Перспектива использования стволовых клеток. Источники получения и виды стволовых клеток. Полипотентные стволовые клетки

Обновить клеточный состав повреждённого органа без оперативного вмешательства, решить сложнейшие задачи, которые раньше были под силу только органной трансплантации – эти задачи решаются сегодня с помощью стволовых клеток.

Для пациентов – это шанс получить новую жизнь. Важным здесь является то, что технология применения стволовых клеток доступна практически для каждого пациента и даёт поистине удивительный результат, расширяя возможности трансплантации.

Стволовые клетки способны превращаться, в зависимости от окружения, в клетки тканей самых различных органов. Одна стволовая клетка даёт множество активных, функциональных потомков.

Исследования генетических модификаций стволовых клеток проводятся во всём мире, интенсивно исследуются методы их наращивания.

Существует множество болезней, которые практически не лечатся или их лечение не эффективно медикаментозным способом. Именно такие болезни стали объектом самого пристального внимания исследователей

Стволовые клетки, регенерация, восстановление тканей. От Адама до атома

Что такое – стволовые клетки?

При оплодотворении яйцеклетки одна зигота (оплодотворённая клетка) делится и даёт начало клеткам, главной задачей которых является передача генетической информации следующим поколениям клеток.

Эти клетки ещё не имеют своей специализации, механизмы такой специализации ещё не включены и именно поэтому такие эмбриональные стволовые клетки и дают возможность использовать их для создания любых органов.

Стволовые клетки есть у каждого из нас. Их обнаружили первоначально в тканях костного мозга. Легче всего стволовые клетки обнаружить и выделить у молодых людей, детей. Но и у людей старшего возраста они есть, правда в гораздо меньшем количестве.

Сравните: у человека в возрасте 60 – 70 лет на пять – восемь миллионов клеток имеется только одна стволовая, а у эмбриона – одна стволовая клетка на десять тысяч.

Возможности стволовых клеток взрослого организма – Сергей Киселев

В чем секрет стволовых клеток?

Секрет стволовых клеток состоит в том, что, будучи сами незрелыми клетками, они могут превращаться в клетку любого органа.

Как только стволовые клетки организма получают сигнал о повреждении тканей, любых органов, они направляются в очаг поражения. Там они превращаются именно в те клетки тканей человека или его органов, которые нуждаются в защите.

Стволовые клетки могут превратиться и стать любыми клетками: печёночными, нервными, гладкомышечными, слизистыми . Такая стимуляция организма приводит к тому, что он сам начинает активно регенерировать свои же ткани и органы.

Взрослый человек имеет совсем небольшой запас стволовых клеток. Поэтому, чем больше возраст человека, тем сложнее и с большими осложнениями идет процесс регенерации и восстановления организма после повреждений или во время болезни. Особенно, если повреждения организма обширны.

Организм не может самостоятельно восстанавливать потерянные стволовые клетки. Развитие в области современной медицины сегодня позволяют вводить стволовые клетки в организм и, главное, направлять их в нужном направлении. Таким образом, впервые появляется возможность лечения таких опасных заболеваний как цирроз, диабет, инсульт.

Гаряев, Пётр Петрович - Как управлять стволовыми клетками

Источники стволовых клеток

Источником стволовых клеток в организме является костный мозг, прежде всего. Некоторое, но совсем небольшое, их количество содержится в других тканях и органах человека, в периферической крови. Много стволовых клеток содержит кровь из пупочной вены новорождённых.

Пуповинная кровь в качестве источника стволовых клеток, имеет ряд несомненных преимуществ.

Прежде всего, её собрать намного легче и безболезненней, чем периферическую кровь. Такая кровь дает генетически идеальные стволовые клетки в случае необходимости её использования близкими родственниками – матерью и ребенком, братьями и сестрами.

При проведении трансплантации, иммунная система, вновь созданная из донорских стволовых клеток, начинает бороться с иммунной системой пациента. Это очень опасно для жизни больного. Состояние человека бывает в таких случаях крайне тяжелым, до смертельных исходов. Использование пуповинной крови при трансплантации значительно снижает такие осложнения.

Кроме того, существуют ещё ряд несомненных преимуществ использования пуповинной крови.

Это инфекционная безопасность реципиента. От донора через пуповинную кровь не передаются инфекционные заболевания (цитомегаловирус и прочие).
Если её собрали в момент рождения человека, то он сможет её использовать в любой момент для восстановления здоровья.
Использование крови из пупочной вены новорождённых не вызывает этических проблем, так как затем она утилизируется.

Применение стволовых клеток

Для лечения анемии в 1988 году во Франции были впервые применены стволовые клетки

Высокоэффективное лечение стволовыми клетками опухолей, инсультов, инфарктов, травм, ожогов, заставило создавать в развитых странах специальные учреждения (банки) для хранения замороженных стволовых клеток в течение долгого времени.

В такой коммерческий именной банк крови уже сегодня возможно, по заказу родственников, поместить пуповинную кровь ребенка, с тем, чтобы в случае его травмы, болезни, была возможность использовать собственные стволовые клетки.

Пересадка внутренних органов восстанавливает здоровье человека только в том случае, если она проведена своевременно, и не произошло отторжение органа иммунной системой пациента.

Примерно 75 % пациентов, нуждающихся в пересадке органов, погибает в период ожидания. Стволовые клетки могут стать идеальным источником «запасных частей» для человека.

Уже сегодня – спектр применения стволовых клеток в лечении самых тяжелых заболеваний очень широк.

Восстановление нервных клеток позволяет восстановить капиллярное кровообращение и вызвать рост капиллярной сети на месте поражения. Для лечения повреждённого спинного мозга используют введение нервных стволовых клеток, либо чистые культуры, которые затем превратятся на месте в нервные клетки.

Некоторые формы лейкозов у детей стали излечимы благодаря достижениям биомедицины. Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток применяется в современной гематологии, а трансплантация стволовых клеток костного мозга – в широкой клинике.

Исключительно сложны в лечении системные заболевания, вызванные нарушением функций иммунной системы: артриты, рассеянный склероз, красная волчанка, болезнь Крона. Гемопоэтические стволовые клетки применимы и при лечении этих заболеваниях

Имеется практический клинический опыт в применении нейральных стволовых клеток при лечении болезни Паркинсона. Результаты превосходят всякие ожидания.

Мезинхимальные (стромальные) стволовые клетки уже используют в ортопедической клинике несколько последних лет. С их помощью восстанавливают разрушенные суставные хрящи, костные дефекты после переломов.

Кроме того, эти же клетки в последние два-три года используют методом прямого введения в клинике восстановления сердечной мышцы после инфаркта.

С каждым днем пополняется список болезней, которые поддаются лечению стволовыми клетками. И это даёт надежду на жизнь неизлечимым больным.

Список заболеваний, при лечении которых используются стволовые клетки

Доброкачественные заболевания:

адренолейкодистрофия;
анемия Фанкони;
остеопороз;
болезнь Гюнтера;
синдром Харлера;
талассемия;
идиопатическая апластическая анемия;
рассеянный склероз;
синдром Леш-Нихана;
амегакариоцитозная тромбоцитопения;
синдром Костмана;
волчанка;
резистентный ювенильный артрит;
иммунодефицитные состояния;
болезнь Крона;
синдром Бара;
коллагенозы.

Злокачественные заболевания:

неходжкинская лимфома;
миелодиспластический синдром;
лейкемия;
рак молочных желёз;
нейробластома.

Чудеса медицинской и эстетической косметологии

Желание человека выглядеть молодо, подтянуто на протяжении десятков лет обусловлено современным темпом жизни. Возможно ли в пятьдесят лет выглядеть так же хорошо как в сорок?

Медицинская косметика, при применении современных биотехнологий, дает такую возможность. Сегодня возможно значительно улучшить тургор, эластичность кожи, избавить человека от экзем и дерматитов.

Стволовые клетки, которые вводят во время мезотерапии, устраняют кожную пигментацию, рубцы, последствий воздействия химических веществ, лазера. Исчезают морщины, пятна после акне, улучшаются тонус кожи.

Кроме того, с помощью мезотерапии решаются проблемы волос, ногтей. Они приобретают здоровый вид, восстанавливается их рост.

Однако, используя высокоэффективные косметологические препараты, следует остерегаться мошенников, рекламирующих препараты, якобы содержащие стволовые клетки.

Стоимость лечения стволовыми клетками

Лечение стволовыми клетками проводится во многих странах, в России в том числе. Здесь она колеблется от 240 000 до 350 000 рублей.

Высокую цену оправдывают высокотехнологичным процессом выращивания стволовых клеток.

В медицинских центрах за такую стоимость вводят пациенту сто миллионов клеток на курс. Если человек более чем зрелого возраста – возможно введение такого количества за одну процедуру.

В стоимость процедур, как правило, не входят манипуляции по получению стволовых клеток. При введении стволовых клеток во время операции – придётся заплатить отдельно за этот вид медицинских услуг.

Мезотерапия сегодня более доступна. Для желающих получить ярко выраженный косметический эффект примерная стоимость одной процедуры обойдется в России от 15 000 до 30 000 рублей. Всего на курс их надо сделать от пяти до десяти.

Предупрежден – значит вооружен

Осознавая блестящее будущее применения новых медицинских технологий, тем не менее, хотелось бы предостеречь от излишнего оптимизма и напомнить о следующем:

Стволовые клетки являются необычным лекарственным средством, действие которого трудно устранить. Дело в том, что стволовые клетки, в отличие от других лекарств, не выводятся из него так же как привычные лекарственные средства. Они содержат живые клетки, и их поведение не всегда бывает предсказуемо. В случае причинения вреда организму пациента, врачам невозможно остановить процесс;
Учёные-медики надеются на то, что побочные эффекты при лечении стволовыми клетками будут минимальными. Но нельзя даже предполагать, что побочного эффекта при лечении не будет. Как любое лекарство, даже аспирин, стволовые клетки в своём применении имеют ограничения и побочные эффекты;
Клинические испытания в ведущих медицинских центрах подтвердили только то, что трансплантация костного мозга пока является единственным методом клеточной терапии;
Применение стволовых клеток не является панацеей для лечения абсолютно всех болезней, хотя и действительно обладают большим потенциалом в лечении многих травм, ожогов, повреждений и заболеваний;
Даже если многие знаменитые люди, спортсмены, политики применяют лечение стволовыми клетками, это не обозначает, что такой метод лечения подойдет всем. Необходимо доверять практикующим врачам.

Бессмертие возможно?

Бессмертие человека возможно – в этом нас убеждают достижения современной медицины.

Фантастические идеи о синтезе человеческих органов уже превращаются в реальность ближайшего будущего. Пройдет десяток лет и искусственные почки, сердце, печень станут доступны каждому человеку. Простые уколы восстановят кожу, омолодят. Главным заслуга в этом будет принадлежать стволовым клеткам.

Ученые всего мира называют XXI век – веком биомедицины. И это вполне объяснимо, ведь данная область медицины развивается с невероятной скоростью. Недаром же в последние годы за открытия в области клеточных технологий ученые получили 7 Нобелевских премий! И это далеко не предел, ведь перспективы лечения стволовыми клетками на сегодняшний день выглядят абсолютно безграничными! Но, обо всем по порядку.

Историческая справка

Стволовые клетки открыл русский ученый Александр Максимов в далеком 1909 году. Именно он и стал основателем регенерационной медицины. Однако первую операцию по трансплантации таких клеток провели гораздо позже, в 70-х годах прошлого века. И пусть ученые до сих пор спорят о безопасности использования стволовых клеток, к началу XXI века в мире было проведено 1200 операций по трансплантации стволовых клеток, взятых из пуповины. В России к таким методам лечения долгое время относились настороженно, а потому первая разрешенная операция была проведена лишь в 2010 году. Сегодня в нашей стране действует несколько клиник, предлагающих данный метод для лечения самых разных заболеваний.

Что такое стволовые клетки и зачем они нужны

Стволовые клетки – это незрелые (недифференцированные) клетки, присутствующие у всех многоклеточных организмов. Особенностью таких клеток является их уникальная способность делиться, образуя новые стволовые клетки, а также дифференцироваться, то есть превращаться в клетки определенных органов и тканей. По сути, стволовые клетки – это своеобразный резервный запас нашего организма, благодаря которому осуществляется процесс клеточного обновления.

Использование стволовых клеток в лечении заболеваний – настоящий прорыв в современной медицине. Сегодня имеются достоверные данные о том, что благодаря стволовым клеткам можно лечить рак, атеросклероз, инсульт, инфаркт миокарда, аутоиммунные и аллергические заболевания, диабет и эндокринные нарушения, травмы позвоночника и мозга. Стволовые клетки улучшают состояние кожи, костей и хрящевой ткани, укрепляют иммунитет и усиливают потенцию. Более того, на сегодняшний день имеется положительная практика лечения болезни Альцгеймера и Паркинсона при помощи этих биологических веществ!

Причем, стволовые клетки позволяют раз и навсегда избавиться от тяжелого недуга, что гораздо дешевле, чем из года в год пытаться лечить болезнь медицинскими препаратами. И этот факт давно подтвержден пациентами, которые при помощи данного метода избавились от ревматоидного артрита и бронхиальной астмы.

Более того, при помощи этих биологических веществ на сегодняшний день можно успешно лечить бесплодие. Специалисты создают клетки, которые временно подавляют иммунную функцию женщины, в результате чего организм не отторгает плод. По статистике, каждая вторая женщина, решившаяся на такой способ борьбы с бесплодием, забеременела и родила прекрасного малыша. Как видите, область применения этих удивительных клеток кажется просто безграничной!

Суть лечения

Безусловно, клеточная терапия – это не панацея от всех недугов. Лечение такими клетками имеет ряд противопоказаний и не может применяться без взвешенного подхода.

В чем же суть данного метода? Оказывается, чудо-клетки обладают двумя важнейшими функциями – они делятся сами и активизируют размножение других клеток организма. Смысл лечения в том, что при попадании в болезненный орган, клетки запускают работу иммунной системы и выделяют биоактивные вещества, которые активизируют к обновлению собственные стволовые клетки пораженного органа. В результате замены старых клеток на новые и происходит процесс регенерации, благодаря которому орган постепенно восстанавливается.

Разновидности стволовых клеток

Медицине известны несколько типов чудо-клеток. Это фетальные, эмбриональные, постнатальные и множество других незрелых клеток. Для лечения чаще всего применяются гемопоэтические (ГСК) и мезенхимальные клетки (МСК), которые добываются из костного мозга, включая тазовые кости, ребра, а также жировые ткани и некоторые другие ткани, имеющие хорошее кровоснабжение. Выбор в пользу этих клеток сделан неспроста. По уверению ученых, лечение гемопоэтическими и мезенхимальными клетками высокоэффективно и безопасно, а значит, исключена вероятность того, что они мутируют и спровоцируют развитие опухоли, что вполне возможно при внедрении фетальных либо эмбриональных клеток.

А ведь не секрет, с возрастом количество стволовых клеток в организме человека становится все меньше. К примеру, если у эмбриона насчитывается одна клетка на 10 тыс. обычных, то у 70-летнего человека – одна клетка на 7-8 млн. Таким образом, в кровь взрослого человека ежедневно выделяется всего 30 тыс. мезенхимальных клеток. Этого хватает лишь для устранения мелких нарушений, но совершенно недостаточно для того, чтобы защитить от тяжелых недугов или затормозить процесс старения.

Однако лечение стволовыми клетками позволяет добиться невозможного. По мнению современных ученых, при введении стволовых клеток в организм создается необходимый «регенеративный фонд», благодаря которому человек поправляется и избавляется от болезней. Подобное использование стволовых клеток медиками очень напоминает заправку автомобиля топливом. Врачи просто вводят в вену стволовые клетки будто «заправляют» организм качественным топливом, благодаря чему человек избавляется от болезней и живет дольше!

В среднем, лечение заболеваний подразумевает введение в кровь около 1 млн. клеток на 1 кг веса. Чтобы бороться с тяжелыми патологиями больному следует вводить 2-3 млн. стволовых клеток на каждый 1 кг веса. По мнению медиков это естественный механизм лечения болезней, которые станет основным методом терапии практически всех патологий в самом ближайшем будущем.

Мифы и реальность

Несмотря на успехи, которых на сегодняшний день добились специалисты биомедицины, недоверие к такому методу лечения заболеваний по-прежнему велико. Возможно виной тому периодически возникающая в СМИ информация об известных личностях, чьи попытки лечения или омоложения организма закончились печально. Врачи частных клиник, имеющие лицензию на лечение такими клетками, относят эти информационные вбросы к «дутым сенсациям», резонно замечая, что в сообщениях нет информации о методе лечения и типе применяемых клеток. Эксперты научных госучреждений решительно отказываются комментировать такие слухи. Возможно, именно из-за отсутствия полной информации общество и раздирают сомнения по поводу безопасности подобного лечения.

Тем не менее, людей, согласившихся на терапию стволовыми клетками, и сегодня называют «подопытными кроликами». По словам главврача одной из клиник, проводящих подобное лечение, Юрия Хейфеца: «Говорить о наших пациентах как о подопытных кроликах, просто некорректно. Мне известно об имевшихся случаях аллергии на данный материал, но аллергию вызывали не клетки, а питательная среда, попавшая в клеточную культуру. Но я не слышал ни об одном случае летального исхода после введения таких клеток!».

Поддерживает специалиста и доктор медицинских наук профессор Александр Тепляшин. По словам ученого: «В Европе и США уже начали осознавать всю пользу и эффективность, которую несут в себе стволовые клетки. Именно поэтому наши специалисты, которые давно занимаются лечением стволовыми клетками, чрезвычайно востребованы в этих странах. У нас же по-прежнему наблюдается недоверие к данному методу лечения, и это очень огорчает».

Ученые обращают внимание на тот факт, что еще не утихли споры относительно пользы и вреда антибиотиков, однако известно, с какой катастрофой столкнулось бы человечество, не будь этих лекарственных средств. То же происходит и со стволовыми клетками. Вместе с тем специалисты замечают, что отнюдь не все стволовые клетки годятся для терапии.

Цена вопроса

Еще один вопрос не дает покоя обывателям. Вроде бы лечение клетками ведется уже давно, досконально изучена технология, как грибы растут новые клиники, проводящие лечение стволовыми клетками. Почему же терапия остается такой дорогой?

Специалисты отвечают, что выращивание стволовых клеток – процесс долговременный и довольно затратный. К тому же государство не финансирует такие проекты, из-за чего они развиваются гораздо медленнее.

Правда и в этом процессе наблюдаются подвижки. Сегодня и в России имеются клеточные препараты, стоимость которых приравнивается к стоимости традиционного лечения. Например, средство для борьбы с артрозом стоит не дороже геля, предназначенного для введения в больной сустав. При этом препарат позволяет лечить сустав, в то время как гель борется лишь с болевым синдромом. Тем не менее, все компоненты для выращивания стволовых клеток в нашей стране на сегодняшний день закупаются в США.

Если предметно говорить о стоимости лечения, то данные различных источников во многом разнятся. К примеру, по информации «Московского Комсомольца» терапия стволовыми клетками в России на сегодняшний день колеблется в пределах 10 000–12 000$.

В то же время на сайте московской клиники «Новейшая медицина» говорится о том, что полная стоимость клеточной терапии или курса ревитализации обойдется в 30 000–32 000$.

В то же время ряд компаний, занимающихся организацией лечения стволовыми клетками в Германии, приводит данные, согласно которым полный курс лечения обойдется пациенту в 9 000–15 000$.

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.

Недифференцированные стволовые клетки, которые активно используются в медицине, представляют собой основу для развития клеток мозга, крови или любого другого органа. В современной фармакологии и косметологии этот биологический материал является ценным лекарством. Специалисты научились самостоятельно выращивать его для разных нужд: например, брать материал пуповинной крови, который широко применяют для восстановления и укрепления иммунной системы.

Что такое стволовые клетки

Если объяснять понятным языком, то СТ (стволовые недифференцированные клетки) представляют собой «прародителей» обычных клеток, которых насчитывается сотни тысяч видов. Обычные клетки отвечают за наше здоровье, обеспечивают исправную работу жизненно необходимых систем, заставляют наше сердце биться и работать мозг, они ответственны за пищеварение, красоту кожи и волос.

Где находятся стволовые клетки

Невзирая на внушительную цифру в 50 миллиардов штук, такой ценный материал у взрослого человека имеется в очень малых количествах. В основной массе клетки содержатся в костном мозге (мезенхимальные клетки и стромальные клетки) и подкожном жире, остальные равномерно распределены по всему телу.

По-другому сформирован эмбрион. Миллиарды стволовых клеток образуются после деления зиготы, которая является результатом слияния мужской и женской гамет. Зигота хранит в себе не только генетическую информацию, но и план последовательного развития. Однако в процессе эмбриогенеза ее единственной функцией является деление. Других задач, помимо передачи генетической памяти следующему поколению, нет. Клетки деления зиготы и являются стволовыми, точнее, эмбриональными.

Свойства

Взрослые клетки находятся в состоянии покоя, пока какая-либо из регулирующих систем не подаст сигнал об опасности. СТ активируются и по кровотоку добираются до пораженного места, где, считывая информацию с «соседок», превращаются в костные, печеночные, мышечные, нервные и другие составляющие, стимулируя внутренние резервы организма к восстановлению тканей.

Количество чудо-материала с возрастом уменьшается, притом начало сокращения приходится на совсем юный возраст – 20 лет. К 70 годам клеток остается очень мало, этот мизерный остаток поддерживает функционирование систем жизнеобеспечения организма. Помимо этого, «постаревшие» СТ частично теряют свою универсальность, они уже не могут перевоплощаться в любой тип ткани. Например, исчезает возможность превращения в нервные и кровяные составляющие.

По причине недостачи гемопоэтических составляющих, отвечающих за кровообразование, человек на старости лет покрывается морщинами и иссыхает из-за того, что кожа уже не получает достаточного питания. Эмбриональный материал самый способный в деле перевоплощения, значит, самый ценный. Такие СТ могут переродиться в любой вид ткани в организме, быстро восстановить иммунитет, стимулировать орган к регенерации.

Разновидности

Может показаться, что разновидностей стволовых клеток только две: эмбриональные и клетки, находящиеся в организме родившегося человека. Но это не так. Их классифицируют по полипотентности (способности перевоплощаться в другие виды тканей):

тотипотентные клетки;
плюрипотентные;
мультипотентные.

Благодаря последнему виду, как можно понять по названию, можно получить любые ткани в организме человека. Это не единственная классификация. Следующее различие будет заключаться в способе получения:

эмбриональные;
фетальные;
постнатальные.

Эмбриональные СТ берутся у эмбрионов, которым несколько дней. Фетальные клетки – это биологический материал, собранный из тканей эмбрионов после абортов. Их потентность по сравнению с трехдневными эмбрионами несколько ниже. Постнатальный вид – это биоматериал рожденного человека, добываемый, например, из пуповинной крови.

Выращивание стволовых клеток

Изучая свойства эмбриональных стволовых клеток, ученые пришли к выводу, что это материал, идеальный для трансплантации, так как им можно заменить любые ткани в организме человека. Эмбриональные составляющие получают из неиспользованной ткани эмбрионов, которых изначально выращивают для искусственного оплодотворения. Однако использование эмбрионов вызывает этические возражения, в результате ученые открыли новый тип стволовых клеток – индуцированные плюрипотентные.

Индуцированные плюрипотентные клетки (iPS) сняли этические проблемы без потери уникальных свойств, которыми обладают эмбриональные. Материалом для их выращивания служат не эмбрионы, а зрелые дифференцированные клетки пациента, которые извлекают из организма, а после проведения работ в специальной питательной среде, возвращают обратно, но уже с обновленными качествами.

Применение

Применение СТ очень широко. Определить области, где они употребляются, тяжело. Большинство ученых заявляет, что за лечением донорским биоматериалом будущее, однако дополнительные исследования следует продолжать проводить. На данный момент такие работы в большинстве своем успешные, они положительно отразились на лечении многих заболеваний. Взять, например, помощь в лечении рака, первые этапы которой уже дали надежду на выздоровление многим больным.

В медицине

Медицина не случайно возлагает огромные надежды на микротехнологии. Уже 20 лет врачи со всего мира используют мезенхимальные клетки костного мозга для лечения серьезных заболеваний, в том числе и злокачественных опухолей. Донором такого материала с набором антиген может стать близкий родственник больного, у которого подходящая группа крови. Ученые проводят и другие исследования в области лечения таких заболеваний, как цирроз печени, гепатит, патологии почек, диабет, инфаркт миокарда, артроз суставов, аутоиммунные болезни.

Лечение стволовыми клетками различных заболеваний

Спектр использования в лечении поражает. Из СТ делают многие лекарства, но особым преимуществом пользуются трансплантации. Не все пересадки заканчиваются хорошо из-за индивидуального отторжения материала, но лечение в большинстве случаев успешно. Оно используется против таких недугов:

острый лейкоз (острый лимфобластный, острый миелобластный, острый недифференцированный и другие виды острого лейкоза);
хронические лейкозы (хронический миелоидный, хронический лимфоцитарный и другие типы хронического лейкоза);
патологии пролиферации миелоидного ростка (острый миелофиброз, истинная полицитемия, идиопатический миелофиброз и другие);
фагоцитарные дисфункции;
наследственные нарушения метаболизма (болезнь Гарлера, болезнь Крабе, метахромная лейкодистрофия и другие);
наследственные расстройства работы иммунной системы (дефицит адгезии лимфоцитов, болезнь Костманна и другие);
лимфопролиферативные расстройства (лимфогранулематоз, неходжкинская лимфома);
другие наследственные расстройства.

В косметологии

Методы использования стволовых клеток нашли свое применение в сфере красоты. Косметологические фирмы все больше выпускают средств с такой биологической составляющей, которая может быть, как животной, так и человеческой. В составе косметики ее маркируют как Stem Cells. Ей приписывают чудодейственные свойства: омолаживание, отбеливание, регенерация, восстановление упругости и эластичности. Некоторые салоны даже предлагают инъекции стволовых клеток, однако введение препарата под кожу будет дорогостоящим.

Выбирая то или иное средство, не ведитесь на «удочку» красивых высказываний. Данный биоматериал не имеет никакого отношения к антиоксидантам, да и провести омоложение на десяток лет за одну неделю не получится. Учтите, что такие крема и сыворотки не будут стоить копейки, ведь получение стволовых клеток - это процесс непростой и трудоемкий. Например, японские ученые пытаются заставить улиток выделять больше слизи с содержанием заветного материала в лабораториях. Вскоре эта слизь станет основой новой косметики.

Видео: Стволовая клетка

Термины «стволовые клетки», «пуповинная кровь», «криобанк» наши соотечественники впервые услышали сравнительно недавно - пять лет назад. В то время как в США первый криобанк стволовых клеток пуповинной крови «Cryo-Cell» был открыт в 1992 г. Тем не менее первое предположение о существовании стволовых клеток было высказано именно русским ученым. В 1909 г. профессор Военной медико-хирургической академии Санкт-Петербурга А.А. Максимов сделал сенсационное заявление о том, что в организме человека есть так называемые «стволовые» клетки, способные при определенных условиях превращаться в зрелые, дифференцированные клетки организма. Несколько позже профессор московского НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи А.Я. Фриденштейн подтвердил предположение коллеги и, изучая возможности этих особых клеток, стал разрабатывать сферу их применения.
Сейчас, по словам профессора Б.В. Афанасьева, директора клиники трансплантации костного мозга Санкт-Петербургского Государственного медицинского университета им. И.П. Павлова, в России вопросами стволовых клеток занимаются ученые и практикующие врачи Москвы, Санкт-Петербурга и Новосибирска.

Зачем нужны стволовые клетки?

Единого термина для названия этих универсальных клеток пока не придумано. Их именуют и «стволовыми», и «клетками-предшественницами», и «запасными». В организме взрослого человека, особенно в костном мозге, существуют клетки, обладающие способностью превращаться практически во все виды клеток взрослых тканей, например в клетки мышц, печени и другие. В отличие от дифференцированных, стволовые клетки обладают свойством неограниченного воспроизводства, в то время как дифференцированные клетки выполняют только лишь определенные функции (мышечные клетки - сокращаются, эритроциты - переносят кислород и т.д.), и не способны делиться неограниченно. Превращение стволовых клеток в дифференцированные происходит под действием клеток и субстратов, окружающих стволовую клетку, попавшую в ту или иную ткань. Мы знаем, что в норме стволовых клеток в организме чрезвычайно мало, но они являются универсальными «запасными» частями, которые используются организмом для восстановления разных тканей. «Починка» организма с помощью стволовых клеток происходит следующим образом: когда в какой-то ткани возникает повреждение, то ее гибнущие клетки посылают в кровь сигнал тревоги, выделяя особые вещества. Этот сигнал поступает в костный мозг, который начинает активно выбрасывать в кровь определенные клетки-предшественники. Те, в свою очередь, с током крови поступают к пострадавшему участку. Здесь сотни пришедших на помощь стволовых клеток делятся на миллионы, копируя погибшие и таким образом, восстанавливая их баланс.
В настоящее время эти возможности стволовых клеток используются в практической медицине при лечении более 60 опасных заболеваний. Среди них основное место занимают заболевания системы крови, различные онкологические заболевания, наследственные и аутоиммунные болезни. С этим связано то, что метод пересадки гемопоэтических стволовых клеток, т. е. клеток-родоначальников системы кроветворения, становится рутинным методом лечения этой тяжелой группы болезней. Как ни печальна статистика, но у 1 ребенка из 600 в возрасте до 14 лет может наблюдаться развитие такого заболевания.
В то же время исследования последних лет показали, что, стволовые клетки могут быть с успехом использованы и при лечении, например, сердечно-сосудистых заболеваний. Так, при инфаркте миокарда (состоянии, при котором нарушается кровоснабжение участка сердечной мышцы) костный мозг больного начинает сразу выбрасывать в кровь стволовые клетки, но для эффективного восстановления ткани сердечной мышцы их количества обычно недостаточно. В настоящее время ведутся исследования по имплантации стволовых клеток в зону сердечной мышцы, поврежденную при инфаркте миокарда. Такие операции проведены, например, в Бельгии, Германии. При этом пациенту в область поврежденной сердечной мышцы успешно имплантировали стволовые клетки, полученные из его же костного мозга. Следует отметить, что в данном случае стволовые клетки стимулируют образование мышечной ткани - непосредственно миокарда, а также сосудов поврежденной области.

Способы получения стволовых клеток

В настоящее время стволовые клетки для трансплантации получают в клинических условиях:
1. Из костного мозга. Это оперативное вмешательство проводится путем множественных пункций костей таза, грудины. При этом заготавливают около 1000 мл костного мозга. Этот метод используется более 30 лет. Его недостатками являются необходимость наркоза и возможность развития послеоперационных осложнений, хотя встречаются они достаточно редко.
2. Из периферической крови. Аппараты - фракционаторы клеток крови подсоединяются к венам больного или донора, и за одну-две операции через них пропускают 10-20 л крови. Эти процедуры проводятся на фоне введения человеку специальных лекарств (факторов роста), которые увеличивают содержание в крови стволовых клеток. Второй метод лишен недостатков первого, но более дорог, т.к. он требует использования дорогостоящей аппаратуры и факторов роста.
3. Из пуповинной крови. Стволовые клетки заготавливают в момент рождения ребенка, подвергают тщательному обследованию, замораживают и, в случаях их совместимости с каким-либо пациентом по антигенам главного комплекса совместимости - системе HLA, трансплантируют.
Количество стволовых клеток, которые распознаются по выявлению на их поверхности определенных антигенных структур, получаемых при заготовке материала для трансплантации из костного мозга, заготовленного от донора или больного, не превышает обычно 1*106/кг, для концентрата стволовых гемопоэтических клеток из периферической крови - 1-10*106/кг, для образца пуповинной крови - 1-4*106/кг.
О третьем методе стоит рассказать более подробно. В пупочной вене новорожденного концентрация стволовых клеток относительно велика. Это связано с тем, что у новорожденных сохраняются элементы эмбрионального кроветворения, и сама плацента выделяет мощные стимуляторы этого процесса. Клетки крови, ответственные за иммунные реакции, у новорожденных менее зрелы, чем у взрослых, что ведет к снижению риска возникновения болезни «трансплантат против хозяина» и дает возможность успешно осуществлять трансплантации гемопоэтических клеток при наличии определенных различий в системе HLA реципиента и донора. Кроме того, сам процесс сбора такой крови осуществляется быстро и просто; он не требует какого-либо контакта с матерью и ребенком и, соответственно, безболезнен.
Исследования последних лет доказали, что кровь, которая остается в пуповине, может быть собрана и заморожена для использования в будущем.

Теория и жизнь

В современной мировой медицине накоплен достаточный опыт реального излечения больных с помощью стволовых клеток. Примером тому может служить история шестилетней Кинси Моррисон, страдающей острой формой лейкемии 1. Шанс на выздоровление, сама того не ведая, ей подарила новорожденная сестренка. Стволовые клетки малышки, взятые из пуповины после ее рождения, оказались абсолютно иммунологически совместимыми с клетками Кинси, в то время как никто из возможных 9 миллионов потенциальных доноров стволовых клеток в мире, данные о которых собраны в мировом Регистре доноров кроветворных клеток (включая ее мать), не подходил больной девочке.
Первая в Европе операция с использованием донорских стволовых клеток пуповинной крови от совместимого родственного донора была проведена в 1988 г. в Париже ребенку с анемией Фанкони 2. Сегодня ребенок живет и здравствует. Этот пример стал одним из многих фактов успешного применения стволовых клеток пуповинной крови в лечении заболеваний крови. В целом стволовые клетки пуповинной крови были использованы более чем в 2 тысячах случаев трансплантаций.
В нашей стране заявлено существование регистра неродственных доноров на базе Гематологического центра, существуют также базы данных в Российском институте гематологии и трансфузиологии, Санкт-Петербургском медицинском университете - это банки данных на доноров, типированных по системе HLA и подписавших согласие на сдачу стволовых клеток в случае необходимости (из костного мозга или крови). За рубежом в 30 странах существует более 50 таких регистров, многие из которых имеют и банки образцов заготовленной и замороженной пуповинной крови. Если в национальные базы данных могут обращаться врачи и родственники больных, то в международные обращаются обычно через врачей (для этого существует определенный порядок, не всегда возможный для россиян).

Что такое криобанк?

Криобанки - это специально оборудованные хранилища стволовых клеток. В Европе и Америке криобанки стволовых клеток пуповинной крови начали появляться более 10 лет назад. Сегодня в общей сложности их 45. В этих банках хранятся образцы пуповинной крови, заготовленные от новорожденных-доноров, данные о которых включены в Национальные Регистры доноров гемопоэтических клеток. Заключив договор с таким банком, родители могут также сохранить «впрок» стволовые клетки и для своего ребенка. Клетки подвергаются тщательному обследованию, замораживаются по специальной программе и хранятся в жидком азоте при температуре –196°С в состоянии полного анабиоза и могут быть использованы для лечения самого ребенка или его ближайших родственников. Иными словами, хранение собственных - аутологичных стволовых клеток - это биологическая страховка для ребенка в будущем, благодаря которой он имеет собственные здоровые «запасные» клетки на случай серьезной болезни. Ведь известно, что сегодня более 30% людей, нуждающихся в пересадке стволовых клеток, так и не находят подходящий трансплантат.

Технология сбора

Манипуляция осуществляется после рождения ребенка и пережатия пуповины: пуповина перерезается и кровь собирается в стерильный контейнер, содержащий антикоагулянт - раствор, предотвращающий свертывание крови. Обычно объем собранной крови колеблется от 60 до 120 мл. Эта процедура не представляет никакого риска ни для матери, ни для ребенка и может быть произведена как при обычном течении родов, так и при родах путем кесарева сечения. Собранная пуповинная кровь упаковывается и помещается в специальный контейнер для перевозки, на который заранее нанесена вся необходимая информация.
Хранилище стволовых клеток разработано специально для их долгосрочного хранения. Оно представляет собой резервуар с жидким азотом объемом 500 л, оснащенный внутренней системой для размещения криобоксов с пробирками. Оно оборудовано сигнализацией и компьютерной системой, позволяющей круглосуточно следить за уровнем жидкого азота и за температурой в хранилище. К настоящему времени опыт хранения стволовых клеток насчитывает 15 лет, причем после размораживания клетки сохраняют все свои свойства. Размораживают образцы в водяной бане при температуре 40-41°С в течение 3-5 минут. Размороженные клетки должны быть сразу перелиты реципиенту.
Сроки «жизни» образцов пуповинной крови ограничены не столько длительностью хранения, сколько тем, что количества стволовых клеток, содержащихся в пуповинной крови, обычно бывает достаточно только для трансплантации детям до 10-14 лет. Поэтому сроки хранения пуповинной крови, взятой у конкретного новорожденного для возможной трансплантации ему же, ограничены указанными рамками. (Кстати, пуповинную кровь можно использовать не только для самих детей, но и для их родственников, которые совместимы с ними иммунологически и имеют показания для трансплантации и для которых количества этой крови будет достаточно).
Ученые, занимающиеся исследованием стволовых клеток, уверены, что в ближайшем будущем сфера их возможного использования значительно увеличится, т.к. научные исследования в этой области развиваются чрезвычайно динамично, и работа по созданию специальных банков пуповинной крови в России идет интенсивно. Услуги по хранению стволовых клеток пуповинной крови позволяют в какой-то степени обезопасить жизнь ребенка, и, возможно, других членов семьи. Как быстро они приживутся в нашей стране - покажет время, с единственной оговоркой, что сам шанс сохранения «клеток-лекарей» дается родителям только один раз - в момент рождения ребенка.