647С ростом популярности темы стволовых клеток многие полагают, что их открытие и использование — это дело совсем недавних лет. Скажем, последних 20–30.
Это связано с развитием и популяризацией современной науки и медицины. Тем не менее сам термин было предложено использовать еще в июне 1909 года, когда российско-американский ученый Александр Максимов употребил такое словосочетание в одном из своих докладов. Стволовыми клетками он назвал не что иное, как лимфоциты, которые во время исследований повели себя не совсем привычным образом.
Ученый обнаружил, что лимфоциты не являются эритробластами, как было принято считать, — то есть их нельзя причислить ни к белым, ни к красным кровяным клеткам (хотя и можно назвать белыми из-за сходств на стадии эмбрионального развития, особенно у цыплят). По сути, стволовые клетки — это недифференцированные клетки, населяющие наш организм. В теле человека одновременно уживаются сотни видов клеток, которые обеспечивают нашу жизнедеятельность: одни поддерживают сердцебиение, другие — очистку крови, третьи помогают производить своевременную замену клеток, исчерпавших себя, и так далее. И стволовые клетки среди всего этого многообразия являются совершенно уникальными, потому что именно они выступают теми самыми «поставщиками» клеток разных видов. Например, стволовые клетки кожи могут генерировать новые стволовые клетки кожи, что звучит логично… Однако они же могут создавать и другие уникальные клетки, направленные на выполнение более узких задач — например на выработку меланина.
На службе вашего организма
Итак, говоря простыми словами, стволовые клетки — это незаменимые помощники нашего организма. Когда мы получаем травму, наши клетки умирают, когда проходит определенный «срок службы» отдельной клетки — она умирает. Клетки кожи и вовсе умирают ежесекундно от банального прикосновения к различным поверхностям — одежде, столу, клавишам вашего ноутбука, от соприкосновения с другими людьми, когда вы, например, здороваетесь за руку. Ежеминутно в организме каждого человека погибают сотни и сотни клеток. И это совершенно нормальный и естественный процесс.
Именно в такие моменты активизируются стволовые клетки, и задача у них одна-единственная, но крайне важная — восстановить организм до прежнего состояния. Конечно, удается это далеко не всегда, ведь возможности нашего организма не безграничны (пока что, ведь кто знает, что нам готовит будущее?..), но, так или иначе, стволовые клетки помогают ему реабилитироваться и продолжить нормально функционировать и дальше. Они, по сути, являются собственным внутренним отрядом врачей, который бежит на помощь сразу же, как только обнаруживается какая-либо неполадка. Таким образом, у стволовых клеток есть два основных свойства, которые помогают нам жить. Во-первых, это самообновление, то есть восстановление с сохранением прежних функций, и, во-вторых, это способность давать потомство в виде самых разнообразных клеток.
Виды стволовых клеток
Считается, что у каждого органа могут быть свои, особенные стволовые клетки. Например, у клеток кожи — стволовые клетки кожи со своим уникальным набором функций, у клеток крови — стволовые клетки крови с уже другими особенностями, и так далее. И тем не менее классификация стволовых клеток проводится по общепринятым категориям.
- Эмбриональные стволовые клетки представляют собой внутренний набор клеток на стадии эмбрионального развития. У каждого человека свой уникальный набор этих клеток, и несоответствие одной их группы относительно другой порождает ситуации, когда один человек, даже близкий, не может стать донором для другого. Да, у них «просто-напросто» разные эмбриобласты. Терапевтическое применение и подробное изучение этой разновидности клеток подвергается этической критике во многих странах, поскольку предполагает научное вторжение в процессы развития эмбриона — он достигает стадии бластоцисты (и состоит из 50–150 клеток) примерно через неделю после оплодотворения.
- Фетальные стволовые клетки выделяются из плода после совершения аборта, и, конечно же, вопрос их изучения и возможного применения сопряжен с не меньшими этическими вопросами и проблемами. Тем не менее ряд стран все равно продолжает исследования фетальных клеток — в Британии, например, команда исследователей усердно работает над тем, чтобы найти способ использовать их для восстановления организма после перенесенного инсульта.
- Постнатальные стволовые клетки — это клетки зрелого, взрослого организма, которые обладают меньшей потентностью (способностью производить другие клетки). Их изучение не сталкивается с таким сильным этическим противоборством, как исследование предшествующих двух видов клеток. Все постнатальные клетки также разделяются еще на три вида:
- гемопоэтические стволовые клетки, способные создавать клетки крови;
- мультипотентные мезенхимальные стволовые клетки, или содержащиеся в «плотных» тканях, например в стволовом мозге;
- прогениторные стволовые клетки, так называемые «специализированные», отличающиеся большей постоянностью и обладающие характерным биомаркером. К ним относятся, например, нейральные клетки, отвечающие за формирование центральной и периферической нервной системы.
Стволовые клетки как будущее медицины
Использование стволовых клеток в медицине открыло перед ней новые возможности. Наиболее известная операция по пересадке зрелых стволовых клеток — это, конечно, трансплантация костного мозга. Химическим или радиационным путем удаляются «родные» клетки, чтобы новые, пересаженные, начали свою собственную деятельность.
Сейчас этот метод считается одним из основных в лечении лейкоза, а первая пересадка костного мозга была произведена в 1975 году Джоном Керси для лечения лимфомы. Благодаря успешно прошедшей трансплантации стволовых клеток 16-летний пациент доктора Керси выжил и жив до сих пор.
На текущий момент технологии по трансплантации костного мозга отработаны достаточно хорошо, единственная проблема - поиск подходящего донора. Донорство стволовых клеток дает шанс на спасение жизни тысячам детей и взрослых, страдающих от рака, лейкоза, лимфомы или наследственных заболеваний. В развитых странах ежегодно около 6–7 миллионов человек добровольно сдают свою кровь или же часть собственного костного мозга для нужд тех, кому необходима медицинская помощь с пересадкой. Однако, несмотря на довольно серьезную инициативу со стороны людей, летальный исход при лейкозе по-прежнему встречается достаточно часто. К сожалению, огромное количество сданного для пересадки материала совсем не гарантирует, что среди него найдется тот самый, подходящий по всем параметрам, донор. Вероятность того, что потенциальный донор станет реальным, не более 1%. Это стало предпосылкой к созданию банков стволовых клеток крови. В них хранятся материалы огромного количества доноров со всего мира «до востребования». Хранение стволовых клеток возможно благодаря современным криогенным технологиям. Помещенные в жидкий азот, клетки остаются жизнеспособными практически неограниченное время.
Примерно за год до Керси, в 1969 году, врач Эдвард Доннел Томас исследовательским путем доказал, что введение клеток костного мозга внутривенно позволяет заселить костный мозг и помочь производству новых клеток крови, при этом значительно снижая риск развития осложнения, когда трансплантат начинает «работать» против своего нового хозяина. За свое открытие уже в 1990 году Томас был удостоен Нобелевской премии, однако риск, что трансплантат взбунтуется против человека, которому он будет пересажен, по-прежнему высок. И это несмотря на технологии и серьезно развитую медикаментозную поддержку.
Наличие таких серьезных проблем порождает вопрос, а можно ли лечить болезнь каким-то другим способом, снизив при этом смертность? Да, можно, а именно пересадкой собственных стволовых клеток, которые получают более доступным путем: из жира, крови пациентов, а также крови, оставшейся в пуповине, если она была сохранена после рождения. Последний вариант считается наилучшим, поэтому неудивительно, что все больше современных людей желают сохранить пуповину после рождения ребенка, чтобы в будущем использовать ее, если возникнет такая необходимость. Дело в том, что в организме взрослого человека стволовых клеток содержится совсем немного, и чем старше становится человек, тем меньше их производится. Именно этот процесс, кстати, и называется старением — по сути, со временем теряемой способностью человеческого организма самовосстанавливаться, противостоять внешним и внутренним угрозам, а также качественно поддерживать жизненно важные функции. И как раз в отрезанной пуповине содержатся «чистые», новые клетки, которые очень хорошо приживаются, так как являются своими собственными, и быстро восстанавливаются, поскольку остаются детскими, несмотря на то, что их хозяин уже мог давным-давно вырасти. Сейчас их активно используют для лечения более 40 заболеваний, и, учитывая высокую эффективность, а также возможности современной медицины, их сохранение имеет реальный смысл. Еще лучшим решением могло бы стать разве что использование эмбриональных клеток, но, как мы уже знаем, работа с ними сопряжена с серьезными этическими спорами и возражениями.
В чем же проблема и почему тогда стволовые клетки из пуповинной крови не используются повсеместно, до сих пор уступая методу пересадки костного мозга? Банально в навыках трансплантации, которые еще предстоит оттачивать до совершенства, и в том, что этот метод был открыт сравнительно недавно, а значит, у большинства заболевших людей попросту нет сохраненных стволовых клеток. Не стоит забывать, конечно, и о возможных осложнениях, которые в некоторых случаях могут представлять большие риски, чем лечение каким-либо другим методом.
Преимущества и недостатки терапии напрямую зависят от вида стволовых клеток. Так, лечение эмбриональными стволовыми клетками в идеальных условиях предлагает поистине безграничные возможности. Они являются плюрипотентными клетками, способными к неограниченному делению. Находясь на самой ранней стадии развития, могут при необходимых условиях превращаться во что угодно, что в теории должно позволять «выращивать» любые органы и ткани. В организме взрослого человека плюрипотентных стволовых клеток нет. На практике, помимо этических вопросов, работа с эмбриональными клетками сопряжена с возникновением большого количества генетических ошибок в выращенных органах, а также с их преобразованием в злокачественные опухоли вместо необходимых тканей. Пока что подобные исследования находятся на самом начальном уровне.
Терапия фетальными стволовыми клетками чуть более предсказуема, поскольку они могут развиться только в определенный вид ткани или органов. Считается, что эти клетки наилучшим образом подходят для лечения неврологических заболеваний, и тестирование такой терапии уже проводится. К недостаткам можно вновь отнести этические вопросы (фетальные стволовые клетки, напомним, берутся из зародыша, который был подвергнут аборту), а также тот факт, что вне организма матери они живут крайне недолго, и на принятие решения о терапии у врачей обычно есть 1–2 дня.
Наконец, если говорить о лечении зрелыми стволовыми клетками, то этот метод сейчас является наиболее распространенным и уже не новым. Постнатальные клетки используются и при пересадке уже упомянутого костного мозга, и при терапии после ожогов, и при переломах костей (в первом случае восстанавливаются поврежденные участки кожи, во втором — костная и хрящевая ткань). К минусам можно отнести их уже упомянутую ограниченность, количество доступных стволовых клеток с возрастом значительно уменьшается. Конечно, сейчас их уже можно «доращивать» до необходимого количества в специальной среде, однако процесс может занять несколько месяцев, которых зачастую у пациента может и не быть.
Из зрелых стволовых клеток особый интерес вызывают нейральные. Предполагается, что образование нервных клеток в головном мозге можно сделать интенсивнее, восстановив тем самым утрату умственных способностей от болезней или старости. Стволовые клетки делятся симметрично и асимметрично. Преобладающее асимметричное деление позволяет не только поддерживать, но и увеличивать их численность. Какой тип деления преобладает у нейральных стволовых клеток, пока что не доказано. Это дает надежду на искусственную стимуляцию «нейрогенеза» и восстановление нервной системы.
Высочайшее достижение генетики — перепрограммирование соматических клеток человека. В результате создаются индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, на которые возлагает огромные надежды регенеративная медицина. Например, в стоматологии станет возможна регенерация зубов естественным путем.
***
Ученые предполагают, что если стволовых клеток для лечения и исследований, особенно собранных из пуповинной крови, будет больше, то это сможет решить очень многие проблемы и значительно продлить человеческую жизнь. Уже сейчас список болезней, которые удалось успешно вылечить с помощью стволовых клеток, внушает оптимизм. Здесь и острые и хронические лейкозы, и эссенциальная тромбоцитемия, и мукополисахаридоз, а также синдромы Чедиака — Хигаси, Гурлер, Гюнтера, Вольмана и многие другие.
Список действительно можно продолжать еще долго, и это хорошая новость — медицина постепенно достигает такого уровня, когда по мере своего развития она все более способна лечить тяжелые заболевания, которые раньше были смертельны. Многие больные с серьезными травмами спинного мозга были успешно восстановлены благодаря пуповинной крови с высоким содержанием стволовых клеток. Но этим сфера их использования, конечно, не ограничивается: ученые ведут активные исследования в области лечения инфаркта миокарда, инсульта, цирроза печени, сердечной недостаточности и других заболеваний, которые встречаются повсеместно и составляют основной процент наиболее распространенных болезней человека.
Надеемся, что в ближайшем будущем полноценное и эффективное использование стволовых клеток для трансплантации приведет к повышению уровня и продолжительности жизни пациентов. По крайней мере, врачи возлагают на это огромные надежды.
Поделитесь этим с друзьями!
Будьте первым, кто оставит комментарий
Пожалуйста, авторизируйтесь для возможности комментировать