Подпишись на новости
Теория и практика / Инновации

Стволовые клетки: зачем они нужны

Стволовые клетки - одно из главных открытий ХХ века. О лечении стволовыми клетками шло множество дискуссий. Пришло время понять, зачем они нам нужны.
Опубликовано: 11 октября 2016 г.
Эксперты

Артур Исаев
генеральный директор Института стволовых клеток человека

Андрей Брюховецкий
невролог
руководитель кафедры клеточной восстановительной медицины Российского государственного медицинского университета, доктор медицинских наук, профессор.

Антон Буздин
руководитель группы геномного анализа сигнальных систем клетки Института биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, доктор биологических наук


Сегодня существует несколько ключевых направлений, в которых развиваются технологии использования стволовых клеток. Самое многообещающее из них – это применение клеток для лечения центральной нервной системы. В перспективе технология сможет эффективно применяться при таких заболеваниях, как детский церебральный паралич, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, а также при инсультах и травмах мозга. Мы расспросили невролога Андрея Брюховецкого о текущих результатах подобных исследований.

С другой стороны, возможности практического использования стволовых клеток зачастую ограничены проблемой их получения. Желательно использовать собственные стволовые клетки человека, чтобы избежать проблем иммунной совместимости, но в организме взрослого их не так много. И поэтому стремительно набирает популярность идея сохранения стволовых клеток пуповинной крови. О том, при каких болезнях они могут помочь, рассказывает Артур Исаев, основатель российского гемабанка.

В разговоре о стволовых клетках важно не только представлять себе конкретные технологии, но и видеть общую картину развития науки. Чтобы воссоздать ее, мы попросили биолога  Антона Будзина, специалиста по геномному анализу, прокомментировать рассказы своих коллег.

Мозг: лечение стволовыми клетками

Рассказывает Андрей Брюховецкий: В этом году я отметил 25 лет, как я занимаюсь стволовыми клетками. Мы начинали разрабатывать эту технологию для Министерства обороны, исследования были закрытыми, шла афганская война,  мы пытались бороться с последствиями боевых травм мозга. Но 25 лет назад я был убежден, что придет время, и каждая домохозяйка будет знать, что такое стволовые клетки и зачем они нужны. Сейчас весь мир создает институты регенеративной медицины. В Америке создано 300 институтов, в Европе 80 институтов, на сегодняшний день существует многомиллиардный рынок исследований стволовых клеток.

Стволовая клетка – «начало начал» любого животного организма. Развитие многоклеточных организмов начинается с одной стволовой клетки. В результате многочисленных циклов деления и процесса дифференцировки образуются все виды клеток, характерные для данного биологического вида. Так как стволовые клетки способны делиться и возобновляться в течение неопределённо длительного времени,  - можно говорить об их “бессмертности”.  В качестве источников стволовых клеток во взрослом организме используют: костный мозг, слизистую носоглотки, жировую ткань, плацентарную и пуповинную кровь.

В России продолжает развиваться использование  стволовых клеток при травмах мозга. Вначале технологию испробовали на телятах, - эта работа была проведена вместе с нашим известнейшим трансплантологом, академиком Валерием Ивановичем Шумаковым. Сегодня уже есть отработанная технология, в которой можно выделить два направления.

Первое – консервативное, когда можно использовать собственные клетки пациента, и они в 50-60% позволяют восстановить какие-то утраченные функции. Берутся обонятельные клетки из носа пациента, слизистая культивируется, из нее выделяются нейральные клетки, и уже из них отбираются нейральные стволовые клетки. Их можно использовать для введения в субарахноидальное пространство – это полость между мозговыми оболочками как головного, так и спинного мозга, заполненная спинномозговой жидкостью. И доказано, что эти клетки обладают тремя такими фантастическими свойствами: они всегда сами приходят в зону повреждения – это называется эффект «хоуминга»; они всегда прилипнут к патологической зоне – это феномен «адгезии» (прилипания); и они будут действовать регуляторно на поврежденную клетку, то есть они «научат» другие клетки действовать также, как и они сами.

Делается стандартный прокол в поясничном отделе позвоночника, мы получаем спинномозговую жидкость, смешиваем её с клеточным препаратом и вводим обратно. И оказывается, что клетки сами способны мигрировать к поврежденной зоне мозга – как спинного, так и головного. Был сделан такой эксперимент: животному с травмой в правом полушарии мы вводили клетки в левое полушарие мозга. Через 7 дней все клетки, естественно, помеченные нами заранее, были уже в поврежденном месте. За эти клетки не надо думать. Природа уже все продумала!

Уже сегодня стволовые клетки широко применяются в лечении гематологических заболеваний, в первую очередь лейкозов. В некоторых случаях врач принимает решение полностью уничтожить кроветворную систему пациента, чтобы остановить рост опухолевых клеток. После этого пациенту необходима пересадка стволовых клеток, чтобы восстановить кроветворение. Чаще всего их забирают из костного мозга совместимого донора, но могут подойти и клетки пуповинной крови.

В норме, в нашем мозге, конечно же, существуют свои нейральные стволовые клетки, но их немного. И пока организм молодой – их хватает, а потом количество их уменьшается. Из других мест, например, из костного мозга, стволовые клетки в мозг попасть не могут, потому что он окружен непроницаемым для клеток гематоэнцефалическим барьером. Поэтому приходится вводить их специально в то место, откуда клетки могут добраться до мозга.

Второе направление – это прямая реконструкция. Создан биодеградируемый нейропротез, который можно имплантировать прямо в мозг.  Сделано 50 операций на человеке. Протез – это биополимерный матрикс, в который помещены основные компоненты нервной ткани, и феррогель. Биопротез сегодня разрешен к применению. Аналогов в мире нет.

Комментирует Антон Буздин: То, что существуют молекулярные механизмы, которые «говорят» клетке, куда ей надо мигрировать, чтобы восстановить поврежденные ткани – это факт, который подтвержден большим количеством мировых исследований. Но во что мне лично трудно поверить, - это в восстановление спинного мозга после нарушения целостности. Иногда повреждаются очень длинные отростки нейронов – в 1 метр длиной. И неужели простое внедрение стволовых клеток поможет и дальше «идти» этому отростку туда, куда он шёл? Конечно, когда есть такие результаты исследований и операций, - они должны быть, прежде всего, опубликованы в рецензируемых журналах. Конечно, чтобы дать какую-то оценку, нужно видеть, например, сравнение пациентов, которых лечили при помощи столовых клеток с выборкой такой же по возрасту и характеру травмы пациентов, которых лечили традиционными методами.

Стволовые клетки пуповинной крови

Стволовые клетки пуповинной крови могут применяться не только для лечения гематологических заболеваний. Сегодня ведется экспериментальная работа по их применению при инсульте, нейродегенеративных заболеваниях, циррозе печени, гепатитах, печеночной недостаточности, диабете, инфаркте миокарда, сердечной недостаточности, аутоиммунных заболеваниях, а также некоторых ортопедических нарушениях.

Рассказывает Артур Исаев: В Институте стволовых клеток человека создан гемабанк, где можно сохранять стволовые клетки пуповинной крови. Технология довольно новая, но уже лет 30 всем понятно, что гемопоэтические клетки способны восстанавливать кроветворную систему и иммунную систему человека. В 1988-ом году была проведена первая трансплантация, и в 90-ых годах в мире стали появляться первые банки пуповинной крови. На сегодняшний день в мире несколько сотен таких банков. Примерно половина из них – это персонализированные банки, они сохраняют кровь для конкретного человека, ее владельца. А половина – донорские банки, они типируют кровь, то есть исследуют ДНК, чтобы при необходимости биоматериал можно было использовать и для других людей. Но совместимость этой крови весьма ограничена. Существует статистика, что в среднем человеку нужно перебрать 100 тысяч образцов, чтобы подобрать совместимый. И всё равно, 15% людей вообще не находят совместимого трансплантата. Поэтому идея заключается в том, что у человека должен быть свой запас стволовых клеток.

В пуповинной крови довольно мало материала, это порядка 60 миллилитров. Но известно, что концентрация стволовых клеток там в 10 раз больше, чем в костном мозге. Объема, находящегося в одной пуповине, достаточно для трансплантации для одного человека, массой 50 кг. А в будущем ученые, конечно же, научатся размножать стволовые клетки.

Последние новости: Ученым удалось клонировать стволовые клетки

В конце января 2014 года научный мир горячо обсуждал революцию в исследованиях стволовых клеток. Группа японских ученых сообщила о том, что индуцированные плюрипотентные стволовые клетки удалось получить путем вымачивания лимфоцитов в растворе слабой кислоты – метод, фантастический по эффективности и дешевизне. Лидер группы, 30-летняя красавица Харуко Обоката, призналась, что идея пришла ей в голову, когда она долго валялась в ванне и ее кожа сморщилась. К сожалению, за несколько месяцев, прошедших со дня публикации исследования, другим лабораториям не удалось подтвердить действенность метода, так что в данном случае, похоже, рано обрадовались. Это не отменяет того, что задача получения стволовых клеток из обычных представляет огромную важность. За одну из методик ее решения уже была присуждена Нобелевская премия 2012 года. Скорее всего, это не последняя награда за такие исследования.

Сейчас появились технологии, которые делают трансплантацию более эффективной, то есть, клеток мало, а эффект хороший. С одной стороны, клетки научились подсаживать непосредственно в костный мозг, а с другой стороны, их обрабатывают специальным составом, увеличивающим эффект адгезии. Насколько сейчас уже используются эти замороженные стволовые клетки? Уже существует статистика, но нужно подчеркнуть, что, так как это дело недавнее, средний возраст ребенка, которому сохраняют клетки пуповинной крови – 10 лет. Процент использования таков: для близкородственных трансплантаций 1 из 3000 вкладов, для  трансплантации самому ребенку – 1 из 15000. Но ведь основной процент использования этих клеток – это онкология. А как известно, болезнь эта поражает чаще всего людей пожилого возраста, которые не имели возможности запастись стволовыми клетками, допустим, 50-60 лет назад.

Комментирует Антон Будзин: Безусловно, сама идея гемабанка – замечательная. Если идет речь о применении в области онкологии, теоретические предпосылки все «за», потому что если брать у взрослого пациента пул стволовых клеток, например, из жировой ткани, - то это будет не очень хорошо, потому что среди них могут быть и раковые. А вот если есть какой-то пул клеток в гемабанке, который можно нарастить и ввести, чтобы заместить поврежденные, - то это прекрасно! Дело стало только за технологиями наращивания этих клеток в достаточном количестве. А вот насколько это сегодня применимо – тут я в растерянности. Но вообще, конечно, технология имеет огромный потенциал.

Эта статья – совместное расследование журнала «Здоровье» и программы о науке и высоких технологиях «Мозговой штурм». Программа выходит по понедельникам в час ночи на телеканале ТВ-Центр. Выпуск, посвященный стволовым клеткам человека, смотрите на сайте mozgovoyshturm.ru

Автор: Анна Урманцева
Опубликовано: 11 октября 2016 г.
Журнал "Здоровье" №5 2014 Журнал "Здоровье" №5 2014
Журнальный заголовок: "ШАХМАТНАЯ ЗАДАЧА СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК"

Комментарии

Уважаемые пользователи! Упоминания названий любых лекарственных препаратов, БАДов (советы по применению), медицинских изделий, медицинских организаций, других товаров и услуг, рассматриваются как реклама и удаляются в соответсвии с п.4.6. Правил Форума

НАУКА ДЛЯ ЖИЗНИ

Изучение иностранных языков: никогда не поздно! «Вы считаете, что учить иностранные языки надо было в школе, а в ваши 30, 40 или 50 лет это уже безнадежно? Хорошая новость: данные научных исследований опровергают этот миф.»
Другой факт Читать статью
 

Конкурс

«Спортивное вдохновение» Подведены итоги конкурса! Спасибо всем участникам, поздравляем победителей!