Как берутся стволовые клетки у взрослого человека. Стволовые клетки: желаемое и действительное
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.
С памятного летнего дня 1909 года, когда русский гистолог Александр Максимов ввел термин «стволовые клетки», о них не утихают споры. Ученые каждый год раскрывают их секреты, что порождает новые загадки.
Итак, сстволовые клетки. Что это такое - панацея от всех недугов или величайшее заблуждение лучших умов медицинской науки? Опыты над животными подтверждают, что с помощью этих чудо-клеток можно лечить злокачественные опухоли, воспаления в суставах, болезни печени, сердца, желудка. Список городов России, где применяют такой прогрессивный метод, пополнил и Оренбург. Стволовые клетки здесь начали использовать для лечения суставов. Но есть ученые, которые весьма сдержанно высказываются об использовании стволовых клеток на нынешнем уровне знаний об их влиянии на организм и предлагают лечить ими только тех, у которых нет другого шанса спасти свою жизнь.
Стволовые клетки: что это такое
Уже и дети знают, что живой организм, будь то человек, животное или растение, получается после слияния мужской и женской половых клеток. В итоге образуется зигота. Это диплоидная структура, имеющая полный хромосомный набор и дающая начало абсолютно любым клеткам. Более простым языком зигота - это уникальное природное творение, из которого непостижимым пока для науки образом создаются все части живых тел.
Понятное дело, что зигота для этого должна образовать много клеточных структур, чтобы на все органы хватило. У млекопитающих она начинает делиться уже через сутки после своего образования. В результате получается 2 маленькие «дочки-зиготки», 100 % идентичные их «маме-зиготе». Еще через полтора суток «дочки» снова делятся надвое, образуя уже 4 близняшки - «внучки». К концу 5-го дня в зародыше находится около 30 клеток, точных копий первоначальной зиготе, только в несколько раз меньше ее по размеру. Называются они бластомерами. На этом этапе ДНК и белки в них активно синтезируются, но геном пока не задействован, а в ядрах не выполняется транскрипция, то есть, они еще незрелые. Надеемся, мы очень наглядно объяснили, стволовые клетки, что это такое. Утрировано можно назвать их просто тестом, а что из него вылепит природа, ручки, ножки или сердце и печенку, не знает никто. Стволовые клетки присутствуют в организмах не только на стартовом этапе их развития, но и тогда, когда все органы уже полностью формированы, то есть, до конца жизни. Они нужны для восстановления тканей после повреждения, только у пожилых людей стволовых клеток примерно в 50 раз меньше, чем у юных. Все они обладают двумя свойствами - способностью самообновляться без дифференциации и способностью производить клетки узкоспециализированные.
Эмбриональные стволовые клетки, что это такое
Сокращенно их именуют ЭСК. Они, как было сказано выше, образуются из зиготы и составляют клеточную массу эмбриона на самой первой стадии его жизни. Все они плюрипотентные, то есть могут превратиться в клетку любого органа. Важной отличительной чертой ЭСК является то, что они пока не умеют вырабатывать антигены, отвечающие за тканевую совместимость. Каждый из нас имеет индивидуальный набор таких антигенов, что приводит к непризнанию донорских стволовых клеток иммунной системой того, кому их вводят. С ЭСК эта проблема минимальна, поэтому их предложено использовать при терапевтических процедурах, например, проводить лечение суставов стволовыми клетками. Однако, у подопытных мышей с ослабленным иммунитетом, кому были трансплантированы ЭСК, наблюдалось появление злокачественных опухолей. Так что, точного ответа, что происходит с системами человеческого тела после введения в его органы ЭСК, пока нет. Вторым недостатком является то, что эмбрион после их изъятия погибает, поэтому аутогенный материал получить невозможно, только донорский.
Стволовые клетки фетальные, или ФСК
Этот материал получают из частей плода после аборта, если плоду не более 12 недель. На этом сроке первоначальные стволовые клетки или бластомеры уже определились со своей дальнейшей судьбой и начали дифференцировку. То есть они уже прошли определенное число делений. Вторая их особенность в том, что из ФСК нельзя сделать любые нужные нам клетки, а только что-то одно, например, ткани органов нервной системы, или сердечно-сосудистой, или костно-хрящевой. Это является их большим преимуществом, потому что врачи уже более целенаправленно могут их использовать и снизить риск осложнений. Именно на этих принципах основано, например, лечение артроза стволовыми клетками. В России пока этот метод проходит этап испытаний, так как ФСК имеют некоторые недостатки. Они заключаются в том, что в клетках плода уже могут присутствовать вирусы гепатита, СПИДа, микоплазмы и некоторые другие. Поэтому такой материал должен в обязательном порядке подвергаться дорогостоящему дополнительному обследованию и подготовке на специальном оборудовании. Второй проблемой в их использовании является юридический вопрос, который должен быть обязательно согласован.
Стволовые клетки постнатальные или ПСК
Понятие «постнатальный» означает «после рождения», то есть на протяжении всей жизни индивида. Считается, что на этом этапе не существует качественных стволовых клеток, но все-таки они есть, причем даже у пожилых людей, только обладают малой потентностью (потенциалом). Зато их можно использовать с большой эффективностью и безопасностью, так как ПСК являются аутогенными, а не донорскими. Взяв это за основу, начали в Оренбурге и других клиниках, практикующих подобную терапию. Она заключается в том, что у больного пункцией берут из его же собственные стволовые клетки, в лаборатории в специальных аппаратах их активизируют, выращивают до необходимого количества и снова вводят их хозяину. В его организме стволовые клетки направляются к поврежденному органу, где начинают восстановительный процесс.
Проблем у метода две:
1. Никогда достоверно неизвестно, отторгнет иммунная система свои родные стволовые клетки или примет.
2. Никто точно не знает, что именно происходит со стволовыми клетками, извлеченными из их привычной среды (костного мозга), и как они изменяются во время выращивания в лаборатории.
По этим причинам пока не дали 100 % гарантии ученые, проводившие эксперименты по трансплантации ПСК больным артрозом в таком городе, как Оренбург. Стволовые клетки, по их мнению, являются фантастическим прорывом в медицине, но еще они не до конца изученные.
Типы постнатальных клеток
Мы выяснили, что ЭСК все универсальны, то есть, могут стать чем угодно. ФСК более специфичны, но их можно использовать для создания разных органов в целых системах, например, в нервной. А ПСК имеют самую малую патентность, то есть максимально дифференцированы. Среди них выделяют такие :
Гемопоэтические, или ГСК;
Мультипотентные мезенхимальные стромальные, или ММСК;
Тканеспецифические;
Из ГСК получаются все лимфоциты, эритроциты, тромбоциты и другие кровеносные тельца.
Роль тканеспецифических прогениторных (предшествующих) стволовых клеток в замещении в тканях органов обычных клеток, по разным причинам погибших. Их отличительная черта - строго фиксированное число делений, благодаря чему их не всегда относят к истинным стволовым клеткам.
Возможности безоперационного лечения суставов
Установлено, что ММСК в результате дальнейших делений становятся остеобластами, хондроцитами, адипоцитами. Исследованиями именно в этом направлении ортопеды-травматологи прославили российский город Оренбург. Лечение артроза стволовыми клетками ММСК они провели пациентам, которые уже не могли ходить, такие серьезные в их суставах были разрушения. Стволовые клетки были взяты из жировой ткани этих пациентов, затем материал в условиях стерильности поместили в специальную среду, где две недели выращивали нужный тип клеток. Перед введением полученного препарата пациентам его тщательно протестировали на наличие всевозможных патогенов. На настоящий момент все, кто прошел такое лечение, чувствуют себя удовлетворительно, а признаки артроза у них значительно уменьшились. Но, как заявляют врачи, до окончательных выводов еще далеко, так как нужно провести дополнительные анализы и посмотреть, как будут обстоять дела у тестируемых пациентов через два года. Пока можно считать лишь первым удачным российским экспериментом работу, которую провел Оренбург. Стволовые клетки артроз, артрит, гемартроз и другие заболевания (если подтвердятся положительные результаты) смогут "лечить" без установки людям дорогостоящих и плохо приживающихся эндопротезов, что избавит пациентов от сложных и тяжелых операций. Еще одно направление использования ММСК - дифференцирование их в миоциты для восстановления мышечных тканей.
Пуповинная кровь
По статистике, больше половины населения Земли в той или иной степени поразил недуг суставов артроз. Стволовые клетки ММСК, возможно, тысячам людей подарят счастье безболезненного легкого движения, многим их них вернут работоспособность. Получают эти ММСК не только из костной и жировой ткани, но и из пуповинной крови. Ее забор производят после рождения младенца и перевязывания пуповины. В результате материала получается около 80 мл. Особенно высокий лечебный эффект дает трансплантат, в который входят совместно пуповинная кровь и костный мозг. Помимо артроза, по мнению врачей, эта кровь может быть применима при более чем 70 недугах, включая рак. Большие надежды возлагают исследователи на возможность использования пуповинной крови для эффективной помощи при неизлечимых другими методами недугов у детей, например, лейкоза, саркомы, рака мозга. Сейчас проводятся следования, как ведут себя стволовые клетки пуповинной крови при введении их больным шизофренией, ДЦП, болезнями Паркинсона и Альцгеймера. Этот материал собирают и хранят в банках крови. Они есть государственные и частные.
Растительные стволовые клетки
Все растения, поскольку они многоклеточные системы, также имеют стволовые клетки, которые сосредоточены в каллусе, в проростках, в почках, в молодых побегах. Исследования проводились с женьшенем, эдельвейсом, розой, гарденией и другими растениями. Но наиболее позитивные результаты показали стволовые клетки винограда красного или амурского. В Дальневосточном отделении РАН выяснили, что именно они помогают вылечить гепатит, а ученые из Крыма установили, что растительные, особенно виноградные, стволовые клетки возможно использовать при лечении рака. Большой интерес вызывает и вещество ресвератрол, первоначально обнаруженное во французском красном вине, а потом найденное в виноградных стволовых клетках. Оно является приоритетным помощником в борьбе за молодость кожи и тела. Это открытие использовали создатели антивозрастного крема «Либридерм». Стволовые клетки, полученные из винограда, не только способствуют разглаживанию морщин и убирают дряблость кожи, но и отлично ее увлажняют, делают мягкой, нежной, защищенной. Женщины, испробовавшие «Либридерм», выделяют у него такие плюсы:
Нежная текстура;
Легко наносится на тело;
Не вызывает аллергических реакций;
Увлажняет кожу практически на весь день;
Снимает раздражение.
Не понравились им в креме высокая цена и отсутствие за месяц применения заметного омоложения.
Лекарство из стволовых клеток своими руками
Считается, что стволовые клетки, взятые у растений, гораздо менее опасны, чем взятые у человека или животных, так как они несут меньше генетической информации и не оказывают такого мощного, а главное, непредсказуемого воздействия. Однако и они, особенно при введении их с помощью инъекций, способны вызвать нежелательные последствия. Но наружное применение, по мнению сотрудника МГУ им. Ломоносова Е. Родимина, идет только во благо. Он даже предлагает рецепт, как сделать в домашних условиях крем, стволовые клетки в котором будут выполнять работу по улучшению состояния кожи лица.
Сырьем могут служить почки и молодые виноградные побеги, но лучше всего нарезать с виноградных кустов черенки и нарастить у них каллус. Для этого веточки ставятся в воду на сутки-двое, после чего вынимаются, заворачиваются в смоченную водой ветошь (можно в мокрую газету), потом в целлофановый кулек, и кладутся в теплое место. Появившийся каллус нужно отделить, просушить и перемолоть. Далее ложку без горки (столовую) залить стопкой (100 гр) водки и настаивать 7 дней. Почки и ростки винограда нужно сложить в тару и тоже залить водкой. Полученный настой добавить в готовый нежирный крем, например, алоэ вера и тщательно перемешать. Принимать средство можно и вовнутрь, добавляя по несколько капель в чаи, соки.
Что такое стволовые клетки, как они влияют на жизнь человека и какие заболевания можно вылечить с их помощь? На эти и другие вопросы в интервью проекту "Социальный навигатор" рассказал профессор кафедр стволовых клеток и регенеративной биологии Гарвардской медицинской школы Деррик Росси накануне открытой лекции, организованной Московским физико-техническим институтом.
— Что такое стволовые клетки?
— Существует множество различных стволовых клеток. Например, эмбриональные: они отвечают за формирование тела человека. Такие клетки еще называют плюрипотентными стволовыми клетками — это означает, что они могут превращаться в любой вид тканей нашего организма.
Этот тип клеток существует только на очень ранних стадиях эмбрионального развития организма. Однако это не значит, что на этом история стволовых клеток заканчивается.
Для образования различных тканей организма в течение жизни человеку также необходимы стволовые клетки. Для этого существуют специальные стволовые клетки, которые создают замену старым или умершим клеткам в нашем теле.
Я работаю с теми стволовыми клетками, что образуют кровь, а точнее, те ее компоненты, которые перемещают кислород по нашему телу, борются с инфекциями и так далее. Существует порядка 200 различных клеток крови, которые отвечают за разные функции, и все они появляются всего лишь из стволовой клетки — гемоцитобласта, — которая живет в костном мозге. Их там не так много, но все же они есть.
У этих клеток огромный потенциал. Например, с их помощью можно вылечить лейкемию — рак крови. Возможно, вы слышали о трансплантации костного мозга. Однако на сегодняшний день она используется как средство последней надежды.
— Почему?
— Дело в том, что эта процедура довольно опасная сама по себе. В 10% случаев пересадка костного мозга оказывается летальной для пациента.
Ведь сначала человека подвергают жесткой химиотерапии или облучению радиоактивными или гамма-лучами, чтобы убить все клетки крови, а затем вводят новые, которые могут восстановить костный мозг и начать воспроизводство крови заново. При этом надо понимать, что если хоть одна клетка останется в организме человека, то болезнь вернется.
Новые стволовые клетки крови берутся у донора. Точнее, часть его костного мозга пересаживают больному. Донору даже не обязательно быть близким родственником: главное, чтобы у него и реципиента был высокий уровень совместимости. Точнее, так: чем выше, тем лучше.
Однако стоит понимать, что высокая совместимость — все равно не идеальная, поэтому будут элементы несовпадения. Из-за этого клетки донора могут начать атаковать организм реципиента, что приведет к такому заболеванию, как реакция "трансплантат против хозяина". Это очень страшная болезнь. Чем хуже совместимость, тем хуже заболевание. Именно поэтому изначально, более полувека назад, трансплантацию проводили лишь среди однояйцевых близнецов, у которых идеальная совместимость.
— Как определить степень совместимости?
— Она определяется с помощью генетического анализа системы тканевой совместимости, которая в организме представлена набором белков, находящихся на поверхности практически всех клеток организма. С их помощью последние определяют своих и чужих.
— Насколько сложно найти донора с высоким уровнем совместимости?
— По-разному, для кого-то сложно, для кого-то нет. Какие-то типы чаще встречаются, какие-то реже.
При исследовании системы тканевой совместимости человека проверяют по десяти параметрам. А вообще все просто: чем больше доноров, тем больше шанс найти высокий уровень совместимости.
— Как берут костный мозг у донора и сколько его нужно для успешной операции?
— В этой процедуре важно не количество костного мозга, а количество стволовых клеток. В костном мозге, как я уже говорил, их не так много: примерно одна клетка из 20 тысяч будет стволовой. Но, например, в бедренной кости около 10 миллиардов клеток, так что стволовых клеток там достаточно.
Что касается необходимого для операции количества, одной истинной гемопоэтической стволовой клетки достаточно, чтобы восстановить процесс образования крови, но пока стволовая клетка разгонится и даст всех предшественников, могут пройти месяцы! Поэтому нужно переносить не только стволовые клетки, но и дифференцирующиеся из них предшественники, которые могут на короткий срок восстановить систему кроветворения, но очень быстро. Это как выпечка: вы можете купить готовый продукт, полуфабрикат, исходный продукт или построить ферму. Гемопоэтические клетки — это ферма, и пока она заработает в полную силу, вы умрете с голода.
Нужные стволовые клетки также есть в пуповинной крови, но их там слишком мало: не хватит даже для крупного ребенка, а что уж говорить о взрослом.
Поэтому для данной операции клетки берут из костного мозга. Существует два способа получить их. Первый — когда у человека под общей анестезией с помощью специальной огромной иглы из подвздошной кости, точнее, из ее гребня, высасывают часть костного мозга.
Второй — когда с помощью определенных белков, которые дают донору, выводят стволовые клетки из костей в кровь. Далее с помощью специального аппарата их оттуда забирают. Но чтобы таким образом получить достаточное количество стволовых клеток, нужно проводить процедуру на протяжении пяти дней подряд.
— Может ли это как-то навредить донору?
— Нет. Во время процедуры с белками возможна небольшая кратковременная боль в костях.
Если же говорить о процедуре с иглой, то будет немного больно и дискомфортно после процедуры. Однако что такое немного дискомфорта и боли в сравнении с тем, что вы можете подарить кому-то жизнь?
— В июле новостные агентства писали об эксперименте, когда мышам, если не ошибаюсь, вводили стволовые клетки в гипоталамус, что увеличило скорость регенерации всех клеток в организме и, соответственно, замедлило старение. Вы слышали об этом?
— Честно говоря, нет.
Однако иногда в науке какие-то, казалось бы, фантастические вещи оказываются правдой. Да и в целом наука — это открытие неизведанного, а природа удивляет нас постоянно. Никогда не говори никогда. Это особенно актуально для биологии и науки в целом. Если кому-то что-то удалось, кто-то обязательно попытается повторить эксперимент. Так работает наука. В этом и состоит ее прелесть: она всегда проверяет себя.
Вот, например, японский ученый Синья Йаманака обнаружил, что можно взять любую клетку в организме и превратить ее в стволовую. Он взял маленький кусочек кожи мыши, получил из него отдельную клетку, фибробласт. Затем Йаманака понял, что если провести ряд генетических манипуляций, то можно перепрограммировать ее в стволовую клетку, которая может превратиться в любой вид ткани. По факту он получил плюрипотентные стволовые клетки, однако назвал их индуцированными стволовыми клетками.
Благодаря этому открытию ученые научились превращать любую клетку организма в плюрипотентную, которая в свою очередь может трансформироваться в любую другую.
До этого открытия любой ученый сказал бы, что клетка кожи — это клетка кожи и ничем другим никогда не будет. Своеобразная догма. Но Йаманака опровергнул это.
— Если можно превратить любую клетку в любую, то почему эта технология не используется при лечении той же лейкемии?
— Мы можем взять любую клетку и спокойно превратить в плюрипотентную стволовую клетку, да. Однако вот сделать из нее стволовую клетку крови — куда более сложная задача. Многие лаборатории в мире сейчас работают над тем, как "уговорить" плюрипотентную стволовую клетку превратиться в нужную. Мы просто не знаем пока тех правил, которые позволят это делать.
— Что вы можете сказать о применении стволовых клеток в косметологии?
— Единственная клинически доказанная процедура со стволовыми клетками — это пересадка костного мозга. Все!
В мире очень много псевдонаучных клиник, который обещают вернуть молодость, красоту и много всего с помощью стволовых клеток. Клинически ничего подобного доказано не было. Это полная чушь! Вас просто хотят развести на деньги.
Единственное, на что можно надеяться, идя на такую процедуру, — это что вам не навредят. Повезет, если они дадут вам солевой раствор. Поверьте, вы не хотите, чтобы они давали вам стволовые клетки, ведь эти горе-врачи не знают, что делают.
Не верьте тому, что вы читаете в интернете.
— Как вы думаете, какие перспективы существуют у стволовых клеток в медицине?
— Да кто ж его знает-то, настоящий потенциал? До 2006-го все думали, что невозможно из одной клетки другую получить.
Как скоро стволовые клетки начнут применять на повседневной основе в медицине? На сегодняшний момент проводится около 40 тысяч операций по пересадке костного мозга в год. Мы пытаемся увеличить этот показатель. Если сделать операцию более безопасной, то в перспективе можно будет лечить и другие заболевания, например ВИЧ.
Слышали про "берлинского пациента"? Это единственный на земле человек, которого смогли вылечить от ВИЧ-инфекции. Зовут его Тимоти Браун. Дважды ему очень крупно не повезло, а один раз невероятно повезло. В 1995 году у мужчины нашли ВИЧ, в 2006-м — лейкемию. Для него нашли донора с мутацией гена CCR5, который делает человека невосприимчивым к ВИЧ. Данная мутация встречается у небольшого числа европейцев (примерно у 10% есть вариант гена delta32, и только у 1% он присутствует в двойном наборе, что делает таких людей резистентными к ВИЧ-1). В 2007 году Тимоти Брауну провели пересадку костного мозга, благодаря чему он победил лейкемию, а затем и ВИЧ. Этот факт неоднократно был подтвержден.
Беседовал Константин Ермолаев
ольга лукинская
О стволовых клетках в последние годы приходится слышать в самом разном контексте: их предлагают использовать в косметических процедурах и даже добавляют в кремы, учатся добывать из молочных зубов и пуповины, используют в лечении самых разных заболеваний. Часто в новостях сообщают о новых возможностях их использования, которые ещё долго предстоит изучать в лаборатории; в итоге одним стволовые клетки представляются чем-то из будущего, а другим кажется, что они уже стали обыденностью и используются в любом салоне красоты. Разбираемся, что вообще представляют собой стволовые клетки, для чего они часто применяются уже сейчас и какая польза возможна пока только в теории.
Откуда добывают
стволовые клетки
Стволовые клетки - это так называемые недифференцированные клетки, которые могут превращаться в разные клетки организма - а у человека их более двухсот - с различными свойственными им функциями. Например, у нервных клеток или клеток крови есть узкие, специфические задачи - и всю энергию они тратят на выполнение этих задач, не растрачиваясь на размножение. А новые эритроциты или нейроны возникают из стволовых клеток, которые есть у каждого человека в любом возрасте. Они бывают разных видов : одни способны дифференцироваться только в один тип клеток, другие - в несколько; стволовые клетки эмбриона на раннем сроке беременности могут преобразоваться в любой тип клеток организма.
Среди учёных ведутся терминологические споры о том, можно ли все эти клетки называть стволовыми и синонимичны ли термины «стволовая клетка» и «клетка-предшественник», но в целом оба термина могут использоваться равноценно. Речь идёт о базовых клетках, способных превращаться в любые другие - а значит, если научиться правильно с ними обращаться, потенциально могут позволить вырастить новую кожу на месте ожога или заменить пострадавшую в результате гепатита ткань печени. К сожалению, использовать стволовые клетки в таких целях пока не получается - но всё же есть ряд серьёзных проблем, которые они помогают решить. Получать стволовые клетки можно из эмбрионов (например, для исследовательских целей могут использоваться абортивные материалы), а у взрослых людей их основной источник - костный мозг. Стволовые клетки также активно выделяют из пульпы зубов и из пуповины новорождённых.
Для чего их используют
Стволовые клетки уже несколько десятилетий используют в лечении тяжёлых заболеваний крови и костного мозга, например лейкозов. Костный мозг - это орган кроветворения; по сути, он и состоит из стволовых клеток. Когда он не функционирует или производит «дефектные» клетки крови, один из вариантов лечения - трансплантация, то есть «замена» стволовых клеток костного мозга здоровыми. Для этого могут использоваться как донорские клетки, так и собственные, если они прошли определённую обработку.
Многие считают стволовые клетки панацеей от всех болезней и эликсиром вечной молодости, ведь ученые утверждают, что именно стволовые клетки дают начало развитию всех тканей и органов нашего тела. Кто из нас не мечтал бы зачерпнуть из баночки немного крема с волшебными клетками, которые помогут выглядеть моложе! Что же это за уникальные клетки и могут ли они оказывать на кожу омолаживающее воздействие?
История применения стволовых клеток
Термин «стволовая клетка» был введен в научный обиход русским ученым А. Максимовым в 1908г., пытавшимся объяснить механизм быстрого самообновления клеток крови. С тех пор изучение этого феномена не прекращалось, стволовые клетки были обнаружены мигрирующими в крови, а также в кожной и жировой тканях. В начале 1950-х гг. было доказано, что с помощью трансплантации костного мозга (основного источника стволовых клеток) можно лечить лейкоз. В 1998г. открытие эмбриональных стволовых клеток и изучение их свойств было признано одним из самых значительных событий в истории биологии.
Стволовые клетки есть в каждом живом организме. Их особенность состоит в том, что они способны в процессе развития изменяться и приобретать специализацию тех тканей и органов, в которые попадают с кровотоком.
Стволовые клетки отличаются от других клеток организма тем, что способны делиться неограниченно. Специальные химические стимуляторы могут заставить новые стволовые клетки переродиться в нейроны, клетки поджелудочной железы и печени, костную и мышечную ткань. Попадая в больной орган, стволовые клетки интенсивно размножаются и восстанавливают поврежденные ткани. Эта способность и стала основой для лечебного применения стволовых клеток.
Ценность стволовых клеток для здоровья
Мировыми исследованиями подтверждена эффективность лечения с помощью стволовых клеток некоторых заболеваний сердечно-сосудистой системы, обширных ран и ожогов тела, а также эффективность применения клеточных препаратов в косметологии для коррекции возрастных изменений кожи, для устранения угревой болезни, шрамов и рубцов. Наибольшие успехи достигнуты при лечении с использованием стволовых клеток злокачественных новообразований, системных иммунных нарушений и некоторых эндокринных заболеваний.
Суть лечения стволовыми клетками - это их инъекционная трансплантация. Стволовые клетки выращивают из клеток, взятых из организма пациента, затем вводят в проблемную зону для восстановления поврежденных тканей и органов.
Откуда берутся стволовые клетки?
Огромное количество стволовых клеток содержится в пуповине новорожденного ребенка. В организме взрослого человека основным источником выработки стволовых клеток является костный мозг. Кроме того, в минимальном количестве стволовые клетки имеются во всех органах и тканях взрослого организма.
Для медицинских, фармацевтических и косметических целей используют:
- эмбриональные стволовые клетки
- стволовые клетки пуповинной крови
- стволовые клетки взрослого человека или животного (например, фибробласты)
- растительные стволовые клетки
Косметика с человеческими стволовыми клетками запрещена в Германии, Ирландии, Испании, Франции, США.
Однако по законам Евросоюза косметические и лекарственные средства не могут содержать человеческие ткани или вытяжки из них. Поэтому косметика серии anti age включает в себя растительные стволовые клетки, способные стимулировать выработку новых клеток кожи. Например, бренд Lancome предлагает потребителям антивозрастной крем Absolue Precious Cells, помогающий восстановить потенциал стволовых клеток кожи и имеющий в своем составе растительные стволовые клетки.
Стволовые клетки в косметике
От косметики, содержащей стволовые клетки, женщины ожидают чуда обновления кожи, восстановления ее молодости, эластичности и гладкости. Однако моментального омоложения косметика со стволовыми клетками не принесет, ведь она всего лишь содержит особые энзимы и пептиды растительного происхождения, способные, по мнению косметологов, защитить собственные стволовые клетки человека от повреждений и стимулировать их интенсивное деление.
Ученые доказали, что растительные стволовые клетки являются активными биостимуляторами клеток человека. Такой эффект связан с наличием в растительных стволовых клетках факторов роста, регулирующих деление, рост и обмен веществ в клетках кожи человека. Факторы роста, содержащихся в стволовых клетках, способствуют увеличению эластичности кожи, исчезновению мелких и уменьшению крупных морщин. Кроме того, растительные клеточные препараты абсолютно гипоаллергенны, в отличие от клеточных препаратов, полученных из тканей животных или человека.
Процедуры со стволовыми клетками
Значительное омолаживающее воздействие на кожу оказывает клеточная мезотерапия. Суть ее состоит в подкожных инъекциях коктейля из фибробластов с добавлением различных стимулирующих и питательных веществ. Фибробласты - это клетки срединного слоя кожи (дермы), их предшественниками служат стволовые клетки кожи. Введенные фибробласты активизируют рост аналогичных клеток в дерме, в результате кожа омолаживается, становится гладкой и упругой.
Обычно проводят 1-3 процедуры мезотерапии со стволовыми клетками для достижения устойчивого результата. Минусы такого омоложения заключаются в высокой стоимости инъекций, составляющей несколько тысяч долларов.
Следует учитывать, что практика омоложения с помощью стволовых клеток относительно молода, поэтому возможно проявление негативных последствий в долгосрочной перспективе.