Стволовые клетки где образуются. Стволовые клетки - свойства, классификация, получение, выращивание и использование

Историческая справка

Термин «стволовая клетка» был введён в научный обиход русским гистологом Александром Максимовым ( -). Он постулировал существование стволовой кроветворной клетки. На заседании Общества Гематологов в Берлине 1 июня 1909 года он ввел понятие «Stammzelle», подразумевая под этим определением лимфоцит в более широком значении этого слова, как клетку, способную быть стволовой в современном понимании этого слова.

В шестидесятые годы XX века Тил и Маккулох , а также Меткаф и его сотрудники показали, что внутривенное введение костномозговых клеток от здоровой сингенной к летально облученной мыши приводит к образованию колоний из клеток всех направлений гемопоэтической дифференцировки в селезенке. С разработкой клонального метода для выявления клеток предшественников in-vitro, так называемых колониеобразующих единиц (КОЕ), стало возможным проследить за дифференцировкой всех миелоидных ростков.

Фриденштейн А. Я. и его сотрудники впервые показали, что в костном мозге, помимо гемопоэтических имеются стромальные стволовые клетки, которые при культивировании формировали колонии фибробластноподобных клеток. Пересадка таких колоний под капсулу почки мыши в диффузионной камере приводило к формированию костной или адипозной ткани.

Стволовые клетки размножаются путём деления , как и все остальные клетки. Отличие стволовых клеток состоит в том, что они могут делиться неограниченно, а зрелые клетки обычно имеют ограниченное количество циклов деления.

ДНК во всех клетках одного организма (кроме половых), в том числе и стволовых, одинакова. Клетки различных органов и тканей, например, клетки кости и нервные клетки , различаются только тем, какие гены у них включены, а какие выключены, то есть регулированием экспрессии генов , например, путем метилирования ДНК . Фактически, с осознанием существования зрелых и незрелых клеток был обнаружен новый уровень управления клетками. То есть, геном у всех клеток идентичен, но режим работы, в котором он находится - различен.

В различных органах и тканях взрослого организма существуют частично созревшие стволовые клетки, готовые быстро дозреть и превратиться в клетки нужного типа. Они называются бластными клетками. Например, частично созревшие клетки мозга - это нейробласты, кости - остеобласты и так далее. Дифференцировку могут запускать как внутренние причины, так и внешние. Любая клетка реагирует на внешние раздражители, в том числе и на специальные сигналы цитокины . Например, есть сигнал (вещество), служащий признаком перенаселённости. Если клеток становится очень много, то этот сигнал сдерживает деление. В ответ на сигналы клетка может регулировать экспрессию генов.

Характеристики эмбриональных стволовых клеток

1. Тотипотентность - способность образовывать любую из примерно 350 типов клеток организма (у млекопитающих);
2. Хоуминг - способность стволовых клеток, при введении их в организм, находить зону повреждения и фиксироваться там, исполняя утраченную функцию;
3. Факторы, которые определяют уникальность стволовых клеток, находятся не в ядре , а в цитоплазме . Это избыток мРНК всех 3 тысяч генов , которые отвечают за раннее развитие зародыша ;
4. Теломеразная активность.

При каждой репликации часть теломер утрачивается (лимит Хейфлика или биочасы). В стволовых, половых и опухолевых клетках есть теломеразная активность, концы их хромосом надстраиваются, то есть эти клетки способны проходить потенциально бесконечное количество клеточных делений , они бессмертны.

• Стволовых клеток в нашем организме очень мало:
  • у эмбриона - 1 клетка на 10 тысяч,
  • у человека в 60-80 лет - 1 клетка на 5-8 миллионов.

• Мало кто знает, что стволовые клетки имеют другое название, их еще называют камбиальные клетки или клетки камбия (от позднелат. cambium - обмен, смена).

См. также

Примечания

Ссылки

• Что такое стволовые клетки , Корочкин Л. И., журнал «Природа», 2005, № 6.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Стволовая клетка" в других словарях:

взрослая стволовая клетка - Стволовая клетка, выделенная или происходящая из ткани костного мозга взрослой особи Тематики биотехнологии EN adult stem cell …

первая стволовая клетка - Стволовая клетка костного мозга эмбриона, из которой впоследствии будут развиваться клетки иммунной системы организма Тематики биотехнологии EN stem cell one … Справочник технического переводчика

полипотентная стволовая клетка - Стволовая клетка, способная превращаться в несколько видов клеток организма Тематики биотехнологии EN pluripotent stem cell … Справочник технического переводчика

гематопоэтическая стволовая клетка - Клетка предшественик клеток крови Тематики биотехнологии EN hematopoietic stem cell … Справочник технического переводчика

тотипотентная стволовая клетка - Клетка, способная сформировать любую ткань Тематики биотехнологии EN totipotent stem cell … Справочник технического переводчика

мезенхимная стволовая клетка - — Тематики биотехнологии EN mesenchymal stem cell … Справочник технического переводчика

мезенхимная стволовая клетка взрослого организма - — Тематики биотехнологии EN mesenchymal adult stem cell … Справочник технического переводчика

Человеческий организм содержит примерно 50 миллиардов стволовых клеток, которые регулярно обновляются. С годами количество таких живых «кирпичиков» сокращается -- для них находится всё больше работы, а заменить их некому. Как видно из графика, у новорожденного ребенка СК в большом количестве 1х10 000, а угасать они начинают уже в подростковом возрасте 1х100 000, на графике мы видим очень резкий перепад, а в 80 лет их остается совсем чуть-чуть 1х2000 000. Более того, стволовые клетки немолодого индивидуума уже не так универсальны -- в клетки крови они превратиться еще могут, а в нервные -- уже не в силах.

Заменить ветхие клетки организма, чтобы продолжить активную жизнь, помогает искусственное внесение стволовых клеток в организм. Уже сегодня ученые могут получать стволовые клетки, культивировать и направлять их по «нужному пути». Достижения в области клеточной медицины делают возможности терапевтического использования стволовых клеток практически безграничными. Появилась реальная надежда на излечение огромного количества самых разнообразных заболеваний.

Какие же источники стволовых клеток используются в этих целях сегодня? «Спасение утопающих -- дело рук самих утопающих», поэтому человек может стать донором стволовых клеток для себя самого. Наибольшее их количество находиться в костном мозге таза. Стромальные стволовые клетки извлекаются оттуда при помощи пункции. Затем, в лабораторных условиях особым образом их мобилизируют, наращивают и вводят обратно в организм, где при участии специальных сигнальных веществ, они направляются к «больному месту». Следует отметить, что даже из одной единственной стромальной клетки можно вырастить колонии. И уж совсем невероятная метаморфоза -- стромальные стволовые клетки могут настолько «забыть» о своем костном мозговом происхождении, что под влиянием определенных факторов превращаются в нервные клетки или клетки сердечной мышцы.

Рисунок 1

Как показано на графике, с каждым днем стромальные клетки все больше меняют свою специализацию и уже через 2 недели после добавления специального сигнального вещества в культуру стромальных клеток, они уже на 80% состоят из нейронов. 90% стромальных клеток, введенных в зону инфаркта, полностью перерождаются в клетки сердечной мышцы, восстанавливая функции миокарда практически полностью. Однако стромальные клетки взрослого организма обладают ограниченной функциональностью, то есть их возможная тканевая специализация в той или иной степени лимитирована. Помимо этого все стволовые клетки взрослого человека каталогизированы и снабжены специальным штампиком: «моё». Так что донорство в этой области чревато возникновением противостояния, называемого «трансплантат -- против хозяина».

Вторым источником стволовых клеток является пуповинная кровь, собранная после рождения ребенка. Эта кровь очень богата стволовыми клетками. Взяв эту кровь из пуповины ребенка и поместив в криобанк, стволовые клетки в дальнейшем можно использовать для восстановления практически любой ткани и органа этого индивидуума. Возможно также использовать эти стволовые клетки для лечения других пациентов при условии их совместимости по антигенам. Американские ученые получили стволовые клетки из человеческой плаценты (там, их количество в 10 раз больше, чем в пуповинной крови), которые способны преобразовываться в кожные, кровяные, мышечные и нервные клетки. Однако, создание хранилища для пуповинной крови и плацентарного материала -- занятие дорогостоящее. В мире всего насчитывается более двухсот криобанков. Большинство таких, конечно же, находится в США и Канаде. На втором месте - Европа. Есть подобные хранилища в Австралии, Израиле, Японии, Сингапуре, Тайвани, ЮАР, Бразилии, а также в странах СНГ. В России сейчас насчитывается 11 учреждений. В Украине - четыре.

Рисунок 2

Источником другого вида стволовых клеток -- фетальных стволовых клеток, является абортивный материал 9--12 недели беременности. Этот источник на сегодняшний день используется наиболее часто. Но как видно на графике, в России число абортов с каждым годом уменьшается, из этого можно сделать вывод, что скоро этот источник скорее всего изживет себя. Помимо этических и юридических трений, фетальные клетки иногда могут вызвать отторжение трансплантата. Кроме того, использование непроверенного абортивного материала чревато заражением пациента вирусным гепатитом, СПИДом и т.д. Если же проводить диагностику материала на вирусы, увеличивается себестоимость метода, что, в конечном итоге, приводит к росту стоимости самого лечения.

Рисунок 3

Источником стволовых клеток может быть слизистая оболочка носоглотки. В ней преобладают частично специализировавшиеся стволовые клетки, способные превращаться в клетки нервной ткани -- нейроны и клетки глии. Эти клетки пригодны для лечения заболеваний головного и спинного мозга. Однако, применяемость этих клеток для замены иных, чем нервные, требует дальнейших исследований. Помимо этого, выделение и хранение данного материала достаточно трудоемки.

Мезенхимальные стволовые клетки содержатся в жировой, хрящевой, мышечной тканях. В настоящее время весьма перспективным является выделение этих клеток из жировой ткани, полученной при липосакции.

И, наконец, еще одним источником стволовых клеток является бластоциста, которая формируется к 5--6 дню оплодотворения. Это эмбриональные стволовые клетки. Они наиболее универсальны, по сравнению со стволовыми клетками взрослых людей, и способны дифференцироваться абсолютно во все типы клеток организма. Положительной стороной использования этих универсальных стволовых клеток следует считать тот факт, что в них отсутствует штампик «моё»: клетки как бы никому не принадлежат и не выполняют никаких специальных функций, а потому при введении не возникает реакция отторжения. Даже, если эмбриональные стволовые клетки взяты от другого организма, они не отторгаются, поскольку на их поверхности еще нет антигенов гистосовместимости.

Стволовые клетки – недифференцированные (незрелые) клетки, имеющиеся у многих видов многоклеточных организмов. Стволовые клетки способны самообновляться, образуя новые стволовые клетки, делиться посредством митоза и дифференцироваться в специализированные клетки, то есть превращаться в клетки различных органов и тканей.

Развитие многоклеточных организмов начинается с одной стволовой клетки, которую принято называть зиготой. В результате многочисленных циклов деления и процесса дифференцировки образуются все виды клеток, характерные для данного биологического вида. В человеческом организме таких видов клеток более 220. Стволовые клетки сохраняются и функционируют и во взрослом организме, благодаря им может осуществляться обновление и восстановление тканей и органов. Тем не менее, в процессе старения организма их количество уменьшается.

В современной медицине стволовые клетки человека трансплантируют, то есть пересаживают в лечебных целях. Например, трансплантация гемопоэтических стволовых клеток производится для восстановления процесса гемопоэза (кроветворения) при лечении лейкозов и лимфом.

Самообновление

Существуют два механизма, поддерживающих популяцию стволовых клеток в организме:

1. Асимметричное деление, при котором продуцируется одна и та же пара клеток (одна стволовая клетка и одна дифференцированная клетка).

2. Стохастическое деление: одна стволовая клетка делится на две более специализированных.

Откуда берутся стволовые клетки

СК можно получить из различных источников. Некоторые из них имеют строго научное применение, другие используются в клинической практике уже сегодня. По своему происхождению их разделяют на эмбриональные, фетальные, клетки пуповинной крови и клетки взрослого человека.

Эмбриональные стволовые клетки

Первым типом стволовых клеток следует называть клетки, что образуются при первых нескольких делениях оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) – из каждой может развиться самостоятельный организм (так, например, получаются однояйцевые близнецы).

Через несколько дней эмбрионального развития, на стадии бластоцисты, из ее внутренней клеточной массы можно выделить эмбриональные стволовые клетки (ЭСК). Они способны дифференцироваться абсолютно во все типы клеток взрослого организма, они способны неограниченно делиться при определенных условиях, формируя так называемые «бессмертные линии». Но у этого источника СК есть недостатки. Во-первых, во взрослом организме эти клетки способны спонтанно перерождаться в раковые. Во-вторых, в мире пока не выделена безопасная линия истинно эмбриональных стволовых клеток, годных для клинического применения. Клетки, полученные таким путем (в большинстве случаев с применением при культивировании клеток животных) используются мировой наукой для исследований и экспериментов. Клиническое применение таких клеток сегодня невозможно.

Фетальные стволовые клетки

Очень часто в русских статьях эмбриональными СК называют клетки, полученные из абортированных плодов (фетусов). Это неверно! В научной литературе клетки, полученные из тканей плода, называют фетальными.

Фетальные СК получают из абортивного материала на 6-12 неделе беременности. Они не обладают вышеописанными свойствами ЭСК, полученных из бластоцисты, – то есть способностью к неограниченному размножению и дифференцировке в любой вид специализированных клеток. Фетальные клетки уже начали дифференцировку, и, следовательно, каждая из них, во-первых, может пройти только ограниченное число делений и, во-вторых, дать начало не любым, а достаточно определенным видам специализированных клеток. Этот факт делает их клиническое применение более безопасным. Так, из клеток фетальной печени могут развиться специализированные клетки печени и кроветворные клетки. Из фетальной нервной ткани, соответственно, развиваются более специализированные нервные клетки и т.д.

Клеточная терапия как вид лечения стволовыми клетками берет свое начало именно от применения фетальных СК. В последние 50 лет в разных странах мира были проведены серии клинических работ с их применением.

В России, помимо этических и юридических трений, использование непроверенного абортивного материала чревато осложнениями, такими, как заражение пациента вирусом герпеса, вирусными гепатитами и даже СПИДом. Процесс выделения и получения ФСК сложный, для этого требуется современное оборудование и специальные знания.

Однако при профессиональном контроле хорошо подготовленные фетальные стволовые клетки имеют огромный потенциал в клинической медицине. Работы с фетальными СК в России сегодня ограничиваются научными исследованиями. Их клиническое применение не имеет юридической базы. Более широко и официально такие клетки применяются сегодня в Китае и некоторых других странах Азии.

Клетки пуповинной крови

Источником стволовых клеток является также плацентарно-пуповинная кровь, собранная после рождения ребенка. Эта кровь очень богата стволовыми клетками. Взяв эту кровь и поместив в криобанк на хранение, в дальнейшем можно использовать ее для восстановления многих органов и тканей пациента, а также для лечения различных заболеваний, в первую очередь гематологических и онкологических.

Однако количество СК в пуповинной крови при рождении недостаточно велико, и эффективное их применение, как правило, возможно, только однократно для самого ребёнка в возрасте до 12-14 лет. По мере взросления, объема заготовленных СК становится недостаточно для полноценного клинического эффекта.

О клеточной терапии

Клеточная терапия – это новое официальное направление в медицине, основанное на применении регенеративного потенциала стволовых клеток взрослого организма для лечения ряда тяжелых заболеваний, реабилитации пациентов после травм, борьбы с преждевременными признаками старения. Стволовые клетки также считаются перспективным биоматериалом для создания биологических протезов клапанов сердца, сосудов и трахеи, применяются в качестве уникального бионаполнителя для восстановления дефектов костей и других целей пластической и реконструктивной хирургии.

Механизм восстановительного действия стволовых клеток ученые объясняют, как их способностью трансформироваться в клетки крови, печени, миокарда, костной, хрящевой или нервной ткани и таким образом восстанавливать поврежденные органы, так и посредством продукции разнообразных факторов роста восстанавливать функциональную активность других клеток (по так называемому паракринному типу).

Для клинических целей стволовые клетки чаще всего получают из костного мозга и пуповинной крови, также после предварительной стимуляции кроветворения необходимое для лечения количество стволовых клеток можно выделить из периферической крови взрослого человека. В последние годы в мире появляется все больше сообщений о клиническом применении стволовых клеток, выделенных из плаценты, жировой ткани, ткани пупочного канатика, амниотической жидкости и даже пульпы молочных зубов.

В зависимости от заболевания, возраста и состояния пациента, предпочтительным может быть тот или иной источник стволовых клеток. Вот уже более 50 лет для лечения лейкозов и лимфом применяются гемопоэтические (кроветворные) стволовые клетки, а этот метод лечения общеизвестный как трансплантация костного мозга, хотя на сегодняшний день все чаще в гематологических клиниках мира гемопоэтические стволовые клетки получают из пуповинной и периферической крови. В то же время для лечения травм головного и спинного мозга, стимуляции заживления переломов и хронических ран целесообразнее использовать мезенхимальные стволовые клетки, которые являются предшественниками соединительной ткани.

Мезенхимальными стволовыми клетками богата жировая ткань, плацента, пуповинная кровь, амниотическая жидкость. Учитывая иммуносупрессивное действие мезенхимальных стволовых клеток, их также применяют для лечения ряда аутоиммунных заболеваний (рассеянный склероз, неспецифический язвенный колит, болезнь Крона и др.), как и посттрансплантационных осложнений (для предотвращения отторжения пересаженного донорского органа). Для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, в том числе ишемии нижних конечностей, наиболее перспективной считается пуповинная кровь, в которой содержится особый вид так называемых эндотелиальных прогениторных стволовых клеток, которых нет больше ни в одной ткани человеческого организма.

Какие болезни можно вылечить с помощью стволовых клеток?

Метод лечения стволовыми клетками успешно используется при лечении лейкемии, лимфомы и других тяжелых наследственных заболеваний, где традиционные методы терапии неэффективны.

Трансплантацию пуповинной крови успешно применяют во время большинства видов лейкемии, в том числе лимфомы, ходжкинской и неходжкинской, также при заболеваниях плазменных клеток, врожденных анемиях, тяжелых комбинированных иммунодефицитах, врожденной нейтропении, остеопорозе и многих других тяжелых заболеваниях.

В ближайшем будущем стволовые клетки будут применены для лечения инсульта, инфаркта миокарда, болезней Альцгеймера, Паркинсона, сахарного диабета, мышечных заболеваний, печеночной недостаточности. Стволовые клетки могут дать положительный эффект и во время нарушения слуха.

В этом году станут известны результаты исследования ученых, которые применили стволовые клетки при лечении детей, рожденных с синдромом аутизма.

«Есть примеры, когда новорожденный спас свою мать. Женщине из Канады поставили диагноз лейкемия во время беременности, ей не смогли найти донора, и врачи смогли спасти мать пуповинной кровью 31-недельного ребенка. Она жива спустя 15 лет и чувствует себя отлично», – поделился он.

Сегодня ученые работают и над размножением стволовых клеток в инкубаторах, чтобы их применение стало многоразовым.

Мифы и правда, о лечении стволовыми клетками

Миф №1. Использование клеточных технологий чревато риском инфицирования опасными инфекционными заболеваниями

В законодательстве четко регламентированы правила производства биомедицинских клеточных продуктов. По сути, они очень сходны с правилами, принятыми для фармпроизводств и основаны на стандартных требованиях GMP. То есть это очень тщательный входной контроль клеточного материала – все образцы клеток тестируются на ВИЧ-1, ВИЧ-2, гепатиты В и С. Следующий этап – контроль производства, которое должно быть абсолютно чистым. Затем – контроль на выпуске партии клеточного продукта, в процессе которого добавляются исследования на такие инфекции, как микоплазма, цитомегаловирус, токсоплазма, все инфекции, передающиеся половым путем. Таким образом, все риски инфицирования сводятся к нулю.

Миф №2. Для культивирования клеток используются продукты животного происхождения, значит, они могут вызывать аллергию. Реакцию могут вызывать и стволовые клетки другого человека (аллогенные)

Действительно, стандартная технология клеточного культивирования (размножения) подразумевает использование продуктов животного происхождения (обычно их получают из органов крупного рогатого скота). Эти продукты могут спровоцировать аллергическую реакцию. Поэтому сейчас их применяют только в лабораторных условиях, а для культивирования клеток для лечения, используются реагенты, производящиеся без животных компонентов.

Что касается аллергии на собственно клетки, то при лечении своими стволовыми клетками (аутологичными), по понятным причинам, аллергической реакции быть не может. А чтобы не возникло реакции на чужеродные — аллогенные клетки, стараются удлинить интервалы между их введением до 3-4 недель. При аллергических проявлениях курс лечения прерывают, но на самом деле при правильном введении препарата серьезные аллергические осложнения крайне редки.
Наш опыт говорит о том, что при правильно подобранной схеме лечения, нет никаких аллергических реакций на клеточные компоненты. Для подстраховки, прежде чем приступать к терапии, можно выполнить стандартные пробы – введение препарата в малых дозах, чтобы проверить реакцию организма.

Миф №3. Стволовые клетки могут превращаться в опухолевые и провоцировать развитие онкологических заболеваний

В мире проведено уже более 500 клинических испытаний, первая фаза которых выполняется для проверки безопасности, и до сих пор ни в одном не было получено каких-либо данных об онкологической опасности, не было зарегистрировано ни одного образования опухоли. Хотя теоретически риск возможен. Поэтому все полученные клетки, как для аутотрансплантации, так и для аллогенной трансплантации, обязательно тестируются на туморо- и онкогенность.

Туморогенность предполагает, что клетки самостоятельно трансформируются в опухолевые, а онкогенность предполагает, что клетки, которые мы ввели, действуют на клетки реципиента так, что они перерождаются. Поэтому они обязательно проверяются теми же методами, что и при производстве фармпрепаратов, – некоторая часть препарата вводится специальным животным (бестимусным мышам – то есть не имеющим своего иммунитета) и если какая-то опухолевая клетка к ним попадает, опухоль проявляется. Это стандартный метод тестирования и на сегодня самый надежный. Закон о биомедицинских продуктах предполагает, что для любого клеточного препарата оно должно быть проведено.

Когда речь идет об аллогенной трансплантации, то риск развития опухоли даже теоретически маловероятен: клетки, пересаженные от одного человека к другому, хоть и не отторгаются, но и долго не живут, они погибают приблизительно через месяц. И это нивелирует риски. А сращение костной ткани, образование хрящевой ткани, противовоспалительный, ранозаживляющий и иммуномодулирующий эффекты они оказывают за счет того, что стимулируют собственные клетки пациента.

Миф №4. Использование клеточных технологий может быть только индивидуальным, а стоимость такого лечения не позволит сделать эту методику массовой, значит, у нее нет будущего

Производством клеточных препаратов для аутотрансплантации конкретному человеку продолжат заниматься клиники, подобные «Покровскому банку», это, действительно, никогда не будет задачей коммерческих производств. Для большого бизнеса рентабельно производство только аллогенных препаратов. Это удобно – производишь продукт и сертифицируешь всю партию. Поэтому производители пытаются решить проблему получения большого количества стволовых клеток из так называемых утилизируемых тканей. То есть, их получение не должно сопровождаться болезненными ощущениями и при этом приемлемо с этической точки зрения – речь идет, например, о пупочных канатиках, плаценте. За рубежом такие предприятия уже существуют.

Миф №5. Клеточные технологии остаются областью экспериментальной медицины так долго из-за того, что не получены доказательства их эффективности

Это не так. Многие клеточные технологии уже вошли в клиническую практику, и их эффективность доказана, как в теории, так и на практике. Больше всего проведено клинических испытаний и накоплено данных по применению стволовых клеток в травматологии и ортопедии. В зависимости от поражения, оно приводит к полному или частичному восстановлению хрящевой и костной ткани. Врачи хорошо видят этот эффект. Сейчас в Канаде завершается третья фаза клинических испытаний по применению стволовых клеток другим способом – они вводятся в область коленного сустава и в результате восстанавливается хрящевая ткань. Частично это происходит за счет того, что клетки заселяют поверхность сустава, частично – за счет того, что они стимулируют собственные клетки пациента, благодаря чему восстановленная хрящевая ткань состоит не из трансплантированных чужеродных, а из собственных клеток пациента. Аналогичные исследования проводились и в Покровском банке. Мы получили очень сходные результаты.

Эффективность клеточных технологий на самом деле имеет большую доказательную базу. Но результаты их клинического применения очень зависят от врача и от биолога, которые проводят лечение – использованию этого метода терапии, как и любого другого, нужно учиться. Надо подготовить правильно клетки, очень тщательно рассчитать их количество, своевременно разморозить и организовать транспортировку так, чтобы успеть использовать в течение 8 часов…
В Педиатрическом университете уже разработан, а в СЗГМУ им. Мечникова готовится курс обучения по применению стволовых клеток. Читать его будут наши специалисты, надеемся, что результатом для практикующих врачей станет полное понимание когда, при каких заболеваниях и как следует использовать клеточную терапию.

Миф №6. Клеточная терапия – терапия отчаяния, но с ее помощью можно вылечить все

Так сложилось, что одни врачи не доверяют методам лечения стволовыми клетками, другие, наоборот, уверены в их всемогуществе. Но нужно понимать, что регенеративная терапия работает только как элемент комплексного лечения – традиционными методами и методами самой регенеративной терапии. Мы всегда объясняем это своим пациентам.

Кроме того, регенеративная терапия не всегда способна полностью вылечить человека, но то, что она может почти всегда – это уменьшить проявление симптомов или замедлить скорость развития заболевания. Для многих пациентов это очень важно. Например, для пациентов с сахарным диабетом 1-го типа. После курса лечения наступает ремиссия на 0,5 года – год, в течение этого времени некоторые пациенты могут даже отказаться от инсулина, замедляется прогресс заболевания, улучшаются биохимические показатели крови. Но болезнь не исчезает насовсем. Если в случае с переломом костей эффект виден сразу (человеку сняли гипс не через 2 месяца, а через 3 недели), то тут настолько явного результата нет, но пациенту становится легче.
Клеточные технологии, как любой медицинский метод, имеет свои ограничения. Кроме того, аргументом «за» его применение или «против» становятся многие факторы – возраст, сопутствующие патологии, природа заболевания и т.д. А иллюзии часто наносят такой же вред, как и отчаяние.

Сколько стоит лечение стволовыми клетками?

На данный момент стоимость лечения стволовыми клетками в России колеблется в пределах 250 – 300 тысяч рублей.

Такая высокая цена оправдана, ведь выращивание стволовых клеток – процесс высокотехнологичный, и соответственно, очень дорогой. Клиники, предлагающие стволовые клетки по меньшей цене, не имеют к клеточной биологии никакого отношения, они вводят своим клиентам совершенно неизвестные препараты.

Большинство медицинских центров за эти деньги вводят 100 миллионов клеток на курс, но есть и такие, которые за эту стоимость вводят 100 млн. стволовых клеток на одну процедуру. Количество стволовых клеток на процедуру, а также количество процедур обговаривается с врачом, так как чем человек старше, тем больше ему требуется стволовых клеток. Если молодой цветущей девушке для поддержания тонуса достаточно примерно 20-30 миллионов клеток, то недомогающей даме пенсионного возраста может не хватить и 200 миллионов.

Как правило, в эту сумму не входит стоимость процедуры по получению стволовых клеток, например, забор жира. Клиники и институты, практикующие лечение аллогенными (то есть чужими) стволовыми клетками, утверждают, что лечение такими стволовыми клетками будет стоить процентов на 10 дешевле, чем собственными. Если стволовые клетки вводятся хирургическим путём, то есть проводится операция, придется заплатить отдельно за операцию.

Мезотерапия стволовыми клетками обойдется гораздо дешевле. Стоимость одной процедуры мезотерапии в московской клинике – от 18 000 до 30 000 рублей . Всего же на курс делается от 5 до 10 процедур мезотерапии.

На самом деле получать (в смысле, искусственно синтезировать) стволовые клетки не нужно. Все, что есть у человека, используется в «первозданном» виде. Перед учеными стоит несколько задач: получение, выделение, обогащение, контрольная проверка и использование или длительное хранение. Постараемся в общих чертах простыми словами пояснить, что происходит на каждом этапе.

Получение

В настоящее время известны несколько источников стволовых клеток. Это красный костный мозг взрослого человека или ребенка, в том числе свой собственный. В первом случае мы имеем дело с аллотрансплантацией, а во втором – с аутоторансплантацией. Красный костный мозг является основным источником стволовых клеток, которые используют, главным образом, для его пересадки. Необходимость в этом возникает при различных злокачественных заболеваниях крови.

Второй источник стволовых клеток – это жировая ткань и другие ткани с хорошим кровоснабжением. Из нее выделяются мезенхимальные клетки, но они используются только в научных экспериментах, поскольку они встречаются также в красном костном мозге.

Второй реальный источник стволовых клеток – это пульпа молочных зубов, которые выпадают в детстве. Там находятся те же самые мезенхимальные стволовые клетки организма , но, как считается, их потенциал к трансформации в другие ткани и клеточные массивы организма более высок. Забор стволовых клеток из молочных зубов происходит или сразу их выпадения либо путем бережного удаления после выяснения, что зуб шатается, и его жизнь подошла к концу.

Третий, самый популярный источник стволовых клеток организма , – это пуповинная кровь . Как известно, после рождения малыша и пересечения пуповины она становится «ничьей» и подлежит утилизации согласно правилам утилизации биологических отходов. Именно из пуповины после ее отделения от материнского организма и организма малыша и производится забор пуповинной крови . Количество крови составляет от 40 до 80 мл, и из нее можно получить значительное количество стволового концентрата.

Нелегальные способы получения

Дальше, в принципе, может использоваться фетальный и эмбриональный материал. Однако законодательство практически всех стран запрещает использовать материал, полученный при абортах в коммерческих целях, поскольку это способствует резкому росту криминальных абортов, появлению подпольных клиник, нацеленных на получение прибыли, и другим, связанным с этими проблемами трудностям. Но, несмотря на это, подобные услуги низкого качества оказываются в ряде стран. Среди популярных видов трансплантации стволовых клеток, полученных преступным путем, – операции по «омоложению», а также попытки лечить онкологические заболевания в тех случаях, когда все другие возможности исчерпаны.

Контрольная проверка

Каждая уважающая себя лаборатория, имеющая безупречную международную репутацию, например Cofrance, связанная с родильными домами и банками хранения стволовых клеток пуповинной крови , проводит дополнительную проверку полученного нативного, или свежего, материала. Проверка в основном сводится к исследованию на опасные болезни, которые передаются трансмиссивным путем, то есть с помощью передачи крови и ее компонентов, к которым юридически и относятся стволовые клетки .

В обязательном порядке кровь перепроверяется на ВИЧ-инфекцию, вирусные гепатиты, а также проводится подтверждение группы крови и резус-фактора. Здесь имеются юридические особенности: конечно, если у донора-малыша имеется вирусный гепатит, и его кровь инфицирована, он может всю жизнь выделять вирус, болеть долгие годы, и будет совсем не против, чтобы ему ввели его собственные клетки.

Но лабораториям запрещено иметь дело с контагиозными биологическим средами. Для этого существуют специальные лаборатории, в частности, в институте вирусологии. Самое главное, что подобная инфицированная кровь не может находиться вместе с другими образцами, полученными от здоровых доноров. Спустя много лет этот эпизод может забыться, и если такие стволовые клетки введут другому человеку (по решению заказчика, например, его брату), то возможно грандиозное судебное разбирательство вследствие заражения, вызванного применением биологического препарата.

В наши дни получила широкое распространение методика пересадки стволовых клеток с целью лечения серьезных патологий. В частности, незрелые гемопоэтические клетки используются для восстановления кроветворной функции у пациентов с лейкозом и лимфомами. Первая успешная трансплантация была осуществлена еще в 1988 году. Ребенку, страдающему анемией, были введены клетки, взятые из пуповинной крови, и это позволило добиться полного исцеления.

Стволовые клетки – это незрелые клетки, которые обладают способностью к самообновлению, а также дифференциации. Суть самообновления заключается в том, что после митотического деления данные клетки сохраняют свой фенотип, т. е. дифференцировки не происходит. Дифференциация - это трансформация в специфические клетки самых разных тканей и органов.

Стволовые клетки характеризуются удивительной способностью к асимметричному делению, после которого одна из новых клеток остается стволовой, а другая становится дифференцированной.

Обратите внимание: развитие организма начинается с одной стволовой клетки – зиготы. В ходе многократного деления и дифференциации формируются все остальные типы клеток, характерные для конкретного биологического вида. В частности, у человека и приматов насчитывается более 220 типов клеток.

Стволовые клетки являются универсальным «строительным материалом» для тканей организма. Они содержат всю генетическую информацию. Благодаря незрелым клеточным элементам в организме осуществляются процессы регенерации. По мере старения количество недифференцированных клеток неуклонно снижается. Если у плода (эмбриона) имеется 1 стволовая клетка на каждые 10 тысяч дифференцированных, то к 60 годам соотношение многократно меняется, падая до 1 к 8 миллионам. Именно по этой причине поврежденные ткани значительно медленнее регенерируют у пожилых пациентов.

Обратите внимание: для сохранения такого уникального биологического материала, как кровь из пуповины, в ряде государств созданы специальные банки. Результаты многолетних исследований позволяют предполагать, что уже в скором времени универсальные незрелые клетки помогут справиться с тяжелейшими патологиями, которые сейчас не лечатся ни медикаментозно, ни хирургически.

Важно: лучшим источником для получения стволовых клеток служит кровь, полученная из пуповины сразу после появления ребенка на свет. Данные клетки также присутствуют в плаценте и эмбриональных тканях. У взрослого человека такие клеточные элементы есть в костном мозге.

К настоящему моменту времени исследователям удалось выделить следующие виды стволовых клеток:

• гемопоэтические;
• эндотелиальные;
• нервные;
• стволовые клетки миокарда;
• кожные;
• мезенхимные;
• мышечные;
• клетки кишечника;
• эмбриональные.

Очень большое количество незрелых клеток можно получить из крови, взятой из пупочной вены. Уникальный биоматериал сохраняется в специальном банке при температуре -196 °C (в жидком азоте). Он может быть использован при необходимости восстановления практически всех вдов тканей человеческого организма. Банки заключают с родственниками родившегося ребенка договор о хранении биодепозита в течение 18-20 лет. Все это время материал сохраняет полную активность.

Обратите внимание: в плаценте недифференцированных клеток на порядок больше, чем в пуповинной крови. Однако для хранения биологического материала такого рода требуются особые условия, что связано с огромными материальными затратами.

Гемопоэтические клетки из пуповинной крови, имеют следующие преимущества:

• материал получают легко и совершенно безболезненно;
• биоматериал инфекционно безопасен;
• трансплантация возможна в любое время;
• клетки подходят для пересадки близким родственникам (идеальная биологическая совместимость);
• возможна трансплантация другим пациентам (при условии отсутствия конфликта по антигенам).

Важно: применение данного биологического материала, равно как и его утилизация не приводят к возникновению проблем этического и юридического характера.

Источником стволовых клеток у взрослого человека служит красный костный мозг. Стромальные элементы получают посредством пункции. В специальной лаборатории из них выращивают целые колонии, которые затем трансплантируют пациенту. Попав в организм, они мигрируют в зону поражения, где заменяют погибшие высокодифференцированные элементы.

Важно: стволовые клетки у взрослых характеризуются относительно низкой функциональной активностью, если сравнивать их с эмбриональным материалом. К тому же, стромальные клетки можно трансплантировать только самому человеку, из костного мозга которого они получены; в противном случае практически неизбежно развивается реакция отторжения.

НСК обнаружены в отдельных участках головного мозга еще созревающего или уже окончательно сформировавшегося организма. Они характеризуются высокой способностью к трансформации в другие клетки и могут культивироваться в лабораторных условиях. Однако для лечения они в настоящий момент времени не используются. Для их получения необходимо разрушение мозга, поэтому об аутотрансплантации речь идти не может. В настоящее время изучается возможность использования тканей реципиента, но это может быть связано с этическими проблемами.

Уникальные стволовые клетки, которые обладают способностью к трансформации в кардиомиоциты, были обнаружены в конце прошлого столетия. Лечение человека с их помощью пока невозможно, поскольку для получения материала требуется разрушение миокарда, а возможность использования клеток реципиента только изучается.

Клетки кожи

Данную разновидность стволовых клеток получают из кожи эмбриона или уже взрослого человека. Такой биологический материал уже успешно применяется в специализированных центрах для лечения больных с обширными ожоговыми поражениями.

Мезенхимные стволовые клетки берут из костномозговой стромы. Они также обнаружены в крови, полученной из пуповины. Лечение посредством трансплантации МСК считается очень перспективным. Материал может быть получен от самого пациента; культивирование осуществляется в лабораторных условиях на питательных средах. После пересадки эти клетки превращаются в элементы различных тканей и органов. При необходимости материал замораживают и хранят в течение продолжительного времени. Несомненным достоинством лечения с помощью мезенхимных клеток является отсутствие осложнений в виде развития злокачественных новообразований. Минусом данной методики можно считать только необходимость строгого инфекционного контроля.

Источником материала являются ткани поперечнополосатой мускулатуры. Данные элементы обладают способностью к превращению в нервные, и жировые клетки, а также в хондроциты и миоциты. Установлено, что они представляют собой отдельную популяциею мезенхимных клеток, следовательно могут быть получены из пуповинной крови или собственного костного мозга пациента.

Клетки из абортивного материала

Так называемые фетальные клетки выделяют из абортивного материала при искусственном прерывании беременности на сроке от 9 до 12 недель. Использование этого источника связано со множеством технических проблем, не говоря уже об этической стороне вопроса.

Основные недостатки методики лечения эмбриональными стволовыми клетками:

• высокий риск отторжения при пересадке материала;
• наличие риска и заражения другими заболеваниями инфекционного генеза;
• юридические проблемы.

Источником ЭСК является материал зародыша, взятый на первой неделе внутриутробного развития.

Достоинства эмбриональных стволовых клеток:

• способность к трансформации в самые разнообразные клетки;
• минимальная вероятность отторжения культур.

К числу недостатков относятся:

• наличие риска появления доброкачественных новообразований;
• этические проблемы;
• юридические препятствия.

Важно: в РФ применение ЭСК сейчас запрещено приказом Минздрава РФ. Использование данного биологического материала расценивается противниками методики как посягательство на жизнь еще не рожденного ребенка.

К настоящему времени в разных странах уже осуществлены десятки тысяч удачных пересадок пациентам различных возрастов.
Трансплантация культур стволовых клеток признана весьма эффективной методикой лечения последствий травм голвного и спинного мозга, обширных ожогов, инсультов и инфарктов. Клеточная терапия позволяет вылечить ребенка, страдающего серьезной патологией крови.

Обратите внимание: сейчас 75% больных, остро нуждающихся трансплантации органов, погибают, не дождавшись своей очереди на пересадку. Ученые полагают, что клеточная терапия уже в недалеком будущем даст им шанс на излечение.

Пересадка стволовых клеток эффективна при лечении следующих патологий:

• иммунодефицитные состояния;
• резистентный ювенильный артрит;
• лейкемия;
• неходжкинская лимфома;
• анемия Фанкони;
• талассемия;
• идиопатическая апластическая анемия;
• амегакариоцитарная тромбоцитопения;
• коллагенозы;
• миелодиспластический синдром;
• нейробластома.

Введение стволовых клеток способствует восстановлению и улучшению состояния кожных покровов.

Важно: пациентам, которые хотят пройти курс омолаживающих процедур с применением стволовых клеток, рекомендуется пользоваться только услугами хорошо зарекомендовавших себя косметологических центров. На рынке появилось огромное количество поддельных препаратов, которые могут нанести непоправимый вред здоровью. Уже известны случаи гибели пациентов вследствие развившихся после процедур онкологических заболеваний.

Косметические проблемы, которые можно устранить посредством клеточной терапии:

• рубцы на коже;
• морщины;
• следы от химических ожогов;
• последствия лазеротерапии.

Обратите внимание: мезотерапия с введением препаратов, содержащих культуры стволовых клеток дает возможность значительно улучшить тонус кожных покровов и способствует росту здоровых волос и ногтей.

На курс лечения требуется введение 100 миллионов недифференцированных клеток. Стоимость курсовой терапии составляет около 300 тысяч рублей, что обусловлено техническими сложностями при культивировании материала для трансплантации.

Сеанс мезотерапии в косметологическом центре обходится гораздо дешевле (в среднем - порядка 20 тыс. рублей), но для достижения заметного и стойкого эффекта требуется от 5 до 10 процедур, поэтому их общая стоимость вполне сопоставима со стоимостью лечения серьезного заболевания.