серьезным осложнениям.

На данном этапе разрешено использование гемопоэтических стволовых клеток при лечении заболеваний крови, иммунодефицитов; стромальных клеток жировой ткани для заживления пораженных кожных покровов, для восстановления поврежденной костной и хрящевой ткани после трав. Получены положительные результаты при лечении поражений спинного мозга и сердечнососудистых заболеваний. Но, повторюсь, официально признана и разрешена только пересадка клеток костного мозга, все остальные воздействия с помощью стволовых клеток находятся на стадии разработки и клинических испытаний.

Прежде чем соглашаться на какиелибо процедуры, необходимо узнать, есть ли у клиники или медицинского центра разрешение и лицензия на проведение лечебных мероприятий с использованием стволовых клеток и каких именно. Количество лицензированных медицинских центров очень ограничено, преимущественно речь идет о крупных центрах федерального значения: Институт сердечнососудистой хирургии им. Бакулева, Онкологический центр им. Блохина, НИИ трансплантологии, Центр акушерства, гинекологии и перинаталогии РАМН, Гематологический научный центр РАМН и ряд других.

Недавно международное общество по исследованию стволовых клеток (ISSCR) выразило серьезную обеспокоенность в связи с широким распространением мошенничества в этой области. Организация призвала руководство всех стран запретить деятельность коммерческих организаций, связанную с применением стволовых клеток. Согласно разработанным критериям заниматься исследованием и применением различных видов стволовых клеток могут только научно-исследовательские институты. В «черный» список стран, где особенно широко распространены махинации и злоупотреблениями, связанные с перспективами применения клеточной терапии, кроме Индии, Китая и некоторых других стран, попала и Россия.

Законодательная база

Развитие науки о стволовых клетках в последние 10 лет идет стремительными темпами, а законодательная база явно отстает от реалий жизни. Основные документы, регламентирующие деятельность научноисследовательских институтов и медицинских центров:

• Закон РФ «О трансплантации органов и (или) тканей человека» (определяет условия и порядок трансплантации органов и (или) тканей человека);
• Приказ МЗ РФ от 25 июля 2003 года № 325 «О развитии клеточных технологий в Российской Федерации » (в приложениях содержатся инструкции по заготовке пуповинной / плацентарной крови для научно-исследовательских работ, по выделению и хранению концентрата стволовых клеток крови человека, положение о Банке стволовых клеток пуповинной / плацентарной крови человека);
• Постановление правительства РФ «Об утверждении Положения о лицензировании медицинской деятельности ».

Лицензия на забор, транспортировку и хранение стволовых клеток не дает права заниматься лечением пациентов с применением клеточных технологий.

В связи с несовершенством законодательства и юридической безграмотностью населения добиться от клиники возмещения нанесенного ущерба в случае возникновения осложнений будет практически невозможно.

Перспективы развития

Возможности стволовых клеток к преобразованию и размножению в искусственной среде открывают перед нами фантастические возможности по лечению множества неизлечимых на данный момент заболеваний. По мнению ученых, уже в ближайшем будущем врачи смогут применять стволовые клетки в большинстве отраслей медицины: онкология, гематология, кардиология, травматология, перинаталогия и множество других.

Благодаря стволовым клеткам станет возможным выращивание органов для пересадки из клеток больного человека, что позволит избежать реакций отторжения. Пациентам не придется годами ждать подходящего донора, а ведь большинство нуждающихся в трансплантации людей (более 80 %) не доживают до этого момента.

Применение стволовых клеток наконец-то поможет действительно лечить больных сахарным диабетом, благодаря реальной возможности пересадки клеток поджелудочной железы.

Новые технологии способны совершить переворот в фармацевтической промышленности. Появится возможность отказаться от экспериментов на животных. Испытания новых лекарственных средств на выращенных в лабораторных условиях тканях и органах позволят получать качественные и достоверные результаты в короткие сроки и безо всякого риска.

Ученые возлагают большие надежды на возможность придания стволовым клеткам взрослого человека качеств эмбриональных стволовых клеток. В 2006 году было установлено, что отличительные характеристики эмбриональных стволовых клеток связаны с деятельностью нескольких генов, из них главных всего четыре. Благодаря генной инженерии можно переносить эти гены в культуру фибробластов, получаемых из клеток кожи, они приобретают свойства эмбриональных стволовых клеток. Это открывает возможность получения практически любой ткани из собственных стволовых клеток, что снимает проблему генной несовместимости. Искусственно полученные клетки со свойствами эмбриональных стволовых клеток назвали IPSC-клетками.

Если научные исследования будут получать достаточную поддержку и адекватное финансирование со стороны государства, уже наше поколение сможет увидеть практические результаты труда ученых, а наши дети и внуки будут иметь возможность забыть о многих тяжелых заболеваниях и продлить себе не просто жизнь, но и молодость.

http://www.provisor.com.ua